[发明专利]环氧树脂半互穿网络磺化聚[(五-对氨基苯磺酸)环三磷腈-醚醚酮]质子交换膜材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种环氧树脂半互穿网络磺化聚[(五‑对氨基苯磺酸)环三磷腈‑醚醚酮]质子交换膜材料及其制备方法。该质子交换膜材料以环氧树脂形成的交联网络作为主体，以环三磷腈衍生物接枝改性的磺化聚醚醚酮作为直链贯穿所述的交联网络中而形成的，其中环三磷腈接枝改性的磺化聚醚醚酮与环氧树脂交联网络的质量比为：1：（0.2~1.5）。本发明制备的环氧树脂半互穿网络磺化聚[(五‑对氨基苯磺酸)环三磷腈‑醚醚酮]质子交换膜材料具有制备成本低、电导率高、阻醇性能好和耐热性好的特点。在20℃～90℃下的电导率为1.80×10^‑3～5.10×10^‑1 S·cm^‑1，阻醇系数达到2.00×10^‑7～9.00×10^‑7 cm²·s^‑1，吸水率为12～100%。

主权项

一种环氧树脂半互穿网络磺化聚[(五‑对氨基苯磺酸)环三磷腈‑醚醚酮]质子交换膜材料的制备方法，该质子交换膜材料以环氧树脂形成的交联网络作为主体，以环三磷腈衍生物接枝改性的磺化聚醚醚酮作为直链贯穿所述的交联网络中而形成的，其中改性磺化聚醚醚酮的结构式为：该改性磺化聚醚醚酮与环氧树脂交联网络的质量比为：1：（0.2~1.5）；其特征在于该方法的具体步骤为：a. 将磺化度为30～90%的磺化聚醚醚酮溶解在溶剂中，配制成质量百分比浓度为2.0%～20.0%的溶液；再加入NaBH₄固体粉末， 90～130℃下，惰性气氛保护，搅拌反应10～15小时，取上清液；其中磺化聚醚醚酮与NaBH₄当量比为1∶(1.0～5.0)；b. 将六氯环三磷腈逐滴加入到步骤a所得上清液中，惰性气氛保护，冰水浴反应20～35小时；其中磺化聚醚醚酮与六氯环三磷腈的当量比为1∶(0.03～0.20)；c. 将对氨基苯磺酸加入到步骤b所得的溶液中，惰性气氛保护，50～60℃下，机械搅拌反应20～45小时；其中磺化聚醚醚酮与对氨基苯磺酸的当量比为1∶(0.15～0.85)；d. 将环氧树脂加热至50℃后，加入至步骤c所得溶液中，再逐滴加入二乙烯三胺，惰性气氛保护，120～160℃下搅拌反应0.5~1小时，得到制膜液；其中磺化聚醚醚酮与环氧树脂的当量比为1:（0.10~0.40）；环氧树脂与二乙烯三胺的当量比为1：（0.01~0.02）；e. 将步骤d所得的制膜溶液冷却至室温，离心除去沉淀物，取上清液在玻璃面板上流延成膜，并于烘箱中60～120℃下干燥10～24小时，去除溶剂，得到环氧树脂半互穿网络磺化聚[(五‑对氨基苯磺酸)环三磷腈‑醚醚酮]质子交换膜材料。