氟化的阴离子交换聚合物的液体组合物制造技术

技术编号:9466849 阅读:67 留言:0更新日期:2013-12-19 03:32
在此披露了一种液体组合物,该液体组合物包括:-一种液体介质,该液体介质包括至少一种非质子极性有机溶剂以及基于该组合物总重量的小于25wt%的一种醇;-以及基于该组合物总重量的至少5wt%的一种氟化的阴离子交换聚合物(P),该氟化的阴离子交换聚合物包括一个碳氟主链以及共价地连接到该主链上的多个侧链,这些侧链具有化学式(I):-SO2NR1Q+X-的端基,其中Q+是含至少一个季氮原子的一个基团,并且R1是H或者一个C1-C20烷基基团、或者与Q+中的一个基团一起形成了一个环,其中该环包含2到10个碳原子、并且任选地最多达4个杂原子,并且X-是一个选自由有机阴离子和亲脂性无机阴离子组成的组中的一种阴离子。该液体组合物适合于制备离子交换膜并且作为在电化学应用中使用的电催化层的粘合剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】在此披露了一种液体组合物,该液体组合物包括:-一种液体介质,该液体介质包括至少一种非质子极性有机溶剂以及基于该组合物总重量的小于25wt%的一种醇;-以及基于该组合物总重量的至少5wt%的一种氟化的阴离子交换聚合物(P),该氟化的阴离子交换聚合物包括一个碳氟主链以及共价地连接到该主链上的多个侧链,这些侧链具有化学式(I):-SO2NR1Q+X-的端基,其中Q+是含至少一个季氮原子的一个基团,并且R1是H或者一个C1-C20烷基基团、或者与Q+中的一个基团一起形成了一个环,其中该环包含2到10个碳原子、并且任选地最多达4个杂原子,并且X-是一个选自由有机阴离子和亲脂性无机阴离子组成的组中的一种阴离子。该液体组合物适合于制备离子交换膜并且作为在电化学应用中使用的电催化层的粘合剂。【专利说明】氟化的阴离子交换聚合物的液体组合物 本申请要求于2011年I月21日提交的欧洲申请号11151649.8和2011年6月16日提交的欧洲申请号11170217.1的优先权,出于所有目的将这些申请中的每一个的全部内容通过引用结合在此。
本专利技术涉及氟化的阴离子交换聚合物的液体组合物、涉及一种用于制造所述液体组合物的方法并且涉及其用于制造物品诸如离子交换膜的用途。
技术介绍
现有技术中已知的是含全氟化的主链和共价地键合到该全氟化的主链上的、含多个季铵基团的侧链的阴离子交换聚合物。EP166015A(东阳曹达制造公司(Τ0Υ0 SODAMANUFACTURING INC))02.01.1986 披露了含有碳氟阴离子交换聚合物的离子交换膜。该聚合物包括一种碳氟聚合物,该碳氟聚合物包括一个全氟化碳主链和连接到该主链上的一条侧链,具有由下式表示的一个端基-SO2N(R4)-(CH2)a-NR1R2R3Z,其中R1是一个较低级的烷基基团、一个芳香基团、或者一个含一个或多个季铵基团的烷基基团,R2是一个较低级的烷基基团、一个芳基基团、或者一个较低级的羟基烷基基团,或者R1和R2 —起形成了一个四亚甲基或者五亚甲基基团,R3是一个较低级的烷基基团,R4是一个氢原子、一个较低级的烷基基团或者一个含一个或多个季铵基团的烷基基团,a是2到5的一个整数,并且Z是季铵离子的对离子。这些膜是通过使含氟磺酰基端基的碳氟聚合物与具有化学式HNR4-(CH2)a-NR1R2的胺发生反应,其中R1、R2、R4以及a是如以上所定义的,接着与一种烷化剂发生反应以便将该叔氨基团转化成季铵基团而获得的。EP1612874A(苏威公司(SOLVAY SA)) 04.01.2006披露了阴离子交换膜,这些阴离子交换膜包括一种支持物聚合物以及共价地键合到该支持物聚合物上的具有化学式-SO2NR1Q+的基团,其中Q+是一个含至少一个季氮原子的基团,并且R1是H或者一个C1-Cm烷基基团、或者与Q+中的一个基团一起形成了一个环,其中该环包括2到10个碳原子,并且任选地,多达4个杂原子。该支持物聚合物是呈薄膜的形式。支持物聚合物的实例包括氟化的和全氟化的聚合物连同非氟化的聚合物。这些膜是通过一种适合的胺与含磺酰基基团的支持物聚合物的反应而获得的。