[发明专利]偏二氟乙烯共聚物

说明书

本申请要求于2010年12月22日提交的U.S.临时申请号61/426416的优先权，出于所有的目的该申请的全部内容通过引用结合在此。

技术领域

本发明涉及偏二氟乙烯共聚物和它的组合物，涉及用于制造所述共聚物的方法以及使用所述共聚物作为制造电极或制造隔膜的粘合剂。

背景技术

包括衍生自(甲基)丙烯酸类单体的重复单元的偏二氟乙烯共聚物是在本领域已知的，因其具有与偏二氟乙烯均聚物典型的化学惰性和机械特性不同的、合适的亲水特性和增强的对金属的粘附性。

也由于它们众所周知的电化学稳定性、高结晶度和高熔点、在电解质中的耐化学性以及在几种选择的溶剂中的溶解性，因此发现包括衍生自(甲基)丙烯酸类单体的重复单元的偏二氟乙烯共聚物适合于制造电极和隔膜，典型地该隔膜通过在合适的有机溶剂中加工所述共聚物溶液而成形。

尤其是，EP1621573A(KUREHA CORPORATION)1/02/2006披露了包括按摩尔计从0.01％到10％的亲水性单体单元的偏二氟乙烯共聚物的多孔隔膜，该亲水性单元具有至少一个选自环氧基、羟基、羧基、酯、酰胺、和酸酐基团的官能团，所述隔膜通过熔融挤出包括明确定量的合适的有机溶剂和增塑剂的所述共聚物的组合物获得。

包括了衍生自(甲基)丙烯酸类单体的重复单元的偏二氟乙烯共聚物同样在本领域已知，由于(甲基)丙烯酸类单体在该氟聚合物的聚偏二氟乙烯主链中的随机分布，有利地使改性(甲基)丙烯酸类单体对产生的共聚物的粘附性和/或亲水性行为的影响最大化，即使该组合物中(甲基)丙烯酸类单体处于低含量，而没有削弱该偏二氟乙烯聚合物的其他显著特性，例，热稳定性和机械性能。

例如，WO2008/129041(苏威苏莱克斯公司(SOLVAY SOLEXIS S.P.A.))30/10/2008披露了包括了按摩尔计从0.05％至10％的衍生自(甲基)丙烯酸类单体的重复单元的偏二氟乙烯的直链半结晶共聚物，所述共聚物具有遍及整个偏二氟乙烯主链的衍生自(甲基)丙烯酸类单体的重复单元的随机分布，以及其作为粘合剂的用途，特别是用于形成锂电池和/或双电层电容器的电极，或用于制造亲水隔膜。

然而，在现有技术中影响该偏二氟乙烯共聚物的溶液加工的主要问题中，可以特别提及所述共聚物在一般的有机溶剂中的低溶解特性，这样使得在低温下典型需要长的溶解时间以获得这些共聚物的在适于制备电极和隔膜的浓度下的均匀且稳定的溶液。

因此，令人希望的是找到替代的偏二氟乙烯共聚物，这些共聚物在保持好的热稳定特性的同时，有利地提供在合适的有机溶剂中增强的溶解特性。

发明概述

因此，本发明的一个目的是一种氟聚合物[聚合物(F)]，该聚合物包括：-衍生自偏二氟乙烯(VDF)的重复单元，以及-按摩尔计从0.01％至5％的衍生自至少一种(甲基)丙烯酸类单体[单体(MA)]的重复单元，该单体具有如下化学式(I)：

其中：

-R₁，R₂和R₃彼此相同或不同、独立地选自氢原子和C₁-C₃烃基基团，并且-R_OH代表氢原子或包括具有至少一个羟基的C₁-C₅烃基部分，所述聚合物(F)包括具有化学式-CF₂H和/或-CF₂CH₃的端基，其量值为每Kg的偏二氟乙烯(VDF)重复单元中至少30毫摩尔。

本申请人发现，即使组成物中(甲基)丙烯酸类单体(MA)处于低含量，本发明的聚合物(F)也有利地展示出在保持好的热性能的同时增强的溶解特性，以便有利地作为粘合剂用于制造电极或制造隔膜。

必要的是，本发明的聚合物(F)包括所述的(甲基)丙烯酸类单体(MA)水平以及每Kg的偏二氟乙烯(VDF)重复单元中至少30毫摩尔，优选至少40毫摩尔，更优选至少60毫摩尔的具有化学式-CF₂H和/或-CF₂CH₃的端基，所以该聚合物(F)有利地展示出提高的溶解性能。

当本发明的聚合物(F)包括每Kg的偏二氟乙烯(VDF)重复单元中少于30毫摩尔的具有化学式-CF₂H和/或-CF₂CH₃的端基时，该聚合物(F)不具充分的溶解特性。