CN114933866B - 一种燃料电池膜电极封装材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃料电池膜电极封装材料及其制备方法，涉及燃料电池材料技术领域，该燃料电池膜电极封装材料自上而下依次包括离型层、接着层和基材层；所述接着层包括如下按重量份计的各组分制成：松香基超支化环氧树脂10‑15份、2‑(1‑丙烯‑2‑基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N‑(4‑氰基‑3‑三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物30‑50份、抗氧剂0.3‑0.5份、粘度调节剂0.2‑0.4份、端羟基超支化聚酯5‑8份、填料1‑4份、偶联剂0.1‑0.5份。本发明公开的燃料电池膜电极封装材料粘结性能足，性能稳定性优异。

Description

一种燃料电池膜电极封装材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及燃料电池材料技术领域，尤其涉及一种燃料电池膜电极封装材料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着全球工业化进程的推进，环境问题和能源问题日益严峻，人们对改善地球环境、提高自身身体素质、节约能源的认识也越来越深入，对清洁新能源的关注度越来越高。作为常见清洁新能源装置之一的燃料电池，由于其稳定性、耐久性、高能源转化效率、噪音低等优点而成为一种急需的新型电源，越来越被各行各业的人士所接受。
膜电极是燃料电池的核心部件，其封装效果直接影响燃料电池的性能、寿命、成本以及可靠性，因此膜电极的封装技术及性能水平决定一个国家燃料电池技术的先进程度。在燃料电池膜电极封装技术中，封装材料是必不可少的，其性能的好坏直接影响封装和密封效果，进而影响燃料电池的循环寿命和正常工作安定性。现有的燃料电池膜电极封装材料或多或少存在粘结性能不足，耐温、耐老化和耐水解性能不佳，机械力学性能、密封性和性能稳定性有待进一步改善，易降解迁移污染膜电极内其它部件的缺陷。
为了解决上述问题，专利文献CN110444790B公开了一种膜电极组件、制备方法及燃料电池单电池，其使用的电极封装材料为聚氨酯弹性体TPU、丁苯橡胶或乙丙橡胶、聚醚砜树脂PES或乙烯-醋酸乙烯EVA，然而，这些材料还或多或少存在粘结性、耐老化性有待进一步提高的缺陷。
可见，本领域仍然需要一种粘结性能足，耐老化和耐水解性能佳，性能稳定性优异的燃料电池膜电极封装材料及其制备方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种粘结性能足，耐老化和耐水解性能佳，性能稳定性优异的燃料电池膜电极封装材料及其制备方法。
为达到以上目的，本发明提供一种燃料电池膜电极封装材料，自上而下依次包括离型层、接着层和基材层；所述接着层包括如下按重量份计的各组分制成：松香基超支化环氧树脂10-15份、2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物30-50份、抗氧剂0.3-0.5份、粘度调节剂0.2-0.4份、端羟基超支化聚酯5-8份、填料1-4份、偶联剂0.1-0.5份。
优选的，所述松香基超支化环氧树脂的来源无特殊要求，在本发明的一个实施例中，所述松香基超支化环氧树脂是按专利CN106519188B中实施例1的方法制成。
优选的，所述2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑、甲基丙烯酸异氰基乙酯、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、丙烯酸四氢糠基酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，50-65℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去溶剂，用二氯甲烷洗涤产物3-6次，最后置于真空干燥箱85-95℃下干燥至恒重，得到2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
优选的，所述2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑、甲基丙烯酸异氰基乙酯、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、丙烯酸四氢糠基酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:(0.1-0.3):(2-4):(0.3-0.5):(0.04-0.06):(15-25)。
优选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168。
优选的，所述粘度调节剂为二甲基硅油或聚乙烯蜡；所述聚乙烯蜡为聚乙烯蜡RLC657；所述二甲基硅油为信越二甲基硅油KF-96。
优选的，所述填料为白炭黑、凹凸棒土中的至少一种；所述填料的粒度为1300-1600目。
优选的，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种。
优选的，所述端羟基超支化聚酯为端羟基超支化聚酯HyPer H102、端羟基超支化聚酯HyPer H103、端羟基超支化聚酯HyPer H104中的至少一种。
优选的，所述离型层由PET离型膜制成；所述PET离型膜表面涂布有低硅离型剂。
优选的，所述基材层是由聚萘二甲酸乙二醇酯制成；所述聚萘二甲酸乙二醇酯为日本帝人聚萘二甲酸乙二醇酯TN-8065S。
