[發明專利]一種多層含氟交聯離子膜及其制備方法

有效

• 申請號: 200910177702.6
• 申請日: 2008-07-29
• 公開（公告）號: CN101692497A
• 公開（公告）日: 2010-04-07
• 發明（設計）人: 張永明;王軍;唐軍柯;王漢利
• 申請（專利權）人: 山東東岳神舟新材料有限公司
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01M2/16;C08L27/18;C08L27/12;C08L27/20;C08L27/16;C08L27/24;C08L27/22;C08J3/24;C08J5/22
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 寧欽亮

1.一種多層含氟交聯離子膜，是以EW值為600～1300g/mol的含氟離子交換樹脂形成的2-40層的多層膜，其中至少有1層具有交聯網狀結構，電導率40～150mS/cm，拉伸強度10～60MPa；總厚度10～300μm；層與層間形成交聯結構；

所述交聯網狀結構選自如下式(II)所示：

所述的含氟離子交換樹脂是由含氟烯烴、一種或幾種含功能基團的含氟烯單體和一種或幾種含交聯位點的含氟烯單體共聚形成，或上述共聚物的混合物；

含氟烯烴選自：四氟乙烯，三氟氯乙烯，三氟乙烯，六氟丙烯或偏氟乙烯中的一種或幾種，

含功能基團的含氟烯單體選自如下式(VI)、(VII)或(VIII)所示的結構中的一種或幾種：

R_f3CF＝CF(CF₂)_dY₂

(VII)

其中，a，b，c為0～1的整數，但不可同時為零；

d為0～5的整數

n為0或1；

R_f1，R_f2和R_f3分別選自全氟烷基或氟氯烷基；

X選自F，Cl，Br或I；

Y₁，Y₂，Y₃選自SO₂M、COOR₃、或PO(OR₄)(OR₅)，其中：

M選自Br，F、Cl、OR或NR₁R₂；所述R選自甲基、乙基、丙基、H、Na、Li、K或銨根；R₁和R₂分別選自H、甲基、乙基或丙基；R₃選自H、Na、Li、K、銨根、甲基、乙基或丙基；R₄，R₅選自H、Na、Li、K、銨根、甲基、乙基或丙基；

所述的含交聯位點的含氟烯單體選自如下式(IX)或(X)所示的結構中的一種或幾種：

F₂C＝＝＝CFR_f4Y₄

(IX)?

其中，Y₄，Y₅可以分別選自Cl、Br、I或CN；

a’，b’，c’分別為0或1，但a’+b’+c’≠0；

X₁選自F，Cl，Br或I；

n’為0或1；

R_f4，R_f5，R_f6分別選自全氟烷基。

2.如權利要求1所述的一種多層含氟交聯離子膜，其特征在于：含氟烯烴選自四氟乙烯或三氟氯乙烯。

3.如權利要求1或2所述的一種多層含氟交聯離子膜，其特征在于：所述含氟離子交換樹脂的EW值為700-1200g/mol；多層膜的層數為2-10層，總厚度10-50μm。

4.如權利要求1所述的一種多層含氟交聯離子膜的制備方法，其特征在于，各單層膜利用溶液或熔融物的澆鑄、擠出、熱壓、旋涂、流延、絲網印刷工藝、噴涂或浸漬工藝制成；多層膜的制備是通過單層膜間復合，多層膜與單層膜間復合、或多層膜與多層膜間復合，也可以直接在已制得的單層膜或多層膜上利用溶液或熔融物的澆鑄、擠出、熱壓、旋涂、流延、絲網印刷工藝、噴涂或浸漬工藝制備。

5.一種如權利要求4所述的多層含氟交聯離子膜的制備方法，其特征在于，溶液流延、溶液澆鑄、絲網印刷工藝、旋涂、噴涂或浸漬的步驟如下：

(1)將含氟離子交換樹脂，交聯劑，酸和/或自由基引發劑分散到溶劑形成混和物；混合物中含氟離子交換樹脂含量為1～80％，重量比；

(2)利用步驟(1)中制備溶液在平板上或已制備的單層或多層膜上通過溶液流延、溶液澆注、絲網印刷工藝、旋涂、噴涂或浸漬工藝成膜；成膜時要在30～300℃的溫度下熱處理10～100分鐘；

(3)成膜中，或成膜后交聯，形成式(II)所示的交聯結構。