[发明专利]官能含氟聚合物

说明书

本发明涉及新型线型半结晶官能含氟聚合物，其通过氟化乙烯类单体与带有卤素官能团的亲水性(甲基)丙烯酸类共聚单体共聚获得。

发明领域

本发明涉及新型线型半结晶官能含氟聚合物，其通过氟化乙烯类单体与带有卤素官能团的亲水性(甲基)丙烯酸类共聚单体共聚获得。共聚物中至多10.0重量％的(甲基)丙烯酸类共聚单体单元作为两个含氟单体单元之间的单个单体单元存在。本发明还涉及一种用于形成含氟单体/(甲基)丙烯酸类共聚物的方法。

相关背景技术

含氟聚合物传统上用于需要特殊性质的应用，例如低表面能、高耐化学侵蚀性、耐老化性和电化学稳定性。然而，这些有利的性质也使含氟聚合物难以处理并限制了其应用。例如，含氟聚合物上缺少官能团使其变得难以粘附到基材上，难以促进交联，难以提供用于后续化学修饰的位点，难以被水润湿，以及难以提高亲水性。需要具有改性性质(例如，官能团，其可以增强其性质)的氟化聚合物。

然而，由于含氟自由基的侵扰特性，难以将官能单体单元直接添加至正在聚合的聚合物骨架中，尤其是以无规方式直接添加。官能团通过多种方式添加，例如，通过官能单体与含氟单体直接共聚，以及通过后聚合接枝机理，例如，将马来酸酐接枝到聚偏二氟乙烯均聚物或共聚物上，如US7,241,817所述，以形成可从阿科玛公司(Arkema Inc.)(美国宾夕法尼亚)购得的ADX树脂。WO 2013/110740和US 7,351,498还描述了含氟聚合物通过单体接枝或共聚而官能化。

US 5,415,958公开了偏二氟乙烯与不饱和二元酸单酯极性单体共聚，将羰基基团引入PVDF骨架，以改进其对不同基材的粘附性。

US 8,337,725公开了偏二氟乙烯与至少一种下式的亲水性(甲基)丙烯酸类单体共聚：

其中，R1、R2、R3中的每一个彼此相同或不同，独立地是氢原子、C₁至C₃烃基，并且ROH是氢或带有至少一个羟基的C₁-C₅烃部分。

需要进一步改进氟化聚合物的粘附性能。

本领域中尚未提及关于通过氟化乙烯类单体与带有卤素官能团的亲水性(甲基)丙烯酸类共聚单体进行共聚所获得的官能含氟聚合物，与非官能含氟聚合物相比，其能够改进与基材的粘附性，同时保持良好的机械性能和热性能。

发明内容

本发明涉及一种含有氟化乙烯类单体和卤代单体(1)的氟化共聚物：

其中：

R₁、R₂和R₃是氢或卤素(F、Cl、Br、I)，并且其中至少一个是卤素；

R₄是氢，C₁至C₁₆直链、支化、芳族或环烷基基团，C₁至C₁₆氟化直链、支化、芳族或环烷基基团，六氟环氧丙烷的氟化低聚物，碱金属(锂、钠、钾、铷、铯)、铵、烷基铵或烷基芳基铵离子。本发明还涉及在溶剂中含有氟化共聚物的制剂，并且可以进一步包含导电碳添加剂和活性材料颗粒。用于锂离子电池阴极制剂的活性材料包括但不限于：磷酸铁锂(LFP)、锂镍锰钴氧化物(NMC)、锂锰钴氧化物(LCO)、锂镍钴铝氧化物(NCA)、锂锰氧化物(LMO)、锂镍锰氧化物(LNMO)和磷酸锂锰铁(LMFP)。用于阳极制剂的活性材料包括但不限于石墨、硬碳、软碳、石墨烯、硅、一氧化硅(SiO)、锡和钛酸锂(LTO)。