包含偏二氟乙烯聚合物和吸附性碳材料的组合物制造技术

组合物，该组合物包含a)聚合物，该聚合物包含衍生自偏二氟乙烯单体和至少一种携带至少一个选自羧基、酯基和羟基的官能团的单体的重复单元，以及b)微孔吸附性碳材料，该微孔吸附性碳材料具有至少700m

Composition comprising vinylidene fluoride two polymer and adsorptive carbon material

The composition, the composition including a) polymer, the polymer contains two derived from partial fluorine ethylene monomer and at least one carrying at least one selected from the group consisting of carboxyl, ester and hydroxyl functional groups of monomer repeat units, and b) the adsorption of microporous carbon material, carbon material of the micropore with at least 700M

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含偏二氟乙烯聚合物和吸附性碳材料的组合物相关申请的交叉引用本申请要求在2014年12月24日提交的欧洲申请号14307180.1的优先权，出于所有目的将所述申请的全部内容通过援引方式并入本申请。
技术介绍
本专利技术涉及包含氟化聚合物和吸附性碳材料的组合物以及此类组合物用于气体分离应用的用途。现有技术通过吸附方法的气体分离在本领域中已知用于多组分流体混合物中并且特别地用于气体混合物中。通过吸附的气体分离基本上依赖于将流体混合物的一种组分优先吸附在不可溶性材料上以将这种组分与该流体混合物的剩余组分分离，并随后使该吸附性材料再生以溶解吸附的组分，从而允许再利用该吸附性材料。近年来，还已经存在越来越多的兴趣以开发用于不同领域如能源应用或用于环境目的的流体储存系统。对于这些流体储存应用已经提出的技术之一是使用具有高吸附容量的多孔材料。由于在流体分子与吸附性材料之间建立的吸引力，待分离的流体积聚在这些材料的孔隙中。已经开发并且测试了数种类型的吸附剂，并且最好的候选物是具有高度发达的孔(具有适合尺寸)的材料以允许待吸附的流体分子进入孔内。为了实现令人满意的吸附程度和整个设置的稳定性，有利的是如果将吸附性材料提供在载体上，含有待分离或待储存的流体的流体介质流动穿过该载体，并且从而该吸附性材料吸附来自流体流的流体，该流体流从耗尽待分离或储存的流体的吸附性材料离开。因此，开发能够使吸附性材料附着或固定在合适的载体上的合适粘合剂还是感兴趣的。对由于温室气体排放以及大气中二氧化碳浓度的加速增加的气候变化的公众关注已经导致对于从流体或气体流中捕获二氧化碳的有效技术的增加的需要。特别地，化石燃料的发电厂在操作期间排出显著量的二氧化碳，并且从燃料气体流的二氧化碳捕获还是特别感兴趣的。对于不同目的，已经在文献中描述了大量种类的氟化聚合物，包括尤其作为电池组中的粘合剂用于制造膜。在这方面，已经开发了包含衍生自亲水性或官能单体的重复单元以改性氟化聚合物的特性的氟化聚合物或共聚物，例如以改进这些材料对金属的粘附性。WO2008/129,041是针对通过共聚偏二氟乙烯单体和亲水性(甲基)丙烯酸单体获得的某些偏二氟乙烯共聚物。US4,861,851披露了基本上随机的偏二氟乙烯丙烯酸酯共聚物，所述共聚物包含至少一种选自丙烯酸烷基酯以及烷氧基取代的丙烯酸烷基酯的单元。WO01/57,095披露了包括氟烷和烃重复单元的直链的氟化聚合物，氟烷单元衍生自四氟乙烯、氯三氟乙烯、三氟乙烯、氟乙烯或偏二氟乙烯并且烃单元衍生自乙酸乙烯酯、乙烯醇、(甲基)丙烯酸、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。所谓的活性炭已经在文献中被描述为用于通过吸附方法分离气体或纯化流体流的合适的吸附性材料。所述相应的材料可以就具体预期应用待采用的孔隙度、孔径和孔径分布而言进行设计。WO2012/126,018披露了具有用于二氧化碳捕获的效用的碳基吸附性材料。US2013/152,787披露了吸附气体分离的方法，其中提供了所谓的变温吸附方法用于分离包含至少两种不同流体组分的流体混合物。该方法包括允许流体混合物或进料混合物进入通道(提供吸附性材料处)的初始步骤，从而允许将流体混合物中的组分之一吸附到吸附剂上。为了再次溶解吸附的材料，使用温度增加，这已经给出了变温吸附方法的名称。代替温度增加，还存在在系统中使用压力变化来溶解吸附的材料的已知方法，并且相应的方法被称为所谓的变压吸附方法。附图说明图1示出了如实例5中使用的装置，该装置含有涂覆有根据本专利技术的组合物的基底。如实例5中描述的包含涂覆有该组合物的基底2的管状容器1配备有入口管线3，通过该入口管线将流体(气体)流引入到容器1内。分别通过两个三通阀4、5，将各自量的氮气和二氧化碳进料到入口管线3中。流体流通过吸附性基底2并通过出口管线6离开容器1至对于分析所需要的合适的分析仪器。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供某些组合物，所述组合物包含氟化聚合物和嵌入在所述氟化聚合物的基质中的碳材料，其可以通过吸附方法用于气体分离或气体纯化。本专利技术的另一个目的是包含氟化聚合物和嵌入在所述氟化聚合物的基质中的碳材料的组合物通过吸附方法用于气体分离或气体纯化的用途。本专利技术的另外实施例涉及包含氟化聚合物和吸附性碳材料的浆料或分散体，其作为表面或基底上的涂层组合物是有用的。具体实施方式通过如权利要求1所述的组合物、通过根据权利要求7所述的浆料或分散体并且通过根据权利要求11所述的组合物的用途，已经实现了本专利技术的上述目的。本专利技术的优选实施例被阐述于从属权利要求和下文的更详细说明中。根据本专利技术的组合物包含作为组分a)的聚合物，该聚合物包含衍生自偏二氟乙烯单体(在下文中VDF单体)和至少一种携带至少一个选自羧基、酯基和羟基的官能团的单体的重复单元。衍生自该携带至少一个官能团的单体的重复单元的量基于该聚合物中的重复单元的总量优选地在从0.02mol％至20mol％的范围内、更优选地在从0.5mol％至10mol％的范围内。尤其优选地，该量是至多7.5mol％并且更优选地至多5mol％。根据优选的实施例，衍生自该携带至少一个选自羧基、酯基和羟基的官能团的单体的重复单元的至少30％、优选地至少40％、甚至更优选地至少50％、60％或70％的部分贯穿该聚合物链是随机分布的。表述“随机分布的单元的部分”旨在表示具有官能团的单体序列的平均数(所述序列包括在衍生自VDF单体的两个重复单元之间)与具有官能团的所述单体的重复单元的总平均数之间的百分比比率。如果具有官能团的单体的每个重复单元皆被隔开，即位于该VDF单体的两个重复单元之间，则具有官能团的所述单体序列的平均数等于具有官能团的单体的重复单元的平均总数，并且随机分布的单元的部分是100％。这表示完全交替的结构(随机分布)。对于单元的总数，被隔开的单元的数量越大，随机分布的单元的部分的百分比值将越高。根据本专利技术的组合物中的聚合物a)中具有官能团的单体的单元的总平均数的确定可以通过技术人员已知的任何合适的方法进行。可以提及酸碱滴定法、特别地适于在侧链中包括脂肪氢原子的各个单体的量化的NMR法、以及基于在聚合物制造期间的总进料单体以及未反应的残余单体的重量平衡法。具有官能团的单体序列的平均数可以使用技术人员已知的方法通过19F-NMR确定。根据还另一个优选的实施例，根据本专利技术的组合物中的聚合物a)是半晶质的。在此方面，术语半晶质旨在表示具有可检出的熔点的聚合物。总体上理解的是，半晶质聚合物具有根据ASTMD3418确定的有利地至少0.4J/g并且更优选地超过1J/g的熔解热。此类聚合物提供了某些超过无定形聚合物的优点，特别是改进的机械特性，而不需要附加的交联。已经发现在某些应用中，具有30J/g至60J/g、优选地从35J/g至55J/g并且甚至更优选地40J/g至50J/g的熔解热的聚合物a)是特别有利的。优选地，聚合物a)具有良好的耐热性，并且经受根据ISO11358通过热重分析(TGA)在超过350℃、优选地超过360℃并且甚至更优选地超过380℃的温度下测量的1wt％的重量损失。线性共聚物，即由基本上线性序列的单体的重复单元构成的大分子组成的聚合物优于接枝共聚物或梳状聚合物，其中将单体接枝到主链上。聚合物a)优选地具有超过0.1本文档来自技高网...

