[发明专利]含氟聚合物、含官能团的含氟聚合物及电解质膜的制造方法

说明书

提供聚合速度快、生产率优异、可稳定地得到高分子量的含氟聚合物、能够降低环境负荷的含氟聚合物的制造方法、含官能团的含氟聚合物的制造方法、及电解质膜的制造方法。一种含氟聚合物的制造方法，其中，使单体混合物在聚合介质中聚合，所述单体混合物包含：四氟乙烯、和具有能够转化为磺酸基或羧酸基的基团的含氟单体，所述聚合介质以碳数4～10的环状氢氟烃为主成分。以及，利用该制造方法的含官能团的含氟聚合物的制造方法及电解质膜的制造方法。

技术领域

本发明涉及含氟聚合物、含官能团的含氟聚合物及电解质膜的制造方法。

背景技术

含官能团的含氟聚合物制成膜时可以用作离子交换膜，例如，由具有羧酸型官能团的含氟聚合物、具有磺酸型官能团的含氟聚合物形成的膜可以用于对盐水等碱金属氯化物水溶液进行电解、制造碱金属氢氧化物和氯的碱金属氯化物电解法。另外，作为用作燃料电池用的电解质膜的离子交换膜，已知有由具有磺酸型官能团的含氟聚合物形成的膜。

作为含氟聚合物，已知由使具有羧酸型官能团或磺酸型官能团的全氟乙烯基醚等含氟单体与四氟乙烯等含氟烯烃共聚而得到的含氟聚合物(专利文献1)。作为前述含氟聚合物的制造方法，提出了使用碳数4～10的链状的氢氟烃作为聚合介质，使具有能够转化为磺酸基的基团的含氟单体与四氟乙烯聚合的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3356474号公报

发明内容

发明要解决的问题

以往，使具有能够转化为羧酸基、磺酸基的基团的含氟单体与四氟乙烯聚合的情况下，在如专利文献1这样的制造方法中，有时难以得到高分子量的含氟聚合物。另外，在含氟聚合物的生产率的方面，重要的是进一步加快聚合速度。另外，例如作为链状氢氟烃的1种的CF₃(CF₂)CHF₂的地球温暖化系数(GWP)为2000，在环境负荷降低的方面，重要的是使用GWP更低的聚合介质。

本发明的目的在于，提供聚合速度快、生产率优异、可稳定地得到高分子量的含氟聚合物、能够降低环境负荷的含氟聚合物的制造方法、以及使用该制造方法的含官能团的含氟聚合物的制造方法、及电解质膜的制造方法。

用于解决问题的方案

GWP低的氢氟烃在大气中容易分解。因此，通常认为：GWP低的氢氟烃的OH自由基耐性低，若用作自由基聚合的聚合介质，则在聚合中变得容易引起链转移反应，难以得到充分的分子量。但是，本发明人等进行了研究，结果知道，若使用碳数4～10的环状氢氟烃作为聚合介质，则即使GWP低，在具有能够转化为羧酸基、磺酸基的基团的含氟单体与四氟乙烯的聚合中，也会充分抑制链转移反应，可稳定地得到高分子量的含氟聚合物。进而，还发现与使用链状氢氟烃时相比，聚合速度变得更快，从而完成了本发明。

本发明具有以下的方式。

[1]一种含氟聚合物的制造方法，其特征在于，使单体混合物在聚合介质中聚合，所述单体混合物包含：四氟乙烯、和具有能够转化为磺酸基或羧酸基的基团的含氟单体，前述聚合介质以碳数4～10的环状氢氟烃为主成分。

[2]根据前述[1]所述的制造方法，其中，前述含氟单体为具有能够转化为磺酸基或羧酸基的基团的乙烯基醚。

[3]根据前述[1]或[2]的制造方法，其中，相对于前述单体混合物的总量，前述四氟乙烯的比例为5～70摩尔％，前述含氟单体的比例为30～95摩尔％。

[4]根据前述[1]～[3]中任一项所述的制造方法，其中，前述含氟聚合物的TQ值为150～340℃。