JP5481229B2 - Reticulated polymer and gel electrolyte using the same - Google Patents

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JP5481229B2 JP2010043198A JP2010043198A JP5481229B2 JP 5481229 B2 JP5481229 B2 JP 5481229B2 JP 2010043198 A JP2010043198 A JP 2010043198A JP 2010043198 A JP2010043198 A JP 2010043198A JP 5481229 B2 JP5481229 B2 JP 5481229B2
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Description

本発明は、3以上の分岐鎖を有するコア部と、該コア部の分岐鎖に結合してなり、重合性不飽和結合から誘導される繰り返し単位を含むアーム部とを有する多分岐ポリマーと架橋剤の反応物である網目状ポリマー及びそれを使用したゲル電解質に関する。   The present invention crosslinks a multi-branched polymer having a core part having three or more branched chains and an arm part bonded to the branched chain of the core part and containing a repeating unit derived from a polymerizable unsaturated bond. The present invention relates to a network polymer which is a reaction product of an agent and a gel electrolyte using the same.

携帯電話、パソコンなどのポータブル電子機器の電源として使用される二次電池、特にリチウム二次電池にはゲル状の高分子電解質使用されている。このゲル状の高分子電解質に用いられる高分子については、ポリエーテル系(たとえば、非特許文献1)の高分子をはじめとして、ポリメチルメタクリレート系(たとえば、非特許文献2、3)、ポリフッ化ビニリデン系(たとえば、非特許文献4、特許文献1)、ポリアクリロニトリル系(たとえば、非特許文献5)、ポリウレタン系(たとえば、非特許文献6、7)、エポキシ系ポリマー、ポリスルホン系(たとえば、特許文献2)などの様々な物質が研究されてきた。   Gel-like polymer electrolytes are used in secondary batteries, particularly lithium secondary batteries, used as power sources for portable electronic devices such as mobile phones and personal computers. As for the polymer used in the gel-like polymer electrolyte, a polyether-based (for example, Non-Patent Document 1) polymer, a polymethyl methacrylate-based (for example, Non-Patent Documents 2 and 3), and a polyfluorinated polymer electrolyte are used. Vinylidene (for example, Non-Patent Document 4, Patent Document 1), polyacrylonitrile (for example, Non-Patent Document 5), polyurethane (for example, Non-Patent Documents 6 and 7), epoxy-based polymer, polysulfone (for example, patent) Various substances such as literature 2) have been studied.

これら従来のゲル電解質は、電解液、モノマー、二官能性モノマー及び開始剤を混合し、熱重合によりゲル化させて製造する方法(化学架橋ゲル)、もしくは高分子マトリックス中に電解液を吸収・担持させる方法(物理架橋ゲル)が一般的であった。   These conventional gel electrolytes are prepared by mixing electrolyte solution, monomer, bifunctional monomer and initiator and gelling by thermal polymerization (chemically crosslinked gel), or by absorbing electrolyte solution in polymer matrix The supporting method (physically cross-linked gel) was common.

前者の化学架橋ゲルは、たとえば、特許文献3に記載されているが、優れた電解液保液性が特徴として挙げられるが、重合の際に発生したラジカルが負極の黒鉛で消費され、未反応モノマーが残存する恐れがあった。その未反応部位が正極活物質の酸化還元により反応して電池の長期信頼性を低下させる原因となっていた。また、得られたゲル電解質の機械的強度は低く短絡の危険性もあった。
また、後者の物理架橋ゲルの場合には、たとえば、特許文献4に記載されているが、電池素子を作成後、電解液を注液し加熱することによってゲルを形成するため、従来の液体電解液を用いた電池製造法を適用することができる利点を持つ。しかしながら、高温時にゲルが液状化するために、高温化や異常反応時に液漏れ等の恐れがあった。
The former chemically cross-linked gel is described in, for example, Patent Document 3, and is characterized by excellent electrolyte solution retention, but radicals generated during polymerization are consumed by the graphite of the negative electrode and are not reacted. There was a risk that the monomer would remain. The unreacted site reacted due to the oxidation / reduction of the positive electrode active material, causing a decrease in long-term reliability of the battery. Moreover, the mechanical strength of the obtained gel electrolyte was low, and there was a risk of short circuit.
Further, in the case of the latter physical cross-linking gel, for example, as described in Patent Document 4, since a gel is formed by injecting and heating an electrolytic solution after forming a battery element, conventional liquid electrolysis is performed. There is an advantage that a battery manufacturing method using a liquid can be applied. However, since the gel is liquefied at a high temperature, there is a risk of liquid leakage at a high temperature or abnormal reaction.

一方、本発明者らは高分子固体電解質に使用できるスターポリマー(多分岐ポリマー)を開発してきた(特許文献5)が、従来スターポリマーをゲル電解質に使用した例は無かったため、これをゲル電解質として使用することを試みたが、ゲル電解質としては不適であった。   On the other hand, the present inventors have developed a star polymer (multi-branched polymer) that can be used as a polymer solid electrolyte (Patent Document 5). However, since there has been no example of using a star polymer as a gel electrolyte in the past, this is used as a gel electrolyte. However, it was unsuitable as a gel electrolyte.

一方、本発明者らは高分子固体電解質に使用できるスターポリマー(多分岐ポリマー)を開発してきた(特許文献1)が、従来スターポリマーをゲル電解質に使用した例は無かったため、これをゲル電解質として使用することを試みたが、ゲル電解質としては不適であった。   On the other hand, the present inventors have developed a star polymer (multi-branched polymer) that can be used for a polymer solid electrolyte (Patent Document 1). However, since no star polymer has been conventionally used for a gel electrolyte, this is used as a gel electrolyte. However, it was unsuitable as a gel electrolyte.

特開2004−356102号公報JP 2004-356102 A 特開2003−045490号公報JP 2003-045490 A 特開2009−158496号公報JP 2009-15896A 特表平8−507407号公報JP-T 8-507407 国際公開WO2006/016665パンフレットInternational Publication WO2006 / 016665 Pamphlet

M. Kono, E Hayashi, M. Nishiura, and M. Watanabe, Journal of The Electrochemical Society, 147 (7) 2517-2524(2000).M. Kono, E Hayashi, M. Nishiura, and M. Watanabe, Journal of The Electrochemical Society, 147 (7) 2517-2524 (2000). P.E.Stallworth, S.G.Greenbaum, F.Croce, S.Slane, and M. Salomon, Electrochimica Acta, 40 (13-14) 2137-2141(1995).P.E.Stallworth, S.G.Greenbaum, F.Croce, S.Slane, and M. Salomon, Electrochimica Acta, 40 (13-14) 2137-2141 (1995). S. Kuwabata and M. Tomiyori, Journal of The Electrochemical Society, 149(8) A988-A994 (2002)S. Kuwabata and M. Tomiyori, Journal of The Electrochemical Society, 149 (8) A988-A994 (2002) T. Michot, A. Nishimoto, and M. Watanabe, Electrochimica Acta, 451347-1360 (2000).T. Michot, A. Nishimoto, and M. Watanabe, Electrochimica Acta, 451347-1360 (2000). H. Akashi, K. Tanaka, and K. Sekai, Journal of The Electrochemical Society, 145 (3) 881-887(1998)H. Akashi, K. Tanaka, and K. Sekai, Journal of The Electrochemical Society, 145 (3) 881-887 (1998) M.L. Digar, S.L. Hung, T.C. Wen, and A. Gopalan, Polymer 431615-1622 (2002).M.L.Digar, S.L.Hung, T.C.Wen, and A. Gopalan, Polymer 431615-1622 (2002). H.L. Wang, H.M. Kao, M. Digar, and T.C. Wen, Macromolecules34 (3) 529-537 (2001).H.L.Wang, H.M.Kao, M. Digar, and T.C. Wen, Macromolecules 34 (3) 529-537 (2001).

本発明はこのような従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、未反応モノマーが残存せず、かつ電解液を担持する高分子ゲル電解質として使用可能なポリマーを提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such a state of the art, and an object of the present invention is to provide a polymer that does not have any unreacted monomer and that can be used as a polymer gel electrolyte that supports an electrolytic solution. .

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、国際公開WO2006/016665パンフレットに記載された多分岐ポリマーにPEOを架橋剤として反応させて得た網目状ポリマーが未反応モノマーが残存せず、ゲル電解質として適していることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that a network polymer obtained by reacting a multibranched polymer described in International Publication WO2006 / 016665 pamphlet with PEO as a crosslinking agent leaves unreacted monomers. However, the present inventors found it suitable as a gel electrolyte and completed the present invention.

