CN114864989A - 一种膜电极边框及其制备方法和膜电极 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种膜电极边框及其制备方法和膜电极，所述膜电极边框包括边框基材以及设置于所述边框基材的表面的边框胶层，所述边框胶层包括在所述边框基材的表面依次层叠的第一结合胶层和第二结合胶层，所述第一结合胶层包括边框基材聚合物单体和密封胶，所述第二结合胶层包括全氟磺酸树脂和密封胶。本发明提供的膜电极边框设置有第一结合胶层和第二结合胶层，通过边框基材聚合物单体、密封胶和全氟磺酸树脂之间的协同作用，显著提高了边框胶层与边框基材、边框胶层与CCM两界面的结合力，有效避免了质子交换膜和边框交界处发生失效现象，同时为膜电极的气密性提供保障。
Description
技术领域
本发明属于电池生产制备技术领域，尤其涉及一种膜电极边框及其制备方法和膜电极。
背景技术
质子交换膜燃料电池(PEMFC)通过电化学反应把燃料化学能中的吉布斯自由能部分转化成电能，而不受卡诺效应限制，能量转化效率高；并且PEMFC以氢气和氧气作为原料，生成物为水，具有零污染的优点。同时，PEMFC还具有工作温度低和启动速度快等特点，因此其在新型能源汽车中具有十分广泛的应用前景。而PEMFC的核心部件主要包括膜电极和双极板，其中膜电极是由质子交换膜、催化层、边框和气体扩散层等组件构成，膜电极边框分为阴极和阳极两层，而将质子交换膜密封在阴极和阳极两层边框中。质子交换膜燃料电池电堆是利用施加在端板上的夹紧力将端板、集流板、双极板和膜电极密封成一个整体结构，而膜电极承受夹紧力的组件为边框，边框支撑质子交换膜，防止质子交换膜受到过大压力而损伤，对膜电极性能造成影响，并且还对质子交换膜起密封作用，防止质子交换膜阴、阳两极窜气引起安全事故。
PEMFC在运行和停机循环过程中，膜电极处于温度和湿度均循环的环境，质子交换膜因本身的材料特性周期性地膨胀和收缩，在质子交换膜和边框的交界处产生内应力，而边框应提供足够的结合力来防止内应力导致质子交换膜和边框交界处失效。边框通常由边框基材和边框胶层两部分组成，其中边框胶层提供结合力，其结合力作用在两个界面：第一个界面是边框胶层和CCM，第二个界面是边框胶层和边框基材。
第一界面边框胶层粘合的为CCM，而质子交换膜材料为全氟磺酸树脂，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键的键能为485kJ·mol/L，是所有共价键中键能最大的，因此其表面能很低，从而导致全氟磺酸树脂和其他材料的结合力很差；并且催化层的松散程度也会对结合力造成影响。第二界面边框胶层粘合的为边框基材，材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚苯硫醚(PPS)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或聚醚醚酮(PEEK)等高分子聚合物，其同样具有较低的表面能，一般采用等离子体表面改性或底漆表面处理等表面处理方法提高边框胶层和边框基材的结合力，但是一般成本较高、且结合力未达到使用标准要求。
CN109830707A公开了一种提高粘结性能的方法，使用底漆对边框基材进行表面处理，在底漆完全固化之前，使用密封胶对底漆的表面进行处理，使底漆与密封胶之间形成底漆和密封胶的重叠层，从而提高边框与CCM之间的粘结性能。但是底漆多是由聚合物树脂和带有硅氧烷基团的单体或聚合物，其与边框等支撑材料的相互作用并不高。
CN114243051A公开了一种提高边框基材和边框胶层之间粘接性能的方法，在支撑材料涂覆底漆前，先在支撑材料表面涂刷一层胶粘剂；当底漆为含有乙烯基硅氧烷的底漆时，所使用胶粘剂为聚丙烯酸酯类胶粘剂；当底漆为含有环氧硅氧烷的底漆时，所使用胶粘剂为环氧类胶粘剂。该方法有效解决了底漆与边框基材结合力不高的问题，但是成本较高，操作过程繁琐。
CN111509260A公开了一种提高燃料电池质子交换膜边框表面粘合剂稳定性的方法，以硅胶粘合剂作为粘合剂，采用等离子体和/或底涂对所述电池质子交换膜边框(如PEN)表面进行处理形成一层高表面能、多种活性基团的粘结面，该粘结面与硅胶粘合剂粘结，提高边框胶层和边框之间的结合力，但是并未有效提高边框胶层与CCM之间的结合力。
因此，开发一种具有高结合力的燃料电池膜电极边框，能够同时提高边框胶层与CCM、以及边框胶层与边框基材两界面的结合力，同时保证膜电极具有良好的气密性，成为目前亟待解决的重点。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种膜电极边框及其制备方法和膜电极，通过设置第一结合胶层和第二结合胶层，显著提高了边框胶层与边框基材、以及边框胶层与CCM两界面的结合力，从而保证了边框能够提供高结合力，有效避免了因质子交换膜产生的内应力而导致质子交换膜和边框交界处失效现象的发生，同时为膜电极的气密性提供保障。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种膜电极边框，所述膜电极边框包括边框基材以及设置于所述边框基材的表面的边框胶层，所述边框胶层包括在所述边框基材的表面依次层叠的第一结合胶层和第二结合胶层，所述第一结合胶层包括边框基材聚合物单体和密封胶，所述第二结合胶层包括全氟磺酸树脂和密封胶。
