一种干酪素掺杂聚苯醚交换膜及其及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种干酪素掺杂聚苯醚交换膜，它是由下述重量份的原料组成的：干酪素1‑2、聚苯醚100‑140、聚甘油脂肪酸酯0.7‑1、辛基硫醇锡0.1‑0.3、二苯基咪唑啉1‑2、二丙酮醇5‑7、烷基苯磺酸钠1‑2、有机硼酸锌3‑5，本发明专利技术通过干酪素掺杂，可以提高聚苯醚的表面黏度，有效的降低微孔性，降低了甲醇的渗透率，提高了成品的品质，而硼酸锌不仅可以改性机械强度，而且可以提高防火性，提高使用安全性能。

Casein doped polyphenylene oxide exchange membrane and preparation method thereof

The invention discloses a casein-doped polyphenylene ether exchange membrane, which is composed of casein 1_2, polyphenylene ether 100_140, polyglyceride fatty acid ester 0.7_1, tin octyl mercaptan 0.3, diphenylimidazoline 1_2, diacetone alcohol 5_7, sodium alkylbenzenesulfonate 1_2, zinc organoborate 3_5, benzyl borate. Casein doping can improve the surface viscosity of polyphenylene ether, effectively reduce the porosity, reduce the permeability of methanol, and improve the quality of the product. Zinc borate not only can modify the mechanical strength, but also can improve the fire resistance and improve the safety performance.

