一种聚烯烃-g-超支化聚苯并咪唑接枝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CN111303436A(43)申请公布日2020.06.19(21)申请号202010153591.1H01M8/1072(2016.01)(22)申请日2020.03.06(71)申请人珠海冠宇电池有限公司地址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.C08G81/02(2006.01)C08G73/18(2006.01)H01M8/18(2006.01)H01M8/1041(2016.01)H01M8/1088(2016.01)权利要求书4页说明书13页附图2页(54)发明名称一种聚烯烃-g-超支化聚苯并咪唑接枝共聚物及其制备方法与应用(57)摘要本发明涉及一种聚烯烃-g-超支化聚苯并咪唑接枝共聚物及其制备方法与应用。本发明所述材料由于使用较为柔软的聚烯烃类为主链，以刚性的HBPBI为支链合成软-硬接枝共聚物。利用两种性质的聚合物将发生微观相分离形态构建质子传输通道，从而提高质子电导率；另外，在高温下柔性主链带动HBPBI支链运动以降低质子迁移活化能，促进磷酸或质子的迁移提高质子电导率。利用超支化结构不仅可以容纳更多的磷酸，还能限制磷酸在其中的运动从而降低磷酸的流失。通过本发明创造可以在较低的磷酸掺杂水平(ADL<9)时获得高质子电导率(0.085S/cm)，所述材料可用于制备高温质子交换膜等领域。CN111303436ACN111303436A权利要求书1/4页1.一种接枝共聚物，其中，所述接枝共聚物是通过含氨基的超支化苯并咪唑类聚合物中的端氨基与侧链含羧基的烯烃类聚合物的羧基的缩合反应而得到的含氨基的超支化苯并咪唑类聚合物接枝到侧链含羧基的烯烃类聚合物主链上的接枝共聚物。2.根据权利要求1所述的接枝共聚物，其中，所述接枝共聚物含有下述式(I)所示的结构单元：式(I)中，R”选自H、烷基；R’选自不存在、取代或未取代的亚芳基、取代或未取代的亚烷基，其中的取代基可以选自烷基、羧基、卤素；R1为通过端氨基(-NH2)与R’上的-COOH发生缩合反应后连接到烯烃类聚合物主链上的含氨基的超支化苯并咪唑类聚合物侧链；m＝100～50000之间的整数；当R’为不存在时，z＝0，1≥x>0，y＝1-x；当R’为亚芳基或亚烷基时，1>z≥0，1≥x>0，y＝1-z-x。3.根据权利要求2所述的接枝共聚物，其中，所述R”选自H、C1-6烷基；优选地，所述R”选自H、甲基；优选地，所述R’选自不存在、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的亚苯基，其中的取代基选自烷基或羧基；还优选地，所述R’选自不存在、或下组中的一种或多种：其中，*代表连接点；优选地，所述接枝共聚物的分子结构式为下列中的一种：其中，x、y、m和R1的定义同前；p表示羧酸化程度，1≥p>0，且p+q＝1；Ar选自下组中的一种或多种：*代表连接点。4.根据权利要求1-3任一项所述的接枝共聚物，其中，所述超支化苯并咪唑类聚合物是2CN111303436A权利要求书2/4页以含有三个羧基的化合物和含有四个氨基的化合物为单体，经过溶液缩合反应制备得到的；优选地，所述的含有三个羧基的化合物为含有三个羧基的六元环的化合物；含有三个羧基的取代或未取代的直链或支链的脂肪族化合物(例如烷烃)；或者是具有如下式(III)所示结构的化合物中的至少一种：式(III)中，所述Y选自不存在、-S-、-O-、优选地，所述六元环的化合物是苯、吡啶或咪唑；优选地，所述脂肪族化合物是C3-10烷烃；优选地，所述取代基是H2PO3、C1-6烷基；优选地，所述的含有三个羧基的化合物选自：优选地，所述的含有四个氨基的化合物选自下述式(IV)或式(V)结构中的至少一种：3CN111303436A权利要求书3/4页式(IV)～式(V)中，X选自不存在、-S-、-O-、卤素取代或未取代的C1-6烷基。5.根据权利要求1-4任一项所述的接枝共聚物，其中，所述超支化苯并咪唑类聚合物选自下述式(VI)～式(VII)结构中的至少一种：式(VI)～式(VII)中，X的定义如上所述；n为1-100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；优选地，R选自下述结构中的至少一种：*代表连接点；优选地，所述X选自不存在、-S-、-O-、-C(CH3)2-、-C(CF3)2-、-CH2-。6.权利要求1-5任一项所述的接枝共聚物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将含氨基的超支化苯并咪唑类聚合物溶解于有机溶剂中，得到该聚合物的溶液；(2)将侧链含羧基的烯烃类聚合物溶解于有机溶