JP2015535856A - ハイブリッドフルオロポリマー組成物 - Google Patents

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Abstract

本発明は、フルオロポリマーハイブリッド有機/無機複合体の製造方法であって、前記方法が、(i)混合物を提供する工程であって、(a)少なくとも1つのフッ素化モノマー及び少なくとも1個の水酸基を含む少なくとも1つのコモノマー[コモノマー(MA)]に由来する繰り返し単位を含む少なくとも1つのフルオロポリマー[ポリマー(F)]、(b)式(I):X4−mAYm(I)(式中、mは、1〜4、特定の実施態様に応じて、1〜3の整数であり、Aは、Si、Ti及びZrからなる群から選択される金属であり、Yは、加水分解性基であり、Xは、任意に一又は複数の官能基を含む、炭化水素基である)の少なくとも1つの金属化合物[化合物(M)]、(c)式(IIde)のジエステル及び式(IIea)のエステルアミド: R1−OOC−Zde−COO−R2(IIde)、R1−OOC−Zea−CO−NR3R4(IIea)[式中、− R1及びR2は、互いに等しいか又は異なり、C1〜C20炭化水素基からなる群から単独で選択され、− R3及びR4は、互いに等しいか又は異なり、水素及び置換されてもよいC1〜C36炭化水素基からなる群から単独で選択され、R3及びR4は、それらが結合される窒素原子を含む環状部分(前記環状部分は、置換されていてもよく及び/又は一又は複数の付加的なヘテロ原子並びにそれらの混合物を含んでもよい)の一部であってもよいことが理解され、− Zde及びZeaは、互いに等しいか又は異なり、単独で直鎖又は分岐C3〜C10の二価アルキレン基である]からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含む液体媒体、(d)任意に、少なくとも1つの電解質塩(ES)を含む工程と;(ii)式−Ym−1AX4−mの一又は複数のペンダント基を含むグラフト化フルオロポリマー[ポリマー(Fg)]を得るために、前記ポリマー(F)の前記コモノマー(MA)の水酸基の少なくとも一部を、前記化合物(M)の加水分解性基Yの少なくとも一部と反応させる工程と;(iii)前記化合物(M)及び/又は式−Ym−1AX4−mの前記ペンダント基を加水分解及び/又は重縮合してフルオロポリマーハイブリッド有機/無機複合体を含む液体混合物を産する、前記液体媒体を組み込む工程とを含む方法に関する。

Description

本出願は、2012年8月6日出願の欧州特許出願第12179376.4号明細書に対する優先権を主張するものであり、この出願の全内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用される。
本発明は、ハイブリッドフルオロポリマー組成物に、その製造方法に及びフルオロポリマーフィルムの製造におけるその使用に関する。
色素増感太陽電池(DSSC)は、現在、それらの低い生産コスト及び高いエネルギー変換効率のため従来の無機光起電デバイスの潜在的な代替品であることに大きな注目を集めつつある。
DSSCは、典型的には、レドックス電解質と接触している色素層でコートされた金属酸化物半導体層、特にTiO半導体層に基づく。
ルテニウム錯体増感剤及び液体電解質を使用することにより、高いエネルギー変換効率がDSSCについて報告されている。しかし、DSSCにおける液体電解質の存在は、液体溶媒の漏洩及び蒸発、付着色素の可能な脱着及び対電極の腐食などの幾つかの問題を引き起こし、それらは、DSSCの長期性能及び実用的使用を制限する。
幾つかの方法が、液体電解質の代わりに固体又はゲル材料を使用することによって液体電解質の蒸発及び漏洩を低減するために提案されてきた。主な代替案は、レドックス対を組み込んだゲル材料を含む。しかし、固体及びゲル電解質のイオン拡散及び伝導特性は、通常、液体電解質のそれを下回る。
フルオロポリマー、特にフッ化ビニリデンポリマーは、イオン伝導性及び熱安定性の観点からのそれらの優れた特性のために高分子ゲル電解質用の原材料として使用されてきた。
それにもかかわらず、高分子ゲル電解質は、電池の製造中及びそれの動作中の両方において、液体可塑剤/液体電解質を有効に組み込まない及び保持しない場合があり、及び/又は電極の有効な分離のために必要とされるような好適な機械的性質を有していない場合もある。
他方で、有機及び無機化合物のハイブリッド化は、特に、機械的性質が向上した高分子化合物を創成するための重要なかつ発展的な方法である。そのような有機−無機ポリマーハイブリッドを精巧に作り出すために、金属アルコキシドを使用するゾルゲル法は、最も有用なかつ重要な手法である。予め形成した有機ポリマーの存在下に、金属アルコキシド、特にアルコキシシラン(例えば、テトラメトキシシラン(TMOS)又はテトラエトキシシラン(TEOS))の加水分解及び重縮合の反応条件を適切に制御することによって、元の化合物と比べて特性が改善されたハイブリッドを得ることが可能である。
この文献内で、国際公開第2011/121078号パンフレット(SOLVAY SOLEXIS S.P.A)06.10.2011は、水酸基を有する特定の官能性フルオロポリマーと、Si、Ti、又はZrの特定の加水分解性化合物との反応、並びにそのようにして得られた化合物のその後の加水分解及び重縮合を含む方法によって得られる特定のフルオロポリマーベースのハイブリッド有機/無機複合体を開示している。この特許文献は、また、このように得られたハイブリッド有機/無機複合体が、電気化学的用途向けの膜の製造などの様々な用途向けに特に使用できることを述べている。このように、上述したハイブリッド有機/無機複合体のキャスティングにより作製されたフィルムを、溶媒(エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとの混合物)及び電解質(LiPF)を含む電解質溶液で膨潤させる特定の実施態様が、そのような特許文書において例示されている。
フルオロポリマーベースのハイブリッド複合体製造中の及び/又はそれのキャスティング中の適切な作業性を確保するために、任意に他の溶媒との混合物で、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)などの有機溶媒を使用することが現行方式である。
それにもかかわらず、NMPの使用は、その取扱いに及び環境への漏洩/排出の可能性に関連する安全性リスクを考慮して、懸念を益々増加させている。NMPは、特に、欧州規制(EC)No1272/2008によればハザードクラスRepr.1B コード H360D(胎児に有害である恐れ)、Eye Irrit.2 コード H319、STOT SE 3 コードH335、Skin Irrit.2 H315に分類されており、そして欧州指令67/548/EECによればReprotoxic Cat2 コード R61、Xi コード R36/37/38として分類されている。更には、それは、有害物質排出目録(SARA Title III Section 313)に提出されている。
従って、本発明は、フルオロポリマーハイブリッド有機/無機複合体の製造方法であって、前記方法が、
(i)混合物を提供する工程であって、
(a)少なくとも1つのフッ素化モノマー及び少なくとも1個の水酸基を含む少なくとも1つのコモノマー[コモノマー(MA)]に由来する繰り返し単位を含む少なくとも1つのフルオロポリマー[ポリマー(F)]と;
(b)式(I):
4−mAY (I)
(式中、mは、1〜4、特定の実施態様によれば、1〜3の整数であり、Aは、Si、Ti及びZrからなる群から選択される金属であり、Yは、加水分解性基であり、Xは、任意に一又は複数の官能基を含む、炭化水素基である)
の少なくとも1つの金属化合物[化合物(M)]と;
(c)式(IIde)のジエステル及び式(IIea)のエステルアミド:
−OOC−Zde−COO−R (IIde
−OOC−Zea−CO−NR (IIea
[式中:
− R及びRは、互いに等しいか又は異なり、C〜C20炭化水素基からなる群から単独で選択され、
− R及びRは、互いに等しいか又は異なり、水素及び置換されてもよいC〜C36炭化水素基からなる群から単独で選択され、R及びRは、それらが結合される窒素原子を含む環状部分(前記環状部は、置換されてもよく及び/又は一又は複数の付加的なヘテロ原子並びにそれらの混合物を含んでもよい)の一部であってもよいことが理解され、
− Zde及びZeaは、互いに等しいか又は異なり、単独で直鎖又は分岐C〜C10の二価アルキレン基である]
からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含む液体媒体と;
(d)任意に、少なくとも1つの電解質塩(ES)と
を含む混合物を提供する工程と;
(ii)式−Ym−1AX4−m(式中、m、Y、A及びXは、上に定義されたのと同じ意味を有する)の一又は複数のペンダント基を含むグラフト化フルオロポリマー[ポリマー(Fg)]を得るために、前記ポリマー(F)の前記コモノマー(MA)の水酸基の少なくとも一部を、前記化合物(M)の加水分解性基Yの少なくとも一部と反応させる工程と;
(iii)前記化合物(M)及び/又は式−Ym−1AX4−mの前記ペンダント基を加水分解及び/又は重縮合してフルオロポリマーハイブリッド有機/無機複合体を含み、前記液体媒体を導入する液体混合物を産する工程と
を含む方法を提供する。
