[发明专利]一种微孔膜增强的多层含氟交联掺杂离子膜及其制备方法

摘要

本发明涉及微孔膜增强的多层交联掺杂含氟离子膜及其制备方法。该膜以EW值为600～1300的含氟离子交换树脂形成2-40层膜，总厚度10～300μm，至少有1层膜具有交联网状结构，至少有1层膜添加具有保水功能或者质子交换功能的无机掺杂物，至少有1层膜是以微孔膜作为增强物的多孔增强膜。在本发明微孔膜增强的多层含氟交联掺杂离子膜提高了离子膜的机械强度，增加了膜在长宽厚等方向的稳定性，具有高离子交换能力和高电导率，用于燃料电池的生产。

主权项

1、一种微孔膜增强的多层交联掺杂含氟离子膜，其特征是：以EW值为600～1300含氟离子交换树脂形成2-40层膜，总厚度10～300μm，至少有1层膜具有交联网状结构，至少有1层膜添加具有保水功能或者质子交换功能的无机掺杂物，至少有1层膜是以微孔膜作为增强物的多孔增强膜；电导率40～150mS/cm，拉伸强度10～60MPa；所述无机掺杂物与含氟离子交换树脂的质量比为0.1～100∶100，所述交联网状结构如下式(I)所示：其中，G₁＝CF₂或O，G₂＝CF₂或O，R_f是C2-C10全氟碳链或含氯的全氟碳链；所述含氟离子交换树脂是由含氟烯烃、一种或几种含功能基团的含氟烯单体和一种或几种含交联位点的含氟烯单体共聚形成，或上述共聚物的混合物；所述含氟烯烃选自：四氟乙烯，三氟氯乙烯，三氟乙烯，六氟丙烯或偏氟乙烯中的一种或几种；所述含功能基团的含氟烯单体选自如下式(VI)、(VII)或(VIII)所示的结构中的一种或几种：其中，a，b，c为0～1的整数，但不可同时为零；n为0或1；X选自F，Cl，Br或I；      d为0～5的整数      R_f1，R_f2和R_f3分别选自全氟烷基或氟氯烷基；      Y₁，Y₂，Y₃选自SO₂M、COOR₃或PO(OR₄)(OR₅)，其中：      M选自Br、F、Cl、OR或NR₁R₂；所述R选自甲基、乙基或丙基，H、Na、Li、K或铵根；R₁和R₂分别选自H、甲基、乙基或丙基；R₃选自H、Na、Li、K、铵根、甲基、乙基或丙基；      R₄，R₅分别选自H、Na、Li、K、铵根，甲基、乙基或丙基；所述的含交联位点的含氟烯单体选自如下式(IX)或(X)所示的结构中的一种或几种：F₂C＝＝CFR_f4Y₄    (IX)其中，Y₄，Y₅可以分别选自Cl、Br、I或CN；      a’，b’，c’分别为0或1，但a’+b’+c’≠0；      X₁选自F，Cl，Br或I；      n’为0或1；      R_f4，R_f5，R_f6分别选自全氟烷基。