[发明专利]高性能的阴离子交换膜及其制造方法

权利要求书

1.一种制造阴离子交换膜的方法，包括：

将叔胺单体与季铵化试剂混合，并允许季铵化反应进行到完全以产生包含官能季铵单体的溶液，并且随后，在季铵化完成之后，将交联剂添加到所述溶液中，其中所述叔胺单体选自由以下组成的组：1-乙烯基咪唑、2-甲基-1-乙烯基咪唑、9-乙烯基咔唑、N-乙基-2-乙烯基咔唑、2-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、以及其混合物；

将所述交联剂和溶剂与所述包含官能季铵单体的溶液混合以形成单体溶液；和

将所述单体溶液浇铸在聚合物微孔基材上以形成所述阴离子交换膜。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述季铵化试剂选自由以下组成的组：苄基氯、苄基溴、苄基碘、对二氯苯、间二氯苯、1,4-二氯-2-硝基苯、3-(苄氧基)苄基氯、4-(苄氧基)苄基氯、2-(三氟甲基)苄基氯、3-(三氟甲基)苄基氯、4-(三氟甲基)苄基氯、1-氯己烷、1-氯戊烷、1-氯丁烷、1-氯丙烷、1,6-二氯己烷、1,5-二氯戊烷、1,4-二氯丁烷、1,3-二氯丙烷、1-溴己烷、1-溴戊烷、1-溴丁烷、1-溴丙烷、1,6-二溴己烷、1,5-二溴戊烷、1,4-二溴丁烷、1,3-二溴丙烷、1-碘己烷、1-碘戊烷、1-碘丁烷、1-碘丙烷、1-碘乙烷、1-碘甲烷、1,6-二碘己烷、1,5-二碘戊烷、1,4-二碘丁烷、1,3-二碘丙烷、以及其混合物。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述交联剂选自由以下组成的组：乙烯基苄基氯、间二乙烯基苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、对二氯苯、间二氯苯、1,4-二氯-2-硝基苯、1,6-二氯己烷、1,5-二氯戊烷、1,4-二氯丁烷、1,3-二氯丙烷、1,6-二溴己烷、1,5-二溴戊烷、1,4-二溴丁烷、1,3-二氯丙烷、1,6-二溴己烷、1,5-二溴戊烷、1,4-二溴丁烷、1,3-二溴丙烷、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、间位二乙烯基苯和对位二乙烯基苯的混合物、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧基化(n)双酚A二(甲基)丙烯酸酯(n＝1.5、2、4、6、10、30)、乙氧基化(n)三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(n＝3、6、9、10、15、20)、丙氧基化(n)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(n＝3、6)、以及其混合物。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述溶剂包括二丙二醇、正丙醇、2-丙醇、1-甲基-2-吡咯烷酮、1-丁醇、以及其混合物。

5.如权利要求4所述的方法，还包括将聚合引发剂与所述单体溶液混合。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述聚合引发剂选自由以下组成的组：有机过氧化物、2,2’-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮二(2-甲基丙脒)二盐酸盐、2,2’-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]和2,2’-偶氮二[2-甲基丙酸]二甲酯。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述有机过氧化物是过氧化苯甲酰。

8.如权利要求6或7所述的方法，还包括用抑制剂控制聚合。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述抑制剂选自由4-甲氧基苯酚和4-叔丁基邻苯二酚组成的组。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述聚合物微孔基材包括聚丙烯、高分子量聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氟乙烯、和聚四氟乙烯中的至少一种。

11.如权利要求10所述的方法，其中浇铸包括应用以0℃至100℃的温度的热、以100nm至400nm的波长的紫外光、或电离辐射。