树脂膜、叠层体及其制造方法以及燃料电池的制造方法技术

技术编号:14635767 阅读:149 留言:0更新日期:2017-02-15 09:48
本发明专利技术提供由包含环状烯烃类树脂(A)和含氯树脂(B)的树脂组合物形成的树脂膜。上述含氯树脂(B)可以是偏氯乙烯类聚合物。上述环状烯烃类树脂(A)可以是环状烯烃类共聚物。相对于环状烯烃类树脂(A)100重量份,上述含氯树脂(B)的比例可以是0.5~60重量份。该膜具有针对固体高分子型燃料电池的电解质膜及电极膜的适度脱模性和密合性,并且可以不经由易粘接层等粘接层与通常使用的基材膜密合,因此,该膜适合于用于制造固体高分子型燃料电池的膜电极接合体的脱模膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在固体高分子型燃料电池的制造等中使用的树脂膜、包含该树脂膜的叠层体(叠层膜)及其制造方法,以及使用上述叠层体来制造膜电极接合体的方法。
技术介绍
固体高分子型燃料电池具有被称作膜电极接合体(MembraneElectrodeAssembly:MEA)的基本构成。就MEA而言,是在作为离子交换膜的固体高分子电解质膜的两面,叠层以担载有铂族金属催化剂的碳粉末为主成分的电极膜(催化剂层或电极催化剂膜),将得到的叠层体进一步利用作为导电性的多孔膜的燃料气体供给层和空气供给层进行夹持而得到的。在该MEA中,在电解质膜和电极膜的任一者中都含有离子交换树脂,但通常,电解质膜和电极膜可以以流延法和/或涂布法等形成。作为电解质膜和电极膜的叠层方法,通常采用使分别形成在支持体上的两层接触,利用以温度130~150℃左右(根据使用材料的不同,150~200℃左右)、压力1~10MPa左右进行加热压合而密合,然后剥离支持体的方法。因此,作为支持体使用脱模膜,对于脱模膜,要求具有针对电解质膜和电极膜的适度的脱模性(剥离性)和密合性。电解质膜和电极膜中所含的离子交换树脂,是具有脱模性高的氟树脂的主链、和含脱模性低的磺酸基的侧链的特异结构的树脂,难以预测与剥离性相关的行为,难以获得剥离性和密合性之间的平衡。另外,就脱模膜而言,很多情况为了提高操作性、生产性而与机械特性高的基材膜进行叠层来使用,难以提高针对不具有反应性基团等的通常使用的基材膜的密合性。进一步地,针对燃料电池制造用脱模膜,不仅在制造工序上要求耐热性,而且从生产性的观点出发,由于以卷对卷(rolltoroll)的方式进行制造,还要求柔软性。作为脱模膜,一般地通常使用氟类膜,但是,尽管耐热性、脱模性、非污染性方面优异,但价格高,而且在使用后的废弃燃烧处理中难以燃烧,容易产生有毒气体。进一步地,由于弹性模量低,以卷对卷的方式的制造是困难的。因此,作为代替氟类膜的脱模膜,也提出了由环状烯烃类树脂形成的脱模膜。在日本特开2010-234570号公报(专利文献1)中,公开了由环烯烃类共聚物形成的脱模膜,也记载了在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜等基材膜上涂布环烯烃类共聚物溶液而形成的脱模膜。另外,在实施例中,在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上,使用流延装置,流延了包含乙烯和降冰片烯的共聚物的溶液,形成了厚度0.5μm的脱模膜。然而,该脱模膜虽然针对包含离子交换树脂的电解质膜、电极膜的脱模性优异,但由于与聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的密合性低,基材膜容易剥离,因此,操作性、MEA的生产性降低。另外,该脱模膜在高温下的MEA的制造工序中针对电解质膜、电极膜的脱模性不充分。在日本特开2009-102558号公报(专利文献2)中,公开了由以下两层所构成的叠层膜:叠层于塑料基材、包含含氯树脂的第一层;以及叠层于该第一层、包含环状聚烯烃类树脂的第二层,其中,上述第一层及上述第二层分别为利用涂布形成的叠层膜。该文献中,记载了叠层膜可以被利用于工业用脱模膜等工业材料、食品、医药品或化学品等的包装膜、液晶用偏振片等光学构件中。另外,作为优选的环状聚烯烃类树脂,记载了环状烯烃与链状烯烃的共聚物。然而,在该文献中没有关于燃料电池的记载。另外,即使将该膜用于燃料电池制造用脱模膜,因为层结构复杂,因此生产性、操作性也较低。需要说明的是,在该文献中,没有关于在环状聚烯烃类树脂之中,优选环状烯烃和链状烯烃的共聚物的原因的记载。另外,在日本特开2000-95957号公报(专利文献3)中,公开了具有以下两种成分的热学上可逆的成型材料:包含透明塑料材料的第1成分;以及包含与第1成分没有热力学上的混合性、折射率的温度依赖性也不同的非液晶塑料材料的第2成分。在该文献中,作为第1成分的一例,例示了环烯烃,作为构成第2成分的单体的一例,例示了偏氯乙烯。在实施例中,制备了将共聚酰胺与包含苯乙烯类单体等的三元共聚物组合而成的成型材料。进一步,作为成型材料的用途,记载了调节光和温度的量的屏蔽系统等热学上可逆的塑料成型材料,例如建筑物、温室、汽车及太阳能集热系统等的盖板玻璃(glazing)。然而,在该文献中也没有关于燃料电池的记载。另外,在该文献中,也没有记载将环状烯烃类树脂与含氯树脂组合的意义。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2010-234570号公报(权利要求书、实施例2)专利文献2:日本特开2009-102558号公报(权利要求1、第[0052]、[0079]段)专利文献3:日本特开2000-95957号公报(权利要求书、第[0001]段、实施例)
