【技术实现步骤摘要】
本申请涉及隔膜，具体而言，涉及一种复合隔膜的涂层浆料、复合隔膜、其制备方法和应用。
技术介绍
1、大规模的化石燃料燃烧显著加速了气候变化进程。为避免全球气候变暖所带来的影响，新能源领域的发展具备重要的科学和社会价值。风能和太阳能等可再生能源已经得到迅速的发展，但是由于风能、光能产生的波动性和间歇性，导致其的利用率受到限制，因此将电能转化成氢气这种具有高能量密度，方便存储的绿色能源受到了广泛的关注。
2、碱性电解水制氢是当前商业化程度最成熟的制氢技术。隔膜作为碱性电解槽中的核心部件，起到了离子导通以及隔绝阴极和阳极分别产生的氢气和氧气的重要作用。
3、但是，目前的隔膜的机械稳定性较差，在碱性电解水制氢的应用过程中容易出现开裂等情况，会降低碱性电解水制氢的效率。
技术实现思路
1、基于上述的不足，本申请提供了一种复合隔膜的涂层浆料、复合隔膜、其制备方法和应用，以部分或全部地改善相关技术中隔膜的稳定性差的问题。
2、本申请是这样实现的：
3、在第一方面，本申请的示例提供了一种复合隔膜的涂层浆料，按照重量份数计，涂层浆料包括：6.75-19.25份的聚合物、29.25-44.55份的无机亲水颗粒、0.05-5.5份的增韧剂、0.05-5.5份的抗氧剂和45-55份的溶剂。抗氧剂选自胺类抗氧剂或酚类抗氧剂中的至少一种。
4、在上述实现过程中，涂层浆料中添加特定份数的聚合物和无机亲水颗粒，能够提高制备获得的复合隔膜的导电性和离子导率，
5、结合第一方面，在本申请可选的实施方式中，酚类抗氧剂选自单酚类抗氧剂、双酚类抗氧剂、三酚类抗氧剂、多酚类抗氧剂、对苯二酚类抗氧剂或硫代双酚类抗氧剂中的至少一种；胺类抗氧剂选自萘胺类抗氧剂、二苯胺类抗氧剂或对苯二胺类抗氧剂中的至少一种。
6、可选的，酚类抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂300、抗氧剂264、抗氧剂2246、抗氧剂4426或抗氧剂ca中的至少一种。
7、可选的，胺类抗氧剂选自抗氧剂4010或抗氧剂dnp中的至少一种。
8、在上述实现过程中，利用不含有脂键、酰胺键等的酚类抗氧剂或胺类抗氧剂，能够提高复合隔膜在碱性电解水制氢过程中的稳定性。
9、结合第一方面，在本申请可选的实施方式中，涂层浆料还包括辅助抗氧剂，辅助抗氧剂选自亚磷酸酯类抗氧剂或有机硫化物类抗氧剂中的至少一种。
10、可选的，辅助抗氧剂选自抗氧剂168、抗氧剂626、抗氧剂tnp、抗氧剂tpp、抗氧剂p-epq、抗氧剂dltp或抗氧剂dstdp中的至少一种。
11、结合第一方面，在本申请可选的实施方式中，抗氧剂和辅助抗氧剂的质量比为1：0.5-1。
12、在上述实现过程中，利用亚磷酸酯类抗氧剂或有机硫化物类抗氧剂等辅助抗氧剂与胺类抗氧剂或酚类抗氧剂进行配合，能够进一步提高复合隔膜的结构稳定性。
13、结合第一方面，在本申请可选的实施方式中，增韧剂选自二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、天然橡胶、异丁烯橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、环氧树脂、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯接枝马来酸酐、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、高密度聚乙烯接枝马来酸酐、热致性液晶聚合物、聚四氟乙烯、离聚体或邻苯二甲酸二甲酯中的至少一种。
14、可选的，增韧剂选自二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、环氧树脂或邻苯二甲酸二甲酯中的至少一种。
15、可选的，增韧剂选自二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶或顺丁橡胶中的至少一种。
16、在上述实现过程中，在涂层浆料中添加增韧剂，能够提高复合隔膜的韧性，提高复合隔膜的断裂强度，提高复合隔膜的稳定性。相比于环氧树脂等树脂类和邻苯二甲酸二甲酯等含有酯键的增韧剂而言，利用二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶或顺丁橡胶等橡胶类的增韧剂，能够进一步提高复合隔膜的断裂强度，提高复合隔膜的稳定性。
17、结合第一方面，在本申请可选的实施方式中，涂层浆料还包括造孔剂。
18、可选的，涂层浆料还包括0.5-5重量份的造孔剂。
19、可选的，造孔剂选自聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚环氧乙烷、聚乙烯亚胺、聚乙二醇、甲基纤维素、乙基纤维素、聚偏二氟乙烯、聚环氧乙烷、聚丙二醇、乙二醇、三丙二醇、甘油、多元醇、异壬酸或新癸酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸或葡聚糖中的至少一种。
20、可选的，造孔剂选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、甘油或聚乙二醇中的至少一种。
21、在上述实现过程中，在涂层浆料中添加造孔剂，能够提高制备获得的复合隔膜的孔隙率，提高复合隔膜的隔膜性能，提高其在应用于碱性电解水制氢时的制氢效率。
22、结合第一方面，在本申请可选的实施方式中，聚合物选自聚砜、聚醚砜或聚苯砜中的至少一种。
23、可选的，聚合物的重均分子量为10000-500000；
24、可选的，聚合物的重均分子量为20000-250000。
25、在上述实现过程中，利用重均分子量为10000-500000的聚砜、聚醚砜或聚苯砜作为涂层浆料中的有机物，能够提高制备获得的复合隔膜在应用于碱性电解水制氢时的稳定性。