本发明中第一结合胶层与边框基材粘合，第二结合胶层与CCM(质子交换膜两侧分别涂覆催化剂层)粘合；其中，第一结合胶层和第二结合胶层中的密封胶在压力作用下结合形成一个整体，得到边框胶层，也就是说第一结合胶层和第二结合胶层之间并不存在明显界限，从而确保了第一结合胶层和第二结合胶层之间的结合力，即保证了边框胶层内部的结合力；同时，在膜电极边框热压密封过程中，第一结合胶层中的边框聚合物单体达到熔融温度后与边框基材在压力作用下结合成一个整体，再通过密封胶加固，提高了边框胶层和边框基材的结合力；而第二结合胶层中的全氟磺酸树脂与CCM的质子交换膜和催化剂中的全氟磺酸树脂在压力作用下结合成一个整体，再通过密封胶加固，从而显著提高了边框胶层与CCM、以及边框胶层与边框基材两界面的结合力。
此外，在膜电极边框热压工艺过程中，第二结合胶层中全氟磺酸树脂不仅可以与CCM催化层中全氟磺酸树脂结合成一个整体，还可以与质子膜中全氟磺酸树脂结合成一个整体，并通过密封胶加以固定，进一步提高催化层与质子膜的结合力，避免了催化层的松散会对结合力造成影响。
本发明提供的膜电极边框设置有第一结合胶层和第二结合胶层，通过边框基材聚合物单体、密封胶和全氟磺酸树脂之间的协同作用，显著提高了边框胶层与边框基材、以及边框胶层与CCM两界面的结合力，从而保证了边框能够提供高结合力，有效避免了因质子交换膜产生的内应力而导致质子交换膜和边框交界处失效现象的发生，同时为膜电极的气密性提供保障。
作为本发明一种优选的技术方案，所述边框基材的厚度为10～200μm，例如可以是10μm、20μm、40μm、60μm、80μm、100μm、120μm、140μm、160μm、180μm或200μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明限定了边框基材的厚度为10～200μm，这是由于当边框基材的厚度小于10μm时，边框基材过薄，无法支撑质子交换膜，质子交换膜易受到过大装配压力而损伤；当边框基材的厚度大于200μm时，会影响燃料电池电堆的功率密度，并且由于边框和气体扩散层在结构上有重叠结构，在交界处的压力下，边框基材越厚，气体扩散层在较大的高度差下更易受剪切而受到机械损伤；同时，边框基材越厚，膜电极边框、气体扩散层和质子交换膜构成的三角区域的电化学腐蚀越严重。
优选地，所述边框基材的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚或聚醚醚酮中的任意一种。
优选地，所述边框胶层的厚度为10～150μm，例如可以是10μm、20μm、40μm、60μm、80μm、100μm、120μm、140μm或150μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明限定了边框胶层的厚度为10～150μm，这是由于当边框胶层厚度小于10μm时，边框胶层过薄，无法完全包裹CCM，从而无法提供足够的结合力；虽然边框胶层越厚，剥离前端发生的变形量越大，结合力越大，但是当边框胶层厚度大于150μm时，即使厚度再增大，对结合力的影响也不大，并且能耗增大，反而会造成成本浪费。
优选地，所述边框胶层远离所述边框基材的一侧与CCM粘合。
优选地，所述边框基材和所述边框胶层之间的剥离强度≥7N/cm，例如可以是7N/cm、7.2N/cm、7.4N/cm、7.6N/cm、7.8N/cm、8N/cm、8.2N/cm或8.5N/cm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述边框胶层与所述CCM之间的剥离强度≥10N/cm，例如可以是10N/cm、10.2N/cm、10.4N/cm、10.6N/cm、10.8N/cm、11N/cm、11.2N/cm、11.4N/cm或11.5N/cm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中设置第一结合胶层和第二结合胶层，第一结合胶层包括边框基材聚合物单体和密封胶，第二结合胶层包括全氟磺酸树脂和密封胶，通过边框基材聚合物单体、密封胶和全氟磺酸树脂之间的协同作用，能够同时达到边框基材和边框胶层之间的剥离强度≥7N/cm，以及边框胶层与CCM之间的剥离强度≥10N/cm的技术效果。
作为本发明一种优选的技术方案，所述第一结合胶层的厚度为5～145μm，例如可以是5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、11μm、120μm、130μm、140μm或150μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第一结合胶层中边框基材聚合物单体包括聚对苯二甲酸乙二醇酯单体、聚酰亚胺单体、聚萘二甲酸乙二醇酯单体、聚苯硫醚单体或聚醚醚酮单体中的任意一种。
本发明中边框基材的材质与第一结合胶层中边框基材聚合物单体的种类一一对应，即当边框基材的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯时，第一结合胶层中边框基材聚合物单体为聚对苯二甲酸乙二醇酯单体；当边框基材的材质为聚酰亚胺时，第一结合胶层中边框基材聚合物单体为聚酰亚胺单体，当边框基材的材质为聚萘二甲酸乙二醇酯时，第一结合胶层中边框基材聚合物单体为聚萘二甲酸乙二醇酯单体，以此类推。
优选地，所述第一结合胶层中边框基材聚合物单体的熔点≤120℃，例如可以是120℃、115℃、110℃、105℃、100℃、95℃、90℃、85℃或80℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明限定第一结合胶层中边框基材聚合物单体的熔点≤120℃，这是由于膜电极边框的热压温度为120～150℃，若边框基材聚合物单体的熔点高于120℃，在热压过程中边框基材聚合物单体无法熔融，从而其无法与边框基材在压力作用下结合成一个整体，无法有效提高边框胶层与边框基材之间的结合力。
