[发明专利]一种燃料电池用液态玻璃复合质子交换膜及制备方法

权利要求书

1.一种燃料电池用液态玻璃复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、取磺化芳香聚合物，在液氮中冷冻10～30min，采用超音速冲击板式气流粉碎机于气流速度为3～10m³/min以及分级机转速为2500～3000r/min下进行微细化处理，微细化处理时间为10～30min，得到粒径为1～100nm的细粉；

b、将a步骤得到的细粉加入到硅溶胶中，加分散剂和溶剂，搅拌得到胶状物；

c、采用浸渍提拉镀膜机，将b步骤得到的胶状物均匀喷涂在载膜板上，形成厚度为50～200μm的薄层，60℃下真空干燥3～5h，脱模，得到掺杂有硅离子的磺化芳香聚合物薄膜；

d、采用高压喷枪，在c步骤得到的掺杂有硅离子的磺化芳香聚合物薄膜上喷涂厚度为3～5μm的液态玻璃层，经过热压，真空干燥，得到燃料电池玻璃质子交换膜；其中，所述液态玻璃为无定形氧化硅纳米粉末分散于光敏树脂基体中形成的分散系，无定形氧化硅纳米粉末占分散系总质量的30～80%，所述高压喷枪的喷涂压力为15～30MPa，温度为60～90℃。

2.根据权利要求1所述一种燃料电池用液态玻璃复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，a步骤中所述磺化芳香聚合物为磺化聚醚醚酮、磺化聚醚砜、磺化聚芳醚腈酮中的至少一种。

3.根据权利要求1所述一种燃料电池用液态玻璃复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，b步骤中所述分散剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠或焦磷酸钠中的至少一种，所述溶剂为甲醇、乙醇、二甲基亚砜中的至少一种。

4.根据权利要求1所述一种燃料电池用液态玻璃复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，b步骤中搅拌采用磁力搅拌器，搅拌速率为200～300r/min，搅拌时间为1～3h。

5.根据权利要求1所述一种燃料电池用液态玻璃复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，c步骤中所述浸渍提拉镀膜机的浸渍提拉速度为200～600mm/min，浸渍提拉次数为10～20次，浸泡时间为2～5s，间隔时间为60～90s。

6.根据权利要求1所述一种燃料电池用液态玻璃复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，d步骤中所述热压采用热压机热压，热压温度120～180℃，压力为120～200kg/cm²，热压时间为100～300s。

7.根据权利要求1所述一种燃料电池用液态玻璃复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，d步骤中所述真空干燥温度为60～80℃，干燥时间为5～15h。

8.根据权利要求1所述一种燃料电池用液态玻璃复合质子交换膜的制备方法，其特征在于，d步骤中所述光敏树脂为环氧丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、聚醚丙烯酸树脂、丙烯酸酯树脂中的至少一种。

9.权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到的一种燃料电池用液态玻璃复合质子交换膜。