JP2011098897A - Cyclic carbonate and method for producing the same - Google Patents

Cyclic carbonate and method for producing the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compound that has high thermal stability, can easily be produced, and has high ion conductivity. <P>SOLUTION: The compound is represented by formula (1). In formula (1), R<SP>1</SP>and R<SP>2</SP>represent a methylene group respectively, or a substituted or unsubstituted 2-20C alkylene group, Z represents an ionic functional group, m and n represent an integer of 0 to 5 respectively, satisfying 1≤n+m≤5, and p represents an integer of 1 to 100. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、イオン性官能基を含有する環状カーボネート、その製造方法、およびイオン性官能基を含有する環状カーボネートにより成形された成形体に関する。   The present invention relates to a cyclic carbonate containing an ionic functional group, a method for producing the same, and a molded article formed from the cyclic carbonate containing an ionic functional group.

リチウムイオンバッテリーやリチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ等の電気化学デバイスに使用される電解質材料として、これまでは主に有機系溶剤に電解質を溶解させた電解液が用いられてきたが、発火性が問題となってきたため、高分子固体電解質やゲル電解質の開発が盛んに進められてきた。
しかしながら、これらの材料においては、固体電解質のため高い導電性を求め難く実用化の妨げとなっている。そこで、イオン性液体をセパレータやフィルム等に含浸させる開発が進められてきた。イオン性液体は常温で液体状の溶融塩で、不揮発性、不燃性でイオン伝導性を示すことから、さまざまな電気化学デバイスへの応用が期待されている。
As an electrolyte material used in electrochemical devices such as lithium-ion batteries, lithium-ion capacitors, and electric double layer capacitors, an electrolytic solution in which an electrolyte is mainly dissolved in an organic solvent has been used so far. Therefore, the development of polymer solid electrolytes and gel electrolytes has been actively promoted.
However, since these materials are solid electrolytes, it is difficult to obtain high conductivity, which hinders practical use. Therefore, development has been advanced in which an ionic liquid is impregnated into a separator, a film, or the like. An ionic liquid is a molten salt that is liquid at room temperature, and is non-volatile, non-flammable, and exhibits ionic conductivity. Therefore, application to various electrochemical devices is expected.

特許文献1には、不揮発性の常温溶融塩を用いて非水電解質の難燃化を図り、優れたリサイクル特性を有するイオン性液体を電気化学デバイスに用いる事ができる旨記載されている。特許文献1において、常温溶融塩とは、カチオンとアニオンとから構成され、常温で液体状態となる塩類である。この常温溶融塩は、イオン結合性が強いために不揮発性であり、かつ難燃性という特徴を有する塩についての定義である。   Patent Document 1 describes that a non-aqueous electrolyte can be made flame-retardant using a non-volatile room temperature molten salt, and an ionic liquid having excellent recycling characteristics can be used for an electrochemical device. In Patent Document 1, a room temperature molten salt is a salt that is composed of a cation and an anion and is in a liquid state at room temperature. This room temperature molten salt is a definition for a salt that is non-volatile due to its strong ionic bonding and has the characteristics of flame retardancy.

特開2006−260952号公報JP 2006-260952 A

しかしながら、前記イオン性液体は高温処理は必要ないが、常温での熱安定性が良好ではないため、電解質フィルムへ添加するにはアセトン等の溶媒に溶解することが必要となり、また、フィルムに対する相溶性が低く高含有率化が困難であり、作業性が悪かった。   However, although the ionic liquid does not require high-temperature treatment, it does not have good thermal stability at room temperature, so it must be dissolved in a solvent such as acetone to be added to the electrolyte film, The solubility was low and it was difficult to increase the content, and workability was poor.

本発明の課題は、常温で液体であり、かつ熱安定性に優れた、新規イオン性液体、その製造方法、および該化合物を用いた成形体を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a novel ionic liquid that is liquid at room temperature and excellent in thermal stability, a method for producing the same, and a molded body using the compound.

そこで、本発明者らは、種々検討した結果、イオン性官能基と環状カーボネート構造とをエーテル結合で連結した構造を有する新規化合物が、高いイオン伝導性を示すとともに、常温で液体であり、熱安定性に優れ、有機溶剤を使用することなく固体電解質材料等として利用できることを見出し、本発明を完成した。   Therefore, as a result of various studies, the present inventors have found that a novel compound having a structure in which an ionic functional group and a cyclic carbonate structure are linked by an ether bond exhibits high ionic conductivity, is liquid at room temperature, The present invention has been completed by finding that it is excellent in stability and can be used as a solid electrolyte material or the like without using an organic solvent.

すなわち、本発明は、下記式(1)で表される化合物を提供するものである。   That is, this invention provides the compound represented by following formula (1).

Figure 2011098897
Figure 2011098897

(式(1)において、R1およびR2はそれぞれメチレン基、または炭素数2〜20の置換もしくは非置換アルキレン基を示し、Zはイオン性官能基を示し、mおよびnはそれぞれ0〜5の整数であって、1≦n+m≦5を満たす数であり、pは1〜100の整数である。) (In the formula (1), R 1 and R 2 each represent a methylene group or a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, Z represents an ionic functional group, and m and n represent 0 to 5 respectively. And is a number satisfying 1 ≦ n + m ≦ 5, and p is an integer of 1 to 100.)

また、本発明は、式(2)で表される化合物と、ハロゲン化グリシジル化合物を、塩基および溶媒存在下で反応させ、式(3)で表される化合物を得る工程と、式(3)で表される化合物と、二酸化炭素を、触媒および溶媒存在下で反応させる工程を含む、下記式(1)で表される化合物の製造方法を提供するものである。   The present invention also includes a step of reacting a compound represented by the formula (2) with a halogenated glycidyl compound in the presence of a base and a solvent to obtain a compound represented by the formula (3); The manufacturing method of the compound represented by following formula (1) including the process with which the compound represented by these and carbon dioxide are made to react in catalyst presence and a solvent presence is provided.

Figure 2011098897
Figure 2011098897

(式(2)において、R2はメチレン基、または炭素数2〜20の置換もしくは非置換のアルキレン基を示し、Zはイオン性官能基を示す。) (In the formula (2), R 2 represents a methylene group or a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, and Z represents an ionic functional group.)

Figure 2011098897
Figure 2011098897

(式(3)において、R1およびR2はそれぞれ独立に、メチレン基、または炭素数2〜20の置換もしくは非置換のアルキレン基を示し、Zはイオン性官能基を示す。) (In Formula (3), R 1 and R 2 each independently represents a methylene group or a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, and Z represents an ionic functional group.)

Figure 2011098897
Figure 2011098897

(式(1)において、R1およびR2はそれぞれ独立に、メチレン基、または炭素数2〜20の置換もしくは非置換アルキレン基を示し、Zはイオン性官能基を示し、mおよびnは、それぞれ0〜5の整数であって、1≦n+m≦5を満たす数を示し、pは1〜100の整数である。) (In Formula (1), R 1 and R 2 each independently represents a methylene group or a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, Z represents an ionic functional group, and m and n are Each is an integer of 0 to 5, and represents a number satisfying 1 ≦ n + m ≦ 5, and p is an integer of 1 to 100.)

また、本発明は、エポキシ樹脂と、下記式(1)で表される化合物を含有する樹脂組成物を提供するものであり、該エポキシ樹脂は(A)一つのエポキシ基を有するイオン性化合物と、(B)2個以上のエポキシ基を有する化合物と、(C)2個以上のアミノ基を有する化合物から得られる樹脂であるのが好ましい。   Moreover, this invention provides the resin composition containing an epoxy resin and the compound represented by following formula (1), and this epoxy resin is (A) the ionic compound which has one epoxy group, (B) A resin obtained from a compound having two or more epoxy groups and (C) a compound having two or more amino groups is preferable.

Figure 2011098897
Figure 2011098897

(式(1)において、R1およびR2はそれぞれ独立に、メチレン基、または炭素数2〜20の置換もしくは非置換アルキレン基を示し、Zはイオン性官能基を示し、mおよびnは0〜5の整数であって、1≦n+m≦5を満たす数を示し、pは1〜100の整数である。) (In Formula (1), R 1 and R 2 each independently represents a methylene group or a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, Z represents an ionic functional group, and m and n are 0. An integer of ˜5, which represents a number satisfying 1 ≦ n + m ≦ 5, and p is an integer of 1 to 100.)

本発明化合物(1)は、常温で液体であって、熱安定性に優れ、高いイオン伝導性を有し、かつ電解質フィルムに対する高い相溶性を有する。従って、本発明化合物(1)を含有する樹脂は、バッテリーやキャパシタ等の電気化学デバイス用の電解質、帯電防止剤として有用である。   The compound (1) of the present invention is liquid at room temperature, has excellent thermal stability, high ionic conductivity, and high compatibility with the electrolyte film. Therefore, the resin containing the compound (1) of the present invention is useful as an electrolyte and an antistatic agent for electrochemical devices such as batteries and capacitors.

試料1の1H−NMRスペクトル(in DMSO−d6)を示す図である。1 is a diagram showing a 1 H-NMR spectrum (in DMSO-d 6 ) of Sample 1. FIG. 試料1の熱安定性(TGA)を示す図である。It is a figure which shows the thermal stability (TGA) of the sample 1. FIG. 試料1のガラス転移温度、融点(DSC結果)を示す図である。It is a figure which shows the glass transition temperature of sample 1, and melting | fusing point (DSC result). 試料2の1H−NMRスペクトル(in DMSO−d6)を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a 1 H-NMR spectrum (in DMSO-d 6 ) of Sample 2. 試料2の熱安定性(TGA)を示す図である。It is a figure which shows the thermal stability (TGA) of the sample 2. FIG.

本発明化合物(1)は、アルキレンオキシ(−OR2−)スペーサーを有するイオン性環状カーボネートである。式(1)中、Zで示されるイオン性官能基は、化合物の樹脂への結合pHにおいては部分的に静電気的に荷電し、化合物の樹脂からの放出pHにおいてはさらに荷電しているかまたは異なった極性のいずれかに荷電する。 The compound (1) of the present invention is an ionic cyclic carbonate having an alkyleneoxy (—OR 2 —) spacer. In the formula (1), the ionic functional group represented by Z is partially electrostatically charged at the binding pH of the compound to the resin, and is further charged or different at the release pH of the compound from the resin. Charged to one of the polarities.