优选地，以所述第一结合胶层的质量分数为100wt％计，所述第一结合胶层中边框基材聚合物单体的质量分数为10～20wt％，例如可以是10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％或20wt％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明限定了边框基材聚合物单体的质量分数为10～20wt％，当边框基材聚合物单体的质量分数低于10wt％时，由于第一结合胶层中边框基材聚合物与边框基材的结合点较少，无法与边框基材结合成一个整体，从而导致边框胶层和边框基材之间的结合力降低；当边框基材聚合物单体的质量分数高于20wt％时，由于边框基材聚合物单体的质量分数过高，导致第一结合胶层中密封胶的质量分数降低，从而减小了第一结合胶层和第二结合胶层的结合点，第一结合胶层和第二结合胶层之间的结合力下降。
优选地，所述第一结合胶层中密封胶包括有机硅聚合物、聚氨酯类聚合物、聚烯烃聚合物、聚丙烯酸酯聚合物、环氧树脂聚合物、聚酰亚胺聚合物或聚甲基丙烯酸酯聚合物中的任意一种。
优选地，以所述第一结合胶层的质量分数为100wt％计，所述第一结合胶层中密封胶的质量分数为80～90wt％，例如可以是80wt％、81wt％、82wt％、83wt％、84wt％、85wt％、86wt％、87wt％、88wt％、89wt％或90wt％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明一种优选的技术方案，所述第二结合胶层的厚度为5～145μm，例如可以是5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、11μm、120μm、130μm、140μm或150μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，以所述第二结合胶层的质量分数为100wt％计，所述第二结合胶层中全氟磺酸树脂的质量分数10～20wt％，例如可以是10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％或20wt％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明限定了第二结合胶层中全氟磺酸树脂的质量分数为10～20wt％，当全氟磺酸树脂的质量分数低于10wt％时，由于第二结合胶层中全氟磺酸树脂与CCM之间的结合位点较少，无法与CCM结合形成一个整体，从而导致边框胶层和CCM之间的结合力降低；当全氟磺酸树脂的质量分数高于20wt％时，全氟磺酸树脂的质量分数过高，导致第二结合胶层中密封胶的质量分数降低，从而减小了第一结合胶层和第二结合胶层的结合点，导致第一结合胶层和第二结合胶层之间的结合力下降。
优选地，所述第二结合胶层中密封胶包括有机硅聚合物、聚氨酯类聚合物、聚烯烃聚合物、聚丙烯酸酯聚合物、环氧树脂聚合物、聚酰亚胺聚合物或聚甲基丙烯酸酯聚合物中的任意一种。
优选地，以所述第二结合胶层的质量分数为100wt％计，所述第二结合胶层中密封胶的质量分数为80～90wt％，例如可以是80wt％、81wt％、82wt％、83wt％、84wt％、85wt％、86wt％、87wt％、88wt％、89wt％或90wt％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中第一结合胶层和第二结合胶层中的密封胶中均还可以包括添加剂，并且添加剂可以是交联剂、增塑剂、抗静电剂、抗氧化剂、消泡剂或催化剂等中的任意一种或至少两种的组合。
第二方面，本发明还提供了一种第一方面所述的膜电极边框的制备方法，所述制备方法包括：
将第一结合胶层浆料涂覆于边框基材的表面形成第一结合胶层，在所述第一结合胶层完全固化前，将第二结合胶层浆料涂覆于所述第一结合胶层的表面形成第二结合胶层，得到所述膜电极边框。
本发明在第一结合胶完全固化前涂覆第二结合胶层浆料，更有利于第一结合胶层和第二结合胶层中的密封胶结合，从而形成一个整体结构的边框胶层，提高第一结合胶层和第二结合胶层之间的结合力。
作为本发明一种优选的技术方案，所述第一结合胶层浆料包括密封胶、边框基材聚合物单体和溶剂。
优选地，所述第一结合胶层浆料中密封胶的添加量为90～110重量份，例如可以是90重量份、92重量份、95重量份、98重量份、100重量份、102重量份、105重量份、108重量份或110重量份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；优选为100重量份。
优选地，所述第一结合胶层浆料中边框基材聚合物单体的添加量为11～25重量份，例如可以是11重量份、13重量份、15重量份、17重量份、19重量份、21重量份、23重量份或25重量份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第一结合胶层浆料中边框基材聚合物单体的熔点≤120℃，例如可以是120℃、115℃、110℃、105℃、100℃、95℃、90℃、85℃或80℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第一结合胶层浆料中溶剂的添加量为133～466重量份，例如可以是133重量份、150重量份、200重量份、250重量份、350重量份、400重量份、450重量份或466重量份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第一结合胶层浆料中密封胶包括有机硅聚合物、聚氨酯类聚合物、聚烯烃聚合物、聚丙烯酸酯聚合物、环氧树脂聚合物、聚酰亚胺聚合物或聚甲基丙烯酸酯聚合物中的任意一种.