すなわち、本発明は
(1)次式:X〔B−Y(A)n1n2
(式中、Aは、式(I)
That is, the present invention provides (1) the following formula: X [BY (A) n1 ] n2
Wherein A is the formula (I)

Figure 0005481229
Figure 0005481229

(式中、R、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、RとRは結合して環を形成してもよい。R4a及びR4bはそれぞれ独立して、水素原子またはメチル基を表し、Rは、水素原子、炭素数1〜10の炭化水素基、炭素数1〜10のアシル基または炭素数3〜20のトリ置換シリル基を表し、mは1〜100のいずれかの整数を表し、mが2以上のとき、R4a同士及びR4b同士は、同一であっても異なっていてもよい。)で表わされる繰り返し単位、及び、式(II) (Wherein R 1 , R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 1 and R 3 may combine to form a ring. R 4a and R 4b each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and R 5 represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, an acyl group having 1 to 10 carbon atoms, or 3 to 3 carbon atoms. 20 represents a tri-substituted silyl group, m represents an integer of 1 to 100, and when m is 2 or more, R 4a and R 4b may be the same or different. A repeating unit represented by formula (II)

Figure 0005481229
Figure 0005481229

(式中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、RとRは結合して環を形成してもよく、Rは、水素原子;炭素数1〜10の炭化水素基;水酸基;炭素数1〜10の炭化水素オキシ基;カルボキシル基;酸無水物基;アミノ基;エステル基;又は、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、酸無水物基、及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する有機基を表し、Rは、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、酸無水物基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する有機基を表す。)で表わされる繰り返し単位を含むランダム共重合体を表し、
Bは式(III)
(Wherein, R 6 and R 8 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, R 6 and R 8 may form a ring, R 7 Is a hydrogen atom; a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms; a hydroxyl group; a hydrocarbon oxy group having 1 to 10 carbon atoms; a carboxyl group; an acid anhydride group; an amino group; an ester group; or a hydroxyl group, a carboxyl group, and an epoxy. Represents an organic group having at least one functional group selected from the group consisting of a group, an acid anhydride group, and an amino group, and R 9 consists of a hydroxyl group, a carboxyl group, an epoxy group, an acid anhydride group, and an amino group Represents an organic group having at least one functional group selected from the group.) Represents a random copolymer comprising a repeating unit represented by:
B is the formula (III)

Figure 0005481229
Figure 0005481229

(式中、R10、R11及びR12は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、R13はアリール基またはヘテロアリール基を表す。)で表わされる繰り返し単位を含む重合体を表す。
XはBと3以上の結合手を有する有機基を表し、Yは活性ハロゲン原子を有することができる構造の官能基を表す。
n1は1又は2を、n2は2〜16のいずれかの整数を表す。)
で表される多分岐ポリマーと架橋剤とを反応して得られる網目状ポリマー、及び、
(2)次式:X〔B−Y(A)n1n2で表される多分岐ポリマーが、式(VIII)
(Wherein R 10 , R 11 and R 12 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 13 represents an aryl group or a heteroaryl group). A polymer containing repeating units is represented.
X represents an organic group having three or more bonds with B, and Y represents a functional group having a structure capable of having an active halogen atom.
n1 represents 1 or 2, and n2 represents any integer of 2 to 16. )
A network polymer obtained by reacting a multi-branched polymer represented by
(2) The multi-branched polymer represented by the following formula: X [BY (A) n1 ] n2 is represented by the formula (VIII)

Figure 0005481229
Figure 0005481229

(式中、Zは(CH)q又はp−フェニレン基を表し、qは0〜3の整数を表し、各Rは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、ハロゲン原子又は炭素数1〜6のアルコキシル基を表し、各n3は、それぞれ独立して0〜3のいずれかの整数を表し、各n4は、それぞれ独立して1〜3のいずれかの整数を表す。
A、B、Y及びn1は上記(1)における定義と同じであり、各A、B、Y及びn1は、それぞれ、同一でも相異なっていてもよい。)
で表される化合物である上記(1)に記載の網目状ポリマーに関する。
(In the formula, Z represents (CH 2 ) q or a p-phenylene group, q represents an integer of 0 to 3, and each R independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, An aryl group which may have a substituent, a halogen atom, or an alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms, each n3 independently represents an integer of 0 to 3, and each n4 represents Independently represents an integer of 1 to 3.
A, B, Y and n1 are the same as defined in the above (1), and each A, B, Y and n1 may be the same or different. )
It is related with the network polymer as described in said (1) which is a compound represented by these.

また、本発明は、
(3)上記(1)又は(2)に記載の網目状ポリマー及び電解液を含有することを特徴とする高分子ゲル電解質に関する。
The present invention also provides:
(3) A polymer gel electrolyte comprising the network polymer according to (1) or (2) and an electrolytic solution.

本発明の網目状ポリマーには合成で使用したモノマーが存在せず、シート化した場合に自立膜として取り扱うことができた。また、本発明の網目状ポリマーはゲル電解質として好適であり、シート加工後電解液を吸わせて作製したゲル電解質は自立膜として取り扱いができ、実用化の目処が立った。
本発明の網目状ポリマーは、レジスト材料;電池、キャパシター、センサー、コンデンサー、EC素子、光電変換素子等の電気化学用材料;包接材料;電化製品、産業機器等の機能性材料等として好適である。
The network polymer of the present invention does not contain the monomer used in the synthesis, and can be handled as a free-standing film when formed into a sheet. Further, the network polymer of the present invention is suitable as a gel electrolyte, and the gel electrolyte prepared by sucking an electrolytic solution after sheet processing can be handled as a self-supporting film, and has a prospect for practical use.
The network polymer of the present invention is suitable as a resist material; an electrochemical material such as a battery, a capacitor, a sensor, a capacitor, an EC element, and a photoelectric conversion element; an inclusion material; a functional material such as an electrical appliance or industrial equipment. is there.

温度変化によるポリマーゲル電解質膜のイオン導電率を示す図である。It is a figure which shows the ionic conductivity of the polymer gel electrolyte membrane by a temperature change.

以下、本発明を詳細に説明する。
1網目状ポリマー
本発明の網目状ポリマーは、以下に示す多分岐ポリマーと架橋剤との反応により得られる三次元構造を有するポリマーである。 GPC−MALLS(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー多角度光散乱検出法)による重量平均分子量は、10,000〜2,000,000である。また、その分子量分布(Mw/Mn)は、通常1.05〜2、好ましくは、1.1〜1.5である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
1 network polymer The network polymer of this invention is a polymer which has a three-dimensional structure obtained by reaction of the hyperbranched polymer shown below and a crosslinking agent. The weight average molecular weight by GPC-MALLS (gel permeation chromatography multi-angle light scattering detection method) is 10,000 to 2,000,000. Further, the molecular weight distribution (Mw / Mn) is usually 1.05 to 2, preferably 1.1 to 1.5.

多分岐ポリマーは、1分子あたり約10〜200個の架橋剤と反応することのできる官能基を有しており、多分岐ポリマーと架橋剤との配合割合は、多分岐ポリマー中の反応性官能基に対する架橋剤中の反応性官能基の当量比で、1:0.5〜2、好ましくは、1:0.8〜2である。   The hyperbranched polymer has a functional group capable of reacting with about 10 to 200 crosslinkers per molecule, and the blending ratio of the multibranched polymer and the crosslinker depends on the reactive functionality in the multibranched polymer. The equivalent ratio of the reactive functional group in the crosslinking agent to the group is 1: 0.5 to 2, preferably 1: 0.8 to 2.

〔多分岐ポリマー〕
本発明の多分岐ポリマーは、次式で表される構造を有する。
式:X〔B−Y(A)n1n2
以下に、前記式中の各部について説明する。
[Multi-branched polymer]
The multibranched polymer of the present invention has a structure represented by the following formula.
Formula: X [B-Y (A) n1 ] n2
Below, each part in the said Formula is demonstrated.

(X)
前記式中、Xは3以上の結合手を有する有機基を表す。
Xの具体例としては、
(i)4個の分岐鎖を有する炭素原子、4個の分岐鎖を有する炭素原子とアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、フェニレン基又はこれらの2種以上の基との組み合わせ、等の炭素原子を中心とする有機基;
(ii)3個の分岐鎖を有する炭素原子、3個の分岐鎖を有する炭素原子とアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、フェニレン基又はこれらの2種以上の基との組み合わせ、等の炭素原子を中心とする有機基;
(iii)3個の分岐鎖を有する窒素原子、3個の分岐鎖を有する窒素原子とアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、フェニレン基又はこれらの2種以上の基との組み合わせ、等の窒素原子を中心とする有機基;
(iv)3個以上の分岐鎖を有するフェニル基、3個以上の分岐鎖を有するフェニル基とアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、フェニレン基又はこれらの2種以上の基との組み合わせ、等のベンゼン環を中心とする有機基;等が挙げられる。
(X)
In the above formula, X represents an organic group having 3 or more bonds.
As a specific example of X,
(I) a carbon atom having 4 branched chains, a carbon atom having 4 branched chains, and an alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, phenylene group, or a combination of two or more of these groups, etc. Organic groups centered on
(Ii) carbon atoms having three branched chains, carbon atoms having three branched chains, and an alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, phenylene group, or a combination of two or more of these groups, etc. Organic groups centered on
(Iii) Nitrogen atoms such as a nitrogen atom having three branched chains, a nitrogen atom having three branched chains and an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a phenylene group or a combination of two or more thereof. Organic groups centered on
(Iv) a phenyl group having 3 or more branched chains, a phenyl group having 3 or more branched chains and an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a phenylene group, or a combination of two or more of these groups, etc. And an organic group having a benzene ring as the center.

また、前記(アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、フェニレン基又はこれらの2種以上の基)は、−O−、−S−、−C(=O)−、−C(=O)O−、−NH−、−NHC(=O)−、−NHC(=S)−、−OC(=O)NH−の1種又は2種以上の基を、任意の位置にさらに有していてもよい。   In addition, the above (alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, phenylene group or two or more groups thereof) is —O—, —S—, —C (═O) —, —C (═O) O—. , —NH—, —NHC (═O) —, —NHC (═S) —, —OC (═O) NH—, which may further have one or more groups at any position. Good.

