[发明专利]交联型的具有特定取向结构的质子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种交联型的具有特定取向结构的质子交换膜，其特征在于：其由含磺酸基团的离子交换树脂构成，所述的含磺酸基团的离子交换树脂为具有质子交换功能的磺化非氟烃类聚合物，选自磺化聚醚砜树脂、磺化聚苯醚树脂、磺化聚磷腈树脂、磺化聚酰亚胺树脂、磺化聚醚醚酮树脂中的任意一种。

2.根据权利要求1所述的质子交换膜，其特征在于：所述的含磺酸基团的离子交换树脂的磺化度为60%~90%。

3.一种交联型的具有特定取向结构的质子交换膜的制备方法，其特征在于：将含磺酸基团的离子交换树脂溶于溶剂配成溶液，流延成膜，然后在溶剂还未完全除去的条件下将所制备的膜进行拉伸，并于拉伸完成后维持外力使膜保持在拉伸状态，而后将拉伸膜干燥除去残余溶剂，再在真空烘箱内进行热交联，然后在室温下冷却，最后去除外力。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

1) 将含磺酸基团的离子交换树脂溶于溶剂制成溶液，将溶液倒入培养皿中，然后置入烘箱中干燥，控制溶剂残留量为10%~40%，成型后将膜从培养皿表面揭起；

2) 将步骤1)制备的膜在室温下进行单向拉伸或双向拉伸，并于拉伸完成后维持外力使膜保持在拉伸状态，得拉伸膜；其中，单向拉伸是指将膜沿某一方向进行拉伸；双向拉伸是指将膜沿两个互相垂直的方向同时进行拉伸；

3) 将步骤2)所制备的拉伸膜置于70~100℃烘箱内继续干燥6~12小时，然后在相同温度的真空烘箱内干燥6~12小时，将残留溶剂完全除去；

4) 将步骤3)所制备的干燥后的拉伸膜在160~200℃的真空烘箱中进行热交联，交联时间4~8小时，然后在室温下自然冷却，最后去除外力，得交联型的具有特定取向结构的质子交换膜。

5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于：所述的含磺酸基团的离子交换树脂为具有质子交换功能的磺化非氟烃类聚合物，选自磺化聚醚砜树脂、磺化聚苯醚树脂、磺化聚磷腈树脂、磺化聚酰亚胺树脂、磺化聚醚醚酮树脂中的任意一种。

6.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于：所述的含磺酸基团的离子交换树脂的磺化度为60%~90%，优选70%~85%。

7.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于：所述的溶剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的任意一种。

8.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于：含磺酸基团的离子交换树脂溶液的质量浓度为5%~15%。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：单向拉伸或双向拉伸时，拉伸比均为2~8，双向拉伸时，两个方向的拉伸比相同。

10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，干燥时间为6~18小时，干燥温度为70~100℃。