[发明专利]一种纤维增强无机物掺杂交联含氟离子交换膜

权利要求书

1.一种纤维增强无机物掺杂交联含氟离子交换膜，其特征是：此膜具有交联网络结构，以离子交换基当量为600～1300的含氟离子交换树脂为基体，添加作为增强物的纤维并掺杂无机物而成，电导率40-150ms/cm，拉伸强度10-60MPa；

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，和/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：

R_f3CF＝CF(CF₂)_dY₂

(VII)

其中，a，b，c为0～1的整数，但不可同时为零；

d为0～5的整数

n为0或1；

R_f1，R_f2和R_f3分别选自全氟烷基或氟氯烷基；

X选自F，Cl，Br，或I；

Y₁，Y₂，Y₃选自SO₂M、COOR₃、或PO(OR₄)(OR₅)，其中：

M选自F、Cl、OR’、NR₁R₂；R’选自甲基、乙基、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选自全氟亚烷基、R_f5、R_f6分别选自全氟烷基， 

所述的交联网络结构选自如下式(I)、(II)、(III)、(IV)和/或(V)所示的结构中的一种或几种：

其中，G₁＝CF₂或O，G₂＝CF₂或O，R_f是C2-C60全氟碳链；

其中，R为亚甲基或全氟亚甲基，n为0～10的整数；

作为增强物的纤维选自玻璃纤维、氟碳聚合物纤维、陶瓷纤维、或矿物纤维、中的一种或几种；所述的玻璃纤维选自耐碱玻璃纤维、或无碱玻璃纤维；所述的氟碳聚合物纤维选自如聚四氟乙烯纤维、聚全氟乙丙烯纤维、或聚全氟丙基乙烯基醚纤维；所述的陶瓷纤维选自天然焦宝石纤维、或硅酸铝纤维；所述的矿物纤维选自石英纤维、碳化硅纤维、或玄武岩纤维；

所述的增强纤维的直径为0.005μm～50μm，长度为0.05μm～300mm；纤维与含氟离子交换树脂的质量比为0.1～100∶100；

无机掺杂物选自：SiO₂、ZrO₂、TiO₂、BPO₄、Zr₃(PO₄)₄、Zr(HPO₄)₂、H₃PW₁₂O₄₀、CsHSO₄、CsH₂PO₄、H-丝光沸石、H-蒙脱石、HZr₂(PO₄)₃、Ce(HPO₄)₂、Ti(HPO₄)₂和/或Zr₂H(P₃O₁₀)₂中的一种或几种；无机掺杂物质与含氟离子交换树脂的质量比为0.1～100∶100；所添加的无机掺杂物的粒径为0.005～50μm。