[發明專利]一種含季銨側基的聚芳醚和陰離子交換膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201210420899.3
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN103788365A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 張楊;劉軼群;潘國元;郭敏;嚴昊
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08G65/48
• 分類號: C08G65/48;C08G65/40;C08J5/22;C08L71/12;H01M8/10;H01M8/02
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;王鳳桐

1.一種含季銨側基的聚芳醚，其特征在于，所述聚芳醚具有式（1）所示的結構：

式（1），

其中，R₁為C₂-C₅的帶羥基的亞烷基，R₂-R₄為C₁-C₅的烷基，X為鹵素，n≥2，Ar₁具有式（2）-式（4）所示結構中的一種或多種；

式（2），式（3），

式（4），

R₅-R₂₈為H、鹵素或C₁-C₅的烷基。

2.根據權利要求1所述的聚芳醚，其中，

R₁為帶羥基的亞丙基、R₂-R₄為甲基、Ar₁具有式（2）所示的結構、且R₅-R₁₂為氟、60≤n≤100；或者，

R₁為帶羥基的亞丙基、R₂-R₄為甲基、Ar₁具有式（3）所示的結構、且R₁₃-R₂₀為H、60≤n≤100；或者，

R₁為帶羥基的亞丙基、R₂-R₄為甲基、Ar₁具有式（4）所示的結構、且R₂₁-R₂₈為H、60≤n≤100。

3.一種含季銨側基的聚芳醚的制備方法，該方法包括以下步驟：

（1）在縮合反應條件下、在催化劑的存在下，將具有式（5）所示結構的雙酚單體與具有式（6）-式（8）所示結構的含鹵素化合物中的一種或多種反應，使得到具有式（9）所示結構的含甲氧基的聚芳醚；

（2）在脫甲基化反應條件下，將步驟（1）得到的含甲氧基的聚芳醚與脫甲基化試劑反應，使得到具有式（10）所示結構的含酚羥基的聚芳醚；

（3）在開環反應條件下，將步驟（2）得到的含酚羥基的聚芳醚與具有式（11）所示結構的環氧化物反應，使得到具有式（1）所示結構的含季銨側基的聚芳醚；

式（1），式（2），

式（3），式（4），

式（5），式（6），

式（7），式（8），

式（9），式（10），

式（11），

其中，R₁為C₂-C₅的帶羥基的亞烷基，R₂-R₄為C₁-C₅的烷基，R₅-R₂₈為H、鹵素或C₁-C₅的烷基，R₂₉-R₃₄為鹵素，R₃₅不存在或者為C₁-C₃的亞烷基，X為鹵素，n≥2，Ar₁具有式（2）-式（4）所示結構中的一種或多種。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其中，步驟（1）中，所述縮合反應條件包括溫度為100-220℃、時間為2-20小時；優選地，步驟（2）中，所述脫甲基化反應條件包括溫度為0-10℃、時間為5-24小時；優選地，步驟（3）中，所述開環反應條件包括溫度為30-100℃、時間為2-10小時。

5.根據權利要求3或4所述的制備方法，其中，步驟（1）中，以1mol的所述雙酚單體為基準，所述含鹵素化合物的總用量為0.8-1.2mol；優選地，所述含鹵素化合物選自十氟聯苯、4,4′-二氟二苯甲酮、4,4′-二氯二苯甲酮、4,4′-二氯二苯砜和4,4′-二氟二苯砜中的一種或多種。

6.根據權利要求3或4所述的制備方法，其中，步驟（1）中，以1mol的所述雙酚單體為基準，所述催化劑的用量為1-2.5mol；優選地，所述催化劑選自碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸鈣、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鈣和氫化鈣中的一種或多種。