有机硅环氧醚组合物、其制备方法及其用图_3

文档序号:9204425阅读:来源:国知局
个别的范围限度还可W组合形成闭合端点范围和/或另外的未公开的 范围。
[0051] 在另一个实施方案中,本发明设及一种或多种有机娃环氧聚離溶剂与一种或多种 碳酸烷基醋溶剂的共混物。在一个实施方案中,可W制备该共混物W进一步提高本发明的 有机娃环氧聚離溶剂的离子电导率。在一个实施方案中,包含大约90体积%的一种或多 种本发明的硅烷环氧聚離的共混物与大约10体积%的一种或多种碳酸烷基醋溶剂共混。 在一种情况下,90体积%的硅烷环氧聚離与10体积%的碳酸亚己醋巧C)和碳酸二甲醋 值MC)的1:1混合物共混。此混合物然后用1MLiPF6进行离子电导率测量。在另一个实施 方案中,大约80体积%的一种或多种本发明的硅烷环氧聚離与20体积%的一种或多种碳 酸烷基醋溶剂共混。在一种情况下,80体积%的硅烷环氧聚離与20体积%的碳酸亚己醋 巧C)和碳酸二甲醋值MC)的1:1混合物共混。此混合物然后用IMLiPF6进行离子电导率 测量。在又一个种实施方案中,90体积%的硅烷环氧聚離与10体积%的碳酸亚己醋巧C) 和碳酸二甲醋值MC)的1:1混合物共混。此混合物然后用IMLiTFSI进行离子电导率测量。 在再一个实施方案中,大约80体积%的一种或多种本发明的硅烷环氧聚離与20体积%的 一种或多种碳酸烷基醋溶剂共混。在一种情况下,80体积%的硅烷环氧聚離与20体积%的 碳酸亚己醋巧C)和碳酸二甲醋值MC)的1:1混合物共混。此混合物然后用1MLiTFSI进 行离子电导率测量。
[0052] 在上述情况下,在一个实施方案中,本发明设及一种或多种本发明的硅烷和/或 硅氧烷组分与一种或多种碳酸烷基醋溶剂的共混物。在一个实施方案中,一种或多种本发 明的硅烷和/或硅氧烷组分在该共混物中的量为至少大约90体积%,至少大约80体积%, 至少大约60体积%,至少大约70体积%,至少大约60体积%,或者甚至大约50体积%,及 共混物的剩余部分是一种或多种碳酸烷基醋。合适的碳酸烷基醋包括但不限于碳酸亚己 醋、碳酸二甲醋或它们的混合物。在一个实施方案中,如果使用碳酸亚己醋和碳酸二甲醋的 混合物,则可W使用大约95:5-大约5:95范围内的任意的碳酸亚己醋与碳酸二甲醋的体积 比。在一个实施方案中,使用碳酸亚己醋和碳酸二甲醋的1:1混合物用作根据本发明的共 混物中的碳酸烷基醋部分。该里,在说明书和权利要求书中的其它地方,个别的范围限度还 可W组合形成闭合端点范围和/或另外的未公开的范围。
[0053] 尽管并不局限于此,下面将讨论用于合成式(IV)和(V)的化合物的代表性合成路 线。上面式(IV)的化合物可W根据下面的反应合成:
[0054]
[00巧]方案1-式(IV)的合成
[0056] 在S颈圆底烧瓶中将氯二甲基硅烷(15.0g,0. 159mol)和締丙基缩水甘油離 (19.10径,0.167111〇1)溶解在50血的1'邸中。向其中加入销催化剂(销(0)1,3-二己締 基-1,1,3, 3-四甲基二硅氧烷)并将所述反应在75°C在氮气气氛下进行24小时W产生侧 挂缩水甘油離部分的产物。24小时后,将反应混合物冷却到室温并逐滴加入二甘醇单甲 離(19.lg,0. 158mol)、S己胺(16.08g,0. 158mol)在甲苯中的混合物并将所得混合物在 120°C下回流18小时。反应后,滤出沉淀的固体并加入新鲜的己烧。过滤所述固体并在真 空下出去溶剂。方案1的反应产物的NMR运行确认了形成式(IV)的化合物。由NMR谱图 也明显可见存在少量反应物,即;締丙基缩水甘油離和二甘醇单甲離。
[0057] 转到式(V)的化合物,此化合物可W经过下面示出的反应合成:
[0058]
[005引方案2-式(V)的合成
[0060] 四甲基二硅氧烷二氨化物(20g,0. 149mol)与締丙基缩水甘油離(16. 98g, 0. 164mol)和締丙基甲氧基聚離(Mn= 250g/mol- 37. 25g,0. 149mol)在S颈圆底烧瓶中混 合。向其中加入销催化剂(销(0) 1,3-二己締基-1,1,3, 3-四甲基二硅氧烷)并将所述反 应在75°C在氮气气氛下进行24小时W产生式(V)的化合物。方案2的反应产物的NMR运 行确认了形成式(V)的化合物。由NMR谱图也明显可见存在少量反应物,即;締丙基缩水甘 油離和締丙基甲氧基聚離。
