[發明專利]一種超支化聚氨酯磺酸鹽及其固體高分子電解質膜的制造方法

有效

• 申請號: 201110364946.2
• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號: CN102504162A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 林華玉;盧江;梁暉;潘滴云;黎瑞楊
• 申請（專利權）人: 中山大學;佛山市南海霸力化工制品有限公司
• 主分類號: C08G18/32
• 分類號: C08G18/32;C08G18/83;C08L29/14;C08L75/04;C08K5/29;C08K5/3492;H01B1/12;C08J5/18
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

1.一種超支化聚氨酯磺酸鹽，其特征在于由含有兩個不同活性異氰酸酯基的二異氰酸酯與N,N-三羥甲基甲基氨基乙磺酸按等摩爾比反應而成。

2.根據權利要求1所述的超支化聚氨酯磺酸鹽，其特征在于所述的含有兩個不同活性異氰酸酯基的二異氰酸酯為2,4-甲苯二異氰酸酯或異佛爾酮二異氰酸酯。

3.根據權利要求1所述的超支化聚氨酯磺酸鹽，其特征在于所述的合成步驟如下：1）將N,N-三羥甲基甲基氨基乙磺酸溶解于非質子溶劑及叔胺成鹽劑中，在反應溫度-40-30℃，反應時間為5--120分鐘，與二異氰酸酯反應生成一種含有一個異氰酸酯基及三個羥基的AB₃型單體；2）提高溫度至30-110℃繼續反應4-72小時，得到一種含磺酸銨鹽及端羥基的超支化聚氨酯。

4.根據權利要求3所述的超支化聚氨酯磺酸鹽，其特征在于所述的非質子溶劑為二甲基亞砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮的一種或其混合物。

5.根據權利要求3所述的超支化聚氨酯磺酸鹽，其特征在于所述的叔胺成鹽劑為三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、三異丁胺、N,N-二甲基乙胺、N,N-二甲基丙胺或N,N-二甲基丁胺。

6.一種含堿金屬磺酸鹽的超支化聚氨酯的制備方法，其特征在于包括如下步驟：將權利要求1所述的含磺酸銨鹽的超支化聚氨酯通過離子交換樹脂進行離子交換，再與堿金屬氫氧化物反應得到含堿金屬磺酸鹽的超支化聚氨酯。

7.一種固體高分子電解質膜，其特征在于由權利要求1所述的超支化聚氨酯磺酸鹽與聚乙烯醇縮丁醛溶解于非質子溶質中，再用多異氰酸酯進行交聯制備而成；按重量份數計，各組分的比例為：

超支化聚氨酯磺酸鹽：1份

聚乙烯醇縮丁醛（丁醛基含量45.0-49.0?%）：1-6.5份

多異氰酸酯：0.08-0.5份。

8.根據權利要求7所述的固體高分子電解質膜，其特征在于按如下步驟制備：a）將超支化聚氨酯磺酸鹽1重量份，聚乙烯醇縮丁醛（丁醛基含量45.0-49.0?%）1-6.5重量份完全溶解于15-75重量份的非質子溶劑中，?加入0.08-0.5重量份的多異氰酸酯進行交聯反應，得到一種透明的粘稠液體；所述的交聯反應溫度為50-110℃，交聯反應時間為2-10小時；b）將步驟a）得到的透明粘稠液體澆鑄到聚四氟乙烯模具中，在氮氣氣氛下置于20-40℃蒸發除去非質子溶劑，得到一種固體高分子電解質薄膜。

9.根據權利要求7所述的固體高分子電解質膜，其特征在于所述的多異氰酸酯為分子中含有兩個或兩個以上異氰酸酯基的化合物；所述的非質子溶劑為二甲基亞砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮的一種或其混合物。