[發明專利]一種含有膦酸化超支化聚苯并咪唑的質子交換膜及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202010153594.5
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111349239B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 莫肇華;李素麗;李俊義;徐延銘
• 申請（專利權）人: 珠海冠宇電池股份有限公司
• 主分類號: C08G73/18
• 分類號: C08G73/18;H01M8/103;H01M8/1072
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;謝怡婷

1.一種膦酸化超支化苯并咪唑類聚合物，其特征在于，所述膦酸化超支化苯并咪唑類聚合物是含羧基的超支化苯并咪唑類聚合物與含氨基的膦酸反應，或者含氨基的超支化苯并咪唑類聚合物與含羧基的膦酸反應后制備得到的；

所述超支化苯并咪唑類聚合物是以含有三個羧基的化合物和含有四個氨基的化合物為單體，經過溶液縮合反應制備得到的；

所述的含有三個羧基的化合物為含有三個羧基的六元環的化合物；含有三個羧基的取代或未取代的直鏈或支鏈的脂肪族化合物；或者是具有如下式(I)所示結構的化合物中的至少一種：

式(I)中，所述Y選自不存在、-S-、-O-、

所述的含有四個氨基的化合物選自下述式(II)或式(III)結構中的至少一種：

式(II)～式(III)中，X選自不存在、-S-、-O-、鹵素取代或未取代的C_1-6亞烷基；

所述膦酸化超支化苯并咪唑類聚合物中膦酸含量為0.2-6.5mmoL/g。

2.根據權利要求1所述的膦酸化超支化苯并咪唑類聚合物，其特征在于，所述六元環的化合物是苯、吡啶或咪唑；所述脂肪族化合物是C_3-10烷烴；該脂肪族化合物的取代基是H₂PO₃、C_1-6烷基。

3.根據權利要求1所述的膦酸化超支化苯并咪唑類聚合物，其特征在于，所述的含有三個羧基的化合物選自：

4.根據權利要求1所述的膦酸化超支化苯并咪唑類聚合物，其特征在于，所述超支化苯并咪唑類聚合物選自下述式(IV)～式(VII)結構中的至少一種：

式(IV)～式(VII)中，X選自不存在、-S-、-O-、鹵素取代或未取代的C_1-6亞烷基；n為1-100之間的整數；**代表支化點；R選自含有三個羧基的化合物的殘基。

5.根據權利要求4所述的膦酸化超支化苯并咪唑類聚合物，其特征在于，R選自下述結構中的至少一種：

*代表連接點。

6.根據權利要求1所述的膦酸化超支化苯并咪唑類聚合物，其特征在于，所述含羧基的超支化苯并咪唑類聚合物的結構如下述所示：

其中，X選自不存在、-S-、-O-、鹵素取代或未取代的C_1-6亞烷基；n為1-100之間的整數；**代表支化點；R選自含有三個羧基的化合物的殘基；m為1-100之間的整數。

7.根據權利要求1所述的膦酸化超支化苯并咪唑類聚合物，其特征在于，所述含氨基的超支化苯并咪唑類聚合物的結構如下述所示：

其中，X選自不存在、-S-、-O-、鹵素取代或未取代的C_1-6亞烷基；n為1-100之間的整數；**代表支化點；R選自含有三個羧基的化合物的殘基；m為1-100之間的整數。

8.根據權利要求1所述的膦酸化超支化苯并咪唑類聚合物，其特征在于，所述含氨基的膦酸選自4-氨基-1-羥基丁亞基-1,1-二磷酸、4-氨基丁基膦酸、2-氨基乙基膦酸、3-氨基丁基膦酸、3-氨基丙基膦酸、(1-氨乙基)膦酸、(1-氨丙基)膦酸、(1-氨丁基)膦酸、2-氨基-5-膦酰戊酸、5-氨基戊基膦酸、4-氨基戊基膦酸、3-氨基戊基膦酸、(4-氨基苯基)膦酸、(3-氨基苯基)膦酸、(2-氨基苯基)膦酸中的至少一種。

9.根據權利要求8所述的膦酸化超支化苯并咪唑類聚合物，其特征在于，所述含氨基的膦酸選自4-氨基-1-羥基丁亞基-1,1-二磷酸、4-氨基丁基膦酸、2-氨基乙基膦酸和3-氨基丁基膦酸中的至少一種。