更に、本発明は、フルオロポリマーハイブリッド有機/無機複合体であって、前記ハイブリッドが、
(a)上に定義される少なくとも1つのフルオロポリマー[ポリマー(F)]と、
(b)上に定義される式(I)の少なくとも1つの金属化合物[化合物(M)]と、
(c)上に定義される式(IIde)のジエステル及び式(IIea)のエステルアミドからなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含む液体媒体と、
(d)任意に、少なくとも1つの電解質塩(ES)と
の間の反応によって得られ、
ここで、式−Ym−1AX4−m(式中、m、Y、A及びXは上に定義されるのと同じ意味を有する)の一又は複数のペンダント基が、前記ポリマー(F)のコモノマー(MA)の水酸基の少なくとも一部と前記化合物(M)の加水分解性基Yの少なくとも一部との反応によってポリマー(F)にグラフトされている複合体に関する。
本発明のフルオロポリマーハイブリッド有機/無機複合体は有利にも、NMP又は他の類似溶媒の使用による環境懸念及び安全性懸念を未然に防ぎながら、改善された粘度を示して電気化学及び光電気化学デバイスにおける使用のための向上したイオン伝導性に恵まれた高分子電解質セパレータなどのフルオロポリマーフィルムの製造に好適にも使用されることが意外にも見いだされた。
用語「少なくとも1つのフッ素化モノマー」は、ポリマー(F)が一又は複数のフッ素化モノマーに由来する繰り返し単位を含んでもよいことを意味すると理解される。本文の残りにおいて、表記「フッ素化モノマー」は、本発明の目的のためには、複数形及び単数形の両方で、すなわちそれらが、上に定義されたような一又は複数のフッ素化モノマーの両方を意味すると理解される。
用語「少なくとも1つのコモノマー(MA)」は、ポリマー(F)が、上に定義されたような一又は複数のコモノマー(MA)に由来する繰り返し単位を含んでもよいことを意味すると理解される。本文の残りにおいて、表記「コモノマー(MA)」は、本発明の目的のためには、複数形及び単数形の両方で、すなわちそれらが、上に定義されたような一又は複数のコモノマー(MA)の両方を意味すると理解される。
ポリマー(F)のコモノマー(MA)は、少なくとも1個の水酸基を含むフッ素化モノマー及び少なくとも1個の水酸基を含む水素化モノマーからなる群から選択されてもよい。
用語「フッ素化モノマー(F)」は、少なくとも1個のフッ素原子を含むエチレン系不飽和モノマーを示すことをここで意味する。
用語「水素化モノマー」は、少なくとも1個の水素原子を含み、そしてフッ素原子のないエチレン系不飽和モノマーを示すことをここで意味する。
ポリマー(F)は、好ましくは少なくとも0.05mol%、より好ましくは少なくとも0.1mol%、更により好ましくは少なくとも0.2mol%の上に定義されたような前記コモノマー(MA)に由来する繰り返し単位を含む。
ポリマー(F)は、好ましくは多くとも20mol%、より好ましくは多くとも18mol%、更により好ましくは多くとも10mol%、最も好ましくは多くとも3mol%の上に定義されたような前記コモノマー(MA)に由来する繰り返し単位を含む。
ポリマー(F)中のコモノマー(MA)繰り返し単位の平均モル百分率の測定は、いかなる好適な方法により行われ得る。酸−塩基滴定法(例えば、アクリル酸含有量の測定によく適する)、NMR法(側鎖に脂肪族水素を含むコモノマー(MA)の定量化に適切である)、ポリマー(F)製造中に供給された全コモノマー(MA)及び未反応の残存コモノマー(MA)に基づく重量バランスについて特に言及され得る。
コモノマー(MA)は、典型的には、少なくとも1個の水酸基を含む水素化モノマーからなる群から選択される。
コモノマー(MA)は、好ましくは、式(III)の(メタ)アクリルモノマー又は式(IV)のビニルエーテルモノマー:
Figure 2015535856
(式中、R、R及びRのそれぞれは、互いに等しいか又は異なり、単独で水素原子又はC〜C炭化水素基であり、ROHは、水素原子又は少なくとも1個の水酸基を含むC〜C炭化水素部分である)
からなる群から選択される。
コモノマー(MA)は、より好ましくは、上に定義されたような式(III)に適合する。
コモノマー(MA)は、更により好ましくは、式(III−A):
Figure 2015535856
(式中、R’、R’及びR’は、水素原子であり、R’OHは、少なくとも1個の水酸基を含むC〜C炭化水素部分である)
に適合する。
コモノマー(MA)の非限定的な例は、特に、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート;ヒドロキシエチルヘキシル(メタ)アクリレートを含む。
コモノマー(MA)は、最も好ましくは、下記:
− 式:
Figure 2015535856
のヒドロキシエチルアクリレート(HEA)、
− 式:
Figure 2015535856
のいずれかの2−ヒドロキシプロピルアクリレート(HPA)、
− 及びそれらの混合物
の中から選択される。
ポリマー(F)は、非晶質であっても半結晶性であってもよい。
用語「非晶質」は、ASTM D−3418−08に従って測定されるように、5J/g未満、好ましくは3J/g未満、より好ましくは2J/g未満の融解熱を有するポリマー(F)を意味することをここで意味する。
用語「半結晶性」は、ASTM D3418−08に従って測定されるように、10〜90J/g、好ましくは30〜60J/g、より好ましくは35〜55J/gの融解熱を有するポリマー(F)を示すことをここで意味する。
ポリマー(F)は好ましくは半結晶性である。
好適なフッ素化モノマーの非限定的な例は、特に、下記:
− テトラフルオロエチレン、及びヘキサフルオロプロペンなどのC〜Cパーフルオロオレフィン;
− フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、1,2−ジフルオロエチレン及びトリフルオロエチレンなどのC〜C水素化フルオロオレフィン;
− 式CH=CH−Rf0(式中、Rf0はC〜Cパーフルオロアルキルである)に従うパーフルオロアルキルエチレン;
− クロロトリフルオロエチレンのようなクロロ−及び/又はブロモ−及び/又はヨード−C〜Cのフルオロオレフィン;
− 式CF=CFORf1(式中、Rf1は、C〜Cのフルオロ−又はパーフルオロアルキル、例えばCF、C、Cである)に従う(パー)フルオロアルキルビニルエーテル;
− CF=CFOX(パー)フルオロ−オキシアルキルビニルエーテル(式中、Xは、C〜C12アルキル、又はC〜C12オキシアルキル、又はパーフルオロ−2−プロポキシ−プロピルのような、一又は複数のエーテル基を有するC〜C12(パー)フルオロオキシアルキルである);
− 式CF=CFOCFORf2(式中、Rf2は、C〜Cフルオロ−若しくはパーフルオロアルキル基、例えばCF、C、C又は、−C−O−CFのような、1つ若しくは複数のエーテル基を有するC〜C(パー)フルオロオキシアルキル基である)に従う(パー)フルオロアルキルビニルエーテル;
− 式CF=CFOY(式中、Yは、C〜C12アルキル若しくは(パー)フルオロアルキル、又はC〜C12オキシアルキル、又は1つ若しくは複数のエーテル基を有するC〜C12(パー)フルオロオキシアルキルであり、Y基は、その酸、酸ハライド若しくは塩の形態のカルボン酸若しくはスルホン酸を含む)に従う官能性(パー)フルオロ−オキシアルキルビニルエーテル;
− フルオロジオキソール、特にパーフルオロジオキソール
を含む。
好適な水素化モノマーに非限定的な例は、特に、エチレン、プロピレンなどの非フッ素化モノマー、酢酸ビニルなどのビニルモノマー、メチルメタクリレート、ブチルアクリレートのような、アクリルモノマー、並びにスチレン及びp−メチルスチレンのような、スチレンモノマーを含む。
ポリマー(F)は好ましくは、25mol%超、好ましくは30mol%超、より好ましくは40mol%超の少なくとも1つのフッ素化モノマーに由来する繰り返し単位を含む。
ポリマー(F)は好ましくは、1mol%超、好ましくは5mol%超、より好ましくは10mol%超のコモノマー(MA)とは異なる少なくとも1つの水素化モノマーに由来する繰り返し単位を含む。
フッ素化モノマーは、一又は複数の他のハロゲン原子(Cl、Br、I)を更に含み得る。フッ素化モノマーが水素原子を含まない場合、それは、パー(ハロ)フルオロモノマーと呼ばれる。フッ素化モノマーが少なくとも1個の水素原子を含む場合、それは、水素含有フッ素化モノマーと呼ばれる。
フッ素化モノマーが、例えばフッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、フッ化ビニルなどの水素含有フッ素化モノマーである場合、本発明の水素含有フルオロポリマーは、上に定義される少なくとも1つのコモノマー(MA)に由来する繰り返し単位に加えて、前記水素含有フッ素化モノマーのみに由来する繰り返し単位を含むポリマーであり得るか、又はそれは、上に定義されたような少なくとも1つのコモノマー(MA)、前記水素含有フッ素化モノマーに由来する繰り返し単位と、少なくとも1つの他のモノマーに由来する繰り返し単位を含む共重合体であり得るかのどちらかである。
フッ素化モノマーが、例えばテトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテルなどのパー(ハロ)フルオロモノマーである場合、本発明の水素含有フルオロポリマーは、上に定義される少なくとも1つのコモノマー(MA)に由来する繰り返し単位と、前記パー(ハロ)フルオロモノマーに由来する繰り返し単位と、例えばエチレン、プロピレン、ビニルエーテル、アクリルモノマーなどの前記コモノマー(MA)とは異なる少なくとも1つの他の水素化モノマーに由来する繰り返し単位とを含むポリマーである。
