固化性组合物、高分子功能性固化物、水溶性丙烯酰胺化合物及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种含有下述通式(1‑1)或(1‑2)所表示的水溶性丙烯酰胺单体的固化性组合物、高分子功能性固化物、水溶性丙烯酰胺化合物及其制造方法。通式(1‑1)及(1‑2)中，m表示2以上的整数，L表示m价基团或单键。其中，当L为单键时，m为2。L1及L2表示单键或2价连接基团。R1～R5表示氢原子或取代基，可以相互键合而形成环，并且也可以与L、L1或L2键合而形成环。RA及RB中的任意一个表示通式(a)所表示的基团，其余一个表示通式(b)所表示的基团。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种固化性组合物、高分子功能性固化物、水溶性丙烯酰胺化合物及其制造方法。
技术介绍
离子交换膜用于电脱盐(EDI：Electrodeionization)、连续电脱盐(CEDI：Continuous Electrodeionization)、电渗析(ED：Electrodialysis)、倒极电渗析(EDR：Electrodialysis reversal)等，而且不仅使用于一般用途，还使用于医疗用途，最近还使用于固体高分子电解质型燃料电池中。其中，电脱盐(EDI)是为了实现离子输送而使用离子交换膜和电位来从水性液体中除去离子的水处理工艺。与现有的离子交换等其他净水技术不同，不要求使用酸或苛性钠等化学药品，可以用于生产超纯水。电渗析(ED)及倒极电渗析(EDR)是从水及其他流体中除去离子等的电化学分离工艺。离子交换膜主要有在聚合物中具有如季铵那样的阳离子性基团的阴离子交换膜(例如，参考专利文献1)及在聚合物中具有如磺酸盐那样的阴离子性基团的阳离子交换膜(例如，参考专利文献2)，对于它们中的任何一个都积极进行着改良研究。并且，还已知并非离子交换膜的双酰胺基烷基磺酸(参考专利文献3)。以往技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2013/011273号小册子专利文献2：国际公开第2013/011272号小册子专利文献3：美国专利第4,034,001号说明书专利技术的概要专利技术要解决的技术课题离子交换膜(以下，有时简称为“膜”。)的主要性能即低透水率、低电阻、高离子选择性很大程度上受到膜的离子交换容量、交联密度、孔隙尺寸的支配。本专利技术人等的至今为止的研究中明确了如下：涂布离子性单体和交联性单体并使其固化时的溶液浓度越高，孔隙尺寸越减小，离子交换膜性能会得到改善。然而，市售的丙烯酰胺交联剂的水溶性较低，难以以高浓度进行涂布。相对于此，通过使用同时具有离子性基团和交联性基团的单体(带电荷交联剂：charged crosslinker)，能够改善单体的水溶性，并能够以高浓度进行涂布。并且，可知通过提高离子交换容量或交联密度，能够大幅改善离子交换膜性能。然而，同时具有离子性基团和交联性基团的单体中，阳离子交换膜用单体合成繁琐，成本较高。并且，一般使用的芳香族磺酸单体难以在一个芳香环中导入两个以上的磺酸，因此离子交换容量和交联密度存在上限，离子交换膜性能也存在极限。因此，本专利技术的课题在于提供一种作为离子交换膜、尤其作为阳离子交换膜的性能优异、有效且能够廉价制造的固化性组合物、高分子功能性固化物、水溶性丙烯酰胺化合物及其制造方法。尤其，课题在于提供一种在离子交换膜的性能中膜的电阻和透水率均较低，且选择渗透性(迁移率)较高的固化性组合物、高分子功能性固化物、水溶性丙烯酰胺化合物及其制造方法。用于解决技术课题的手段本专利技术人等认为具有多个磺基和丙烯酰胺基的水溶性丙烯酰胺单体(化合物)的开发非常重要，并进行了各种研究，达到新的水溶性丙烯酰胺单体(化合物)，并发现能够解决上述课题。本专利技术是基于这些见解而完成的。＜1＞一种固化性组合物，其含有下述通式(1-1)或(1-2)所表示的水溶性丙烯酰胺单体。[化学式1]通式(1-1)及(1-2)中，m表示2以上的整数，L表示m价基团或单键。