本发明的另一个目的，在于提供一种所述燃料电池膜电极封装材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将基材层原料依次经过在270-300℃下熔融挤出、冷却、轧辊压延后得到基材层；
步骤S2、将接着层各组分按重量份加入到高速混合机中混合10-20分钟，得到混合物料，然后将混合物料分散于丙酮中，搅拌均匀后涂覆于基材层上表面，形成接着层；
步骤S3、在接着层上表面上贴合离型层；在60-70℃下干燥3-5小时，后收卷熟化，得到燃料电池膜电极封装材料成品。
优选的，步骤S2中所述混合物料、丙酮的质量比为1:(0.5-0.8)。
由于上述技术方案的运用，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明公开的燃料电池膜电极封装材料的制备方法，工艺简单，操作方便，对设备依赖性小，制备效率和成品合格率高，适合连续规模化生产，具有较高的推广应用价值。
（2）本发明公开的燃料电池膜电极封装材料，通过接着层组分及配方设计，使得各组分之间能够相互配合共同作用，使得制成的封装材料粘结性能足，耐老化和耐水解性能佳，性能稳定性优异。
（3）本发明公开的燃料电池膜电极封装材料，2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物分子结构中同时含有苯并噁唑基、异氰酸酯基、氰基、三氟甲基苯基、酰胺基、四氢糠基酯结构，这些结构在电子效应、位阻效应和共轭效应的多重作用下，使得制成的封装材料粘结性能佳，耐候性和耐老化性足，耐水性和性能稳定性优异。
（4）本发明公开的燃料电池膜电极封装材料，加热时接着层融化成液体形式，液态的胶液在被粘物表面充分铺展润湿后，整体冷却，重新变为固体，实现接着固化。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
本发明各实施例中各离型层厚度均为25μm，接着层厚度均为20μm，基材层厚度均为16μm；所述松香基超支化环氧树脂是按专利CN106519188B中实施例1的方法制成。
实施例1
一种燃料电池膜电极封装材料，自上而下依次包括离型层、接着层和基材层；所述接着层包括如下按重量份计的各组分制成：松香基超支化环氧树脂10份、2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物30份、抗氧剂0.3份、粘度调节剂0.2份、端羟基超支化聚酯5份、填料1份、偶联剂0.1份。
所述2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑、甲基丙烯酸异氰基乙酯、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、丙烯酸四氢糠基酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，50℃下搅拌反应4小时，后旋蒸除去溶剂，用二氯甲烷洗涤产物3次，最后置于真空干燥箱85℃下干燥至恒重，得到2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物；所述2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑、甲基丙烯酸异氰基乙酯、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、丙烯酸四氢糠基酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:0.1:2:0.3:0.04:15；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为二甲亚砜；所述惰性气体为氮气。通过GPC测试，美国Waters 515-2410测定该共聚物的Mn=19735g/mol，MW/Mn=1.237；通过元素(EDX)定量分析证实，该共聚物中分别由2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑、甲基丙烯酸异氰基乙酯、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、丙烯酸四氢糠基酯引入的结构单元的质量比为0.98:0.1:1.99:0.28。
所述抗氧剂为抗氧剂1010；所述粘度调节剂为二甲基硅油；所述二甲基硅油为信越二甲基硅油KF-96；所述填料为白炭黑；所述填料的粒度为1300目；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550。
所述端羟基超支化聚酯为端羟基超支化聚酯HyPer H102；所述离型层由PET离型膜制成；所述PET离型膜表面涂布有低硅离型剂；所述基材层是由聚萘二甲酸乙二醇酯制成；所述聚萘二甲酸乙二醇酯为日本帝人聚萘二甲酸乙二醇酯TN-8065S。
一种所述燃料电池膜电极封装材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将基材层原料依次经过在270℃下熔融挤出、冷却、轧辊压延后得到基材层；
步骤S2、将接着层各组分按重量份加入到高速混合机中混合10分钟，得到混合物料，然后将混合物料分散于丙酮中，搅拌均匀后涂覆于基材层上表面，形成接着层；所述混合物料、丙酮的质量比为1:0.5；
步骤S3、在接着层上表面上贴合离型层；在60℃下干燥3小时，后收卷熟化，得到燃料电池膜电极封装材料成品。
实施例2
一种燃料电池膜电极封装材料，自上而下依次包括离型层、接着层和基材层；所述接着层包括如下按重量份计的各组分制成：松香基超支化环氧树脂12份、2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物35份、抗氧剂0.35份、粘度调节剂0.25份、端羟基超支化聚酯6份、填料2份、偶联剂0.2份。
