JPH08217872A - Star type block polymer, its production, ionic conductor and lithium cell using the same - Google Patents

Star type block polymer, its production, ionic conductor and lithium cell using the same

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JPH08217872A
JPH08217872A JP19994295A JP19994295A JPH08217872A JP H08217872 A JPH08217872 A JP H08217872A JP 19994295 A JP19994295 A JP 19994295A JP 19994295 A JP19994295 A JP 19994295A JP H08217872 A JPH08217872 A JP H08217872A
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JP
Japan
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block polymer
star
group
alkali metal
formula
Prior art date
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Application number
JP19994295A
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Japanese (ja)
Inventor
Kohei Ushikubo
公平 牛久保
Ryoichi Tajima
良一 田嶋
Masashi Ono
雅司 大野
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Eneos Corp
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Japan Energy Corp
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Publication date
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    • Y02E60/12

Abstract

PURPOSE: To obtain the subject polymer useful as a material for cells, a surfactant, etc., by adding ethylene oxide to a polyhydric alcohol, forming an adduct and successively adding and reacting trifluoropropylene oxide with the resultant adduct in the presence of an alkali metallic hydroxide. CONSTITUTION: This polymer of formula II [R<1> is a 1-16C (substituted) aliphatic hydrocarbon, R<2> is H, a 1-16C (substituted) alkyl, alkenyl, F-substituted alkyl, (alkyl-substituted)phenyl or (meth)acryloyl; m and n are each 1 or more; L is 3-8]. The polymer is obtained by adding and reacting trifluoropropylene oxide of formula I with an adduct, having ethylene oxide block units and prepared by adding and reacting ethylene oxide with a polyhydric alcohol having 3-8 hydroxyl groups is the presence of an alkali metallic hydroxide (e.g. NaOH), forming trifluoropropylene oxide block units and then terminating the reaction.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ブロックポリエー
テル鎖3個以上を有し、電池材料や界面活性剤などとし
て有用な新規含フッ素ブロックポリマーに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel fluorine-containing block polymer having three or more block polyether chains and useful as a battery material or a surfactant.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリ(トリフルオロプロピレンオキシ
ド)は、化学的に安定なトリフルオロメチル基を持った
ポリエーテルであり、撥水性、低い溶剤溶解性、低屈折
率等の性質を示すため、特殊ゴム製造の中間体として有
用である。一方、エチレンオキシド重合体は、界面活性
剤、化粧品原料として有用である。
2. Description of the Related Art Poly (trifluoropropylene oxide) is a polyether having a chemically stable trifluoromethyl group and exhibits special properties such as water repellency, low solvent solubility and low refractive index. It is useful as an intermediate in rubber production. On the other hand, ethylene oxide polymers are useful as surfactants and raw materials for cosmetics.

【0003】上記両重合体の各重合単位(以下、トリフ
ルオロプロピレンオキシドブロック単位をA、エチレン
オキシドブロック単位をBとする。)を分子内に有する
ブロック共重合体は、両者の特色を兼ね備え、しかも用
途に応じてCF3基の含有量を調節することができるの
で、興味ある共重合体である。このようなブロック共重
合体としては、すでに特開平5−310909号公報、
特開平6−145338号公報に提案されている。
The block copolymer having each polymerized unit of both polymers (hereinafter, trifluoropropylene oxide block unit is A and ethylene oxide block unit is B) in the molecule has both characteristics. It is an interesting copolymer because the content of CF 3 groups can be adjusted according to the application. Such block copolymers have already been disclosed in JP-A-5-310909,
It is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-145338.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
知のブロック共重合体は、いわゆるAB型、又はABA
型の線状ポリマー構造である。
However, the above-mentioned known block copolymer is a so-called AB type or ABA type.
Is a linear polymer structure of the mold.

【0005】そこで、本発明は、より立体性に富む星型
構造のブロックポリマーを提供することを目的とするも
のである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a star-shaped block polymer having more stericity.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討し
た結果、以下に示すような星型ブロックポリマーを発明
するに至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies, the present inventor has invented the following star block polymers.

【0007】すなわち、本発明は、(1)下記式(1) で
表わされる星型ブロックポリマー、
That is, the present invention provides (1) a star block polymer represented by the following formula (1):

【0008】[0008]

【化5】 Embedded image

【0009】(式中、R1は炭素数1〜16の置換され
ていてもよい脂肪族炭化水素残基、R2は水素、炭素数
1〜16の置換されていてもよいアルキル基、アルケニ
ル基、フッ素置換アルキル基、フッ素置換アルケニル
基、フェニル基、アルキル置換フェニル基、アクリロイ
ル基、メタクリロイル基を示し、m≧1、n≧1、L=
3〜8の整数を示す) (2)式(1) 中のR2がアクリロイル基、又はメタクリ
ロイル基である前記(1)記載の星型ブロックポリマ
ー、(3)水酸基を3〜8個有する多価アルコールにエ
チレンオキシドを付加して得られたエチレンオキシドブ
ロック単位を有する付加物に、アルカリ金属水酸化物の
存在下に下記式(2) で表わされるトリフルオロプロピレ
ンオキシドを添加して反応させ、さらにトリフルオロプ
ロピレンオキシドブロック単位を形成させた後、反応を
停止させることを特徴とする前記(1)記載の星型ブロ
ックポリマーの製法、
(Wherein R 1 is an optionally substituted aliphatic hydrocarbon residue having 1 to 16 carbon atoms, R 2 is hydrogen, an optionally substituted alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, alkenyl Group, fluorine-substituted alkyl group, fluorine-substituted alkenyl group, phenyl group, alkyl-substituted phenyl group, acryloyl group, methacryloyl group, m ≧ 1, n ≧ 1, L =
(2) An integer of 3 to 8) (2) The star block polymer according to (1) above, wherein R 2 in the formula (1) is an acryloyl group or a methacryloyl group, and (3) a polymer having 3 to 8 hydroxyl groups. To an adduct having an ethylene oxide block unit obtained by adding ethylene oxide to a polyhydric alcohol, a trifluoropropylene oxide represented by the following formula (2) is added in the presence of an alkali metal hydroxide to cause a reaction, and a trifluoropropylene oxide is further added. The method for producing a star block polymer as described in (1) above, wherein the reaction is stopped after forming the fluoropropylene oxide block unit.

【0010】[0010]

【化6】 [Chemical 6]

【0011】(4)前記(1)記載の式(1) の星型ブロ
ックポリマーにアルカリ金属塩を含有させたことを特徴
とするイオン伝導体、(5)前記(1)記載の式(1) の
星型ブロックポリマーに、アルカリ金属塩と有機溶媒を
含有させたことを特徴とするイオン伝導体、(6)前記
(2)記載の星型ブロックポリマーの架橋重合体とアル
カリ金属塩からなることを特徴とするイオン伝導体、
(7)前記(2)記載の星型ブロックポリマーの架橋重
合体、アルカリ金属塩及び有機溶媒からなることを特徴
とするイオン伝導体、(8)下記式(3) で表わされる星
型ポリエーテルを混合した前記(2)記載の星型ブロッ
クポリマーの架橋重合体とアルカリ金属塩からなること
を特徴とするイオン伝導体、
(4) An ionic conductor characterized by containing an alkali metal salt in the star block polymer of the formula (1) described in (1), (5) the formula (1) described in (1) above. ) An ionic conductor characterized by containing an alkali metal salt and an organic solvent in the star block polymer, (6) comprising the crosslinked polymer of the star block polymer according to (2) above and an alkali metal salt. An ionic conductor characterized by that
(7) An ionic conductor comprising a cross-linked polymer of the star block polymer according to (2) above, an alkali metal salt and an organic solvent, (8) a star polyether represented by the following formula (3): An ionic conductor comprising an alkali metal salt and a cross-linked star-shaped block polymer as described in (2) above.