該イオン性官能基は、アニオン性官能基およびカチオン性官能基のいずれでもよい。アニオン性官能基にはカウンターカチオンが結合して塩を形成していてもよく、カチオン性官能基は、カウンターアニオンが結合して塩を形成していてもよい。   The ionic functional group may be either an anionic functional group or a cationic functional group. A counter cation may be bonded to the anionic functional group to form a salt, and the cationic functional group may be bonded to the counter anion to form a salt.

上記アニオン性官能基としては、酸由来のアニオン性官能基が好ましく、具体的には、カルボン酸基(カルボキシレート基)、スルホン酸基(スルホネート基)、硫酸基(サルフェート基)、リン酸基(ホスホネート基)、スルホニルアミド基、スルホニルイミド基等が挙げられ、このうち、カルボン酸基、スルホン酸基が好ましく、スルホン酸基が特に好ましい。当該酸由来のアニオン性官能基に結合し得るカウンターカチオンとしては、金属カチオン、有機アンモニウムカチオンが好ましく、アルカリ金属カチオンがより好ましい。
すなわち、アニオン性官能基とカウンターカチオンが形成する塩としては、酸のアルカリ金属塩や、酸と有機アミンとの塩などが挙げられる。また、当該アルカリ金属塩としては、例えば、Na塩、K塩、Li塩などが挙げられる。酸のアルカリ金属塩の具体例としては、−COO-Na+、−COO-+、−SO3 -Na+、−SO3 -Li+などが挙げられる。
As the anionic functional group, an anionic functional group derived from an acid is preferable. Specifically, a carboxylic acid group (carboxylate group), a sulfonic acid group (sulfonate group), a sulfuric acid group (sulfate group), a phosphoric acid group. (Phosphonate group), sulfonylamide group, sulfonylimide group and the like can be mentioned, among which carboxylic acid group and sulfonic acid group are preferable, and sulfonic acid group is particularly preferable. The counter cation capable of binding to the acid-derived anionic functional group is preferably a metal cation or an organic ammonium cation, and more preferably an alkali metal cation.
That is, examples of the salt formed by the anionic functional group and the counter cation include an alkali metal salt of an acid and a salt of an acid and an organic amine. Examples of the alkali metal salt include Na salt, K salt, Li salt and the like. Specific examples of the alkali metal salt of an acid include -COO - Na + , -COO - K + , -SO 3 - Na + , -SO 3 - Li + and the like.

酸と有機アミンとの塩としては、−COO-+abc、−SO3 -+def(Ra、Rb、Rc、Rd、ReおよびRfはそれぞれ独立に、水素原子、あるいは置換基、例えば、炭素数1〜5のアルキル基などを示す)等が挙げられる。 The salt of the acid and an organic amine, -COO - N + R a R b R c, -SO 3 - N + R d R e R f (R a, R b, R c, R d, R e and R f independently represents a hydrogen atom or a substituent such as an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

また、カチオン性官能基としては、カチオンを有していれば特に限定されないが、オニウムイオン;例えば環状ならびに非環状のトリアルキルアンモニウムイオン等のアンモニウムイオン(アンモニウム基);イミダゾリウムイオン(イミダゾリウム基);ピリジニウムイオン(ピリジニウム基);ホスホニウムイオン(ホスホニウム基);スルホニウムイオン(スルホニウム基)等が挙げられる。
より具体的には、トリ(炭素数1〜12アルキル)アンモニウムイオン、1〜3個の炭素数1〜12のアルキル基が置換していてもよいイミダゾリウムイオン等が挙げられる。
Further, the cationic functional group is not particularly limited as long as it has a cation, but it is an onium ion; for example, an ammonium ion (ammonium group) such as a cyclic or acyclic trialkylammonium ion; an imidazolium ion (imidazolium group) ); Pyridinium ion (pyridinium group); phosphonium ion (phosphonium group); sulfonium ion (sulfonium group).
More specifically, a tri (C1-C12 alkyl) ammonium ion, an imidazolium ion which 1 to 3 C1-C12 alkyl groups may substitute are mentioned.

上記トリ(炭素数1〜12アルキル)アンモニウムイオンとしては、下記式(4)で表される基が好ましい。   As said tri (C1-C12 alkyl) ammonium ion, group represented by following formula (4) is preferable.

Figure 2011098897
Figure 2011098897

(式(4)において、R14、R15およびR16はそれぞれ独立に炭素数1〜5のアルキル基を示す。)
上記R14、R15およびR16としては、炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基が挙げられ、メチル基が特に好ましい。
(In Formula (4), R <14> , R <15> and R < 16 > show a C1-C5 alkyl group each independently.)
As R <14> , R <15> and R < 16 >, a C1-C3 alkyl group is preferable, and a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, and an isopropyl group are mentioned, A methyl group is especially preferable.

また、前記炭素数1〜12のアルキル基が置換していてもよいイミダゾリウムイオンとしては、下記式(5)で表される基が好ましい。   Moreover, as an imidazolium ion which the said C1-C12 alkyl group may substitute, group represented by following formula (5) is preferable.

Figure 2011098897
Figure 2011098897

(式(5)において、R17、R18、R19およびR20は、それぞれ独立に水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を示す。)
上記R17、R18、R19およびR20において、炭素数1〜5のアルキル基としては、前記R14と同様のものが好ましい。
(In the formula (5), R 17 , R 18 , R 19 and R 20 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.)
In the above R 17 , R 18 , R 19 and R 20 , the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferably the same as R 14 described above.

また、カチオン性官能基に結合するカウンターアニオンとしては、負電荷を帯びていれば特に限定されないが、例えば、ハロゲンイオン、有機酸アニオン、無機酸アニオン等が挙げられる。ここで有機酸アニオンとしては、カルボン酸アニオン、有機スルホンアニオン、有機リン酸アニオン、スルホニルアミノアニオン、ジスルホニルアミドアニオン等が挙げられる。無機酸アニオンとしては、スルホン酸アニオン、ルイス酸アニオン等が挙げられる。好ましいカウンターアニオンの具体例としては、Br-、AlCl4 -、Al2Cl7 -、NO3 -、BF4 -、PF6 -、CH3COO-、CF3COO-、CF3SO3 -、(CF3SO22-、(FSO2)2-、(CF3SO23-、AsF6 -、SbF6 -、F(HF)n -、CF3CF2CF2CF2SO3 -、(CF3CF2SO22-、CF3CF2CF2COO-等が挙げられ、融点が低く、耐熱性が高い点でBF4 -、PF6 -、(CF3SO22-、(FSO2)2-がさらに好ましく、PF6 -、(CF3SO22-、(FSO2)2-が特に好ましい。 The counter anion bonded to the cationic functional group is not particularly limited as long as it has a negative charge, and examples thereof include a halogen ion, an organic acid anion, and an inorganic acid anion. Examples of the organic acid anion include a carboxylic acid anion, an organic sulfone anion, an organic phosphate anion, a sulfonylamino anion, and a disulfonylamide anion. Examples of inorganic acid anions include sulfonic acid anions and Lewis acid anions. Specific examples of preferred counter anions include Br , AlCl 4 , Al 2 Cl 7 , NO 3 , BF 4 , PF 6 , CH 3 COO , CF 3 COO , CF 3 SO 3 , (CF 3 SO 2 ) 2 N , (FSO 2 ) 2 N , (CF 3 SO 2 ) 3 C , AsF 6 , SbF 6 , F (HF) n , CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 SO 3 , (CF 3 CF 2 SO 2 ) 2 N , CF 3 CF 2 CF 2 COO − and the like. BF 4 , PF 6 , (CF 3 SO 2 ) 2 N and (FSO 2 ) 2 N are more preferable, and PF 6 , (CF 3 SO 2 ) 2 N and (FSO 2 ) 2 N are particularly preferable.

式(1)中のR1およびR2のうち、炭素数2〜20の非置換アルキレン基としては、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ブチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基等が挙げられ、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基が好ましい。なお、これらのアルキレン基には、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリール基、アラルキル基等が置換していてもよい。
また、炭素数2〜20の非置換アルキレン基のうち、炭素数2〜10の直鎖または分岐鎖のアルキレン基が好ましく、炭素数2〜6の直鎖または分岐鎖のアルキレン基がより好ましく、炭素数2〜4の直鎖または分岐鎖のアルキレン基が特に好ましい。
Of R 1 and R 2 in formula (1), the unsubstituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms is an ethylene group, a propylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a butylene group, a pentamethylene group, or a hexamethylene group. An octamethylene group, and the like, and an ethylene group, a propylene group, and a trimethylene group are preferable. These alkylene groups may be substituted with a hydroxy group, a halogen atom, an alkoxy group, an aryl group, an aralkyl group or the like.
Of the unsubstituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, a linear or branched alkylene group having 2 to 10 carbon atoms is preferable, and a linear or branched alkylene group having 2 to 6 carbon atoms is more preferable. A linear or branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms is particularly preferred.

pは、1〜100の整数であるが、1〜50が好ましく、さらに1〜20が好ましく、特に1〜10が好ましい。また、p個のOR2は、それぞれ同一でもよく、異なっていてもよい。 p is an integer of 1 to 100, preferably 1 to 50, more preferably 1 to 20, and particularly preferably 1 to 10. Further, the p OR 2 s may be the same or different.

mおよびnはそれぞれ0〜5の整数であって、1≦m+n≦5を満たす数であるが、0または1が好ましく、特にm=0、n=1の場合、あるいはm=1でn=1の場合が好ましい。   m and n are each an integer of 0 to 5, and are numbers satisfying 1 ≦ m + n ≦ 5, preferably 0 or 1, particularly when m = 0, n = 1, or when m = 1 and n = The case of 1 is preferable.

式(1)の化合物は、例えば次の反応式に従って製造することができる。   The compound of the formula (1) can be produced, for example, according to the following reaction formula.

Figure 2011098897
Figure 2011098897

(式中、R1、R2、Zおよびm、n、pは前記と同じ。) (In the formula, R 1 , R 2 , Z and m, n, and p are the same as above.)