(A)
前記式中、Aは、重合性不飽和結合を有するモノマーに由来する繰り返し単位を有するランダム共重合体からなるアーム部を表し、複数のA同士は同一でも相異なっていてもよい。
また、各Aは架橋剤と結合することのできる官能基を有する。
(A)
In the above formula, A represents an arm portion composed of a random copolymer having a repeating unit derived from a monomer having a polymerizable unsaturated bond, and a plurality of A may be the same or different.
In addition, each A has a functional group capable of binding to a crosslinking agent.

前記Aのランダム共重合体は、式(I)   The random copolymer of A has the formula (I)

Figure 0005481229
Figure 0005481229

で表わされる繰り返し単位、及び、式(II) A repeating unit represented by formula (II)

Figure 0005481229
Figure 0005481229

で表わされる繰り返し単位を有する。
前記Aは、上述した繰り返し単位以外に、これらと共重合しうる他の繰り返し単位を有していてもよい。
このような他の共重合しうる他の繰り返し単位を与える重合性単量体としては、例えば、1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、2−メチル−1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン、1,6−ヘキサジエン、4,5−ジエチル−1,3−オクタジエン、3−ブチル−1,3−オクタジエン、クロロプレン等の共役ジエン類;N−メチルマレイミド、N−フェニルマレイミド等のα,β−不飽和カルボン酸イミド類;(メタ)アクリロニトリル等のα,β−不飽和ニトリル類;等が挙げられる。
It has a repeating unit represented by
In addition to the above-described repeating units, A may have other repeating units that can be copolymerized therewith.
Examples of such polymerizable monomers that give other copolymerizable repeating units include 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, and 1,3-pentadiene. Conjugated dienes such as 2-methyl-1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, 1,6-hexadiene, 4,5-diethyl-1,3-octadiene, 3-butyl-1,3-octadiene, chloroprene Α, β-unsaturated carboxylic imides such as N-methylmaleimide and N-phenylmaleimide; α, β-unsaturated nitriles such as (meth) acrylonitrile; and the like.

繰り返し単位(I)中におけるR〜R及びmは、以下の通りである。
〜Rは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜10の炭化水素基を表す。
ここで、炭素数1〜10の炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基、アリールアルキル基等を表し、具体的には、たとえば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基などのアルキル基;ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセニル基等のアルケニル基;エチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、1−ブチニル基、2−ブチニル基、1−ペンチニル基、2−ペンチニル基、1−ヘキシニル基、2−ヘキシニル基、1−ヘプチニル基、1−オクチニル基、1−デシニル基、等のアルキニル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等のシクロアルキル基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等アリールアルキル基等が挙げられる。
また、RとRは結合して環を形成してもよい。
R 1 to R 5 and m in the repeating unit (I) are as follows.
R 1 to R 3 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
Here, as a C1-C10 hydrocarbon group, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an arylalkyl group etc. are represented, for example, a methyl group, an ethyl group, etc. Alkyl groups such as n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-hexyl group, n-octyl group and n-decyl group; vinyl group, 1 -Alkenyl groups such as propenyl group, 2-propenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 1-pentenyl group, 2-pentenyl group, 1-hexenyl group and 2-hexenyl group; ethynyl group, 1-propynyl group 2-propynyl group, 1-butynyl group, 2-butynyl group, 1-pentynyl group, 2-pentynyl group, 1-hexynyl group, 2-hexynyl group, 1-heptyl Alkynyl groups such as 1-octynyl group, 1-decynyl group; cycloalkyl groups such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, phenyl group, naphthyl group Aryl groups such as groups; arylalkyl groups such as benzyl groups and phenethyl groups.
R 1 and R 3 may combine to form a ring.

4a及びR4bは、それぞれ独立して、水素原子またはメチル基を表す。
は、水素原子、炭素数1〜10の炭化水素基、炭素数1〜10のアシル基又は炭素数3〜20のトリ置換シリル基を表す。
ここで、炭素数1〜10の炭化水素基としては、上記R〜Rと同様の基を例示することができる。
炭素数1〜10のアシル基としては、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、へプタノイル基、オクタノイル基等が挙げられ、炭素数3〜20のトリ置換シリル基としては、トリメチルシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、ジメチルフェニルシリル基等が挙げられる。
R 4a and R 4b each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.
R 5 represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, an acyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a tri-substituted silyl group having 3 to 20 carbon atoms.
Examples of the hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms can be exemplified the same groups as above R 1 to R 3.
Examples of the acyl group having 1 to 10 carbon atoms include formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, pentanoyl group, hexanoyl group, heptanoyl group, octanoyl group and the like, and a trisubstituted silyl group having 3 to 20 carbon atoms. Examples thereof include a trimethylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group, and a dimethylphenylsilyl group.

また、R〜Rの炭化水素基は、適当な炭素原子上に置換基を有していてもよい。かかる置換基の具体例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;メチル基、エチル基、n−プロピル基、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基等の炭化水素基;アセチル基、ベンゾイル基等のアシル基;シアノ基;ニトロ基;メトキシ基、フェノキシ基等の炭化水素オキシ基;メチルチオ基等のアルキルチオ基;メチルスルフィニル基等のアルキルスルフィニル基;メチルスルホニル基等のアルキルスルホニル基;アミノ基、ジメチルアミノ基等の置換されていてもよいアミノ基;アニリノ基等が挙げられる。 Further, the hydrocarbon group of R 1 to R 5 may have a substituent on an appropriate carbon atom. Specific examples of such substituents include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom and bromine atom; hydrocarbon groups such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, phenyl group, naphthyl group and benzyl group; acetyl group, Cyano group; nitro group; hydrocarbon oxy group such as methoxy group and phenoxy group; alkylthio group such as methylthio group; alkylsulfinyl group such as methylsulfinyl group; alkylsulfonyl group such as methylsulfonyl group; An amino group which may be substituted such as an amino group and a dimethylamino group; an anilino group and the like may be mentioned.

mは、1〜100のいずれかの整数を表し、2〜50のいずれかの整数であるのが好ましい。また、各繰り返し単位におけるmの値は、同一であっても相異なっていてもよい。
mが2以上のとき、R4a同士、R4b同士は同一であっても相異なっていてもよい。
また、繰り返し単位(I)の重合度は、mの値にもよるが、5以上であるのが好ましく、10以上であるのがより好ましい。
m represents an integer of 1 to 100, and is preferably an integer of 2 to 50. Moreover, the value of m in each repeating unit may be the same or different.
When m is 2 or more, R 4a and R 4b may be the same or different.
The degree of polymerization of the repeating unit (I) is preferably 5 or more, more preferably 10 or more, although it depends on the value of m.

繰り返し単位(I)を与える単量体の具体例としては、以下のものが挙げられる。   Specific examples of the monomer giving the repeating unit (I) include the following.

2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシプロピル(メタ)アクリレート、2−エトキシプロピル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(エチレングリコールの単位数は2〜100)(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール(プロピレングリコールの単位数は2〜100)(メタ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ラウロキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ステアロキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、「ブレンマーPMEシリーズ」〔式(I)においてR=R=水素原子、R=メチル基、m=2〜90に相当する単量体〕(日本油脂(株)製)、アセチルオキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ベンゾイルオキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリメチルシリルオキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、t−ブチルジメチチルシリルオキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコールシクロヘキセン−1−カルボキシレート、メトキシポリエチレングリコール−シンナメート。
これらの化合物は一種単独で、あるいは二種以上を組み合わせて用いることができる。
2-methoxyethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, 2-methoxypropyl (meth) acrylate, 2-ethoxypropyl (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (the number of units of ethylene glycol is 2 to 100) (Meth) acrylate, ethoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, phenoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolypropylene glycol (propylene glycol has 2 to 100 units) (meth) acrylate, ethoxypolypropylene glycol (meth) acrylate, phenoxypolypropylene Glycol (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, poly Propylene glycol mono (meth) acrylate, polyethylene glycol-polypropylene glycol mono (meth) acrylate, octoxy polyethylene glycol-polypropylene glycol mono (meth) acrylate, lauroxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, stearoxy polyethylene glycol mono (meth) Acrylate, “Blemmer PME series” [monomer corresponding to R 1 = R 2 = hydrogen atom, R 3 = methyl group, m = 2 to 90 in formula (I)] (manufactured by NOF Corporation), acetyl Oxypolyethylene glycol (meth) acrylate, benzoyloxypolyethylene glycol (meth) acrylate, trimethylsilyloxypolyethylene glycol (meth) acrylate, t-butyldimethyl Silyloxy polyethylene glycol (meth) acrylate, methoxy polyethylene glycol cyclohexene-1-carboxylate, methoxy polyethylene glycol - cinnamate.
These compounds can be used alone or in combination of two or more.

繰り返し単位(II)中におけるR〜Rは、以下の通りである。
及びRは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜10の炭化水素基を表す。
ここで、炭素数1〜10の炭化水素基は上記式(I)のR〜Rと同様の基を例示することができる。
とRは結合して環を形成してもよい。
R 6 to R 9 in the repeating unit (II) are as follows.
R 6 and R 8 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms.
Here, the C1-C10 hydrocarbon group can illustrate the group similar to R < 1 > -R < 3 > of said formula (I).
R 6 and R 8 may combine to form a ring.