【0012】[0012]

【化7】 [Chemical 7]

【0013】(式中、R3は炭素数1〜16の置換され
ていてもよい脂肪族炭化水素残基、OEtはエチレンオ
キシド単位、OPrはプロピレンオキシド単位、Acは
アクリロイル基、またはメタクリロイル基、p≧1,q
≧0、rは3〜8の整数を示す) (9)下記式(3) で表わされる星型ポリエーテルを混合
した前記(2)記載の星型ブロックポリマーの架橋重合
体、アルカリ金属塩及び有機溶媒からなることを特徴と
するイオン伝導体、
(Wherein R 3 is an optionally substituted aliphatic hydrocarbon residue having 1 to 16 carbon atoms, OEt is an ethylene oxide unit, OPr is a propylene oxide unit, Ac is an acryloyl group or methacryloyl group, p ≧ 1, q
≧ 0, r is an integer of 3 to 8) (9) A cross-linked star-shaped block polymer, an alkali metal salt, and a star-shaped block polymer as described in (2), wherein a star-shaped polyether represented by the following formula (3) is mixed. An ionic conductor characterized by comprising an organic solvent,

【0014】[0014]

【化8】 Embedded image

【0015】(式中、R3は炭素数1〜16の置換され
ていてもよい脂肪族炭化水素残基、OEtはエチレンオ
キシド単位、OPrはプロピレンオキシド単位、Acは
アクリロイル基、またはメタクリロイル基、p≧1,q
≧0、rは3〜8の整数を示す) (10)前記(4)〜(9)記載のイオン伝導体の少な
くとも1種以上を含むリチウム電池、に関するものであ
る。
(Wherein R 3 is an optionally substituted aliphatic hydrocarbon residue having 1 to 16 carbon atoms, OEt is an ethylene oxide unit, OPr is a propylene oxide unit, Ac is an acryloyl group or a methacryloyl group, p is ≧ 1, q
≧ 0, r is an integer of 3 to 8) (10) The present invention relates to a lithium battery containing at least one or more of the ion conductors described in (4) to (9).

【0016】本発明の式(1) で表わされる星型ブロック
ポリマーにおいて、R1は多価アルコールの残基であ
り、炭素数1〜16の置換されていてもよい脂肪族炭化
水素から選ばれる。好ましいR1としては、グリセリ
ン、ペンタエリスリトール、トリメチロールエタン、ジ
ペンタエリスリトール、マンニトール、D−ソルビトー
ル、トリペンタエリスリトールなどの炭化水素残基を挙
げることができる。また、これらの置換基としては、エ
チレンオキシドやトリフルオロプロピレンオキシドとの
反応に障害を及ぼすものでなければ、とくに制限はない
が、たとえば、下記のR2と同様のアルキル基、アルケ
ニル基等が挙げられる。また、m及びnは≧1である。
In the star-shaped block polymer represented by the formula (1) of the present invention, R 1 is a residue of a polyhydric alcohol and is selected from an optionally substituted aliphatic hydrocarbon having 1 to 16 carbon atoms. . Examples of preferable R 1 include hydrocarbon residues such as glycerin, pentaerythritol, trimethylolethane, dipentaerythritol, mannitol, D-sorbitol and tripentaerythritol. Further, these substituents are not particularly limited as long as they do not interfere with the reaction with ethylene oxide or trifluoropropylene oxide, and examples thereof include the same alkyl groups and alkenyl groups as those described below for R 2. To be Further, m and n are ≧ 1.

【0017】また、R2において、炭素数1〜16の置
換されていてもよいアルキル基又はアルケニル基として
は、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n
−ブチル、tert−ブチル、1−ペンチル、3−メチ
ル−1−ブチル、3−メチル−1−ヘプチル、2−エチ
ル−1−ヘキシル、1−ヘキシル、1−ヘプチル、1−
オクチル、1−ノニル、1−デシル、1−ウンデシル、
1−ドデシル、1−トリデシル、1−テトラデシル、1
−ペンタデシル等のアルキル基、あるいはアリル、クロ
チル等のアルケニル基等を挙げることができる。更に、
これらの置換基としては、フッ素が入ったものでもよ
い。フッ素置換アルキル基、フッ素置換アルケニル基と
しては、トリフルオロエチル、パーフルオロブチル、パ
ーフルオロ−3−メチルブチル、2,2,3,3−テト
ラフルオロプロピル、2−(パーフルオロヘキシル)エ
チル、2−(パーフルオロ−3−メチルブチル)エチ
ル、6−(パーフルオロヘキシル)ヘキシル等のフッ素
置換アルキル基、あるいは2,2,3,4,4−パーフ
ルオロ−3−ブテニル、3−パーフルオロオクチル−2
−プロペニル等のフッ素置換アルケニル基を挙げること
ができる。またR2のフェニル基、アルキル置換フェニ
ル基としてはフェニル、4−メチルフェニル、4−エチ
ルフェニル、4−イソプロピルフェニル、4−プロピル
フェニル、4−sec−ブチルフェニル、4−tert
−ブチルフェニル、3,4−ジメチルフェニル、4−イ
ソプロピル−3−メチルフェニル等を挙げることができ
る。又、R2としてアクリロイル基、メタクリロイル基
も好ましい。なお、R2アクリロイル基、メタクリロイ
ル基の場合、1≦m≦200、1≦n≦100が好まし
い。m、nがこの値を超えると、末端官能基量が減少
し、架橋密度が低下するため、フィルムの機械的強度が
弱くなる。
In R 2 , the alkyl or alkenyl group having 1 to 16 carbon atoms which may be substituted is methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl or n.
-Butyl, tert-butyl, 1-pentyl, 3-methyl-1-butyl, 3-methyl-1-heptyl, 2-ethyl-1-hexyl, 1-hexyl, 1-heptyl, 1-
Octyl, 1-nonyl, 1-decyl, 1-undecyl,
1-dodecyl, 1-tridecyl, 1-tetradecyl, 1
Examples thereof include an alkyl group such as pentadecyl and an alkenyl group such as allyl and crotyl. Furthermore,
As these substituents, those containing fluorine may be used. Examples of the fluorine-substituted alkyl group and the fluorine-substituted alkenyl group include trifluoroethyl, perfluorobutyl, perfluoro-3-methylbutyl, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl, 2- (perfluorohexyl) ethyl, 2- Fluorine-substituted alkyl groups such as (perfluoro-3-methylbutyl) ethyl and 6- (perfluorohexyl) hexyl, or 2,2,3,4,4-perfluoro-3-butenyl, 3-perfluorooctyl-2.
And fluorine-substituted alkenyl groups such as propenyl. Further, the phenyl group of R 2 and the alkyl-substituted phenyl group include phenyl, 4-methylphenyl, 4-ethylphenyl, 4-isopropylphenyl, 4-propylphenyl, 4-sec-butylphenyl and 4-tert.
-Butylphenyl, 3,4-dimethylphenyl, 4-isopropyl-3-methylphenyl and the like can be mentioned. Further, as R 2 , an acryloyl group and a methacryloyl group are also preferable. In the case of R 2 acryloyl group and methacryloyl group, 1 ≦ m ≦ 200 and 1 ≦ n ≦ 100 are preferable. When m and n exceed this value, the amount of terminal functional groups decreases and the crosslinking density decreases, so the mechanical strength of the film becomes weak.

【0018】本発明の星型ブロックポリマーの製法に使
用する水酸基を3個〜8個有する多価アルコールとして
は、例えばグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメ
チロールエタン、ジペンタエリスリトール、マンニトー
ル、D−ソルビトール、トリペンタエリスリトールなど
を挙げることができる。
Examples of the polyhydric alcohol having 3 to 8 hydroxyl groups used in the method for producing the star block polymer of the present invention include, for example, glycerin, pentaerythritol, trimethylolethane, dipentaerythritol, mannitol, D-sorbitol, tri- and tri-. Examples thereof include pentaerythritol.

【0019】本発明に使用するアルカリ金属水酸化物と
しては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどを挙げ
ることができる。
Examples of the alkali metal hydroxide used in the present invention include sodium hydroxide and potassium hydroxide.

