[发明专利]一种用保护背膜实现抗溶胀的CCM涂布工艺

权利要求书

1.一种CCM涂布工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备催化剂浆料，将制得的催化剂浆料涂布在质子交换膜的第一面，干燥后在质子交换膜的一面形成第一催化剂层；

(2)制备临时保护膜：在保护膜上涂布柔性载体层，形成具有柔性载体层的临时保护膜，所述柔性载体层为UV涂层或者热降解功能涂层；

(3)在第一催化剂层上喷涂纳米氧化物溶液，喷涂流量为5mL/min，喷涂速度200mm/s，将步骤(2)中临时保护膜热压贴合于步骤(1)中质子交换膜的第一催化剂层上；所述纳米氧化物溶液中包括纳米化合物，所述纳米化合物为SiO₂、TiO₂或Al₂O₃的一种或多种组合；

(4)将催化剂浆料涂布于质子交换膜的第二面，干燥后，形成带有临时保护膜的CCM；

(5)将步骤(4)带有临时保护膜的CCM进行降粘处理后剥离临时保护膜；

其中，所述步骤(2)中，将具有热降解功能的化合物溶液或具有UV功能的化合物溶液均匀涂布在保护膜上，烘干得到具有柔性载体层的临时保护膜；

具有热降解功能的化合物溶液的质量浓度为15wt％，溶剂为乙醇，溶质为自交联丙烯酸、苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺或聚二甲基硅氧烷中的一种或多种；所述热降解功能涂层的粘着力为1-25gf/25mm；

所述具有UV功能的化合物溶液的质量浓度为15wt％，溶剂为乙醇，溶质为环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯或丙烯酸树脂中的一种或多种；所述UV涂层的粘着力为1-20gf/25mm。

2.根据权利要求1所述的CCM涂布工艺，其特征在于：所述步骤(2)中，涂布速度为4m/min，涂布湿厚为80-200μm，烘干温度为40℃；

所述保护膜为聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯膜(PE)或聚丙烯膜(PP)中的任意一种，厚度为10-80μm。

3.根据权利要求1所述的CCM涂布工艺，其特征在于：步骤(1)中，催化剂浆料由固体催化剂颗粒、分散剂和粘结剂组成；所述固体催化剂颗粒为碳载Pt或碳载Pt合金，金属Pt含量为10-90wt％；所述分散剂为乙醇、甲醇、异丙醇或正丙醇中的一种或多种；所述粘结剂为5wt％的全氟磺酸树脂液；所述催化剂浆料中固体催化剂颗粒、粘结剂和分散剂的质量比为1:2-10:40-60。

4.根据权利要求1所述的CCM涂布工艺，其特征在于：步骤(3)中，第一催化剂层与柔性载体层之间的压合压力为0.1-10MPa。

5.根据权利要求1所述的CCM涂布工艺，其特征在于：步骤(4)中，干燥温度为40-80℃。

6.根据权利要求1所述的CCM涂布工艺，其特征在于：所述纳米氧化物溶液为纳米化合物和溶剂的混合液，纳米化合物含量为0.01-1wt％；所述溶剂为水和异丙醇的混合溶剂，水和异丙醇的体积比为1:0.1-1。

7.根据权利要求1所述的CCM涂布工艺，其特征在于：所述柔性载体层为热降解功能涂层时，降粘处理采用热处理的方式，热处理温度为90-180℃；所述热降解功能涂层干厚为0.1-5μm，降粘处理后粘着力为0-1gf/25mm；

所述柔性载体层为UV涂层时，降粘处理采用紫外光照射的方式，所述紫外光照射方式为先在80-120℃下烘干，再经紫外光照射1-5min；所述UV涂层干厚为5-40μm，降粘处理后粘着力范围为0-1gf/25mm。

8.根据权利要求1-7任一权利要求所述的CCM涂布工艺，其特征在于：所述CCM涂布工艺采用卷对卷连续涂布机进行涂布，所述卷对卷连续涂布机中沿质子交换膜传送方向上依次设置有剥离辊一、涂布模头一、喷涂室、烘箱一、热压辊、剥离辊二、涂布模头二、烘箱二、烘箱三、剥离辊三和CCM收卷辊；所述热压辊为一对复合轧辊，用于将质子交换膜与临时保护膜热压贴合；当降粘处理为紫外光照射方式时，将烘箱三替换为暗室；

所述剥离辊一外侧设有对应的表面保护膜收卷辊一；所述剥离辊二外侧设有对应的表面保护膜收卷辊二；所述剥离辊三外侧设有对应的临时保护膜收卷辊；所述喷涂室内设有喷头；所述暗室内设有紫外照射灯；所述涂布机还设置有多个传送辊，用以将质子交换膜向前传送。