好ましいポリマー(F)は、フッ素化モノマーがフッ化ビニリデン(VDF)、テトラフルオロエチレン(TFE)及びクロロトリフルオロエチレン(CTFE)からなる群から選択されるものである。
ポリマー(F)は、より好ましくは、
− 上に定義される少なくとも1つのコモノマー(MA)に由来する繰り返し単位と、TFE及びCTFEから選択される少なくとも1つのパー(ハロ)フルオロモノマーに由来する繰り返し単位と、エチレン、プロピレン及びイソブチレンから選択される少なくとも1つの水素化モノマーに由来する繰り返し単位とを含むポリマー(F−1)であって、TFE及び/又はCTFEと前記水素化モノマーとの総量を基準として、一般に0.1mol%〜30mol%の量で、任意に一又は複数の付加的なコモノマーを含有するポリマー(F−1)と、
− 上に定義されたような少なくとも1つのコモノマー(MA)に由来する繰り返し単位と、VDFに由来する繰り返し単位と、任意にVDFとは異なる一又は複数のフッ素化モノマーに由来する繰り返し単位とを含むポリマー(F−2)
からなる群から選択される。
上に定義されたようなポリマー(F−1)において、モル比パー(ハロ)フルオロモノマー/水素化コモノマーは、一般に30:70〜70:30である。上に定義されるポリマー(F−1)において、水素化モノマーは、好ましくは、エチレンを含み、任意に他の水素化コモノマーと組み合わせて含む。
パー(ハロ)フルオロモノマーが主としてCTFEのみであるポリマー(F−1)は、本明細書において以下ECTFE共重合体として特定され;パー(ハロ)フルオロモノマーが主としてTFEのみであるポリマー(F−1)は、本明細書において以下ETFE共重合体として特定されるであろう。
ECTFE及びETFE(F−1)共重合体は、好ましくは、
(a)35mol%〜65mol%、好ましくは45mol%〜55mol%、より好ましくは48mol%〜52mol%のエチレン(E)、
(b)65mol%〜35mol%、好ましくは55mol%〜45mol%、より好ましくは52mol%〜48mol%の、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)及びテトラフルオロエチレン(TFE)又はこれらの混合物の少なくとも1つ、
(c)0.05mol%〜20mol%、好ましくは0.1mol%〜18mol%、より好ましくは0.2mol%〜10mol%の上に定義される式(III)の少なくとも1つの(メタ)アクリルモノマー
を含む。
ポリマー(F−1)の中で、ECTFEポリマーが好ましい。
ポリマー(F−2)は、好ましくは、
(a’)少なくとも60mol%、好ましくは少なくとも75mol%、より好ましくは少なくとも85mol%のフッ化ビニリデン(VDF)、
(b’)任意に、0.1mol%〜15mol%、好ましくは0.1mol%〜12mol%、より好ましくは0.1mol%〜10mol%のフッ化ビニル(VF)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、ヘキサフルオロプロペン(HFP)、テトラフルオロエチレン(TFE)、トリフルオロエチレン(TrFE)、パーフルオロメチルビニルエーテル(PMVE)及びそれらの混合物から選択されるフッ素化モノマー、
(c’)0.05mol%〜20mol%、好ましくは0.1mol%〜18mol%、より好ましくは0.2mol%〜10mol%の上に定義されたような式(III)の少なくとも1つの(メタ)アクリルモノマー
を含む。
式X4−mAY(I)の金属化合物[化合物(M)]は、いかなるX及びY基において、好ましくは少なくとも1つのX基において、一又は複数の官能基を含み得る。
化合物(M)が少なくとも1つの官能基を含む場合には、それは官能性化合物(M)と呼ばれ;X及びY基がいずれも官能基を含まない場合には、化合物(M)は非官能性化合物(M)と呼ばれるであろう。
一又は複数の官能性化合物(M)と一又は複数の非官能性化合物(M)との混合物は、本発明の方法に及び本発明のハイブリッド複合体の製造に使用され得る。さもなければ、官能性化合物(M)又は非官能性化合物(M)は、別々に使用され得る。
官能性化合物(M)は、有利には、官能基を有するハイブリッド複合体を提供し得、そのため、ハイブリッド複合体の化学的性質及び特性を本来のポリマー(F)及び元の無機相よりも更に改質する。
この目的のためには、式X4−mAYの化合物(M)のX基のいずれかが一又は複数の官能基を含むことが一般に好ましい。
化合物(M)の加水分解性基Yの選択は、それが適切な条件で−O−A≡結合の形成を可能にするものであれば、特に限定されず;前記加水分解性基は、特に、ハロゲン(とりわけ塩素原子)、ヒドロカルボキシ基、アシロキシ基、水酸基であり得る。
化合物(M)は好ましくは、式(I−A):
R’4−m’E(OR’’)m’ (I−A)
(式中、m’は、1〜4、特定の実施態様によれば、1〜3の整数であり、Eは、Si、Ti及びZrからなる群から選択される金属であり、R’及びR’’は、互いに及び各頻度で等しいか又は異なり、任意に一又は複数の官能基を含み、C1〜18炭化水素基から単独で選択される)
に適合する。
官能基の非限定的な例は、エポキシ基、カルボン酸基(その酸、エステル、アミド、無水物、塩又はハライド形態での)、スルホン酸基(その酸、エステル、塩又はハライド形態での)、水酸基、リン酸基(その酸、エステル、塩、又はハライド形態での)、チオール基、アミン基、第四級アンモニウム基、エチレン系不飽和基(ビニル基のような)、シアノ基、尿素基、有機シラン基、芳香族基に言及され得る。
親水性又はイオン伝導性の観点から機能的挙動を示すことができるフルオロポリマーハイブリッド有機/無機複合体を製造することを目的として、化合物(M)の官能基は、好ましくは、カルボン酸基(その酸、エステル、アミド、無水物、塩又はハライド形態での)、スルホン酸基(その酸、エステル、塩又はハライド形態での)、水酸基、リン酸基(その酸、エステル、塩、又はハライド形態での)、アミン基、及び第四級アンモニウム基から選択され;カルボン酸基(その酸、エステル、アミド、無水物、塩又はハライド形態での)及びスルホン酸基(その酸、エステル、塩又はハライド形態での)が最も好ましい。
化合物(M)はより好ましくは、式(I−B):
4−m*E*(ORm* (I−B)
(式中、m*は、2〜3の整数であり、E*は、Si、Ti及びZrからなる群から選択される金属であり、Rは、互いに及び各頻度で等しいか又は異なり、任意に一又は複数の官能基を含み、C1〜12炭化水素基であり;Rは、互いに及び各頻度で等しいか又は異なり、C〜C直鎖若しくは分岐アルキルラジカルであり、好ましくは、Rは、メチル又はエチルである)
に適合する。
官能性化合物(M)の例は、特に、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、式CH=CHSi(OCOCHのビニルトリスメトキシエトキシシラン、
式:
Figure 2015535856
の2−(3,4−エポキシシクロヘキシルエチルトリメトキシシラン)、
式:
Figure 2015535856
のグリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、
式:
Figure 2015535856
のグリシドキシプロピルトリメトキシシラン、
式:
Figure 2015535856
のメタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、
式:
Figure 2015535856
のアミノエチルアミンプロピルメチルジメトキシシラン、
式:HNCNHCSi(OCH
のアミノエチルアミンプロピルトリメトキシシラン、
3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−クロロイソブチルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、n−(3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、(3−アクリロキシプロピル)ジメチルメトキシシラン、(3−アクリロキシプロピル)メチルジクロロシラン、(3−アクリロキシプロピル)メチルジメトキシシラン、3−(n−アリルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、2−(4−クロロスルホニルフェニル)エチルトリメトキシシラン、2−(4−クロロスルホニルフェニル)エチルトリクロロシラン、カルボキシエチルシラントリオール及びそのナトリウム塩、式:
Figure 2015535856
のトリエトキシシリルプロピルマレアミン酸、
式HOSO−CHCHCH−Si(OH)の3−(トリヒドロキシシリル)−1−プロパン−スルホン酸、N−(トリメトキシシリルプロピル)エチレンジアミン三酢酸、及びそのナトリウム塩、式:
Figure 2015535856
の3−(トリエトキシシリル)プロピル無水コハク酸、
式HC−C(O)NH−CHCHCH−Si(OCHのアセトアミドプロピルトリメトキシシラン、式Ti(A)(OR)(式中、Aはアミン置換アルコキシ基、例えばOCHCHNHであり、Rはアルキル基であり、x及びyは、x+y=4であるような整数である)のアルカノールアミンチタネートである。