优选地，所述第一结合胶层浆料中边框基材聚合物单体包括聚对苯二甲酸乙二醇酯单体、聚酰亚胺单体、聚萘二甲酸乙二醇酯单体、聚苯硫醚单体或聚醚醚酮单体中的任意一种。
优选地，所述第一结合胶层浆料中溶剂包括环己烷、乙基环己烷或甲基环己烷中的任意一种或至少两种的组合。
作为本发明一种优选的技术方案，所述第二结合胶层浆料包括密封胶、全氟磺酸树脂溶液和溶剂。
优选地，所述第二结合胶层浆料中密封胶的添加量为90～110重量份，例如可以是90重量份、92重量份、95重量份、98重量份、100重量份、102重量份、105重量份、108重量份或110重量份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；优选为100重量份。
优选地，所述第二结合胶层浆料中全氟磺酸树脂溶液的添加量为44～500重量份，例如可以是44重量份、50重量份、100重量份、150重量份、200重量份、250重量份、300重量份、350重量份、400重量份、450重量份或500重量份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二结合胶层浆料中全氟磺酸树脂溶液的浓度为5～25wt％，例如可以是5wt％、8wt％、10wt％、12wt％、15wt％、18wt％、20wt％、22wt％或25wt％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二结合胶层浆料中溶剂的添加量为1～100重量份，例如可以是1重量份、10重量份、20重量份、40重量份、60重量份、80重量份或100重量份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述第二结合胶层浆料中密封胶包括有机硅聚合物、聚氨酯类聚合物、聚烯烃聚合物、聚丙烯酸酯聚合物、环氧树脂聚合物、聚酰亚胺聚合物或聚甲基丙烯酸酯聚合物中的任意一种。
优选地，所述第二结合胶层浆料中溶剂包括环己烷、乙基环己烷或甲基环己烷中的任意一种或至少两种的组合。
作为本发明一种优选的技术方案，所述第一结合胶层浆料的密封胶中和所述第二结合胶层浆料的密封胶中均还包括添加剂。
优选地，所述添加剂包括交联剂、增塑剂、抗静电剂、抗氧化剂、消泡剂或催化剂等中的任意一种或至少两种的组合。
根据实际生产工艺需要和条件，可选择性地加入添加剂，并且调整添加剂的加入种类和组合。
优选地，所述交联剂包括异氰酸酯类交联剂、环氧类交联剂、过氧化物类交联剂或胺类交联剂等中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述交联剂的添加量为0.05～5重量份，例如可以是0.05重量份、1重量份、2重量份、3重量份、4重量份或5重量份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述增塑剂包括偏苯三酸酯类增塑剂、均苯四酸酯类增塑剂、磷酸二苯基异癸酯增塑剂或邻苯二甲酸类增塑剂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述增塑剂的添加量为5～80重量份，例如可以是5重量份、10重量份、20重量份、40重量份、60重量份或80重量份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述抗静电剂包括丙烯酸类静电剂、改性丙烯酸类静电剂、硅氧烷类静电剂或改性硅氧烷类静电剂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述抗静电剂的添加量为1～10重量份，例如可以是1重量份、2重量份、4重量份、6重量份、8重量份或10重量份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述抗氧化剂包括叔丁基甲基苯酚、叔丁基羟苯基丙酸季戊醇酯或十二烷基硫基甲基甲基苯酚中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述抗氧化剂的添加量为0.1～1重量份，例如可以是0.1重量份、0.2重量份、0.4重量份、0.6重量份、0.8重量份或1重量份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述消泡剂包括聚醚消泡剂、聚硅氧烷消泡剂或硅醚接枝消泡剂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述消泡剂的添加量为0.1～1重量份，例如可以是0.1重量份、0.2重量份、0.4重量份、0.6重量份、0.8重量份或1重量份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述催化剂包括铂类催化剂和/或锡类催化剂。
优选地，所述催化剂的添加量为0.1～3重量份，例如可以是0.1重量份、0.5重量份、1重量份、1.5重量份、2重量份、2.5重量份或3重量份，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明一种优选的技术方案，所述第一结合胶层浆料和所述第二结合胶层浆料均在搅拌的条件下进行分散。
优选地，所述搅拌的时间为10min～2h，例如可以是10min、30min、1h、1.5h或2h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述涂覆的方式包括刮涂、旋涂或刷涂中的任意一种。
优选地，所述第一结合胶层浆料涂覆于所述边框基材的表面后进行干燥形成所述第一结合胶层，在所述第一结合胶层完全干燥前，将所述第二结合胶层浆料涂覆于所述第一结合胶层的表面，进行干燥形成第二结合胶层。