其中，当L为单键时，m为2。L1及L2各自独立地表示单键或2价连接基团。R1～R5各自独立地表示氢原子或取代基，可以相互键合而形成环，并且也可以与L、L1或L2键合而形成环。RA及RB中的任意一个表示下述通式(a)所表示的基团，其余一个表示下述通式(b)所表示的基团。其中，m个-[C(R3)(RB)-C(R1)(R2)(RA)]、m个-[L2-C(R3)(RB)-C(R2)(RA)-L1]-各自可以彼此相同也可以不同，在m个-[C(R3)(RB)-C(R1)(R2)(RA)]及m个-[L2-C(R3)(RB)-C(R2)(RA)-L1]-中RA和RB中的任意一个可以是下述通式(a)所表示的基团。[化学式2]通式(a)中，MA表示氢离子、无机离子或有机离子。其中，无机离子及有机离子可以是2价以上的离子。通式(b)中，Rb表示氢原子或烷基。＜2＞根据＜1＞所述的固化性组合物，其中，m为2，且L为单键、亚烷基、亚芳基。＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的固化性组合物，其中，通式(1-1)所表示的水溶性丙烯酰胺单体由下述通式(2)表示。[化学式3]通式(2)中，MC及MD各自独立地表示氢离子、无机离子或有机离子。其中，无机离子及有机离子可以是2价以上的离子。＜4＞一种高分子功能性固化物，其将＜1＞至＜3＞中任一个所述的固化性组合物聚合固化而成。＜5＞一种高分子功能性固化物，其含有具有通式(I-1)或(I-2)所表示的结构单元的高分子。[化学式4]通式(I-1)及(I-2)中，m表示2以上的整数，L表示m价基团或单键。其中，当L为单键时，m为2。L1及L2各自独立地表示单键或2价连接基团。R1～R5各自独立地表示氢原子或取代基，可以相互键合而形成环，并且也可以与L、L1或L2键合而形成环。RC及RD中的任意一个表示下述通式(a)所表示的基团，其余一个表示下述通式(c)所表示的基团。其中，m个-[C(R3)(RD)-C(R1)(R2)(RC)]、m个-[L2-C(R3)(RD)-C(R2)(RC)-L1]-各自可以彼此相同也可以不同，在m个-[C(R3)(RD)-C(R1)(R2)(RC)]及m个-[L2-C(R3)(RD)-C(R2)(RC)-L1]-中RC和RD中的任意一个可以是下述通式(a)所表示的基团。[化学式5]通式(a)中，MA表示氢离子、无机离子或有机离子。其中，无机离子及有机离子可以是2价以上的离子。通式(c)中，Rb表示氢原子或烷基。＜6＞根据＜5＞所述的高分子功能性固化物，其中，m为2，且L为单键、亚烷基、亚芳基。＜7＞根据＜5＞或＜6＞所述的高分子功能性固化物，其中，通式(I-1)所表示的结构单元为下述通式(II)所表示的结构单元。[化学式6]通式(II)中，MC及MD各自独立地表示氢离子、无机离子或有机离子。其中，无机离子及有机离子可以是2价以上的离子。＜8＞根据＜4＞至＜7＞中任一个所述的高分子功能性固化物，其中，高分子功能性固化物为离子交换膜、质子传导膜、反渗透膜、正渗透膜、高分子电解质或吸水性树脂。＜9＞一种水溶性丙烯酰胺化合物，其由下述通式(1-1)或(1-2)表示。[化学式7]通式(1-1)及(1-2)中，m表示2以上的整数，L表示m价基团或单键。其中，当L为单键时，m为2。L1及L2各自独立地表示单键或2价连接基团。R1～R5各自独立地表示氢原子或取代基，可以相互键合而形成环，并且也可以与L、L1或L2键合而形成环。RA及RB中的任意一个表示下述通式(a)所表示的基团，其余一个表示下述通式(b)所表示的基团。