所述2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑、甲基丙烯酸异氰基乙酯、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、丙烯酸四氢糠基酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，55℃下搅拌反应4.5小时，后旋蒸除去溶剂，用二氯甲烷洗涤产物4次，最后置于真空干燥箱87℃下干燥至恒重，得到2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物。
所述2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑、甲基丙烯酸异氰基乙酯、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、丙烯酸四氢糠基酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:0.15:2.5:0.35:0.045:17；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为N,N-二甲基甲酰胺；所述惰性气体为氦气。
所述抗氧剂为抗氧剂168；所述粘度调节剂为聚乙烯蜡；所述聚乙烯蜡为聚乙烯蜡RLC 657；所述填料为凹凸棒土；所述填料的粒度为1400目；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560；所述端羟基超支化聚酯为端羟基超支化聚酯HyPer H103；所述离型层由PET离型膜制成；所述PET离型膜表面涂布有低硅离型剂；所述基材层是由聚萘二甲酸乙二醇酯制成；所述聚萘二甲酸乙二醇酯为日本帝人聚萘二甲酸乙二醇酯TN-8065S。
一种所述燃料电池膜电极封装材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将基材层原料依次经过在280℃下熔融挤出、冷却、轧辊压延后得到基材层；
步骤S2、将接着层各组分按重量份加入到高速混合机中混合13分钟，得到混合物料，然后将混合物料分散于丙酮中，搅拌均匀后涂覆于基材层上表面，形成接着层；所述混合物料、丙酮的质量比为1:0.6；
步骤S3、在接着层上表面上贴合离型层；在62℃下干燥3.5小时，后收卷熟化，得到燃料电池膜电极封装材料成品。
实施例3
一种燃料电池膜电极封装材料，自上而下依次包括离型层、接着层和基材层；所述接着层包括如下按重量份计的各组分制成：松香基超支化环氧树脂13份、2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物40份、抗氧剂0.4份、粘度调节剂0.3份、端羟基超支化聚酯6.5份、填料2.5份、偶联剂0.3份。
所述2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑、甲基丙烯酸异氰基乙酯、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、丙烯酸四氢糠基酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，59℃下搅拌反应5小时，后旋蒸除去溶剂，用二氯甲烷洗涤产物5次，最后置于真空干燥箱90℃下干燥至恒重，得到2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物。
所述2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑、甲基丙烯酸异氰基乙酯、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、丙烯酸四氢糠基酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:0.2:3:0.4:0.05:20；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为N-甲基吡咯烷酮；所述惰性气体为氖气。
所述抗氧剂为抗氧剂1010；所述粘度调节剂为二甲基硅油；所述二甲基硅油为信越二甲基硅油KF-96；所述填料为白炭黑；所述填料的粒度为1450目；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH570；所述端羟基超支化聚酯为端羟基超支化聚酯HyPer H104；所述离型层由PET离型膜制成；所述PET离型膜表面涂布有低硅离型剂；所述基材层是由聚萘二甲酸乙二醇酯制成；所述聚萘二甲酸乙二醇酯为日本帝人聚萘二甲酸乙二醇酯TN-8065S。
一种所述燃料电池膜电极封装材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将基材层原料依次经过在285℃下熔融挤出、冷却、轧辊压延后得到基材层；
步骤S2、将接着层各组分按重量份加入到高速混合机中混合15分钟，得到混合物料，然后将混合物料分散于丙酮中，搅拌均匀后涂覆于基材层上表面，形成接着层；所述混合物料、丙酮的质量比为1:0.7；
步骤S3、在接着层上表面上贴合离型层；在65℃下干燥4小时，后收卷熟化，得到燃料电池膜电极封装材料成品。
实施例4
一种燃料电池膜电极封装材料，自上而下依次包括离型层、接着层和基材层；所述接着层包括如下按重量份计的各组分制成：松香基超支化环氧树脂14份、2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物45份、抗氧剂0.45份、粘度调节剂0.35份、端羟基超支化聚酯7.5份、填料3.5份、偶联剂0.4份。
