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부분 가지형 블록 공중합체를 포함하는 이온전도성 고분자 및 이의 용도

  • 기술번호 : KST2014044814
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 부분 가지형 블록 공중합체를 포함하는 이온전도성 고분자; 이의 제조방법; 상기 이온전도성 고분자를 포함하는 이온전도체; 상기 이온전도체를 전해질막 또는 분리막으로 사용한 전지에 관한 것이다. 구체적으로는 상기 부분 가지형 블록 공중합체는 친수성 제1 고분자로 된 제1 블록; 주사슬 상에 곁가지를 형성하는 분기점(branching point)을 형성하도록 양 말단에 각각 2개 이상의 반응기를 갖는 소수성 제2 고분자로부터 유래된 제2 블록; 및 선택적으로 소수성 제3 고분자로 된 제3 블록을 포함한다.
Int. CL C08F 299/00 (2006.01) C08G 61/00 (2006.01) H01M 8/02 (2006.01) C08G 75/23 (2006.01)
CPC
출원번호/일자 1020120126980 (2012.11.09)
출원인 한국화학연구원
등록번호/일자 10-1546816-0000 (2015.08.18)
공개번호/일자 10-2014-0060440 (2014.05.20) 문서열기
공고번호/일자 (20150825) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2014.04.01)
심사청구항수 21

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국화학연구원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 홍영택 대한민국 대전 유성구
2 이장용 대한민국 대전 동구
3 김태호 대한민국 대전광역시 유성구
4 유덕만 대한민국 경기 안산시 단원구
5 김석제 대한민국 대전 대덕구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 손민 대한민국 서울특별시 송파구 법원로 ***, *층(문정동)(특허법인한얼)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국화학연구원 대한민국 대전광역시 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2012.11.09 수리 (Accepted) 1-1-2012-0924107-11
2 [심사청구]심사청구(우선심사신청)서
[Request for Examination] Request for Examination (Request for Preferential Examination)		 2014.04.01 수리 (Accepted) 1-1-2014-0313003-76
3 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2014.04.01 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2014-0312929-50
4 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2014.04.15 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2014-0359386-03
5 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2015.06.01 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2015-0365419-99
6 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2015.06.04 수리 (Accepted) 1-1-2015-0540332-85
7 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2015.06.04 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2015-0540333-20
