[发明专利]一种新型复合质子交换膜成型工艺

摘要

一种新型复合质子交换膜成型工艺，包括：低沸点有机醇溶剂的水溶液溶解全氟磺酸物质；然后向溶液中加入高沸点有机溶剂和二氧化硅溶胶，制成制膜用树脂溶液；成膜机械拖动基膜－膨体聚四氟乙烯微孔薄膜在成膜机的承载辊上运行，基膜先浸入到低浓度的树脂溶液中，后在40℃～100℃下干燥，干燥后的基膜继续浸入到高浓度的溶液中，然后在40℃～100℃下干燥，此后在高浓度的溶液中反复的侵润、干燥，直至复合膜达到预定厚度后，将复合膜放入烘箱中在120℃～200℃干燥定型，得到完整性的复合膜。本发明具有工艺路线简单、便于实现大规模化生产、制得的膜具有自生成水和保水能力、环境适应性强、膜强度和尺寸稳定性高、寿命长的优点。

主权项

1、一种新型复合质子交换膜成型工艺，包括制膜用全氟磺酸树脂溶液制备和膜成型工艺，其特征在于：所述的制膜用全氟磺酸树脂溶液制备包括以下步骤：(1)在低沸点有机醇溶剂的水溶液中加入全氟磺酸物质，密闭加热溶解，制成含有5％全氟磺酸的树脂溶液；(2)利用沸点差异，用正丙醇溶剂置换步骤(1)制得的全氟磺酸树脂溶液中的其他有机醇溶剂，并在剂置换中将全氟磺酸树脂溶液分成1～5％和5～10％的两种含量的全氟磺酸的树脂溶液；(3)向用步骤(2)制得的全氟磺酸树脂溶液中加入高沸点有机溶剂，并振荡溶合；(4)向用步骤(3)制得的含有高沸点有机溶剂的全氟磺酸树脂溶液中加入二氧化硅溶胶，振荡溶合，制成制膜用全氟磺酸树脂溶液；所述的膜成型工艺包括如下步骤：(5)将膨体聚四氟乙烯微孔薄膜清除表面有机物后，置于成膜机械上，成膜机械拖动膨体聚四氟乙烯微孔薄膜在成膜机的承载辊上运行，膨体聚四氟乙烯微孔薄膜是基膜，基膜首先浸入到的1～5％含量的全氟磺酸的树脂溶液中，侵润1～10分钟后，拖出在40℃～100℃的烘干箱中干燥5～60分钟，使基膜的内部孔隙被完全的封闭，干燥后的基膜继续浸入到5～10％含量的全氟磺酸的树脂溶液中，侵润30秒～6分钟后，拖出在40℃～100℃的烘干箱中干燥10～60分钟，此后基膜在5～10％含量的全氟磺酸的树脂溶液中反复的侵润、干燥，直至复合膜达到预定厚度；(6)将用步骤(5)制得的复合膜放入烘箱中在120℃～200℃下干燥0.5～8小时定型，取出得到完整的PFSA/PTFE复合膜。