すなわち、式(2)の化合物とハロゲン化グリシジル化合物を、塩基および溶媒存在下で反応させて式(3)の化合物を得、式(3)の化合物と二酸化炭素を溶媒存在下で反応させて式(1)の化合物を得る。   That is, a compound of formula (2) and a halogenated glycidyl compound are reacted in the presence of a base and a solvent to obtain a compound of formula (3), and a compound of the formula (3) and carbon dioxide are reacted in the presence of a solvent. A compound of formula (1) is obtained.

式(2)の化合物の例としては、塩化コリン、ポリオキシエチレンコリン、1−(2−ヒドロキシエチル)−2, 3−ジメチルイミダゾリウムクロライド、2, 3−ジメチル−1−(ポリオキシエチレンイミダゾリウム)クロライドイオン性官能基を有するポリオキシアルキレン化合物が挙げられる。ハロゲン化グリシジル化合物の例としては、エピクロルヒドリン、エピブロムヒドリン等が挙げられる。   Examples of compounds of formula (2) include choline chloride, polyoxyethylene choline, 1- (2-hydroxyethyl) -2,3-dimethylimidazolium chloride, 2,3-dimethyl-1- (polyoxyethyleneimidazo And polyoxyalkylene compounds having a lithium) chloride ionic functional group. Examples of the halogenated glycidyl compound include epichlorohydrin and epibromohydrin.

式(2)の化合物とハロゲン化グリシジル化合物との反応に用いる塩基としては、水素化ナトリウム、水素化リチウム、水素化カリウム、アルキルリチウム、アルキルナトリウム、アルキルマグネシウム、アルキルマグネシウムハライド、リチウムアミド、ナトリウムアミド等の強塩基、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物が挙げられる。溶媒としては、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、アセトン、エーテル、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等が用いられる。   Bases used for the reaction of the compound of formula (2) with the halogenated glycidyl compound include sodium hydride, lithium hydride, potassium hydride, alkyl lithium, alkyl sodium, alkyl magnesium, alkyl magnesium halide, lithium amide, sodium amide. And strong metal bases such as sodium hydroxide, lithium hydroxide and potassium hydroxide. As the solvent, dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, acetone, ether, dimethyl sulfoxide, dimethylacetamide, tetrahydrofuran, dimethoxyethane and the like are used.

高収率で、式(3)の化合物を得るために式(2)の化合物に対してハロゲン化グリシジル化合物を1〜10等量用いることが望ましい。反応は、0〜150℃で1〜50時間行えばよい。   In order to obtain the compound of the formula (3) in high yield, it is desirable to use 1 to 10 equivalents of the halogenated glycidyl compound with respect to the compound of the formula (2). The reaction may be performed at 0 to 150 ° C. for 1 to 50 hours.

式(3)の化合物と二酸化炭素との反応に用いられる触媒としては、LiBr、NaBr、KBr、(CH34+Br-、(C254+Br-、(n-C494+Br-、C65CH2(CH33+Br-などの臭化物塩;LiCl、NaCl、KCl、(CH34+Cl-、(C254+Cl-、(n-C454+Cl-、C65CH2(CH33+Cl-などの塩化物塩;LiI、NaI、KI、(CH34+-、(C254+-、(n−C494+-、C65CH2(CH33+-などのよう化物塩等が挙げられる。溶媒としては、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、アセトン、エーテル、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等が用いられる。 Catalysts used for the reaction of the compound of formula (3) with carbon dioxide include LiBr, NaBr, KBr, (CH 3 ) 4 N + Br , (C 2 H 5 ) 4 N + Br , (n− C 4 H 9) 4 N + Br -, C 6 H 5 CH 2 (CH 3) 3 N + Br - bromide salt such as; LiCl, NaCl, KCl, ( CH 3) 4 N + Cl -, (C 2 H 5) 4 n + Cl - , (n-C 4 H 5) 4 n + Cl -, C 6 H 5 CH 2 (CH 3) 3 n + Cl - chloride salt such as; LiI, NaI, KI, (CH 3) 4 n + I -, (C 2 H 5) 4 n + I -, (n-C 4 H 9) 4 n + I -, C 6 H 5 CH 2 (CH 3) 3 n + I - products salt and the like such as. As the solvent, dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, acetone, ether, dimethyl sulfoxide, dimethylacetamide, tetrahydrofuran, dimethoxyethane and the like are used.

式(3)の化合物の二酸化炭素によるカーボネート化反応は、式(3)の化合物に対して過剰量のCO2雰囲気下でLiBr等の触媒を0.05〜50重量%、好ましくは0.1〜20重量%、さらに好ましくは0.2〜10重量%加えて反応を行うことが好ましい。反応は、0〜150℃で1〜50時間行えばよい。 Carbonation of the compound of the formula (3) with carbon dioxide is carried out in an amount of 0.05 to 50% by weight, preferably 0.1% of a catalyst such as LiBr in an excess amount of CO 2 atmosphere with respect to the compound of the formula (3). It is preferable to carry out the reaction by adding -20% by weight, more preferably 0.2-10% by weight. The reaction may be performed at 0 to 150 ° C. for 1 to 50 hours.

上記反応で得られた式(1)の化合物は、常温で液体であり、熱安定性に優れ、高い導電性を示す。従って、本発明の式(1)で表される化合物を用いて、例えば、リチウムイオンバッテリーやリチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタ等の電気化学デバイスに使用される電解質材料を形成することが出来る。   The compound of the formula (1) obtained by the above reaction is liquid at room temperature, has excellent thermal stability, and exhibits high conductivity. Therefore, using the compound represented by the formula (1) of the present invention, for example, an electrolyte material used in an electrochemical device such as a lithium ion battery, a lithium ion capacitor, or an electric double layer capacitor can be formed.

式(1)の化合物は、エポキシ樹脂中に含有させることにより電解質材料として有用な樹脂組成物とするのが好ましい。そのような本発明の樹脂組成物は、式(1)で表される化合物を、(A)一つのエポキシ基を有するイオン性化合物と、(B)2個以上のエポキシ基を有する化合物と、(C)2個以上のアミノ基を有する化合物から得られる樹脂に含有させることにより得られる。   The compound of formula (1) is preferably used as an electrolyte material by being contained in an epoxy resin. Such a resin composition of the present invention comprises a compound represented by the formula (1): (A) an ionic compound having one epoxy group; and (B) a compound having two or more epoxy groups; (C) It can be obtained by including it in a resin obtained from a compound having two or more amino groups.

(A)一つのエポキシ基を有するイオン性化合物としては、式(6)で表される化合物が挙げられる。   (A) As an ionic compound which has one epoxy group, the compound represented by Formula (6) is mentioned.

Figure 2011098897
Figure 2011098897

(上記式(6)において、Lはグリシジル基を示し、Mはイオン性官能基を示し、R21はそれぞれ独立に炭素数2〜20の置換または非置換アルキレン基を示す。qは1〜100の整数である。) (In the above formula (6), L represents a glycidyl group, M represents an ionic functional group, .q showing a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms R 21 are each independently from 1 to 100 Is an integer.)

本発明の樹脂組成物を製造する際、(A)一つのエポキシ基を有するイオン性化合物の使用量は、エポキシ樹脂に電解質としての作用を発揮させる点から、1〜40重量%、さらに1〜30重量%、特に1〜25重量%であるのが好ましい。   When producing the resin composition of the present invention, (A) the amount of the ionic compound having one epoxy group is 1 to 40% by weight, more preferably 1 to 40% by weight, from the viewpoint of causing the epoxy resin to act as an electrolyte. It is preferably 30% by weight, in particular 1 to 25% by weight.

また、式(6)の(A)一つのエポキシ基を有するイオン性化合物の繰り返し単位数(x)および、(B)の繰り返し単位数(y)が大きくなるほど、ポリマーの自由度が大きくなり、高いイオン伝導性を有する樹脂が得られる。また、式(6)中のR21で示されるアルキレン基及びMで示されるイオン性官能基は、前記R2及びZと同様のものが挙げられる。qとしては1〜50、特に1〜20が好ましい。 In addition, the larger the number of repeating units (x) of the ionic compound having (A) one epoxy group in formula (6) and the number of repeating units (y) of (B), the greater the degree of freedom of the polymer. A resin having high ionic conductivity is obtained. In addition, examples of the alkylene group represented by R 21 and the ionic functional group represented by M in Formula (6) are the same as those described above for R 2 and Z. q is preferably from 1 to 50, particularly preferably from 1 to 20.

また、(B)2個以上のエポキシ基を有する化合物としては、2個以上のエポキシ基、グリシジル基、グリシジルオキシ基、グリシジルアミノ基等のエポキシ含有基を有する化合物が挙げられる。また、2個以上のエポキシ基を有する化合物としては、好ましくは2〜5個、より好ましくは2〜3個、さらに好ましくは2個のエポキシ基を有する化合物が挙げられる。   (B) Examples of the compound having two or more epoxy groups include compounds having two or more epoxy groups such as an epoxy group, a glycidyl group, a glycidyloxy group, and a glycidylamino group. Moreover, as a compound which has 2 or more epoxy groups, Preferably the compound which has 2-5 pieces, More preferably, 2-3 pieces, More preferably, 2 epoxy groups is mentioned.

