[發明專利]一種三層共擠質子交換膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202010215248.5
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111490278A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 王紅兵;唐浩林;邊紅兵
• 申請（專利權）人: 武漢惠強新能源材料科技有限公司;河南惠強新能源材料科技股份有限公司
• 主分類號: H01M8/1053
• 分類號: H01M8/1053;H01M8/1086
• 代理公司: 武漢華強專利代理事務所(普通合伙) 42237
• 代理人: 康晨

1.一種三層共擠質子交換膜，其特征在于，包括A、B、C三層結構；所述B層位于中間層，A、C層位于上下表層，均包含質子交換樹脂及磺酸根組分；所述B層的磺酸根含量比A、C層的磺酸根含量低。

2.根據權利要求1所述的三層共擠質子交換膜，其特征在于，所述B層的磺酸根含量為B層總原料質量的0.05wt％～0.5wt％。

3.根據權利要求1所述的三層共擠質子交換膜，其特征在于，所述A、C層的磺酸根含量為所在層總原料質量的1wt％～5wt％。

4.根據權利要求1所述的三層共擠質子交換膜，其特征在于，所述B層的厚度為3～10μm。

5.根據權利要求1所述的三層共擠質子交換膜，其特征在于，所述A、C層的厚度為10～20μm。

6.根據權利要求1所述的三層共擠質子交換膜，其特征在于，所述質子交換樹脂為帶有磺酸根基團的支鏈磺酸型陰離子聚合物，選用全氟磺酸樹脂、磺化聚醚醚酮樹脂、磺化聚砜類樹脂、磺化聚酰亞胺樹脂、磺化聚苯乙烯樹脂、磺化聚苯并咪唑、磺化聚苯硫醚樹脂中的一種或幾種。

7.一種三層共擠質子交換膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1)分別對第一支鏈磺酸型陰離子聚合物和第二支鏈磺酸型陰離子聚合物進行熔融塑化；

S2)將熔融塑化的第一支鏈磺酸型陰離子聚合物和第二支鏈磺酸型陰離子聚合物同步從三層共擠流延機的三層復合流延模頭中共擠出，并在高倍牽伸比下牽引成膜，得到具有A、B、C三層結構的共擠流延膜；

S3)將所述共擠流延膜進行退火處理，自然冷卻至室溫，獲得三層共擠質子交換膜。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述支鏈磺酸型陰離子聚合物為全氟磺酸樹脂、磺化聚醚醚酮樹脂、磺化聚砜類樹脂、磺化聚酰亞胺樹脂、磺化聚苯乙烯樹脂、磺化聚苯并咪唑、磺化聚苯硫醚樹脂中的一種或幾種。

9.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟2中所述共擠流延膜的B層結構的成膜厚度為3～10μm，A、C層結構的成膜厚度為10～20μm。

10.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述第一支鏈磺酸型陰離子聚合物的磺酸根基團含量為0.05wt％～0.5wt％；所述第二支鏈磺酸型陰離子聚合物的磺酸根基團含量為1wt％～5wt％。