一种多孔超支化聚酯氧化石墨膜及其制备方法和应用.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CN105932202A(43)申请公布日2016.09.07(21)申请号201610408244.2(22)申请日2016.06.08(71)申请人广东工业大学地址510062广东省广州市越秀区东风东路729号(72)发明人廖海洋张海燕洪浩群秦改(74)专利代理机构广东广信君达律师事务所44329代理人张燕玲杨晓松(51)Int.Cl.H01M2/14(2006.01)H01M2/16(2006.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种多孔超支化聚酯氧化石墨膜及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种多孔超支化聚酯氧化石墨膜及其制备方法和应用。所述多孔超支化聚酯氧化石墨膜的制备方法是利用聚苯乙烯乳液作为模板，通过酯化反应将超支化聚醚多元醇接枝到氧化石墨上。所述聚苯乙烯乳液是由苯乙烯、过硫酸钾和十二烷基苯磺酸钠聚合反应制得；所述超支化聚醚多元醇是由甲醇钾溶液、三羟甲基丙烷和缩水甘油反应制得；所述氧化石墨是由天然石墨、高锰酸钾、浓硫酸和浓磷酸反应制得。所制得的多孔超支化聚酯氧化石墨膜不仅具有优越的耐热性、热稳定性和机械强度，同时还具有高亲液性，在锂离子电池隔膜中有广泛的应用前景。CN105932202ACN105932202A权利要求书1/2页1.一种多孔超支化聚酯氧化石墨膜的制备方法，其特征在于，是利用聚苯乙烯乳液作为模板，通过酯化反应将超支化聚醚多元醇接枝到氧化石墨上制备。2.根据权利要求1所述多孔超支化聚酯氧化石墨膜的制备方法，其特征在于，所述聚苯乙烯乳液是由苯乙烯、过硫酸钾和十二烷基苯磺酸钠聚合反应制得；所述超支化聚醚多元醇是由甲醇钾溶液、三羟甲基丙烷和缩水甘油反应制得；所述氧化石墨是由天然石墨、高锰酸钾、浓硫酸和浓磷酸反应制得。3.根据权利要求1或2所述多孔超支化聚酯氧化石墨膜的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：S1.超支化聚醚多元醇的制备：将甲醇钾溶液和三羟甲基丙烷在氮气下加热至80-90℃回流冷凝，然后滴加缩水甘油，反应12～24h，所得溶液溶于甲醇中，滴加盐酸至溶液呈中性，然后加入丙酮共沉淀提纯，制得超支化聚醚多元醇；S2.乳液聚合反应：将苯乙烯单体加入到十二烷基苯磺酸钠溶液，通入氮气，55℃下预乳化30min，加入过硫酸钾溶液，于80℃氮气条件下乳液聚合反应5～8h，制得聚苯乙烯乳液；S3.氧化石墨的制备：将天然石墨和高锰酸钾加入到浓硫酸与浓磷酸的体积比为9:1的混合酸中，升温至50℃，搅拌反应24h，待反应液冷却到室温后，加入30wt％的双氧水的结冰水中，经抽滤，水、盐酸溶液和乙醇洗涤，在50～60℃下真空干燥12h，制得氧化石墨；S4.酯化反应：将步骤S1制得的超支化聚醚多元醇与步骤S3制得的氧化石墨混合，在125℃条件下经催化剂酯化，将所得的反应液溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液中，经抽滤，水和醇洗涤数次后，置于50～60℃真空干燥12h，制得超支化聚酯氧化石墨；S5.多孔超支化聚酯氧化石墨膜的制备：将S4制得的超支化聚酯氧化石墨溶于去离子水中，配制成浓度为2mg/mL的溶液，然后滴入S2制得的聚苯乙烯乳液，经超声、真空抽滤、有机溶液萃取、风干后，制得多孔超支化聚酯氧化石墨膜。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1所述的甲醇钾溶液是将金属钾溶于甲醇中，配制成30wt％的甲醇钾溶液；所述甲醇钾、三羟甲基丙烷和缩水甘油的摩尔比为1:0.13:0.39～1:0.13:8.18；所述盐酸的浓度为2wt％；所述丙酮的用量为250～300mL。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S2所述十二烷基苯磺酸钠与苯乙烯单体的质量体积浓度为1～3mg/mL；所述过硫酸钾与苯乙烯单体的质量体积浓度为10mg/mL；所述聚苯乙烯的粒径为230nm～2μm。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S3所述天然石墨和高锰酸钾的质量比为1:6；所述天然石墨和高锰酸钾的总质量与混合酸的质量体积浓度为50mg/mL；所述盐酸溶液的浓度为30wt％；所述混合酸、水、盐酸溶液和乙醇的体积比为1:0.5:0.5:1～1:2:2:4。7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S4所述氧化石墨和超支化聚醚多元醇的质量比为1:50；所述氧化石墨和超支化聚醚多元醇的总质量与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积浓度为50mg/mL；所述催化剂为对甲苯磺酸、氯化亚砜、钛酸四丁酯中的一种。8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S5所述超支化聚酯氧化石墨与聚苯乙烯乳液的质量体积浓度为1～4mg/mL；所述有机溶液为甲苯、二甲苯、三氯甲烷中的一种。2CN105932202A