上記(B)化合物の具体例としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールA型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、臭素化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、スピロ環型エポキシ樹脂、ビスフェノールアルカン類型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、臭素化クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリスヒドロキシメタン型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、脂環型エポキシ樹脂、アルコール型エポキシ樹脂、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ジエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−へキサンジオールジグリシジルエーテル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエーテル、脂肪酸変性エポキシ樹脂、トルイジン型エポキシ樹脂、アニリン型エポキシ樹脂、アミノフェノール型エポキシ樹脂、ヒンダトイン型エポキシ樹脂、ジフェニルエーテル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ダイマー酸ジグリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸ジグリシジルエステル、ダイマー酸ジグリシジルエーテル、シリコーン変性エポキシ樹脂、ケイ素含有エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂、NBR変性エポキシ樹脂、CTBN変性エポキシ樹脂、エポキシ化ポリブタジエンなどが挙げられる。このうち、これらの化合物は単独で、または2種以上を組み合わせて使用できる。
これらのうち、成分(B)としては、下記式(7)で表される化合物が好ましい。
Specific examples of the compound (B) include bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, hydrogenated bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, and brominated bisphenol A type. Epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, naphthalene type epoxy resin, fluorene type epoxy resin, spiro ring type epoxy resin, bisphenol alkane type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, orthocresol novolak type epoxy resin, brominated cresol novolak type epoxy resin , Trishydroxymethane type epoxy resin, tetraphenylolethane type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, alcohol type epoxy resin, ethylene glycol diglycidyl ether, Ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, hexahydrophthalic acid diglycidyl ether, fatty acid-modified epoxy resin, toluidine Type epoxy resin, aniline type epoxy resin, aminophenol type epoxy resin, hindered-in type epoxy resin, diphenyl ether type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, dimer acid diglycidyl ester, hexahydrophthalic acid diglycidyl ester, dimer acid diglycidyl Ether, silicone-modified epoxy resin, silicon-containing epoxy resin, urethane-modified epoxy resin, NBR-modified epoxy Shi resin, CTBN modified epoxy resins, epoxidized polybutadiene. Among these, these compounds can be used alone or in combination of two or more.
Among these, as the component (B), a compound represented by the following formula (7) is preferable.

Figure 2011098897
Figure 2011098897

(上記式(7)において、R22は、炭素数2〜5の置換または非置換アルキレン基を示し、rは、1〜100の整数である。) (In the above formula (7), R 22 represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, and r is an integer of 1 to 100.)

上記R22としては、炭素数2または3の置換もしくは非置換アルキレン基が好ましい。当該R22の具体例としては、エチレン基、プロピレン基が挙げられ、エチレン基が特に好ましい。
また、rとしては、1〜50、特に1〜20が好ましい。なお、r個のR22Oは、それぞれ同一でもよく、異なっていてもよい。
R 22 is preferably a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 or 3 carbon atoms. Specific examples of R 22 include an ethylene group and a propylene group, and an ethylene group is particularly preferable.
Moreover, as r, 1-50, especially 1-20 are preferable. The r R 22 Os may be the same or different.

成分(B)の好適な具体例としては、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテルが挙げられ、特に好適にはポリエチレングリコールジグリシジルエーテルである。   Preferable specific examples of component (B) include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, and polypropylene glycol diglycidyl ether, and polyethylene glycol diglycidyl ether is particularly preferable.

本発明の樹脂組成物を製造する際の(B)エポキシ基を2個有する化合物の使用量は、イオン性液体の溶出防止の点から、1〜90重量%、さらに5〜80重量%、特に10〜70重量%であるのが好ましい。   The amount of the compound (B) having two epoxy groups used in the production of the resin composition of the present invention is 1 to 90% by weight, more preferably 5 to 80% by weight, particularly from the viewpoint of preventing the ionic liquid from eluting. It is preferably 10 to 70% by weight.

次に、本発明の樹脂組成物の製造に用いる(C)2個以上のアミノ基を有する化合物は、式(8)で表され、硬化剤として作用する。   Next, (C) the compound having two or more amino groups used in the production of the resin composition of the present invention is represented by the formula (8) and acts as a curing agent.

Figure 2011098897
Figure 2011098897

(上記式(7)において、R23〜R26はそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜20の置換もしくは非置換アルキル基を示し、R27〜R29はそれぞれ独立してメチレン基、または炭素数2〜20の置換もしくは非置換アルキレン基を示し、sは9〜100の整数である。) (In the above formula (7), R 23 to R 26 each independently represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R 27 to R 29 each independently represents a methylene group, Or a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, and s is an integer of 9 to 100.)

式(8)中のR23〜R26において、炭素数1〜20の置換または非置換アルキル基としては、炭素数1〜3のアルキル基が好ましい。
また、式(8)中のR23〜R26としては、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基が好ましく、水素原子が特に好ましい。
In R 23 to R 26 in Formula (8), the substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
As the R 23 to R 26 in the formula (8), a hydrogen atom, preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably a hydrogen atom.

また、式(8)中のR27およびR28において、メチレン基、または炭素数2〜20の置換もしくは非置換アルキレン基としては、好ましくは炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜10、さらに好ましくは炭素数2〜6の置換もしくは非置換アルキレン基である。 In R 27 and R 28 in formula (8), the methylene group or the substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms is preferably 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms. More preferably, it is a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 6 carbon atoms.

当該炭素数2〜20の置換もしくは非置換アルキレン基の具体例としては、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ブチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられ、エチレン基、トリメチレン基が好ましい。   Specific examples of the substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms include an ethylene group, a trimethylene group, a propylene group, a tetramethylene group, a butylene group, a pentamethylene group, a hexamethylene group, and the like. A trimethylene group is preferred.

また、R27およびR28の好適な具体例としては、エチレン基、トリメチレン基が挙げられ、トリメチレン基が特に好ましい。 Further, preferred specific examples of R 27 and R 28 include an ethylene group and a trimethylene group, and a trimethylene group is particularly preferred.

また、R29としては、好ましくは炭素数2〜10、より好ましくは炭素数2〜6の置換もしくは非置換アルキレン基である。ここでアルキレン基に置換し得る基としては、ヒドロキシ基が挙げられる。好適な具体例としては、前記R27およびR28と同様のものが挙げられるが、エチレン基、グリセリル基が特に好ましい。 R 29 is preferably a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms. Examples of the group that can be substituted with an alkylene group include a hydroxy group. Preferable specific examples include those similar to R 27 and R 28 described above, and ethylene group and glyceryl group are particularly preferable.

27、R28、R29で示されるアルキレン基に置換し得る基としては、ヒドロキシ基、(メタ)アクリレート基、酸無水物に由来する基等が挙げられる。 Examples of the group that can be substituted for the alkylene group represented by R 27 , R 28 , and R 29 include a hydroxy group, a (meth) acrylate group, and a group derived from an acid anhydride.

ここで、式(8)の繰り返し単位(s)数が大きくなると、ポリマーとしての柔軟性が向上するため、ポリマーに固定化されたイオン性官能基の自由度が高くなり、イオン伝導性を向上させることができる。このイオン伝導性を向上させるために、ジアミン化合物(C)の繰り返し単位数(s)は、sが9〜100であり、好ましくはsが9〜99であり、より好ましくはsが20〜99であり、さらに好ましくはsが20〜90である。   Here, as the number of repeating units (s) in formula (8) increases, the flexibility as a polymer improves, so the degree of freedom of the ionic functional group immobilized on the polymer increases and the ionic conductivity improves. Can be made. In order to improve the ion conductivity, the number of repeating units (s) of the diamine compound (C) is 9 to 100, preferably 9 to 99, and more preferably 20 to 99, s. More preferably, s is 20-90.

上記式(8)の−R27(−OR29−)sOR28−を具体的に示すと、アルキレンポリ(オキシアルキレン)基;アルキレンポリ(グリセリン)アルキレン基等のヒドロキシが置換した基;メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ等のアルコキシ基置換アルキレンポリ(オキシ)アルキレン基;(ポリ)エチレングリコール(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコール(メタ)アクリレート、(ポリ)グリセリン(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート基;無水酢酸、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水ピロメリット酸等の酸無水物に由来する基が置換した基が挙げられる。さらに、本発明における式(8)の化合物(B)中の−R27(−OR29−)sOR28−としては、エチレンポリ(オキシエチレン基、プロピレンポリ(オキシプロピレン)基等のアルキレンポリ(オキシアルキレン)基がより好ましい。なお、上記例示において、(メタ)アクリルは、アクリルまたはメタクリルを意味する。 The formula (8) -R 27 (-OR 29 -) s OR 28 - When the specifically shown, alkylene poly (oxyalkylene) group; alkylene poly (glycerol) group hydroxy is substituted such as an alkylene group; methoxy Alkoxy group-substituted alkylene poly (oxy) alkylene groups such as ethoxy and n-propoxy; (poly) ethylene glycol (meth) acrylate, (poly) propylene glycol (meth) acrylate, (poly) glycerin (meth) acrylate and the like ( (Meth) acrylate group; groups substituted with groups derived from acid anhydrides such as acetic anhydride, phthalic anhydride, maleic anhydride, succinic anhydride, pyromellitic anhydride, and the like. Furthermore, -R 27 in a compound of formula (8) in the present invention (B) (-OR 29 -) s OR 28 - The ethylene poly (oxyethylene group, propylene poly (alkylenepoly of oxypropylene) group (Oxyalkylene) group is more preferable, In the above examples, (meth) acryl means acryl or methacryl.

本発明の樹脂組成物の製造には、(C)式(8)のジアミン化合物以外にさらに他の硬化剤を使用することもできる。そのような他の硬化剤としてはアミン化合物、フェノール類、酸無水物等が挙げられる。
上記式(8)以外のアミン化合物としては、ジエチルアミン、ジエチレントリアミン(DETA)、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン(TEPA)、1,6−ヘキサメチレンジアミン、ジプロピレントリアミン(DPTA)、1,2−ビス(2−アミノエトキシ)エタン、ジエチルアミノプロピルアミン、アミノエチルピペラジン、メンセンジアミン、メタキシリレンジアミン、ジシアンジアミド、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルフォン、メチレンジアニリン、メタフェニレンジアミン、イソホロンジアミン、m−キシレンジアミン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)等が挙げられる。
In the production of the resin composition of the present invention, in addition to (C) the diamine compound of formula (8), other curing agents can also be used. Examples of such other curing agents include amine compounds, phenols, and acid anhydrides.
Examples of amine compounds other than the above formula (8) include diethylamine, diethylenetriamine (DETA), triethylenetetramine, tetraethylenepentamine (TEPA), 1,6-hexamethylenediamine, dipropylenetriamine (DPTA), 1,2- Bis (2-aminoethoxy) ethane, diethylaminopropylamine, aminoethylpiperazine, mensendiamine, metaxylylenediamine, dicyandiamide, diaminodiphenylmethane, diaminodiphenylsulfone, methylenedianiline, metaphenylenediamine, isophoronediamine, m-xylenediamine 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine) and the like.

