本发明专利技术涉及一种制备包含至少一种带有酸基团和／或酸基团的盐的聚芳族化合物，尤其是磺化的聚芳族化合物的水性配制剂（Ａ）的方法，以及根据本发明专利技术方法制备的水性配制剂（Ａ）。本发明专利技术进一步涉及一种通过从水性配制剂（Ａ）中除去水而制备干燥配制剂（Ｂ）的方法以及干燥配制剂（Ｂ）。此外，本发明专利技术涉及一种包含本发明专利技术的干燥配制剂（Ｂ）以及水，或水性配制剂（Ａ）的配制剂（Ｃ），和包含本发明专利技术的水性配制剂（Ａ）或本发明专利技术的配制剂（Ｃ）以及额外的至少２重量％有机溶剂的含水配制剂（Ｄ）。本发明专利技术进一步涉及通过从本发明专利技术的含水配制剂（Ｄ）中除去水而得到的干配制剂（Ｅ）。本发明专利技术还涉及本发明专利技术的含水配制剂（Ｄ）和由其得到的干配制剂（Ｅ）在制备聚合物电解质膜中的用途，以及聚合物电解质膜和包含本发明专利技术的聚合物电解质膜的膜电极组件（ＭＥＡ）和燃料电池。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含带有睃基团和/或睃基团的盐的聚芳族化合物的水性 配制剂，制备它们的方法，使用该水性配制剂制备的其它 配制剂以及该其它配制剂在燃料电池中的用途包含带有^团和/或,团的盐的聚芳族化合物的水性配制剂，制备 它们的方法，使用该水性配制剂制备的其它配制剂以及该其它配制剂在燃 料电池中的用途。本专利技术涉及一种制备包含至少一种带有酸基团和/或酸基团的盐的聚芳族化合物，尤其是磺化的聚芳族化合物的水性配制剂(A)的方法，以及才艮 据本专利技术方法制备的水性配制剂(A)。本专利技术进一步涉及一种通过从水性配 制剂(A)中除去水而制备干燥配制剂(B)的方法以及干燥配制剂(B)本身。此 夕卜，本专利技术涉及一种包含本专利技术的干燥配制剂(B)以及水，或水性配制剂(A) 的配制剂(C)，和包含本专利技术的水性配制剂(A)或本专利技术的配制剂(C)以及额 外的至少2重量。/。有机溶剂的含水配制剂(D)。本专利技术进一步涉及通过从本 专利技术的含水配制剂(D)中除去水而得到的干配制剂(E)。本专利技术额外提供了 本专利技术的含水配制剂(D)和由其得到的干配制剂(E)在制备聚合物电解质膜 中的用途，以及聚合物电解质膜本身和包含本专利技术的聚合物电解质膜的膜 电极组件(MEA)和燃料电池。官能化，尤其是磺化的聚芳族化合物及其用途在现有技术中是已知的。 例如在燃料电池才支术中，官能化的聚芳族化合物用作或用于聚合物电解质 膜中。此外，磺化聚芳族化合物可用于电解电池，如氯碱电池中，以及用 于或用作许多化学反应的催化剂和用于如反渗透或超滤的方法中。由带有酸基团的聚芳族化合物，尤其是磺化的聚芳族化合物制备的聚 合物电解质膜通常通过将带有酸基团的聚芳族化合物溶于有机溶剂如 DMAc(N，N-二甲基乙酰胺)、DMF(二甲基甲酰胺)、DMSO(二曱亚砜)或 NMP(N-甲基吡咯烷酮)，随后沉淀或除去溶剂而制备。缺点在于所述溶剂是昂贵的且具有高沸点，使得除去它们是困难的。为了降低成本、保护环境以及职业卫生原因，因此希望使得可以在水溶液 中加工带有g团的聚芳族化合物。另一原因为，尤其在贵金属催化剂材料的制备中，应避免或最小化地使用含有杂原子，尤其是氯、硫和氮的溶 剂，因为它们可起催化剂毒物的作用。为此，带有酸基团的聚芳族化合物备用于燃料电池的膜电极组件(MEA)中是有意义的。在制备带有睃基团的聚芳族化合物的水性配制剂中遇到的问M它们 的溶解度(尤其当使用具有低或中等数目的酸基团的带有酸基团的聚芳族 化合物时)，因为这类带酸基团的聚芳族化合物特别微溶于水或含水溶剂。WO 2005/068542涉及包含在高达100X:的温度下不直接溶解于水的磺 化聚芳基醚酮或聚芳基醚砜的聚合物溶液。这些溶液中的溶剂至少卯％为 水。聚合物溶液可用于制备燃料电池中使用的电催化剂油墨和电催化剂层。 根据WO 2005/068542，通过将磺化聚合物溶于沸点低于水的第一溶剂中， 加入水，1^除去第一溶剂而制备聚合物溶液，这令人惊讶地并没有导致 聚合物沉淀而是形成动力学稳定的水溶液。根据WO 2005/068542的描述， 溶液的固含量为> 1至< 10重量％。WO 98/55534公开了 一种制备用酸基团官能化的聚合物的水溶液、含 水溶液和非水性溶液的方法，其中借助微波辐射f 1入制备溶液所需的热量。 该溶液用作制备气体扩散电极、燃料电池和聚合物电解质稳定的铂纳米粒 子的原料。