[发明专利]带有磺酰氟及醚端基侧基的氟树脂及其合成方法与应用

权利要求书

1.一种带有磺酰氟及醚端基侧基的全氟树脂是由烷基醚端基烯醚单体(A)、四氟乙烯(B)、磺酰氟端基烯醚单体(C)三元共聚合而成的全氟树脂，聚合物链的分子式为：

其中a＝0～3的整数，c＝0～3的整数，b＝1～6的整数，d＝1～6的整数；m，n，p是1～1000的正整数；R＝CxH_2x+1，x＝1～4；聚合物中三种单体所占的摩尔含量百分数：A＝0.01～5％，B＝48～84.9％，C＝15～47％；聚合物分子主链两端端基可以是：含氟烷基、全氟磺酰氟端基、CF₂H端基、或烃基。

2.如权利要求1所述的带有磺酰氟及醚端基侧基的全氟树脂，其特征是：R可以是直链或支链的烷基，优选甲基、乙基、异丙基；a＝0或1，c＝0或1，b＝2或3或4，d＝2或3。

3.如权利要求1所述的带有磺酰氟及醚端基侧基的全氟树脂，其特征是：

所述的烷基醚端基烯醚单体的结构式为：

其中a＝0～3的整数，b＝1～6的整数；R＝C_nH_2n+1，n＝1～4，R可以是直链或支链的烷基，优选甲基、乙基、异丙基。

4.如权利要求1所述的带有磺酰氟及醚端基侧基的全氟树脂，其特征是：

所述的磺酰氟端基烯醚单体的结构式为：

其中c＝0～3的整数，d＝1～6的整数。

5.如权利要求1所述的带有磺酰氟及醚端基侧基的全氟树脂的制备方法，其特征是，是通过四氟乙烯、烷基醚端基烯醚和磺酰氟端基烯醚在20～110℃、在引发剂的作用下进行共聚反应得到，反应时间为0.5～48小时，反应压力为0.2～10MPa。

6.如权利要求5所述的带有磺酰氟及醚端基侧基的全氟树脂的制备方法，其特征是：所述引发剂选自：N₂F₂、全氟过氧化物、过硫酸盐、过氧化物、偶氮类引发剂；

所述全氟过氧化物包括：过氧化全氟烷基酰基化合物、过氧化全氟烷氧基酰基化合物、过氧化部分含氟烷基酰基化合物、过氧化部分含氟烷氧基酰基化合物；

所述过硫酸盐包括过硫酸铵、碱金属过硫酸盐、碱土金属过硫酸盐；优选过硫酸铵或过硫酸钾；

所述过氧化物包括：过氧化烷基酰类和过氧化二碳酸酯类，过氧化烷基酰类包括叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢，过氧化二碳酸酯类包括过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯等；

所述偶氮类引发剂包括：油溶性偶氮类化合物、水溶性偶氮化合物，油溶性偶氮类化合物选自偶氮二异丁腈；水溶性偶氮化合物如偶氮二异丁眯盐酸盐。

7.如权利要求5所述的带有磺酰氟及醚端基侧基的全氟树脂的制备方法，其特征是：四氟乙烯、烷基醚端基烯醚和磺酰氟端基烯醚的比例为：48～84.9∶15～47∶0.01～10；摩尔比。

8.如权利要求5所述的带有磺酰氟及醚端基侧基的全氟树脂的制备方法，其特征是：所述的共聚反应，是下列之一：

(1)在溶剂中进行的共聚反应，按照溶剂：全氟磺酰单体＝2～5∶1重量比的比例加入溶剂，溶剂选自氟碳溶剂或氟氯烷烃；

(2)在水相中、在分散剂的存在下进行分散聚合反应或悬浮共聚反应，所述分散剂选自全氟烷基羧酸盐、全氟烷氧基羧酸盐、全氟烷基磺酸盐、全氟烷氧基磺酸盐、三嗪类分散剂、全氟羧酸氨盐；

(3)在水相中进行的乳液聚合反应，乳化剂的浓度为0.2～3％，所述乳化剂包括阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂；阴离子型乳化剂包括脂肪酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基磺酸钠、烷基芳基磺酸钠等；非离子型乳化剂包括烷基酚聚醚醇类，如壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪酸、聚氧乙烯脂肪酸醚。

(4)本体聚合反应，单体本身在引发剂作用下进行聚合。

9.权利要求1的带有磺酰氟及醚端基侧基的全氟树脂的应用，用于制造燃料电池或氯碱电解池的离子交换膜。