フェノール類としては、フェノール性水酸基を有するものであれば特に限定されないが、ビフェノール、ビスフェノールA、ビスフェノールF、フェノールノボラック、クレゾールノボラック、ビスフェノールAノボラック、キシレン−ノボラック、メラミン−ノボラック、p−ヒドロキシスチレン(共)重合物およびこれらのハロゲン化物、アルキル基置換体等が挙げられる。   The phenol is not particularly limited as long as it has a phenolic hydroxyl group. Co) polymers and their halides, alkyl group-substituted products and the like.

酸無水物としては、無水ヘキサヒドロフタル酸(HPA)、無水テトラヒドロフタル酸(THPA)、無水ピロメリット酸(PMDA)、無水クロレンド酸(HET)、無水ナディック酸(NA)、無水メチルナディック酸(MNA)、無水ドデシニルコハク酸(DDSA)、無水フタル酸(PA)、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸(MeHPA)、無水マレイン酸等が挙げられる。
これらの式(8)の化合物以外の硬化剤は単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。
Acid anhydrides include hexahydrophthalic anhydride (HPA), tetrahydrophthalic anhydride (THPA), pyromellitic anhydride (PMDA), chlorendic anhydride (HET), nadic anhydride (NA), and methyl nadic anhydride (MNA), dodecynyl succinic anhydride (DDSA), phthalic anhydride (PA), methylhexahydrophthalic anhydride (MeHPA), maleic anhydride and the like.
Curing agents other than these compounds of formula (8) can be used alone or in combination of two or more.

本発明の樹脂組成物を製造する際の(C)式(8)の化合物の使用量は、エポキシ樹脂にイオン伝導性を高める作用を発揮させる点から、30〜80重量%、好ましくは40〜75重量%、より好ましくは45〜70重量%が好ましい。また、必要に応じて硬化触媒とともに、硬化反応を促進する目的で硬化促進剤を併用することもできる。これらのポリマーを反応させることで、より自立膜としての柔軟性が向上し、ポリマー自体がフレキシブルに自由運動するため、イオン伝導性を高めることができる。   The amount of the compound of the formula (8) used in the production of the resin composition of the present invention is 30 to 80% by weight, preferably 40 to 40%, from the viewpoint of causing the epoxy resin to exert an effect of enhancing ion conductivity. 75% by weight, more preferably 45 to 70% by weight is preferred. Moreover, a curing accelerator can be used in combination with a curing catalyst as necessary for the purpose of accelerating the curing reaction. By reacting these polymers, the flexibility as a self-supporting film is further improved, and the polymer itself freely moves freely, so that the ion conductivity can be increased.

本発明の樹脂組成物は、(A)成分、(B)成分および(C)成分から得られた樹脂に、式(1)で表される化合物(D)を膨潤させることで、さらにイオン伝導性を高めることができる。   The resin composition of the present invention further swells the compound (D) represented by the formula (1) in the resin obtained from the component (A), the component (B) and the component (C), thereby further ionic conduction. Can increase the sex.

また、その他の添加剤(E)として、例えば、カルボン酸類、二塩基酸ジヒドラジド、イミダゾール類、有機ボロン、有機ホスフィン、グアニジン類、過塩素酸類、スルホン酸類、スルホニルアミド類、ビススルホニルイミド類、これらの塩、リチウムテトラフルオロボレート、リチウムヘキサフルオロホスフェートなどが挙げられ、これらは1種単独または2種以上を組み合わせて使用することができる。   Other additives (E) include, for example, carboxylic acids, dibasic acid dihydrazides, imidazoles, organic boron, organic phosphines, guanidines, perchloric acids, sulfonic acids, sulfonylamides, bissulfonylimides, and the like. Salt, lithium tetrafluoroborate, lithium hexafluorophosphate and the like, and these can be used alone or in combination of two or more.

上記添加剤(E)としては、イオン伝導性の点で、下記式(9)で表される化合物が好ましい。   As said additive (E), the compound represented by following formula (9) is preferable at the point of ion conductivity.

Figure 2011098897
Figure 2011098897

(上記式(9)において、Xはハロゲン原子又はトリハロゲノメチル基を示す。)
X中のハロゲンとしては、フッ素原子が好ましい。
(In the above formula (9), X represents a halogen atom or a trihalogenomethyl group.)
As the halogen in X, a fluorine atom is preferable.

上記成分(E)を使用する場合、当該使用量は、1〜30重量%、さらに5〜25重量%が好ましい。   When using the said component (E), the said usage-amount is 1 to 30 weight%, Furthermore, 5 to 25 weight% is preferable.

本発明の樹脂組成物の、成分(A)と成分(B)と成分(C)の含有質量比(A:B:C)は、1〜90:0.5〜40:2〜95、さらに5〜80:0.5〜35:2〜95が好ましい。また、本発明の樹脂組成物においては、(A)、(D)、(E)成分の質量を大きくすることでイオン伝導性が向上する。特に、(A)成分の質量比を大きくすることでイオン伝導性が向上する。   The content mass ratio (A: B: C) of the component (A), the component (B), and the component (C) of the resin composition of the present invention is 1 to 90: 0.5 to 40: 2 to 95, and 5-80: 0.5-35: 2-95 are preferable. Moreover, in the resin composition of this invention, ion conductivity improves by enlarging the mass of (A), (D), (E) component. In particular, the ion conductivity is improved by increasing the mass ratio of the component (A).

また、本発明においては、イオン伝導性の点で、上記により得られた樹脂組成物を膨潤剤で膨潤せしめ、膨潤樹脂組成物とするのが好ましい。
当該膨潤剤としては、電解質溶液が好ましく、具体的には、炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル、炭酸エチレン、炭酸ビニレン、γ−ブチロラクトン、ジメトキシエタン、プロパンサルトン、ブタンサルトンおよびこれらの混合物が挙げられる。また、イオン伝導性の点で、当該膨潤剤に、上記の添加剤(E)を含有せしめて膨潤させてもよい。また当該膨潤は、公知の方法により行えばよく、膨潤樹脂の膨潤度は、イオン伝導性の点で、1.5〜50が好ましく、2〜20がより好ましい。ここで膨潤度は、膨潤樹脂の重量をWswollen(g)、乾燥樹脂の重量をWdry(g)とするとWswollen / Wdryにより求めることができる。
In the present invention, from the viewpoint of ion conductivity, the resin composition obtained as described above is preferably swollen with a swelling agent to obtain a swollen resin composition.
The swelling agent is preferably an electrolyte solution, specifically, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate, vinylene carbonate, γ-butyrolactone, dimethoxyethane, propane sultone, butane sultone, and these. A mixture is mentioned. In terms of ion conductivity, the swelling agent may be swollen by containing the additive (E). Moreover, the said swelling should just be performed by a well-known method, and 1.5-50 are preferable and 2-20 are more preferable at the point of ionic conductivity of swelling resin. Here, the swelling degree can be obtained by W swollen / W dry where the weight of the swollen resin is W swollen (g) and the weight of the dry resin is W dry (g).

本発明で得られる樹脂組成物は、式(1)で表される化合物が、モノマー中にオキシスペーサー(エーテル結合)を有するため、常温での熱安定性が高く液体状で存在し、無溶媒で樹脂中に含浸できるので、高分子電解質膜として有用である。   In the resin composition obtained in the present invention, since the compound represented by the formula (1) has an oxyspacer (ether bond) in the monomer, it has a high thermal stability at room temperature and exists in a liquid state, and has no solvent. Therefore, it is useful as a polymer electrolyte membrane.

また、本発明の樹脂組成物の製造に際し、成分(D)を添加する前の樹脂は、例えば、成分(A)、(B)および(C)の各成分と、必要に応じて溶剤その他の成分とを混合することによって製造することができる。この樹脂の製造方法としては、従来公知の方法を適宜使用することができ、各成分を一度に、あるいは任意の順序で加えて撹拌、混合、分散すればよい。また、この樹脂は、化合物(A)、化合物(B)、化合物(C)を混合してから硬化するまでの時間が短いため、化合物(A)および化合物(B)を含む(I)成分と、化合物(C)を含む(II)成分とを夫々で保管することで、貯蔵安定性が向上しやすくなる。   In addition, in the production of the resin composition of the present invention, the resin before adding the component (D) is, for example, each component (A), (B) and (C), and, if necessary, a solvent or other It can be produced by mixing the ingredients. As a method for producing this resin, a conventionally known method can be used as appropriate, and each component may be added at once or in an arbitrary order and stirred, mixed, and dispersed. Moreover, since this resin has a short time from mixing the compound (A), the compound (B), and the compound (C) to curing, the component (I) containing the compound (A) and the compound (B) By storing each of the component (II) containing the compound (C), the storage stability is easily improved.

本発明に係る樹脂組成物は、必要に応じて、リチウム塩等の電解質、無機フィラー、密着助剤、高分子添加剤、反応性希釈剤、レベリング剤、濡れ性改良剤、界面活性剤、可塑剤、帯電防止剤、無機充填剤、防カビ剤、調湿剤、難燃剤などを含んでいてもよい。これらの添加剤は本発明の効果を損なわない範囲で使用することができる。   The resin composition according to the present invention includes an electrolyte such as a lithium salt, an inorganic filler, an adhesion aid, a polymer additive, a reactive diluent, a leveling agent, a wettability improver, a surfactant, and a plastic as necessary. Agents, antistatic agents, inorganic fillers, antifungal agents, humidity control agents, flame retardants, and the like may be included. These additives can be used as long as the effects of the present invention are not impaired.

