制備復(fù)合材料的方法
【專利說(shuō)明】制備復(fù)合材料的方法
[0001] 本發(fā)明涉及一種制備復(fù)合材料的方法，所述復(fù)合材料包含以下物質(zhì)：
[0002] a)至少一種氧化相和 [0003] b)至少一種有機(jī)聚合物相。
[0004] 近來(lái)，已有許多關(guān)于通過(guò)所謂的雙重聚合（twin polymerization)制備復(fù)合 材料的記載（參見(jiàn)，例如 Spange et al.，Angew. Chem. Int. Ed.，46 (2007) 628-632、W0 2009/083083、W0 2009/133086、W0 2010/112581 和 WO 2010/128144)。雙重聚合包括使具 有多個(gè)通過(guò)一個(gè)或兩個(gè)雜原子一一優(yōu)選一個(gè)或兩個(gè)氧原子一一與金屬原子或半金屬原子 鍵合的芳甲基基團(tuán)的化合物聚合。
[0005] 雙重聚合提供通常具有至少一種氧化相和至少一種有機(jī)聚合物相的復(fù)合材料，其 中相區(qū)域具有共連續(xù)排布且尺寸為幾納米（相鄰的相同相之間的距離）。推測(cè)特定的相排 布且和相鄰相之間的小的距離首先是因?yàn)榉技谆鶈卧陔p重單體中聚合的動(dòng)力學(xué)耦合，其 次是因?yàn)樾纬闪硕趸?。因此，相組分幾乎同時(shí)形成，且早在雙重單體聚合過(guò)程中就相分 離為無(wú)機(jī)相和有機(jī)相。
[0006] 優(yōu)選的雙重單體為記載于W0 2009/083083中的螺環(huán)化合物。在這些螺環(huán)化合物 中，兩個(gè)1-氧_2_(氧甲基）芳基通過(guò)它們的氧原子一起連接至金屬原子或半金屬原子以 形成螺環(huán)結(jié)構(gòu)。這種螺環(huán)化合物的一個(gè)實(shí)例為2, 2' -螺雙[4H-1，3, 2-苯并二氧雜硅烷 (benzodioxasilin)]：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種制備復(fù)合材料的方法，所述復(fù)合材料包含以下： a) 至少一種氧化相和 b) 至少一種有機(jī)聚合物相， 所述方法包括：至少一種由以下通式I描述的化合物與至少一種選自甲醛和甲醛等同 物的化合物在基本無(wú)水的反應(yīng)介質(zhì)中共聚， [(ArO)mMOnRrHp] q (I) 其中 M為B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、P、As或Sb，m為1、2或3， n為0或1， r為0、1或2， p為1、2或3， q為1或> 1的整數(shù)，例如2至20的整數(shù)，尤其是3至6的整數(shù)，m+2n+r+p為1、2、3、4或5且相當(dāng)于M的化合價(jià)， Ar為苯基或萘基，其中苯環(huán)或萘環(huán)為未取代的或可具有一個(gè)或多個(gè)--例如1個(gè)、2個(gè) 或3個(gè)一一獨(dú)立地選自烷基、環(huán)烷基、烷氧基、環(huán)烷氧基和NRaRb的取代基，其中以和Rb各自 獨(dú)立地為氫、燒基或環(huán)燒基， R為烷基、烯基、環(huán)烷基或芳基，其中芳基為未取代的或可具有一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立地選自 燒基、環(huán)燒基、燒氧基、環(huán)燒氧基和NRaRb的取代基，其中R3和Rb各自定乂如上。
2. 權(quán)利要求1的方法，其中選自甲醛和甲醛等同物的化合物以這樣的量使用：使甲醛 與式I的化合物中的芳氧基ArO的摩爾比為至少0. 9:1。 3?前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的方法，其中M選自B、Si、Sn和P;m為1、2或3 ;n為0或 1;1~為0或1且口為1或2。
4. 前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的方法，其中式I的化合物中的變量M為Si。
5. 前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的方法，其中式I的化合物選自二苯氧基甲基硅烷、三苯 氧基硅烷和二苯氧基硅烷。
6. 前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的方法，其中式I的化合物以與至少一種式II的化合物的 混合物使用： [(Ar，0)aM' 0eR'山(II) 其中 M'為金屬、半金屬或形成含氧酸且除碳和氮以外的非金屬；a為 1、2、3、4、5 或 6， b為0、1或2， c為0、1或2 d為1或> 1的整數(shù)，例如為2至20的整數(shù)，尤其是3至6的整數(shù)，a+b+2c為1、2、3、4、5或6且相當(dāng)于M'的化合價(jià)， Ar'為苯基或萘基，其中苯環(huán)或萘環(huán)為未取代的或可具有一個(gè)或多個(gè)--例如1個(gè)、2 個(gè)或3個(gè)一一獨(dú)立地選自烷基、環(huán)烷基、烷氧基、環(huán)烷氧基和NRaRb的取代基，其中R3和Rb各 自獨(dú)立地為氫、燒基或環(huán)燒基； R'為烷基、烯基、環(huán)烷基或芳基，其中芳基為未取代的或可具有一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立地選自 燒基、環(huán)燒基、燒氧基、環(huán)燒氧基和NRaRb的取代基，其中R3和Rb各自定乂如上。