氟化的阴离子交换聚合物在有机溶剂中的液体分散体己经在JP62_161866A(东阳曹达制造公司(Τ0Υ0 SODA MANUFACTURINGINC)) 17.07.1987中进行了披露,它披露了含一种混合溶剂的液体组合物,该混合溶剂包括至少一种选自二甲基甲酰胺、二甲亚砜、六甲基磷酸三酰胺、以及I,3- 二甲基-2-咪唑啉酮中的溶剂以及20wt %到90wt %的异丙醇以及一种含季铵盐的氟化的阴离子交换聚合物,该阴离子交换聚合物包括以下化学式:【权利要求】1.一种液体组合物,包括: -液体介质,该液体介质包括至少一种非质子极性有机溶剂以及基于该组合物总重量小于25wt%的醇;以及 -基于该组合物总重量至少5wt%的至少一种氟化的阴离子交换聚合物(P),该氟化的阴离子交换聚合物包括碳氟主链以及共价地连接到该主链上的多个侧链,所述侧链具有化学式⑴^SO2NR1Q+F的端基,其中Q+是含至少一个季氮原子的基团,并且R1是H或者C1-C2tl烷基基团、或者与Q+中的基团一起形成环,其中该环包含2到10个碳原子并且任选地包含最多4个杂原子,并且τ是选自由有机阴离子和亲脂性无机阴离子组成的组中的阴离子。2.根据权利要求1所述的液体组合物,其中,'是选自下组的有机阴离子,该组由以下各项组成:RA1S03_,其中Rai是C1X2tl直链或支链的、任选氟化的烷基或者取代的或者非取代的芳基基团;以及RA2C00_,其中‘是仏^㈨直链或支链的、任选氟化的烷基或者取代的或非取代的芳基基团。3.根据权利要求1所述的液体组合物,其中,'是选自下组的亲脂性无机阴离子,该组由以下各项组成:r、ClO4'SCN'NO3'4.根据以上权利要求中任一项所述的液体组合物,其中,该非质子有机溶剂是选自下组,该组由以下各项组成:脂肪族的和脂环族的酰胺以及脂肪族的亚砜。5.根据以上权利要求中任一项所述的液体组合物,其中,所述氟化的阴离子交换聚合物(P)的氟化的主链是直链的无规聚合物链,该聚合物链包括由化学式(II)表示的重复单元: 6.根据权利要求5所述的液体组合物,其中,该氟化的阴离子交换聚合物(P)包括由化学式(III)表示的重复单元: 7.根据以上权利要求中任一项所述的液体组合物,其中,化学式(I)的基团具有以下结构: 8.根据权利要求7所述的液体组合物,其中R1=H,R2=R3=CH3, R5=R6=R9=R10=H, z=l,并且Y=CR8R9,其中 R8=R9=CH3。9.根据任一前述权利要求所述的液体组合物,进一步包括催化剂颗粒。10.一种用于制备如权利要求1到9中任一项所述的液体组合物的方法,所述方法包括:将至少一种氟化的阴离子交换聚合物(P)溶解在液体介质中,该氟化的阴离子交换聚合物包括碳氟主链和共价地连接到该主链上的多个侧链,所述侧链具有化学式(I)-SO2NR1Q+X-的端基,该液体介质包括至少一种非质子极性有机溶剂以及基于该组合物的总重量小于25wt%的醇,其中R\Q +、和是如权利要求1中所定义。11.一种利用如权利要求1到9中任一项所述的液体组合物制造物品的方法。12.根据权利要求11所述的方法,包括将如权利要求1到9中任一项所述的液体组合物施加到支持物上的步骤。13.根据权利要求11或12所述的方法,包括用该液体组合物来浸溃多孔支持物。14.根据权利要求11到13中任一项所述的方法,其中τ是选自由νο3_和RA1S03_组成的组中的阴离子,其中Rai是选自由取代的或者非取代的芳基基团组成的组,优选Rai是P- (CH3) C6H4SOy所述方法进一步包括在至少120°C的温度热处理该物品的步骤。15.一种用于制备电催化层的方法,包括流延或者涂覆如权利要求9所述的液体组合物。【文档编号】C08J3/09GK103459526SQ201280014237 【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年1月18日 优先权日:2011年1月21日【专利技术者】S.佩特里西, P.A.古亚尔达, C.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:S佩特里西PA古亚尔达C奥达尼G马奇安尼
申请(专利权)人:索尔维特殊聚合物意大利有限公司
类型:
国别省市:

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