本発明の組樹脂成物は、熱硬化させることによって、イオン性官能基が固定され、イオン性官能基の溶出が防止された成形体を得ることができる。また、得られた成形体は、エポキシ樹脂特有の機械的特性、電気特性、接着性、耐熱性、耐薬品性、耐溶剤性等の特性を有し、膨潤状態で優れたイオン伝導性を有し、且つ電解質としての特性も有する。特に熱硬化性フィルムの形態にすることが好ましく、フィルムの形態とすることにより、帯電防止フィルム、耐熱フィルム、難燃フィルム、接着フィルム、イオン伝導性フィルム、導電性フィルム、バッテリー用電解質フィルム、キャパシタ用電解質フィルム等に特に有用である。特に、本発明のフィルムは、バッテリー用途、キャパシタ用途に使用するのが好ましい。   By heat-curing the assembled resin composition of the present invention, a molded body in which ionic functional groups are fixed and elution of ionic functional groups is prevented can be obtained. In addition, the obtained molded product has characteristics such as mechanical characteristics, electrical characteristics, adhesiveness, heat resistance, chemical resistance, and solvent resistance unique to epoxy resins, and excellent ionic conductivity in a swollen state. In addition, it has characteristics as an electrolyte. In particular, it is preferable to use a thermosetting film. By using a film, an antistatic film, a heat-resistant film, a flame retardant film, an adhesive film, an ion conductive film, a conductive film, an electrolyte film for a battery, and a capacitor. It is particularly useful for an electrolyte film for use. In particular, the film of the present invention is preferably used for battery applications and capacitor applications.

以下、実施例を挙げて、本発明の実施の形態をさらに具体的に説明する。但し、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the embodiment of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

本実施例に用いた試薬は以下の通りである。
塩化コリン、エピクロロヒドロン、水素化ナトリウム(50〜72wt%in oil)、臭化リチウム(無水)、トルエン(特級)、ジエチルエーテル(特級)、ジクロロメタン(特級)は、和光純薬工業から購入し、そのまま使用した。グリシジルトリメチルアンモニウムクロライド(25wt%含水)(GTMACl)は、Flukaから購入してそのまま使用した。二酸化炭素(液化炭酸ガス)は、福豊帝酸から購入し、そのまま使用した。ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル(Mw=526,PEGGE)および、ポリエチレングリコールビス(3−アミノプロピル)(Mw=1500,PEGBA1500)は、Aldrichから購入してそのまま使用した。リチウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(LiTFSI)は、和光純薬工業から購入し、真空下120℃に3時間加熱して乾燥させてから使用した。N−N−ジメチルホルムアミド(DMF)は、水素化カルシウム上から減圧蒸留して用いた。
The reagents used in this example are as follows.
Choline chloride, epichlorohydrone, sodium hydride (50-72 wt% in oil), lithium bromide (anhydrous), toluene (special grade), diethyl ether (special grade), dichloromethane (special grade) are purchased from Wako Pure Chemical Industries And used as is. Glycidyltrimethylammonium chloride (containing 25 wt% water) (GTMACI) was purchased from Fluka and used as it was. Carbon dioxide (liquefied carbon dioxide) was purchased from Fukutoei Acid and used as it was. Polyethylene glycol diglycidyl ether (Mw = 526, PEGGE) and polyethylene glycol bis (3-aminopropyl) (Mw = 1500, PEGBA1500) were purchased from Aldrich and used as they were. Lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI) was purchased from Wako Pure Chemical Industries, Ltd., and was used after being dried by heating at 120 ° C. for 3 hours under vacuum. NN-dimethylformamide (DMF) was used after distillation under reduced pressure from above calcium hydride.

本実施例および比較例に用いた試料の分析は以下の通りである。
IRスペクトルは、サーモサイエンティフィック社製のSMART iTRサンプリングユニット付NICOLET iS10を用いてATR法により測定した。1H−NMRは、Varian UNITY INOVA 400でDMSO−d6を溶媒として測定し、DMSO−d6中の残存プロトンを基準に用いて化学シフトを決定した。熱重量分析(TGA)は、セイコーインスツルメント社製TG−DTA6200により、アルミパンを用いて、50mL/minの窒素気流中10℃/minで昇温させて測定した。示差走査熱分析(DSC)は、セイコーインスツルメント社製DSC6200を用いて、アルミパン内に封入しサンプルを100℃で5分間熱処理した後、液体窒素で−80℃まで急冷し、10mL/minの窒素気流中10℃/minで昇温させて測定した。イオン伝導度測定は、ステンレス平板電極を用いて交流4端子法によりインピーダンスを測定し、ナイキストプロットによる解析を行い、イオン伝導度を求めた。(HIOKI 3532−80Chemical impedance meter,9140 4端子プローブ、電圧:50mV,測定周波数:4Hz〜1MHz)
The analysis of the sample used for the present Example and the comparative example is as follows.
The IR spectrum was measured by the ATR method using a NICOLET iS10 with SMART iTR sampling unit manufactured by Thermo Scientific. 1H-NMR was measured with a Varian UNITY INOVA 400 using DMSO-d6 as a solvent, and the chemical shift was determined using residual protons in DMSO-d6 as a reference. Thermogravimetric analysis (TGA) was measured with a TG-DTA6200 manufactured by Seiko Instruments Inc. by using an aluminum pan and raising the temperature in a nitrogen stream of 50 mL / min at 10 ° C./min. In differential scanning calorimetry (DSC), a DSC6200 manufactured by Seiko Instruments Inc. was used, and the sample was sealed in an aluminum pan, heat-treated at 100 ° C. for 5 minutes, rapidly cooled to −80 ° C. with liquid nitrogen, and 10 mL / min. The temperature was raised at 10 ° C./min in a nitrogen stream. The ion conductivity measurement was performed by measuring impedance by a four-terminal AC method using a stainless steel plate electrode, and analyzing by Nyquist plot to obtain ion conductivity. (HIOKI 3532-80 Chemical impedance meter, 9140 4-terminal probe, voltage: 50 mV, measurement frequency: 4 Hz to 1 MHz)

製造例1
リチウム 3−グリシジルオキシプロパンスルホネート(LiGPS)の製造
2,3−エポキシ−1−プロパノール(1.48g,20.0mmol)とプロパンサルトン(2.44g,20mmol)のDMF(4mL)溶液中に水素化リチウム(176mg,22mmol)を加え室温で20時間攪拌した後、反応混合物にアセトン(100mL)を加え生成物を沈殿させた。沈殿を回収しアセトンで沈殿を洗浄後、得られた固体を真空乾燥することにより目的の化合物(2.21g,10.9mmol)を収率54.7%で得た。
Production Example 1
Preparation of lithium 3-glycidyloxypropane sulfonate (LiGPS) Hydrogen in a DMF (4 mL) solution of 2,3-epoxy-1-propanol (1.48 g, 20.0 mmol) and propane sultone (2.44 g, 20 mmol) After adding lithium chloride (176 mg, 22 mmol) and stirring at room temperature for 20 hours, acetone (100 mL) was added to the reaction mixture to precipitate the product. The precipitate was collected, washed with acetone, and the obtained solid was vacuum-dried to obtain the target compound (2.21 g, 10.9 mmol) in a yield of 54.7%.

ATR−IR:751,800,851,891,910,1045,1076,1104,1166,1221,2876,2940cm-1
1H−NMR δ in CD3OD:2.00−2.13(m,2H),2.63(dd,J=2.8,5.2Hz,1H),2.81(dd,J=4.4,5.2Hz,1H),2.92(t,J=7.8Hz,2H),3.10−3.20(m,1H),3.37(dd,J=6.0,11.4Hz,1H),3.57−3.68(m,2H),3.79(dd,J=2.8,11.4Hz,1H).
ATR-IR: 751, 800, 851, 891, 910, 1045, 1076, 1104, 1166, 1221, 2876, 2940 cm −1 .
1 H-NMR δ in CD 3 OD: 2.00-2.13 (m, 2H), 2.63 (dd, J = 2.8, 5.2 Hz, 1H), 2.81 (dd, J = 4.4, 5.2 Hz, 1H), 2.92 (t, J = 7.8 Hz, 2H), 3.10-3.20 (m, 1H), 3.37 (dd, J = 6.0). , 11.4 Hz, 1H), 3.57-3.68 (m, 2H), 3.79 (dd, J = 2.8, 11.4 Hz, 1H).

製造例2
2−グリシジルオキシエチルトリメチルアンモニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(GETMATFSI)の製造
室温にて、塩化コリン(6.98g,50.0mmol)の12mL水溶液にリチウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(LiTFSI)(14.4g,50.0mmol)の12mL水溶液を加え、24h攪拌後、下層液体を回収し、純水(10mL)で2回洗浄した後、70℃で3時間真空乾燥することによりコリンのビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド塩(14.2g,36.9mmol)を収率74%で得た。このコリンTFSI塩(6.14g,16mmol)とエピクロロヒドリン(4.44g,48mmol)のDMF(16mL)溶液を水冷しながら、水素化ナトリウム(約50wt%オイル分散物,1g,約21mmol)をゆっくり加え攪拌した。20時間後に、ジエチルエーテル(200mL)を加え、沈殿物を回収しジエチルエーテル(10mL)で2回洗浄した後、純水(5mL)を加え攪拌後下層液体を回収し、純水(5mL)で洗浄後、室温で3時間真空乾燥し目的の化合物(4.47g,10.2mmol)を収率64%で得た。
Production Example 2
Preparation of 2-glycidyloxyethyltrimethylammonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (GETMATFSSI) To a 12 mL aqueous solution of choline chloride (6.98 g, 50.0 mmol) at room temperature, lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI) ( (14.4 g, 50.0 mmol) of 12 mL aqueous solution was added, and after stirring for 24 h, the lower layer liquid was recovered, washed twice with pure water (10 mL), and then vacuum-dried at 70 ° C. for 3 hours to give a choline bis ( Trifluoromethanesulfonyl) imide salt (14.2 g, 36.9 mmol) was obtained in 74% yield. While cooling a DMF (16 mL) solution of this choline TFSI salt (6.14 g, 16 mmol) and epichlorohydrin (4.44 g, 48 mmol) with water, sodium hydride (about 50 wt% oil dispersion, 1 g, about 21 mmol) Was slowly added and stirred. After 20 hours, diethyl ether (200 mL) was added, and the precipitate was recovered and washed twice with diethyl ether (10 mL). After adding pure water (5 mL) and stirring, the lower layer liquid was recovered and purified water (5 mL) was used. After washing, vacuum drying was performed at room temperature for 3 hours to obtain the target compound (4.47 g, 10.2 mmol) in a yield of 64%.