は、水素原子;炭素数1〜10の炭化水素基;水酸基;炭素数1〜10の炭化水素オキシ基;カルボキシル基;酸無水物基;アミノ基;エステル基;又は、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、酸無水物基、及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する有機基;を表す。
ここで、炭素数1〜10の炭化水素基は上記式(I)のR〜Rと同様の基を例示することができる。また、炭素数1〜10の炭化水素オキシ基は、炭素数1〜10の炭化水素基と酸素原子が結合した基であり、炭素数1〜10の炭化水素基としては上記式(I)のR〜Rと同様の基を例示することができる。
ここで、有機基とは、炭化水素基;−O−,−CO−又は−COO−と結合した炭化水素基;酸素原複素環基などであり、炭化水素基又は複素環基は、好ましくは、炭素数1〜10である。炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基、アリールアルキル基等が挙げられる。これらの基としては、具体的には、上記式(I)のR〜Rと同様の基を例示することができる。
R 7 is a hydrogen atom; a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms; a hydroxyl group; a hydrocarbon oxy group having 1 to 10 carbon atoms; a carboxyl group; an acid anhydride group; an amino group; an ester group; or a hydroxyl group or a carboxyl group. , An organic group having at least one functional group selected from the group consisting of an epoxy group, an acid anhydride group, and an amino group.
Here, the C1-C10 hydrocarbon group can illustrate the group similar to R < 1 > -R < 3 > of said formula (I). The hydrocarbon oxy group having 1 to 10 carbon atoms is a group in which a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and an oxygen atom are bonded, and the hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms is represented by the formula (I). The same group as R < 1 > -R < 3 > can be illustrated.
Here, the organic group is a hydrocarbon group; a hydrocarbon group bonded to —O—, —CO— or —COO—; an oxygenated heterocyclic group, and the hydrocarbon group or heterocyclic group is preferably And having 1 to 10 carbon atoms. Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, and an arylalkyl group. Specific examples of these groups include the same groups as R 1 to R 3 in the above formula (I).

は、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、酸無水物基、及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する有機基を表す。
及びRにおいて、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、酸無水物基、及びアミノ基は架橋剤と結合するための官能基である。
これらの官能基又はこれらの官能基を有する有機基としては、以下のものが挙げられる。
R 9 represents an organic group having at least one functional group selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, an epoxy group, an acid anhydride group, and an amino group.
In R 7 and R 9 , the hydroxyl group, carboxyl group, epoxy group, acid anhydride group, and amino group are functional groups for bonding with the crosslinking agent.
Examples of these functional groups or organic groups having these functional groups include the following.

Figure 0005481229
Figure 0005481229

このような官能基を有する繰り返し単位を生成する原料モノマーとしては、以下の化合物を例示することができる。   The following compounds can be illustrated as a raw material monomer which produces | generates the repeating unit which has such a functional group.

Figure 0005481229
Figure 0005481229

Figure 0005481229
Figure 0005481229

Figure 0005481229
Figure 0005481229

上記の化合物は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。   Said compound can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

また、R〜Rは、適当な炭素原子上に置換基を有していてもよい。かかる置換基の具体例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;メチル基、エチル基、n−プロピル基、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基等の炭化水素基;アセチル基、ベンゾイル基等のアシル基;シアノ基;ニトロ基;メトキシ基、フェノキシ基等の炭化水素オキシ基;メチルチオ基等のアルキルチオ基;メチルスルフィニル基等のアルキルスルフィニル基;メチルスルホニル基等のアルキルスルホニル基;アミノ基、ジメチルアミノ基等の置換されてもよいアミノ基;アニリノ基;等が挙げられる。 R 6 to R 9 may have a substituent on an appropriate carbon atom. Specific examples of such substituents include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom and bromine atom; hydrocarbon groups such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, phenyl group, naphthyl group and benzyl group; acetyl group, Cyano group; nitro group; hydrocarbon oxy group such as methoxy group and phenoxy group; alkylthio group such as methylthio group; alkylsulfinyl group such as methylsulfinyl group; alkylsulfonyl group such as methylsulfonyl group; And an amino group which may be substituted such as an amino group and a dimethylamino group; an anilino group; and the like.

上記ランダム共重合体における繰り返し単位(I)及び(II)の重合度は、いずれも30〜2000であることが好ましく、特に、50〜1000が好ましい。
また、上記ランダム共重合体における繰り返し単位(I)の割合は、30〜60重量%の範囲であることが好ましく、繰り返し単位(II)の割合は、40〜70重量%の範囲であることが好ましい。
繰り返し単位(I)において、以下の式(IV)で表わされる繰り返し単位部分が30〜60重量%であることが好ましい。
The degree of polymerization of the repeating units (I) and (II) in the random copolymer is preferably 30 to 2000, and particularly preferably 50 to 1000.
The proportion of the repeating unit (I) in the random copolymer is preferably in the range of 30 to 60% by weight, and the proportion of the repeating unit (II) is in the range of 40 to 70% by weight. preferable.
In the repeating unit (I), the repeating unit portion represented by the following formula (IV) is preferably 30 to 60% by weight.

Figure 0005481229
Figure 0005481229

(式中、R4a及びR4bはそれぞれ独立して、水素原子またはメチル基を表す。) (In the formula, R 4a and R 4b each independently represent a hydrogen atom or a methyl group.)

(B)
Bは式(III)
(B)
B is the formula (III)

Figure 0005481229
Figure 0005481229

で表わされる繰り返し単位を含む重合体を表す。
式中、R10、R11及びR12は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、R13はアリール基またはヘテロアリール基を表す。
ここで、R10、R11及びR12における炭素数1〜10の炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基、アリールアルキル基等を表し、具体的には、たとえば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基などのアルキル基;ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセニル基等のアルケニル基;エチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、1−ブチニル基、2−ブチニル基、1−ペンチニル基、2−ペンチニル基、1−ヘキシニル基、2−ヘキシニル基、1−ヘプチニル基、1−オクチニル基、1−デシニル基、等のアルキニル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等のシクロアルキル基、フェニル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等アリールアルキル基等が挙げられる。
また、R13におけるアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アズレニル基、インデニル基、インダニル基、テトラリニル基等が挙げられる。これらのうち、好ましくは、炭素数6−10のアリール基である。
また、R13におけるヘテロアリール基としては、例えば、ピリジニル、イミダゾリル、ピリミジニル、ピラゾリル、トリアゾリル、ピラジニル、テトラゾリル、フリル、チエニル、イソキサゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、イソチアゾリル、ピロリル、キノリニル、イソキノリニル、インドリル、ベンズイミダゾリル、ベンゾフラニル、シンノリニル、インダゾリル、インドリジニル、フタラジニル、ピリダジニル、トリアジニル、イソインドリル、プテリジニル、プリニル、オキサジアゾリル、トリアゾリル、チアジアゾリル、チアジアゾリル、フラザニル、ベンゾフラザニル、ベンゾチオフェニル、ベンゾチアゾリル、ベンズオキサゾリル、キナゾリニル、キノキサリニル、ナフチリジニル等が挙げられる。
上記重合体における繰り返し単位(III)の重合度は、10〜500であることが好ましく、特に、50〜200が好ましい。
前記Bは、上述した繰り返し単位以外に、他の重合性単量体から誘導される繰り返し単位を有していてもよい。
The polymer containing the repeating unit represented by these is represented.
In the formula, R 10 , R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 13 represents an aryl group or a heteroaryl group.
Here, the hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in R 10 , R 11 and R 12 represents an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an arylalkyl group or the like, specifically Is, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-hexyl group, n-octyl group, n-decyl group Alkyl groups such as vinyl group, 1-propenyl group, 2-propenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 1-pentenyl group, 2-pentenyl group, 1-hexenyl group, 2-hexenyl group and the like Group: ethynyl group, 1-propynyl group, 2-propynyl group, 1-butynyl group, 2-butynyl group, 1-pentynyl group, 2-pentynyl group, 1-hexini Alkynyl groups such as thiol group, 2-hexynyl group, 1-heptynyl group, 1-octynyl group, 1-decynyl group, etc .; cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group Aryl groups such as cycloalkyl groups such as phenyl group and naphthyl group; arylalkyl groups such as benzyl group and phenethyl group.
Examples of the aryl group for R 13 include a phenyl group, a naphthyl group, an azulenyl group, an indenyl group, an indanyl group, and a tetralinyl group. Of these, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms is preferable.
Examples of the heteroaryl group for R 13 include pyridinyl, imidazolyl, pyrimidinyl, pyrazolyl, triazolyl, pyrazinyl, tetrazolyl, furyl, thienyl, isoxazolyl, thiazolyl, oxazolyl, isothiazolyl, pyrrolyl, quinolinyl, isoquinolinyl, indolyl, benzimidazolyl, Benzofuranyl, cinnolinyl, indazolyl, indolizinyl, phthalazinyl, pyridazinyl, triazinyl, isoindolyl, pteridinyl, purinyl, oxadiazolyl, triazolyl, thiadiazolyl, thiadiazolyl, furazanyl, benzofurazanyl, benzothiophenyl, benzothiazolyl, quinazolinyl, quinazolinyl, quinazolinyl, quinazolinyl, quinazolinyl, quinazolinyl, quinazolinyl Can be mentioned.
The degree of polymerization of the repeating unit (III) in the polymer is preferably 10 to 500, and particularly preferably 50 to 200.
The B may have a repeating unit derived from another polymerizable monomer in addition to the repeating unit described above.