[0061]离子由导率测量估:
[0062] LiPFe盐W不同浓度溶解在式(IV)和式(V)中,其中式(IV)和(V)的化合物W如 下面表1中详细示出的各浓度充当溶剂。用化chSension7电导率仪测量本文包括的所有 实施例中所得的溶液的离子电导率。所述离子电导率值报告在下面表1-3中。
[0063]表1 -伸用LiPF。的离子由导率测量估
[0064]
[006引类似地,使用LiTFSI在不同的浓度下在式(IV)的化合物中测定离子电导率测量 值。在此情况下,式(IV)的化合物充当用于表2中详细示出的变化的LiTFSI浓度的溶剂。
[0066]表2 -伸用LiTFSI的离子由导率测量估
[0067]
[006引如表3中所详细示出的制备溶解在溶剂共混物中的1MLiPFe的电导率,所述溶剂 共混物是使用碳酸亚己醋巧C)和碳酸二甲醋值MC)的1:1混合物与式(IV)的化合物制 备的。在一种情况下,90体积%的式(IV)与10体积%的碳酸亚己醋巧C)和碳酸二甲醋 值MC)的1:1混合物共混。在另一个实施方案中,大约80体积%的式(IV)与20体积%的 碳酸亚己醋巧C)和碳酸二甲醋值MC)的1:1混合物共混。然后,如上所述测定所得溶液的 离子电导率。其结果含于表3中。
[0069]表3-伸用1MLiPF。在共混溶剂中的离子由导率测量估
[0070]
[0071] 进一步地,如表4中所详细示出的制备溶解在溶剂共混物中的1MLiTFSI的电导 率,所述溶剂共混物是使用碳酸亚己醋巧C)和碳酸二甲醋值MC)的1:1混合物与式(IV) 的化合物制备的。在一种情况下,90体积%的式(IV)与10体积%的碳酸亚己醋巧C)和碳 酸二甲醋值MC)的1:1混合物共混。在另一个实施方案中,大约80体积%的式(IV)与20 体积%的碳酸亚己醋巧C)和碳酸二甲醋值MC)的1:1混合物共混。然后,如上所述测定所 得溶液的离子电导率。其结果含于表4中。
[0072]表4-值用1MLiTFSI在共混溶剂中的离子由导率测量値
[0073]
[0074] 由此,由表1-4中所含的数据可W看出,本发明的娃基电解质溶剂组合物在各种 浓度下在室温都产生了所希望的离子电导率。鉴于上面所述,在一个实施方案中,本发明的 化合物适合在理离子电池、电化学超级电容器(超级电容器(ultra-capacitors))、裡离子 电容器等中用作电解质溶剂。
[00巧]虽然根据专利法规已经阐述了本发明最佳的模式和某些实施方案,但是本发明的 范围并不局限于此,而是由所附的范围所限定。如此,在本发明的精神和范围内的其它变型 方案是可W的并且它们自己将呈现于本领域技术人员面前。
【主权项】
1. 含硅的聚醚电解质溶剂组合物,其包含: (a)至少一种选自下面结构表示的组成的化合物: M1aM2bD1cD2dT1eT2fQg 其中M1选自RfPSiOw或M'含有一个或多个杂原子0、N和/或S的一价有机基;其 中M2选自R4R5R6Si01/2;其中D1选自R7R8Si02/2或D'含有一个或多个杂原子0、N和/或S的 二价有机基;其中D2选自其中T1选自RnR12Si03/2或T'含有一个或多个杂原子 0、N和/或S的三价有机基;其中T2选自R13R14Si03/2;其中Q选自Si04/2或Q'含有一个或 多个杂原子0、N和/或S的四价有机基;和其中a、b、c、d、e、f和g独立地选自0或正整 数,条件是 〇〈a+b+c+d+e+f+g〈50 且b+d+f+g>0。2. 权利要求1所述的组合物,其中…、^、^、^、^、^、匕^^"和^各自独立地 选自具有1-大约10个碳原子的一价烃基;具有1-大约10个碳原子的含杂原子的一价烃 基,其中所述一个或多个
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