[發明專利]一種復合型質子交換膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201910197162.1
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN110010942B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 劉龍;李健;韓旭;翁鵬程;朱敏婧;陳騁
• 申請（專利權）人: 浙江吉利汽車研究院有限公司;浙江吉利控股集團有限公司
• 主分類號: H01M8/1069
• 分類號: H01M8/1069;H01M8/1072;H01M8/1018;H01M8/1039
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;賈允

1.一種復合型質子交換膜的制備方法，其特征在于，所述方法包括步驟如下：

S1：制備部分氟磺酰氟樹脂；所述步驟S1還包括：S11：制備出全氟磺酰醚單體；S12：將所述全氟磺酰醚單體、聚四氟乙烯和乙烯發生聚合反應，形成含有鈉離子的部分氟磺酰氟樹脂；S13：將上述部分氟磺酰氟樹脂中的鈉離子用氫離子替換，形成部分氟磺酰氟樹脂；

S2：向所述部分氟磺酰氟樹脂的低碳醇溶液中加入聚四氟乙烯膜，制備復合質子交換膜。

2.根據權利要求1所述的一種復合型質子交換膜的制備方法，其特征在于，所述步驟S11中，所述全氟磺酰醚單體為環砜與碳酸鈉發生縮合反應形成的，所述環砜為四氟乙烯與三氧化硫發生反應形成的。

3.根據權利要求1所述的一種復合型質子交換膜的制備方法，其特征在于，所述步驟S2還包括：

S21：將所述部分氟磺酰氟樹脂溶入低碳醇溶液中，制備出混合溶液A；

S22：將聚四氟乙烯膜浸入至所述混合溶液A中，制備出混合溶液B；

S23：向所述混合溶液B中加入高沸點溶劑，制備出混合溶液C；

S24：加熱所述混合溶液C，并且靜置所述混合溶液C至少3小時。

4.根據權利要求3所述的一種復合型質子交換膜的制備方法，其特征在于，所述低碳醇溶液為甲醇溶液、乙醇溶液和異丙醇溶液中的一種。

5.根據權利要求3所述的一種復合型質子交換膜的制備方法，其特征在于，所述聚四氟乙烯膜的厚度為15um-25um。

6.根據權利要求5所述的一種復合型質子交換膜的制備方法，其特征在于，所述聚四氟乙烯膜為多孔聚四氟乙烯膜，所述多孔聚四氟乙烯膜的孔徑為0.3um-0.5um。

7.根據權利要求3所述的一種復合型質子交換膜的制備方法，其特征在于，所述步驟S23中，所述高沸點溶劑為二甲基亞砜或/和N-二甲基乙酰胺溶劑。

8.根據權利要求1所述的一種復合型質子交換膜的制備方法，其特征在于，所述制備方法還包括如下步驟：

S3：將所述復合型質子交換膜置于150℃-180℃的真空環境內，對所述復合型質子交換膜進行擠壓，使溫度降至60℃以下，在所述復合型質子交換膜表面涂噴所述部分氟磺酰氟樹脂的低碳醇溶液；

S4：重復所述步驟S3至少三次，使所述復合型質子交換膜恢復至溫度閾值。

9.一種復合型質子交換膜，其特征在于，所述復合型質子交換膜采用如權利要求1-8中任意一項所述的一種復合型質子交換膜的制備方法制備得到，所述復合型質子交換膜包括部分氟磺酰氟樹脂和聚四氟乙烯膜，所述部分氟磺酰氟樹脂嵌入所述聚四氟乙烯膜的間隙孔中。