8 등록결정서
Decision to grant		 2015.08.07 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2015-0529517-67
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.09.14 수리 (Accepted) 4-1-2017-5149265-52
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.09.14 수리 (Accepted) 4-1-2017-5149242-13
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
부분 가지형 블록 공중합체(partially branched multiblock copolymer)를 포함하는 이온전도성 고분자에 있어서,상기 부분 가지형 블록 공중합체는 친수성 제1 고분자로 된 제1 블록; 주사슬 상에 곁가지를 형성하는 분기점(branching point)을 형성하도록 양 말단에 각각 중합 반응에 참여하는 2개 이상의 반응기를 갖는 소수성 제2 고분자로부터 유래된 제2 블록; 및 선택적으로 소수성 제3 고분자로 된 제3 블록을 포함하고, 상기 제1 블록은 하기 화학식 1로 표시되며,상기 소수성 제2 고분자는 하기 화학식 2로 표시되고,상기 제3 블록은 하기 화학식 3으로 표시되는 것이 특징인 이온전도성 고분자:[화학식 1] [화학식 2][화학식 3]상기 화학식 1에서,A는 단일결합 또는 전자끌게기로서 -(C=O)-, -(P=O)-, -(SO2)-, -CF2- 또는 -(C(CF3)2)-;B 및 B'은 각각 독립적으로 단일결합 또는 전자주게기로서 -O-, -S-, -NH- 또는 -NR26-이며, 이때 R26은 C1 내지 C6 알킬기;M은 수소원자 또는 알칼리 금속;Ar은 1개 이상의 술폰산기(-SO3H) 또는 이의 알칼리 금속염으로 치환된 방향족 분자 또는 방향족 분자 그룹;a 및 b는 각각 0 내지 10에 속하는 정수, k는 1 내지 4에 속하는 정수이고, c는 1 내지 10,000에 속하는 정수이고, 상기 화학식 2에서,D1은 단일결합, 전자주게기로서 -O-, -S-, -NH- 또는 -NR27-(이때 R27은 C1 내지 C6 알킬기), 또는 , D2는 단일결합, 전자주게기로서 -O-, -S-, -NH- 또는 -NR27'-(이때 R27'은 C1 내지 C6 알킬기), 또는 , 이때, G 및 G'는 각각 독립적으로 단일결합 또는 전자끌게기로서 -(C=O)-, -(P=O)-, -(SO2)-, -CF2- 또는 -(C(CF3)2)-, J 및 J'는 각각 독립적으로 전자주게기로서 -O-, -S-, -NH- 또는 -NR28-이며, 이때 R28은 C1 내지 C6 알킬기;E는 전자주게기로서 -O-, -S-, -NH- 또는 -NR29-이며, 이때 R29은 C1 내지 C6 알킬기;Ar'은 비치환 또는 적어도 하나의 할로겐원자(-X), 알킬기(alkyl), 할로겐으로 치환된 알킬기(halogen-substituted alkyl), 알릴기(allyl), 시안기(cyano), 아릴기(aryl), 술폰산기, 인산기(-PO3H2), 아세트산기(-CO2H), 니트로기(-NO2), 퍼플루오로알킬기(perfluoroalkyl), 선택적으로 그 쇄에 하나 이상의 산소, 질소 또는 황원자를 포함하는 퍼플루오로알킬아릴기(perfluoroalkylaryl), 퍼플루오로아릴기(perfluoroaryl) 및 -O-퍼플루오로아릴기로 구성된 군으로부터 선택되는 그룹으로 치환된 아릴기, 나프틸기(naphthyl), 안트라세닐기(anthracenyl), 또는 이며, 이때 P는 단일결합, 전자주게기로서 -O-, -S-, -NH- 또는 -NR30-(R30은 C1 내지 C6 알킬기)로부터 선택된 기, 또는 전자끌게기로서 -(C=O)-, -(P=O)-, -(SO2)-, -CF2-, -(C(CH3)2)- 