[发明专利]一种交联型含氟乙烯聚合物离子传导膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种交联型含氟乙烯聚合物离子传导膜的制备方法，其特征在于，包括：

a)制备含氟乙烯聚合物膜；

b)碱处理所述含氟乙烯聚合物膜以在膜内形成双键；

c)使含有双键的含氟乙烯聚合物膜与交联剂反应，制备得到所述交联型含氟乙烯聚合物离子传导膜，

所述交联剂含有两个以上双键和离子交换基团；

所述离子交换基团包括季铵离子、磺酸基、羧基、羧酸铵基团。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备含氟乙烯聚合物膜包括：

将含氟乙烯聚合物溶于有机溶剂中，制备得到固含量为5wt％～25wt％的铸膜液；

使用溶剂挥发法、溶剂诱导相分离法、浸没相转化法或蒸汽相转化法制备得到所述含氟乙烯聚合物膜。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述含氟乙烯聚合物包括聚偏氟乙烯、聚(偏二氟乙烯-co-六氟丙烯)、聚三氟乙烯中的至少一种。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，

所述有机溶剂包括二甲基亚砜、二甲基乙酰胺、1-甲基-2吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或多种的组合。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

所述碱处理使用氢氧化钠溶液、氢氧化钠的醇溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钾的醇溶液中的一种或多种的组合；

其中，碱浓度介于1wt％和碱在相应溶剂中的饱和浓度之间，所述醇溶液中的醇为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或多种的组合。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

所述碱处理的温度为5℃～80℃，处理时间为10分钟～10小时。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

所述交联剂以溶液的形式存在，并且所述交联剂的浓度介于0.1wt％和所述交联剂在溶剂中的饱和浓度之间。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，

所述溶剂包括水、乙醇、甲醇、异丙醇中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

所述交联剂的结构为：

R₆-SO₃H 式2

其中，R1、R2、R3、R4独立地选自C1～C5的烷基、C1～C5的烯基、取代烯基，其中，R1、R2中分别含有至少一个双键或R1中含有至少两个双键；

R6选自含有至少两个双键的C3～C5烯基、取代烯基；

R7、R8各自选自含有至少两个双键的C3～C5烯基；

X选自氟离子、氯离子、溴离子、碘离子。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，

所述交联剂的结构为：

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤c)还包括向反应体系中加入引发剂，所述引发剂选自过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化苯甲酰中的至少一种。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，

以质量百分比计，所述引发剂的加入量为所述交联剂的1％～30％。

13.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，反应的温度为20℃～80℃，反应时间为30分钟～72小时。

14.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述含氟乙烯聚合物中混合有水溶性聚合物，所述水溶性聚合物选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇中的至少一种，其中，以质量百分比计，所述水溶性聚合物占所述含氟乙烯聚合物的1％～50％。