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가교형 공중합체, 이를 포함하는 고분자막, 상기 고분자막을 포함하는 음이온 교환막, 상기 음이온 교환막을 포함하는 연료전지 및 상기 가교형 공중합체의 제조방법

  • 기술번호 : KST2021001993
  • 담당센터 : 부산기술혁신센터
  • 전화번호 : 051-606-6561
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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 가교형 공중합체, 이를 포함하는 고분자막, 상기 고분자막을 포함하는 음이온 교환막, 상기 음이온 교환막을 포함하는 연료전지 및 상기 가교형 공중합체의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 본 발명의 가교형 공중합체는 각 화합물에 관능기를 도입하여 추가적인 가교제의 혼합 없이 폴리(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌계) 공중합체에 폴리페닐렌옥사이드계 화합물을 공중합함으로써 동일한 고분자간의 가교 반응을 방지하여 이들 화합물의 정량적인 가교결합이 가능하고, 이를 이용하여 상분리 현상 없이 균일한 고분자막을 형성할 수 있으며, 수산화이온 전도도를 향상시킬 수 있다. 또한 본 발명의 고분자막은 우수한 수산화이온 전도도를 가질뿐만 아니라 높은 인장강도와 향상된 함수율 및 팽윤율로 인해 기계적 및 알칼리 안정성을 현저히 향상시킬 수 있으며, 이를 연료전지에 적용 시 안정적인 전지 구동을 가능하게 하고, 전지의 수명을 향상시킬 수 있다.
Int. CL C08G 81/02 (2006.01.01) C08G 65/40 (2006.01.01) C08F 212/14 (2006.01.01) C08F 212/08 (2006.01.01) C08F 210/02 (2006.01.01) C08J 5/22 (2006.01.01) H01M 8/1025 (2016.01.01) H01M 8/083 (2016.01.01)
CPC C08G 81/025(2013.01) C08G 65/4037(2013.01) C08F 212/21(2013.01) C08F 212/08(2013.01) C08F 210/02(2013.01) C08J 5/2268(2013.01) H01M 8/1025(2013.01) H01M 8/083(2013.01) H01M 2250/20(2013.01)
출원번호/일자 1020200072701 (2020.06.16)
출원인 인천대학교 산학협력단, 경상국립대학교산학협력단
등록번호/일자 10-2184530-0000 (2020.11.24)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20201130) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2020.06.16)
심사청구항수 20

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 인천대학교 산학협력단 대한민국 인천광역시 연수구
2 경상국립대학교산학협력단 대한민국 경상남도 진주시

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김태현 인천광역시 연수구
2 성승화 인천광역시 남동구
3 구본혁 인천광역시 남동구
4 남상용 경상남도 사천시