非官能性化合物(M)の例は、特に、トリエトキシシラン、トリメトキシシラン、テトラメチルチタネート、テトラエチルチタネート、テトラ−n−プロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート、テトラ−イソブチルチタネート、テトラ−tert−ブチルチタネート、テトラ−n−ペンチルチタネート、テトラ−n−ヘキシルチタネート、テトライソオクチルチタネート、テトラ−n−ラウリルチタネート、テトラエチルジルコネート、テトラ−n−プロピルジルコネート、テトライソプロピルジルコネート、テトラ−n−ブチルジルコネート、テトラ−sec−ブチルジルコネート、テトラ−tert−ブチルジルコネート、テトラ−n−ペンチルジルコネート、テトラ−tert−ペンチルジルコネート、テトラ−tert−ヘキシルジルコネート、テトラ−n−ヘプチルジルコネート、テトラ−n−オクチルジルコネート、テトラ−n−ステアリルジルコネートである。
用語「液体媒体」は、ここでは20℃大気圧下液体状態で存在する媒体を示すことを意味する。
液体媒体は、式(IIde)の2つ以上のジエステルの混合物、式(IIea)の2つ以上のエステルアミドの混合物を含んでもよく、又は式(IIde)の一又は複数のジエステルと式(IIea)の一又は複数のエステルアミドとの混合物を含んでもよい。
式(IIde)及び(IIea)において、R及びRは、互いに等しいか又は異なり、好ましくは、C〜C20アルキル、C〜C20アリール、C〜C20アルキルアリール、C〜C20アリールアルキル基、及びこれらの混合物からなる群から選択される。
表記「C1〜20アルキル」は、その通常の意味に従って使用され、それは、特に、1〜20個の炭素原子、好ましくは1若しくは2〜10個の炭素原子を有する直鎖、環状、分岐の飽和炭化水素鎖を含む。
表記「C1〜20アリール」は、その通常の意味に従って使用され、それは、特に、芳香族のモノ又はポリ−環状基、好ましくは6〜12個の炭素原子を含むモノ又はビ−環状基、好ましくはフェニル又はナフチルを含む。
表記「C1〜20アリールアルキル」は、その通常の意味に従って使用され、それは、置換基として、特にベンジル基などの、一又は複数の芳香族のモノ−又はポリ−環状基を含む直鎖、分岐若しくは環状の飽和炭化水素基を含む。
表記「C1〜20アルキルアリール」は、その通常の意味に従って使用され、それは、置換基として、一又は複数のアルキル基、例えば、1〜14個の炭素原子、好ましくは1個若しくは2〜10個の炭素原子を有する一又は複数の直鎖、環状、分岐の飽和炭化水素鎖を含む芳香族モノ−又はポリ−環状基を含む。
式(IIde)及び(IIea)において、R及びRは、互いに等しいか又は異なり、好ましくは、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、terブチル、sec−ブチル、2−エチル−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、sec−ペンチル、シクロペンチル、n−ヘキシル、イソヘキシル、sec−ヘキシル、2−エチルヘキシル、sec−へプチル、3−メチル−ヘキシル、4−メチル−ヘキシル、1−エチル−ペンチル、2−エチル−ペンチル、3−エチル−ペンチル、n−オクチル、イソオクチル、3−メチル−へプチル、n−ノニル、n−デシル、n−ウンデシル、n−ドデシル、n−トリデシル、n−テトラデシル、n−ペンタデシル、シクロヘキシル、フェニル及びベンジルからなる群から選択される。
式(IIea)において、R及びRは、互いに等しいか又は異なり、好ましくは、C〜C20アルキル、C〜C20アリール、C〜C20アルキルアリール、C〜C20アリールアルキル基からなる群から選択され、前記全ての基は、一又は複数の置換基を含んでもよく、一又は複数のヘテロ原子を有してもよく、R及びRの両方とそれらが結合している窒素原子とを含む前記全ての基の環状部分は、一又は複数のヘテロ原子、例えば、酸素原子又は付加的な窒素原子を含んでもよい。
式(IIea)において、R及びRは、互いに等しいか又は異なり、より好ましくはメチル、エチル、ヒドロキシエチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、terブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ヘキシル、シクロヘキシルからなる群、最も好ましくはメチル、エチル及びヒドロキシエチルからなる群から選択される。
本発明の第1実施態様によれば、式(IIde)中のZde及び式(IIea)中のZeaは、分岐C〜C10の二価アルキレン基である。
この第1実施態様によれば、式(IIde)中のZde及び式(IIea)中のZeaは、好ましくは、
− 式MG−CH(CH)−CH−CH−又はMG−CH−CH−CH(CH)−のZMG基、
− 式ES−CH(C)−CH−、又はES−CH−CH(C)−のZES基、及び
− それらの混合物
からなる群から選択される。
この第1実施態様のより好ましい一変形においては、液体媒体は、
(i)式(II’’’de)の少なくとも1つのジエステルと任意に組み合わせて、少なくとも1つのジエステル(II’de)及び少なくとも1つのジエステル(II’’de)、又は、
(ii)式(IIea)の少なくとも1つのエステルアミドと任意に組み合わせて、少なくとも1つのエステルアミド(II’ea)及び少なくとも1つのエステルアミド(II’’ea)、又は
(iii)(i)と(ii)との組み合わせ
[ここで、
− (II’de)は、R−OOC−ZMG−COO−Rであり、
− (II’ea)は、R−OOC−ZMG−CO−NRであり、
− (II’’de)は、R−OOC−ZES−COO−Rであり、
− (II’’ea)は、R−OOC−ZES−CO−NRであり、
− (II’’’de)は、R−OOC−(CH−COO−Rであり、
式中、
− ZMGは、式MG−CH(CH)−CH−CH−又はMG−CH−CH−CH(CH)−であり、
− ZESは、式ES−CH(C)−CH−又はES−CH−CH(C)−であり;式中、R及びRは、互いに等しいか又は異なり、C〜C20アルキル、C〜C20アリール、C〜C20アルキルアリール、C〜C20アリールアルキル基からなる群から単独で選択され、
− R及びRは、互いに等しいか又は異なり、C〜C20アルキル、C〜C20アリール、C〜C20アルキルアリール、C〜C20アリールアルキル基からなる群から選択され、前記全ての基は、一又は複数の置換基を含んでもよく、一又は複数のヘテロ原子を有してもよく、R及びRの両方とそれらが結合している窒素原子とを含む前記全ての基の環状部分は、一又は複数のヘテロ原子、例えば、酸素原子又は付加的な窒素原子を含んでもよい)]
を含む。
上述の式(II’de)、(II’’de)及び(II’’’de)、(II’ea)、(II’’ea)及び(IIea)において、R及びRは、好ましくはメチル基であるのに対し、R及びRは、互いに等しいか又は異なり、好ましくは、メチル、エチル、ヒドロキシエチルからなる群から選択される。
この変形によれば、液体媒体は、
(j)
− 70重量%〜95重量%の式(II’de)のジエステル、
− 5重量%〜30重量%の式(II’’de)のジエステル、及び
− 0〜10重量%の、上に定義されたような、式(II’’’de)のジエステル
から本質的になるジエステル混合物、又は
(jj)
− 70重量%〜95重量%の式(II’ea)のエステルアミド、
− 5重量%〜30重量%の式(II’’ea)のエステルアミド%、及び
− 0〜10重量%の、上に定義されたような、式(IIea)のエステルアミド
から本質的になるエステルアミド混合物、又は、
(jjj)上に定義されたような、(j)と(jj)との混合物
を含んでもよい。
式(IIde)中のZde及び/又は式(IIea)中のZeaが分岐している有用なジエステル系混合物の例は、Rhodiaによって商品化されているRHODIASOLV(登録商標)IRIS溶媒である。
RHODIASOLV(登録商標)IRIS溶媒は、エチルコハク酸ジメチルと2−メチルグルタル酸ジメチル(80重量%超)から本質的になるジエステルの混合物である。
本発明の第2実施態様によれば、式(IIde)中のZde及び式(IIea)中のZeaは、C〜C10直鎖の二価アルキレン基である。
この第2実施態様の変形において、液体媒体は、
(k)少なくとも1つのジエステル(III de)、少なくとも1つのジエステル(III de)及び式(III de)の少なくとも1つのジエステル、又は
(kk)少なくとも1つのエステルアミド(III ea)、少なくとも1つのエステルアミド(III ea)及び式(III ea)の少なくとも1つのエステルアミド、又は
(kkk)(k)と(kk)との組み合わせ
[ここで、
− (III de)は、R−OOC−(CH−COO−Rであり、
− (III de)は、R−OOC−(CH−COO−Rであり、
− (III de)は、R−OOC−(CH−COO−Rであり、
− (III ea)は、R−OOC−(CH−CO−NRであり、
− (III ea)は、R−OOC−(CH−CO−NRであり、
− (III ea)は、R−OOC−(CH−CO−NRであり、
式中、R及びRは、互いに等しいか又は異なり、単独でC〜C20アルキル、C〜C20アリール、C〜C20アルキルアリール、C〜C20アリールアルキル基であり、
