聚酯基膜，其制造方法，以及包括其的膜电极组件技术

一种实施方式涉及一种具有低吸湿性的聚酯基膜、其制造方法以及包括该聚酯基膜的膜电极组件，并且该聚酯基膜具有优异的柔性、粘附性和耐久性，并且具有由式1表示的吸湿性，其满足0.25％或更低，并且因此具有优异的抗水解性，从而被用作燃料电池子密封圈的膜并表现出优异的特性。优异的特性。优异的特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】聚酯基膜，其制造方法，以及包括其的膜电极组件


[0001]本实施方案涉及一种聚酯基膜、制备该膜的方法以及包括该膜的膜电极组件。

技术介绍

[0002]燃料电池是一种通过燃料和氧化剂的电化学反应产生电能的装置。氢、甲醇、丁烷等可以用作燃料，以及氧、空气、氯、二氧化氯等可以用作氧化剂。这种燃料电池包括多个单电池，并且单电池包括能够通过传送燃料等产生电力的膜电极组件(MEA)。
[0003]膜电极组件可以由电解质膜和设置在电解质膜两侧的电极(阳极和阴极)组成。膜电极组件的性能可能由于电解质膜的吸湿性而劣化。因此，使用密封圈以防止电解质膜暴露于外部，以及防止燃料等的泄漏或与空气等的混合。
[0004]通常，氟基或硅基材料主要用作密封圈，因为其易于制造并且具有优异的密封特性。然而，氟基或硅基的密封圈在完全阻隔燃料等的方面具有限制。此外，氟基密封圈价格昂贵且成型性差。因此，可以取代氟基或硅基密封圈并具有优异性能(如耐热性和抗寒性方面的耐久性以及低吸湿性)的密封圈的研究正在继续。
[0005]例如，韩国特开专利公开号2014
‑
0036536公开了一种用于氢燃料电池的注射成型一体式密封圈，其通过在隔板上进行直接注射成型并将其交联以使其一体化而提高了气密耐久性。
[0006][现有技术文件][0007][专利文件][0008](专利文件1)韩国特开专利公开号2014
‑
0036536。

