[发明专利]阴离子交换树脂、电解质膜、电极催化剂层形成用粘结剂、电池电极催化剂层和燃料电池

说明书

本发明提供阴离子交换树脂、电解质膜、电极催化剂层形成用粘结剂、电池电极催化剂层和燃料电池，其具有提高的化学特性(耐久性)。例如使用阴离子交换树脂，其通过由经由2价的含氟烃基相互结合的多个芳香环构成的2价的疏水性基团经由碳‑碳键重复的疏水单元与由经由2价的烃基和/或碳‑碳键相互结合的多个芳香环构成、与包含具有哌啶环的季铵盐的含有阴离子交换基的基团结合的亲水性基团经由碳‑碳键而重复的亲水单元经由碳‑碳键结合而成。

技术领域

本发明涉及阴离子交换树脂、电解质膜、电极催化剂层形成用粘结剂、电池电极催化剂层和燃料电池。

背景技术

已知阴离子交换树脂，其包含：由一个芳香环构成、或者、由经由2价的烃基、2价的含硅基团、2价的含氮基团、2价的含磷基团、2价的含氧基团、2价的含硫基团或碳-碳键相互结合的多个芳香环构成的2价的疏水性基团；由一个芳香环构成、或者、由经由2价的烃基、2价的含硅基团、2价的含氮基团、2价的含磷基团、2价的含氧基团、2价的含硫基团或碳-碳键相互结合的多个芳香环构成、上述芳香环中的至少一个具有阴离子交换基的2价的亲水性基团；具有规定的结构的2价的含氟基团，具有使上述疏水性基团经由醚键、硫醚键或碳-碳键重复的疏水单元和使上述亲水性基团经由醚键、硫醚键或碳-碳键重复的亲水单元，上述疏水单元与上述亲水单元经由醚键、硫醚键或碳-碳键结合，并且上述2价的含氟基团在上述疏水单元和/或上述亲水单元的主链中经由醚键、硫醚键、碳-硅键或碳-碳键结合(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-44224号公报

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1中记载的阴离子交换树脂成功地在保持高电特性(阴离子导电性)的状态下提高化学特性(耐久性、特别是耐碱性)，但希望化学特性的进一步提高。

因此，本发明的目的在于提供能够制造化学特性(耐久性、特别是耐碱性)优异的电解质膜、电极催化剂层形成用粘结剂和电池电极催化剂层的阴离子交换树脂、由该阴离子交换树脂形成的电解质膜和电极催化剂层形成用粘结剂、由该电极催化剂层形成用粘结剂形成的电池电极催化剂层以及具备该电解质膜或电池电极催化剂层的燃料电池。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的阴离子交换树脂的特征在于，具有：由2价的疏水性基团单独构成、或者、使2价的疏水性基团经由醚键、硫醚键或碳-碳键重复的疏水单元；和由包含含有阴离子交换基的基团的2价的亲水性基团单独构成、或者、使包含含有阴离子交换基的基团的2价的亲水性基团经由醚键、硫醚键或碳-碳键重复的亲水单元，上述含有阴离子交换基的基团由下述式(A)或(B)表示，上述疏水单元与上述亲水单元经由醚键、硫醚键或碳-碳键结合。

【化1】

(式中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆彼此相同或不同，表示氢原子、卤素原子或拟卤化物(擬ハロゲン化物)结合的碳原子或硅原子，Q表示氮原子或磷原子，n₁、n₂和n₅彼此相同或不同且表示0以上的整数。)

【化2】