− R及びRは、互いに等しいか又は異なり、C〜C20アルキル、C〜C20アリール、C〜C20アルキルアリール、C〜C20アリールアルキル基からなる群から選択され、前記全ての基は、一又は複数の置換基を含んでもよく、一又は複数のヘテロ原子を有してもよく、R及びRの両方とそれらが結合している窒素原子とを含む前記全ての基の環状部分は、一又は複数のヘテロ原子、例えば、酸素原子又は付加的な窒素原子を含んでもよい]
を含む。
上述の式(III de)、(III de)、(III de)、(III ea)、(III ea)及び(III ea)において、R及びRは、好ましくはメチル基であるのに対し、R及びRは、互いに等しいか又は異なり、好ましくは、メチル、エチル、ヒドロキシエチルからなる群から選択される。
この第2実施態様の特定の好ましい変形によれば、液体媒体は、
(I)アジピン酸ジメチル、グルタル酸ジメチル及びコハク酸ジメチルから本質的になるジエステル混合物、又は
(II)HCOOC−(CH−CO−N(CH、HCOOC−(CH−CO−N(CH、及びHCOOC−(CH−CO−N(CHから本質的になるエステルアミド混合物、又は
(III)アジピン酸ジエチル、グルタル酸ジエチル及びコハク酸ジエチルのジエステル混合物、又は
(IV)HOOC−(CH−CO−N(CH、HOOC−(CH−CO−N(CH、及びHOOC−(CH−CO−N(CHから本質的になるエステルアミド混合物、又は
(V)アジピン酸ジイソブチル、グルタル酸ジイソブチル及びコハク酸ジイソブチルの混合物、又は
(VI)HOOC−(CH−CO−N(CH、HOOC−(CH−CO−N(CH、及びHOOC−(CH−CO−N(CHから本質的になるエステルアミド混合物、又は
(VII)それらの混合物
を含んでもよい。
セクション(I)における上記の変形の代表的な実施態様は、
− 9重量%〜17重量%のアジピン酸ジメチル、
− 59重量%〜67重量%のグルタル酸ジメチル、
− 20重量%〜28重量%のコハク酸ジメチル
から本質的になるジエステル混合物である。
式(IIde)中のZde及び/又は式(IIea)中のZeaが直鎖である有用なジエステル系混合物の例は、Rhodiaにより市販されるRHODIASOLV(登録商標)RPDE溶媒である。
RHODIASOLV(登録商標)RPDE溶媒は、グルタル酸ジメチルとコハク酸ジメチル(70重量%超)を本質的に含むジエステルの混合物である。
本発明の組成物に使用され得る式(IIde)のジエステルは、特に欧州特許出願公開第1991519A号明細書(RHODIA OPERATIONS)19.11.2008の教示に従って製造され得る。本発明の組成物に使用され得る式(IIea)のエステルアミドは、特に国際公開第2011/154661号パンフレット(RHODIA OPERATIONS)15.12.2011及び米国特許出願公開第2011/0166025号明細書(RHODIA OPERATIONS)07.07.2011の教示に従って製造され得る。
液体媒体は、ジメチルスルホキシド(DMSO)を更に含んでもよく、任意に、DMSOとは異なる一又は複数の有機溶媒を更に含んでもよい。
液体媒体がDMSOを含む場合、式(IIde)の一又は複数のジエステル及び/又は式(IIea)の一又は複数のエステルアミドとDMSOとの間の重量比は、典型的には、1:99〜99:1、好ましくは20:80〜80:20、より好ましくは70:30〜30:70である。
液体媒体が、DMSOとは異なる一又は複数の有機溶媒(S)を更に含む場合、前記液体媒体中の有機溶媒(S)の量は、液体媒体の総重量を基準として、典型的には50重量%よりも低く、好ましくは25重量%よりも低い。
好適な有機溶媒(S)の非限定的な例は、特に、下記:
− 脂肪族炭化水素、より具体的には、特に、ペンタン、ヘキサン、へプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン又はシクロヘキサンなどのパラフィン、並びにナフタレン及び芳香族炭化水素、より具体的には、特に、ベンゼン、トルエン、キシレン、クメン、アルキルベンゼンの混合物からなる石油留分などの芳香族炭化水素、
− 脂肪族又は芳香族ハロゲン化炭化水素、より具体的には、特に、テトラクロロエチレン、ヘキサクロロエタンなどのペルクロロ化炭化水素;ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、ペンタクロロエタン、トリクロロエチレン、1−クロロブタン、1,2−ジクロロブタンなどの部分的に塩素化された炭化水素;モノクロロベンゼン、1,2−ジクロロベンゼン、1,3−ジクロロベンゼン、1,4−ジクロロベンゼン、1,2,4−トリクロロベンゼン又は異なるクロロベンゼン類の混合物、
− 脂肪族、脂環式又は芳香族エーテルオキシド、より具体的には、ジエチルオキシド、ジプロピルオキシド、ジイソプロピルオキシド、ジブチルオキシド、メチルtertブチルエーテル、ジペンチルオキシド、ジイソペンチルオキシド、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル ベンジルオキシド;ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)、
− エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルなどのグリコールエーテル、
− エチレングリコールメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテートなどのグリコールエーテルエステル、
− メチルアルコール、エチルアルコール、ジアセトンアルコールなどのアルコール、
− アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロンなどのケトン、
− イソプロピルアセテート、n−ブチルアセテート、メチルアセトアセテート、ジメチルフタレート、γ−ブチロラクトンなどの鎖状若しくは環状エステル、
− N,N−ジメチルアセトアミド(DMAC)、N,N−ジエチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジエチルホルムアミド又はN−メチル−2−ピロリドン(NMP)などの鎖状若しくは環状カルボキサミド、
− 例えば炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジプロピル、炭酸ジブチル、炭酸エチルメチル、炭酸エチレン、炭酸ビニレンなどの有機炭酸エステル、
− リン酸トリメチル、リン酸トリエチルなどのリン酸エステル、
− テトラメチル尿素、テトラエチル尿素などの尿素類
を含む。
混合物が一又は複数の更なる有機溶媒(S)を含む実施態様については、液体媒体は、好ましくは、化学品安全性分類により発癌性、変異原性又は生殖毒性とみなされる溶媒(CMR溶媒)を含まず;より具体的には、液体媒体は、有利には、NMP、DMF及びDMACを実質的に含まない。
それにもかかわらず、いかなる更なる有機溶媒(S)も実質的に含まず、すなわち、式(IIde)のジエステル及び式(IIea)のエステルアミドからなる群から選択される少なくとも1つの化合物から本質的になる液体媒体が好ましく、任意にDMSOと組み合わされる。
用語「電解質塩(ES)」は、ここでは導電性イオンを含む金属塩を示すことを意味する。
様々な金属塩が電解質塩(ES)として用いられてもよい。選択される液体媒体中で、安定で可溶である金属塩は、一般に使用される。
好適な電解質塩(ES)の非限定的な例は、特に、MeI、Me(PF、Me(BF、Me(ClO、Me(ビス(オキサラト)ボレート)(「Me(BOB)」)、MeCFSO、Me[N(CFSO、Me[N(CSO、RがC、C、CFOCFCFであるMe[N(CFSO)(RSO)]、Me(AsF、Me[C(CFSOn、Me(式中、Meは、金属、好ましくは遷移金属、アルカリ金属又はアルカリ土類金属であり、より好ましくは、Meは、Li、Na、K、Csであり、nは、前記金属の原子価であり、典型的にはnは、1又は2である)、並びにレドックス電解質を含む。
好ましい電解質塩(ES)は、次のもの:LiI、LiPF、LiBF、LiClO、リチウムビス(オキサラト)ボレート(「LiBOB」)、LiCFSO、LiN(CFSO、LiN(CSO、RがC、C、CFOCFCFであるMe[N(CFSO)(RSO)]、LiAsF、LiC(CFSO、Li及びそれらの組み合わせ、並びにヨウ素/三ヨウ化物、ジスルフィド/チオレート及びトリス(2,2’−ビピリジン)コバルト(II/III)レドックス対などのレドックス電解質
から選択される。
本発明の方法は、前記ポリマー(F)の前記コモノマー(MA)の水酸基の少なくとも一部を、式−Ym−1AX4−m(式中、m、Y、A及びXは、上に定義されたのと同じ意味を有する)のペンダント基を含むグラフト化フルオロポリマー[ポリマー(Fg)]を得るために、前記化合物(M)の加水分解性基Yの少なくとも一部と反応させる工程を含む。
コモノマー(MA)の水酸基が、化合物(M)部分とコモノマー(MA)部分との間に共有結合を生じるために化合物(M)の加水分解性基Yと反応し得ることは理解される。
ポリマー(F)の水酸基を上に定義されたような化合物(M)の加水分解性基Yと反応させるために、幾つかの技術は、うまく用いられ得る。
ポリマー(F)及び化合物(M)は、典型的に、液相で反応する。この実施態様によれば、ポリマー(F)及び化合物(M)は、通常、室温(約25℃)又は加熱しながらのいずれかで混合される。