所述2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑、甲基丙烯酸异氰基乙酯、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、丙烯酸四氢糠基酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，63℃下搅拌反应5.5小时，后旋蒸除去溶剂，用二氯甲烷洗涤产物6次，最后置于真空干燥箱93℃下干燥至恒重，得到2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物。
所述2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑、甲基丙烯酸异氰基乙酯、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、丙烯酸四氢糠基酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:0.25:3.5:0.45:0.055:23；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮按质量比1:3:5混合形成的混合物；所述惰性气体为氩气。
所述抗氧剂为抗氧剂1010；所述粘度调节剂为聚乙烯蜡；所述聚乙烯蜡为聚乙烯蜡RLC 657；所述填料为白炭黑、凹凸棒土按质量比3:5混合形成的混合物；所述填料的粒度为1550目；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570按质量比1:3:2混合形成的混合物；所述端羟基超支化聚酯为端羟基超支化聚酯HyPer H102、端羟基超支化聚酯HyPer H103、端羟基超支化聚酯HyPer H104按质量比2:4:3混合形成的混合物。
所述离型层由PET离型膜制成；所述PET离型膜表面涂布有低硅离型剂；所述基材层是由聚萘二甲酸乙二醇酯制成；所述聚萘二甲酸乙二醇酯为日本帝人聚萘二甲酸乙二醇酯TN-8065S。
一种所述燃料电池膜电极封装材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将基材层原料依次经过在290℃下熔融挤出、冷却、轧辊压延后得到基材层；
步骤S2、将接着层各组分按重量份加入到高速混合机中混合18分钟，得到混合物料，然后将混合物料分散于丙酮中，搅拌均匀后涂覆于基材层上表面，形成接着层；所述混合物料、丙酮的质量比为1:0.75；
步骤S3、在接着层上表面上贴合离型层；在68℃下干燥4.5小时，后收卷熟化，得到燃料电池膜电极封装材料成品。
实施例5
一种燃料电池膜电极封装材料，自上而下依次包括离型层、接着层和基材层；所述接着层包括如下按重量份计的各组分制成：松香基超支化环氧树脂15份、2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物50份、抗氧剂0.5份、粘度调节剂0.4份、端羟基超支化聚酯8份、填料4份、偶联剂0.5份。
所述2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑、甲基丙烯酸异氰基乙酯、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、丙烯酸四氢糠基酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，65℃下搅拌反应6小时，后旋蒸除去溶剂，用二氯甲烷洗涤产物6次，最后置于真空干燥箱95℃下干燥至恒重，得到2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物。
所述2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑、甲基丙烯酸异氰基乙酯、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、丙烯酸四氢糠基酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:0.3:4:0.5:0.06:25；所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述高沸点溶剂为二甲亚砜；所述惰性气体为氮气。
所述抗氧剂为抗氧剂1010；所述粘度调节剂为二甲基硅油；所述二甲基硅油为信越二甲基硅油KF-96；所述填料为白炭黑；所述填料的粒度为1600目；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560；所述端羟基超支化聚酯为端羟基超支化聚酯HyPer H103。
所述离型层由PET离型膜制成；所述PET离型膜表面涂布有低硅离型剂；所述基材层是由聚萘二甲酸乙二醇酯制成；所述聚萘二甲酸乙二醇酯为日本帝人聚萘二甲酸乙二醇酯TN-8065S。
一种所述燃料电池膜电极封装材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤S1、将基材层原料依次经过在300℃下熔融挤出、冷却、轧辊压延后得到基材层；
步骤S2、将接着层各组分按重量份加入到高速混合机中混合20分钟，得到混合物料，然后将混合物料分散于丙酮中，搅拌均匀后涂覆于基材层上表面，形成接着层；所述混合物料、丙酮的质量比为1:0.8；
步骤S3、在接着层上表面上贴合离型层；在70℃下干燥5小时，后收卷熟化，得到燃料电池膜电极封装材料成品。
对比例1
