[发明专利]高分子电解质材料、使用其的高分子电解质成型体及其制造方法、膜电极复合体和固体高分子型燃料电池

权利要求书

1.一种高分子电解质材料，是具有含有离子性基团的构成单元A1和实 质上不含有离子性基团的构成单元A2的高分子电解质材料，其特征在于， 该高分子电解质材料是具有含有离子性基团的嵌段B1和实质上不含有离 子性基团的嵌段B2的含有离子性基团的嵌段共聚物，B1的摩尔量W1与 B2的摩尔量W2的比W1/W2为0.2以上、5以下，

利用透射型电子显微镜能够观察到相分离结构，并且，利用差示扫描 量热分析法测定出的结晶化热量为0.1J/g以上；或者

利用透射型电子显微镜能够观察到相分离结构，并且，利用广角X射 线衍射测定出的结晶度为0.5％以上。

2.根据权利要求1所述的高分子电解质材料，该含有离子性基团的共 聚物是芳香族聚醚酮系聚合物。

3.根据权利要求1所述的高分子电解质材料，其特征在于，实质上不 含有离子性基团的嵌段B2包括下述通式(Q1)所示的构成单元，

通式(Q1)中的Z¹、Z²表示包含芳香环的2价的有机基团，分别可 以表示2种以上的基团，但是实质上不含有离子性基团，a和b分别独立 地表示正的整数。

4.根据权利要求3所述的高分子电解质材料，上述通式(Q1)中的Z¹为亚苯基，Z²为选自下述通式(X-1)、(X-2)、(X-4)、(X-5)中的 至少1种，

通式(X-1)、(X-2)、(X-4)、(X-5)所示的基团可以被离子性 基团以外的基团任意取代。

5.根据权利要求3所述的高分子电解质材料，该通式(Q1)中的Z¹和Z²为亚苯基。

6.根据权利要求1所述的高分子电解质材料，上述离子性基团为磺酸 基。

7.根据权利要求1所述的高分子电解质材料，含有离子性基团的嵌段 B1的磺酸基密度为1.7～5.0mmol/g，实质上不含有离子性基团的嵌段B2 的磺酸基密度为0～0.5mmol/g。

8.根据权利要求1所述的高分子电解质材料，含有离子性基团的嵌段 B1包含下述通式(P1)和(P2)所示的构成单元，

通式(P1)和(P2)中，A表示含芳香环的2价的有机基团，M³和 M⁴表示氢、金属阳离子、铵阳离子，A可以表示2种以上的基团。

9.根据权利要求8所述的高分子电解质材料，上述A是选自下述通式 (X-1)～(X-7)中的至少1种的构成单元，

式(X-1)～(X-6)所示的基团可以被任意取代。

10.一种高分子电解质成型体的制造方法，所述高分子电解质成型体是 由含有离子性基团的嵌段共聚物形成的，所述含有离子性基团的嵌段共聚 物具有含有离子性基团的嵌段B1和实质上不含有离子性基团的嵌段B2， 该B1的重量W1与该B2的重量W2的比W1/W2为0.2以上、5以下， 所述制造方法的特征在于，将至少在实质上不含有离子性基团的嵌段B2 中导入了保护基的高分子电解质材料成型，然后使成型体中含有的该保护 基的至少一部分脱保护。

11.一种高分子电解质成型体，其特征在于，由权利要求1所述的高分 子电解质材料形成。

12.一种膜电极复合体，其特征在于，是使用权利要求1所述的高分子 电解质材料构成的。

13.一种固体高分子型燃料电池，其特征在于，是使用权利要求1所述 的高分子电解质材料构成的。