本発明のある実施態様によれば、混合物は、前記ポリマー(F)、前記化合物(M)及び前記液体媒体に加えて、少なくとも1つの無機フィラーを更に含み得る。
無機フィラーは、一般に、粒子形態の混合物中に提供される。
無機フィラー粒子は、一般に、2nm〜100nm、好ましくは5nm〜20nmの平均粒径を有する。
無機フィラーの選択は特に限定されないが;表面に化合物(M)と反応する基を有する無機フィラーは、一般に好ましい。
表面反応性基の中で、特に水酸基を言及される。
この理論に束縛されることなく、本出願人は、化合物(M)の少なくとも一部と無機フィラーの前記表面反応性基の少なくとも一部との反応は、化合物(M)の少なくとも一部とコモノマー(MA)の水酸基の少なくとも一部との間の反応と同時に起こり得るし、その結果その後の加水分解及び/又は重縮合工程において、ポリマー(F)と無機フィラーとの間の化学結合が、化合物(M)に由来する無機ドメインを介して達成される可能性が高いと考える。
本発明の方法に使用されるのに好適な無機フィラーの中で、混合酸化物、金属硫酸塩、金属炭酸塩、金属硫化物等を含む無機酸化物を言及され得る。
金属酸化物の中で、SiO、TiO、ZnO、Alを言及され得る。
本発明のこの実施態様の条件の範囲内で特に良好な結果を与える化合物の種類は、特にケイ酸塩、ケイ酸アルミニウム及びケイ酸マグネシウムであり、全て任意に、ナトリウム、カリウム、鉄又はリチウムなどの付加的な金属を含有する。
これらのケイ酸塩、ケイ酸アルミニウム及びケイ酸マグネシウムは、一般に、層状構造を有することが知られている。
これらのケイ酸塩、ケイ酸アルミニウム及びケイ酸マグネシウム(全て任意に、ナトリウム、カリウム、鉄又はリチウムなどの付加的な金属を含有する)は、特にスメクチック粘土であり、天然起源であってもよく、例えば、特にモンモリロナイト、ソーコナイト、バーミキュライト、ヘクトライト、サポナイト、ノントロナイトなどであり得る。代替として、ケイ酸塩、ケイ酸アルミニウム及びケイ酸マグネシウム(全て任意に、ナトリウム、カリウム、鉄又はリチウムなどの付加的な金属を含有する)は、特にフルオロヘクトライト、ヘクトライト、ラポナイトのような合成粘土から選択され得る。
最良の結果は、100nm未満、好ましくは50nm未満、より好ましくは10nm未満の少なくとも1つの寸法を有する、上で定義する層状のケイ酸塩、ケイ酸アルミニウム及びケイ酸マグネシウムの粒子を用いて得られた。
この実施態様によれば、本発明のフルオロポリマーハイブリッド有機/無機複合体は、前記無機フィラーを含む。前記無機フィラーは、典型的には、本発明の複合体の無機ドメイン中に含まれる。
本方法は、化合物(M)及び/又は上で定義する式−Ym−1AX4−mの一又は複数のペンダント基を加水分解及び/又は重縮合して無機ドメインを含むフルオロポリマーハイブリッド有機/無機複合体を産する工程を更に含む。
加水分解及び/又は重縮合は、ポリマー(F)の水酸基及び化合物(M)を反応させる工程と同時に実施され得、又は前記反応が起こった時点で実施され得る。
典型的には、AがSiである化合物については、特に、この加水分解及び/又は重縮合は、適切な触媒及び/又は反応体の添加により開始される。一般に、水又は水と酸の混合物は、この反応を促進するために使用され得る。
酸の選択は、特に限定されず;有機酸及び無機酸の両方が使用され得る。HCl及びギ酸(HCOOH)は、本発明の方法に使用され得る好ましい酸を表わす。
液相でのポリマー(F)と化合物(M)との間の反応の場合には、好ましくは酸を含む水性媒体の添加が、加水分解及び/又は重縮合を促進するための好ましい方法であろう。
この加水分解及び/又は重縮合は室温で行い得るが、この工程を、50℃を超える温度に加熱して実施することが一般に好ましい。
液相での反応の場合には、温度は、上で定義する液体媒体の沸点を考慮して選択されるであろう。一般に、50℃〜150℃、好ましくは60℃〜120℃の温度が好ましいであろう。
この工程において、化合物(M)及び/又は上で定義する式−Ym−1AX4−mのペンダント基の加水分解性基Yは、ポリマー(F)鎖からなるポリマードメインと化合物(M)に由来する残渣からなる無機ドメインを含むハイブリッド複合体を産するために反応するであろうことが理解される。
当業者に認識されるように、加水分解及び/又は重縮合反応は、一般に、化合物(M)の性質に応じて、特に水又はアルコールであり得る低分子量の副生物を生成する。
無機ドメインを含むフルオロポリマーハイブリッド有機/無機複合体は、標準的な方法で回収され得、該方法は、様々な反応工程に用いられる技術に依存するであろう。
また、本発明の他の態様は、異なる使用分野における本発明のフルオロポリマーハイブリッド有機/無機複合体の使用にも関する。
特に、本発明は、フルオロポリマーフィルムを製造するための本発明のフルオロポリマーハイブリッド有機/無機複合体の使用に関する。
本発明は、従って、フルオロポリマーフィルムの製造方法であって、前記フルオロポリマーフィルムが、本発明のフルオロポリマーハイブリッド有機/無機複合体と上で定義する液体媒体を含み、前記方法が、本発明の方法の工程(iii)で得られる液体混合物から前記フィルムを加工する工程を含む方法に関する。
液体混合物からフィルムを加工するための技術は、当該技術分野において公知であり;本発明の方法の工程(iii)の液体混合物は、典型的には、キャスティングによって加工される。
液体混合物がキャスティングによって加工される場合、それは典型的には、ドクターブレードコーティング、計量ロッド(又はメイヤーロッド)コーティング、スロットダイコーティング、ナイフオーバーロールコーティングすなわち「ギャップコーティング」等のよく知られている技法に従って、標準的なデバイスを用いて支持体表面上に塗ることによって適用される。
支持体表面の選択は特に限定されず、フルオロポリマーフィルムは、単一のアセンブリとして直接製造できるか、又は別の支持体表面上へキャスティングすることによって製造でき、前記フルオロポリマーフィルムは支持体表面から取り外し、そして個別に扱い得ることが理解される。
本発明の方法の工程(iii)の液体混合物は、典型的には、室温(約25℃)で又は25℃を超える温度で加工され、この後者の条件が一般に好ましい。
この温度は、もしあれば、一又は複数の有機溶媒(S)の蒸発による除去を達成するように選択され得る。
それにもかかわらず、一又は複数の有機溶媒(S)の量は、もしあれば、フルオロポリマーフィルム中に安定して組み込まれそして保持されており、前記フルオロポリマーフィルムの総重量を基準として多くとも25重量%、好ましくは多くとも20重量%であろうことが理解される。
加工条件に依存して、加水分解及び/又は重縮合反応によって生成する上述の低分子量副生物(それは、化合物(M)の性質に応じて、特に水又はアルコールであり得る)を、少なくとも部分的にフルオロポリマーフィルムから除去でき、熱及び副生物除去の組み合わせられた作用によって、付加的な加水分解及び/又は重縮合を更に促進する可能性があることもまた理解される。
本発明は従って更に、フルオロポリマーフィルムであって、前記フルオロポリマーフィルムが、本発明のフルオロポリマーハイブリッド有機/無機複合体と上で定義する液体媒体を含み、前記液体媒体が、上で定義する式(IIde)のジエステル及び式(IIea)のエステルアミドからなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含むフルオロポリマーフィルムに関する。
本発明のフルオロポリマーフィルムは、有利には、1重量%〜30重量%、好ましくは5重量%〜20重量%の上で定義する少なくとも1つのポリマー(F)を含む。
本発明の方法により、上で定義する式(IIde)のジエステル及び式(IIea)のエステルアミドからなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含む液体媒体を安定して含みそして保持するフルオロポリマーフィルムをうまく得ることができ、そのようなフルオロポリマーフィルムは、電気化学及び光電気化学デバイスにおける高分子電解質セパレータとしての使用に好適であることが意外にも分かった。
本発明のある実施態様によれば、フルオロポリマーフィルムは、上で定義する少なくとも1つの電解質塩(ES)を含む高分子電解質セパレータである。
本発明のフルオロポリマーハイブリッド有機/無機複合体の改善された粘度のために、高分率の液体媒体/電解質をうまく保持して優れたイオン伝導性を与えられる高分子電解質セパレータを得ることができることが意外にも分かった。
本発明は、更に、電気化学及び光電気化学デバイスにおける上で定義する少なくとも1つの電解質塩(ES)を含む高分子電解質背セパレータの使用に関する。
好適な電気化学デバイスの非限定的な例は、特に、金属イオン二次電池を含む。
本発明は、また、上で定義する高分子電解質セパレータを含む金属イオン二次電池に関する。
金属イオン二次電池は、一般に、負電極(カソード)、上で定義する高分子電解質セパレータ、及び正電極(アノード)を組み合わせることによって形成される。
金属イオン二次電池は、好ましくは、アルカリ又はアルカリ土類二次電池である。
アルカリ又はアルカリ土類二次電池の代表的なカソード(負電極)材料は、
− アルカリ又はアルカリ土類金属粉末、フレーク、繊維又は球体(例えば、メソカーボンマイクロビーズ)などの形態で典型的に存在しているアルカリ又はアルカリ土類金属を挿入できる黒鉛状炭素、
− アルカリ又はアルカリ土類金属、
