[發明專利]聚合性單體、導電聚合物用高分子化合物及其制備方法

在審

• 申請號: 202010077624.9
• 申請日: 2020-01-31
• 公開（公告）號: CN111499500A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 畠山潤;長澤賢幸;長谷川幸士;提箸正義;福島將大
• 申請（專利權）人: 信越化學工業株式會社
• 主分類號: C07C43/23
• 分類號: C07C43/23;C08F220/38;C08F212/14;H01L51/52
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張晶;謝順星

本發明提供一種適合用作燃料電池用或導電材料用的摻雜劑的導電聚合物用高分子化合物與其制備方法，該導電聚合物用高分子化合物由共聚聚合物形成，該共聚聚合物含有具有氟磺酸、氟磺酰亞胺基、正羰基氟磺酰胺基的重復單元與具有3,3,3?三氟?2?羥基?2?三氟甲基異丁醚基的苯乙烯的重復單元。使用下述通式(1)所表示的聚合性單體與選自具有由氟磺酸等的鋰鹽、鈉鹽、鉀鹽、氮化合物鹽構成的鹽結構的單體中的一種以上的單體，進行聚合反應，通過離子交換，將通過聚合反應而得到的聚合物的重復單元的鹽結構變換為氟磺酸等。[化學式1]

技術領域

本發明涉及一種聚合性單體、導電聚合物用高分子化合物及其制備方法。

背景技術

作為燃料電池或導電高分子的摻雜劑聚合物，使用有含磺基聚合物。作為燃料電池用，廣泛使用有以注冊商標Nafion為代表的乙烯基全氟烷基醚磺酸，作為導電高分子用的摻雜劑聚合物，廣泛使用有乙烯基磺酸或苯乙烯磺酸的聚合物(專利文獻1)。作為摻雜劑聚合物，提出了一種質子被陽離子取代的氟化酸聚合物，其中示出了一種具有雙氟烷基磺酰亞胺的鋰鹽的苯乙烯衍生物的摻雜劑(專利文獻2)。

乙烯基全氟烷基醚磺酸雖然化學穩定性高，耐久性優異，但玻璃化轉變溫度低，當使用了該成分的燃料電池被暴露在高溫時，存在聚合物發生熱流動而導致離子傳導性下降的問題。具有雙氟烷基磺酰亞胺的苯乙烯也具有同樣的問題。對于提高衍生物離子傳導性，雖然以α位被氟化的磺基為代表的超強酸聚合物是有效的，但尚未發現衍生物離子傳導性高且玻璃化轉變溫度高因而化學性也穩定的材料。

此外，雖然聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯等具有共軛雙鍵的導電高分子自身并不表現出導電性，但通過摻雜磺酸等強酸而表現出導電性。作為摻雜劑，最常用的是聚苯乙烯磺酸(PSS)。這是由于導電率通過PSS的摻雜而變得最高。

PSS為水溶性樹脂，其幾乎不溶解于有機溶劑。因此，將PSS作為摻雜劑的聚噻吩也為水溶性。

由于將PSS作為摻雜劑的聚噻吩為高導電性且高透明，因此作為代替ITO(氧化銦錫)的有機EL照明用的導電膜而備受期待。然而，有機EL的發光體因水分而發生化學變化，因而變得不會發光。即，當將水溶性樹脂的導電膜用于有機EL時，由于樹脂含有水，因此存在有機EL的發光壽命變短的問題。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2008-146913號公報

專利文獻2：日本專利第5264723號

發明內容

本發明要解決的技術問題

本發明鑒于上述情況而完成，其目的在于提供一種適合用作燃料電池用或導電材料用的摻雜劑的導電聚合物用高分子化合物，該導電聚合物用高分子化合物由共聚聚合物形成，該共聚聚合物含有具有氟磺酸、氟磺酰亞胺基、正羰基氟磺酰胺基的重復單元、與具有3,3,3-三氟-2-羥基-2-三氟甲基(六氟醇：HFA)異丁醚基的苯乙烯的重復單元。此外，本發明的目的在于提供一種這樣的導電聚合物用高分子化合物的制備方法。

解決技術問題的技術手段

為了達成上述技術問題，本發明提供一種聚合性單體，其為下述通式(1)所表示的聚合性單體。

[化學式1]

式中，R為單鍵、亞甲基、亞乙基，m為1或2。

本發明的聚合性單體可溶于有機溶劑，其為適合用作燃料電池用或導電材料用的摻雜劑的、特定的導電聚合物用高分子化合物的原料單體。