[發明專利]一種膠粘劑及其制備方法、混合物和膜電極及其制備方法

在審

• 申請號: 201910133991.3
• 申請日: 2019-02-22
• 公開（公告）號: CN109913160A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 楊云松;唐軍柯;鄒渝泉;葉思宇;孫寧;吳力杰
• 申請（專利權）人: 鴻基創能科技（廣州）有限公司
• 主分類號: C09J153/00
• 分類號: C09J153/00;C08F293/00;H01M8/1004;H01M8/0284
• 代理公司: 廣州永華專利代理有限公司 44478
• 代理人: 謝彪

本發明屬于膠粘劑技術領域，具體涉及一種膠粘劑及其制備方法、混合物和膜電極及其制備方法。所述膠粘劑，包括含氟嵌段共聚物，所述含氟嵌段共聚物包括聚丙烯酸酯類均聚體鏈段。所述膠粘劑的制備方法包括單體的合成與含氟嵌段共聚物的合成兩個步驟；所述膠粘劑應用于燃料電池領域，所述膠粘劑用于粘接燃料電池膜電極中的CCM和支撐材料，使用時，將膠粘劑、引發劑、固化劑和增韌劑溶解于溶劑中，將混合物涂布于支撐材料表面后，將CCM與支撐材料貼合，升溫固化。本發明解決了含氟材料粘接性能不佳的問題。

技術領域

本發明屬于膠粘劑技術領域，具體涉及一種膠粘劑及其制備方法、混合物和膜電極及其制備方法。

背景技術

一些材料由于具有表面能低或結晶度高或非極性的特性，使得其難以使用普通的膠粘劑進行粘接，影響了其使用，例如含氟高分子材料。現有的改善難粘材料粘接性能的方法大致分為將難粘材料進行表面處理和使用新型粘接劑兩種。對難粘材料進行表面處理的方法雖然可以在一定程度上改善難粘材料的粘接性能，但是其制作工藝較為復雜，特別是在一些特殊的行業，如燃料電池膜電極制造行業，材料表面處理會增加工序、延長生產時間。

在燃料電池膜電極制造行業，常使用膠粘劑將CCM(Catalyst Coated Membrane，催化劑涂布膜)與支撐材料粘接在一起，目前常用的膠粘劑有丙烯酸類、環氧類或聚烯烴類聚合物。CCM由催化劑層和膜組成，膜一般是全氟磺酸樹脂膜，支撐材料一般是PET、PI、PEN、PP、PE以及PC等碳氫類聚合物等碳氫類聚合物。全氟磺酸樹脂膜是一種主鏈以及側鏈上都是氟原子的高分子聚合物，由于C-F鍵的鍵能高達485kJ·mol/L，是所有共價鍵中鍵能最大的。與碳氫類聚合物主鏈上分子的碳鏈呈鋸齒狀不同，氫原子被氟取代后，電負性大的氟原子上電子密度大，同時氟原子半徑比氫原子大，導致全氟高分子主鏈上的C-C-C鍵角變小，氟原子沿碳鏈呈螺旋分布，而兩個氟原子的范德華半徑之和為2.7×10^-10m，正好填滿兩個碳原子的空隙，形成由一層氟原子包裹內部碳原子的結構。由于氟原子電負性大，極化率低，造成全氟聚合物的表面能很低，全氟聚合物和其它材料的粘結性差。因此，現有的用于粘接支撐材料和CCM的膠粘劑不能對支撐材料和全氟磺酸樹脂膜起到良好的粘接作用，可能發生脫落或剝離，造成膜電極加工過程中效率不高，嚴重影響膜電極的性能及使用壽命。因此，研制一種用于粘接含氟材料的膠粘劑十分有必要。

發明內容

本發明公開了一種膠粘劑及其制備方法、混合物和膜電極及其制備方法，主要用以解決含氟材料粘接性能不佳的問題。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種膠粘劑，所述膠粘劑包括含氟嵌段共聚物。

進一步地，所述含氟嵌段共聚物包括聚丙烯酸酯類均聚體鏈段。

進一步地，所述含氟嵌段共聚物包括至少兩種聚丙烯酸酯類均聚體鏈段，其中至少一種所述聚丙烯酸酯類均聚體鏈段中含有氟原子。

進一步地，所述含氟嵌段共聚物的結構式為：

其中Rf基團的結構為CF₃(CF₂)_k(CH₂)_l，k為0～17的整數，l為0或1；R基團的結構為CH₃(CH₂)_x，x為0～17的整數；m和n分別為1～100的整數。

一種膠粘劑的制備方法，包括以下步驟：