專利名稱：包含芳族羧酸根陰離子的可聚合離子液體的制作方法
包含芳族羧酸根陰離子的可聚合離子液體
背景技術(shù)：
離子液體(IL)為其中陽(yáng)離子和陰離子弱配位的鹽。離子組分中的至少一個(gè)是有機(jī)的并且離子中的一個(gè)具有離域電荷。通常在室溫下，以及按照定義至少在低于100°C下，這將阻止穩(wěn)定晶格的形成并使得這樣的材料以液體存在。例如，氯化鈉，典型的離子鹽，熔點(diǎn)為約8000C，而離子液體N-甲基咪唑錫氯化物的熔點(diǎn)為約750C。離子液體通常包含與無(wú)機(jī)陰離子耦合的有機(jī)陽(yáng)離子，例如取代的銨或含氮雜環(huán)，例如取代的咪唑輸^然而，其中陽(yáng)離子和陰離子均是有機(jī)的物質(zhì)也已被描述。當(dāng)離子液體包含至少一個(gè)可聚合基團(tuán)時(shí)，此類離子液體為可聚合離子液體(“PIL”)

發(fā)明內(nèi)容
本文描述了包含陽(yáng)離子和芳族羧酸根陰離子的可聚合離子液體；其中陽(yáng)離子、陰離子或兩者包含可自由基聚合的基團(tuán)。在一些實(shí)施例中，陽(yáng)離子包含可自由基聚合的基團(tuán)，而陰離子不含可自由基聚合的基團(tuán)。在其它實(shí)施例中，陰離子包含可自由基聚合的基團(tuán)，而陽(yáng)離子不含可自由基聚合的基團(tuán)。在其它實(shí)施例中，陰離子和陽(yáng)離子各自包含至少一個(gè)可自由基聚合的基團(tuán)。在一些優(yōu)選的實(shí)施例中，陽(yáng)離子為取代的銨、轔輸或咪挫輸陽(yáng)離子。
具體實(shí)施例方式如本文所用“可硬化的”描述的是可通過(guò)加熱引發(fā)聚合和/或交聯(lián)；用光化照射引發(fā)聚合和/或交聯(lián)；和/或通過(guò)混合一種或多種組分引發(fā)聚合和/或交聯(lián)的方式被固化(例如，聚合或交聯(lián))的材料或組合物?！盎旌稀笨衫缤ㄟ^(guò)將兩個(gè)或更多個(gè)部分合并且混合形成均勻組合物來(lái)進(jìn)行?；蛘?，兩個(gè)或更多個(gè)部分可以作為單獨(dú)層來(lái)提供，所述單獨(dú)層在界面處相互混合(如自發(fā)地或在施加剪切應(yīng)力時(shí))以引發(fā)聚合?！坝不摹敝敢驯还袒?例如聚合或交聯(lián))的材料或組合物?！?甲基)丙烯酸酯”是丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、或它們的組合的縮略表示；“(甲基)丙烯酸”是丙烯酸、甲基丙烯酸、或它們的組合的縮略表示；并且“(甲基)丙烯酰基”是丙烯?；⒓谆；⒒蛩鼈兊慕M合的縮略表示。“烷基”包括直鏈、支鏈和環(huán)狀烷基并且包括未取代的和取代的烷基。除非另外指明，否則所述烷基通常包含I至20個(gè)碳原子。如本文所使用的“烷基”的例子包括(但不限于)甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、異丁基、叔丁基、異丙基、正辛基、正庚基、乙基己基、環(huán)戍基、環(huán)己基、環(huán)庚基、金剛燒基和降冰片基等。除非另外指明，否則燒基可為一價(jià)或多價(jià)的。“雜烷基”包括具有一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立地選自S、0和N的雜原子的直鏈、支鏈和環(huán)狀烷基，所述烷基包括未取代的和取代的烷基。除非另外指明，否則雜烷基基團(tuán)通常包含I至20個(gè)碳原子。“雜烷基”是下文所述“包含一個(gè)或多個(gè)S、N、0、P、或Si原子的烴基”的子集。如本文所用的“雜烷基”的例子包括(但不限于)甲氧基、乙氧基、丙氧基、3，6- 二氧雜庚基、
3-(三甲基甲硅烷基)-丙基、4- 二甲基氨基丁基等。除非另外指明，否則雜烷基基團(tuán)可為一價(jià)或多價(jià)的?！胺甲寤鶊F(tuán)”或“芳族部分”包含6-18個(gè)環(huán)原子并可包含任選的稠環(huán)，所述稠環(huán)可以是取代的或未取代的。芳族基團(tuán)的實(shí)例包括苯基、萘基、聯(lián)苯、菲基和蒽基。芳族基團(tuán)可任選地包含1-3個(gè)雜原子如氮、氧或硫并可包含稠環(huán)。具有雜原子的芳族基團(tuán)的例子包括吡啶基、呋喃基、吡咯基、噻吩基、噻唑基、囉唑基、咪唑基、吲哚基、苯并呋喃基和苯并噻唑基。除非另外指明，否則芳族基團(tuán)可為單價(jià)或多價(jià)的。如本文所用，“一個(gè)”、“該”、“至少一個(gè)”和“一個(gè)或多個(gè)”可互換使用。另外，本文通過(guò)端點(diǎn)表述的數(shù)值范圍包括該范圍內(nèi)的所有數(shù)值(如，I至5包含I、·I.5、2、2· 75,3,3. 80、4、5 等)。本發(fā)明描述了各種包含可聚合離子液體的可固化組合物，所述可聚合離子液體包含弱配位的陽(yáng)離子和陰離子。此類可聚合離子液體的熔點(diǎn)(Tm)低于約100°C。這些化合物的熔點(diǎn)更優(yōu)選地低于約60°C、50°C、40°C或30°C，并且最優(yōu)選低于約25°C，以方便在或不在組合物中溶劑載體的幫助下用于如本文中所述的各種可聚合組合物中。熔點(diǎn)低于25°C的可聚合離子液體在環(huán)境溫度下為液體。隨著可聚合離子液體的分子量增大，粘度可能增加。在一些實(shí)施例中，可聚合離子液體的分子量低于1000克/摩爾。合適的陽(yáng)離子基團(tuán)(也稱镥鹽)包括取代的銨鹽、取代的憐鍵鹽、取代的吡啶輸鹽
和取代的咪唑犠鹽。此類犠鹽的陽(yáng)離子的結(jié)構(gòu)示意如下:
權(quán)利要求