ATR−IR:739,788,866,895,926,969,1049,1130,1175,1325,1346,1476,1487cm-1
1H−NMR δ in CD3OD:2.67(dd,J=2.7,5.0Hz,1H),2.85(dd,J=4.2,5.0Hz,1H),3.16−3.28(m,1H),3.21(s,9H),3.41(dd,J=6.3,11.6Hz,1H),3.62−3.68(m,2H),3.96(dd,J=2.1,11.6Hz,1H),3.75−4.05(m,2H).
ATR-IR: 739, 788, 866, 895, 926, 969, 1049, 1130, 1175, 1325, 1346, 1476, 1487 cm −1 .
1 H-NMR δ in CD 3 OD: 2.67 (dd, J = 2.7, 5.0 Hz, 1H), 2.85 (dd, J = 4.2, 5.0 Hz, 1H), 3. 16-3.28 (m, 1H), 3.21 (s, 9H), 3.41 (dd, J = 6.3, 11.6 Hz, 1H), 3.62-3.68 (m, 2H) ), 3.96 (dd, J = 2.1, 11.6 Hz, 1H), 3.75-4.05 (m, 2H).

製造例3
エチレンオキシスペーサーを介してトリメチルアンモニウムの置換したプロピレンカーボナートのビス(トリフルオロメタンスルニル)イミド塩(TAEPCTFSI:試料1)の合成
100mLのナスフラスコに磁気回転子、GEMATFSI(4.4g,10mmol)、DMF(10mL)、LiBr(87mg、1mmol)を加え、二酸化炭素を充填した2Lのゴム風船を付けた三方コックを装着し、フラスコ内を減圧し二酸化炭素で置換した後、混合物を100℃で16時間加熱撹拌した。室温に放冷後混合物をトルエン(300mL)に注ぎ、沈殿を回収しトルエン(10mL)で2回洗浄後、蒸留水(5mL)で2回洗浄し、真空乾燥を行ったところ、褐色液体状の目的化合物TAEPCTFSI(3.81g,7.87mmol)が収率79%で得られた。
Production Example 3
Synthesis of bis (trifluoromethanesulnyl) imide salt of propylene carbonate substituted with trimethylammonium through an ethyleneoxy spacer (TAEPCTFSI: Sample 1) A magnetic rotor, GEMATFSI (4.4 g, 10 mmol) in a 100 mL eggplant flask, DMF (10 mL) and LiBr (87 mg, 1 mmol) were added, a three-way cock with a 2 L rubber balloon filled with carbon dioxide was attached, the flask was evacuated and replaced with carbon dioxide, and the mixture was stirred at 100 ° C. at 16 ° C. Stir for hours. After allowing to cool to room temperature, the mixture was poured into toluene (300 mL), and the precipitate was collected, washed twice with toluene (10 mL), washed twice with distilled water (5 mL), and vacuum dried. The target compound TAEPCTFSI (3.81 g, 7.87 mmol) was obtained with a yield of 79%.

IR(neat、ATR)718,740、765,792,878,957、1045,1132,1175,1325,1345,1480,1790cm-1
1H−NMR δ (DMSO−d6)3.08(s,9H),3.52−3.57(m,2H),3.64(dd,J=3.1,11.1Hz,1H),3.75(dd,J=2.5,11.1Hz,1H),3.86−3.93(m、2H),4.32(dd、J=5.5,8.6Hz,1H),4.55(dd、J=8.6,8.7Hz,1H),4.95−5.02(m、1H).
IR (neat, ATR) 718, 740, 765, 792, 878, 957, 1045, 1132, 1175, 1325, 1345, 1480, 1790 cm −1 .
1 H-NMR δ (DMSO-d 6 ) 3.08 (s, 9H), 3.52-3.57 (m, 2H), 3.64 (dd, J = 3.1, 11.1 Hz, 1H ), 3.75 (dd, J = 2.5, 11.1 Hz, 1H), 3.86-3.93 (m, 2H), 4.32 (dd, J = 5.5, 8.6 Hz, 1H), 4.55 (dd, J = 8.6, 8.7 Hz, 1H), 4.95-5.02 (m, 1H).

製造例4
トリメチルアンモニウムの置換したプロピレンカーボナートのビス(トリフルオロメタンスルニル)イミド塩(TAPCTFSI:試料2)の合成
3方コックと2Lのゴム風船を備えた100mLのナスフラスコに、磁気回転子とGTMACl(6.04g,25wt%含水,30.0mmol)のDMF(30mL)溶液を入れ、減圧しながらフラスコ内を二酸化炭素ガスに置換した。反応混合物を攪拌しながら12時間50℃に加熱した。室温まで冷却後、反応混合物を300mLのジクロロメタンに攪拌しながら注いだ。粘稠な液体が沈殿した。デカンテーションにより沈殿を回収し、ジクロロメタン(10mL)で2回洗浄後、粗生成物に蒸留水(20mL)を加え、LiTFSI(8.61g、30mmol)の蒸留水(25mL)溶液を室温で攪拌しながら加えたところ、直ちに白色固体が析出した。10時間攪拌後、ガラスフィルターでろ過し、固体を回収した。得られた固体を蒸留水(5mL)で3回洗浄し、回収固体を真空乾燥し、目的のTAPCTFSI(9.45g、21.5mmol)を収率72%で得た。融点は、80.7〜81.0℃であった。
Production Example 4
Synthesis of bis (trifluoromethanesulfonyl) imide salt of propylene carbonate substituted with trimethylammonium (TAPPCTFSI: Sample 2) (.04 g, 25 wt% water content, 30.0 mmol) in DMF (30 mL) was added, and the inside of the flask was replaced with carbon dioxide gas under reduced pressure. The reaction mixture was heated to 50 ° C. with stirring for 12 hours. After cooling to room temperature, the reaction mixture was poured into 300 mL of dichloromethane with stirring. A viscous liquid precipitated. The precipitate was collected by decantation, washed twice with dichloromethane (10 mL), distilled water (20 mL) was added to the crude product, and a solution of LiTFSI (8.61 g, 30 mmol) in distilled water (25 mL) was stirred at room temperature. As a result, a white solid immediately precipitated. After stirring for 10 hours, the mixture was filtered through a glass filter to recover a solid. The obtained solid was washed 3 times with distilled water (5 mL), and the collected solid was vacuum-dried to obtain the desired TAPCTFSI (9.45 g, 21.5 mmol) in a yield of 72%. The melting point was 80.7-81.0 ° C.

IR(neat、ATR)721,740,765,792,952,968,1050,1077,1135,1180,1333,1480,1490,1795cm-1
1H−NMRδ(DMSO−d6)3.13(s,9H),3.64(d,J=14.8Hz,1H),3.92(dd,J=9.2,14.8Hz,1H),4.18(dd,J=7.6,8.6Hz,1H),4.7(dd,J=8.4,8.6Hz,1H),5.42(m,1H).
IR (neat, ATR) 721, 740, 765, 792, 952, 968, 1050, 1077, 1135, 1180, 1333, 1480, 1490, 1795 cm −1 .
1 H-NMR δ (DMSO-d 6 ) 3.13 (s, 9H), 3.64 (d, J = 14.8 Hz, 1H), 3.92 (dd, J = 9.2, 14.8 Hz, 1H), 4.18 (dd, J = 7.6, 8.6 Hz, 1H), 4.7 (dd, J = 8.4, 8.6 Hz, 1H), 5.42 (m, 1H).

エポキシ樹脂とアミン硬化剤を用いたポリマーフィルムの合成
エポキシ樹脂、イオン性エポキシ、アミン硬化剤(全エポキシ基に対して化学量論量)の混合物にメタノールを加え、混合物をよく練り混ぜた後、フッ素樹脂の型に流し込み、メタノールを蒸発させた後、100℃で7時間加熱した。室温まで冷却後フッ素樹脂の型をはずして黄色透明あるいは無色透明のエポキシ形成体を得た。硬化物(15mm×5mm)を切り出し、メタノール50mL中に2時間浸漬した後形成体を取り出しメタノールで洗浄した。この操作を3回行った後、一晩風乾し、さらに電気乾燥機を用いて100℃で3時間加熱乾燥させイオン基を持つエポキシ硬化樹脂からなるポリマーフィルムを合成した。
Synthesis of polymer film using epoxy resin and amine curing agent After adding methanol to a mixture of epoxy resin, ionic epoxy, amine curing agent (stoichiometric amount with respect to all epoxy groups), knead the mixture well, After pouring into a fluororesin mold and evaporating methanol, the mixture was heated at 100 ° C. for 7 hours. After cooling to room temperature, the fluororesin mold was removed to obtain a yellow transparent or colorless transparent epoxy former. A cured product (15 mm × 5 mm) was cut out and immersed in 50 mL of methanol for 2 hours, and then the formed body was taken out and washed with methanol. After performing this operation three times, it was air-dried overnight, and further heat-dried at 100 ° C. for 3 hours using an electric dryer to synthesize a polymer film made of an epoxy cured resin having an ionic group.

実施例1
ポリマーフィルムの調製−1
上記方法で合成したPEGGE/LiGPS−1.0/PEFBA1500のポリマーフィルム(厚膜)(100℃、3時間加熱乾燥済み)8.4 mg (5.5 mm × 6.0 mm × 0.41 mm)を切り出し、TAEPCTFSI (67 mg)中に浸漬し100℃で20時間加熱し、膜をTAEPCTFSI液から取り出し表面の余分のTAEPCTFSIをキムワイプでふき取ることでTAEPCTFSI−added PEGGE/LiGPS−1.0/PEGBA1500 (26.6 mg、 6.0 mm × 7.0 mm × 0.44 mm、 TAEPCTFSI含有量68wt%)を得た。イオン伝導度は1.4×10-2[S/m]であった。
Example 1
Preparation of polymer film-1
Polymer film (thick film) of PEGGE / LiGPS-1.0 / PEFBA1500 synthesized by the above method (100 ° C., heated and dried for 3 hours) 8.4 mg (5.5 mm × 6.0 mm × 0.41 mm) ), Soaked in TAEPCTFSI (67 mg), heated at 100 ° C. for 20 hours, removed the membrane from the TAEPCTFSI solution, and wiped off the excess TAEPCTFSI on the surface with Kimwipe. (26.6 mg, 6.0 mm × 7.0 mm × 0.44 mm, TAEPCTFSI content 68 wt%) was obtained. The ionic conductivity was 1.4 × 10 −2 [S / m].

