一种寡聚乙二醇硅氧烷的制备方法技术

本发明专利技术提供一种寡聚乙二醇硅氧烷的制备方法。所述制备方法包括如下步骤：在Fe

【技术实现步骤摘要】
一种寡聚乙二醇硅氧烷的制备方法


[0001]本专利技术属于电解液添加剂
，具体涉及一种寡聚乙二醇硅氧烷的制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有能量密度高、功率密度大、循环寿命长、无记忆效应、绿色环保等特点，是目前是电动汽车最主要的动力组件。为了满足高续航，长寿命，快充电等需要，目前可充电锂离子电池朝着高活性正负极、高电压、高温工作等方向发展，对可充电锂离子电池的安全性提出了更高的要求。研究表明提升电压有利于提升锂离子电池的能量密度，但是商用的电解液在高压/高温条件下，极易发生剧烈的氧化分解反应，造成活性材料形貌、结构发生坍塌，加速电池衰减，显著降低锂离子电池的循环寿命。为了解决这一问题，通常需要在电解液中加入功能性添加剂，这些功能性添加剂在高压/高温条件下在负极或正极界面形成稳定的保护膜组分，可以隔绝电解液与电极在高压/高温下进一步接触发生分解，从而明显提高电池循环寿命。
[0003]有机硅类化合物具有优良的热稳定性、低可燃性、低挥发度、低粘度、温粘系数小、表面张力小、迁移性好、耐高低温、高分解电压等特点，所以在过充时较一般的防过充电解液更加不易燃烧，更能耐高电压而不易分解。寡聚乙二醇硅氧烷类功能添加剂分子结构中含有多个硅氧基团，可以在过充时候更加迅速高效的形成致密的交联网状的电化学聚合物，较普通的化合物能形成更致密的电化学聚合物覆盖于极片表面，对电池保护的更充分，从而具有更好的防过充性能。
[0004]而现有技术中，对于寡聚乙二醇硅氧烷类功能添加剂的制备方法较为复杂，反应时间较长，反应温度较高，产率较低，而目标产物的分离和提纯较困难。因此，如何提供一种制备路线简洁、反应条件较为温和、反应时间较短、产率较高且易于分离和提纯的寡聚乙二醇硅氧烷类功能添加剂的制备方法，已成为目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种寡聚乙二醇硅氧烷的制备方法。本专利技术中，通过对寡聚乙二醇硅氧烷的制备路线进行设计，通过特定的催化剂，得到了寡聚乙二醇硅氧烷。本专利技术提供的制备方法路线简洁、反应条件较为温和、产率较高且易于分离和提纯，适合工业化生产。
[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]本专利技术提供一种寡聚乙二醇硅氧烷的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0008]在Fe
‑
络合物催化剂存在下，式II所示硅氢类化合物和式III所示寡聚乙二醇甲醚反应，得到如式I所示寡聚乙二醇硅氧烷，反应式如下：
[0009][0010]其中，R1‑
R4各自独立地选自氢原子、氰基、取代或未取代的C1～C6烷基、取代或未取代的C1～C6烷氧基、取代或未取代的C1～C6硅烷氧基、取代或未取代的C2～C6烯基、取代或未取代的C2～C6炔基、取代或未取代的C6～C12芳基中的任意一种；
[0011]R1‑
R4中所述取代的取代基各自独立地选自氟原子、氰基、C1～C5的支链或直链烷基、C1～C5的烷氧基中的至少一种；
[0012]R1、R2可以连接成环，R3、R4可以连接成环，R1、R3可以连接成环，R2、R4可以连接成环；
[0013]m为0～5的整数；
[0014]n为1～8的整数。
[0015]本专利技术中，通过对寡聚乙二醇硅氧烷的制备路线进行设计，以式II所示硅氢类化合物和式III所示寡聚乙二醇甲醚作为起始原料，通过选用特定的Fe
‑
络合物催化剂，制备得到了产率较高的寡聚乙二醇硅氧烷。本专利技术提供的制备方法路线简洁、原料成本低、反应条件较为温和、产率较高且易于分离和提纯，同时环境污染少，适合工业化生产。
[0016]本专利技术中，所述C1～C6可以是C1、C2、C3、C4、C5或C6。
[0017]所述C2～C6可以是C2、C3、C4、C5或C6。
[0018]所述C6～C12可以是C6、C10或C12等。
[0019]所述C1～C5可以是C1、C2、C3、C4或C5。
[0020]m为0～5的整数，例如可以是0、1、2、3、4或5。
[0021]n为1～8的整数，例如可以是1、2、3、4、5、6、7或8。
[0022]以下作为本专利技术的优选技术方案，但不作为对本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的目的和有益效果。
[0023]作为本专利技术的优选技术方案，所述R1‑
R4各自独立地选自C1～C4烷基(例如可以是甲基、乙基、丙基或丁基)、C1～C4氟代烷基(例如可以是氟代甲基、氟代乙基、氟代丙基或氟代丁基)、C1～C4烷氧基(例如可以是甲氧基、乙氧基、丙氧基或丁氧基)、C1～C4硅烷氧基(例如可以是硅甲氧基、硅乙氧基、硅丙氧基或硅丁氧基)、取代或未取代的C2～C4烯基(例如可以是乙烯基、丙烯基或丁烯基)、取代或未取代的C2～C4炔基(例如可以是乙炔基、丙炔基或丁炔基)、氟代或未取代的苯基中的任意一种。
