[发明专利]含有烷基醚接枝链的高分子电解质膜及其制造方法

权利要求书

1.一种制造燃料电池用电解质膜的方法，该制造方法包括下述步骤：

将具有亲核性官能团的乙烯基单体辐射接枝聚合在含有氟类高分子、 烯烃类高分子或芳香族类高分子的高分子基体材料上的步骤，其中，所述 乙烯基单体选自酰基乙烯基醚衍生物、苯乙烯衍生物、甲基丙烯酸衍生物；

对该高分子基体材料上的接枝链的酯键进行脱保护的步骤，其中，所 述接枝链是通过辐射接枝聚合导入的；以及

利用选自环状磺酸酯和卤代烷基磺酸盐的亲电子试剂将烷基醚磺酸结 构导入到经过脱保护的接枝链的亲核性官能团上的步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述酰基乙烯基醚衍生物选自乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、 苯甲酸乙烯酯；

所述苯乙烯衍生物选自2-羟基苯乙烯、3-羟基苯乙烯、4-羟基苯乙烯、 4-(甲基羟基)苯乙烯、4-(1-乙基羟基)苯乙烯、4-(1-羟基-1-甲基乙基)苯乙烯、 4-乙酰氧基苯乙烯、4-叔丁氧基羧基苯乙烯、4-乙酰氧基甲基苯乙烯；

所述甲基丙烯酸衍生物选自1-羟基甲基丙烯酸、1-(1-羟基乙基)丙烯酸、 1-羟基甲基丙烯酸甲酯、1-(1-羟基乙基)丙烯酸甲酯、1-羟基甲基丙烯酸乙 酯、1-(1-羟基乙基)丙烯酸乙酯、1-乙酰氧基甲基丙烯酸、1-(乙酰氧基乙基) 丙烯酸、1-乙酰氧基甲基丙烯酸甲酯、1-(乙酰氧基乙基)丙烯酸甲酯。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述环状磺酸酯选自1，3-丙磺酸内酯、1，4-丁磺酸内酯、1，1，2，2-四氟乙 磺酸内酯、1，1，2，2，3，3-六氟丙磺酸内酯；

所述卤代烷基磺酸盐选自2-溴乙基磺酸钠、3-溴丙基磺酸钠。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，向所述乙烯基单体中添加一种 或多种烃类乙烯基单体和/或氟化烃类乙烯基单体，使其辐射接枝聚合在含 有氟类高分子、烯烃类高分子或芳香族类高分子的高分子基体材料上，所 述烃类乙烯基单体和/或氟化烃类乙烯基单体的添加量低于所述乙烯基单体 和该烃类乙烯基单体和/或氟化烃类乙烯基单体的总量的50重量％。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，

所述烃类乙烯基单体选自异丁烯、丁二烯、乙炔衍生物，

所述氟化烃类乙烯基单体选自七氟丙基三氟乙烯基醚、乙基三氟乙烯 基醚、六氟丙烯、全氟(丙基乙烯基醚)、五氟乙基三氟乙烯基醚、全氟(4- 甲基-3，6-二氧杂环己酮-1-烯)、三氟甲基三氟乙烯基醚、六氟-1，3-丁二烯。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述辐射接枝聚合步骤中， 组合使用与乙烯基单体的重量比在20％以下的交联剂。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述交联剂选自双(乙烯基苯基) 乙烷、二乙烯基苯、2，4，6-三烯丙氧基-1，3，5-三嗪即三聚氰酸三烯丙酯、三 烯丙基-1，2，4-苯三羧酸酯即偏苯三酸三烯丙酯、二烯丙基醚、双(乙烯基苯 基)甲烷、二乙烯基醚、1，5-己二烯、丁二烯。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述辐射接枝聚合步骤中， 在室温～150℃的温度下、在非活泼气体或氧气存在下，向高分子基体材料 照射5～1000kGy的放射线。

9.一种通过下述制造燃料电池用电解质膜的方法制成的燃料电池用电 解质膜，所述制造方法包括下述步骤：

将具有亲核性官能团的乙烯基单体辐射接枝聚合在含有氟类高分子、 烯烃类高分子或芳香族类高分子的高分子基体材料上的步骤，其中，所述 乙烯基单体选自酰基乙烯基醚衍生物、苯乙烯衍生物、甲基丙烯酸衍生物；

对该高分子基体材料上的接枝链的酯键进行脱保护的步骤，其中，所 述接枝链是通过辐射接枝聚合导入的；以及

利用选自环状磺酸酯和卤代烷基磺酸盐的亲电子试剂将烷基醚磺酸结 构导入到经过脱保护的接枝链的亲核性官能团上的步骤；

其中，接枝率为70～100％。