一种超支化聚苯并咪唑-聚硅氧烷嵌段共聚物及其制备方法与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112142980A(43)申请公布日2020.12.29(21)申请号202010988565.0H01M8/1072(2016.01)(22)申请日2020.09.18H01M8/124(2016.01)(71)申请人珠海冠宇电池股份有限公司地址519180广东省珠海市斗门区井岸镇珠峰大道209号(72)发明人莫肇华李素丽李俊义徐延铭(74)专利代理机构北京知元同创知识产权代理事务所(普通合伙)11535代理人刘元霞谢怡婷(51)Int.Cl.C08G77/452(2006.01)C08G73/18(2006.01)H01M8/1048(2016.01)H01M8/1037(2016.01)H01M8/103(2016.01)权利要求书3页说明书18页(54)发明名称一种超支化聚苯并咪唑-聚硅氧烷嵌段共聚物及其制备方法与应用(57)摘要本发明涉及一种嵌段共聚物领域，尤其是涉及一种超支化聚苯并咪唑‑聚硅氧烷嵌段共聚物及其制备方法与应用。所述嵌段共聚物具有两亲性，所述嵌段共聚物由于是PDMS的软段与HBPBI的硬段、PDMS的疏水段与HBPBI的亲水段结合从而形成软‑硬、亲‑疏的相分离结构，通过两种链段的相分离结构构筑质子传输通道，另外，HBPBI的超支化结构能够容纳更多的磷酸，最终获得高质子电导率(最高能达到0.085S/cm，测试温度达到180℃)、高质子电导率保持率(最高能达到85.1％)、高储能模量(767MPa，测试温度为180℃)的嵌段共聚物。CN112142980ACN112142980A权利要求书1/3页1.一种嵌段共聚物，其特征在于，所述嵌段共聚物是超支化聚苯并咪唑-聚硅氧烷嵌段共聚物；所述嵌段共聚物是由含羧基的超支化苯并咪唑类聚合物与含双端氨基的聚硅氧烷反应得到的。2.根据权利要求1所述的嵌段共聚物，其特征在于，所述含羧基的超支化苯并咪唑类聚合物与含双端氨基的聚硅氧烷的质量比为60-95:40-5。3.根据权利要求1或2所述的嵌段共聚物，其特征在于，所述嵌段共聚物为两嵌段共聚物、三嵌段共聚物或多嵌段共聚物；和/或，所述嵌段共聚物包括超支化聚苯并咪唑嵌段和聚硅氧烷嵌段，形成超支化聚苯并咪唑嵌段-聚硅氧烷嵌段的两嵌段共聚物；和/或，所述嵌段共聚物包括超支化聚苯并咪唑嵌段和聚硅氧烷嵌段，形成超支化聚苯并咪唑嵌段-聚硅氧烷嵌段-超支化聚苯并咪唑嵌段的三嵌段共聚物；和/或，所述嵌段共聚物包括超支化聚苯并咪唑嵌段和聚硅氧烷嵌段，形成聚硅氧烷嵌段-超支化聚苯并咪唑嵌段-聚硅氧烷嵌段的三嵌段共聚物；和/或，所述嵌段共聚物包括超支化聚苯并咪唑嵌段和聚硅氧烷嵌段，形成聚硅氧烷嵌段-超支化聚苯并咪唑嵌段-聚硅氧烷嵌段-超支化聚苯并咪唑嵌段-……-聚硅氧烷嵌段-超支化聚苯并咪唑嵌段的多嵌段共聚物；和/或，所述嵌段共聚物包括超支化聚苯并咪唑嵌段和聚硅氧烷嵌段，形成超支化聚苯并咪唑嵌段-聚硅氧烷嵌段-超支化聚苯并咪唑嵌段-聚硅氧烷嵌段-……-超支化聚苯并咪唑嵌段-聚硅氧烷嵌段的多嵌段共聚物。4.根据权利要求1-3任一项所述的嵌段共聚物，其特征在于，所述嵌段共聚物包括如下式(1)所示的结构单元和/或式(2)所示的结构单元：2CN112142980A权利要求书2/3页式(1)和式(2)中，X选自不存在、-S-、-O-、卤素取代或未取代的C1-6烷基；n为10-100之间的整数；**代表支化点；R选自含有三个羧基的化合物的残基；R1为C1-6亚烷基，m＝10～5000之间的整数。5.根据权利要求1-4任一项所述的嵌段共聚物，其特征在于，所述含羧基的超支化苯并咪唑类聚合物选自下述式(IV)～式(V)结构中的至少一种：式(IV)～式(V)中，X、n、R的定义如上所述；**代表支化点。6.根据权利要求1-5任一项所述的嵌段共聚物，其特征在于，所述含羧基的超支化苯并咪唑类聚合物的结构如下述所示：其中，n、X和R的定义如上所述，n’为1-100之间的整数，**为支化点；和/或，所述含羧基的超支化苯并咪唑类聚合物的结构如下述所示：3CN112142980A权利要求书3/3页其中，n、X和R的定义如上所述，n’为1-100之间的整数，**为支化点。7.根据权利要求1-6任一项所述的嵌段共聚物，其特征在于，所述含双端氨基的聚硅氧烷选自如下式(VI)所示的结构：式(VI)中，R1、m的定义如上所述。8.一种质子交换膜，其特征在于，所述质子交换膜包括上述的嵌段共聚物。9.根据权利要求8所述的质子交换膜，其特征在于，所述质子交换膜中还掺杂有磷酸；和/或，所述磷酸的掺杂水平ADL小于11。10.权利要求8或9所述的质子交换膜在燃料电池，液流电池领域中的应用。4CN112142980A说明