优选地，所述干燥的温度均为20～80℃，例如可以是20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃或80℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述干燥的时间均为30s～30min，例如可以是30s、1min、5min、10min、15min、20min、25min或30min，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
第三方面，本发明提供了一种膜电极，所述膜电极包括第一方面所述的膜电极边框。
本发明制备膜电极时，膜电极边框的压合条件为时间30s～5min，压力1kg/cm2～20kg/cm2，温度120℃～150℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的膜电极边框设置有第一结合胶层和第二结合胶层，通过边框基材聚合物单体、密封胶和全氟磺酸树脂之间的协同作用，显著提高了边框胶层与边框基材、以及边框胶层与CCM两界面的结合力，从而保证了边框能够提供高结合力，有效避免了因质子交换膜产生的内应力而导致质子交换膜和边框交界处失效现象的发生，同时为膜电极的气密性提供保障；
(2)在膜电极边框热压工艺过程中，第二结合胶层中全氟磺酸树脂不仅可以与CCM催化层中全氟磺酸树脂结合成一个整体，还可以与质子膜中全氟磺酸树脂结合成一个整体，并通过密封胶加以固定，进一步提高催化层与质子膜的结合力，避免了催化层的松散会对结合力造成影响。
附图说明
图1为本发明一个具体实施方式中提供的膜电极边框与CCM压合后的结构示意图。
其中，1-边框基材；2-边框基材聚合物单体；3-密封胶；4-全氟磺酸树脂；5-CCM。
具体实施方式
需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
在一个具体实施方式中，本发明提供了一种膜电极边框，如图1所示，所述膜电极边框包括边框基材1以及设置于所述边框基材1的表面的边框胶层，所述边框胶层包括在所述边框基材1的表面依次层叠的第一结合胶层和第二结合胶层，所述第一结合胶层包括边框基材聚合物单体2和密封胶3，所述第二结合胶层包括全氟磺酸树脂4和密封胶3，所述第一结合胶层和所述第二结合胶层中的密封胶3在压力作用下结合形成一个整体；所述边框胶层远离所述边框基材1的一侧与CCM5粘合。
实施例1
基于上述具体实施方式，本实施例提供了一种膜电极边框，其中边框基材1为厚度是25μm的聚萘二甲酸乙二醇酯，边框胶层的厚度为20μm，边框胶层包括第一结合胶层和第二结合胶层，其中第一结合胶层包括质量分数为85wt％的聚烯烃聚合物密封胶3和质量分数为15wt％的聚萘二甲酸乙二醇酯单体(熔点为110℃)，且第一结合胶层的厚度为10μm；第二结合胶层包括质量分数为88wt％的聚烯烃聚合物密封胶3和质量分数为12wt％的全氟磺酸树脂4，且第二结合胶层的厚度为10μm。
本实施例还提供了一种膜电极边框的制备方法，所述制备方法包括：
(1)以重量份数计，将100重量份的聚烯烃聚合物密封胶3，5重量份的改性丙烯酸类静电剂，18重量份的聚萘二甲酸乙二醇酯单体和357重量份的乙基环己烷溶剂混合搅拌1.5h，得到第一结合胶层浆料，将第一结合胶层浆料旋涂在边框基材1的表面，随后在50℃的温度下干燥5min形成第一结合胶层；
(2)以重量份数计，将100重量份的聚烯烃聚合物密封胶3，5重量份的改性丙烯酸类静电剂，91重量份的浓度为15wt％全氟磺酸树脂溶液和78重量份的乙基环己烷溶剂混合搅拌20min，得到第二结合胶层浆料，在步骤(1)形成第一结合胶层未完全干燥前，将第二结合胶层浆料旋涂在第一结合胶层的表面，随后在50℃的温度下干燥15min形成第二结合胶层，得到所述膜电极边框。
此外，本实施例将所制备的膜电极边框在温度为120℃，压力为5kg/cm2的条件下进行5min的热压密封得到膜电极。
实施例2
基于上述具体实施方式，本实施例提供了一种膜电极边框，其中边框基材1为厚度是100μm的聚酰亚胺，边框胶层的厚度为100μm，边框胶层包括第一结合胶层和第二结合胶层，其中第一结合胶层包括质量分数为90wt％的聚氨酯类聚合物密封胶3和质量分数为10wt％的聚酰亚胺单体(熔点为115℃)，且第一结合胶层的厚度为70μm；第二结合胶层包括质量分数为90wt％的聚氨酯类聚合物密封胶3和质量分数为10wt％的全氟磺酸树脂4，且第二结合胶层的厚度为30μm。
本实施例还提供了一种膜电极边框的制备方法，所述制备方法包括：
(1)以重量份数计，将100重量份的聚氨酯类聚合物密封胶3，0.05重量份的胺类交联剂，11重量份的聚酰亚胺单体和249重量份的乙基环己烷溶剂混合搅拌30min，得到第一结合胶层浆料，将第一结合胶层浆料旋涂在边框基材1的表面，随后在80℃的温度下干燥30s形成第一结合胶层；
(2)以重量份数计，将100重量份的聚氨酯类聚合物密封胶3，0.05重量份的胺类交联剂，44重量份的浓度为25wt％全氟磺酸树脂溶液和100重量份的乙基环己烷溶剂混合搅拌10min，得到第二结合胶层浆料，在步骤(1)形成第一结合胶层未完全干燥前，将第二结合胶层浆料旋涂在第一结合胶层的表面，随后在80℃的温度下干燥13min形成第二结合胶层，得到所述膜电极边框。
此外，本实施例将所制备的膜电极边框在温度为140℃，压力为10kg/cm2的条件下进行2min的热压密封得到膜电极。
实施例3
基于上述具体实施方式，本实施例提供了一种膜电极边框，其中边框基材1为厚度是10μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯，边框胶层的厚度为10μm，边框胶层包括第一结合胶层和第二结合胶层，其中第一结合胶层包括质量分数为80wt％的有机硅聚合物密封胶3和质量分数为20wt％的聚对苯二甲酸乙二醇酯单体(熔点为110℃)，且第一结合胶层的厚度为5μm；第二结合胶层包括质量分数为86wt％的有机硅聚合物密封胶3和质量分数为14wt％的全氟磺酸树脂4，且第二结合胶层的厚度为5μm。
本实施例还提供了一种膜电极边框的制备方法，所述制备方法包括：