【技术实现步骤摘要】
一种干酪素掺杂聚苯醚交换膜及其及其制备方法
本专利技术属于交换膜领域，具体涉及一种干酪素掺杂聚苯醚交换膜及其及其制备方法。
技术介绍
质子交换膜是PEMFC中的核心部件，决定燃料电池的性能。它不仅是—种隔膜材料，而且又能作为质子载体完成质子的传递。目前广泛使用的是美国杜邦公司生产的全氟磺酸Nafion膜，这类全氟磺酸膜具有质子导电性好，耐腐蚀性强，寿命长等优点。但高昂的价格（800美金/m2）、较低的工作温度（<100℃）、较高的甲醇渗透率以及含氟材料带来的环境问题等限制了其商业应用；因此，本专利技术的目的是研究一种机械性能强，且甲醇渗透率低的高品质交换膜。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种干酪素掺杂聚苯醚交换膜及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种干酪素掺杂聚苯醚交换膜，它是由下述重量份的原料组成的：干酪素1-2、聚苯醚100-140、聚甘油脂肪酸酯0.7-1、辛基硫醇锡0.1-0.3、二苯基咪唑啉1-2、二丙酮醇5-7、烷基苯磺酸钠1-2、有机硼酸锌3-5。所述有机硼酸锌是由下述重量份的原料组成的：硼酸锌20-30、三乙醇胺2-5、硬脂酸3-4、聚氧丙烯甘油醚0.05-0.1。所述有机硼酸锌的制备方法，包括以下步骤：（1）将硬脂酸加热熔化，与硼酸锌混合，保温搅拌20-30分钟，加入到混合料重量10-14倍的去离子水中，搅拌均匀，得硼酸锌水溶液；（2）取三乙醇胺，加入到上述硼酸锌水溶液中，在90-95℃下保温搅拌10-20分钟，加入聚氧丙烯甘油醚，搅拌至常温，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，即得所述有机硼酸锌。一种干酪素掺杂聚苯醚交换膜的制备方法，包括以下步骤：（1）取二苯基咪唑啉，加入到其重量13-20倍的无水乙醇中，搅拌均匀，升高温度为55-60℃，保温搅拌10-13分钟，加入二丙酮醇，搅拌均匀，得复合醇溶液；（2）取聚甘油脂肪酸酯，加入到其重量17-20倍的氯仿中，搅拌均匀，加入聚苯醚，送入到65-70℃的恒温水浴中，加入干酪素，保温搅拌100-130分钟，出料，蒸馏除去氯仿，得预处理聚苯醚；（3）取烷基苯磺酸钠，加入到其重量25-30倍的去离子水中，搅拌均匀，加入有机硼酸锌，超声4-6分钟，得水分散液；（4）取上述预处理聚苯醚，加入到上述水分散液中，升高温度为50-55℃，保温搅拌1-2小时，加入辛基硫醇锡，搅拌至常温，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得干酪素改性聚苯醚；（5）取上述干酪素改性聚苯醚，加入到其重量17-20倍的二甲基甲酰胺中，搅拌100-150分钟，旋涂成膜，即得所述干酪素掺杂聚苯醚交换膜。本专利技术的优点：本专利技术首先采用硬脂酸处理硼酸锌，与三乙醇胺共混反应，充分改善了硼酸锌的表面活性，之后采用干酪素处理聚苯醚，然后与活化的硼酸锌共混，从而改善了硼酸锌在聚苯醚间的分散相容性，从而提高了成品交换膜的机械强度，本专利技术通过干酪素掺杂，可以提高聚苯醚的表面黏度，有效的降低微孔性，降低了甲醇的渗透率，提高了成品的品质，而硼酸锌不仅可以改性机械强度，而且可以提高防火性，提高使用安全性能。具体实施方式实施例1一种干酪素掺杂聚苯醚交换膜，它是由下述重量份的原料组成的：干酪素1、聚苯醚100、聚甘油脂肪酸酯0.7、辛基硫醇锡0.1、二苯基咪唑啉1、二丙酮醇5、烷基苯磺酸钠1、有机硼酸锌3。所述有机硼酸锌是由下述重量份的原料组成的：硼酸锌20、三乙醇胺2、硬脂酸3、聚氧丙烯甘油醚0.05。所述有机硼酸锌的制备方法，包括以下步骤：（1）将硬脂酸加热熔化，与硼酸锌混合，保温搅拌20分钟，加入到混合料重量10倍的去离子水中，搅拌均匀，得硼酸锌水溶液；（2）取三乙醇胺，加入到上述硼酸锌水溶液中，在90℃下保温搅拌10分钟，加入聚氧丙烯甘油醚，搅拌至常温，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，即得所述有机硼酸锌。一种干酪素掺杂聚苯醚交换膜的制备方法，包括以下步骤：（1）取二苯基咪唑啉，加入到其重量13倍的无水乙醇中，搅拌均匀，升高温度为55℃，保温搅拌10分钟，加入二丙酮醇，搅拌均匀，得复合醇溶液；（2）取聚甘油脂肪酸酯，加入到其重量17倍的氯仿中，搅拌均匀，加入聚苯醚，送入到65℃的恒温水浴中，加入干酪素，保温搅拌100分钟，出料，蒸馏除去氯仿，得预处理聚苯醚；（3）取烷基苯磺酸钠，加入到其重量25倍的去离子水中，搅拌均匀，加入有机硼酸锌，超声4分钟，得水分散液；（4）取上述预处理聚苯醚，加入到上述水分散液中，升高温度为50℃，保温搅拌1小时，加入辛基硫醇锡，搅拌至常温，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得干酪素改性聚苯醚；（5）取上述干酪素改性聚苯醚，加入到其重量17倍的二甲基甲酰胺中，搅拌100分钟，旋涂成膜，即得所述干酪素掺杂聚苯醚交换膜。实施例2一种干酪素掺杂聚苯醚交换膜，它是由下述重量份的原料组成的：干酪素2、聚苯醚140、聚甘油脂肪酸酯1、辛基硫醇锡0.3、二苯基咪唑啉2、二丙酮醇7、烷基苯磺酸钠2、有机硼酸锌5。所述有机硼酸锌是由下述重量份的原料组成的：硼酸锌30、三乙醇胺5、硬脂酸4、聚氧丙烯甘油醚0.1。所述有机硼酸锌的制备方法，包括以下步骤：（1）将硬脂酸加热熔化，与硼酸锌混合，保温搅拌30分钟，加入到混合料重量14倍的去离子水中，搅拌均匀，得硼酸锌水溶液；（2）取三乙醇胺，加入到上述硼酸锌水溶液中，在95℃下保温搅拌20分钟，加入聚氧丙烯甘油醚，搅拌至常温，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，即得所述有机硼酸锌。一种干酪素掺杂聚苯醚交换膜的制备方法，包括以下步骤：（1）取二苯基咪唑啉，加入到其重量20倍的无水乙醇中，搅拌均匀，升高温度为60℃，保温搅拌13分钟，加入二丙酮醇，搅拌均匀，得复合醇溶液；（2）取聚甘油脂肪酸酯，加入到其重量20倍的氯仿中，搅拌均匀，加入聚苯醚，送入到70℃的恒温水浴中，加入干酪素，保温搅拌130分钟，出料，蒸馏除去氯仿，得预处理聚苯醚；（3）取烷基苯磺酸钠，加入到其重量30倍的去离子水中，搅拌均匀，加入有机硼酸锌，超声6分钟，得水分散液；（4）取上述预处理聚苯醚，加入到上述水分散液中，升高温度为55℃，保温搅拌2小时，加入辛基硫醇锡，搅拌至常温，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，得干酪素改性聚苯醚；（5）取上述干酪素改性聚苯醚，加入到其重量20倍的二甲基甲酰胺中，搅拌150分钟，旋涂成膜，即得所述干酪素掺杂聚苯醚交换膜。性能测试：本专利技术实施例1的干酪素掺杂聚苯醚交换膜：质子传导率：4.3×10-2Ｓ·cm-1；甲醇透过率：1.7×10-7cm2·Ｓ－１；机械力学性能26.9Mpa；本专利技术实施例2的干酪素掺杂聚苯醚交换膜：质子传导率：6.0×10-2Ｓ·cm-1；甲醇透过率：1.3×10-7cm2·Ｓ－１；机械力学性能25.4Mpa。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种干酪素掺杂聚苯醚交换膜，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：干酪素1‑2、聚苯醚100‑140、聚甘油脂肪酸酯0.7‑1、辛基硫醇锡0.1‑0.3、二苯基咪唑啉1‑2、二丙酮醇5‑7、烷基苯磺酸钠1‑2、有机硼酸锌3‑5。

【技术特征摘要】
1.一种干酪素掺杂聚苯醚交换膜，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：干酪素1-2、聚苯醚100-140、聚甘油脂肪酸酯0.7-1、辛基硫醇锡0.1-0.3、二苯基咪唑啉1-2、二丙酮醇5-7、烷基苯磺酸钠1-2、有机硼酸锌3-5。2.根据权利要求1所述的一种干酪素掺杂聚苯醚交换膜，其特征在于，所述有机硼酸锌是由下述重量份的原料组成的：硼酸锌20-30、三乙醇胺2-5、硬脂酸3-4、聚氧丙烯甘油醚0.05-0.1。3.根据权利要求2所述的一种干酪素掺杂聚苯醚交换膜，其特征在于，所述有机硼酸锌的制备方法，包括以下步骤：（1）将硬脂酸加热熔化，与硼酸锌混合，保温搅拌20-30分钟，加入到混合料重量10-14倍的去离子水中，搅拌均匀，得硼酸锌水溶液；（2）取三乙醇胺，加入到上述硼酸锌水溶液中，在90-95℃下保温搅拌10-20分钟，加入聚氧丙烯甘油醚，搅拌至常温，抽滤，将滤饼水洗，常温干燥，即得所述有机硼酸锌。4.一种如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志强，
申请(专利权)人：温州市赢创新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33