또는 -(C(CF3)2)-;Ar''은 비치환 또는 적어도 하나의 할로겐원자, 알킬기, 할로겐으로 치환된 알킬기, 알릴기, 시안기, 아릴기, 술폰산기, 인산기, 아세트산기, 니트로기, 퍼플루오로알킬기, 선택적으로 그 쇄에 하나 이상의 산소, 질소 또는 황원자를 포함하는 퍼플루오로알킬아릴기, 퍼플루오로아릴기 및 -O-퍼플루오로아릴기로 구성된 군으로부터 선택되는 그룹으로 치환된 아릴기, 나프틸기, 안트라세닐기, , 또는 이며, 이때 P'은 단일결합, 전자주게기로서 -O-, -S-, -NH- 또는 -NR31-(R31은 C1 내지 C6 알킬기)로부터 선택된 기, 또는 전자끌게기로서 -(C=O)-, -(P=O)-, -(SO2)-, -CF2-, -(C(CH3)2)- 또는 -(C(CF3)2)-;R1 및 R1'은 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐원자, 알킬기, 할로겐으로 치환된 알킬기, 알릴기, 시안기, 아릴기, 술폰산기, 인산기, 아세트산기, 니트로기, 퍼플루오로알킬기, 선택적으로 그 쇄에 하나 이상의 산소, 질소 또는 황원자를 포함하는 퍼플루오로알킬아릴기, 퍼플루오로아릴기 또는 -O-퍼플루오로아릴기;X 및 X'는 각각 독립적으로 할로겐원자;R2 내지 R21 및 R2' 내지 R5'은 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐원자, 알킬기, 할로겐으로 치환된 알킬기, 알릴기, 시안기, 아릴기, 술폰산기, 인산기, 아세트산기, 니트로기, 퍼플루오로알킬기, 선택적으로 그 쇄에 하나 이상의 산소, 질소 또는 황원자를 포함하는 퍼플루오로알킬아릴기, 퍼플루오로아릴기 또는 -O-퍼플루오로아릴기;상기 화학식 1 또는 화학식 2에서 술폰산기, 인산기 및 아세트산기는 알칼리 금속염의 형태일 수 있으며;p는 1 내지 1000에 속하는 정수, t 및 t'은 각각 독립적으로 2 내지 5에 속하는 정수이며 y 및 y'은 각각 독립적으로 0 내지 3에 속하는 정수로서 t+y=5이고 t'+y'=5인 수의 조합임
2 2
제1항에 있어서,상기 화학식 1의 Ar은 하나 이상의 술폰산기 또는 이의 알칼리 금속염이 치환된 페닐, 나프틸, 티오페닐 또는 피리디닐인 것인 고분자
3 3
제1항에 있어서,상기 화학식 2의 X 및 X'는 각각 독립적으로 염소인 것인 고분자
4 4
제1항에 있어서,제1 고분자, 제2 고분자 및 제3 고분자는 각각 독립적으로 동종 고분자인 것이 특징인 이온전도성 고분자
5 5
제1항에 있어서,상기 친수성 제1 고분자로 된 제1 블록은 탄소-탄소 결합으로 이루어진 골격을 갖는 것인 고분자
6 6
제1항에 있어서,상기 소수성 제2 고분자로부터 유래된 제2 블록 또는 소수성 제3 고분자로 된 제3 블록은 골격 내에 에테르 결합(-O-)을 포함하는 것인 고분자
7 7
제1항에 있어서,상기 부분 가지형 블록 공중합체는 하기 화학식 4로 표시되는 반복단위를 포함하는 골격을 갖는 것인 고분자:[화학식 4]화학식 4에서 각 약자는 청구항 1에 기재된 바와 같고, l과 m은 각각 독립적으로 1 이상의 정수이며, n은 0 이상의 정수임
8 8
제1항에 있어서,상기 p와 p'은 각각 독립적으로 1 내지 50에 속하는 정수인 것인 고분자
9 9
제1항에 있어서,상기 이온전도성 고분자는 10,000 내지 1,000,000의 Mn(수평균 분자량; number-average molecular weight) 또는 10,000 내지 10,000,000의 Mw(중량평균 분자량; weight-average molecular weight)의 분자량을 갖는 것인 고분자
10 10
제7항에 있어서,상기 부분 가지형 블록 공중합체 내에서 l:m+n(몰비)는 0
11 11
제8항에 있어서,상기 0
12 12
제1항에 있어서,선형의 가지형, 서로 교차결합하는 그물형 또는 이의 조합형인 것이 특징인 고분자
13 13
