[发明专利]用于使氟化聚合物的水性分散体稳定的方法

说明书

本发明涉及一种用于使值得注意地基于偏二氟乙烯(VDF)的聚合物的水性分散体稳定的方法、以及如此获得的稳定化的水性分散体在电化学应用中的用途。

相关申请的交叉引用

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本申请要求于2017年8月11日提交的欧洲申请号EP 17185838.4的优先权，出于所有目的将所述申请的全部内容通过援引方式并入本文。

技术领域

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本发明涉及一种用于使值得注意地基于偏二氟乙烯(VDF)的聚合物的水性分散体稳定的方法、以及如此获得的稳定化的水性分散体在电化学应用中的用途。

背景技术

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氟聚合物的水性分散体及其应用是本领域中广泛已知的。

例如，US 20020193500(3M创新有限公司(3M INNOVATIVE PROPERTIES COMPANY))披露了一种用于制备氟弹性体胶乳的方法，所述方法包括以下步骤：(A)形成能够共聚以形成氟弹性体的单体的水性乳液；(B)在约40℃至130℃的温度以及约2至9MPa的压力下聚合所述乳液以形成氟弹性体乳液组合物；(C)添加足够量的碱以将所述氟弹性体乳液组合物的pH调节到5至9之间；以及(D)浓缩pH为5至9的所述氟弹性体乳液组合物以形成富固体的氟弹性体胶乳。步骤(A)的乳液包含选自偏二氟乙烯(VDF)和四氟乙烯(TFE)的第一单体、至少一种其他含氟单体、自由基引发剂、氟化表面活性剂以及碱。在制备氟弹性体乳液组合物之后，通过添加碱来调节其pH。聚合反应混合物的pH应维持在从3至8、优选地从5至8的范围内。

此专利申请列出了若干适合于在步骤(A)期间使用的氟化表面活性剂，以及适合于进一步使组合物稳定的氟化表面活性剂和非氟化表面活性剂。然而，该专利申请仅披露了氟弹性体，即氟-碳基合成橡胶，但是完全未提及半结晶聚合物。另外，该专利申请既没有面临提供适合于在电池应用中使用的胶乳的问题，也没有提供选择用于此特定用途的表面活性剂的任何暗示。

类似地，EP 1897902 A(大金工业株式会社(DAIKIN IND LTD))12/03/2008披露了一种生产水性氟聚合物分散体的方法，该方法包括：步骤(1)，向待处理的水性氟聚合物分散体中添加非离子表面活性剂，步骤(2)，在步骤(1)之后相分离成上清液相和水性氟聚合物分散体相，以及步骤(3)，通过去除在步骤(2)中提供的上清液相、搅拌来回收该水性氟聚合物分散体相。根据此文献，非离子表面活性剂的添加可以在例如用氨水将待处理的水性氟聚合物分散体调节到pH为3至12之后进行。在氟聚合物之中，提及VDF基聚合物(如VDF/HFP共聚物、VDF/三氟氯乙烯[CTFE]共聚物、VDF/TFE共聚物、VDF/全氟(烷基乙烯基醚)[PAVE]共聚物、VDF/TFE/HFP共聚物、VDF/TFE/CTFE共聚物以及VDF/TFE/PAVE共聚物)。

US 20100304270(阿科玛公司(ARKEMA INC))披露了一种用于制造在非水性型电化学装置如电池和双电层电容器中使用的电极的水性氟聚合物组合物、优选地聚偏二氟乙烯(PVDF)组合物。该组合物含有水性PVDF粘合剂、以及一种或多种粉状形成电极用材料。

本领域中已知偏二氟乙烯(VDF)聚合物适合作为粘合剂用于制造电极和/或复合隔膜，和/或作为多孔隔膜的涂料用于非水性型电化学装置如电池、优选地二次电池、和双电层电容器中。