【0020】本発明の星型ブロックポリマーは、以下の
ようにして製造することができる。まず、水酸基を3個
〜8個有する多価アルコールにアルカリ金属水酸化物の
存在下でエチレンオキシドを付加させて、その各水酸基
にエチレンオキシドブロック単位を形成する。次いで、
反応系にトリフルオロプロピレンオキシドを添加し、必
要に応じて、さらにアルカリ金属水酸化物を添加し、前
記エチレンオキシドブロック単位にトリフルオロプロピ
レンオキシドを付加させてトリフルオロプロピレンオキ
シドブロック単位を形成する。上記二つの反応段階は、
連続して行ってもよく、また分離して行うこともでき
る。すなわち、第1段階の反応によって予め多価アルコ
ールにエチレンオキシド単位を付加させた中間体を製造
しておき、これを出発材料として第2段階の反応を行う
こともできる。
The star block polymer of the present invention can be manufactured as follows. First, ethylene oxide is added to a polyhydric alcohol having 3 to 8 hydroxyl groups in the presence of an alkali metal hydroxide to form an ethylene oxide block unit at each hydroxyl group. Then
Trifluoropropylene oxide is added to the reaction system, and if necessary, an alkali metal hydroxide is further added, and trifluoropropylene oxide is added to the ethylene oxide block unit to form a trifluoropropylene oxide block unit. The above two reaction steps are
It may be carried out continuously or separately. That is, it is also possible to preliminarily produce an intermediate obtained by adding an ethylene oxide unit to a polyhydric alcohol by the reaction of the first step, and use this as a starting material to carry out the reaction of the second step.

【0021】アルカリ金属水酸化物の使用量は、エチレ
ンオキシドブロック単位を形成する反応では、アルコー
ル基に対して1/1000〜2倍モル量、特に1/10
0〜1/2倍モル量が好ましく、目標とする分子量に合
わせて適宜選択することができる。また、トリフルオロ
プロピレンオキシドブロック単位を形成する反応では、
アルコール基に対して1/10〜10倍モル量、特に
0.9〜1.2倍モル量が好ましい。
The amount of the alkali metal hydroxide used is such that in the reaction for forming ethylene oxide block units, the amount is 1/1000 to 2 times the molar amount of the alcohol group, particularly 1/10.
The molar amount is preferably 0 to 1/2 times, and can be appropriately selected according to the target molecular weight. Also, in the reaction that forms the trifluoropropylene oxide block unit,
A molar amount of 1/10 to 10 times, particularly 0.9 to 1.2 times the molar amount of the alcohol group is preferable.

【0022】上記の反応は、溶媒存在下又は無溶媒いず
れで行うこともできるが、トリフルオロプロピレンオキ
シドブロック単位を形成する反応においては、溶媒を使
用することが好ましい。このような溶媒としては、たと
えば1,2−ジメトキシエタン、ジオキサン、THF、
ジエチレングリコールジメチルエーテルなどを挙げるこ
とができる。
The above reaction can be carried out either in the presence of a solvent or without a solvent, but it is preferred to use a solvent in the reaction for forming the trifluoropropylene oxide block unit. Examples of such a solvent include 1,2-dimethoxyethane, dioxane, THF,
Examples thereof include diethylene glycol dimethyl ether.

【0023】エチレンオキシドブロック単位を形成する
反応の重合温度は40〜200℃、特に80〜150℃
が好ましく、トリフルオロプロピレンオキシドブロック
単位を形成する反応の重合温度は−20〜100℃、特
には0〜50℃が好ましい。
The polymerization temperature for the reaction to form ethylene oxide block units is 40 to 200 ° C, especially 80 to 150 ° C.
Is preferred, and the polymerization temperature in the reaction for forming the trifluoropropylene oxide block unit is preferably -20 to 100 ° C, particularly preferably 0 to 50 ° C.

【0024】重合反応は酸またはハロゲン化アルキル、
ハロゲン化アリール、あるいはハロゲン化アルケニル等
を添加することにより停止させる。使用する反応停止剤
の種類によって、得られる含フッ素ポリエーテルの末端
基の構造を調節することができる。すなわち、反応停止
剤として酸を用いれば、その反応停止末端はヒドロキシ
ル基となり、ハロゲン化アルキルあるいはハロゲン化ア
ルケニル等を用いればその末端にアルキルエーテルまた
はアルケニルエーテル等の構造を持ったものとなる。ま
た、停止剤にアクリル酸ハライド、メタクリル酸ハライ
ドを用いた場合には、末端にアクリロイル基、メタクリ
ロイル基がそれぞれ導入される。このように重合停止剤
の種類を選択することによって、末端がヒドロキシル基
あるいはアルキルエーテル、アルケニルエーテル、アク
リロイル、メタクリロイルである含フッ素ポリエーテル
を選択的に得ることができ、これも本発明の大きな特徴
である。
The polymerization reaction is an acid or an alkyl halide,
It is stopped by adding an aryl halide, an alkenyl halide or the like. The structure of the terminal group of the resulting fluorinated polyether can be adjusted depending on the type of the reaction terminator used. That is, when an acid is used as the reaction terminator, the reaction terminator becomes a hydroxyl group, and when an alkyl halide or alkenyl halide is used, the terminal has a structure such as an alkyl ether or an alkenyl ether. When an acrylic acid halide or a methacrylic acid halide is used as the terminating agent, an acryloyl group or a methacryloyl group is introduced at each end. By thus selecting the type of the polymerization terminator, a fluorine-containing polyether having a hydroxyl group or an alkyl ether, an alkenyl ether, acryloyl or methacryloyl at the terminal can be selectively obtained, which is also a major feature of the present invention. Is.

【0025】反応停止に用いる酸としては塩酸、硫酸、
酢酸等が挙げられる。また、反応停止に用いるハロゲン
化アルキルあるいはハロゲン化アルケニル等としては、
ヨウ化メチル、ヨウ化エチル、ヨウ化プロピル、ヨウ化
n−ブチル、ヨウ化tert−ブチル、臭化メチル、臭
化エチル、臭化プロピル、臭化n−ブチル、臭化ter
t−ブチル、ヨウ化アリル、臭化クロチル等が挙げら
れ、その他、アクリル酸クロリド、メタクリル酸クロリ
ド等のアクリル酸ハライド、メタクリル酸ハライド等が
挙げられる。
Acids used to stop the reaction include hydrochloric acid, sulfuric acid,
Examples thereof include acetic acid. Further, as the alkyl halide or alkenyl halide used for stopping the reaction,
Methyl iodide, ethyl iodide, propyl iodide, n-butyl iodide, tert-butyl iodide, methyl bromide, ethyl bromide, propyl bromide, n-butyl bromide, ter bromide
Examples thereof include t-butyl, allyl iodide, crotyl bromide, and the like, and acrylic acid halides such as acrylic acid chloride and methacrylic acid chloride, and methacrylic acid halides.

【0026】反応が完結した後、酸またはハロゲン化ア
ルキル又はハロゲン化アルケニルあるいは(メタ)アク
リル酸ハライド等で反応を停止させ、水で洗浄し、溶媒
を留去、必要に応じ減圧乾燥することにより、含フッ素
ポリエーテルが得られる。
After the reaction is completed, the reaction is stopped with an acid, an alkyl halide, an alkenyl halide, a (meth) acrylic acid halide or the like, washed with water, the solvent is distilled off and, if necessary, dried under reduced pressure. A fluorinated polyether can be obtained.

【0027】このようにして得られた本発明の星型ブロ
ックポリマーが末端にアクリロイル基またはメタクリロ
イル基を有する場合には、この炭素−炭素2重結合の反
応性を利用して、さらに架橋、硬化することができる。
この硬化反応は、加熱下及び/又は光照射により行うこ
とができる。加熱硬化させる場合には、ラジカル発生剤
の存在下に行うことにより反応を促進することができ
る。
When the star block polymer of the present invention thus obtained has an acryloyl group or a methacryloyl group at the terminal, the reactivity of the carbon-carbon double bond is utilized to further crosslink and cure. can do.
This curing reaction can be performed under heating and / or irradiation with light. In the case of curing by heating, the reaction can be promoted by performing it in the presence of a radical generator.

【0028】このようなラジカル発生剤としては、アゾ
ビス化合物、パーオキサイド、ハイドロパーオキサイ
ド、レドックス系を挙げることができる。たとえば、ア
ゾビスイソブチロニトリル、2,2´−アゾビス(2−
アミジノプロパン)ハイドロクロライド、過硫酸アンモ
ニウム、過硫酸カリウム、ベンゾイルパーオキシド、イ
ソプロピルパーカーボネート、メチルエチルケトンパー
オキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ジクミル
パーオキサイドなどを挙げることができる。
Examples of such radical generators include azobis compounds, peroxides, hydroperoxides and redox compounds. For example, azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis (2-
Amidinopropane) hydrochloride, ammonium persulfate, potassium persulfate, benzoyl peroxide, isopropyl percarbonate, methyl ethyl ketone peroxide, cumene hydroperoxide, dicumyl peroxide and the like can be mentioned.

