[發明專利]高耐受性增強型全氟質子膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202011374171.2
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112467182B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 鄒業成;馬曉娟;張永明;王麗;張恒
• 申請（專利權）人: 山東東岳未來氫能材料股份有限公司
• 主分類號: H01M8/1051
• 分類號: H01M8/1051;H01M8/1081
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

1.一種高耐受性增強型全氟質子膜，其特征在于：膜的總厚度為5-50μm，由全氟磺酸樹脂、多孔聚合物增強材料和添加劑組成，其中添加劑的含量為全氟磺酸樹脂質量的0.01-5wt％，多孔聚合物增強材料在全氟質子膜中的體積占比為20-60％；

所述添加劑的化學結構選自下列結構中的一種或者多種：

(I)(Ⅱ)(Ⅳ)(Ⅷ)

其中R₁，R₂，R₃，R₄為H、OH、CH₃(CH₂)_nO、CH₃(CH₂)_n、NH₂、CH₂OH、C₆H₅、CF₃(CF₂)_n、CF₃(CF₂)_nO、COOH中的一種，n為0-10的整數。

2.根據權利要求1所述的高耐受性增強型全氟質子膜，其特征在于：多孔聚合物增強材料的厚度為2-30μm，孔隙率為70-95％。

3.根據權利要求1所述的高耐受性增強型全氟質子膜，其特征在于：多孔聚合物增強材料的厚度為3-25μm，孔隙率為80-90％。

4.根據權利要求1所述的高耐受性增強型全氟質子膜，其特征在于：添加劑的含量為全氟磺酸樹脂質量0.1-2wt％。

5.根據權利要求1所述的高耐受性增強型全氟質子膜及其制備方法，其特征在于：全氟磺酸樹脂為長支鏈全氟磺酸樹脂或短支鏈全氟磺酸樹脂中的一種或多種。

6.根據權利要求1所述的高耐受性增強型全氟質子膜，其特征在于：全氟磺酸樹脂的數均分子量為15-70萬，交換容量為0.85-1.6mmol/g。

7.根據權利要求1所述的高耐受性增強型全氟質子膜，其特征在于：全氟磺酸樹脂的數均分子量為20-60萬，交換容量為0.9-1.4mmol/g。

8.根據權利要求1所述的高耐受性增強型全氟質子膜，其特征在于：多孔聚合物增強材料為聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚(偏氟乙烯-Co-六氟丙烯)，聚乙烯，聚丙烯，聚(乙烯-Co-丙烯)，聚醚砜，聚醚酮，聚酰亞胺，聚苯并咪唑中的一種或多種。

9.一種權利要求1-8任一項所述的高耐受性增強型全氟質子膜的制備方法，其特征在于：步驟如下：

(1)將全氟磺酸樹脂、添加劑加入到溶劑中，形成分散液；

(2)將步驟(1)的分散液采用流延、澆注、絲網印刷工藝、刮涂、噴涂或浸漬的方式在多孔聚合物增強材料上成膜，加熱使溶劑揮發，即得高耐受性增強型全氟質子膜。

10.根據權利要求9所述的高耐受性增強型全氟質子膜的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、N-甲基吡咯烷酮、水、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、乙腈、丙酮、丁酮，二甲基乙酰胺中的一種或多種；所述分散液中全氟磺酸樹脂的含量為5-40wt％。