− ケイ素系合金、ゲルマニウム系合金などのアルカリ又はアルカリ土類金属合金、
− 有利には、誘起される歪なしでアルカリ又はアルカリ土類金属を挿入するのに好適なアルカリ又はアルカリ土類金属チタネート
を含む。
金属イオン二次電池は、より好ましくは、負電極材料が、
− リチウムのホストとして機能する粉末、フレーク、繊維又は球体(例えば、メソカーボンマイクロビーズ)などの形態で典型的に存在するリチウムを挿入できる黒鉛状炭素、
− リチウム金属、
− 特に米国特許第6,203,944号明細書(3M INNOVATIVE PROPERTIES CO.)20.03.2001に及び/又は国際公開第00/03444号パンフレット(MINNESOTA MINING AND MANUFACTURING CO.)20.01.2000
に記載されているものを含むリチウム合金組成物、
− 一般に式LiTi12で表されるリチウムチタネート(これらの化合物は、一般に、移動性イオン、すなわち、Liを取り入れる際に低レベルの物理的膨脹する「ゼロ歪」挿入材料と考えられる)、
− 高いLi/Si比のケイ化リチウムとして一般に知られるリチウム−ケイ素合金、特に式Li4.4Siのケイ化リチウム、
− 式Li4.4Geの結晶相を含むリチウム−ゲルマニウム合金
からなる群から選択されるリチウムイオン二次電池である。
負電極は、当業者によく知られているような添加剤を含有してもよい。それらの中で、特に、カーボンブラック、グラフェン又はカーボンナノチューブを言及され得る。当業者に認識されるように、負電極すなわちカソードは、箔、板、棒状体、ペーストなどの任意の好都合な形態、又は導電性集電体若しくは他の好適な支持体上に負電極材料の塗膜を形成することにより作製された複合体として存在してもよい。
アルカリ又はアルカリ土類二次電池の代表的なアノード(正電極)材料は、ポリマーバインダー(PB)、粉末状電極材料並びに、任意に、導電性付与添加剤及び/又は粘度調整剤を含む複合体を含む。
リチウムイオン電池用の正電極を形成する場合には、活性物質は、LiMY(式中、Mは、Co、Ni、Fe、Mn、Cr及びVなどの少なくとも一種の遷移金属種を表し、Yは、O又はSなどのカルコゲンを表す)の一般式で表される複合金属カルコゲン化物を含んでもよい。これらの中で、LiMO(式中、Mは上記と同じものである)の一般式で表されるリチウム系複合金属酸化物を使用することが好ましい。それらの好ましい例は、LiCoO、LiNiO、LiNiCo1−x(0<x<1)、及びスピネル構造化LiMnを含んでもよい。導電性付与添加剤は、限られた導電性を示すLiCoOなどの活性物質を使用している場合に、特に、得られる複合電極の導電性を向上させるために添加されてもよい。それらの例は、カーボンブラック、黒鉛微粉末及び繊維などの炭素質材料、並びにニッケル及びアルミニウムなどの金属の微粉末及び繊維を含んでもよい。
ポリマーバインダー(PB)により、当該技術分野においてよく知られているポリマーは、好ましくは、フッ化ビニリデン(VDF)ポリマーを含み、更により具体的には、VDFに由来する繰り返し単位と、0.01mol%〜20mol%の上で定義する式(III)の少なくとも1つの(メタ)アクリルモノマーに由来する繰り返し単位を含むVDFポリマーを含んで使用され得る。
好適な光電気化学デバイスの非限定的な例は、特に、色素増感太陽電池を含む。
本発明は、また、上で定義する高分子電解質セパレータを含む色素増感太陽電池にも関する。
色素増感太陽電池は、一般に、TiO半導体層などの金属酸化物半導体層(前記金属酸化物半導体層は色素層でコートされている)が適用されている金属支持体、上で定義する高分子電解質セパレータ、及び導電性電極を組み合わせることにより形成される。
好適な色素の非限定的な例は、特に、ルテニウムトリス(2,2’−ビピリジル−4,4’−ジカルボキシレート)などのルテニウム及びオスミウム系色素、ルテニウムシスジアクアビス(2,2’−ビピリジル−4,4’−ジカルボキシレート)などのルテニウムシス−ジアクアビピリジル錯体、亜鉛テトラ(4−カルボキシフェニル)ポルフィリンなどのポルフィリン、鉄ヘキサシアニド錯体及びフタロシアニンなどのシアニドを含む。
色素増感太陽電池は、典型的に、絶縁層により上部と下部を閉じられ、ここで、導電性電極及び電池の上部の絶縁層は、太陽放射線に対して光学的に透明でなければならない。
参照により本明細書に援用されるあらゆる特許、特許出願、及び刊行物の開示が、用語を不明確にさせ得る程度まで本出願の説明と矛盾する場合、本説明が優先すべきである。
本発明は、以下の実施例に関連して今説明され、実施例の目的は、例示的であるにすぎず、本発明を限定するものではない。
実施例1
工程i)VDF/HFP/HEAポリマーの製造
880rpmの速度で作動するインペラーを備えた4リットル反応器に、2455gの脱塩水と0.63gのMETHOCEL(登録商標)K100 GR懸濁化剤とを順次導入した。反応器を通気し、窒素で1バールに加圧し、次にイソドデカン中のt−アミルペルピバレート開始剤の75体積%溶液8.55g、次いで107gのHFPモノマー及び947gのVDFモノマーを反応器へ導入した。次に、反応器を徐々に52℃に加熱し、110バールの最終圧力にした。温度は、全実験の間、55℃で一定に維持された。圧力は、合計709mlまでHEAモノマーの19.96g/l水溶液を供給することにより全実験の間、110バールで一定に維持された。510分後に、重合反応の運転を、大気圧に達するまで懸濁液を脱気することで停止させた。このように得られたポリマーを次に回収し、脱塩水で洗浄し、50℃で炉乾燥させた(814g)。このように得られたポリマーは、NMRにより決定される2.3mol%のHFP及び1.0mol%のHEAを含有した。
工程ii)ハイブリッドVDF/HFP/HEA−シリカ複合体の製造
実施例1の工程i)から得られた1.24gのVDF/HFP/HEAポリマー粉末を、23.79gのRHODIASOLV(登録商標)IRISジエステル混合物に溶解させた。次に、3.9gのTEOS、次いで4mlの水性ギ酸をこの撹拌溶液に滴加し;混合物を80℃で2時間撹拌して、ハイブリッドVDF/HFP/HEA−シリカ複合体の透明な溶液を得るように確実にゾルゲル反応(TEOS加水分解及び重縮合)を行った。SiOへの完全なTEOS加水分解/重縮合を仮定して計算されるシリカ含有量は、複合体に関して30重量%であった。
VDF/HFP/HEA−シリカ複合体の粘度安定性
実施例1の工程ii)から得られたVDF/HFP/HEA−シリカ複合体の粘度を、異なる温度で動的機械的分光計(Rheometric ARES、ジオメトリ:平行板(25mm)、モード:動的周波数掃引試験)で測定した。
実施例1のVDF/HFP/HEA−シリカ複合体について、並びに実施例1の工程i)から得られたVDF/HFP/HEAポリマーを、RHODIASOLV(登録商標)IRISジエステル混合物と混合することによって得られたゲル(比較例1及び2)について得られたデータを表1に示す。
N−メチル−2−ピロリドン中の、RHODIASOLV(登録商標)IRISジエステル混合物なしの、実施例1のVDF/HFP/HEA−シリカ複合体(比較例3及び4)について得られたデータもまた表1に示す。
Figure 2015535856
電解質セパレータとしてのハイブリッドフルオロポリマーの使用
実施例1の工程ii)から得られたハイブリッドVDF/HFP/HEA−シリカ複合体を、様々な量のLiN(CFSOと混合し、それによって提供される電解質セパレータのイオン伝導率を25℃で測定した(表2)。
電解質セパレータを2つのステンレス鋼電極間に置き、容器中に密封した。
電解質セパレータの抵抗を測定し、イオン電導率(σ)を、次式:
イオン伝導率(σ)=d/(R×S)
(式中、dはフィルムの厚さ[cm]であり、Rはバルク抵抗[Ω×cm]であり、Sはステンレス鋼電極の面積[cm]である)
を用いて計算した。
Figure 2015535856
DSSCセルにおける電解質セパレータとしてのハイブリッドフルオロポリマーの使用
実施例1の工程ii)から得られたハイブリッドVDF/HFP/HEA−シリカ複合体をヨウ素/三ヨウ化物レドックス対と混合し、アノード(二酸化チタン)及びカソード(白金)が電解質の両側に置かれたDSSCセルにおける電解質セパレータとして試験した。結果として生じる電解質セパレータは均一であった。DSSCセルの効率を、25℃で1sun(1.5AM)下に太陽シミュレーター(PEC−L15,Peccell Technologies,Inc.)を用いて測定した。ヨウ素/トリヨウ化物レドックス対と混合された実施例1のVDF/HFP/HEA−シリカ複合体を電解質セパレータとして使用したDSCCセルの効率は、標準液体電解質溶液(ヨウ素/三ヨウ化物レドックス対の50mMアセトニトリル溶液)を使用したDSSCセルの効率よりも約20倍高いことが分かった。

Claims (15)

  1. フルオロポリマーハイブリッド有機/無機複合体の製造方法であって、前記方法が、
    (i)混合物を提供する工程であって、
    (a)少なくとも1つのフッ素化モノマー及び少なくとも1個の水酸基を含む少なくとも1つのコモノマー[コモノマー(MA)]に由来する繰り返し単位を含む少なくとも1つのフルオロポリマー[ポリマー(F)]、
    (b)式(I):
    4−mAY (I)
    (式中、mは、1〜4、特定の実施態様に応じて、1〜3の整数であり、Aは、Si、Ti及びZrからなる群から選択される金属であり、Yは、加水分解性基であり、Xは、任意に一又は複数の官能基を含む炭化水素基である)