【0029】また、光照射して硬化させる場合に使用さ
れる活性光線は、硬化反応を励起させるエネルギー線で
あればよいが、一般的には紫外線または可視光線が好ま
しい。また、照射の際に光重合開始剤を使用することが
好ましい。光重合開始剤としては、たとえば、ベンゾイ
ン、2−メチルベンゾイン、トリメチルシリルベンゾフ
ェノン、4−メトキシベンゾフェノン、ベンゾインメチ
ルエーテル、アセトフェノン、アントラキノン、2,2
−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、メチルベ
ンゾイルホルメートなどを挙げることができる。
The actinic ray used for curing by irradiation with light may be an energy ray that excites the curing reaction, but in general, ultraviolet rays or visible rays are preferable. Further, it is preferable to use a photopolymerization initiator during irradiation. Examples of the photopolymerization initiator include benzoin, 2-methylbenzoin, trimethylsilylbenzophenone, 4-methoxybenzophenone, benzoin methyl ether, acetophenone, anthraquinone, and 2,2.
-Dimethoxy-2-phenyl acetophenone, methyl benzoyl formate, etc. can be mentioned.

【0030】上記のようにして得られる本発明の星型ブ
ロックポリマーは、界面活性剤あるいは電池、電解コン
デンサ、センサ、エレクトロクロミック素子などの電子
機器用材料、とくにイオン伝導体として有用である。
The star block polymer of the present invention obtained as described above is useful as a surface active agent or a material for electronic devices such as batteries, electrolytic capacitors, sensors and electrochromic elements, especially as an ion conductor.

【0031】本発明のイオン伝導体は、前記本発明の星
型ブロックポリマーとアルカリ金属塩より構成され、必
要に応じ更に有機溶媒を含有するものでも良い。イオン
伝導体として用いる場合、ブロックポリマー鎖中のトリ
フルオロプロピレンオキシドブロック単位のモル分率
は、0.4〜0.9が好ましい。モル分率が0.4未満
では、機械的強度が弱く、フィルム状に形成することが
困難となり、又、0.9を超えると有機溶媒と混合しに
くくなる。
The ionic conductor of the present invention may be composed of the star block polymer of the present invention and an alkali metal salt, and may further contain an organic solvent if necessary. When used as an ionic conductor, the mole fraction of trifluoropropylene oxide block units in the block polymer chain is preferably 0.4 to 0.9. If the mole fraction is less than 0.4, the mechanical strength will be weak and it will be difficult to form a film, and if it exceeds 0.9, it will be difficult to mix with the organic solvent.

【0032】また、本発明において、末端にアクリロイ
ル基、またはメタクリロイル基を有する星型ブロックポ
リマーを使用してイオン伝導体とする場合には、ブロッ
クポリマー鎖中のトリフルオロプロピレンオキシドブロ
ック単位のモル分率は、0.1〜0.9が好ましい。モ
ル分率が0.1未満では硬化後のフィルムの機械的強度
が弱く、又、0.9を超えると電解液の保持が困難とな
る。そして、硬化反応前の星型ブロックポリマーにアル
カリ金属塩、必要に応じて有機溶媒および必要に応じて
下記式(3) のポリエーテルを含有させ、さらに硬化反応
用添加剤を添加した後、加熱及び/又は光照射すること
により形成することが好ましい。この際に、アルミニウ
ムやステンレスあるいはリチウム箔等の金属、ガラスな
どの基材上に上記硬化用組成物をキャスティング、また
はコーティングして硬化させるとイオン伝導体を薄膜と
して形成することができる。しかし、ポリマーを硬化さ
せた後に、アルカリ金属塩、必要に応じて更に有機溶媒
を含む電解液に浸漬させて本発明のイオン伝導体とする
こともできる。
Further, in the present invention, when a star block polymer having an acryloyl group or a methacryloyl group at the terminal is used as an ionic conductor, the molar amount of the trifluoropropylene oxide block unit in the block polymer chain is The rate is preferably 0.1 to 0.9. When the mole fraction is less than 0.1, the mechanical strength of the cured film is weak, and when it exceeds 0.9, it becomes difficult to retain the electrolytic solution. Then, the star-shaped block polymer before the curing reaction is made to contain an alkali metal salt, an organic solvent if necessary, and a polyether of the following formula (3) if necessary, and after adding a curing reaction additive, heating is performed. And / or it is preferably formed by irradiation with light. At this time, the ionic conductor can be formed as a thin film by casting or coating the above-mentioned curing composition on a substrate such as a metal such as aluminum, stainless steel or lithium foil, or glass and curing the composition. However, the ionic conductor of the present invention can be obtained by immersing the polymer in an electrolytic solution containing an alkali metal salt and optionally an organic solvent after curing the polymer.

【0033】[0033]

【化9】 [Chemical 9]

【0034】(式中、R3は炭素数1〜16の置換され
ていてもよい脂肪族炭化水素残基、OEtはエチレンオ
キシド単位、OPrはプロピレオキシド単位、Acはア
クリロイル基またはメタクリロイル基、p≧1、q≧
0、rは3〜8の整数を示す) 上記式(3) で表わされるポリエーテルの各ブロック内は
エチレンオキシド単位および/またはプロピレンオキシ
ド単位から構成されていればよく、両単位がランダムで
もよい。なお、p、qはそれぞれ1≦p≦200、0≦
q≦100が好ましい。p、qがこの値を超えると、末
端官能基量が減少し架橋密度が低下するため、フィルム
の機械的強度が弱くなる。また、場合によってはアクリ
ロイル基またはメタクリロイル基を含まないポリエーテ
ルを混合使用することもできる。このようなポリエーテ
ルを併用する場合には、有機溶媒の含有量の向上等の点
で有利である。
(Wherein R 3 is an optionally substituted aliphatic hydrocarbon residue having 1 to 16 carbon atoms, OEt is an ethylene oxide unit, OPr is a propylene oxide unit, Ac is an acryloyl group or methacryloyl group, p is ≧ 1, q ≧
0 and r each represent an integer of 3 to 8) Each block of the polyether represented by the above formula (3) may be composed of ethylene oxide units and / or propylene oxide units, and both units may be random. Note that p and q are 1 ≦ p ≦ 200 and 0 ≦, respectively.
q ≦ 100 is preferable. When p and q exceed this value, the amount of terminal functional groups decreases and the crosslink density decreases, so the mechanical strength of the film becomes weak. In some cases, a polyether containing no acryloyl group or methacryloyl group may be mixed and used. When such a polyether is used in combination, it is advantageous in that the content of the organic solvent is improved.

【0035】この場合、本発明の末端にアクリロイル基
またはメタクリロイル基を有する式(1) で表わされる星
型ブロックポリマーを含むポリエーテル全体に対して0
〜90重量%で使用することができる。
In this case, it is 0 based on the entire polyether containing the star block polymer represented by the formula (1) having an acryloyl group or a methacryloyl group at the end of the present invention.
It can be used up to 90% by weight.

【0036】イオン伝導体用の有機溶媒としては、アル
カリ金属塩を解離、溶媒和するものであり、アルカリ金
属塩に対して不活性な有機溶媒であればよいが、例えば
炭酸エチレン、炭酸プロピレン、γ−ブチロラクトン、
ジメチルスルホキシド、メチルピロリドンなどの非プロ
トン性高誘電率溶媒が好ましい。また、導電率を向上さ
せるために、これらの溶媒に非プロトン性低粘度溶媒を
混合して使用することもできる。このような低粘度溶媒
としては、炭酸ジエチル、ジメトキシエタン、テトラヒ
ドロフラン、2−メチルテトラヒドロフランなどがあ
る。本発明において、特に好ましい溶媒は、炭酸プロピ
レンと非プロトン性低粘度溶媒との混合溶媒である。
The organic solvent for the ionic conductor is a solvent that dissociates and solvates an alkali metal salt, and may be an organic solvent which is inert to the alkali metal salt. For example, ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone,
An aprotic high dielectric constant solvent such as dimethyl sulfoxide or methylpyrrolidone is preferable. Further, in order to improve the electric conductivity, an aprotic low-viscosity solvent may be mixed and used with these solvents. Examples of such a low-viscosity solvent include diethyl carbonate, dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran and the like. In the present invention, a particularly preferable solvent is a mixed solvent of propylene carbonate and an aprotic low viscosity solvent.

