[发明专利]一种胶粘剂及其制备方法、混合物和膜电极及其制备方法

说明书

本发明属于胶粘剂技术领域，具体涉及一种胶粘剂及其制备方法、混合物和膜电极及其制备方法。所述胶粘剂，包括含氟嵌段共聚物，所述含氟嵌段共聚物包括聚丙烯酸酯类均聚体链段。所述胶粘剂的制备方法包括单体的合成与含氟嵌段共聚物的合成两个步骤；所述胶粘剂应用于燃料电池领域，所述胶粘剂用于粘接燃料电池膜电极中的CCM和支撑材料，使用时，将胶粘剂、引发剂、固化剂和增韧剂溶解于溶剂中，将混合物涂布于支撑材料表面后，将CCM与支撑材料贴合，升温固化。本发明解决了含氟材料粘接性能不佳的问题。

技术领域

本发明属于胶粘剂技术领域，具体涉及一种胶粘剂及其制备方法、混合物和膜电极及其制备方法。

背景技术

一些材料由于具有表面能低或结晶度高或非极性的特性，使得其难以使用普通的胶粘剂进行粘接，影响了其使用，例如含氟高分子材料。现有的改善难粘材料粘接性能的方法大致分为将难粘材料进行表面处理和使用新型粘接剂两种。对难粘材料进行表面处理的方法虽然可以在一定程度上改善难粘材料的粘接性能，但是其制作工艺较为复杂，特别是在一些特殊的行业，如燃料电池膜电极制造行业，材料表面处理会增加工序、延长生产时间。

在燃料电池膜电极制造行业，常使用胶粘剂将CCM(Catalyst Coated Membrane，催化剂涂布膜)与支撑材料粘接在一起，目前常用的胶粘剂有丙烯酸类、环氧类或聚烯烃类聚合物。CCM由催化剂层和膜组成，膜一般是全氟磺酸树脂膜，支撑材料一般是PET、PI、PEN、PP、PE以及PC等碳氢类聚合物等碳氢类聚合物。全氟磺酸树脂膜是一种主链以及侧链上都是氟原子的高分子聚合物，由于C-F键的键能高达485kJ·mol/L，是所有共价键中键能最大的。与碳氢类聚合物主链上分子的碳链呈锯齿状不同，氢原子被氟取代后，电负性大的氟原子上电子密度大，同时氟原子半径比氢原子大，导致全氟高分子主链上的C-C-C键角变小，氟原子沿碳链呈螺旋分布，而两个氟原子的范德华半径之和为2.7×10^-10m，正好填满两个碳原子的空隙，形成由一层氟原子包裹内部碳原子的结构。由于氟原子电负性大，极化率低，造成全氟聚合物的表面能很低，全氟聚合物和其它材料的粘结性差。因此，现有的用于粘接支撑材料和CCM的胶粘剂不能对支撑材料和全氟磺酸树脂膜起到良好的粘接作用，可能发生脱落或剥离，造成膜电极加工过程中效率不高，严重影响膜电极的性能及使用寿命。因此，研制一种用于粘接含氟材料的胶粘剂十分有必要。

发明内容

本发明公开了一种胶粘剂及其制备方法、混合物和膜电极及其制备方法，主要用以解决含氟材料粘接性能不佳的问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种胶粘剂，所述胶粘剂包括含氟嵌段共聚物。

进一步地，所述含氟嵌段共聚物包括聚丙烯酸酯类均聚体链段。

进一步地，所述含氟嵌段共聚物包括至少两种聚丙烯酸酯类均聚体链段，其中至少一种所述聚丙烯酸酯类均聚体链段中含有氟原子。

进一步地，所述含氟嵌段共聚物的结构式为：

其中Rf基团的结构为CF₃(CF₂)_k(CH₂)_l，k为0～17的整数，l为0或1；R基团的结构为CH₃(CH₂)_x，x为0～17的整数；m和n分别为1～100的整数。

一种胶粘剂的制备方法，包括以下步骤：