    の少なくとも1つの金属化合物[化合物(M)]、
    (c)式(IIde)のジエステル及び式(IIea)のエステルアミド:
    −OOC−Zde−COO−R (IIde
    −OOC−Zea−CO−NR (IIea
    [式中:
    − R及びRは、互いに等しいか又は異なり、C〜C20炭化水素基からなる群から単独で選択され、
    − R及びRは、互いに等しいか又は異なり、水素及び置換されてもよいC〜C36炭化水素基からなる群から単独で選択され、R及びRは、それらが結合される窒素原子を含む環状部分(前記環状部分は、置換されてもよく及び/又は一又は複数の付加的なヘテロ原子並びにそれらの混合物を含んでもよい)の一部であってもよいことが理解され、
    − Zde及びZeaは、互いに等しいか又は異なり、単独で直鎖又は分岐C〜C10の二価アルキレン基である]
    からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含む液体媒体、
    (d)任意に、少なくとも1つの電解質塩(ES)
    を含む工程と;
    (ii)式−Ym−1AX4−mの一又は複数のペンダント基を含むグラフト化フルオロポリマー[ポリマー(Fg)]を得るために、前記ポリマー(F)の前記コモノマー(MA)の水酸基の少なくとも一部を、前記化合物(M)の加水分解性基Yの少なくとも一部と反応させる工程と;
    (iii)前記化合物(M)及び/又は式−Ym−1AX4−mの前記ペンダント基を加水分解及び/又は重縮合してフルオロポリマーハイブリッド有機/無機複合体を含み、前記液体媒体を導入する液体混合物を産する工程と
    を含む方法。
  2. 前記ポリマー(F)の前記コモノマー(MA)が、式(III)の(メタ)アクリルモノマー又は式(IV)のビニルエーテルモノマー:
    Figure 2015535856
    (式中、R、R及びRのそれぞれは、互いに等しいか又は異なり、単独で水素原子又はC〜C炭化水素基であり、ROHは、水素原子又は少なくとも1個の水酸基を含むC〜C炭化水素部分である)
    からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。
  3. 前記ポリマー(F)の前記コモノマー(MA)が、式(III−A):
    Figure 2015535856
    (式中、R’、R’及びR’は、水素原子であり、R’OHは、少なくとも1個の水酸基を含むC〜C炭化水素部分である)
    に適合する、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記ポリマー(F)が、
    − 少なくとも1つのコモノマー(MA)に由来する繰り返し単位と、テトラフルオロエチレン(TFE)及びクロロトリフルオロエチレン(CTFE)から選択される少なくとも1つのパー(ハロ)フルオロモノマーに由来する繰り返し単位と、エチレン、プロピレン及びイソブチレンから選択される少なくとも1つの水素化コモノマーに由来する繰り返し単位とを含むポリマー(F−1)であって、TFE及び/又はCTFE及び前記水素化モノマーの総量を基準として、一般に0.1mol%〜30mol%の量で、任意に一又は複数の付加的なコモノマーを含有するポリマー(F−1)と、
    − 少なくとも1つのコモノマー(MA)に由来する繰り返し単位と、フッ化ビニリデン(VDF)に由来する繰り返し単位と、任意にVDFとは異なる一又は複数のフッ素化モノマーに由来する繰り返し単位とを含むポリマー(F−2)
    からなる群から選択される請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記化合物(M)が、式(I−A):
    R’4−m’E(OR’’)m’ (I−A)
    (式中、m’は、1〜4、特定の実施態様に応じて、1〜3の整数であり、Eは、Si、Ti及びZrからなる群から選択される金属であり、R’及びR’’は、互い及び各頻度で等しいか又は異なり、任意に一又は複数の官能基を含み、C1〜18炭化水素基から単独で選択される)
    に適合する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記液体媒体が、
    (i)少なくとも1つのジエステル(II’de)及び少なくとも1つのジエステル(II’’de)であって、式(II’’’de)の少なくとも1つのジエステルと組み合わせてもよく;又は
    (ii)少なくとも1つのエステルアミド(II’ea)及び少なくとも1つのエステルアミド(II’’ea)であって、式(IIea)の少なくとも1つのエステルアミドと組み合わせてもよく;又は
    (iii)(i)と(ii)との組み合わせ
    [ここで、
    − (II’de)は、R―OOC−ZMG−COO−Rであり、
    − (II’ea)は、R−OOC−ZMG−CO−NRであり、
    − (II’’de)は、R−OOC−ZES−COO−Rであり、
    − (II’’ea)は、R−OOC−ZES−CO−NRであり、
    − (II’’’de)は、R−OOC−(CH−COO−Rであり、
    式中:
    − ZMGは、式MG−CH(CH)−CH−CH−又はMG−CH−CH−CH(CH)−であり、
    − ZESは、式ES−CH(C)−CH−又はES−CH−CH(C)−であり;式中、R及びRは、互いに等しいか又は異なり、C〜C20アルキル、C〜C20アリール、C〜C20アルキルアリール、C〜C20アリールアルキル基からなる群から単独で選択され、
    − R及びRは、互いに等しいか又は異なり、C〜C20アルキル、C〜C20アリール、C〜C20アルキルアリール、C〜C20アリールアルキル基からなる群から選択され、前記全ての基は、一又は複数の置換基を含んでもよく、一又は複数のヘテロ原子を有してもよく、R及びRの両方とそれらが結合している窒素原子とを含む前記全ての基の環状部分は、一又は複数のヘテロ原子、例えば、酸素原子又は付加的な窒素原子を含んでもよい]
    を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記液体媒体が、
    (j)
    − 70〜95重量%の式(II’de)のジエステル、
    − 5〜30重量%の式(II’’de)のジエステル、及び
    − 0〜10重量%の式(II’’’de)のジエステル
    から本質的になるジエステル混合物、又は
    (jj)
    − 70〜95重量%の式(II’ea)のエステルアミド、
    − 5〜30重量%の式(II’’ea)のエステルアミド、及び
    − 0〜10重量%の式(IIea)のエステルアミド
    から本質的になるエステルアミド混合物、又は
    (jjj)(j)と(jj)との混合物
    を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記液体媒体が、ジメチルスルホキシド(DMSO)を更に含み、任意に、DMSOとは異なる一又は複数の有機溶媒(S)を更に含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
  9. (a)請求項1に定義される少なくとも1つのフルオロポリマー[ポリマー(F)]、
    (b)請求項1に定義される式(I)の少なくとも1つの金属化合物[化合物(M)]、
    (c)請求項1に定義される式(IIde)のジエステル及び式(IIea)のエステルアミドからなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含む液体媒体、及び
    (d)任意に、少なくとも1つの電解質塩(ES)
    の間の反応によって得られるフルオロポリマーハイブリッド有機/無機複合体であって、
    式−Ym−1AX4−m(式中、m、Y、A及びXは、請求項1に定義されるのと同じ意味を有する)の一又は複数のペンダント基が、前記ポリマー(F)のコモノマー(MA)の水酸基の少なくとも一部と前記化合物(M)の加水分解性基Yの少なくとも一部との反応によってポリマー(F)にグラフトされている複合体。
  10. 請求項9に記載のフルオロポリマーハイブリッド有機/無機複合体と、請求項1で定義する式(IIde)のジエステル及び式(IIea)のエステルアミドからなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含む液体媒体とを含むフルオロポリマーフィルム。
  11. 1重量%〜30重量%、好ましくは5重量%〜20重量%の請求項1で定義する少なくとも1つのポリマー(F)を含む、請求項10に記載のフルオロポリマーフィルム。
  12. 請求項10又は11に記載のフルオロポリマーフィルムであって、前記フルオロポリマーフィルムが少なくとも1つの電解質塩(ES)を含む高分子電解質セパレータであるフィルム。
  13. 電気化学デバイス及び光電気化学デバイスにおける請求項12に記載の前記高分子電解質セパレータの使用。
  14. 請求項12に記載の前記高分子電解質セパレータを含む金属イオン二次電池。
  15. 請求項12に記載の前記高分子電解質セパレータを含む色素増感太陽電池。
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