【0037】また、イオン伝導体用のアルカリ金属塩と
しては、好ましくはLi塩、Na塩である。とくに好ま
しいのはLi塩で、例えばLiClO4、LiCF3SO
3、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiIなどを
挙げることができる。
The alkali metal salt for the ionic conductor is preferably Li salt or Na salt. Particularly preferred are Li salts, such as LiClO 4 , LiCF 3 SO
3 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiI and the like can be mentioned.

【0038】本発明の星型ブロックポリマーを使用する
イオン伝導体において、星型ブロックポリマーは、20
〜90重量%、アルカリ金属塩1〜20重量%、有機溶
媒0〜70重量%で構成するのが好ましい。星型ブロッ
クポリマーの組成が20重量%未満では、フィルム形成
不能となり、また90重量%を超えると導電率が低下す
るので好ましくない。また、アルカリ金属塩の組成が1
重量%未満では導電率が低下し、また、20重量%を超
えるとアルカリ金属塩が析出し好ましくない。一方、有
機溶媒の組成が70重量%を超えるとフィルム形成が不
能となる。また、とくにポリマー末端がアクリロイル基
またはメタクリロイル基である場合には、星型ブロック
ポリマーは、5〜90重量%、アルカリ金属塩1〜20
重量%、有機溶媒0〜90重量%で構成するのが好まし
い。星型ブロックポリマーの組成が5重量%未満あるい
は90重量%を超えた場合及びアルカリ金属塩が1重量
%未満あるいは20重量%を超える場合は、上記と同様
の理由で好ましくない。又、有機溶媒の組成が90重量
%を超えると、硬化後のフィルムの機械的強度が低下す
るので好ましくない。
In the ionic conductor using the star block polymer of the present invention, the star block polymer is 20
˜90 wt%, 1 to 20 wt% alkali metal salt, and 0 to 70 wt% organic solvent are preferable. If the composition of the star block polymer is less than 20% by weight, it becomes impossible to form a film, and if it exceeds 90% by weight, the electrical conductivity is lowered, which is not preferable. The composition of the alkali metal salt is 1
If it is less than 20% by weight, the electric conductivity will decrease, and if it exceeds 20% by weight, an alkali metal salt will precipitate, which is not preferable. On the other hand, if the composition of the organic solvent exceeds 70% by weight, film formation becomes impossible. When the polymer terminal is an acryloyl group or a methacryloyl group, the star block polymer is 5 to 90% by weight, and the alkali metal salt is 1 to 20% by weight.
It is preferably composed by weight% and an organic solvent of 0 to 90 weight%. If the composition of the star block polymer is less than 5% by weight or more than 90% by weight and if the alkali metal salt is less than 1% by weight or more than 20% by weight, it is not preferable for the same reason as above. Also, if the composition of the organic solvent exceeds 90% by weight, the mechanical strength of the film after curing is lowered, which is not preferable.

【0039】本発明のイオン伝導体は、以下の実施例で
説明するように、柔軟性に富む、破れにくいフィルムに
形成することができ、しかも高い導電率を有しており、
リチウム電池の他、電解コンデンサ、センサ、エレクト
ロクロミック素子などの電子機器用のイオン伝導体とし
ても有用である。
The ionic conductor of the present invention can be formed into a film which is rich in flexibility and is not easily torn, and has a high electric conductivity, as described in the following examples.
In addition to lithium batteries, it is also useful as an ion conductor for electronic devices such as electrolytic capacitors, sensors and electrochromic devices.

【0040】[0040]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

実施例1 粉末状にした水酸化カリウム52.5mg(0.936
mmol)とペンタエリスリトール398.2mg
(2.925mmol)を窒素気流下で耐圧密閉容器に
入れ、ジメトキシエタン10ml(8.7mmol)を
加えた。次いで、エチレンオキシド5.8ml(117
mmol)を入れ、120℃で反応が終了するまで4時
間加熱した、。生成物をクロロホルム100mlで抽出
し、脱水、脱塩処理後溶媒を減圧留去して下記式(4) の
星型ポリエチレンオキシド5.59gを得た。
Example 1 52.5 mg (0.936) of powdered potassium hydroxide
mmol) and pentaerythritol 398.2 mg
(2.925 mmol) was placed in a pressure-resistant airtight container under a nitrogen stream, and 10 ml (8.7 mmol) of dimethoxyethane was added. Then, 5.8 ml of ethylene oxide (117
mmol) and heated at 120 ° C. for 4 hours until the reaction was completed. The product was extracted with 100 ml of chloroform, dehydrated and desalted, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 5.59 g of star-shaped polyethylene oxide represented by the following formula (4).

【0041】[0041]

【化10】 [Chemical 10]

【0042】次に、上記の星型ポリエチレンオキシド
1.85g(0.975mmol)を粉末状水酸化カリ
ウム218.8mg(3.9mmol)とジメトキシエ
タン10ml(8.7mmol)と共に窒素気流下で反
応容器中に入れ、30分撹拌した。次いでトリフルオロ
プロピレンオキシド6.6ml(78mmol)を加
え、液温を20〜40℃に保ちながら60時間撹拌後、
5N塩酸0.78ml(3.9mmol)を加えて反応
を終了した。生成物をクロロホルム100mlで抽出
し、脱水脱塩処理後、溶媒を減圧留去して下記式(5) の
星型ブロックポリマーである黄色ペースト状生成物7.
06g(収率67%)を得た。得られたブロックポリマ
ーの物性は、下記の通りである。
Next, 1.85 g (0.975 mmol) of the above star-shaped polyethylene oxide was mixed with 218.8 mg (3.9 mmol) of powdered potassium hydroxide and 10 ml (8.7 mmol) of dimethoxyethane under a nitrogen stream. It was put in and stirred for 30 minutes. Next, 6.6 ml (78 mmol) of trifluoropropylene oxide was added, and the mixture was stirred for 60 hours while maintaining the liquid temperature at 20 to 40 ° C,
The reaction was terminated by adding 0.78 ml (3.9 mmol) of 5N hydrochloric acid. The product was extracted with 100 ml of chloroform, dehydrated and desalted, and the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a yellow paste product as a star block polymer of the following formula (5).
06 g (yield 67%) was obtained. The physical properties of the obtained block polymer are as follows.

【0043】[0043]

【化11】 [Chemical 11]

【0044】上記ブロックポリマーについての特性を下
記に示す。
The characteristics of the above block polymer are shown below.

【0045】(1)GPCピーク分子量 島津製作所LC−9AでGPCカラムにshode×K
F806M×2本(THF溶媒)を用いた。ポリスチレ
ン換算値として3.1×103であった。
(1) GPC peak molecular weight Shimadzu LC-9A was used for GPC column shode × K.
Two F806M (THF solvent) were used. The polystyrene conversion value was 3.1 × 10 3 .

【0046】(2)13C−NMR(図1) 日本電子(株)製GSX−270型NMR測定装置を用
い、重水素化アセトン中で測定した。その結果、下記の
シグナルが認められた。
(2) 13 C-NMR (FIG. 1) It was measured in deuterated acetone using a GSX-270 type NMR measuring apparatus manufactured by JEOL Ltd. As a result, the following signals were observed.

【0047】47ppm(4級炭素)、67〜82pp
m(主鎖である−CH2CH2O−及び
47 ppm (quaternary carbon), 67 to 82 pp
m (--CH 2 CH 2 O-- which is the main chain and

【0048】[0048]

【化12】 [Chemical 12]

【0049】構造の炭素) 118〜134ppm(−CF3基の炭素) (3)DSC TAインスツルメント社製DSC910熱分析装置を用
い、昇温速度10℃/minで測定した。ガラス転移温
度は、−26.34℃であった。融点は、−20.76
℃(エチレンオキシドブロック)及び69.52℃(ト
リフルオロプロピレンオキシドブロック)であった。
(Structural carbon) 118 to 134 ppm (carbon of -CF 3 group) (3) DSC TA Measured at a heating rate of 10 ° C./min using a DSC910 thermal analyzer manufactured by Instruments. The glass transition temperature was -26.34 ° C. Melting point is -20.76
C. (ethylene oxide block) and 69.52 ° C. (trifluoropropylene oxide block).