このような共重合しうる他の重合性単量体としては、例えば、1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、2−メチル−1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン、1,6−ヘキサジエン、4,5−ジエチル−1,3−オクタジエン、3−ブチル−1,3−オクタジエン、クロロプレン等の共役ジエン類;N−メチルマレイミド、N−フェニルマレイミド等のα,β−不飽和カルボン酸イミド類;(メタ)アクリロニトリル等のα,β−不飽和ニトリル類;等が挙げられる。   Examples of such other polymerizable monomers that can be copolymerized include 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, and 2-methyl-1. Conjugated dienes such as 1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, 1,6-hexadiene, 4,5-diethyl-1,3-octadiene, 3-butyl-1,3-octadiene, chloroprene; N-methylmaleimide And α, β-unsaturated carboxylic imides such as N-phenylmaleimide; α, β-unsaturated nitriles such as (meth) acrylonitrile; and the like.

(n1及びn2)
上記A部の1又は2個が、Yを介してB部と結合している。また、B−Y(A)n1の2〜16個、好ましくは4〜8個が、Bを介してXと結合している。
(N1 and n2)
One or two of the A parts are bonded to the B part via Y. In addition, 2 to 16, preferably 4 to 8 of BY (A) n1 are bonded to X via B.

(Y)
Yは、A部とB部を連結する基であり、活性ハロゲン原子を有することができる構造の官能基を表す。
ここで、「活性ハロゲン原子を有することができる構造を有する官能基」とは、ハロゲン原子が結合したとするならば、そのハロゲン原子は活性ハロゲン原子となるような構造を有する反応性を有する原子団をいう。
(Y)
Y is a group linking the A part and the B part, and represents a functional group having a structure capable of having an active halogen atom.
Here, the “functional group having a structure capable of having an active halogen atom” means a reactive atom having a structure in which, if a halogen atom is bonded, the halogen atom becomes an active halogen atom. A group.

本発明の多分岐ポリマーにおいては、前記Yの活性ハロゲン原子を有することができる構造の官能基が、下記の式(V)、(VI)又は(VII)のいずれかであるのが好ましい。   In the multi-branched polymer of the present invention, the functional group having a structure capable of having an active halogen atom of Y is preferably any of the following formulas (V), (VI), or (VII).

Figure 0005481229
Figure 0005481229

式(V)中、Tは2価の電子吸引性基を表し、R20は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数7〜12のアラルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数1〜10のエステル基又は炭素数1〜10のアシル基を表し、R21は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数7〜12のアラルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数1〜10のエステル基又は炭素数1〜10のアシル基を表す。
式中、*はB部との結合位置を、**はA部との結合位置を示す。式(V)、(VI)及び(VII)において、活性ハロゲン原子を有することができる位置とは**の付された炭素原子であり、言い換えれば、このことは、B部と結合する前のYの**の炭素原子に活性ハロゲン原子が結合していたことを意味する。
In formula (V), T represents a divalent electron-withdrawing group, R 20 represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, or 6 to 6 carbon atoms. 10 represents an aryl group, an ester group having 1 to 10 carbon atoms, or an acyl group having 1 to 10 carbon atoms, R 21 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, An aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an ester group having 1 to 10 carbon atoms, or an acyl group having 1 to 10 carbon atoms is represented.
In the formula, * indicates a binding position with the B part, and ** indicates a binding position with the A part. In the formulas (V), (VI) and (VII), the position which can have an active halogen atom is a carbon atom to which ** is attached, in other words, this is the same as before bonding with the B part. It means that an active halogen atom was bonded to the carbon atom of ** of Y.

前記式(VI)中、R22は、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数7〜12のアラルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数1〜10のエステル基又は炭素数1〜10のアシル基を表し、R23は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数7〜12のアラルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数1〜10のエステル基又は炭素数1〜10のアシル基を表す。
前記式(VII)中、R24は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数7〜12のアラルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数1〜10のエステル基又は炭素数1〜10のアシル基を表し、R25は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数7〜12のアラルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数1〜10のエステル基又は炭素数1〜10のアシル基を表す。R26は水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数7〜12のアラルキル基、炭素数6〜10のアリール基、炭素数1〜10のエステル基又は炭素数1〜10のアシル基を表す。
20、R21、R22、R23、R24及びR25において、ハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子などが挙げられる。
炭素数1〜6のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基などが挙げられる。
炭素数7〜12のアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。
炭素数6〜10のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アズレニル基、インデニル基、インダニル基、テトラリニル基等が挙げられる。
炭素数1〜10のエステル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−プロポキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基;シクロプロピルオキシカルボニル基、シクロペンチルオキシカルボニル基等のシクロアルキルオキシカルボニル基;フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等のアリールオキシカルボニル基等の挙げることができ、
炭素数1〜10のアシル基としては、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、へプタノイル基、オクタノイル基、アクリロイル基、ベンゾイル基等が挙げられる。
In the formula (VI), R 22 is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 1 to 10 carbon atoms. Represents an ester group or an acyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 23 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, and a carbon number. A 1-10 ester group or a C1-C10 acyl group is represented.
In the formula (VII), R 24 is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or an ester having 1 to 10 carbon atoms. R 25 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, or 1 carbon atom. Represents an ester group having 10 to 10 carbon atoms or an acyl group having 1 to 10 carbon atoms. R26 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an ester group having 1 to 10 carbon atoms, or an acyl group having 1 to 10 carbon atoms. Represent.
In R 20 , R 21 , R 22 , R 23 , R 24 and R 25 , examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom and a bromine atom.
Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, and n-hexyl group. It is done.
Examples of the aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms include benzyl group and phenethyl group.
Examples of the aryl group having 6 to 10 carbon atoms include a phenyl group, a naphthyl group, an azulenyl group, an indenyl group, an indanyl group, and a tetralinyl group.
Examples of the ester group having 1 to 10 carbon atoms include alkoxycarbonyl groups such as methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group and n-propoxycarbonyl group; cycloalkyloxycarbonyl groups such as cyclopropyloxycarbonyl group and cyclopentyloxycarbonyl group; phenyloxy Aryloxycarbonyl groups such as carbonyl group and naphthyloxycarbonyl group can be mentioned,
Examples of the acyl group having 1 to 10 carbon atoms include formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, pentanoyl group, hexanoyl group, heptanoyl group, octanoyl group, acryloyl group and benzoyl group.

前記式(V)中のTとしては、式(t11)又は(t21)で表される基が好ましく、式(t11)で表される基がさらに好ましい。   As T in the formula (V), a group represented by the formula (t11) or (t21) is preferable, and a group represented by the formula (t11) is more preferable.

Figure 0005481229
Figure 0005481229

上記式(t11)中、Z11は、酸素原子、硫黄原子、又はNr71(r71は、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していてもよいフェニル基、炭素数1〜10のアルキルカルボニル基、置換基を有していてもよいフェニルカルボニル基、炭素数1〜10のアルキルスルホニル基もしくは置換基を有していてもよいフェニルスルホニル基を表す。)で表される基を表す。
ここで、炭素数1〜6のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基などが挙げられる。
炭素数1〜10のアルキルカルボニル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、へプタノイル基、オクタノイル基等が挙げられる。
炭素数1〜10のアルキルスルホニル基としては、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、イソプロピルスルホニル基、n−ブチルスルホニル基、s−ブチルスルホニル基、イソブチルスルホニル基、t−ブチルスルホニル基、n−ヘキシルスルホニル基等が挙げられる。
置換基を有してもよいフェニル基、置換基を有していてもよいフェニルカルボニル基及び置換基を有していてもよいフェニルスルホニル基の置換基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;メチル基、エチル基、n−プロピル基、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基等の炭化水素基;アセチル基、ベンゾイル基等のアシル基;メトキシ基、フェノキシ基等の炭化水素オキシ基;メチルチオ基等のアルキルチオ基;メチルスルフィニル基等のアルキルスルフィニル基;メチルスルホニル基等のアルキルスルホニル基等が挙げられる。
In the above formula (t11), Z 11 is an oxygen atom, a sulfur atom, or Nr 71 (r 71 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an optionally substituted phenyl group, carbon And an alkylcarbonyl group having 1 to 10 carbon atoms, an optionally substituted phenylcarbonyl group, an alkylsulfonyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an optionally substituted phenylsulfonyl group. Represents a group.
Here, as a C1-C6 alkyl group, a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-hexyl group Etc.
Examples of the alkylcarbonyl group having 1 to 10 carbon atoms include acetyl group, propionyl group, butyryl group, pentanoyl group, hexanoyl group, heptanoyl group, octanoyl group and the like.
Examples of the alkylsulfonyl group having 1 to 10 carbon atoms include methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group, isopropylsulfonyl group, n-butylsulfonyl group, s-butylsulfonyl group, isobutylsulfonyl group, t-butylsulfonyl group, and n-hexylsulfonyl group. Groups and the like.
As the substituent of the phenyl group which may have a substituent, the phenylcarbonyl group which may have a substituent and the phenylsulfonyl group which may have a substituent, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom Halogen atoms such as methyl groups, ethyl groups, n-propyl groups, phenyl groups, naphthyl groups, benzyl groups, etc .; acyl groups such as acetyl groups, benzoyl groups; hydrocarbon oxys such as methoxy groups, phenoxy groups, etc. Group; alkylthio group such as methylthio group; alkylsulfinyl group such as methylsulfinyl group; alkylsulfonyl group such as methylsulfonyl group; and the like.

(多分岐ポリマーの例)
本発明の多分岐ポリマーを例示すると以下のものが挙げられる。
(Example of multi-branched polymer)
Examples of the multibranched polymer of the present invention include the following.

