[发明专利]一种保护膜及其批量制备方法与应用

说明书

本发明公开一种新型保护膜及其批量制备方法及在燃料电池中的应用，保护膜从上至下依次包括离型保护膜、低粘度硅胶层、高粘度硅胶层和基材；取高粘有机硅胶粘剂、羟基封端聚二甲基硅氧烷、固化剂、添加剂、溶剂，搅拌均匀，涂布在聚酯薄膜上；取低粘有机硅胶粘剂、羟基封端聚二甲基硅氧烷、固化剂、添加剂、溶剂，搅拌均匀，涂布在聚酯薄膜复合体上；将其与离型保护膜压合，得到燃料电池用硅胶保护膜；在质子交换膜上涂布催化剂形成第一催化剂层，将保护膜贴合在表面，进行第二面涂布，涂布结束后，剥离硅胶保护膜，得到燃料电池用CCM；本发明制备保护膜生产工艺简单，生产效率高，并且在剥离时不会损坏催化剂层的完整性。

技术领域

本发明涉及燃料电池技术领域，具体而言，尤其涉及一种新型保护膜及其批量制备方法与在燃料电池中的应用。

背景技术

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种高效、环境友好的发电装置。其利用清洁能源作为燃料，并且可以把燃料的化学能直接、连续转换成电能。其发电过程不涉及燃烧，因而不受卡诺循环的限制，能量转换率高，其理论热效率可达86％，远远超过传统热机(传统热机热效率为45％左右)。同时由于其具有效率高、污染小、建厂时间短、可靠性及维护性好等优点，非常适用于交通、电站、可移动电源汽车及潜艇等多种用途，具有广阔的市场前景。

目前在CCM的制备过程中，主要有喷涂法和转印法。喷涂法效率低，制造成本高，自动化程度低，不能满足生产扩大化的要求。转印法首先将催化剂浆料涂覆在转印基质上，然后再转印到质子交换膜上，工艺流程复杂，转印基质价格昂贵，在转印过程中还存在不能完全转印，膜利用率低的问题。

为了实现CCM的连续化生产，目前市场上较常见的是采用直接涂布方法制备CCM，此种方法自动化程度高，效率高，制造成本低，可满足生产扩大化生产，但在直接涂布过程中存在膜溶胀问题，导致制备的CCM表面不平整、均匀度差，还会影响CCM性能。在采用涂布法制备CCM时，选择在第二次涂布时使用保护膜对第一次涂布的催化剂涂层加以保护，现有技术中的保护膜在受热烘烤后都很难直接移除，必须经过降粘处理后才能移除，这样就增加了生产工序和成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型保护膜及其批量制备方法，以解决连续化涂布制备CCM时引起的质子交换膜溶胀等问题。

本发明采用的技术手段如下：

一种保护膜，保护膜上层为离型保护膜，中间层为粘性抗静电硅胶层，下层为基材；粘性抗静电硅胶层为双层结构，下层为高粘性硅胶层，上层为低粘性硅胶层；；高粘性硅胶层的粘度为10-50gf/25mm；低粘性硅胶层的粘度为0-10gf/25mm，不能等于0。

进一步地，基材为聚酯薄膜，所述聚酯薄膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜（PET）或聚萘二甲酸乙二醇酯膜（PEN）中的任意一种，厚度为20-80μm。

进一步地，离型保护膜为PE离型保护膜、PET离型保护膜、PP离型保护膜、PC离型保护膜、PS离型保护膜、PMMA离型保护膜、BOPP离型保护膜、PE离型保护膜、TPX离型保护膜、PVC离型保护膜或PTFE离型保护膜中的任意一种，厚度为20-100μm；所述离型保护膜优选粘度为0.1-5gf/25mm，离型保护膜适用于保护低粘度硅胶层的洁净。

本发明还提供一种保护膜的制备方法，包括以下步骤：

S1：制备高粘性硅胶溶液，将高粘性硅胶溶液涂布于基材上，烘干后得到复合基材一；

S2：制备低粘性硅胶溶液，将低粘性硅胶溶液涂布于复合基材一的高粘性硅胶溶液上，烘干后得到复合基材二；

S3：将S2的复合基材二和离型保护膜在0.1-10MPa的压力下热压贴合，离型保护膜覆盖在低粘性硅胶溶液上，得到所述保护膜。