[發明專利]一種燃料電池用液態玻璃復合質子交換膜及制備方法有效
| 申請號： | 201711456170.0 | 申請日： | 2017-12-28 |
| 公開（公告）號： | CN108134117B | 公開（公告）日： | 2018-11-09 |
| 發明（設計）人： | 陳慶;曾軍堂 | 申請（專利權）人： | 成都新柯力化工科技有限公司 |
| 主分類號： | H01M8/1018 | 分類號： | H01M8/1018;H01M8/1069;H01M8/1086 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 610091 四川省*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 質子交換膜 燃料電池 液態玻璃 制備 復合質子交換膜 膠狀物 高度柔韌性 抗氧化功能 液態玻璃層 表面噴涂 表面形成 干燥脫模 高耐水性 磺化芳香 冷凍條件 力學性能 使用壽命 質子導電 阻醇性能 聚合物 硅溶膠 納米級 熱定型 微細化 薄層 隔層 浸蝕 抗酸 親水 涂刷 載膜 玻璃 | ||
1.一種燃料電池用液態玻璃復合質子交換膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
a、取磺化芳香聚合物，在液氮中冷凍10～30min，采用超音速沖擊板式氣流粉碎機于氣流速度為3～10m3/min以及分級機轉速為2500～3000r/min下進行微細化處理，微細化處理時間為10～30min，得到粒徑為1～100nm的細粉；
b、將a步驟得到的細粉加入到硅溶膠中，加分散劑和溶劑，攪拌得到膠狀物；
c、采用浸漬提拉鍍膜機，將b步驟得到的膠狀物均勻噴涂在載膜板上，形成厚度為50～200μm的薄層，60℃下真空干燥3～5h，脫模，得到摻雜有硅離子的磺化芳香聚合物薄膜；
d、采用高壓噴槍，在c步驟得到的摻雜有硅離子的磺化芳香聚合物薄膜上噴涂厚度為3～5μm的液態玻璃層，經過熱壓，真空干燥，得到燃料電池玻璃質子交換膜；其中，所述液態玻璃為無定形氧化硅納米粉末分散于光敏樹脂基體中形成的分散系，無定形氧化硅納米粉末占分散系總質量的30～80%，所述高壓噴槍的噴涂壓力為15～30MPa，溫度為60～90℃。
2.根據權利要求1所述一種燃料電池用液態玻璃復合質子交換膜的制備方法，其特征在于，a步驟中所述磺化芳香聚合物為磺化聚醚醚酮、磺化聚醚砜、磺化聚芳醚腈酮中的至少一種。
3.根據權利要求1所述一種燃料電池用液態玻璃復合質子交換膜的制備方法，其特征在于，b步驟中所述分散劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉或焦磷酸鈉中的至少一種，所述溶劑為甲醇、乙醇、二甲基亞砜中的至少一種。
4.根據權利要求1所述一種燃料電池用液態玻璃復合質子交換膜的制備方法，其特征在于，b步驟中攪拌采用磁力攪拌器，攪拌速率為200～300r/min，攪拌時間為1～3h。
5.根據權利要求1所述一種燃料電池用液態玻璃復合質子交換膜的制備方法，其特征在于，c步驟中所述浸漬提拉鍍膜機的浸漬提拉速度為200～600mm/min，浸漬提拉次數為10～20次，浸泡時間為2～5s，間隔時間為60～90s。
6.根據權利要求1所述一種燃料電池用液態玻璃復合質子交換膜的制備方法，其特征在于，d步驟中所述熱壓采用熱壓機熱壓，熱壓溫度120～180℃，壓力為120～200kg/cm2，熱壓時間為100～300s。
7.根據權利要求1所述一種燃料電池用液態玻璃復合質子交換膜的制備方法，其特征在于，d步驟中所述真空干燥溫度為60～80℃，干燥時間為5～15h。
8.根據權利要求1所述一種燃料電池用液態玻璃復合質子交換膜的制備方法，其特征在于，d步驟中所述光敏樹脂為環氧丙烯酸樹脂、聚氨酯丙烯酸樹脂、聚酯丙烯酸樹脂、聚醚丙烯酸樹脂、丙烯酸酯樹脂中的至少一種。
9.權利要求1～8任一項所述制備方法制備得到的一種燃料電池用液態玻璃復合質子交換膜。
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