Figure 0005481229
Figure 0005481229

Figure 0005481229
Figure 0005481229

Figure 0005481229
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式中、A、B、Y、n1は前記と同じ定義であり、d1〜d4は、各々独立して任意の自然数を表す。
特に、本発明の多分岐ポリマーとしては、下記式(VIII)で表されるものが好ましい。
In the formula, A, B, Y, and n1 have the same definition as described above, and d1 to d4 each independently represent an arbitrary natural number.
In particular, as the multibranched polymer of the present invention, those represented by the following formula (VIII) are preferable.

Figure 0005481229
Figure 0005481229

式中、Zは(CH)q又はp−フェニレン基を表し、qは0〜3の整数を表し、各Rは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数6〜10のアリール基、ハロゲン原子又は炭素数1〜6のアルコキシル基を表し、各n3は、それぞれ独立して0〜3のいずれかの整数を表し、各n4は、それぞれ独立して1〜3のいずれかの整数を表す。
ここで、(CH)qとしては、単結合、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基が挙げられる。
炭素数1〜6のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。
炭素数1〜6のアルコキシル基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、s−ブトキシ基、イソブトキシ基、t−ブトキシ基等が挙げられる。
置換基を有していてもよい炭素数6〜10のアリール基としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;メチル基、エチル基、n−プロピル基、フェニル基、ナフチル基、ベンジル基等の炭化水素基;アセチル基、ベンゾイル基等のアシル基;メトキシ基、フェノキシ基等の炭化水素オキシ基;メチルチオ基等のアルキルチオ基;メチルスルフィニル基等のアルキルスルフィニル基;メチルスルホニル基等のアルキルスルホニル基等により置換されていてもよいフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
In the formula, Z represents (CH 2 ) q or a p-phenylene group, q represents an integer of 0 to 3, and each R independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a substituent. An aryl group having 6 to 10 carbon atoms which may have a group, a halogen atom or an alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms, each n3 independently represents an integer of 0 to 3; Each n4 independently represents any integer of 1 to 3.
Here, examples of (CH 2 ) q include a single bond, a methylene group, an ethylene group, and a trimethylene group.
Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, isobutyl group, and t-butyl group.
Examples of the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms include methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, s-butoxy group, isobutoxy group, t-butoxy group and the like.
Examples of the aryl group having 6 to 10 carbon atoms which may have a substituent include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom and bromine atom; methyl group, ethyl group, n-propyl group, phenyl group, naphthyl group, Hydrocarbon groups such as benzyl groups; acyl groups such as acetyl groups and benzoyl groups; hydrocarbon oxy groups such as methoxy groups and phenoxy groups; alkylthio groups such as methylthio groups; alkylsulfinyl groups such as methylsulfinyl groups; And phenyl group, naphthyl group and the like, which may be substituted by alkylsulfonyl group and the like.

本発明の多分岐ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、10,000〜2,000,000、好ましくは50,000〜1,000,000の範囲であり、本発明の多分岐ポリマーは分子量が制御されたポリマーである。   The weight average molecular weight (Mw) of the multibranched polymer of the present invention is in the range of 10,000 to 2,000,000, preferably 50,000 to 1,000,000. The multibranched polymer of the present invention has a molecular weight. A controlled polymer.

(多分岐ポリマーの製造方法)
本発明の多分岐ポリマーの製造方法は、国際公開WO2006/016665パンフレットに記載された方法と同様に製造することができるが、簡単に記載すると以下の通りである。
式:X[B−Y]n2で表される化合物と、重合性不飽和結合を有する化合物とを、リビングラジカル重合条件下で重合させる。
(Method for producing multi-branched polymer)
Although the manufacturing method of the multibranched polymer of this invention can be manufactured similarly to the method described in international publication WO2006 / 016665 pamphlet, it will be as follows when it describes briefly.
A compound represented by the formula: X [B-Y] n2 and a compound having a polymerizable unsaturated bond are polymerized under living radical polymerization conditions.

前記式:X’[B’−Y’]n2’中、B’、X’及びn2’は、各々、前記式X〔B−Y(A)n1n2中のX、B及びn2と同様である。
Y’は、下記に示す式(VIII)、式(IX)又は式(X)で表される官能基を表す。
In the formula: X ′ [B′-Y ′] n2 ′ , B ′, X ′ and n2 ′ are the same as X, B and n2 in the formula X [BY (A) n1 ] n2 respectively. It is.
Y ′ represents a functional group represented by the following formula (VIII), formula (IX) or formula (X).

Figure 0005481229
Figure 0005481229

上記式(VIII)中、Tは前記式(V)のTと同様であり、R210、R211は、それぞれ式(V)のR20、R21と同様である。
は、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子を表す。
前記式(IX)中、R212、R213は、前記式(VI)のR22、R23と同様である。
は前記Gと同様のハロゲン原子を表す。
前記式(X)中、R214、R215は、前記式(VII)のR24、R25と同様である。
は前記Gと同様のハロゲン原子を表す。
In the formula (VIII), T 1 is the same as T in the formula (V), and R 210 and R 211 are the same as R 20 and R 21 in the formula (V), respectively.
G 1 represents a halogen atom such as a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom.
In the formula (IX), R 212 and R 213 are the same as R 22 and R 23 in the formula (VI).
G 2 is a halogen atom the same as the G 1.
In the formula (X), R 214 and R 215 are the same as R 24 and R 25 in the formula (VII).
G 3 represents the same halogen atom as G 1 .

前記式:X’[B’−Y’]n2で表される化合物と、重合性不飽和結合を有する化合物との重合方法としては、前記式(VII)で表される化合物と、重合性不飽和結合を有する化合物、所望により共重合可能な他の単量体及び反応溶媒を含むモノマー液を、一括であるいは反応途中で反応容器に仕込み、窒素やアルゴン等不活性ガス雰囲気下で必要に応じ加熱、市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイド等)を用いて重合を行うラジカル重合法;前記式:X’[B’−Y’]n2で表される化合物と、重合性不飽和結合を有する化合物、所望により共重合可能な他の単量体及び反応溶媒を含むモノマー液を、一括であるいは反応途中で反応容器に仕込み、窒素やアルゴン等不活性ガス雰囲気で、攪拌しながら、アニオン重合開始剤を滴下して重合を行うアニオン重合法;及びリビングラジカル重合法等が挙げられ、狭分散で、分子量が制御された多分岐ポリマーが効率よく得られる点で、リビングラジカル重合法が好ましい。 As a polymerization method of the compound represented by the formula: X ′ [B′-Y ′] n2 and the compound having a polymerizable unsaturated bond, the compound represented by the formula (VII), A monomer solution containing a compound having a saturated bond, other monomers that can be copolymerized as required, and a reaction solvent is charged in a reaction vessel in a batch or in the course of reaction, and under an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon as required. Heat, radical polymerization method in which polymerization is performed using a commercially available radical initiator (azo initiator, peroxide, etc.); the compound represented by the formula: X ′ [B′-Y ′] n2 ; A monomer solution containing a compound having a saturated bond, other monomers that can be copolymerized if desired, and a reaction solvent is charged into a reaction vessel all at once or during the reaction, and stirred in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. , Anionic polymerization initiator Anionic polymerization performed dropping the polymerization; and the living radical polymerization method and the like, in a narrow dispersion, in that the hyperbranched polymer molecular weight is controlled can be efficiently obtained, a living radical polymerization method is preferred.

前記式:X’[B’−Y’]n2で表される化合物と、前記重合性不飽和結合を有する化合物とをリビングラジカル重合条件下で重合させる方法としては、
(A)前記式:X’[B’−Y’]n2で表される化合物を重合開始剤とし、遷移金属錯体を触媒として重合反応を行うリビングラジカル重合法や、(B)安定ラジカル系開始剤を用いるリビングラジカル重合法、等が挙げられる。なかでも、より効率よく目的とする多分岐ポリマーを得ることができる観点から、(A)のリビングラジカル重合法が好ましい。
As a method of polymerizing the compound represented by the formula: X ′ [B′-Y ′] n2 and the compound having a polymerizable unsaturated bond under living radical polymerization conditions,
(A) Living radical polymerization method in which the compound represented by the formula: X ′ [B′-Y ′] n2 is used as a polymerization initiator and a transition metal complex is used as a catalyst to perform a polymerization reaction, or (B) stable radical system initiation And living radical polymerization using an agent. Among these, the living radical polymerization method (A) is preferable from the viewpoint of obtaining the target multi-branched polymer more efficiently.

リビングラジカル重合法によりアーム部を形成する方法としては、
(1)一種のリビングラジカル重合性不飽和結合を有する化合物を用いて、単独重合体からなるアーム部を形成する方法、
(2)複数のリビングラジカル重合性不飽和結合を有する化合物を反応系に同時に添加して、ランダム共重合体からなるアーム部を形成する方法、
(3)複数のリビングラジカル重合性不飽和結合を有する化合物を反応系へ逐次的に添加して、ブロック共重合体からなるアーム部を形成する方法、
(4)複数のリビングラジカル重合性不飽和結合を有する化合物の組成比を経時的に変化させて、グラジエント共重合体からなるアーム部を形成する方法、
等が挙げられる。
As a method of forming the arm portion by the living radical polymerization method,
(1) A method of forming an arm portion composed of a homopolymer using a compound having a kind of living radical polymerizable unsaturated bond,
(2) A method in which a compound having a plurality of living radical polymerizable unsaturated bonds is simultaneously added to the reaction system to form an arm portion made of a random copolymer,
(3) A method in which a compound having a plurality of living radically polymerizable unsaturated bonds is sequentially added to a reaction system to form an arm portion composed of a block copolymer,
(4) A method of changing the composition ratio of a compound having a plurality of living radical polymerizable unsaturated bonds over time to form an arm portion made of a gradient copolymer,
Etc.

