[发明专利]一种交联型全氟磺酸离子交换膜及其制备方法

权利要求书

1.一种交联型全氟磺酸离子交换膜，其特征在于：是由全氟磺酸型离子交换树脂分子 交联组成的交联网络结构，离子交换树脂分子之间通过含有2个以上胺基的化合物将各自 的磺酸基团交联，其交联网络结构具有如下结构式：

其中R₁、R₂分别为两条全氟磺酸型离子交换树脂分子链，R为所采用交联剂中的碳链； 所述的全氟磺酸型离子交换树脂的化学结构具有如下结构式：

其中x、y分别为1～10000的整数；且x/(x+y)＝55％～90％，y/(x+y)＝10％～45％，均 为摩尔比；其中，m为0或1或2，n为1-6的整数；

所述的全氟磺酸型离子交换树脂为干树脂，数均分子量为6万到30万，交换容量为 0.75-1.50mmol/g，H⁺型。

2.如权利要求1所述的一种交联型全氟磺酸离子交换膜的制备方法，其特征在于包括 如下步骤：

(1)将N，N′-羰基二咪唑和全氟磺酸离子交换树脂按0∶1～1∶1的质量比溶解到有机溶 剂中，制得全氟铸膜液，N，N′-羰基二咪唑和全氟磺酸离子交换树脂的质量之和占全氟铸膜 液质量的8％～60％，其余为有机溶剂；

(2)将交联剂加入步骤(1)中制得的全氟铸膜液中，交联剂的质量占全氟铸膜液总 质量的0.01％～40％，搅拌均匀后，将全氟铸膜液倒在水平的玻璃板或哈氏合金钢板表面， 将有机溶剂蒸发后，得到交联型全氟磺酸离子交换膜。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的有机溶剂为N，N- 二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜或N-甲基-2-吡咯烷酮中的一种或多种溶剂 的混合溶剂。

4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述的全氟磺酸离子交 换树脂为H⁺型，交换容量为0.75-1.5mmol/g。

5.如权利要求2所述的一种交联型全氟磺酸离子交换膜的制备方法，其特征在于：制 备磺酸溶液时加入N，N′-羰基二咪唑与全氟磺酸型离子交换树脂的磺酸基团反应生成高活 性的N-磺酰咪唑，使得交联反应更容易进行。

6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中制备全氟铸膜液的温度 为40℃～250℃，压力为1Bar～50Bar，溶解过程所耗时间为30min～24h。

7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的交联剂为乙二胺、 丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺或癸二胺中的一种或几种。

8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述的有机溶剂蒸发温 度为10℃～200℃，蒸发时间为5min～36h。