[发明专利]一种聚甲基丙烯酸羟乙酯和钒电池用阴离子交换膜

权利要求书

1.一种聚甲基丙烯酸羟乙酯，其特征在于具有如式(I)所示的结构，

其中，R为-H或-CH₃，n为9～392之间的整数，m为21～168之间的整数，r为15～500之间的整数。

2.权利要求1所述的聚甲基丙烯酸羟乙酯的合成方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将引发剂、单体、催化剂、配基与有机溶剂混合，对反应体系除氧，然后通氩气10分钟后密封；在20～100℃下反应5～24小时，终止反应后将反应产物离心，取沉淀，洗涤沉淀，得到化合物a；

(2)将化合物a溶解于有机溶剂中，加入盐酸溶液，30℃下反应3～12小时，将反应产物离心，取沉淀，洗涤沉淀，得到化合物b；

(3)将化合物b溶解于有机溶剂中，0℃下依次加入三乙胺和肉桂酰氯，20～50℃下反应3～12小时，将反应产物离心，取沉淀，洗涤沉淀，得到化合物c；

(4)将化合物c溶解于有机溶剂中，0℃下依次加入三乙胺和溴化试剂，20～50℃下反应3～12小时，将反应产物离心，取沉淀，洗涤沉淀，得到化合物d；

(5)将化合物d溶解在有机溶剂中得到聚合物溶液，取疏水多孔膜浸泡在聚合物溶液中3～12小时；然后将浸泡有疏水多孔膜的聚合物溶液在紫外光下照射0.5～2小时，取出疏水多孔膜，将疏水多孔膜上残留的聚合物溶液冲洗干净后得到复合膜；

(6)取复合膜与甲基丙烯酸二甲胺乙酯、催化剂、配基、有机溶剂混合，对反应体系除氧，然后通氩气10分钟后密封；30～100℃下反应5～24小时，终止反应后加入盐酸溶液浸泡3～12小时，反应产物用水洗涤并在水中脱去疏水多孔膜之后得到聚甲基丙烯酸羟乙酯；

步骤(1)所述的引发剂、单体、催化剂、配基四者的摩尔比为1∶(1～400)∶(1～10)∶(1～10)；

步骤(1)所述的引发剂为4-溴甲基二苯甲酮或1-苯基乙基氯；

步骤(1)所述的单体为甲基丙烯酸羟乙酯或丙烯酸羟乙酯；

步骤(3)所述的化合物b、三乙胺与肉桂酰氯的摩尔比为1∶(0.3～0.7)∶(0.3～0.7)；

步骤(4)所述的化合物c，三乙胺与溴化试剂的摩尔比为1∶(1～5)∶(1～5)；

步骤(5)所述的疏水多孔膜为聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚乙烯或聚醚砜中的一种；

步骤(6)所述的复合膜、甲基丙烯酸二甲胺乙酯、催化剂、配基、有机溶剂五者的质量比为1∶(10～100)∶(0.1～1)∶(0.1～1)∶(10～100)；

步骤(1)和(6)所述的催化剂为氯化亚铜或溴化亚铜；

步骤(1)和(6)所述的配基为2’2-联吡啶或五甲基二乙烯三胺。

3.根据权利要求2所述的聚甲基丙烯酸羟乙酯的合成方法，其特征在于：

步骤(1)所述的单体与有机溶剂的质量比为1∶1；

步骤(2)所述的盐酸溶液与有机溶剂的体积比为1∶100；

步骤(4)所述的溴化试剂为2-溴异丁酰溴。

4.根据权利要求2所述的聚甲基丙烯酸羟乙酯的合成方法，其特征在于：

步骤(6)所述的盐酸溶液与有机溶剂的质量比为1∶50；

步骤(6)所述的水为蒸馏水或去离子水；

步骤(1)和(6)所述的除氧是对反应体系进行液氮冷冻-抽真空-填氩气-解冻反复操作3次；

步骤(2)和(6)所述的盐酸溶液的浓度是1mol/L。

5.根据权利要求2所述的聚甲基丙烯酸羟乙酯的合成方法，其特征在于：所述的有机溶剂为N’N-二甲基甲酰胺、乙腈、四氢呋喃、苯甲醚、甲苯、二氧六环、吡啶或甲醇中的一种。

6.一种钒电池用阴离子交换膜，其特征在于：其基底为疏水多孔膜，疏水多孔膜的表面覆盖一层权利要求(1)所述的聚甲基丙烯酸羟乙酯。