[發(fā)明專利]一種高溶解性的聚苯并咪唑共聚物的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010113774.0
• 申請(qǐng)日: 2020-02-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113292729A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何正標(biāo);李鈴春;胡金波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C08G73/18
• 分類號(hào): C08G73/18;C08J5/22;H01M8/103;H01M8/1069;C08L79/04
• 代理公司: 上海一平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31266
• 代理人: 馬思敏;徐迅

本發(fā)明一種高溶解性的聚苯并咪唑共聚物的制備方法，具體地，四胺化合物I同時(shí)與兩種或兩種以上的二羧酸苯酯化合物II，在催化劑C以及芳基酚D存在的情況下，在氮?dú)饬鞯谋Ｗo(hù)下，通過(guò)兩步高溫縮合的方式，制備得到高溶解性的聚苯并咪唑共聚物。本發(fā)明的聚苯并咪唑共聚物兼具高分子量和高溶解性，以及優(yōu)異的加工性能，非常適合廣泛的加工和使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于燃料電池領(lǐng)域，具體涉及一種燃料電池用高質(zhì)子電導(dǎo)率的聚苯并咪唑類聚合物的制備及應(yīng)用。

背景技術(shù)

聚苯并咪唑類聚合物是當(dāng)今最為高檔的工程熱塑性塑料，是目前塑料中耐溫等級(jí)最高的材料，屬于熱固性材料，沒(méi)有熔點(diǎn)，長(zhǎng)期使用溫度可以到400℃，并且具有最好的機(jī)械性能等優(yōu)點(diǎn)。聚苯并咪唑類聚合物是一種可用于其他樹(shù)脂無(wú)法滿足的極端高溫，極惡劣化學(xué)和等離子體環(huán)境中或者對(duì)產(chǎn)品耐用性和耐磨性要求很高的應(yīng)用環(huán)境中的理想材料。其具有優(yōu)異的抗燃性、輻射穩(wěn)定性、機(jī)械穩(wěn)定性、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、抗氧化穩(wěn)定性、韌性、粘連性、吸濕性等性能。其具有廣泛的應(yīng)用范圍，可以作為結(jié)構(gòu)工程材料、熱絕緣材料、電絕緣材料、結(jié)構(gòu)粘結(jié)劑、纖維、布、滲透膜、燃料電池高溫質(zhì)子交換膜等。具體的應(yīng)用領(lǐng)域有航天領(lǐng)域(超音速飛行器的雷達(dá)天線罩、整流罩和尾翼、耐燒灼涂層、太空飛船的耐輻射材料、宇航密封倉(cāng)耐熱防火材料、航天服)、航空領(lǐng)域(飛機(jī)內(nèi)飾物、座椅阻燃層，戰(zhàn)機(jī)減速傘)、電子領(lǐng)域(印制線路板、C級(jí)電絕緣材料和微電子領(lǐng)域的FPC基材,以及半導(dǎo)體層間絕緣材料、平板顯示器制造、下一代的連接插頭、開(kāi)關(guān))、高溫粘結(jié)劑(黏結(jié)玻璃、陶瓷等非金屬及不銹鋼、鋁等金屬)、汽車領(lǐng)域(汽車套椅、安全帶、剎車系統(tǒng))、消防領(lǐng)域(消防服、防火涂層)、工業(yè)領(lǐng)域(勝任軸承、套管、滾筒、滑軌以及白熾燈或熒光燈高溫接觸件，如真空杯、推指和保持架，電氣接觸器等)、分離領(lǐng)域(海水凈化、氣體分離)、電池領(lǐng)域(燃料電池質(zhì)子交換膜)。

正是因?yàn)榫郾讲⑦溥蝾惥酆衔锞哂腥绱藘?yōu)異的性能，同時(shí)又具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。因此，其制備方法備受關(guān)注。目前制備聚苯并咪唑類聚合物的方法比較多，但是目前制備的一般都是單一結(jié)構(gòu)聚苯并咪唑類聚合物。對(duì)于單一結(jié)構(gòu)的聚苯并咪唑類聚合物來(lái)說(shuō)，有的熱穩(wěn)定性比較好，但是溶解性很差，加工性能也很差；有的溶解性比較好，但是耐高溫性能和機(jī)械性能卻不好；很難得到綜合性能優(yōu)異的聚合物，這樣就嚴(yán)重的限制了其商業(yè)化應(yīng)用推廣以及后續(xù)的加工成型等問(wèn)題。

因此，本領(lǐng)域尚需要制備綜合性能優(yōu)異的聚苯并咪唑聚合物的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高溶解性的聚苯并咪唑共聚物的制備方法。

本發(fā)明的第一方面，提供了一種聚苯并咪唑類聚合物的制備方法，所述的方法包括：

在惰性氣氛中，在催化劑以及芳基酚存在的情況下，用式I所示的四胺化合物與兩種或兩種以上式II所示的二羧酸苯酯化合物進(jìn)行高溫縮合，從而制備得到含有多個(gè)式III所示的聚苯并咪唑類聚合物鏈段的共聚物：

其中：

n＝2-10000；優(yōu)選地，n＝50-2000；

為C6-C10的芳基、聯(lián)(C6-C10芳基)、或(C6-C10芳基)-R-(C6-C10芳基)；其中，所述的R選自下組：O、S、NH、C(O)、S(O)₂、未取代或鹵代的C1-C6亞烷基、未取代或鹵代的C2-C6亞烯基；

為k種各自獨(dú)立地選自下組的基團(tuán)：取代或未取代的C6-C10的芳基、取代或未取代的5-12元雜芳基、聯(lián)(C6-C10芳基)、或(C6-C10芳基)-R-(C6-C10芳基)、聯(lián)(5-12元雜芳基)、或(5-12元雜芳基)-R-(5-12元雜芳基)；

k為2、3、4或5；

其中，所述的R選自下組：