[发明专利]一种质子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种质子交换膜的制备方法，其特征在于：将含氟烯烃聚合物粉体预辐照后，与苯乙烯类单体进行接枝聚合反应，制备成薄膜，磺化薄膜，即得。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的接枝聚合反应包含下述步骤：在惰性气体保护下，将预辐照后的含氟烯烃聚合物粉体、水和苯乙烯类单体在搅拌下进行接枝聚合反应。

3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述的苯乙烯类单体与含氟烯烃聚合物粉体的质量比为1∶10～10∶1。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的苯乙烯类单体与含氟烯烃聚合物粉体的质量比为1∶1～1∶5。

5.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述的含氟烯烃聚合物为聚偏氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、全氟乙烯-丙烯共聚物、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物或偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物。

6.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述的含氟烯烃聚合物粉体的粒径为小于或等于2毫米，但不包括0毫米。

7.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述的含氟烯烃聚合物粉体的数均分子量为20-500万。

8.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述的苯乙烯类单体为苯乙烯、对-甲基苯乙烯、对-乙基苯乙烯、对-正丙基苯乙烯、对-异丙基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α-氟代苯乙烯和α，β，β-三氟代苯乙烯中一种或多种。

9.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述的预辐照的辐照源为钴60伽玛射线或电子束；辐照剂量为1～50kGy。

10.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述的接枝聚合反应的反应时间为0.1～6小时；所述的接枝聚合反应的反应温度为50～85℃。

11.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的水与苯乙烯的质量比为1∶10～10∶1；所述的搅拌的转速为30-800rpm。

12.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的制备成薄膜的方法选用下述中的任一种：

①融体热压加工成薄膜；

②熔融挤出流延和压延加工成薄膜；和

③将接枝后的含氟烯烃聚合物粉体溶解在溶剂中，溶液浇铸成薄膜。

13.如权利要求12所述的制备方法，其特征在于：方法③中，所述的溶剂为N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和二甲基乙酰胺中的一种或多种；所述的接枝后的含氟烯烃聚合物粉体在溶液中的浓度为质量百分比3％～30％。

14.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的磺化薄膜的方法为：(1)在10～40℃下，将薄膜在氯磺酸的四氯化碳、氯仿、二氯乙烷或二氯甲烷的溶液中浸泡1～48小时，取出薄膜，用去离子水清洗至无游离酸；或(2)将薄膜浸泡在浓硫酸中，于80～95℃下磺化2～24小时，取出薄膜，用去离子水清洗至无游离酸。

15.用权利要求1～14中任一项的方法制得的质子交换膜。