一种膦酸化（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CN111303437A(43)申请公布日2020.06.19(21)申请号202010153592.6H01M8/1041(2016.01)(22)申请日2020.03.06H01M8/1088(2016.01)H01M8/1072(2016.01)(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)C08F8/40(2006.01)C08F120/06(2006.01)C08G73/18(2006.01)H01M8/18(2006.01)权利要求书2页说明书17页附图2页(54)发明名称一种膦酸化（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接枝共聚物领域，尤其是涉及一种膦酸化(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聚烯烃类为主链，以HBPBI为支链合成接枝共聚物。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，且超支化结构中的大量活性位点可以接枝大量的有机膦酸，双管齐下达到降低磷酸流失和提高质子电导率保持率的作用，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(0.09S/cm)。CN111303437ACN111303437A权利要求书1/2页1.一种接枝共聚物，其是将含氨基的超支化苯并咪唑类聚合物、侧链含羧基的部分膦酸化的烯烃类聚合物和含羧基的膦酸混合，反应，制备得到的接枝共聚物。2.根据权利要求1所述的接枝共聚物，其中，所述部分膦酸化的烯烃聚合物的膦酸化程度为1％～99％；优选地，所述接枝共聚物首先是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部分膦酸化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部分膦酸化的烯烃类聚合物主链上的聚合物，即为侧链含氨基的聚烯烃-g-超支化苯并咪唑类聚合物；然后，在所述侧链含氨基的聚烯烃-g-超支化苯并咪唑类聚合物上进一步接枝含羧基的膦酸，即可得到所述接枝共聚物，记为膦酸化(聚烯烃-g-超支化苯并咪唑类聚合物)接枝共聚物。3.根据权利要求1或2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发生缩合反应后接枝到部分膦酸化的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的残基；R2选自含氨基的膦酸的残基；R3选自含羧基的膦酸的残基；m＝100～50000之间的整数；当R’为不存在时，z＝0，1≥x>0，y1+y2＝1-x；当R’为亚芳基或亚烷基时，1>z≥0，1≥x>0，y1+y2＝1-z-x。4.权利要求1-3任一项所述接枝共聚物的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将侧链含羧基的烯烃类聚合物和含氨基的膦酸混合，反应，得到侧链含羧基的部分膦酸化的烯烃类聚合物；(2)将含氨基的超支化苯并咪唑类聚合物、侧链含羧基的部分膦酸化的烯烃类聚合物和含羧基的膦酸溶解于有机溶剂中，加热条件下反应，制备得到所述接枝共聚物。5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，步骤(1)中，所述含氨基的膦酸选自4-氨基-1-羟基丁亚基-1,1-二磷酸(阿伦膦酸)、4-氨基丁基膦酸、2-氨基乙基膦酸、3-氨基丁基膦2CN111303437A权利要求书2/2页酸、3-氨基丙基膦酸、(1-氨乙基)膦酸、(1-氨丙基)膦酸、(1-氨丁基)膦酸、2-氨基-5-膦酰戊酸、5-氨基戊基膦酸、4-氨基戊基膦酸、3-氨基戊基膦酸、(4-氨基苯基)膦酸、(3-氨基苯基)膦酸、(2-氨基苯基)膦酸中的至少一种；优选地，选自4-氨基-1-羟基丁亚基-1,1-二磷酸(阿伦膦酸)、4-氨基丁基膦酸、2-氨基乙基膦酸、3-氨基丁基膦酸中的至少一种；优选地，步骤(1)中，含氨基的膦酸和所述侧链含羧基的烯烃类聚合物中的羧基官能团的摩尔比为0.01-0.99:1；优选地，步骤(1)中，所述反应的温度为100-150℃，所述反应的时间为6-24h；所述反应是在惰性气氛下进行的。6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其中，步骤(2)中，所述