[0024]优选地，所述R1‑
R4各自独立地选自甲基、乙基、丙基、异丙基、甲氧基、三氟甲基、三氟乙基、炔丙基、烯丙基、氰基、苯基、氟代苯基中的任意一种。
[0025]作为本专利技术的优选技术方案，所述Fe
‑
络合物催化剂为β
‑
二酮亚胺铁络合物，所述β
‑
二酮亚胺铁络合物具有如式IV所示结构：
[0026][0027]其中，R5选自氢原子、取代或未取代的C1～C6(例如可以是C1、C2、C3、C4、C5或C6)烷基、取代或未取代的C1～C6(例如可以是C1、C2、C3、C4、C5或C6)烷氧基、取代或未取代的C6～C12(例如可以是C6、C10或C12等)芳基、取代或未取代的C3～C12(例如可以是C3、C5、C7、C9、C10或C12等)杂芳基中的任意一种；
[0028]R5中所述取代的取代基选自氟原子、C1～C5(例如可以是C1、C2、C3、C4或C5)的支链或直链烷基、C1～C5(例如可以是C1、C2、C3、C4或C5)的烷氧基中的至少一种。
[0029]本专利技术选用的催化剂制备方法简单、原料成本低、催化活性高，有利于反应原料的转化，提高目标产物的产率。
[0030]作为本专利技术的优选技术方案，所述R5为异丙基。
[0031]作为本专利技术的优选技术方案，以式II所示硅氢类化合物的摩尔百分数为100％计，所述Fe
‑
络合物催化剂的摩尔百分数为1～10％，例如可以是1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％等，优选为1～5％。
[0032]作为本专利技术的优选技术方案，所述式II所示硅氢类化合物和式III所示寡聚乙二醇甲醚的摩尔比为1:(1.8～4)，例如可以是1:1.8、1:2.0、1:2.2、1:2.5、1:2.7、1:3.0、1:3.3、1:3.6或1:4等，优选为1:(2.0～2.5)。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种寡聚乙二醇硅氧烷的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：在Fe
‑
络合物催化剂存在下，式II所示硅氢类化合物和式III所示寡聚乙二醇甲醚反应，得到如式I所示寡聚乙二醇硅氧烷，反应式如下：其中，R1‑
R4各自独立地选自氢原子、氰基、取代或未取代的C1～C6烷基、取代或未取代的C1～C6烷氧基、取代或未取代的C1～C6硅烷氧基、取代或未取代的C2～C6烯基、取代或未取代的C2～C6炔基、取代或未取代的C6～C12芳基中的任意一种；R1‑
R4中所述取代的取代基各自独立地选自氟原子、氰基、C1～C5的支链或直链烷基、C1～C5的烷氧基中的至少一种；R1、R2可以连接成环，R3、R4可以连接成环，R1、R3可以连接成环，R2、R4可以连接成环；m为0～5的整数；n为1～8的整数。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述R1‑
R4各自独立地选自C1～C4烷基、C1～C4氟代烷基、C1～C4烷氧基、C1～C4硅烷氧基、取代或未取代的C2～C4烯基、取代或未取代的C2～C4炔基、氟代或未取代的苯基中的任意一种；优选地，所述R1‑
R4各自独立地选自甲基、乙基、丙基、异丙基、甲氧基、三氟甲基、三氟乙基、炔丙基、烯丙基、氰基、苯基、氟代苯基中的任意一种。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述Fe
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络合物催化剂为β
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二酮亚胺铁络合物，所述β
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二酮亚胺铁络合物具有如式IV所示结构：其中，R5选自氢原子、取代或未取代的C1～C6烷基、取代或未取代的C1～C6烷氧基、取代或未取代的C6～C12芳基、取代或未取代的C3～C12杂芳基中的任意一种；R5中所述取代的取代基选自氟原子、C1～C5的支链或直链烷基、C1～C5的烷氧基中的至少一种。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述R5为异丙基。5.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：许波，张辉，李荣，魏万国，
申请(专利权)人：上海如鲲新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：