26、结合第一方面，在本申请可选的实施方式中，无机亲水颗粒的材质选自氧化锆、硫酸钡、水滑石、二氧化钛、氢氧化镁中的至少一种。
27、可选的，无机亲水颗粒的材质选自氧化锆或硫酸钡中的至少一种。
28、可选的，无机亲水颗粒的粒径为1nm-1μm。
29、可选的，无机亲水颗粒的粒径为5nm-500nm。
30、在上述实现过程中，在涂层浆料中添加氧化锆、硫酸钡、水滑石、二氧化钛或氢氧化镁等无机亲水颗粒，能够提高复合隔膜的亲水性，降低复合隔膜的电阻，提高复合隔膜应用碱性电解水制氢时的效率。
31、结合第一方面，在本申请可选的实施方式中，溶剂选自n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、n-甲基吡咯烷酮、n-丁基吡咯烷酮或n-乙基吡咯烷酮中的至少一种。
32、在上述实现过程中，利用n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、n-甲基吡咯烷酮、n-丁基吡咯烷酮或n-乙基吡咯烷酮作为涂层浆料的溶剂，能够使涂层浆料中的各组分分散均匀，获得分散均匀、便于涂布的涂层浆料。
33、在第二方面，本申请的示例提供了一种复合隔膜。复合隔膜包括多孔支撑层和多孔亲水层，多孔亲水层通过第一方面提供本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复合隔膜的涂层浆料，其特征在于，按照重量份数计，所述涂层浆料包括：6.75-19.25份的聚合物、29.25-44.55份的无机亲水颗粒、0.05-5.5份的增韧剂、0.05-5.5份的抗氧剂和45-55份的溶剂；所述抗氧剂选自胺类抗氧剂或酚类抗氧剂中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的涂层浆料，其特征在于，所述酚类抗氧剂选自单酚类抗氧剂、双酚类抗氧剂、三酚类抗氧剂、多酚类抗氧剂、对苯二酚类抗氧剂或硫代双酚类抗氧剂中的至少一种；
3.根据权利要求2所述的涂层浆料，其特征在于，所述涂层浆料还包括辅助抗氧剂，所述辅助抗氧剂选自亚磷酸酯类抗氧剂或有机硫化物类抗氧剂中的至少一种；
4.根据权利要求3所述的涂层浆料，其特征在于，所述抗氧剂和所述辅助抗氧剂的质量比为1：0.5-1。
5.根据权利要求1所述的涂层浆料，其特征在于，所述增韧剂选自二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、天然橡胶、异丁烯橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸
6.根据权利要求1所述的涂层浆料，其特征在于，所述涂层浆料还包括造孔剂；
7.根据权利要求1所述的涂层浆料，其特征在于，所述聚合物选自聚砜、聚醚砜或聚苯砜中的至少一种；
8.根据权利要求7所述的涂层浆料，其特征在于，所述无机亲水颗粒的材质选自氧化锆、硫酸钡、水滑石、二氧化钛、氢氧化镁中的至少一种；
9.根据权利要求1所述的涂层浆料，其特征在于，所述溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N-丁基吡咯烷酮或N-乙基吡咯烷酮中的至少一种。
10.一种复合隔膜，其特征在于，所述复合隔膜包括多孔支撑层和多孔亲水层，所述多孔亲水层通过权利要求1-9任一项所述的涂层浆料涂布于所述多孔支撑层后固化形成。
11.根据权利要求10所述的复合隔膜，其特征在于，所述多孔支撑层选自多孔织物或无纺布；
12.一种根据权利要求10或11所述的复合隔膜的制备方法，其特征在于，包括：
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述凝固浴选自水，
14.一种复合隔膜在用于制备电解水制氢器件以及二次电池中的应用；
...【技术特征摘要】
1.一种复合隔膜的涂层浆料，其特征在于，按照重量份数计，所述涂层浆料包括：6.75-19.25份的聚合物、29.25-44.55份的无机亲水颗粒、0.05-5.5份的增韧剂、0.05-5.5份的抗氧剂和45-55份的溶剂；所述抗氧剂选自胺类抗氧剂或酚类抗氧剂中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的涂层浆料，其特征在于，所述酚类抗氧剂选自单酚类抗氧剂、双酚类抗氧剂、三酚类抗氧剂、多酚类抗氧剂、对苯二酚类抗氧剂或硫代双酚类抗氧剂中的至少一种；
3.根据权利要求2所述的涂层浆料，其特征在于，所述涂层浆料还包括辅助抗氧剂，所述辅助抗氧剂选自亚磷酸酯类抗氧剂或有机硫化物类抗氧剂中的至少一种；
4.根据权利要求3所述的涂层浆料，其特征在于，所述抗氧剂和所述辅助抗氧剂的质量比为1：0.5-1。
5.根据权利要求1所述的涂层浆料，其特征在于，所述增韧剂选自二元乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、顺丁橡胶、天然橡胶、异丁烯橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯—甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、环氧树脂、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯接枝马来酸酐、乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯、高密度聚乙烯接枝马来...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈安琪，
申请(专利权)人：碳谐科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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