本发明提供一种燃料电池膜电极封装材料及其制备方法，其与实施例1相似，不同的是所述2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物的制备过程中没有添加丙烯酸四氢糠基酯。
对比例2
本发明提供一种燃料电池膜电极封装材料及其制备方法，其与实施例1相似，不同的是没有添加端羟基超支化聚酯HyPer H102。
为了进一步说明本发明各实施例制成的燃料电池膜电极封装材料的有益技术效果，将各例制成的燃料电池膜电极封装材料按照我国现行国标及本领域常规方法进行相关性能测试，测试结果见表1，其中，耐热稳定性是通过老化前后剥离强度保留率来衡量的，其数值越大，耐热稳定性越好，具体测试方法如下：将各例产品分别置于70℃的热空气中老化96小时，冷却至室温后，测试剥离强度，计算老化前后剥离强度保留率；所述剥离强度保留率=老化后的剥离强度/老化前的剥离强度×100%；所述老化前剥离强度和老化后剥离强度的测试均参照GB 2791-1995进行。
从表1可见，本发明实施例公开的燃料电池膜电极封装材料，与对比例产品相比，具有更加优异的粘结性能和耐热老化性。丙烯酸四氢糠基酯、端羟基超支化聚酯的加入对改善上述性能均有益。
表1
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种燃料电池膜电极封装材料，其特征在于，自上而下依次包括离型层、接着层和基材层；所述接着层包括如下按重量份计的各组分制成：松香基超支化环氧树脂10-15份、2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物30-50份、抗氧剂0.3-0.5份、粘度调节剂0.2-0.4份、端羟基超支化聚酯5-8份、填料1-4份、偶联剂0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的燃料电池膜电极封装材料，其特征在于，所述2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物的制备方法，包括如下步骤：将2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑、甲基丙烯酸异氰基乙酯、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、丙烯酸四氢糠基酯、引发剂加入到高沸点溶剂中，在惰性气体氛围，50-65℃下搅拌反应4-6小时，后旋蒸除去溶剂，用二氯甲烷洗涤产物3-6次，最后置于真空干燥箱85-95℃下干燥至恒重，得到2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑/甲基丙烯酸异氰基乙酯/N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺/丙烯酸四氢糠基酯共聚物；所述高沸点溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的燃料电池膜电极封装材料，其特征在于，所述2-(1-丙烯-2-基)苯并[d]噁唑、甲基丙烯酸异氰基乙酯、N-(4-氰基-3-三氟甲基苯基)甲基丙烯酰胺、丙烯酸四氢糠基酯、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:(0.1-0.3):(2-4):(0.3-0.5):(0.04-0.06):(15-25)。
4.根据权利要求2所述的燃料电池膜电极封装材料，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈；所述惰性气体为氮气、氦气、氖气、氩气中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的燃料电池膜电极封装材料，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168。
6.根据权利要求1所述的燃料电池膜电极封装材料，其特征在于，所述粘度调节剂为聚乙烯蜡RLC 657或信越二甲基硅油KF-96。
7.根据权利要求1所述的燃料电池膜电极封装材料，其特征在于，所述填料为白炭黑、凹凸棒土中的至少一种；所述填料的粒度为1300-1600目。
8.根据权利要求1所述的燃料电池膜电极封装材料，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH560、硅烷偶联剂KH570中的至少一种；所述端羟基超支化聚酯为端羟基超支化聚酯HyPer H102、端羟基超支化聚酯HyPer H103、端羟基超支化聚酯HyPerH104中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的燃料电池膜电极封装材料，其特征在于，所述离型层由PET离型膜制成；所述PET离型膜表面涂布有低硅离型剂；所述基材层是由聚萘二甲酸乙二醇酯制成；所述聚萘二甲酸乙二醇酯为日本帝人聚萘二甲酸乙二醇酯TN-8065S。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述燃料电池膜电极封装材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、将基材层原料依次经过在270-300℃下熔融挤出、冷却、轧辊压延后得到基材层；
步骤S2、将接着层各组分按重量份加入到高速混合机中混合10-20分钟，得到混合物料，然后将混合物料分散于丙酮中，搅拌均匀后涂覆于基材层上表面，形成接着层；所述混合物料、丙酮的质量比为1:(0.5-0.8)；
步骤S3、在接着层上表面上贴合离型层；在60-70℃下干燥3-5小时，后收卷熟化，得到燃料电池膜电极封装材料成品。
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