[發明專利]一種長側鏈SEBS基堿性聚合物電解質膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201611146383.9
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN108232260B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 孫公權;楊叢榮;王素力
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M8/1018
• 分類號: H01M8/1018;H01M8/1069;C08J5/22;C08F8/00;C08F8/04;C08F297/04;C08L53/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種長側鏈SEBS基堿性聚合物電解質膜的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）含氧長烷基側鏈溴代聚合物的制備，包括氯甲基化SEBS的制備、SEBS主鏈含氧長烷基側鏈醇的制備和含氧長烷基側鏈溴代聚合物的制備；

氯甲基化SEBS的制備過程為：于有機溶劑E中加入SEBS，依次加入氯甲基化試劑和催化劑，反應后用溶劑F析出，用溶劑F洗滌2次以上，干燥得到氯甲基化SEBS，命名為CMSEBS；

SEBS主鏈含氧長烷基側鏈醇的制備：將上述制備的CMSEBS溶于溶劑G中，得到CMSEBS的G溶液；用正二醇溶解強堿，然后加入CMSEBS的G溶液；反應，恢復至室溫后倒入溶劑H中析出固體，然后用溶劑H充分洗滌，最后充分干燥后備用；

含氧長烷基側鏈溴代聚合物的制備：將上述制備的SEBS主鏈含氧長烷基側鏈醇溶于溶劑I中，加入溴化物或溴化物與苯基膦，然后反應，用溶劑J充分洗滌后干燥得到溴代聚合物；

（2）采用熱壓或溶劑揮發法制備長側鏈SEBS基堿性聚合物電解質膜。

2.按照權利要求1所述堿性聚合物電解質膜的制備方法，其特征在于：

步驟（2）所述熱壓方法制備長側鏈SEBS基堿性聚合物電解質膜的過程為：將步驟（1）制備的含氧長烷基側鏈溴代聚合物置于塑料薄膜中，將塑料薄膜放于鋼板之間，然后再熱壓，恢復至室溫后放于三甲胺、咪唑類化合物、胍鹽或DABCO中的一種或二種以上溶液中浸泡進行官能團化，得到含氧長烷基側鏈官能團化溴型膜；

步驟（2）所述溶劑揮發法制備長側鏈SEBS基堿性聚合物電解質膜的過程為：將步驟（1）制備的含氧長烷基側鏈溴代聚合物溶于溶劑K中，將三甲胺、咪唑類化合物、胍鹽或DABCO中的一種或二種以上加入到長側鏈鹵代物的溶液中反應，得到含氧長烷基鏈官能團化溴型聚合物溶液，然后將聚合物溶液倒在玻璃板上，揮發溶劑，得到含氧長烷基鏈官能團化溴型膜；

或氫氧型長側鏈官能團化膜的制備：

將步驟（2）中所得的長側鏈官能團化溴型離子交換膜置于氫氧化鉀和/或氫氧化鈉溶液中浸泡，得到氫氧型長側鏈官能團化堿性聚合物電解質膜。

3.按照權利要求1所述堿性聚合物電解質膜的制備方法，其特征在于：

步驟（1）中氯甲基化SEBS的制備過程中所述溶劑E為四氯化碳、二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、四氯乙烷中的一種或兩種以上；所述氯甲基化試劑為氯甲基乙醚、氯甲基丁醚、氯甲基己醚、氯甲基辛醚、1,4-二氯甲氧基丁烷中的一種或兩種以上；所述催化劑為無水四氯化錫、氯化鋅、三氟乙酸、濃硫酸中的一種；所述溶劑F為水、甲醇、乙醇、異丙醇、乙酸乙酯、丙酮中的一種或兩種以上；

步驟（1）中SEBS主鏈含氧長烷基側鏈醇的制備過程中所述溶劑G為四氫呋喃、二甲苯、氯仿中的一種；所述正二醇為乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇或辛二醇；所述強堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、叔丁醇鈉、叔丁醇鉀、氫化鈉中的一種；溶劑H為水、石油醚、乙醚、乙酸乙酯、甲醇、乙醇、丙酮中的一種；

步驟（1）中SEBS主鏈含氧長烷基側鏈醇的制備過程中所述CMSEBS的質量與溶劑G的體積比為1:10-1:30 g/mL；所述CMSEBS的質量與正二醇的體積比為5:1-1:5g/mL；所述CMSEBS的質量與強堿的質量比為6:1-1:2；

步驟（1）中SEBS主鏈含氧長烷基側鏈醇的制備過程中所述正二醇溶解強堿的溫度為50-120 ^oC；所述反應溫度為60-100 ^oC；所述反應時間為4 h；

步驟（1）中含氧長烷基側鏈溴代聚合物的制備中所述溶劑I為氯仿、四氫呋喃、甲苯、二甲苯中的一種；溴化物為三溴化膦、四溴化碳中一種；所述溶劑J為甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚、石油醚中的一種或兩種以上；

步驟（1）中含氧長烷基側鏈溴代聚合物的制備中所述含氧長烷基側鏈醇的質量與溶劑I的體積比為1:15-1:50g/mL；所述含氧長烷基側鏈醇的質量與溴化物的質量比為4:1-1:3；所述含氧長烷基側鏈醇的質量與三苯基膦的質量比為2:1-1:5；

步驟（1）中含氧長烷基側鏈溴代聚合物的制備中所述向含氧長烷基側鏈醇溶液中加入溴化物的溫度為0-10 ^oC；所述反應溫度為-20 ^oC-室溫；所述反應時間為12 h。