(1)以重量份数计，将100重量份的有机硅聚合物密封胶3，2重量份的铂类催化剂，5重量份的偏苯三酸酯类增塑剂，25重量份的聚对苯二甲酸乙二醇酯单体和133重量份的环己烷溶剂混合搅拌10min，得到第一结合胶层浆料，将第一结合胶层浆料旋涂在边框基材1的表面，随后在20℃的温度下干燥7min形成第一结合胶层；
(2)以重量份数计，将100重量份的有机硅聚合物密封胶3，2重量份的铂类催化剂，5重量份的偏苯三酸酯类增塑剂，163重量份的浓度为10wt％全氟磺酸树脂溶液和21重量份的环己烷溶剂混合搅拌1.5h，得到第二结合胶层浆料，在步骤(1)形成第一结合胶层未完全干燥前，将第二结合胶层浆料旋涂在第一结合胶层的表面，随后在20℃的温度下干燥30min形成第二结合胶层，得到所述膜电极边框。
此外，本实施例将所制备的膜电极边框在温度为130℃，压力为20kg/cm2的条件下进行4min的热压密封得到膜电极。
实施例4
基于上述具体实施方式，本实施例提供了一种膜电极边框，其中边框基材1为厚度是150μm的聚苯硫醚，边框胶层的厚度为150μm，边框胶层包括第一结合胶层和第二结合胶层，其中第一结合胶层包括质量分数为82wt％的环氧树脂聚合物密封胶3和质量分数为18wt％的聚苯硫醚单体(熔点为110℃)，且第一结合胶层的厚度为100μm；第二结合胶层包括质量分数为81wt％的环氧树脂聚合物密封胶3和质量分数为19wt％的全氟磺酸树脂4，且第二结合胶层的厚度为50μm。
本实施例还提供了一种膜电极边框的制备方法，所述制备方法包括：
(1)以重量份数计，将100重量份的环氧树脂聚合物密封胶3，0.5重量份的叔丁基甲基苯酚抗氧化剂，22重量份的聚苯硫醚单体和302重量份的甲基环己烷溶剂混合搅拌1h，得到第一结合胶层浆料，将第一结合胶层浆料旋涂在边框基材1的表面，随后在60℃的温度下干燥10min形成第一结合胶层；
(2)以重量份数计，将100重量份的环氧树脂聚合物密封胶3，0.5重量份的叔丁基甲基苯酚抗氧化剂，117重量份的浓度为20wt％全氟磺酸树脂溶液和43重量份的甲基环己烷溶剂混合搅拌1h，得到第二结合胶层浆料，在步骤(1)形成第一结合胶层未完全干燥前，将第二结合胶层浆料旋涂在第一结合胶层的表面，随后在60℃的温度下干燥24min形成第二结合胶层，得到所述膜电极边框。
此外，本实施例将所制备的膜电极边框在温度为150℃，压力为1kg/cm2的条件下进行30s的热压密封得到膜电极。
实施例5
基于上述具体实施方式，本实施例提供了一种膜电极边框，其中边框基材1为厚度是200μm的聚醚醚酮，边框胶层的厚度为50μm，边框胶层包括第一结合胶层和第二结合胶层，其中第一结合胶层包括质量分数为87wt％的聚酰亚胺聚合物密封胶3和质量分数为13wt％的聚醚醚酮单体(熔点为110℃)，且第一结合胶层的厚度为25μm；第二结合胶层包括质量分数为80wt％的聚酰亚胺聚合物密封胶3和质量分数为20wt％的全氟磺酸树脂4，且第二结合胶层的厚度为25μm。
本实施例还提供了一种膜电极边框的制备方法，所述制备方法包括：
(1)以重量份数计，将100重量份的聚酰亚胺聚合物密封胶3，0.1重量份的聚醚消泡剂，15重量份的聚醚醚酮单体和466重量份的甲基环己烷溶剂混合搅拌1h，得到第一结合胶层浆料，将第一结合胶层浆料旋涂在边框基材1的表面，随后在40℃的温度下干燥1min形成第一结合胶层；
(2)以重量份数计，将100重量份的聚酰亚胺聚合物密封胶3，0.1重量份的聚醚消泡剂，500重量份的浓度为5wt％全氟磺酸树脂溶液和1重量份的甲基环己烷溶剂混合搅拌1h，得到第二结合胶层浆料，在步骤(1)形成第一结合胶层未完全干燥前，将第二结合胶层浆料旋涂在第一结合胶层的表面，随后在40℃的温度下干燥12min形成第二结合胶层，得到所述膜电极边框。
此外，本实施例将所制备的膜电极边框在温度为145℃，压力为15kg/cm2的条件下进行1min的热压密封得到膜电极。
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于，第一结合胶层包括质量分数为95wt％的聚烯烃聚合物密封胶3和质量分数为5wt％的聚萘二甲酸乙二醇酯单体，其余工艺参数和操作条件与实施例1相同。
实施例7
本实施例与实施例1的区别在于，第一结合胶层包括质量分数为75wt％的聚烯烃聚合物密封胶3和质量分数为25wt％的聚萘二甲酸乙二醇酯单体，其余工艺参数和操作条件与实施例1相同。
实施例8
本实施例与实施例1的区别在于，第二结合胶层包括质量分数为95wt％的聚烯烃聚合物密封胶3和质量分数为5wt％的全氟磺酸树脂4，其余工艺参数和操作条件与实施例1相同。
实施例9
本实施例与实施例1的区别在于，第二结合胶层包括质量分数为75wt％的聚烯烃聚合物密封胶3和质量分数为25wt％的全氟磺酸树脂4，其余工艺参数和操作条件与实施例1相同。
实施例10
本实施例与实施例1的区别在于，边框胶层的厚度为6μm，其中第一结合胶层的厚度和第二结合胶层的厚度均为3μm，其余工艺参数和操作条件与实施例1相同。
实施例11
本实施例与实施例1的区别在于，第一结合胶层中聚萘二甲酸乙二醇酯单体的熔点为140℃，其余工艺参数和操作条件与实施例1相同。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于，省去了第一结合胶层的设置，其余工艺参数和操作条件与实施例1相同。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于，省去了第二结合胶层的设置，其余工艺参数和操作条件与实施例1相同。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于，省去了第一结合胶层中的聚萘二甲酸乙二醇酯单体，以及第二结合胶层中的全氟磺酸树脂4，其余工艺参数和操作条件与实施例1相同。
以实施例1-13及对比例1-3得到的膜电极边框为燃料电池的膜电极边框，质子交换膜选用15um的GORE质子交换膜，催化剂选用HISPEC13100。将催化剂、异丙醇、去离子水和全氟磺酸型聚合物溶液混合，制成催化剂浆液，涂敷在质子交换膜上，阴极铂载量为0.3mg/cm2，阳极铂载量为0.1mg/cm2，得到无留白的CCM5。膜电极边框通过热压工艺将CCM5密封成25cm2的膜电极(不含气体扩散层)。
