[发明专利]一种耐污阴离子电池隔膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于阴离子电池隔膜的制备方法技术领域。

背景技术

现有技术制备阴离子交换膜较难，主要原因是传统的制备方法中需采用氯甲基化步骤，这样就要使用致癌物质氯甲醚，因此人们一直在寻找不使用氯甲醚而制备阴离子交换膜的方法。

中国专利申请号200210041520.3提出了一种季胺型阴离子交换剂及其制备方法，在聚苯乙烯上通过傅一克反应引入担载量可控的a-卤代乙酞基，再与胺或氨交联反应制备不同交换容量的季胺型阴离子交换剂.但它采用的原料是聚苯乙烯颗粒，产品是离子交换树脂而不是膜，其适用范围有限，不能用于电渗析、隔膜电解或燃料电池隔膜等；且使用过程中因活性离子不断被交换掉而失活，需要频繁再生，操作过程不能连续，而且再生中需消耗大量的碱液，再生液的排放也会对环境造成二次污染。

美国《合成》杂志(Synthesis，1974，560)报道了使用1-氯-4-氯甲氧基丁烷和1，4-二甲氧基丁烷等长链氯甲醚进行氯甲基化反应接着胺化从而制得阴离子交换膜的方法。美国((聚合物科学一聚合物化学)}杂志(JPoyms。i：Pomy chem Ed，1985，23，1839)提出了用氯甲基辛醚和高分子氯甲基醚作氯甲基化试剂来制备阴离子交换膜的方法。上述方法中由于所使用的长链氯甲基醚的制备较复杂，其实用前景不大；另外因位阻效应，其氯甲基化反应步骤进行比较困难，导致产率太低。

荷兰((膜科学与技术杂志》(Journel of Membrane science，2001，183(2)：193-200)报道了以聚苯醚为原料通过甲基澳化和苯环澳化来制备一系列的均相阴离子交换膜，但澳化过程中使用的澳也是有毒物质；并且由于反应在较高温度下进行，需使用高沸点有毒溶剂氛苯，在成膜过程中又必须去除这些溶剂，若处理不善，对环境会有污染，且成本也较高。而且甲基澳化产物很活泼，容易产生交联使随后的制膜过程变得困难。

荷兰((反应功能性聚合物》杂志(Ractive & Functi。na IP。lyme：，1999，42：235-242)报道了通过傅一克反应在交联聚苯乙烯上引入乙酞基，然后再澳化、胺化制备阴离子交换树脂。但上述方法采用的原料也是聚苯乙烯颗粒，澳化后的澳乙酞化产物易水解，使其胺化后的交换容量不高，影响其应用；同样，使用过程中会由于活性离子不断被交换掉而失活，需要频繁再生；并且产品是离子交换树脂而不是膜，在电渗析、隔膜电解或燃料电池隔膜等领域都无法应用，因而适用范围有限。

发明内容

本发明的目的就是提供一种阴离子电池隔膜的制备方法，以克服现有技术的上述缺陷。

为达上述目的，本发明采取的具体技术方案如下：

一种耐污阴离子电池隔膜的制备方法，其步骤包括

a、将含有甲氧基的苯环与乙烯或丙烯接枝共聚，然后与聚四氟乙烯一起混溶；

b、将上述共聚物与路易斯酸、卤代酞基化合物按摩尔比1.5∶0.5～1∶0.5～1混合，溶于溶剂中搅拌；

c、将步骤b的反应产物先溶解再沉淀；

d、将上述产物干燥，然后在溶剂中充分溶解再静置脱泡，将所得铸膜液在基体上刮膜并在室温下自然成膜；

e、将上述制得的膜于在胺水溶液中胺化，取出干燥。

上述的步骤b，搅拌反应的温度优选为20-60℃，搅拌时间1-8小时。以得到黑色粘稠状沉淀从反应液中析出为准。所述路易斯酸包括无水三氯化铝、五氯化锑、三氯化锡或三氯化铁。

上述的步骤c，粘稠状沉淀物优选的是经醇类先溶解再沉淀，得到聚合物的卤代酞基化产物。醇类包括甲醇或乙醇。

上述的步骤d，在溶剂中溶解时，按每克产物溶解于4～6克溶剂中充分溶解再静置脱泡；所说的基体包括玻璃板、无纺布或织物等。

上述的步骤e，胺化温度优选为40-85℃，胺水中胺与水体积比为1∶1～10。所述胺包括三甲胺、二甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺或二乙胺。所述氛乙酞化产物的溶剂包括N，N-二甲基甲酞胺、N，N-二乙基乙酞胺、二甲亚矾(DMSO)或氛苯。

上述各步骤所用的溶剂包括氯仿、1，1-二氛乙烷、1，2-二氯乙烷、氯苯或二氧甲烷。

本发明的有益效果：