제7항에 있어서,A는 -(C=O)-;Ar은 1개의 술폰산기 또는 이의 나트륨염으로 치환된 페닐;a 및 b는 각각 0이고,D1 및 D2는 모두 -O- 또는 각각 및 로서 이때, G 및 G'는 각각 독립적으로 -(C=O)-, J 및 J'는 각각 독립적으로 -O-;Ar'은 비치환된 아릴기, 나프틸기, 또는 로서, 이때 P는 단일결합, -(C=O)-, -(SO2)-, -(C(CH3)2)- 또는 -(C(CF3)2)-;Ar''은 로서, 이때 P'은 -(C=O)- 또는 -(SO2)-;E는 -O-;R1 내지 R21은 모두 수소원자;p는 1 내지 50에 속하는 정수, t는 1이며 y는 3이며,q=1일 때,D1' 및 D2'은 -O- 또는 각각 및 로서 이때, G 및 G'는 각각 독립적으로 -(C=O)-, J 및 J'는 각각 독립적으로 -O-;Ar'''은 비치환된 아릴기, 나프틸기, 또는 로서, 이때 P는 단일결합, -(C=O)-, -(SO2)-, -(C(CH3)2)- 또는 -(C(CF3)2)-;Ar''''은 로서, 이때 P'은 -(C=O)- 또는 -(SO2)-;E는 -O-;R2 내지 R25는 모두 수소원자;p'은 1 내지 50에 속하는 정수,또는 q=0일 때,Ar'''은 로서, 이때 P'은 -(C=O)- 또는 -(SO2)-;Ar''''은 비치환된 아릴기, 나프틸기, , 또는 로서, 이때 P'은 단일결합, -(C=O)-, -(SO2)-, -(C(CH3)2)- 또는 -(C(CF3)2)-;E는 -O-;R2 내지 R25는 모두 수소원자;p'은 1 내지 50에 속하는 정수인 것이 특징인 고분자
14 14
제1항에 있어서,상기 소수성 제2 고분자는 하기 화학식 5 내지 30으로 표시되는 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 것이 특징인 고분자
15 15
제1항에 있어서,상기 소수성 제3 고분자는 하기 화학식 31 내지 75로 표시되는 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 것이 특징인 고분자
16 16
하기 화학식 4로 표시되는 반복단위를 포함하는 화합물:[화학식 4]A는 단일결합 또는 전자끌게기로서 -(C=O)-, -(P=O)-, -(SO2)-, -CF2- 또는 -(C(CF3)2)-;B 및 B'은 각각 독립적으로 단일결합 또는 전자주게기로서 -O-, -S-, -NH- 또는 -NR26-이며, 이때 R26은 C1 내지 C6 알킬기;M은 수소원자 또는 알칼리 금속;Ar은 1개 이상의 술폰산기(-SO3H) 또는 이의 알칼리 금속염으로 치환된 방향족 분자 또는 방향족 분자 그룹;a 및 b는 각각 0 내지 10에 속하는 정수, k는 1 내지 4에 속하는 정수이고, c는 1 내지 10,000에 속하는 정수이고, 상기 화학식 2에서,D1은 단일결합, 전자주게기로서 -O-, -S-, -NH- 또는 -NR27-(이때 R27은 C1 내지 C6 알킬기), 또는 , D2는 단일결합, 전자주게기로서 -O-, -S-, -NH- 또는 -NR27'-(이때 R27'은 C1 내지 C6 알킬기), 또는 , 이때, G 및 G'는 각각 독립적으로 단일결합 또는 전자끌게기로서 -(C=O)-, -(P=O)-, -(SO2)-, -CF2- 또는 -(C(CF3)2)-, J 및 J'는 각각 독립적으로 전자주게기로서 -O-, -S-, -NH- 또는 -NR28-이며, 이때 R28은 C1 내지 C6 알킬기;E는 전자주게기로서 -O-, -S-, -NH- 또는 -NR29-이며, 이때 R29은 C1 내지 C6 알킬기;Ar'은 비치환 또는 적어도 하나의 할로겐원자(-X), 알킬기(alkyl), 할로겐으로 치환된 알킬기(halogen-substituted alkyl), 알릴기(allyl), 시안기(cyano), 아릴기(aryl), 술폰산기, 인산기(-PO3H2), 아세트산기(-CO2H), 니트로기(-NO2), 퍼플루오로알킬기(perfluoroalkyl), 선택적으로 그 쇄에 하나 이상의 산소, 질소 또는 황원자를 포함하는 퍼플루오로알킬아릴기(perfluoroalkylaryl), 퍼플루오로아릴기(perfluoroaryl) 및 -O-퍼플루오로아릴기로 구성된 군으로부터 선택되는 그룹으로 치환된 아릴기, 나프틸기(naphthyl), 안트라세닐기(anthracenyl), 또는 이며, 이때 P는 단일결합, 전자주게기로서 -O-, -S-, -NH- 또는 -NR30-(R30은 C1 내지 C6 알킬기)로부터 선택된 기, 또는 전자끌게기로서 -(C=O)-, -(P=O)-, -(SO2)-, -CF2-, -(C(CH3)2)- 또는 -(C(CF3)2)-;Ar''은 비치환 또는 적어도 하나의 할로겐원자, 알킬기, 할로겐으로 치환된 알킬기, 알릴기, 시안기, 아릴기, 술폰산기, 인산기, 아세트산기, 니트로기, 퍼플루오로알킬기, 선택적으로 그 쇄에 하나 이상의 산소, 질소 또는 황원자를 포함하는 퍼플루오로알킬아릴기, 퍼플루오로아릴기 및 -O-퍼플루오로아릴기로 구성된 군으로부터 선택되는 그룹으로 치환된 아릴기, 나프틸기, 안트라세닐기, , 또는 이며, 이때 P'은 단일결합, 전자주게기로서 -O-, -S-, -NH- 또는 -NR31-(R31은 C1 내지 C6 알킬기)로부터 선택된 기, 또는 전자끌게기로서 -(C=O)-, -(P=O)-, -(SO2)-, -CF2-, -(C(CH3)2)- 또는 -(C(CF3)2)-;R1 및 R1'은 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐원자, 알킬기, 할로겐으로 치환된 알킬기, 알릴기, 시안기, 아릴기, 술폰산기, 인산기, 아세트산기, 니트로기, 퍼플루오로알킬기, 선택적으로 그 쇄에 하나 이상의 산소, 질소 또는 황원자를 포함하는 퍼플루오로알킬아릴기, 퍼플루오로아릴기 또는 -O-퍼플루오로아릴기;X 및 X'는 각각 독립적으로 할로겐원자;R2 내지 R21 및 R2' 내지 R5'은 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐원자, 알킬기, 할로겐으로 치환된 알킬기, 알릴기, 시안기, 아릴기, 술폰산기, 인산기, 아세트산기, 니트로기, 퍼플루오로알킬기, 선택적으로 그 쇄에 하나 이상의 산소, 질소 또는 황원자를 포함하는 퍼플루오로알킬아릴기, 퍼플루오로아릴기 또는 -O-퍼플루오로아릴기;p는 1 내지 1000에 속하는 정수, t 및 t'은 각각 독립적으로 2 내지 5에 속하는 정수이며 y 및 y'은 각각 독립적으로 0 내지 3에 속하는 정수로서 t+y=5이고 t'+y'=5인 수의 조합임
17 17
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재된 이온전도성 고분자의 제조방법으로서,친수성 제1 고분자를 형성하는 친수성 단량체를 준비하는 제1단계;소수성 제2 고분자를 준비하는 제2단계;선택적으로 소수성 제3 고분자를 준비하는 제3단계;상기 친수성 단량체, 소수성 제2 고분자, 및 선택적으로 소수성 제3 고분자를 혼합하여 콜론 커플링 반응에 의해 부분 가지형 블록 공중합체를 형성하는 제4단계를 포함하는,고분자의 제조방법
18 18
제17항에 있어서,상기 친수성 단량체의 술폰산기는 프로톤 형태 또는 알칼리 금속염 형태인 것인 제조방법
19 19
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재된 고분자를 포함하는 이온전도체
20 20
제19항에 있어서, 상기 이온전도성 고분자를 포함하는 수지 조성물로 형성된 성형체인 것이 특징인 이온전도체
21 21
제20항에 있어서,상기 성형체는 수처리막인 것인 이온전도체
22 22
삭제
23 23
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1 US2015307659 US 미국 DOCDBFAMILY
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3 WO2014073934 WO 세계지적재산권기구(WIPO) DOCDBFAMILY
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1 산업기술연구회 한국화학연구원 기관고유사업 고효율 고내구성 연료전지 핵심 화학 소재 및 기반기술 개발