(1)耐久性测试：测试膜电极压力法气密性(压力为50kPa，持续时间为1min)。将膜电极浸泡在95℃的蒸馏水中进行耐久性试验，每20h测试其气密性。若气密性通过(泄漏量小于0.2kPa)，则继续进行下一周期耐久性试验；若气密性不通过，则记录其耐久性时间为上一测试周期的时间累积数，得到耐久性时间。
(2)剥离强度测试：采用GB/T 2792胶粘带剥离强度的试验方法。
对实施例1-13及对比例1-3所提供的膜电极边框制备得到的膜电极进行性能测试的结果见表1。
表1
由表1的数据可得：
(1)由实施例1-5所制备的膜电极边框制备得到的膜电极具有优异的耐久性，并且边框基材1和边框胶层，以及边框胶层和CCM5之间均具有较高的剥离强度，说明了本发明提供的具有第一结合胶层和第二结合胶层的膜电极边框，通过边框基材聚合物单体2、密封胶3和全氟磺酸树脂4之间的协同作用，能够显著提高边框胶层与边框基材1、以及边框胶层与CCM5两界面的结合力，从而保证了边框能够提供高结合力，有效避免了因质子交换膜产生的内应力而导致质子交换膜和边框交界处失效现象的发生，同时为膜电极的气密性提供保障；同时，第二结合胶层中的全氟磺酸树脂4能够同时与CCM5催化层中的全氟磺酸树脂4，以及质子交换膜中的全氟磺酸树脂4结合，从而进一步提高了催化层与质子交换膜之间的结合力。
(2)实施例6制备得到的膜电极耐久性低于实施例1，且边框基材1和边框胶层之间的剥离强度也低于实施例1，这是由于实施例6的第一结合胶层中边框基材聚合物单体2的质量分数过低，边框基材聚合物与边框基材1的结合点较少，无法与边框基材1结合成一个整体，从而导致边框胶层和边框基材1之间的结合力降低，同时也无法保障膜电极的气密性；实施例7制备得到的膜电极边框基材1和边框胶层，以及边框胶层和CCM5之间的剥离强度均低于实施例1，这是由于实施例7的第一结合胶层中边框基材聚合物单体2的质量分数过高，导致第一结合胶层中密封胶3的质量分数降低，从而减小了第一结合胶层和第二结合胶层的结合点，第一结合胶层和第二结合胶层之间的结合力下降，从而影响边框基材1与边框胶层，以及边框胶层与CCM5之间的结合力。
(3)实施例8制备得到的膜电极耐久性低于实施例1，且边框胶层和CCM5之间的剥离强度也低于实施例1，这是由于实施例8的第二结合胶层中全氟磺酸树脂4的质量分数过低，全氟磺酸树脂4与CCM5之间的结合位点较少，无法与CCM5结合形成一个整体，从而导致边框胶层和CCM5之间的结合力降低，同时也无法保障膜电极的气密性；实施例9制备得到的膜电极边框基材1和边框胶层，以及边框胶层和CCM5之间的剥离强度均低于实施例1，这是由于实施例9的第二结合胶层中全氟磺酸树脂4的质量分数过高，导致第二结合胶层中密封胶3的质量分数降低，从而减小了第一结合胶层和第二结合胶层的结合点，第一结合胶层和第二结合胶层之间的结合力下降，从而影响边框基材1与边框胶层，以及边框胶层与CCM5之间的结合力。
(4)实施例10制备得到的膜电极耐久性低于实施例1，并且边框基材1和边框胶层，以及边框胶层和CCM5之间的剥离强度也均低于实施例1，这是由于实施例10中边框胶层的厚度过小，边框胶层过薄，无法完全包裹CCM5，并且边框胶层过薄，剥离前端发生的变形量小，导致结合力小，从而无法提供足够的结合力。
(5)实施例11制备得到的膜电极耐久性以及边框基材1和边框胶层的剥离强度均低于实施例1，这是由于实施例11第一结合胶层中边框基材聚合物单体2的熔点高于120℃，在热压过程中边框基材聚合物单体2无法熔融，从而其无法与边框基材1在压力作用下结合成一个整体，无法有效提高边框胶层与边框基材1之间的结合力，同时也无法保障膜电极的气密性。
(6)对比例1-3制备得到的膜电极均无法同时达到具有优异的耐久性，并且边框基材1和边框胶层，以及边框胶层和CCM5之间均具有较高剥离强度的技术效果，这是由于对比例1省去了第一结合胶层，对比例2省去了第二结合胶层，对比例3第一结合胶层省去了边框基材聚合物单体2，第二结合胶层省去了全氟磺酸树脂4；由此说明了，本发明提供的膜电极边框通过设置第一结合胶层和第二结合胶层，以及边框基材聚合物单体2、密封胶3和全氟磺酸树脂4之间的协同作用，能够显著提高边框胶层与边框基材1、以及边框胶层与CCM5两界面的结合力，从而保证了边框能够提供高结合力，有效避免了因质子交换膜产生的内应力而导致质子交换膜和边框交界处失效现象的发生，同时为膜电极的气密性提供保障。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种膜电极边框，其特征在于，所述膜电极边框包括边框基材以及设置于所述边框基材的表面的边框胶层，所述边框胶层包括在所述边框基材的表面依次层叠的第一结合胶层和第二结合胶层，所述第一结合胶层包括边框基材聚合物单体和密封胶，所述第二结合胶层包括全氟磺酸树脂和密封胶。
2.根据权利要求1所述的膜电极边框，其特征在于，所述边框基材的厚度为10～200μm；
优选地，所述边框基材的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯硫醚或聚醚醚酮中的任意一种；
优选地，所述边框胶层的厚度为10～150μm；
优选地，所述边框胶层远离所述边框基材的一侧与CCM粘合；
优选地，所述边框基材和所述边框胶层之间的剥离强度≥7N/cm；
优选地，所述边框胶层与所述CCM之间的剥离强度≥10N/cm。
3.根据权利要求1或2所述的膜电极边框，其特征在于，所述第一结合胶层的厚度为5～145μm；
优选地，所述第一结合胶层中边框基材聚合物单体包括聚对苯二甲酸乙二醇酯单体、聚酰亚胺单体、聚萘二甲酸乙二醇酯单体、聚苯硫醚单体或聚醚醚酮单体中的任意一种；
优选地，所述第一结合胶层中边框基材聚合物单体的熔点≤120℃；
优选地，以所述第一结合胶层的质量分数为100wt％计，所述第一结合胶层中边框基材聚合物单体的质量分数为10～20wt％；
