[发明专利]离子性聚合物膜的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及离子性聚合物膜、固体高分子型燃料电池用电解质膜及催化剂层以及膜电极接合体的制造方法。

背景技术

作为离子交换膜、固体高分子型燃料电池用电解质膜等所含的电解质材料，已知例如在1个侧基(或侧链)具有多个磺酸基(-SO₃^-H⁺基)、磺酰亚胺基(-SO₂N^-(H⁺)-基)等离子交换基团的离子性聚合物。该离子性聚合物与在1个侧基具有1个离子交换基团的离子性聚合物相比，即使提高离子交换容量，因水产生的膨润也小，尺寸稳定性良好。

作为在1个侧基具有多个离子交换基团的离子性聚合物膜的制造方法，已知例如下述方法(1)～(4)。

方法(1):合成在1个侧基具有多个离子交换基团的单体，将该单体与四氟乙烯(以下记作TFE)等聚合的方法(参照非专利文献1)。

方法(2):具有下述工序(X1)～(X3)的方法(参照专利文献1)：

(X1)将具有-SO₂F基的聚合物的-SO₂F基转化为-SO₂NH₂基的工序；

(X2)使FSO₂(CF₂)₃SO₂F与具有-SO₂NH₂基的聚合物反应，将-SO₂NH₂基相互交联的同时，将-SO₂NH₂基的一部分转化为-SO₂N^-H⁺SO₂(CF₂)₃SO₂F基的工序；

(X3)将-SO₂N^-H⁺SO₂(CF₂)₃SO₂F基转化为-SO₂N^-H⁺SO₂(CF₂)₃SO₃^-H⁺基的工序。

方法(3):具有下述工序(Y1)～(Y3)的方法(参照专利文献1)：

(Y1)将具有-SO₂F基的聚合物的-SO₂F基转化为-SO₂NH₂基的工序；

(Y2)使FSO₂(CF₂)₃I与具有-SO₂NH₂基的聚合物反应，将-SO₂NH₂基转化为-SO₂N^-H⁺SO₂(CF₂)₃I基的工序；

(Y3)将-SO₂N^-H⁺SO₂(CF₂)₃I基转化为-SO₂N^-H⁺SO₂(CF₂)₃SO₃^-H⁺基的工序。

方法(4):具有下述工序(Z1)和工序(Z2)的方法(参照非专利文献2和专利文献2)：