本申请涉及树脂材料，尤其涉及一种高透氧树脂及其制备方法和膜电极。
背景技术：
1、全氟磺酸树脂离聚物薄膜的全氟磺酸树脂较为致密，如果应用在质子膜中可以起到很好的隔绝阴阳两极气体的作用，但是应用在催化层中全氟磺酸树脂会紧密的包裹铂碳催化剂，从而会阻碍氧气在催化层中的传递，以形成较大的局部氧传质阻力。现阶段为了降低阴极催化层的氧传输阻力，一般通过在催化层中加入造孔剂的方式来降低催化层的氧传输阻力，但是这些造孔剂均需要额外水洗或加热等处理才能形成微孔结构，并且造孔剂在造孔过程所形成的副产物也会残留在催化层中而难以去除，这无疑会影响催化层性能。另外这些造孔剂形成的孔隙往往尺寸较大(一半在10nm～100μm)，远大于铂碳催化剂表面覆盖的全氟磺酸树脂离聚物薄膜(5nm～10nm),这会对催化剂的质子传导性能产生较大影响。
2、因此更为可行的方式是开发催化层专用的高透氧树脂，目前高透氧树脂的主链上具有阻碍聚合物结晶的环状结构，以降低树脂的结晶度和致密程度，并大幅提升氧气在树脂中的氧气传导，从而可以降低催化层的局部氧传质阻力，并提升膜电极在低铂和大电流密度下的性能。但是现阶段的高透氧树脂结构较为单一，使得其化学稳定性较差，难以提高膜电极在大电流密度下的功率密度。
3、关于高透氧树脂的现有技术包括：(1)一种高透氧性的离聚物，其具有极高的透氧性还能够在低相对湿度的条件下表现出极高的质子导电性；该高透氧性离聚物含有一个以上的含磺酸基的亲水性链段a1和一个以上的含甲基硅氧烷不含磺酸基的疏水性链段a2；(2)高透氧性离聚物，其具有特定的重复单元a和重复单元b，当量重量为250～930，玻璃化转变温度为100℃～130℃，该高透氧性离聚物在低加湿和高加湿中的任一条件下均表现出高透氧性，并且还能够表现出高发电耐久性的离聚物。
技术实现思路
1、本申请提供了一种高透氧树脂及其制备方法和膜电极，以解决如下技术问题：如何提高高透氧树脂的化学稳定性。
2、第一方面，本申请提供了一种高透氧树脂，所述高透氧树脂的分子结构包括至少一个2,2,4-三氟-5-(三氟甲氧基)-1,3-二氧烷的环状结构。
3、可选的，所述高透氧树脂的分子结构还包括至少一个磺酸基团。
4、可选的，所述高透氧树脂的分子结构具有如式1所示的分子结构，
5、
6、式1中，x为0.1～0.5；
7、y为0～0.5；
8、z为0～0.4。
9、第二方面，本申请提供了一种制备第一方面所述的高透氧树脂的方法，所述方法包括：
10、对2,2,4-三氟-5-(三氟甲氧基)-1,3-二氧烷以及具有全氟磺酰基和乙烯基的化合物进行搅拌混合，以得到第一混合物；
11、对氟化自由基聚合引发剂和所述第一混合物进行所述搅拌混合，以得到第二混合物；
12、在四氟乙烯的气氛条件下对过硫酸盐和所述第二混合物进行聚合反应，以得到反应液；
13、对所述反应液进行除杂，后进行酸化和烘干，以得到高透氧树脂粉末。
14、可选的，所述具有全氟磺酰基和乙烯基的化合物包括全氟3,6-二氧杂-4-甲基-7-辛烯磺酰氟。
15、可选的，所述搅拌混合的温度为65℃～75℃，所述搅拌混合的转速为600rpm～700rpm。
16、可选的，所述四氟乙烯的气氛压力为0.01mpa～0.5mpa。
17、可选的，所述对所述反应液进行除杂和烘干，后进行酸化和所述烘干，以得到高透氧树脂粉末，包括步骤：
18、对所述反应液进行冻融、洗涤和烘干，以得到固体产物；
19、使用复合清洗液对所述固体产物进行清洗，后进行搅拌，以得到聚合物产品；
20、对所述聚合物产品进行酸化和洗涤，后进行所述烘干，以得到高透氧树脂粉末。
21、可选的，以质量分数计，所述复合清洗液的组分满足：
22、氢氧化钾：10％～15％，二甲基亚砜：25％～35％，其余为去离子水。
23、可选的，所述烘干的温度为75℃～85℃，所述烘干的时间为8h～24h。
24、第三方面，本申请提供了一种膜电极，所述膜电极由第一方面所述的高透氧树脂制备得到。
25、本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
26、本申请实施例提供了一种高透氧树脂，所述高透氧树脂的分子结构包括至少一个2,2,4-三氟-5-(三氟甲氧基)-1,3-二氧烷的环状结构。在高透氧树脂内引入环状的2,2,4-三氟-5-(三氟甲氧基)-1,3-二氧烷基团，可以显著提升高透氧树脂中分子链的刚性，同时还能提升高透氧树脂中分子链间的自由体积，以提供更多的氧气传输的通道；另外这种环状基团中含有两个氧原子，可以提升该环状基团对氧气的亲和性，这有利于氧气在高透氧树脂内部的溶解和扩散，从而可以大幅提升高透氧树脂的氧传输能力；此外这种环状基团与传统全氟磺酸树脂分子的组成一样，都只含有c、o、f这三类原子，因此可以在高透氧树脂的结构中不引入其他易受到自由基攻击的杂原子，可以在大幅提升高透氧树脂的氧传输能力的前提下提升高透树脂的化学稳定性。
1.一种高透氧树脂，其特征在于，所述高透氧树脂的分子结构包括至少一个2,2,4-三氟-5-(三氟甲氧基)-1,3-二氧烷的环状结构。
2.根据权利要求1所述的高透氧树脂，其特征在于，所述高透氧树脂的分子结构还包括至少一个磺酸基团。
3.根据权利要求1或2所述的高透氧树脂，其特征在于，所述高透氧树脂的分子结构具有如式1所示的分子结构，
4.一种制备如权利要求1～3任一项所述的高透氧树脂的方法，其特征在于，所述方法包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述具有全氟磺酰基和乙烯基的化合物包括全氟3,6-二氧杂-4-甲基-7-辛烯磺酰氟。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述搅拌混合的温度为65℃～75℃，所述搅拌混合的转速为600rpm～700rpm。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述四氟乙烯的气氛压力为0.01mpa～0.5mpa。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述反应液进行除杂和烘干，后进行酸化和所述烘干，以得到高透氧树脂粉末，包括步骤：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，以质量分数计，所述复合清洗液的组分满足：
10.根据权利要求4或8所述的方法，其特征在于，所述烘干的温度为75℃～85℃，所述烘干的时间为8h～24h。
11.一种膜电极，其特征在于，所述膜电极由权利要求1～3任一项所述的高透氧树脂制备得到。