优选地，所述第一结合胶层中密封胶包括有机硅聚合物、聚氨酯类聚合物、聚烯烃聚合物、聚丙烯酸酯聚合物、环氧树脂聚合物、聚酰亚胺聚合物或聚甲基丙烯酸酯聚合物中的任意一种；
优选地，以所述第一结合胶层的质量分数为100wt％计，所述第一结合胶层中密封胶的质量分数为80～90wt％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的膜电极边框，其特征在于，所述第二结合胶层的厚度为5～145μm；
优选地，以所述第二结合胶层的质量分数为100wt％计，所述第二结合胶层中全氟磺酸树脂的质量分数10～20wt％；
优选地，所述第二结合胶层中密封胶包括有机硅聚合物、聚氨酯类聚合物、聚烯烃聚合物、聚丙烯酸酯聚合物、环氧树脂聚合物、聚酰亚胺聚合物或聚甲基丙烯酸酯聚合物中的任意一种；
优选地，以所述第二结合胶层的质量分数为100wt％计，所述第二结合胶层中密封胶的质量分数为80～90wt％。
5.一种权利要求1-4任一项所述的膜电极边框的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
将第一结合胶层浆料涂覆于边框基材的表面形成第一结合胶层，在所述第一结合胶层完全固化前，将第二结合胶层浆料涂覆于所述第一结合胶层的表面形成第二结合胶层，得到所述膜电极边框。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述第一结合胶层浆料包括密封胶、边框基材聚合物单体和溶剂；
优选地，所述第一结合胶层浆料中密封胶的添加量为90～110重量份；
优选地，所述第一结合胶层浆料中边框基材聚合物单体的添加量为11～25重量份；
优选地，所述第一结合胶层浆料中边框基材聚合物单体的熔点≤120℃；
优选地，所述第一结合胶层浆料中溶剂的添加量为133～466重量份；
优选地，所述第一结合胶层浆料中密封胶包括有机硅聚合物、聚氨酯类聚合物、聚烯烃聚合物、聚丙烯酸酯聚合物、环氧树脂聚合物、聚酰亚胺聚合物或聚甲基丙烯酸酯聚合物中的任意一种；
优选地，所述第一结合胶层浆料中边框基材聚合物单体包括聚对苯二甲酸乙二醇酯单体、聚酰亚胺单体、聚萘二甲酸乙二醇酯单体、聚苯硫醚单体或聚醚醚酮单体中的任意一种；
优选地，所述第一结合胶层浆料中溶剂包括环己烷、乙基环己烷或甲基环己烷中的任意一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述第二结合胶层浆料包括密封胶、全氟磺酸树脂溶液和溶剂；
优选地，所述第二结合胶层浆料中密封胶的添加量为90～110重量份；
优选地，所述第二结合胶层浆料中全氟磺酸树脂溶液的添加量为44～500重量份；
优选地，所述第二结合胶层浆料中全氟磺酸树脂溶液的浓度为5～25wt％；
优选地，所述第二结合胶层浆料中溶剂的添加量为1～100重量份；
优选地，所述第二结合胶层浆料中密封胶包括有机硅聚合物、聚氨酯类聚合物、聚烯烃聚合物、聚丙烯酸酯聚合物、环氧树脂聚合物、聚酰亚胺聚合物或聚甲基丙烯酸酯聚合物中的任意一种；
优选地，所述第二结合胶层浆料中溶剂包括环己烷、乙基环己烷或甲基环己烷中的任意一种或至少两种的组合。
8.根据权利要求5-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一结合胶层浆料的密封胶中和所述第二结合胶层浆料的密封胶中均还包括添加剂；
优选地，所述添加剂包括交联剂、增塑剂、抗静电剂、抗氧化剂、消泡剂或催化剂等中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述交联剂包括异氰酸酯类交联剂、环氧类交联剂、过氧化物类交联剂或胺类交联剂等中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述交联剂的添加量为0.05～5重量份；
优选地，所述增塑剂包括偏苯三酸酯类增塑剂、均苯四酸酯类增塑剂、磷酸二苯基异癸酯增塑剂或邻苯二甲酸类增塑剂中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述增塑剂的添加量为5～80重量份；
优选地，所述抗静电剂包括丙烯酸类静电剂、改性丙烯酸类静电剂、硅氧烷类静电剂或改性硅氧烷类静电剂中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述抗静电剂的添加量为1～10重量份；
优选地，所述抗氧化剂包括叔丁基甲基苯酚、叔丁基羟苯基丙酸季戊醇酯或十二烷基硫基甲基甲基苯酚中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述抗氧化剂的添加量为0.1～1重量份；
优选地，所述消泡剂包括聚醚消泡剂、聚硅氧烷消泡剂或硅醚接枝消泡剂中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述消泡剂的添加量为0.1～1重量份；
优选地，所述催化剂包括铂类催化剂和/或锡类催化剂；
优选地，所述催化剂的添加量为0.1～3重量份。
9.根据权利要求5-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一结合胶层浆料和所述第二结合胶层浆料均在搅拌的条件下进行分散；
优选地，所述搅拌的时间为10min～2h；
优选地，所述涂覆的方式包括刮涂、旋涂或刷涂中的任意一种；
优选地，所述第一结合胶层浆料涂覆于所述边框基材的表面后进行干燥形成所述第一结合胶层，在所述第一结合胶层完全干燥前，将所述第二结合胶层浆料涂覆于所述第一结合胶层的表面，进行干燥形成第二结合胶层；
优选地，所述干燥的温度均为20～80℃；
优选地，所述干燥的时间均为30s～30min。
10.一种膜电极，其特征在于，所述膜电极包括权利要求1-4任一项所述的膜电极边框。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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