なかでも、より狭分散の多分岐ポリマーを得ることができることから、(3)のブロック単位で結合したブロック共重合体からなるアーム部を形成する方法が好ましい。この方法によれば、分子内に官能基を有する化合物を重合する場合においても、リビングアニオン重合法のように官能基を保護する必要がなく有利である。   Of these, the narrowly dispersed multi-branched polymer can be obtained, and therefore, the method (3) of forming an arm portion composed of a block copolymer bonded in block units is preferred. According to this method, even when a compound having a functional group in the molecule is polymerized, it is not necessary to protect the functional group as in the living anion polymerization method, which is advantageous.

(架橋剤)
本発明の架橋剤は、多分岐ポリマーのヒドロキシル基と反応性である少なくとも2つの官能基を有する。たとえば、メチロールおよび/またはメチロールエーテル基を含有するアミノプラスト、ポリイソシアネートなどが挙げられる。
(Crosslinking agent)
The crosslinker of the present invention has at least two functional groups that are reactive with the hydroxyl groups of the hyperbranched polymer. Examples thereof include aminoplasts and polyisocyanates containing methylol and / or methylol ether groups.

アミノプラストは、アルデヒドとアミンまたはアミドとの反応から得られるものであり、メラミン、ウレア、ベンゾグアナミンなどが挙げられ、メチロールおよび/またはメチロールエーテル基を含有するアミノプラストは、1〜4個の炭素原子を含むアルコールなどでエーテル化されて得られる。   Aminoplasts are obtained from the reaction of aldehydes with amines or amides, and include melamine, urea, benzoguanamine, etc., and aminoplasts containing methylol and / or methylol ether groups are 1-4 carbon atoms. It is obtained by etherification with an alcohol containing

ポリイソシアネートは、脂肪族または芳香族ポリイソシアネート、あるいはそれらの混合物でもよい。
例えば、1,4−テトラメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネートなどの直鎖脂肪族イソシアネート;イソホロンジイソシアネート、4,4’−メチレン−ビス−シクロヘキシルイソシアネートなどの脂環式ジイソシアネート;p−フェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−4,4’−ジイソシアネート、2,4−又は2,6−トルエンジイソシアネート、ナフチレン−1,5−ジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート;トリフェニルメタン−4,4’,4’’−トリイソシアネート、1,2,4−ベンゼントリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルイソシアネートなどのより高分子のポリイソシアネートなどが挙げられる。また、ジイソシアネートのビウレットおよびイソシアヌレート(例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート、ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット、およびイソホロンジイソシアネートのイソシアヌレート)(それらの混合物を含む)も使用できる。
The polyisocyanate may be an aliphatic or aromatic polyisocyanate, or a mixture thereof.
For example, linear aliphatic isocyanates such as 1,4-tetramethylene diisocyanate and 1,6-hexamethylene diisocyanate; alicyclic diisocyanates such as isophorone diisocyanate and 4,4′-methylene-bis-cyclohexyl isocyanate; p-phenylene diisocyanate , Aromatic diisocyanates such as diphenylmethane-4,4′-diisocyanate, 2,4- or 2,6-toluene diisocyanate, naphthylene-1,5-diisocyanate; triphenylmethane-4,4 ′, 4 ″ -triisocyanate Higher molecular weight polyisocyanates such as 1,2,4-benzene triisocyanate and polymethylene polyphenyl isocyanate. Diisocyanate biurets and isocyanurates (eg, isocyanurates of hexamethylene diisocyanate, biurets of hexamethylene diisocyanate, and isocyanurates of isophorone diisocyanate), including mixtures thereof, can also be used.

イソシアネートプレポリマー、例えば、ポリイソシアネートと、ポリオール(例えばネオペンチルグリコールおよびトリメチロールプロパン)またはポリマーポリオール(例えば、ポリカプロラクトンジオールおよびトリオール)との反応生成物もまた使用され得る。   Reaction products of isocyanate prepolymers such as polyisocyanates with polyols such as neopentyl glycol and trimethylol propane or polymer polyols such as polycaprolactone diol and triol can also be used.

(触媒)
多分岐ポリマーのヒドロキシル基とポリイソシアネート架橋剤との反応には、酸、塩基、各種金属化合物などの触媒を用いることができる。
例えば、リン酸ジメチル、リン酸ジ・n−ブチル、o−フェニルソーダ、オレイン酸カリウム、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラミン、N−メチルモルホリン、N−メチルモルホリン、N−メチルピペラジン、N,N’−ジメチルピペラジン、N,N’−ジメチルベンジルアミン、N,N’−ジメチルドデシルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチル−1,3−ジアミノブタン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン、オクトエ酸スズ、ジブチルスズジラウレート、ジオクチルスズジラウレート、ジオクチルスズジアセテート、ジオクチルスズバーサテート、ジブチルスズオキサイト、ジオクチルスズオキサイト、ジオクチルスズジクロライド、塩化トリn−ブチルスズ、テトラn−ブチルスズ、トリメチルスズヒドロキシド、チタン酸2−エチルヘキシル、2−エチルヘキソエート鉄、ナフテン酸マンガン、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸銅、ナフテン酸鉛、ナフテン酸ニッケル、ナフテン酸コバルト、塩化鉄、塩化スズ、アンチモントリクロリド、硝酸ビスマス、オクチル酸スズ、ビスマストリス(2−エチルヘキサノエート)。
(catalyst)
For the reaction between the hydroxyl group of the multi-branched polymer and the polyisocyanate crosslinking agent, a catalyst such as an acid, a base, or various metal compounds can be used.
For example, dimethyl phosphate, di-n-butyl phosphate, o-phenyl soda, potassium oleate, triethylamine, triethylenediamine, hexamethylenetetramine, N-methylmorpholine, N-methylmorpholine, N-methylpiperazine, N, N '-Dimethylpiperazine, N, N'-dimethylbenzylamine, N, N'-dimethyldodecylamine, N, N, N', N'-tetramethylethylenediamine, N, N, N ', N'-tetramethyl- 1,3-diaminobutane, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undec-7-ene, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] non-5-ene, tin octoate, dibutyltin dilaurate, Dioctyltin dilaurate, dioctyltin diacetate, dioctyltin versatate, dibutyltin oxa Ito, dioctyltin oxide, dioctyltin dichloride, tri-n-butyltin chloride, tetra-n-butyltin, trimethyltin hydroxide, 2-ethylhexyl titanate, 2-ethylhexoate iron, manganese naphthenate, zinc naphthenate, naphthene Copper acid, lead naphthenate, nickel naphthenate, cobalt naphthenate, iron chloride, tin chloride, antimony trichloride, bismuth nitrate, tin octylate, bismuth tris (2-ethylhexanoate).

(網目状ポリマーの製造)
多分岐ポリマーと架橋剤とを、溶媒中で、多分岐ポリマー中のヒドロキシル基対架橋剤中の反応性官能基の当量比が、1:0.5〜2、好ましくは、1:0.8〜1.2の範囲で反応させる。
反応の温度は、10〜140℃、好ましくは20〜70℃である。
使用溶媒としては、特に制限されないが、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素類;シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロオクタン等の脂環族炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジオキサン1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、ビス(2−エトキシエチル)エーテル、1,2−ビス(2−メトキシエトキシ)エタン等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等のエステル類;γ−ブチルラクトン、γ−バレロラクトン等のラクトン類;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等のアミド類;ジメチルスルホキシド、スルホラン、1,3−プロパンスルホン、1,4−ブタンスルホン等のスルホキシド類;アセトニトリル、プロピオンニトリル等のニトリル類が挙げられる。
これらの溶媒は1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
(Manufacture of mesh polymer)
The equivalent ratio of the hydroxyl group in the multi-branched polymer to the reactive functional group in the cross-linking agent in the solvent is from 1: 0.5 to 2, preferably 1: 0.8. The reaction is carried out in the range of -1.2.
The temperature of the reaction is 10 to 140 ° C, preferably 20 to 70 ° C.
Although it does not restrict | limit especially as a use solvent, For example, Aromatic hydrocarbons, such as benzene, toluene, xylene; Aliphatic hydrocarbons, such as hexane, heptane, and octane; Alicyclic groups, such as cyclopentane, cyclohexane, and cyclooctane Hydrocarbons; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone; tetrahydrofuran, dioxane 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether, bis (2-ethoxyethyl) ether, Ethers such as 1,2-bis (2-methoxyethoxy) ethane; esters such as ethyl acetate, butyl acetate, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate; γ- Lactones such as til lactone and γ-valerolactone; Amides such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone; Examples thereof include sulfoxides such as sulfoxide, sulfolane, 1,3-propanesulfone and 1,4-butanesulfone; and nitriles such as acetonitrile and propiononitrile.
These solvents can be used alone or in combination of two or more.

2.高分子ゲル電解質
本発明の高分子ゲル電解質は、式:X〔B−Y(A)n1n2で表される多分岐ポリマーと架橋剤とを反応して得られる網目状ポリマー、およびそれに担持された電解液を含有することを特徴とする。
2. Polymer Gel Electrolyte The polymer gel electrolyte of the present invention comprises a network polymer obtained by reacting a multi-branched polymer represented by the formula: X [BY (A) n1 ] n2 and a crosslinking agent, and a support thereof It is characterized by containing the electrolyte solution made.