用酸基团官能化的聚合物例如为磺化聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮 (PEEK)和聚醚醚酮型酮(PEEKK)。根据WO 98/55534中的对比例3,试 图将磺化PEEKK溶于165C和3.5巴的内部压力下的水中而不使用微波辐 射。这得到棕色凝胶。上层溶液含有约5重量％的sPEEKK。由于用微波辐照是复杂的并且适用于辐照的装置并不是在任何地方都 可以得到，希望无需^:波辐照而提供带有睃基团的聚芳族化合物的水性或 含水配制剂。希望水性和含水配制剂具有非常高的固含量(带有睃基团的聚 芳族化合物含量)。该目的通过一种制备包含至少一种带有酸基团和/或酸基团的盐的聚 芳族化合物的配制剂的方法实现，其包括步骤(i):(i)在> 170°C，优选171-350。C，特别优选180-250。C的温度下在密闭 反应器中处理包含至少 一种带有酸基团和/或酸基团的盐的聚芳族化合物 和水的混合物，得到水性配制剂A。本专利技术方法使得可以得到具有高固含量的带有酸基团和/或酸基团的 盐的聚芳族化合物的水性配制剂A。水性配制剂A通常为至少一种带有酸 基团和/或酸基团的盐的聚芳族化合物的溶液或分^L体。对本专利申请而言，表述"水"是指水，优选自来水，其包含自来水常有量的杂质。例如同样可以使用部分或完全去离子的水。可加入其它组 分如盐和乳化剂，但在本专利技术方法的优选实施方案中并不进行。对本专利申请而言，表述"酸基团"优选指磺酸、磷酸、羧酸和/或硼 酸基团，其中特别优选磺酸基团。"睃基团的盐"优选为上述睃基团的盐。 合适的盐为单价和多价阳离子的盐。合适的多价阳离子的实例为Al3+、Mg2+ 和Ca"。特别优选具有单价阳离子的盐，特别优选的单价阳离子选自Li+、 Na+、 K+、 Rb+、 Cs+、 NH/及其混合物。在聚芳族化合物中的酸基团和/或睃基团的盐的比例通常为每g聚芳族 化合物0.5-2mmol酸基团和/或酸基团的盐(离子交换能力、IEC，由元素分 析计算)，优选每g聚芳族化合物l-1.8mmol^团和/或g团的盐。IEC 表示每g聚合物上可得到的酸基团(和/或其盐)的mmol数。包含在根据本专利技术制备的配制剂A中的带有睃基团和/或睃基团的盐 的聚芳族化合物和用于制备配制剂A的带有睃基团和/或睃基团的盐的聚 芳族化合物可以是仅带有酸基团的聚芳族化合物或仅带有酸基团的盐的聚 芳族化合物。同时带有^&团和^团的盐的聚芳族化合物同样包含在表 述"带有g团和/或^&团的盐的聚芳族化合物"中。在聚芳族化合物中 酸基团与睃基团的盐的比例通常为100:1-1:100，优选50:1-1:50。此外在本专利技术方法中可以使用仅带有酸基团的聚芳族化合物和/或仅 带有酸基团的盐的聚芳族化合物和/或同时带有酸基团和酸基团的盐的聚 芳族化合物的混合物。对本专利申请而言，表述"聚芳族化合物"是指在聚合物链中具有多 个亚芳基，优选多个亚苯基的聚合物。合适的"聚芳族化合物"例如公开于US 2002/0091225、 WO 2005/049696、 WO 2005/050671、 JP2004画345997、 US 2004/0149965、 EP画A誦l 479 714和EP-A 1,465,277中。表述"聚芳族化合物，，优选指选自下列的化合物聚醚、聚酮、聚芳 基醚酮、聚硫醚酮、聚芳基砜、聚醚砜、聚硫醚砜、聚苯硫醚、聚砜。"聚 芳族化合物"特别优选选自聚芳基醚酮、聚芳基砜、聚醚砜、聚苯硫醚和 聚砜。非常特别优选聚芳基醚酮。在本专利技术方法中可以使用一种或多种不 同的聚芳族化合物。此处，聚芳族化合物可在它们的基础结构、它们的分 子量和/或它们睃基团的盐比例或其它参数方面不同。在特别优选实施方案中，存在于配制剂A中的带有睃基团和/或睃基团 的盐的聚芳族化合物以及用于步骤(i)的那些选自本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制备包含至少一种带有酸基团和／或酸基团的盐的聚芳族化合物的配制剂的方法，其包括步骤（ｉ）： （ｉ）在＞１７０℃，优选１７１－３５０℃，特别优选１８０－２５０℃的温度下在密闭反应器中处理包含至少一种带有酸基团和／或酸基团的盐的聚芳族 化合物和水的混合物，得到水性配制剂Ａ。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：G奥特，R克雷斯，D勒施，A赫沃罗斯特，GE瓦斯纳，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。