技术实现思路
专利技术要解决的问题因此,本专利技术的目的在于,提供具有针对固体高分子型燃料电池的电解质膜和电极膜的适度脱模性和密合性、并且可以不经由易粘接层等粘接层与通常使用的基材膜密合的树脂膜,包含该树脂膜的叠层膜及其制造方法,以及用上述叠层膜来制造膜电极接合体的方法。本专利技术的其它目的在于,提供耐热性、操作性优异,可以提高固体高分子型燃料电池的膜电极接合体(电解质膜和/或电极膜)的生产性的树脂膜,包含该树脂膜的叠层膜及其制造方法,以及用上述叠层膜来制造上述膜电极接合体的方法。本专利技术的进一步其他的目的在于,提供可以利用涂布而容易地变薄的树脂膜,包含该树脂膜的叠层膜及其制造方法,以及用上述叠层膜制造上述膜电极接合体的方法。解决问题的方法本专利技术人等为了实现上述目的而进行了深入研究,结果发现,通过将环状烯烃类树脂与含氯树脂组合而形成树脂膜,则该膜具有针对固体高分子型燃料电池的电解质膜及电极膜的适度脱模性和密合性,并且可以不经由易粘接层等粘接层与通常使用的基材膜密合,从而完成了本专利技术。即,本专利技术的树脂膜由包含环状烯烃类树脂(A)和含氯树脂(B)的树脂组合物形成。上述含氯树脂(B)可以是偏氯乙烯类聚合物。上述环状烯烃类树脂(A)可以是环状烯烃类共聚物(特别是降冰片烯类和α-链状C2-4烯烃的共聚物)。上述环状烯烃类树脂(A)可以包含环状烯烃单元(A1)及链状烯烃单元(A2)作为重复单元,上述环状烯烃单元(A1)与链状烯烃单元(A2)的比例(摩尔比)可以是前者/后者=50/50~90/10左右。就上述环状烯烃类树脂(A)而言,可以是不含有在侧链具有碳原子数3~10的烷基的烯烃单元的环状烯烃类树脂。相对于环状烯烃类树脂(A)100重量份,上述含氯树脂(B)的比例可以是0.5~60重量份左右。本专利技术的膜可以是用于制造固体高分子型燃料电池的膜电极接合体的脱模膜。本专利技术中还包括叠层膜,其中,将上述膜作为脱模层,叠层于基材层的至少一个面。上述基材层可以由选自:聚烯烃、聚乙烯醇类聚合物、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺及纤维素衍生物中的至少一种形成。上述基材层也可以由聚酯形成,且不具有粘接层或易粘接层。上述脱模层也可以是利用涂布形成的平均厚度0.01~20μm左右的层。对本专利技术的叠层膜而言,也可以在上述脱模层上,叠层包含离子交换树脂的离子交换层。上述离子交换树脂为在侧链具有磺酸基的氟树脂,且上述离子交换层可以是电解质膜和/或电极膜。本专利技术中还包括上述叠层膜的制造方法,其包括向基材层上涂布包含树脂组合物的溶液而形成脱模层的叠层工序。本专利技术中还包括固体高分子型燃料电池的膜电极接合体的制造方法,其包括从上本文档来自技高网
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【技术保护点】
树脂膜,其由包含环状烯烃类树脂(A)和含氯树脂(B)的树脂组合物形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.19 JP 2014-1036041.树脂膜,其由包含环状烯烃类树脂(A)和含氯树脂(B)的树脂组合物形成。2.根据权利要求1所述的树脂膜,其中,含氯树脂(B)为偏氯乙烯类聚合物。3.根据权利要求1或2所述的树脂膜,其中,环状烯烃类树脂(A)为环状烯烃类共聚物。4.根据权利要求1~3中任一项所述的树脂膜,其中,环状烯烃类树脂(A)包含环状烯烃单元(A1)及链状烯烃单元(A2)作为重复单元。5.根据权利要求1~4中任一项所述的树脂膜,其中,环状烯烃类树脂(A)为降冰片烯类与α-链状C2-4烯烃的共聚物。6.根据权利要求4或5所述的树脂膜,其中,环状烯烃单元(A1)与链状烯烃单元(A2)的比例(摩尔比)为前者/后者=50/50~90/10。7.根据权利要求1~6中任一项所述的树脂膜,其中,环状烯烃类树脂(A)为不含有在侧链具有碳原子数3~10的烷基的烯烃单元的环状烯烃类树脂。8.根据权利要求1~7中任一项所述的树脂膜,其中,相对于环状烯烃类树脂(A)100重量份,含氯树脂(B)的比例为0.5~60重量份。9.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员:冈田和之西村协
申请(专利权)人:大赛璐优越涂层株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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