[發明專利]交聯型的具有特定取向結構的質子交換膜及其制備方法

無效

• 申請號: 201210149269.7
• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號: CN102660120A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 林俊;錢紅雪;何少劍;劉鑫;蔡明威
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: C08L81/06
• 分類號: C08L81/06;C08L71/12;C08L85/02;C08L79/08;C08L61/16;C08J5/22;C08J3/24;H01M8/10
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 薄觀玖

1.一種交聯型的具有特定取向結構的質子交換膜，其特征在于：其由含磺酸基團的離子交換樹脂構成，所述的含磺酸基團的離子交換樹脂為具有質子交換功能的磺化非氟烴類聚合物，選自磺化聚醚砜樹脂、磺化聚苯醚樹脂、磺化聚磷腈樹脂、磺化聚酰亞胺樹脂、磺化聚醚醚酮樹脂中的任意一種。

2.根據權利要求1所述的質子交換膜，其特征在于：所述的含磺酸基團的離子交換樹脂的磺化度為60%~90%。

3.一種交聯型的具有特定取向結構的質子交換膜的制備方法，其特征在于：將含磺酸基團的離子交換樹脂溶于溶劑配成溶液，流延成膜，然后在溶劑還未完全除去的條件下將所制備的膜進行拉伸，并于拉伸完成后維持外力使膜保持在拉伸狀態，而后將拉伸膜干燥除去殘余溶劑，再在真空烘箱內進行熱交聯，然后在室溫下冷卻，最后去除外力。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

1)?將含磺酸基團的離子交換樹脂溶于溶劑制成溶液，將溶液倒入培養皿中，然后置入烘箱中干燥，控制溶劑殘留量為10%~40%，成型后將膜從培養皿表面揭起；

2)?將步驟1)制備的膜在室溫下進行單向拉伸或雙向拉伸，并于拉伸完成后維持外力使膜保持在拉伸狀態，得拉伸膜；其中，單向拉伸是指將膜沿某一方向進行拉伸；雙向拉伸是指將膜沿兩個互相垂直的方向同時進行拉伸；

3)?將步驟2)所制備的拉伸膜置于70~100℃烘箱內繼續干燥6~12小時，然后在相同溫度的真空烘箱內干燥6~12小時，將殘留溶劑完全除去；

4)?將步驟3)所制備的干燥后的拉伸膜在160~200℃的真空烘箱中進行熱交聯，交聯時間4~8小時，然后在室溫下自然冷卻，最后去除外力，得交聯型的具有特定取向結構的質子交換膜。

5.根據權利要求3或4所述的制備方法，其特征在于：所述的含磺酸基團的離子交換樹脂為具有質子交換功能的磺化非氟烴類聚合物，選自磺化聚醚砜樹脂、磺化聚苯醚樹脂、磺化聚磷腈樹脂、磺化聚酰亞胺樹脂、磺化聚醚醚酮樹脂中的任意一種。

6.根據權利要求3或4所述的制備方法，其特征在于：所述的含磺酸基團的離子交換樹脂的磺化度為60%~90%，優選70%~85%。

7.根據權利要求3或4所述的制備方法，其特征在于：所述的溶劑為二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜中的任意一種。

8.根據權利要求3或4所述的制備方法，其特征在于：含磺酸基團的離子交換樹脂溶液的質量濃度為5%~15%。

9.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：單向拉伸或雙向拉伸時，拉伸比均為2~8，雙向拉伸時，兩個方向的拉伸比相同。

10.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于：步驟1)中，干燥時間為6~18小時，干燥溫度為70~100℃。