[发明专利]氟聚合物混杂复合材料

权利要求书

1.一种用于制造基于氟聚合物混杂有机/无机复合材料的聚合物电解质膜的方法，所述方法包括以下步骤：

(i)提供包含以下项的混合物：

-具有式(I)的金属化合物

X_4-mAY_m (I)

其中m是从1至4的整数，A是选自由Si、Ti以及Zr组成的组中的金属，Y是选自由烷氧基、酰氧基以及羟基组成的组中的可水解基团，X是任选包含一个或多个官能团的烃基，

-电解质溶液[溶液(ES)]，其包含至少一种金属盐[金属盐(S)]和液体介质[介质(L)]；

-任选地，至少一种酸催化剂；和

-任选地，水性液体介质[介质(A)]；

(ii)通过搅拌步骤(i)中提供的该混合物，使该具有式(I)的金属化合物部分水解和/或缩聚，直到获得包含金属化合物[金属化合物(M)]的固体混合物(SM)，该金属化合物包括一个或多个由≡A-O-A≡键组成的无机域和一个或多个残余的可水解基团Y，其中A和Y如以上所定义；

和

(iii)将步骤(ii)中提供的该固体混合物(SM)与至少一种氟聚合物[聚合物(F)]混合，以提供固体组合物(SC)，该至少一种氟聚合物包含衍生自至少一种氟化单体[单体(FM)]和至少一种包含至少一个羟基的单体[单体(OH)]的重复单元；

以及

(iv)在熔融状态下加工步骤(iii)中提供的该固体组合物(SC)，使得聚合物(F)的单体(OH)的至少一部分羟基与所述化合物(M)的至少一部分残余的可水解基团Y反应，

以获得包括包含该电解质溶液(ES)的氟聚合物混杂有机/无机复合材料的聚合物电解质膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(ii)中，使步骤(i)中提供的该混合物在至少30℃的温度下经受剧烈搅拌持续包括在从24至48小时范围内的时间。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，步骤(ii)进一步包括在至少60℃的温度下干燥步骤(ii)中获得的该固体混合物(SM)的步骤(ii_bis)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，步骤(ii)进一步包括将步骤(ii)或步骤(ii_bis)中获得的该固体混合物粉碎以提供呈细粉形式的该固体混合物(SM)的步骤(ii_ter)。

5.一种用于制造基于氟聚合物混杂有机/无机复合材料的聚合物电解质的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)提供包含以下项的混合物：

-具有式(I)的金属化合物

X_4-mAY_m (I)

其中m是从1至4的整数，A是选自由Si、Ti以及Zr组成的组中的金属，Y是选自由烷氧基、酰氧基以及羟基组成的组中的可水解基团，X是任选包含一个或多个官能团的烃基，

-电解质溶液[溶液(ES)]，其包含至少一种金属盐[金属盐(S)]和液体介质[介质(L)]；

-任选地，至少一种酸催化剂；和

-任选地，水性液体介质[介质(A)]；和

-至少一种氟聚合物[聚合物(F)]，该至少一种氟聚合物包含衍生自至少一种氟化单体[单体(FM)]以及至少一种包含至少一个羟基的单体[单体(OH)]的重复单元；

和

(b)通过搅拌在步骤(a)中提供的该混合物，使该具有式(I)的金属化合物部分水解和/或缩聚，直到获得包含金属化合物[金属化合物(M)]和至少一种如以上所定义的聚合物(F)的固体组合物(SCP)，该金属化合物包括一个或多个由≡A-O-A≡键组成的无机域和一个或多个残余的可水解基团Y，其中A和Y如以上所定义；

以及

(c)在熔融状态下加工步骤(b)中提供的该固体组合物(SCP)，使得聚合物(F)的单体(OH)的至少一部分羟基与所述化合物(M)的至少一部分残余的可水解基团Y反应，

以获得包括包含该电解质溶液(ES)的氟聚合物混杂有机/无机复合材料的聚合物电解质膜。