【技术保护点】
组合物，该组合物包含a)聚合物，该聚合物包含衍生自偏二氟乙烯单体和至少一种携带至少一个选自羧基、酯基和羟基的官能团的单体的重复单元，以及b)微孔吸附性碳材料，该微孔吸附性碳材料具有至少700m

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.24 EP 14307180.11.组合物，该组合物包含a)聚合物，该聚合物包含衍生自偏二氟乙烯单体和至少一种携带至少一个选自羧基、酯基和羟基的官能团的单体的重复单元，以及b)微孔吸附性碳材料，该微孔吸附性碳材料具有至少700m2/g的比表面积(BET)、在从0.1ml/g至0.7ml/g的范围内的孔体积，所述孔体积的至少60％是由具有2nm或更低的孔半径的微孔形成的。2.根据权利要求1所述的组合物，其中该聚合物包含从0.02mol％至20mol％的衍生自该携带至少一个选自羧基、酯基和羟基的官能团的单体的重复单元。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中衍生自该携带至少一个选自羧基、酯基和羟基的官能团的单体的重复单元的至少40mol％是随机分布的。4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中该携带至少一个官能团的单体选自具有式1的(甲基)丙烯酸单体其中R1、R2和R3，可以是相同或不同的，各自独立地表示氢原子或C1-C3烃基，并且R4是氢或包含至少一个羟基的C1-C5烃部分。5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中该微孔吸附性碳材料具有至少900m2/g的比表面积(BET)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的组合物，其中该微孔吸附性碳材料是偏二氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：E杜布瓦，AL戈芬，J若利，
申请(专利权)人：索尔维公司，
类型：发明
国别省市：比利时,BE