【0050】実施例2 実施例1と同様の方法でペンタエリスリトール47.8
mg(0.351mmol)に水酸化カリウム15.8
mg(0.28mmol)の存在下でエチレンオキシド
7.0ml(140mmol)を無溶媒系で重合し、得
られた星型ポリエチレングリコール1.62g(0.1
17mmol)に粉末状水酸化カリウム26.3mg
(0.468mmol)とジメトキシエタン10ml
(8.7mmol)の存在下でトリフルオロプロピレン
オキシド4.0ml(46.8mmol)を140時間
反応させ、下記式(6) の白色固体のブロックポリマー
5.15g(収率75%)を得た。得られたブロックポ
リマーの物性は下記のとおりである。
Example 2 Pentaerythritol 47.8 in the same manner as in Example 1.
15.8 mg (0.351 mmol) of potassium hydroxide
In the presence of mg (0.28 mmol), 7.0 ml (140 mmol) of ethylene oxide was polymerized in a solventless system to obtain 1.62 g (0.1%) of star-shaped polyethylene glycol.
17 mmol) powdered potassium hydroxide 26.3 mg
(0.468 mmol) and dimethoxyethane 10 ml
In the presence of (8.7 mmol), 4.0 ml (46.8 mmol) of trifluoropropylene oxide was reacted for 140 hours to obtain 5.15 g (yield 75%) of a white solid block polymer of the following formula (6). . The physical properties of the obtained block polymer are as follows.

【0051】(1)GPCピーク分子量 ポリスチレン換算質量として2.2×104であった。(1) GPC peak molecular weight The polystyrene-converted mass was 2.2 × 10 4 .

【0052】(2)13C−NMR(図2) 67〜82ppm(主鎖である−CH2CH2O−及び(2) 13 C-NMR (FIG. 2) 67-82 ppm (--CH 2 CH 2 O-- which is the main chain and

【0053】[0053]

【化13】 [Chemical 13]

【0054】構造の炭素) 118〜134ppm(−CF3基の炭素) (3)DSC ガラス転移温度は−22.09℃であった。[0054] Carbon) 118~134ppm (-CF 3 group carbons) (3) DSC glass transition temperature of the structure was -22.09 ℃.

【0055】融点は42.94℃(エチレンオキシドブ
ロック)及び68.86℃(トリフルオロプロピレンオ
キシドブロック)であった。
The melting points were 42.94 ° C. (ethylene oxide block) and 68.86 ° C. (trifluoropropylene oxide block).

【0056】[0056]

【化14】 Embedded image

【0057】実施例3 実施例1と同様な方法で合成した星型ブロックポリマー
(式(5) においてm=10、n=10)1gと、LiC
lO40.068gをアセトン0.5gに溶解した。全
溶液をガラスシャーレ(φ1cm)に移し、100℃真
空下15時間保持し、アセトンを除去した。ガラスシャ
ーレ中には半固形状の星型ブロックポリマーとLiCl
4の混合物が析出していた。混合物を金属リチウム
(φ7.5mm,t1.0mm)ではさんで半電池を作
製した。半電池の交流インピーダンス測定(1〜105
Hz26℃)を行い、導電率を算出した。導電率は1×
10~3[S/cm]であった。
Example 3 1 g of a star block polymer (m = 10, n = 10 in the formula (5)) synthesized in the same manner as in Example 1 and LiC
The lO 4 0.068 g was dissolved in acetone 0.5 g. The entire solution was transferred to a glass petri dish (φ1 cm) and kept under vacuum at 100 ° C. for 15 hours to remove acetone. Semi-solid star block polymer and LiCl in the glass dish.
A mixture of O 4 had precipitated. A half battery was prepared by sandwiching the mixture with metallic lithium (φ7.5 mm, t1.0 mm). AC impedance measurement of half battery (1 to 10 5
Hz 26 ° C.) and the conductivity was calculated. Conductivity is 1 ×
It was 10 to 3 [S / cm].

【0058】実施例4 実施例1と同様な方法で合成した星型ブロックポリマー
(式(5) においてm=50、n=100)1gと、電解
液A(炭酸エチレン46wt%、炭酸プロピレン46w
t%、LiClO48wt%)1gをTHF98gに溶
解した。溶液4.2gをガラスシャーレ(φ3cm)に
入れ、室温真空下2時間保持した。ガラスシャーレ中に
は厚さ約150μmの薄膜が形成していた。薄膜を金属
リチウム(φ7.5mm,t1.0mm)ではさんで半
電池を作製した。半電池の交流インピーダンス測定(1
〜105Hz26℃)を行い、導電率を算出した。導電
率は6×10~4[S/cm]であった。
Example 4 1 g of a star-shaped block polymer (m = 50, n = 100 in formula (5)) synthesized by the same method as in Example 1 and an electrolytic solution A (ethylene carbonate 46 wt%, propylene carbonate 46 w).
t%, LiClO 4 8 wt%) 1 g was dissolved in THF 98 g. 4.2 g of the solution was placed in a glass petri dish (φ3 cm) and kept under vacuum at room temperature for 2 hours. A thin film having a thickness of about 150 μm was formed in the glass petri dish. A half battery was prepared by sandwiching the thin film with metallic lithium (φ7.5 mm, t1.0 mm). AC impedance measurement of half battery (1
-10 5 Hz 26 ° C.) and the conductivity was calculated. The conductivity was 6 × 10 4 [S / cm].

【0059】実施例5 実施例1と同様な方法で合成した星型ブロックポリマー
(式(5) においてm=100、n=100)1gと、ト
リフルオロプロピレンオキシド(TFPO)のホモポリ
マー(Mw=1×106)1gをTHF98gに溶解し
た。溶液8.9gをテフロンシャーレ(φ5cm)に入
れ、室温真空下1時間、80℃真空下1時間保持した。
テフロンシャーレ中には厚さ約20μmの薄膜が形成し
ていた。薄膜を上記電解液Aに80℃7時間浸漬した。
浸漬後の薄膜は、電解液Aを約40wt%含有してい
た。本薄膜をφ7.5mmの円型に成形し、金属リチウ
ム(φ7.5mm,t1.0mm)ではさんで半電池を
作製した。半電池の交流インピーダンス測定(1〜10
5Hz26℃)を行い、導電率を算出した。導電率は2
×10~4[S/cm]であった。他方、本薄膜を長さ1
0mm、巾5mmに成形し、動的粘弾性測定を行った。
動的弾性率は6×107[dyne/cm2]であった。
Example 5 1 g of a star block polymer (m = 100, n = 100 in the formula (5)) synthesized by the same method as in Example 1 and a homopolymer of trifluoropropylene oxide (TFPO) (Mw = 1 × 10 6 ) 1 g was dissolved in 98 g of THF. 8.9 g of the solution was put into a Teflon dish (φ5 cm) and kept at room temperature under vacuum for 1 hour and at 80 ° C. under vacuum for 1 hour.
A thin film having a thickness of about 20 μm was formed in the Teflon dish. The thin film was immersed in the electrolytic solution A at 80 ° C. for 7 hours.
The thin film after immersion contained about 40 wt% of the electrolytic solution A. This thin film was molded into a circular shape of φ7.5 mm, and a half battery was prepared by sandwiching it with metallic lithium (φ7.5 mm, t1.0 mm). AC impedance measurement of half battery (1-10
5 Hz 26 ° C.) was performed to calculate the conductivity. Conductivity is 2
It was × 10 to 4 [S / cm]. On the other hand, the length of this thin film is 1
It was molded into 0 mm and a width of 5 mm, and the dynamic viscoelasticity was measured.
The dynamic elastic modulus was 6 × 10 7 [dyne / cm 2 ].