7. 前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的方法，其中選自甲醛和甲醛等同物的化合物以這樣的量 使用：使甲醛與式I和任選地式II的化合物中存在的芳氧基ArO或Ar'O的摩爾比范圍為 1:1至10:1且尤其為1. 05:1至2:1。
8. 前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的方法，其中選自甲醛和甲醛等同物的化合物選自多聚甲 醛、三噁烷和氣態(tài)甲醛。
9. 前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的方法，其中共聚在酸的存在下進(jìn)行。
10. 權(quán)利要求9的方法，其中所述酸的用量為0. 1重量％至10重量％，基于式I的化合 物計(jì)或基于式I和II的化合物的混合物計(jì)。
11. 前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的方法，其中共聚以一步法進(jìn)行。
12. 前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的方法，其中共聚在惰性溶劑中進(jìn)行。
13. 前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的方法，其中共聚在本體中進(jìn)行。
14. 前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)的方法，其中在共聚后進(jìn)行煅燒。
15. 由權(quán)利要求1至14中的任一項(xiàng)的方法獲得的復(fù)合材料用于制備氣體儲(chǔ)存材料的用 途。
16. 由權(quán)利要求1至14中的任一項(xiàng)的方法獲得的復(fù)合材料用于制備橡膠混合物的用 途。
17. 由權(quán)利要求1至14中的任一項(xiàng)的方法獲得的復(fù)合材料用于制備低-K電介質(zhì)的用 途。
18. 由權(quán)利要求1至14中的任一項(xiàng)的方法獲得的復(fù)合材料用于制備用于鋰離子電池的 電極材料的用途。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制備復(fù)合材料的方法，所述復(fù)合材料包含以下物質(zhì)：a)至少一種氧物相和b)至少一種有機(jī)聚合物相，所述方法包括：至少一種由通式I描述的化合物與至少一種選自甲醛和甲醛等同物的化合物在基本無(wú)水的反應(yīng)介質(zhì)中共聚，以獲得具有相區(qū)域排列與可由現(xiàn)有技術(shù)中記載的雙重聚合獲得的納米復(fù)合材料類似的復(fù)合材料，通式I如下：[(ArO)mMOnRrHp]q (I)其中M為B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、P、As或Sb，m為1、2或3，n為0或1，r為0、1或2，p為1、2或3，q為1或＞1的整數(shù)，例如2至20的整數(shù)，尤其是3至6的整數(shù)，m+2n+r+p為1、2、3、4或5且相當(dāng)于M的化合價(jià)，Ar為苯基或萘基，其中苯環(huán)或萘環(huán)為未取代的或可具有一個(gè)或多個(gè)——例如1個(gè)、2個(gè)或3個(gè)——獨(dú)立地選自烷基、環(huán)烷基、烷氧基、環(huán)烷氧基和NRaRb的取代基，其中Ra和Rb各自獨(dú)立地為氫、烷基或環(huán)烷基，R為烷基、烯基、環(huán)烷基或芳基，其中芳基為未取代的或可具有一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立地選自烷基、環(huán)烷基、烷氧基、環(huán)烷氧基和NRaRb的取代基，其中Ra和Rb各自定義如上，且本發(fā)明還涉及復(fù)合材料用于制備氣體儲(chǔ)存材料、橡膠混合物、低-K電介質(zhì)和鋰離子電池的電極材料的用途。
【IPC分類】C08G77-50, C08G77-60, C08L61-00, C08G8-28, C07F7-04, C08L61-06
【公開號(hào)】CN104603170
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380044281
【發(fā)明人】A·朗格, G·考克斯, H·沃爾夫, S·西奧尼
【申請(qǐng)人】巴斯夫歐洲公司
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2013年6月25日
【公告號(hào)】EP2864381A1, WO2014001273A1