[发明专利]一种多层含氟交联离子膜及其制备方法

权利要求书

1.一种多层含氟交联离子膜，是以EW值为600～1300g/mol的含氟离子交换树脂形成的2-40层的多层膜，其中至少有1层具有交联网状结构，电导率40～150mS/cm，拉伸强度10～60MPa；总厚度10～300μm；层与层间形成交联结构；

所述交联网状结构选自如下式(II)所示：

所述的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(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；

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。

2.如权利要求1所述的一种多层含氟交联离子膜，其特征在于：含氟烯烃选自四氟乙烯或三氟氯乙烯。

3.如权利要求1或2所述的一种多层含氟交联离子膜，其特征在于：所述含氟离子交换树脂的EW值为700-1200g/mol；多层膜的层数为2-10层，总厚度10-50μm。

4.如权利要求1所述的一种多层含氟交联离子膜的制备方法，其特征在于，各单层膜利用溶液或熔融物的浇铸、挤出、热压、旋涂、流延、丝网印刷工艺、喷涂或浸渍工艺制成；多层膜的制备是通过单层膜间复合，多层膜与单层膜间复合、或多层膜与多层膜间复合，也可以直接在已制得的单层膜或多层膜上利用溶液或熔融物的浇铸、挤出、热压、旋涂、流延、丝网印刷工艺、喷涂或浸渍工艺制备。

5.一种如权利要求4所述的多层含氟交联离子膜的制备方法，其特征在于，溶液流延、溶液浇铸、丝网印刷工艺、旋涂、喷涂或浸渍的步骤如下：

(1)将含氟离子交换树脂，交联剂，酸和/或自由基引发剂分散到溶剂形成混和物；混合物中含氟离子交换树脂含量为1～80％，重量比；

(2)利用步骤(1)中制备溶液在平板上或已制备的单层或多层膜上通过溶液流延、溶液浇注、丝网印刷工艺、旋涂、喷涂或浸渍工艺成膜；成膜时要在30～300℃的温度下热处理10～100分钟；

(3)成膜中，或成膜后交联，形成式(II)所示的交联结构。