【0060】実施例6 トリメチロールプロパンにエチレンオキシド30分子を
重合したポリエチレングリコール31.5g(19.5
mmol)に粉末状水酸化カリウム3.8g(58.5
mmol)とジメトキシエタン60mlの存在下でトリ
フルオロプロピレンオキシド10ml(117mmo
l)を温度20〜40℃で69時間反応させた後、アク
リル酸クロリド4.7ml(58.5mmol)を加え
て反応を終了。下記式(7) の淡黄色透明液体のブロック
ポリマー32.4g(収率73%)を得た。
Example 6 31.5 g (19.5 g) of polyethylene glycol obtained by polymerizing 30 molecules of ethylene oxide on trimethylolpropane.
powdery potassium hydroxide 3.8 g (58.5 mmol)
mmol) and 60 ml of dimethoxyethane in the presence of 10 ml of trifluoropropylene oxide (117 mmo
l) was reacted at a temperature of 20 to 40 ° C. for 69 hours, and then 4.7 ml (58.5 mmol) of acrylic acid chloride was added to complete the reaction. 32.4 g (yield 73%) of a block polymer of a pale yellow transparent liquid of the following formula (7) was obtained.

【0061】[0061]

【化15】 [Chemical 15]

【0062】得られたブロックポリマーの物性は下記の
とおりである。
The physical properties of the obtained block polymer are as follows.

【0063】(1)GPCピーク分子量 ポリスチレン換算質量として3.3×103であった。(1) GPC peak molecular weight The polystyrene reduced mass was 3.3 × 10 3 .

【0064】(2)13C−NMR 9〜24ppm(−CH2CH3基の炭素) 45ppm(2) 13 C-NMR 9 to 24 ppm (carbon of --CH 2 CH 3 group) 45 ppm

【0065】[0065]

【化16】 Embedded image

【0066】65〜80ppm(主鎖である−CH2
2O−及び
65-80 ppm (--CH 2 C which is the main chain)
H 2 O-and

【0067】[0067]

【化17】 [Chemical 17]

【0068】構造の炭素) 120〜132ppm(−CF3基の炭素及び−CH=
CH2基の炭素) 167ppm
Structure carbon) 120 to 132 ppm (carbon of --CF 3 group and --CH =
CH 2 group carbon) 167ppm

【0069】[0069]

【化18】 Embedded image

【0070】168、166ppm(未反応原料の炭
素) (3)DSC 融点は−2.5℃であった。
168, 166 ppm (carbon as unreacted raw material) (3) DSC Melting point was -2.5 ° C.

【0071】実施例7 実施例6において合成したアクリレート化したポリエチ
レンオキシド−ポリトリフルオロプロピレンオキシドブ
ロックポリマー(EO−TFPOブロックポリマー)
(式(7) )1g、電解液B(1M/l LiPF6を含
むトリフルオロプロピレンカーボネート(TFPC)溶
液)4gとメチルベンゾイルホルメート0.03gをよ
く混合した。溶液を無螢光ガラス(松浪ガラス製)に挾
み、厚さ0.2mmのテフロンシートで膜厚を調整し
た。溶液を高圧水銀灯で露光した。露光量は約20J/
cm2であった。溶液はフィルムを形成していた。フィ
ルムの導電率は5×10~4S/cm、動的弾性率は9×
105[dyne/cm2]であった。
Example 7 The acrylated polyethylene oxide-polytrifluoropropylene oxide block polymer (EO-TFPO block polymer) synthesized in Example 6.
1 g of (formula (7)), 4 g of electrolytic solution B (trifluoropropylene carbonate (TFPC) solution containing 1 M / l LiPF 6 ) and 0.03 g of methylbenzoyl formate were mixed well. The solution was sandwiched between fluorescent glass (made by Matsunami Glass) and the film thickness was adjusted with a Teflon sheet having a thickness of 0.2 mm. The solution was exposed with a high pressure mercury lamp. Exposure amount is about 20 J /
cm 2 . The solution formed a film. The conductivity of the film is 5 × 10 to 4 S / cm, and the dynamic elastic modulus is 9 ×.
It was 10 5 [dyne / cm 2 ].

【0072】実施例8 電解液Bの代わりに電解液C(1M/l LiPF6
含むTFPC/炭酸プロピレン(PC)(重量比1:
1)溶液)を使用したほかは、実施例7と同様に評価し
た。フィルムの導電率は9×10~4S/cm、動的弾性
率は1×106[dyne/cm2]であった。
Example 8 Instead of the electrolytic solution B, electrolytic solution C (TFPC / propylene carbonate (PC) containing 1 M / l LiPF 6 (weight ratio 1:
Evaluation was made in the same manner as in Example 7 except that 1) the solution) was used. The conductivity of the film was 9 × 10 4 S / cm, and the dynamic elastic modulus was 1 × 10 6 [dyne / cm 2 ].

【0073】実施例9 電解液Bの代わりに電解液D(1M/l LiPF6
含む炭酸エチレン(EC)/炭酸プロピレン(PC)
(重量比1:1)溶液)を使用したほかは、実施例7と
同様に評価した。フィルムの導電率は3×10~3S/c
m、動的弾性率は3×105[dyne/cm2]であっ
た。
Example 9 Instead of the electrolytic solution B, an electrolytic solution D (ethylene carbonate (EC) containing 1 M / l LiPF 6 / propylene carbonate (PC)) was used.
Evaluation was made in the same manner as in Example 7 except that the (weight ratio 1: 1) solution was used. The conductivity of the film is 3 × 10 ~ 3 S / c
m, the dynamic elastic modulus was 3 × 10 5 [dyne / cm 2 ].

【0074】実施例10 実施例6と同様にして合成したアクリレート化したEO
−TFPOブロックポリマー(m=10、n=4)0.
7gと下記式(8) に示した3官能ポリエチレンオキシド
(PEO)アクリレート0.3g、電解液D4g、メチ
ルベンゾイルホルメート0.03gを良く混合した。溶
液を実施例7と同様にしてフィルムを形成した。フィル
ムの導電率は2×10~3S/cm、動的弾性率は3×1
5[dyne/cm2]であった。
Example 10 Acrylated EO synthesized in the same manner as in Example 6
-TFPO block polymer (m = 10, n = 4) 0.
7 g, 0.3 g of trifunctional polyethylene oxide (PEO) acrylate represented by the following formula (8), 4 g of electrolytic solution D, and 0.03 g of methylbenzoyl formate were mixed well. A film was formed from the solution in the same manner as in Example 7. The conductivity of the film is 2 × 10 3 S / cm, and the dynamic elastic modulus is 3 × 1.
It was 0 5 [dyne / cm 2 ].

【0075】[0075]

【化19】 [Chemical 19]

【0076】実施例11 (1) LiCoO22.25g、アセチレンブラック0.
25g、PEO(平均分子量4,000,000)0.
10g、電解液D0.40gをアセトニトリル10ml
に混合した懸濁液をSUS板に印刷し、室温で3hr乾
燥後、実施例10の硬化前原液を表面に塗布、窒素ガス
雰囲気下、高圧水銀灯で露光し、1.8cm×2.8c
mの正極を作製した。露光量は約20J/cm2であっ
た。
Example 11 (1) 2.25 g of LiCoO 2 , acetylene black
25 g, PEO (average molecular weight 4,000,000) 0.
10 g, electrolytic solution D 0.40 g, acetonitrile 10 ml
The suspension mixed with was printed on a SUS plate and dried at room temperature for 3 hours, and then the pre-curing stock solution of Example 10 was applied on the surface and exposed under a nitrogen gas atmosphere with a high pressure mercury lamp to obtain 1.8 cm × 2.8 c.
m positive electrode was produced. The exposure amount was about 20 J / cm 2 .

【0077】(2) Li箔を用い、銅板に圧着し、負極を
作製した。
(2) A Li foil was used and pressure bonded to a copper plate to prepare a negative electrode.

【0078】(3) 実施例10で得たフィルム(膜厚10
0μm )と(1) 、(2) で作製した正、負極を合わせて平
板電池を作製した。作製した電池を用いて、25℃で定
電流(0.5mA/cm2)の充放電サイクル試験を行
った。充放電条件は、充電終止電圧4.2V、放電終止
電圧3.0Vで行った。5サイクル目での電池容量は、
充電時2.29mAh、放電時2.27mAhであっ
た。
(3) The film obtained in Example 10 (film thickness 10
0 μm) and the positive and negative electrodes prepared in (1) and (2) were combined to prepare a flat plate battery. Using the produced battery, a constant current (0.5 mA / cm 2 ) charge / discharge cycle test was performed at 25 ° C. The charging / discharging conditions were such that the final charge voltage was 4.2V and the final discharge voltage was 3.0V. The battery capacity in the 5th cycle is
The charge was 2.29 mAh and the discharge was 2.27 mAh.

