[发明专利]低聚和聚合的芳族膦酸、它们的共混物、制备它们的方法以及它们作为聚电解质的用途

权利要求书

1.一种由通式(I)单元组成的无卤素的低聚或聚合的膦酸：

-[(O)_m-{R¹(X)_n(Y)_o}_pR¹(X)_q]_r-[(O)_s-R⁵(X)_t]_v-(I)，

其中：

X为-P＝O(OH)₂，

Y为羰基或磺酰基，

R¹、R⁵彼此独立地为二价或更高价的取代或未取代的无杂原子的芳族基团，

m、s彼此独立地为0或1，和o为1，

t为0或1～8的整数，和n、q彼此独立地为1～8的整数，

r、v彼此独立地为0～1，其中r和v的总和为0.95～1.05，以及

p为0或≥1的整数，或者

其中：

X为-P＝O(OH)₂，

R¹、R⁵彼此独立地为二价或更高价的取代或未取代的无杂原子的芳族基团，

m、s彼此独立地为0或1，和o为0，

n、q、t彼此独立地为0或1～8的整数，以及n和s不同时为0，

r、v彼此独立地为0～1，其中r和v的总和为0.95～1.05，以及

p为0或≥1的整数，

其中基团X是R¹和R⁵上的取代基，以及基团Y是聚合物或低聚物链的一部分。

2.根据权利要求1的由通式(I)单元组成的无卤素的低聚或聚合的膦酸，其中通式(I)中的Y为磺酰基且n为1。

3.根据权利要求1的由通式(I)单元组成的无卤素的低聚或聚合的膦酸，其中通式(I)中的Y为羰基。

4.根据权利要求1或2的由通式(I)单元组成的无卤素的低聚或聚合的膦酸，其中通式(I)中的m、o和s各自为0。

5.一种制备由通式(I)单元构成的无卤素的低聚或聚合的膦酸的方法，

-[(O)_m-{R¹(X)_n(Y)_o}_pR¹(X)_q]_r-[(O)_s-R⁵(X)_t]_v-(I)，

其中：

X为-P＝O(OH)₂，

Y为羰基或磺酰基，

R¹、R⁵彼此独立地为二价或更高价的取代或未取代的无杂原子或含杂原子的芳族基团，

m、o、s彼此独立地为0或1，

n、q、t彼此独立地为0或1～8的整数，其中n和s不同时为0，

r、v彼此独立地为0～1，其中r和v的总和为0.95～1.05，以及

p为0或≥1的整数，

其中基团X是R¹和R⁵上的取代基，以及基团Y是聚合物或低聚物链的一部分，

(a)将由通式(II)单元构成的低聚或聚合化合物

-[(O)_m-{R¹(Y)_o}_pR¹]_r-[(O)_s-R⁵]_v-(II)，

其中：

Y为羰基或磺酰基，

R¹、R⁵彼此独立地为二价或更高价的取代或未取代的无杂原子或含杂原子的芳族基团，

m、o、s彼此独立地为0或1，

r、v彼此独立地为0～1，其中r和v的总和为0.95～1.05，以及

p为0或≥1的整数，

其中基团Y是聚合物或低聚物链的一部分，与卤化剂在-20℃至140℃的温度下在惰性溶剂中反应，获得由通式(III)单元构成的低聚或聚合的卤代芳族化合物，

-[(O)_m-{R¹(Hal)_n(Y)_o}_pR¹(Hal)_q]_r-[(O)_s-R⁵(Hal)_t]_v-(III)

其中R¹、R⁵、Y、m、n、o、p、q、r、s、t和v具有对通式(I)单元给出的定义，且Hal为卤素，

(b)将步骤(a)中获得的由通式(III)单元构成的低聚或聚合的卤代芳族化合物与三价磷的O-甲硅烷基化氧化合物在无氮溶剂或无氮溶剂混合物中在高于100℃的温度下在包含至少一种元素周期表铂族金属的催化剂存在下进行反应，获得由通式(IV)单元构成的低聚或聚合的甲硅烷基化聚膦酸

-[(O)_m-{R¹(Z)_n(Y)_o}_pR¹(Z)_q]_r-[(O)_s-R⁵(Z)_t]_v-(IV)，

其中R¹、R⁵、Y、m、n、o、p、q、r、s、t和v具有对通式(I)单元给出的定义，以及Z为-P(＝O)(OSiR²R³R⁴)(OSiR⁶R⁷R⁸)，其中R²、R³、R⁴、R⁶、R⁷、R⁸彼此独立地为一价的烷基、烯基、芳脂族基团、环脂族基团或含杂基团的烷基，以及

(c)将步骤(b)中获得的由通式(IV)单元构成的低聚或聚合的甲硅烷基化膦酸与带有酸性氢原子的有机化合物反应，获得由通式(I)单元构成的无卤素的低聚或聚合的膦酸

-[(O)_m-{R¹(X)_n(Y)_o}_pR¹(X)_q]_r-[(O)_s-R⁵(X)_t]_v-(I)。