1.一種可聚合離子液體，其包含陽(yáng)離子和芳族羧酸根陰離子；其中所述陽(yáng)離子、陰離子或兩者包含可自由基聚合的基團(tuán)。
2.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的可聚合離子液體，其中所述陽(yáng)離子包含可自由基聚合的基團(tuán)，并且所述陰離子不含可自由基聚合的基團(tuán)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的可聚合離子液體，其中所述陰離子包含可自由基聚合的基團(tuán)，并且所述陽(yáng)離子不含可自由基聚合的基團(tuán)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的可聚合離子液體，其中所述陰離子和陽(yáng)離子各自包含至少一個(gè)可自由基聚合的基團(tuán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中所述的可聚合離子液體，其中所述可自由基聚合的基團(tuán)為(甲基)丙稀酸酷基團(tuán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中所述的可聚合離子液體，其中所述陽(yáng)離子為取代的銨或轔鎊陽(yáng)離子。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可聚合離子液體，其中所述離子液體具有通式
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可聚合離子液體，其中所述可自由基聚合的基團(tuán)為(甲基)丙烯酸酯基團(tuán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8中任一項(xiàng)所述的可聚合離子液體，其中R3為烷基或雜烷基基團(tuán)，并且R4包含可自由基聚合的基團(tuán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8中任一項(xiàng)所述的可聚合離子液體，其中R4為烷基或雜烷基基團(tuán)，并且R3包含可自由基聚合的基團(tuán)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7或8中任一項(xiàng)所述的可聚合離子液體，其中R3和R4均包含至少一個(gè)可自由基聚合的基團(tuán)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11中任一項(xiàng)所述的可聚合離子液體，其中R3包含至少兩個(gè)可聚合的基團(tuán)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的離子液體，其中所述陽(yáng)離子為取代的咪唑偷陽(yáng)離子。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的離子液體，其中所述離子液體具有通式
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的可聚合離子液體，其中所述可自由基聚合的基團(tuán)為(甲基)丙稀酸酷基團(tuán)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的可聚合離子液體，其中R3為烷基或雜烷基基團(tuán)，并且R4包含可自由基聚合的基團(tuán)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的可聚合離子液體，其中R4為烷基或雜烷基基團(tuán)，并且R3包含可自由基聚合的基團(tuán)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14或15中任一項(xiàng)所述的可聚合離子液體，其中R3和R4均包含可自由基聚合的基團(tuán)。
19.根據(jù)權(quán)利要求7-18中任一項(xiàng)所述的可聚合離子液體，其中D包含任選地為稠合的一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)芳環(huán)。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的離子液體，其中所述離子液體具有至少O.70、O. 75,0. 80,0. 90或O. 95的空氣:氮?dú)夤袒艧帷?br> 21.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的離子液體，其中所述可聚合離子液體具有低于60 V、50°C、40 V、30°C或 25°C 的熔點(diǎn)。
22.—種可固化組合物，其中所述組合物包含至少一種根據(jù)權(quán)利要求1-21所述的可聚合離子液體和至少一種其它可自由基聚合的單體、低聚物或聚合物。
全文摘要
本文描述了包含陽(yáng)離子和芳族羧酸根陰離子的可聚合離子液體；其中所述陽(yáng)離子、陰離子或兩者包含可自由基聚合的基團(tuán)。本文還描述了包含此類可聚合離子液體和至少一種其它可自由基聚合的單體、低聚物或聚合物的可固化組合物。
文檔編號(hào)C08F220/30GK102906132SQ201180024702
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者凱文·M·萊萬(wàn)多夫斯基, 王一中, 拉里·R·克雷普斯基, 喬爾·D·奧克斯曼, 朱培旺 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司