実施例1
ポリマーフィルムの調製−2
実施例1と同様の方法で合成したPEGGE/LiGPS−1.0/PEFBA1500のポリマーフィルム(厚膜)(100℃、3時間加熱乾燥済み)10.6mg(6mm×6mm×0.41mm)を切り出し、LiTFSI(12.6mg)をTAEPCTFSI(85mg)に溶解して得た溶液中に浸漬し100℃で20時間加熱し、膜をLiTFSI/TAEPCTFSI溶液から取り出し表面の余分のLiTFSI/TAEPCTFSIをキムワイプでふき取ることでLiTFSI/TAEPCTFSI−added PEGGE/LiGPS−1.0/PEGBA1500(33.5mg,6.5mm×6.5mm×0.51mm,LiTFSI/TAEPCTFSI含有量68wt%)を得た。イオン伝導度は5.3×10-3[S/m]であった。
Example 1
Preparation of polymer film-2
10.6 mg (6 mm × 6 mm × 0.41 mm) of PEGGE / LiGPS-1.0 / PEFBA1500 polymer film (thick film) (100 ° C., heated and dried for 3 hours) synthesized in the same manner as in Example 1 was cut out. , LiTFSI (12.6 mg) was dissolved in TAEPCTFSI (85 mg) and immersed in a solution obtained by heating at 100 ° C. for 20 hours. Thus, LiTFSI / TAEPCTFSI-added PEGGE / LiGPS-1.0 / PEGBA1500 (33.5 mg, 6.5 mm × 6.5 mm × 0.51 mm, LiTFSI / TAEPCTFSI content 68 wt%) was obtained. The ionic conductivity was 5.3 × 10 −3 [S / m].

比較例1
ポリマーフィルムの調製−3
実施例1および実施例2と同様の方法で合成したPEGGE/LiGPS−1.0/PEGBA1500のポリマーフィルム(厚膜)(100℃、3時間加熱乾燥済み)16.2mg(5.5mm×7mm×0.41mm)を切り出し、上記合成方法で得られたTAPCTFSI(16.2mg)のアセトン(30mg)溶液に3時間浸漬後、100℃で3時間加熱乾燥させてTAPCTFSI−added PEGGE/LiGPS−1.0/PEFBA1500(31mg、6mm×8mm×0.47mm,TAPCTFSI含有量48wt%)を得た。イオン伝導度は1.2×10-3[S/m]であった。
Comparative Example 1
Preparation of polymer film-3
PEGGE / LiGPS-1.0 / PEGBA1500 polymer film (thick film) synthesized in the same manner as in Example 1 and Example 2 (100 ° C., heat-dried for 3 hours) 16.2 mg (5.5 mm × 7 mm × 0.41 mm) was cut out, immersed in an acetone (30 mg) solution of TAPCTFSI (16.2 mg) obtained by the above synthesis method for 3 hours, and then heated and dried at 100 ° C. for 3 hours to obtain TAPCTFSI-added PEGGE / LiGPS-1. 0 / PEFBA1500 (31 mg, 6 mm × 8 mm × 0.47 mm, TAPCTFSI content 48 wt%) was obtained. The ionic conductivity was 1.2 × 10 −3 [S / m].

表1に実施例1、2および比較例1の評価結果を示す。   Table 1 shows the evaluation results of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1.

Figure 2011098897
Figure 2011098897

本発明による実施例1の結果から、エーテル結合含有の環状カーボネートを膨潤させた電解質フィルムは、高い導電性を示す事が確認された。   From the results of Example 1 according to the present invention, it was confirmed that the electrolyte film in which the ether carbonate-containing cyclic carbonate was swollen exhibited high conductivity.

本発明による実施例2の結果から、リチウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを添加したエーテル結合含有の環状カーボネートを膨潤させた電解質フィルムは、ある程度高い導電性を示す事が確認された。   From the results of Example 2 according to the present invention, it was confirmed that the electrolyte film obtained by swelling an ether-bonded cyclic carbonate to which lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide was added exhibited a certain degree of conductivity.

比較例1の結果から、プロピレンカーボネートを膨潤させた電解質フィルムは、実施例1および実施例2と比較して、高い導電性が得られなかった事が確認された。   From the results of Comparative Example 1, it was confirmed that the electrolyte film in which propylene carbonate was swollen did not have high conductivity as compared with Example 1 and Example 2.

Claims (7)

下記式(1)で表される化合物。
Figure 2011098897
(式(1)において、R1およびR2はそれぞれメチレン基、または炭素数2〜20の置換もしくは非置換アルキレン基を示し、Zはイオン性官能基を示し、mおよびnはそれぞれ0〜5の整数であって、1≦m+n≦5を満たす数であり、pは1〜100の整数である。)
A compound represented by the following formula (1).
Figure 2011098897
(In the formula (1), R 1 and R 2 each represent a methylene group or a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, Z represents an ionic functional group, and m and n represent 0 to 5 respectively. And is a number satisfying 1 ≦ m + n ≦ 5, and p is an integer of 1 to 100.)
下記式(2)で表される化合物とハロゲン化グリシジル化合物を、塩基および溶媒存在下で反応させ、下記式(3)で表される化合物を得る工程と、
下記式(3)で表される化合物と、二酸化炭素を、触媒および溶媒存在下で反応させる工程を含む、下記式(1)で表される化合物の製造方法。
Figure 2011098897
(式(2)において、R2はメチレン基、または炭素数2〜20の置換もしくは非置換のアルキレン基を示し、Zはイオン性官能基を示す。)
Figure 2011098897
(式(3)において、R1およびR2はそれぞれメチレン基、または炭素数2〜20の置換もしくは非置換のアルキレン基を示し、Zはイオン性官能基を示す。)
Figure 2011098897
(式(1)において、R1およびR2はそれぞれメチレン基、または炭素数2〜20の置換または非置換アルキレン基を示し、Zはイオン性官能基を示し、mおよびnはそれぞれ0〜5の整数であって、1≦n+m≦5を満たす数であり、pは1〜100の整数である。)
A step of reacting a compound represented by the following formula (2) with a halogenated glycidyl compound in the presence of a base and a solvent to obtain a compound represented by the following formula (3);
A method for producing a compound represented by the following formula (1), comprising a step of reacting a compound represented by the following formula (3) with carbon dioxide in the presence of a catalyst and a solvent.
Figure 2011098897
(In the formula (2), R 2 represents a methylene group or a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, and Z represents an ionic functional group.)
Figure 2011098897
(In Formula (3), R 1 and R 2 each represent a methylene group or a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, and Z represents an ionic functional group.)
Figure 2011098897
(In the formula (1), R 1 and R 2 each represent a methylene group or a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, Z represents an ionic functional group, and m and n represent 0 to 5 respectively. And is a number satisfying 1 ≦ n + m ≦ 5, and p is an integer of 1 to 100.)
エポキシ樹脂と請求項1記載の化合物を含有する樹脂組成物。
Figure 2011098897
(式(1)において、R1およびR2はそれぞれメチレン基、または炭素数2〜20の置換もしくは非置換アルキレン基を示し、Zはイオン性官能基を示し、mおよびnはそれぞれ0〜5の整数であって、1≦m+n≦5を満たす数であり、pは1〜100の整数である。)
A resin composition comprising an epoxy resin and the compound according to claim 1.
Figure 2011098897
(In the formula (1), R 1 and R 2 each represent a methylene group or a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, Z represents an ionic functional group, and m and n represent 0 to 5 respectively. And is a number satisfying 1 ≦ m + n ≦ 5, and p is an integer of 1 to 100.)
前記エポキシ樹脂が、
(A)一つのエポキシ基を有するイオン性化合物と、
(B)2個以上のエポキシ基を有する化合物と、
(C)2個以上のアミノ基を有する化合物から得られる樹脂である請求項3記載の樹脂組成物。
The epoxy resin is
(A) an ionic compound having one epoxy group;
(B) a compound having two or more epoxy groups;
(C) The resin composition according to claim 3, which is a resin obtained from a compound having two or more amino groups.
前記(A)が、下記式(8)で表される化合物であり、前記(B)が、下記式(9)で表される化合物であり、前記(C)が下記式(10)で表される化合物である請求項3または4に記載の樹脂組成物。
Figure 2011098897
(式(8)において、Lはグリシジル基を示し、Mはイオン性官能基を示し、R20は炭素数2〜20の置換または非置換アルキレン基を示す。qは1〜100の整数である。)
Figure 2011098897
(式(9)において、R21は、炭素数2〜5の置換または非置換アルキレン基を示し、rは1〜100の整数である。)
Figure 2011098897
(式(10)において、R22、R23、R24およびR25は、それぞれ独立に水素原子または炭素数1〜20の置換もしくは非置換アルキル基を示し、R26およびR27は、それぞれ独立に炭素数1〜20の置換または非置換アルキレン基を示し、R28は、炭素数2〜20の置換または非置換アルキレン基を示し、sは9〜100の整数である。)
The (A) is a compound represented by the following formula (8), the (B) is a compound represented by the following formula (9), and the (C) is represented by the following formula (10). The resin composition according to claim 3 or 4, which is a compound to be produced.
Figure 2011098897
(In Formula (8), L represents a glycidyl group, M represents an ionic functional group, R 20 represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, and q is an integer of 1 to 100. .)
Figure 2011098897
(In Formula (9), R 21 represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, and r is an integer of 1 to 100.)
Figure 2011098897
(In the formula (10), R 22 , R 23 , R 24 and R 25 each independently represent a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and R 26 and R 27 are each independently Represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, R 28 represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, and s is an integer of 9 to 100.)
請求項3〜5のいずれか1項に記載の樹脂組成物を用いて成形された成形体。   The molded object shape | molded using the resin composition of any one of Claims 3-5. 請求項3に記載の樹脂組成物を用いて成形されたバッテリーまたはキャパシタ用電解質フィルム。   An electrolyte film for a battery or a capacitor formed using the resin composition according to claim 3.
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