【0079】実施例12 実施例9で使用したフィルムの導電率の温度依存性を測
定した。比較のため、下記式(8) に示した3官能ポリエ
チレンオキシド(PEO)アクリレートを実施例7と同
様に作成したフィルムの導電率の温度依存性も測定し
た。
Example 12 The temperature dependence of the conductivity of the film used in Example 9 was measured. For comparison, the temperature dependence of the electrical conductivity of a film prepared from the trifunctional polyethylene oxide (PEO) acrylate represented by the following formula (8) in the same manner as in Example 7 was also measured.

【0080】[0080]

【表1】 [Table 1]

【0081】これから判るように、本発明品を用いた場
合、低温でも高い導電率のフィルムを得ることが可能と
なった。
As can be seen from the above, when the product of the present invention is used, a film having high conductivity can be obtained even at a low temperature.

【0082】[0082]

【化20】 Embedded image

【0083】[0083]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の星型ブロ
ックポリマーは、エチレンオキシドブロック単位とトリ
フルオロプロピレンオキシドブロック単位とを含むもの
で、これはリチウム電池などのための高導電率のイオン
伝導体として有用である。
Industrial Applicability As described above, the star block polymer of the present invention contains an ethylene oxide block unit and a trifluoropropylene oxide block unit, which has a high conductivity ion conductivity for lithium batteries and the like. It is useful as a body.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1で得られた本発明の星型ブロックポリ
マーの13C−NMRスペクトル、
FIG. 1 13 C-NMR spectrum of the star block polymer of the present invention obtained in Example 1,

【図2】実施例2で得られた本発明の星型ブロックポリ
マーの13C−NMRスペクトル、
FIG. 2 13 C-NMR spectrum of the star block polymer of the present invention obtained in Example 2,

【図3】実施例6で得られた本発明の星型ブロックポリ
マーの13C−NMRスペクトル、
FIG. 3 13 C-NMR spectrum of the star block polymer of the present invention obtained in Example 6,

【図4】実施例11で充放電試験した電池の5サイクル
目の充放電特性を示すグラフ。
FIG. 4 is a graph showing charge / discharge characteristics at the 5th cycle of the battery subjected to the charge / discharge test in Example 11.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記式(1) で表わされる星型ブロックポ
リマー。 【化1】 (式中、R1は炭素数1〜16の置換されていてもよい
脂肪族炭化水素残基、R2は水素、炭素数1〜16の置
換されていてもよいアルキル基、アルケニル基、フッ素
置換アルキル基、フッ素置換アルケニル基、フェニル
基、アルキル置換フェニル基、アクリロイル基、メタク
リロイル基を示し、m≧1、n≧1、L=3〜8の整数
を示す)
1. A star block polymer represented by the following formula (1). Embedded image (In the formula, R 1 represents an optionally substituted aliphatic hydrocarbon residue having 1 to 16 carbon atoms, R 2 represents hydrogen, an optionally substituted alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, an alkenyl group, or fluorine. A substituted alkyl group, a fluorine-substituted alkenyl group, a phenyl group, an alkyl-substituted phenyl group, an acryloyl group, and a methacryloyl group are shown, and m ≧ 1, n ≧ 1, and L = an integer of 3 to 8)
【請求項2】 式(1) 中のR2がアクリロイル基、又は
メタクリロイル基である請求項1記載の星型ブロックポ
リマー。
2. The star block polymer according to claim 1, wherein R 2 in the formula (1) is an acryloyl group or a methacryloyl group.
【請求項3】 水酸基を3〜8個有する多価アルコール
にエチレンオキシドを付加して得られたエチレンオキシ
ドブロック単位を有する付加物に、アルカリ金属水酸化
物の存在下に下記式(2) で表わされるトリフルオロプロ
ピレンオキシドを添加して反応させ、さらにトリフルオ
ロプロピレンオキシドブロック単位を形成させた後、反
応を停止させることを特徴とする請求項1記載の星型ブ
ロックポリマーの製法。 【化2】
3. An adduct having an ethylene oxide block unit obtained by adding ethylene oxide to a polyhydric alcohol having 3 to 8 hydroxyl groups, which is represented by the following formula (2) in the presence of an alkali metal hydroxide. The method for producing a star block polymer according to claim 1, wherein trifluoropropylene oxide is added and reacted to form a trifluoropropylene oxide block unit, and then the reaction is stopped. Embedded image
【請求項4】 請求項1記載の式(1) の星型ブロックポ
リマーにアルカリ金属塩を含有させたことを特徴とする
イオン伝導体。
4. An ionic conductor, characterized in that the star block polymer of the formula (1) according to claim 1 contains an alkali metal salt.
【請求項5】 請求項1記載の式(1) の星型ブロックポ
リマーに、アルカリ金属塩と有機溶媒を含有させたこと
を特徴とするイオン伝導体。
5. An ionic conductor, wherein the star block polymer of the formula (1) according to claim 1 contains an alkali metal salt and an organic solvent.
【請求項6】 請求項2記載の星型ブロックポリマーの
架橋重合体とアルカリ金属塩からなることを特徴とする
イオン伝導体。
6. An ion conductor comprising the crosslinked polymer of the star block polymer according to claim 2 and an alkali metal salt.
【請求項7】 請求項2記載の星型ブロックポリマーの
架橋重合体、アルカリ金属塩及び有機溶媒からなること
を特徴とするイオン伝導体。
7. An ionic conductor comprising the cross-linked polymer of the star block polymer according to claim 2, an alkali metal salt and an organic solvent.
【請求項8】 下記式(3) で表わされる星型ポリエーテ
ルを混合した請求項2記載の星型ブロックポリマーの架
橋重合体とアルカリ金属塩からなることを特徴とするイ
オン伝導体。 【化3】 (式中、R3は炭素数1〜16の置換されていてもよい
脂肪族炭化水素残基、OEtはエチレンオキシド単位、
OPrはプロピレンオキシド単位、Acはアクリロイル
基、またはメタクリロイル基、p≧1、q≧0、rは3
〜8の整数を示す)
8. An ionic conductor comprising a crosslinked star-shaped block polymer according to claim 2, which is mixed with a star-shaped polyether represented by the following formula (3), and an alkali metal salt. Embedded image (In the formula, R 3 is an optionally substituted aliphatic hydrocarbon residue having 1 to 16 carbon atoms, OEt is an ethylene oxide unit,
OPr is a propylene oxide unit, Ac is an acryloyl group or methacryloyl group, p ≧ 1, q ≧ 0, and r is 3
~ Indicates an integer of 8)
【請求項9】 下記式(3) で表わされる星型ポリエーテ
ルを混合した請求項2記載の星型ブロックポリマーの架
橋重合体、アルカリ金属塩及び有機溶媒からなることを
特徴とするイオン伝導体。 【化4】 (式中、R3は炭素数1〜16の置換されていてもよい
脂肪族炭化水素残基、OEtはエチレンオキシド単位、
OPrはプロピレンオキシド単位、Acはアクリロイル
基、またはメタクリロイル基、p≧1,q≧0、rは3
〜8の整数を示す)
9. An ion conductor comprising a star-shaped block polymer cross-linked polymer according to claim 2, which is mixed with a star-shaped polyether represented by the following formula (3), an alkali metal salt and an organic solvent. . [Chemical 4] (In the formula, R 3 is an optionally substituted aliphatic hydrocarbon residue having 1 to 16 carbon atoms, OEt is an ethylene oxide unit,
OPr is a propylene oxide unit, Ac is an acryloyl group or methacryloyl group, p ≧ 1, q ≧ 0, and r is 3
~ Indicates an integer of 8)
【請求項10】 請求項4〜9記載のイオン伝導体の少
なくとも1種以上を含むリチウム電池。
10. A lithium battery containing at least one kind of the ionic conductor according to claim 4.
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WO2003088272A1 (en) * 2002-04-15 2003-10-23 Hitachi Maxell, Ltd. Ion-conductive electrolyte and cell employing the same

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