其中，m个-[C(R3)(RB)-C(R1)(R2)(RA)]、m个-[L2-C(R3)(RB)-C(R2)(RA)-L1]-各自可以彼此相同也可以不同，在m个-[C(R3)(RB)-C(R1)(R2)(RA)]及m个-[L2-C(R3)(RB)-C(R2)(RA)-L1]-中RA和RB中的任意一个可以是下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固化性组合物，其含有下述通式(1‑1)或(1‑2)所表示的水溶性丙烯酰胺单体，[化学式1]通式(1‑1)及(1‑2)中，m表示2以上的整数，L表示m价基团或单键；其中，当L为单键时，m为2；L1及L2各自独立地表示单键或2价连接基团；R1～R5各自独立地表示氢原子或取代基，可以相互键合而形成环，并且也可以与L、L1或L2键合而形成环；RA及RB中的任意一个表示下述通式(a)所表示的基团，其余一个表示下述通式(b)所表示的基团；其中，m个‑[C(R3)(RB)‑C(R1)(R2)(RA)]、m个‑[L2‑C(R3)(RB)‑C(R2)(RA)‑L1]‑各自可以彼此相同也可以不同，在m个‑[C(R3)(RB)‑C(R1)(R2)(RA)]及m个‑[L2‑C(R3)(RB)‑C(R2)(RA)‑L1]‑中RA和RB中的任意一个可以是下述通式(a)所表示的基团；[化学式2]通式(a)中，MA表示氢离子、无机离子或有机离子；其中，无机离子及有机离子可以是2价以上的离子；通式(b)中，Rb表示氢原子或烷基。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.12 JP 2014-0491871.一种固化性组合物，其含有下述通式(1-1)或(1-2)所表示的水溶性丙烯酰胺单体，[化学式1]通式(1-1)及(1-2)中，m表示2以上的整数，L表示m价基团或单键；其中，当L为单键时，m为2；L1及L2各自独立地表示单键或2价连接基团；R1～R5各自独立地表示氢原子或取代基，可以相互键合而形成环，并且也可以与L、L1或L2键合而形成环；RA及RB中的任意一个表示下述通式(a)所表示的基团，其余一个表示下述通式(b)所表示的基团；其中，m个-[C(R3)(RB)-C(R1)(R2)(RA)]、m个-[L2-C(R3)(RB)-C(R2)(RA)-L1]-各自可以彼此相同也可以不同，在m个-[C(R3)(RB)-C(R1)(R2)(RA)]及m个-[L2-C(R3)(RB)-C(R2)(RA)-L1]-中RA和RB中的任意一个可以是下述通式(a)所表示的基团；[化学式2]通式(a)中，MA表示氢离子、无机离子或有机离子；其中，无机离子及有机离子可以是2价以上的离子；通式(b)中，Rb表示氢原子或烷基。2.根据权利要求1所述的固化性组合物，其中，所述m为2，且所述L为单键、亚烷基、亚芳基。3.根据权利要求1或2所述的固化性组合物，其中，所述通式(1-1)所表示的水溶性丙烯酰胺单体由下述通式(2)表示，[化学式3]通式(2)中，MC及MD各自独立地表示氢离子、无机离子或有机离子；其中，无机离子及有机离子可以是2价以上的离子。4.一种高分子功能性固化物，其将权利要求1至3中任一项所述的固化性组合物聚合固化而成。5.一种高分子功能性固化物，其含有具有下述通式(I-1)或(I-2)所表示的结构单元的高分子，[化学式4]通式(I-1)及(I-2)中，m表示2以上的整数，L表示m价基团或单键；其中，当L为单键时，m为2；L1及L2各自独立地表示单键或2价连接基团；R1～R5各自独立地表示氢原子或取代基，可以相互键合而形成环，并且也可以与L、L1或L2键合而形成环；RC及RD中的任意一个表示下述通式(a)所表示的基团，其余一个表示下述通式(c)所表示的基团；其中，m个-[C(R3)(RD)-C(R1)(R2)(RC)]、m个-[L2-C(R3)(RD)-C(R2)(RC)-L1]-各自可以彼此相同也可以不同，在m个-[C(R3)(RD)-C(R1)(R2)(RC)]及m个-[L2-C(R3)(RD)-C(R2)(RC)-L1]中RC和RD中的任意一个可以是下述通式(a)所表示的基团；[化学式5]通式(a)中，MA表示氢离子、无机离子或有机离子；其中，无机离子及有机离子可以是2价以上的离子；通式(c)中，Rb表示氢原子或烷基。6.根据权利要求5所述的高分子功能性固化物，其中，所述m为2，且所述L为...

【专利技术属性】
技术研发人员：小玉启祐，神长邦行，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP