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폴리페닐렌 구조를 기본으로 하는 이온전도성 고분자 및 이의 용도

  • 기술번호 : KST2015000918
  • 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 폴리페닐렌 구조를 기본 골격으로 포함하되 후처리에 의해 측쇄에 친수성 치환기들이 도입되는 친수성 부분과 측쇄에 하나 이상의 페닐렌기가 연결된 소수성 부분을 포함하는 이온전도성 고분자, 상기 고분자의 제조방법, 상기 고분자를 포함하는 이온전도체, 상기 고분자를 포함하는 수지 조성물로부터 형성된 성형체 및 상기 고분자를 포함하는 수지 조성물로부터 성형된 전해질막을 구비한 전지에 관한 것이다.
Int. CL C08G 61/02 (2006.01) H01M 2/16 (2006.01) H01M 8/10 (2006.01) C08J 5/22 (2006.01)
CPC
출원번호/일자 1020130047650 (2013.04.29)
출원인 한국화학연구원
등록번호/일자 10-1543359-0000 (2015.08.04)
공개번호/일자 10-2014-0129469 (2014.11.07) 문서열기
공고번호/일자 (20150812) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2014.04.28)
심사청구항수 17

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 황인정 대한민국 대구 달서구

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		 2013.04.29 수리 (Accepted) 1-1-2013-0378523-17
2 [심사청구]심사청구(우선심사신청)서
[Request for Examination] Request for Examination (Request for Preferential Examination)		 2014.04.28 수리 (Accepted) 1-1-2014-0404327-65
3 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2014.09.04 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
4 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2014.10.14 수리 (Accepted) 9-1-2014-0083983-53
5 등록결정서
Decision to grant		 2015.07.14 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2015-0468797-69
6 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.09.14 수리 (Accepted) 4-1-2017-5149242-13
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.09.14 수리 (Accepted) 4-1-2017-5149265-52
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
하기 화학식 1로 표시되는 친수성 페닐렌 반복단위 및 하기 화학식 2로 표시되는 소수성 페닐렌 반복단위를 고분자 골격(backbone)에 포함하는 이온전도성 고분자:[화학식 1][화학식 2]상기 화학식에서,R1 내지 R3은 각각 독립적으로 수소원자(-H)이거나; 하나 이상의 술폰산기(sulfuric acid group; -SO3H), 포스폰산기(phosphonic acid group; -PO3H2) 또는 카르복시산기(carboxylic acid group; -CO2H) 또는 이들의 알칼리 금속염으로 치환된 아릴기(aryl); 또는 퍼플루오로알킬기; 그 쇄에 하나 이상의 산소, 질소 또는 황원자를 포함 또는 불포함하는 퍼플루오로알킬아릴기; 퍼플루오로아릴기; 또는 -O-퍼플루오로아릴기이고, 상기 퍼플루오로 화합물은 하나 이상의 술폰산기, 포스폰산기 또는 카르복시산기 또는 이들의 알칼리 금속염을 포함하며,R4는 각각 독립적으로 수소원자, 불소원자, 아릴기, 퍼플루오르알킬기, 또는 그 쇄에 하나 이상의 산소, 질소 또는 황원자를 포함하는 퍼플루오로알킬아릴기, 퍼플루오로아릴기 또는 -O-퍼플루오로아릴기이고,단, R1 내지 R3 중 적어도 하나는 하나 이상의 술폰산기, 포스폰산기 또는 카르복시산기 또는 이들의 알칼리 금속염으로 치환된 아릴기며;Ar1은 페닐렌(phenylene), 하나 이상의 불소로 치환된 페닐렌, 피리디닐렌(pyridinylene), 피리다지닐렌(pyridazinylene), 피리미디닐렌(pyrimidinylene), 바이페닐렌(biphenylene), 바이피리디닐렌(bipyridinylene), 나프틸렌(naphthylene), 안트라세닐렌(anthracenylene), 파이레닐렌(pyrenylene), , , 또는 이고,이때, J는 단일결합, -O-, -S-, -(C=O)-, -(P=O)-, -(SO2)-, -CF2- 또는 -(C(CF3)2)-이며;Ar2는 또는 이고,이때, R10 내지 R17은 각각 독립적으로 수소원자; 불소원자; 아릴기; 퍼플루오로알킬기; 그 쇄에 하나 이상의 산소, 질소, 황원자 또는 이들의 조합을 포함 또는 불포함하는 퍼플루오로알킬아릴기; 퍼플루오로아릴기; 또는 -O-퍼플루오로아릴기이며,T는 단일결합, -O-, -S-, -(C=O)-, -(P=O)-, -(SO2)-, -CF2- 또는 -(C(CF3)2)-이고;W는 단일결합, -O-, -S-, -(C=O)-, -(P=O)-, -(SO2)-, -CF2- 또는 -(C(CF3)2)-이며;R5 내지 R9는 각각 독립적으로 수소원자; 불소원자; 아릴기; 퍼플루오로알킬기; 그 쇄에 하나 이상의 산소, 질소, 황원자 또는 이들의 조합을 포함 또는 불포함하는 퍼플루오로알킬아릴기; 퍼플루오로아릴기; 또는 -O-퍼플루오로아릴기이고;a는 0 내지 10의 정수임
2 2
제1항에 있어서,상기 고분자는 10,000 내지 1,000,000의 수평균 분자량(number-average molecular weight; Mn) 또는 10,000 내지 10,000,000의 중량평균 분자량(weight-average molecular weight; Mw)을 갖는 것인 고분자
3 3
제1항에 있어서,상기 고분자는 주쇄에 포함된 벤젠고리는 술폰화, 인산화, 아세트산화 또는 할로겐화되지 않는 것이 특징인 고분자
4 4
제1항에 있어서,상기 고분자는 랜덤(random), 교차(alternating), 블록(block) 또는 순차적(sequential) 고분자인 것을 특징으로 하는 고분자
5 5
제1항에 있어서,하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 골격을 갖는 고분자:[화학식 3]상기 화학식 3에서,R1 내지 R17, Ar1, Ar2, T, W 및 a는 각각 제1항에서 정의된 바와 동일하고,x는 1 내지 1,000의 정수,y는 1 내지 10,000의 정수,n은 1 내지 1,000의 정수임
6 6
제5항에 있어서,상기 x에 대한 y의 비(y/x)는 1 내지 50인 것이 특징인 고분자
7 7
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소원자이거나, 하나 이상의 술폰산기, 포스폰산기 또는 카르복시산기로 치환된 아릴기이고, 상기 술폰산기, 포스폰산기 및 카르복시산기는 알칼리 금속염의 형태일 수 있으며, 상기 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 수소원자이며;Ar1은 페닐렌;Ar2는 이고, 이때, R10 내지 R13은 모두 수소원자, T는 -(C=O)-이고;W는 -(C=O)-이며;R5 내지 R9는 모두 수소원자이고;a는 0 내지 10의 정수,x는 1 내지 1,000의 정수,y는 1 내지 10,000의 정수,n은 1 내지 1,000의 정수인 것이 특징인 고분자
8 8
제7항에 있어서,R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소원자이거나, 하나 이상의 술폰산기로 치환된 아릴기이고, 상기 술폰산기는 알칼리 금속염의 형태일 수 있으며, 상기 R1 내지 R4 중 하나는 수소원자이며,a는 0이고,x는 1 내지 1,000의 정수, y는 1 내지 10,000의 정수로서 상기 x/y는 1 내지 50이며,n은 1 내지 1,000의 정수인 것이 특징인 고분자
9 9
하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 화합물:[화학식 3]상기 화학식에서,R1 내지 R3은 각각 독립적으로 수소원자이거나; 하나 이상의 술폰산기, 포스폰산기 또는 카르복시산기 또는 이들의 알칼리 금속염으로 치환된 아릴기; 또는 퍼플루오로알킬기; 그 쇄에 하나 이상의 산소, 질소 또는 황원자를 포함 또는 불포함하는 퍼플루오로알킬아릴기; 퍼플루오로아릴기; 또는 -O-퍼플루오로아릴기이고, 상기 퍼플루오로 화합물은 하나 이상의 술폰산기, 포스폰산기 또는 카르복시산기 또는 이들의 알칼리 금속염을 포함하며,R4는 각각 독립적으로 수소원자, 불소원자, 아릴기, 퍼플루오르알킬기, 또는 그 쇄에 하나 이상의 산소, 질소 또는 황원자를 포함하는 퍼플루오로알킬아릴기, 퍼플루오로아릴기 또는 -O-퍼플루오로아릴기이고,단, R1 내지 R3 중 적어도 하나는 하나 이상의 술폰산기, 포스폰산기 또는 카르복시산기 또는 이들의 알칼리 금속염으로 치환된 아릴기며;Ar1은 페닐렌, 하나 이상의 불소로 치환된 페닐렌, 피리디닐렌, 피리다지닐렌, 피리미디닐렌, 바이페닐렌, 바이피리디닐렌, 나프틸렌, 안트라세닐렌, 파이레닐렌, , , 또는 이고,이때, J는 단일결합, -O-, -S-, -(C=O)-, -(P=O)-, -(SO2)-, -CF2- 또는 -(C(CF3)2)-이며;Ar2는 또는 이고,이때, R10 내지 R17은 각각 독립적으로 수소원자; 불소원자; 아릴기; 퍼플루오로알킬기; 그 쇄에 하나 이상의 산소, 질소, 황원자 또는 이들의 조합을 포함 또는 불포함하는 퍼플루오로알킬아릴기; 퍼플루오로아릴기; 또는 -O-퍼플루오로아릴기이며,T는 단일결합, -O-, -S-, -(C=O)-, -(P=O)-, -(SO2)-, -CF2- 또는 -(C(CF3)2)-이고;W는 단일결합, -O-, -S-, -(C=O)-, -(P=O)-, -(SO2)-, -CF2- 또는 -(C(CF3)2)-이며;R5 내지 R9는 각각 독립적으로 수소원자; 불소원자; 아릴기; 퍼플루오로알킬기; 그 쇄에 하나 이상의 산소, 질소, 황원자 또는 이들의 조합을 포함 또는 불포함하는 퍼플루오로알킬아릴기; 퍼플루오로아릴기; 또는 -O-퍼플루오로아릴기이고;a는 0 내지 10의 정수,x는 1 내지 1,000의 정수,y는 1 내지 10,000의 정수,n은 1 내지 1,000의 정수임
10 10
제1항에 기재된 고분자 또는 제9항에 기재된 화합물의 제조방법으로서,적어도 하나의 방향족 고리를 포함하며 양 말단에 각각 사이클로펜타디에논(cyclopendienes)을 포함하는 제1화합물을 준비하는 제1단계;디에노파일(dienophiles)로서, 적어도 하나의 방향족 고리와 알킨기를 포함하는 제2화합물을 준비하는 제2단계;상기 제1화합물 및 제2화합물을 혼합하여 하기 반응식 1로 표시되는 Diels-Alder 반응에 의해 양 말단에 반응성 작용기를 갖는 친수성 전구체를 준비하는 제3단계;상기 제3단계로부터 준비된 친수성 전구체를 화학식 2의 소수성 단량체와 혼합하여 공중합체를 형성하는 제4단계; 및상기 제4단계의 공중합체를 후처리 수식하여 치환기로서 술폰산기, 포스폰산기, 질산기, 할로겐원자 또는 카르복시산기를 도입하는 제5단계를 포함하는 제조방법
11 11
제10항에 있어서,상기 제4단계는 콜론 커플링 반응(Colon coupling reaction)에 의해 수행되는 것이 특징인 제조방법
12 12
제10항에 있어서,상기 제5단계의 후처리 수식에 의해 도입되는 치환기는 주쇄골격을 구성하는 방향족 고리가 아닌 측쇄에 결합된 방향족 고리에만 선택적으로 도입되는 것이 특징인 제조방법
13 13
제1항에 기재된 고분자 또는 제9항에 기재된 화합물을 포함하는 이온전도체
14 14
제13항에 있어서,상기 고분자 또는 화합물을 포함하는 수지 조성물로부터 형성된 성형체인 것이 특징인 이온전도체
15 15
제14항에 있어서,상기 성형체는 전해질막, 분리막 또는 수처리막인 것인 이온전도체
16 16
제1항에 기재된 고분자 또는 제9항에 기재된 화합물을 포함하는 수지 조성물로부터 성형된 전해질막 또는 분리막을 구비한 전지
17 17
제16항에 있어서,양성자 교환막 연료전지(proton exchange membrane fuel cell a
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1 산업기술연구회 한국화학연구원 기관고유사업 고효율 고내구성 연료전지 핵심 화학 소재 및 기반기술 개발