技术实现思路

[0009]技术问题
[0010]因此，本实施方案旨在提供一种在柔性、粘附性、抗水解性和耐久性方面优异的聚酯基膜、其制备方法以及包括其的膜电极组件。
[0011]问题的解决方案
[0012]根据一实施方案的聚酯基膜包括其中二醇和二羧酸共聚的共聚聚酯基树脂，其中二醇包括环己烷二甲醇或其衍生物，二羧酸包括70摩尔％至99摩尔％的对苯二甲酸和1摩尔％至30摩尔％的间苯二甲酸，并且根据以下等式1的吸湿率为0.25％或更低。
[0013][等式1][0014][0015]在等式1中，A为膜在50℃烘箱中干燥24小时后测得的膜重量(g)，以及B是在上述条件下干燥的膜在25℃的温度和100％RH的湿度下放置24小时后测得的膜重量(g)。
[0016]根据另一实施方案的制备聚酯基膜的方法包括：熔融挤出其中二醇和二羧酸共聚的共聚聚酯基树脂以制备未拉伸片材；将未拉伸片材在70℃至100℃下沿第一方向拉伸2至
5倍，并沿垂直于第一方向的第二方向拉伸2至5倍，以制备拉伸片材；将拉伸片材在200℃至260℃下热定型；以及弛豫该热定型片材以制备该聚酯基膜，其中二醇包含环己烷二甲醇或其衍生物，二羧酸包含70摩尔％至99摩尔％的对苯二甲酸和1摩尔％至30摩尔％的间苯二甲酸，并且根据上述等式1的聚酯基膜的吸湿率为0.25％或更低。
[0017]根据又一实施方案的膜电极组件，其包括：电解质膜；以及围绕电解质膜的一侧或两侧的远端的子密封圈，其中子密封圈包括其中二醇和二羧酸共聚的共聚聚酯基树脂，二醇包括环己烷二甲醇或其衍生物，二羧酸包含70摩尔％至99摩尔％的对苯二甲酸和1摩尔％至30摩尔％的间苯二甲酸，并且根据上述等式1的吸湿率为0.25％或更低。
[0018]本专利技术的有益效果
[0019]由于根据本实施方案的聚酯基膜包括其中特定组分和含量的二醇和二羧酸共聚的共聚聚酯基树脂，因此其具有优异的柔性、粘附性和耐久性。特别地，由于聚酯基膜满足根据等式1的0.25％或更低的吸湿率，因此它具有优异的抗水解性并因此吸湿性极低。
[0020]因此，当聚酯基膜被用作燃料电池的子密封圈的膜，特别是一种用于氢燃料电池的子密封圈的膜，其中低吸湿性、高耐热性和高耐化学性是重要的，可以有效地防止燃料电池性能的劣化，并增强其稳定性和可靠性。
附图说明
[0021]图1示出了一燃料电池的分解图。
[0022]图2示出了根据一实施方案的膜电极组件的透视图。
[0023]图3示出了根据一实施方案的膜电极组件的俯视图。
[0024]图4是图3的膜电极组件沿线X
‑
X'截取的截面图。
[0025]<附图标记>
[0026]1：燃料电池
[0027]10：燃料电池单电池
[0028]100：膜电极组件
[0029]200：隔板
[0030]300：端板
[0031]110：第一子密封圈膜
[0032]120：第二子密封圈膜
[0033]130：粘合层
[0034]140：电解质膜
[0035]150：第一电极
[0036]160：第二电极
具体实施方式
[0037]实施本专利技术的最佳模式
[0038]在下文中，将参考实施方案详细描述本专利技术。实施方案不限于以下描述的那些。相反，只要不改变本专利技术的要点，它们可以被修改成各种形式。
[0039]在整个本说明书中，当一个部件被称为“包括”一个元件时，应理解为可以包含其
他元件，而不是排除其他元件，除非另有特别说明。
[0040]除非另有说明，否则本文中使用的与组分的量、反应条件等相关的所有数字和表达式应理解为由术语“约”修饰。
[0041]在整个本说明书中，术语第一、第二等用于描述各种组件。但这些组件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个组件和另一个组件。
[0042]在本说明书中，在提及每个膜、层等被形成在另一个膜、层或类似物上或下的情况下，这不仅意味着一个元件被直接形成于另一个元件上或下，而且还意味着一个元件被间接地形成于另一元件上或下且其它元件介于它们之间。
[0043]为了描述，附图中的各个元件的尺寸可能被夸大地描述，并且它们可能与实际尺寸不同。
[0044]聚酯基膜
[0045]根据一实施方案的聚酯基膜包括其中二醇和二羧酸共聚的共聚聚酯基树脂，其中二醇包括环己烷二甲醇或其衍生物，二羧酸包括70摩尔％至99摩尔％的对苯二甲酸和1摩尔％至30摩尔％的间苯二甲酸，并且根据以下等式1的吸湿率为0.25％或更低。
[0046][等式1][0047][0048]在等式1中，A是膜在50℃烘箱中干燥24小时后测得的膜的重量(g)，以及B是在上述条件下干燥的膜在25℃的温度和100％RH的湿度下放置24小时后测得的膜的重量(g)。
[0049]图1示出了一燃料电池的分解图。具体地，燃料电池(1)包括多个燃料电池单电池(10)，并且燃料电池单电池(10)包括膜电极组件(100)、隔板(200)和端板(300)。
[0050]膜电极组件可由电解质膜和设置在电解质膜两侧的电极(阳极和阴极)组成。膜电极组件的性能可能由于电解质膜的吸湿性而劣化。
[0051]在燃料电池中使用的密封圈用于防止电解质膜暴露于外部，以及防止供应的燃料等的泄漏或与空气等的混合。通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种聚酯基膜，其包括其中二醇和二羧酸共聚的共聚聚酯基树脂，其中二醇包括环己烷二甲醇或其衍生物，二羧酸包括70摩尔％至99摩尔％的对苯二甲酸和1摩尔％至30摩尔％的间苯二甲酸，并且根据以下等式1的吸湿率为0.25％或更低：[等式1]在等式1中，A为聚酯基膜在50℃烘箱中干燥24小时后测得的聚酯基膜的重量(g)，以及B为在上述条件下干燥的聚酯基膜在25℃的温度和100％RH的湿度下放置24小时后测得的聚酯基膜的重量(g)。2.根据权利要求1所述的聚酯基膜，其中，聚酯基膜是用于燃料电池的子密封圈的膜。3.根据权利要求1所述的聚酯基膜，其中，二醇包括70摩尔％或更多的环己烷二甲醇或其衍生物。4.根据权利要求1所述的聚酯基膜，其中，聚酯基膜在膜的平面中在第一方向上的模量为400kgf/mm2或更低，并且在垂直于第一方向的第二方向上的模量为550kgf/mm2或更低。5.根据权利要求1所述的聚酯基膜，其中，聚酯基膜在膜的平面中的第一方向上的拉伸强度与垂直于第一方向的第二方向上的拉伸强度之比为0.8至1:1。6.根据权利要求1所述的聚酯基膜，其中，当聚酯基膜经受PCT(压力锅测试；121℃，1.4atm，RH 100％)72小时时，伸长率保持率为70％或更高。7.一种制备聚酯膜的方法，包括：熔融挤出其中二醇和二羧酸共聚的共聚聚酯基树脂以制备未拉伸片材；将未拉伸片材在70℃至100℃沿第一方向拉伸2至5倍，并沿垂直于第一方向的第二方向拉伸2至5倍，以制备拉伸片材；将拉伸片材在200℃至...

【专利技术属性】
技术研发人员：许荣民，林炳宰，延济源，宋基允，
申请(专利权)人：爱思开迈克沃有限公司，
类型：发明
国别省市：