[发明专利]一种无机物掺杂含氟交联离子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种无机物掺杂含氟交联离子交换膜，以EW值为600～1300mmol/g的含氟离子交换树脂形成具有交联网络结构的膜，并添加具有保水功能或者质子交换功能的无机物，电导率40-150mS/cm，拉伸强度10-60MPa；所述交联网络结构是以含氟的碳链为主链，功能基团作为侧基，含氟烷基链或含氟烷氧基链作为交联桥，其结构如式(I)所示：

其中，G₁＝CF₂或O，G₂＝CF₂或O，R_f是C2-C10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；

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，

含功能基团的含氟烯单体选自如下式(II)、(III)或(IV)中的一种或几种：

R_f3CF＝CF(CF₂)_dY₂

(III)

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分别从全氟烷基或氟氯烷基中选取；

X选自F，Cl，Br或I，

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、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；

含交联位点的含氟烯单体选自通式(V)或(VI)中的一种或几种：

F₂C＝CFR_f4Y₄

(V)

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分别选自全氟烷基或氟氯烷基。

2.如权利要求1所述的一种无机物掺杂含氟交联离子交换膜，其特征在于，含氟烯烃选自四氟乙烯或三氟氯乙烯；R_f1，R_f2和R_f3选自C1～C10的全氟烷基或氟氯烷基。

3.如权利要求1所述的一种无机物掺杂含氟交联离子交换膜，其特征在于所述的无机物选自下列之一或组合：氧化物，磷酸盐，多酸、多酸盐、硅酸盐、硫酸盐、亚硒酸盐和砷化物；无机物与含氟离子交换树脂的质量比为0.1～100∶100，粒径为0.005～50μm。