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인충현 대한민국 서울특별시 서초구 동산로 **, *층(양재동, 베델회관)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 주식회사 에스디비 경기도 안산시 단원구
번호, 서류명, 접수/발송일자, 처리상태, 접수/발송일자의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 행정처리 표입니다.
번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2020.06.16 수리 (Accepted) 1-1-2020-0615554-13
2 [출원서 등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2020.08.10 수리 (Accepted) 1-1-2020-0836220-41
3 [출원인변경]권리관계변경신고서
[Change of Applicant] Report on Change of Proprietary Status		 2020.08.28 수리 (Accepted) 1-1-2020-0909849-38
4 [우선심사신청]심사청구서·우선심사신청서
 2020.09.09 수리 (Accepted) 1-1-2020-0953778-61
5 [출원서 등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2020.09.23 수리 (Accepted) 1-1-2020-1009594-59
6 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2020.10.19 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2020-0713547-16
7 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견서·답변서·소명서
 2020.10.22 수리 (Accepted) 1-1-2020-1118465-02
8 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2020.10.22 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2020-1118467-93
9 등록결정서
Decision to grant		 2020.11.13 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2020-0788083-68
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2021.03.05 수리 (Accepted) 4-1-2021-5079964-11
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
트리아졸기 및 아민기를 갖는 폴리페닐렌옥사이드계 화합물을 포함하는 주쇄; 및상기 주쇄의 곁가지에 결합되고, 브롬화된 폴리(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌) 공중합체를 포함하는 측쇄;를 포함하고,상기 주쇄 및 측쇄의 가교 결합에 의해 상기 측쇄의 브롬기가 아민기로 치환된 구조를 형성하는 것인 가교형 공중합체
2 2
제1항에 있어서,상기 주쇄는 하기 화학식 1로 표시되는 폴리페닐렌옥사이드계 화합물인 것인 가교형 공중합체
3 3
제1항에 있어서,상기 측쇄는 하기 화학식 2로 표시되는 브롬화된 폴리(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌) 공중합체인 것인 가교형 공중합체
4 4
제1항에 있어서,상기 가교형 공중합체는 상기 측쇄의 브롬기 100 몰에 대하여 상기 주쇄 10 내지 60 몰을 포함하는 것인 가교형 공중합체
5 5
제1항에 있어서,상기 가교형 공중합체는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물인 것인 가교형 공중합체
6 6
제5항에 있어서,상기 화학식 3에서, n은 28 내지 44의 정수이고, m은 56 내지 72의 정수이며, p는 3 내지 7의 정수이고, q1 내지 q6는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 30 내지 40의 정수인 것인 가교형 공중합체
7 7
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 가교형 공중합체를 포함하는 고분자막
8 8
제7항에 있어서,상기 고분자막은 두께가 1 내지 45 ㎛인 것인 고분자막
9 9
제7항에 있어서,상기 고분자막은 이온교환용량(Ion Exchange capacity, IEC)이 1
10 10
제7항에 있어서,상기 고분자막은 20 내지 80 ℃에서 함수율이 47 내지 140%이고, 20 내지 80 ℃에서 팽윤율이 9 내지 30%인 것인 고분자막
11 11
제7항의 고분자막을 포함하는 연료전지용 음이온 교환막
12 12
제11항의 음이온 교환막을 포함하는 연료전지
13 13
제12항의 연료전지를 포함하는 운송장치
14 14
제11항의 음이온 교환막을 포함하는 전기화학장치
15 15
(a) 하기 화학식 1로 표시되는 폴리페닐렌옥사이드계 화합물을 제조하는 단계;(b) 하기 화학식 2로 표시되는 브롬화된 폴리(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌) 공중합체를 제조하는 단계; 및(c) 유기용매에 상기 폴리페닐렌옥사이드계 화합물 및 상기 브롬화된 폴리(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌) 공중합체를 투입하고, 중합시켜 가교형 공중합체를 제조하는 단계;를 포함하는 가교형 공중합체의 제조방법
16 16
제15항에 있어서,상기 (a) 단계는,(a-1) 폴리(페닐렌옥사이드) 고분자 및 N-브로모숙신이미드를 혼합하여 브롬화된 폴리(페닐렌 옥사이드) 고분자를 합성하는 단계;(a-2) 상기 브롬화된 폴리(페닐렌 옥사이드) 고분자를 유기용매에 녹인 고분자 용액에 아지드화 나트륨을 투입하고, 아지드화 반응시켜 브롬기가 아지드기로 치환되어 아지드화된 폴리(페닐렌 옥사이드) 고분자를 제조하는 단계; 및(a-3) 상기 아지드화된 폴리(페닐렌 옥사이드) 고분자를 유기용매에 녹인 후 브롬화 구리, 펜타메틸디에틸렌트리아민 및 3-디메틸아미노-1-프로핀을 투입하고, 클릭 반응시켜 상기 화학식 1로 표시되는 폴리페닐렌옥사이드계 화합물을 제조하는 단계;를 더 포함하는 것인 가교형 공중합체의 제조방법
17 17
제15항에 있어서,상기 (b) 단계는,(b-1) 폴리(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌) 공중합체에 염화알루미늄 및 6-브로모헥사노일클로라이드를 투입하고, 20~30 ℃에서 8~16 시간 동안 아크릴화 반응시키는 단계; 및(b-2) 유기용매에 상기 아크릴화된 폴리(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌) 공중합체, 트리에틸실란 및 트리플루오로아세트산을 투입하고, 90~120 ℃에서 20~30 시간 동안 환원시켜 상기 화학식 2로 표시되는 브롬화된 폴리(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌) 공중합체를 제조하는 단계; 를 더 포함하는 것인 가교형 공중합체의 제조방법
18 18
제15항에 있어서,상기 (c) 단계는 상기 브롬화된 폴리(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌) 공중합체의 브롬기 100 몰에 대하여 상기 폴리페닐렌옥사이드계 화합물 10 내지 60 몰을 투입하여 반응시키는 것인 가교형 공중합체의 제조방법
19 19
제15항에 있어서,상기 (c) 단계에서 중합 반응은 40 내지 60 ℃에서 10 내지 16 시간 동안 수행하는 것인 가교형 공중합체의 제조방법
20 20
제15항에 있어서,상기 (a) 단계는,(a-1) 폴리(페닐렌옥사이드) 고분자 및 N-브로모숙신이미드를 혼합하고, 120~140 ℃에서 3~5 시간 동안 반응시켜 브롬화된 폴리(페닐렌 옥사이드) 고분자를 합성하는 단계;(a-2) 상기 브롬화된 폴리(페닐렌 옥사이드) 고분자를 유기용매에 녹인 고분자 용액에 아지드화 나트륨을 투입하고, 50~70 ℃에서 22~26 시간 동안 아지드화 반응시켜 브롬기가 아지드기로 치환되어 아지드화된 폴리(페닐렌 옥사이드) 고분자를 제조하는 단계; 및(a-3) 상기 아지드화된 폴리(페닐렌 옥사이드) 고분자를 유기용매에 녹인 후 브롬화 구리, 펜타메틸디에틸렌트리아민 및 3-디메틸아미노-1-프로핀을 투입하고, 40~60 ℃에서 22~26 시간 동안 클릭 반응시켜 상기 화학식 1로 표시되는 폴리페닐렌옥사이드계 화합물을 제조하는 단계;를 포함하고,상기 (b) 단계는,(b-1) 폴리(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌) 공중합체에 염화알루미늄 및 6-브로모헥사노일클로라이드를 투입하고, 20~30 ℃에서 8~16 시간 동안 아크릴화 반응시키는 단계; 및(b-2) 유기용매에 상기 아크릴화된 폴리(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌) 공중합체, 트리에틸실란 및 트리플루오로아세트산을 투입하고, 90~120 ℃에서 20~30 시간 동안 환원시켜 상기 화학식 2로 표시되는 브롬화된 폴리(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌) 공중합체를 제조하는 단계;를 포함하고,상기 (c) 단계는 상기 브롬화된 폴리(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌) 공중합체의 브롬기 100 몰에 대하여 상기 폴리페닐렌옥사이드계 화합물 20 내지 30 몰을 투입하여 45 내지 55 ℃에서 11 내지 13 시간 동안 반응시키는 것인 가교형 공중합체의 제조방법
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 교육부 인천대학교 기초연구사업 블루카본 바이오매스 기반 원천소재 개발 및 해양자원 재활용 플랫폼 구축
2 과학기술정보통신부 인천대학교 기후변화대응기술사업 분자구조의 제어를 통한 고성능 음이온교환막 원천소재 개발