本発明の網目状ポリマーは高分子ゲル電解質の製造原料として有用である。すなわち、架橋反応によって得られた本発明の網目状ポリマーに電解液を吸収・担持させることにより高分子ゲル電解質組成物が得られる。   The network polymer of the present invention is useful as a raw material for producing a polymer gel electrolyte. That is, the polymer gel electrolyte composition is obtained by absorbing and supporting the electrolytic solution on the network polymer of the present invention obtained by the crosslinking reaction.

上記、高分子ゲル電解質組成物は、シート状、膜状、フィルム状等の形状のものが好ましい。高分子ゲル電解質シートを製造する場合には、網目状ポリマーをシート状、膜状、フィルム状等の形状に加工した後、電解液を吸収・担持させて高分子ゲル電解質組成物シートとするのが好ましく、この場合、加工面の自由度が広がり、応用上の大きな利点となる。   The polymer gel electrolyte composition is preferably in the form of a sheet, film or film. When producing a polymer gel electrolyte sheet, after processing the network polymer into a sheet shape, a film shape, a film shape, etc., the electrolyte solution is absorbed and supported to obtain a polymer gel electrolyte composition sheet. In this case, the degree of freedom of the processed surface is widened, which is a great advantage in application.

前記ポリマーシートの作成には、キャリアー上に網目状ポリマーの塗膜を形成させることによってシート状にすることができる。架橋反応によって得られた網目状ポリマー溶液を塗工し有機溶剤を揮発させる工程を経てシート状の網目状ポリマーを得る。   The polymer sheet can be formed into a sheet by forming a network polymer film on a carrier. A sheet-like network polymer is obtained through a step of coating the network polymer solution obtained by the crosslinking reaction and volatilizing the organic solvent.

用いるキャリアーとしては、網目状ポリマー溶液を塗工できるものであれば、材質、大きさ、形状等は特に制約されない。なかでも、はく離紙、ポリオレフィン、ポリエステル基材等のはく離フィルム、シリコン製フィルム、ポリテトラフルオロエチレン製等の耐薬品性、耐熱性及び剥離性に優れるものが望ましい。   As the carrier to be used, the material, size, shape and the like are not particularly limited as long as the network polymer solution can be applied. Among them, those having excellent chemical resistance, heat resistance and peelability, such as release paper, release films such as polyolefin and polyester base materials, silicon films, and polytetrafluoroethylene are desirable.

網目状ポリマー溶液をキャリアー上に塗布する方法は、特に制限されず、公知の塗布方法が採用できる。例えば、網目状ポリマー溶液をキャリアー上に注ぐ方法、ロールコーター法、グラビアコーター、ナイフコーター、キスコーター、スクリーンコーティング法、ドクターブレード法、バーコーティング法、カーテンコーター法、スピンコート法、ディップ法、キャスト法、スプレー塗工法、押出コーター等の各種コーティング手段が挙げられる。   The method for coating the network polymer solution on the carrier is not particularly limited, and a known coating method can be employed. For example, a method of pouring a network polymer solution onto a carrier, roll coater method, gravure coater, knife coater, kiss coater, screen coating method, doctor blade method, bar coating method, curtain coater method, spin coating method, dip method, casting method And various coating means such as spray coating and extrusion coater.

網目状ポリマー溶液の固形分濃度は特に限定はされないが、具体的には、0.5〜30重量%の範囲を好ましく例示することができる。0.5重量%未満では濃度が希薄すぎて、また、30重量%より多い場合にも膜厚を制御することができなくなる。   The solid content concentration of the network polymer solution is not particularly limited, but specifically, a range of 0.5 to 30% by weight can be preferably exemplified. If it is less than 0.5% by weight, the concentration is too dilute, and if it is more than 30% by weight, the film thickness cannot be controlled.

キャスト又は塗布後、溶媒を常圧又は減圧留去、加熱乾燥等の方法で除去するが、少なくとも溶媒を含んだ状態で加熱処理する工程を含むことが好ましい。該工程以外の前処理又は後処理工程として、減圧留去、加熱乾燥等の工程がさらに含まれていてもよい。
加熱する温度は特に制限されないが、使用する溶剤の沸点もしくはポリマーのガラス転移点温度付近又はそれ以上が好ましい。
After casting or coating, the solvent is removed by a method such as distillation under normal or reduced pressure, heat drying, etc., but it is preferable to include a step of heat treatment in a state containing at least the solvent. As pre-processing or post-processing steps other than this step, steps such as distillation under reduced pressure and heat drying may be further included.
The temperature for heating is not particularly limited, but is preferably near the boiling point of the solvent used or the glass transition temperature of the polymer or higher.

得られるシート状の網目状ポリマーは、正極、負極及びゲル電解質層を有するゲル電解質電池のゲル電解質層として好適に用いることができる。すなわち正極と負極との間に、網目状ポリマーを挟み電解液を注液する。もしくは、あらかじめ網目状ポリマーに電解液を吸収・担持させた高分子ゲル電解質を正極と負極との間に挟むことで、高分子ゲル電解質電池を得ることができる。   The obtained sheet-like network polymer can be suitably used as a gel electrolyte layer of a gel electrolyte battery having a positive electrode, a negative electrode, and a gel electrolyte layer. That is, an electrolytic solution is injected with a network polymer sandwiched between the positive electrode and the negative electrode. Alternatively, a polymer gel electrolyte battery can be obtained by sandwiching a polymer gel electrolyte in which an electrolytic solution is previously absorbed and supported by a network polymer between the positive electrode and the negative electrode.

ゲル電解質電池には高分子ゲル電解質と併用してセパレータを用いることができる。セパレータにはポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン製微多孔膜やポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維、ガラス繊維からなる不織布等を用いることができる。
当該ポリマーシートに電解液を吸収・担持させる方法には特に制限なく、正極と負極間に挟んで電池素子を形成させたのちに電解液を注液する方法、もしくはポリマーシート上に電解液をキャストする方法、電解液中への含浸、電解液をポリマーシート上にスプレー塗工する等の方法等が挙げられる。
In the gel electrolyte battery, a separator can be used in combination with the polymer gel electrolyte. The separator can be a microporous membrane made of polyolefin such as polyethylene or polypropylene, or a nonwoven fabric made of polyolefin fiber, polyester fiber, or glass fiber.
There is no particular limitation on the method of absorbing and supporting the electrolyte solution on the polymer sheet, a method of injecting the electrolyte solution after forming a battery element sandwiched between the positive electrode and the negative electrode, or casting the electrolyte solution on the polymer sheet And a method such as impregnation in an electrolytic solution, spray coating of the electrolytic solution on a polymer sheet, and the like.

本発明の高分子ゲル電解質に用いる網目状ポリマーとしては、多分岐ポリマー中の前記Aは、前記繰り返し単位(I)と、繰り返し(II)との重量比が、30/70〜60/40の範囲であり、GPC−MALLSによる網目状ポリマーの重量平均分子量は10,0000〜2,000,000のものが好ましい。
網目状ポリマーは、分子量が制御され、狭分散で、分子間架橋構造を有するものであることが好ましい。このような高分子固体電解質は良好な電解液保持性と高いイオン伝導度、そして高いゲル膜強度を有する。
As a network polymer used for the polymer gel electrolyte of the present invention, the A in the multi-branched polymer has a weight ratio of the repeating unit (I) to the repeating (II) of 30/70 to 60/40. The weight average molecular weight of the network polymer by GPC-MALLS is preferably 10,000 to 2,000,000.
The network polymer preferably has a molecular weight controlled, is narrowly dispersed, and has an intermolecular cross-linked structure. Such a polymer solid electrolyte has good electrolytic solution retention, high ionic conductivity, and high gel membrane strength.

網目状ポリマーシートに吸収・担持させる電解液としては、極性有機溶媒に電解質塩を溶解したものが好適に用いられる。
使用する有機溶媒はリチウム二次電池に一般用いられている炭素数10以下の極性有機溶媒であれば特に限定はしない。
例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、ビス(2−エトキシエチル)エーテル、1,2−ビス(2−メトキシエトキシ)エタン、γ−ブチルラクトン、γ−バレロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、スルホキシド:スルホラン、1,3−プロパンスルホン、1,4−ブタンスルホン、アセトニトリル、プロピオンニトリル等を挙げることができる。
これらの極性有機溶媒は単独で用いても、2種類以上混合してもよい。
As the electrolytic solution to be absorbed and supported by the network polymer sheet, a solution obtained by dissolving an electrolyte salt in a polar organic solvent is preferably used.
The organic solvent to be used is not particularly limited as long as it is a polar organic solvent having 10 or less carbon atoms generally used in lithium secondary batteries.
For example, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether, bis (2-ethoxy Ethyl) ether, 1,2-bis (2-methoxyethoxy) ethane, γ-butyllactone, γ-valerolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, sulfoxide: sulfolane 1,3-propanesulfone, 1,4-butanesulfone, acetonitrile, propiononitrile and the like.
These polar organic solvents may be used alone or in combination of two or more.

前記の有機溶媒に溶解させる電解質塩としては、特に制約されず、電荷でキャリアーとしたいイオンを含んだ電解質を用いればよいが、上記極性有機溶媒中での解離定数が大きいことが望ましく、アルカリ金属塩、(CHNBF等の4級アンモニウム塩、(CHPBF等の4級ホスホニウム塩、AgClO等の遷移金属塩あるいは塩酸、過塩素酸、ホウフッ化水素酸等のプロトン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、アルカリ金属塩、4級アンモニウム塩、4級ホスホニウム塩又は遷移金属塩の使用がより好ましく、アルカリ金属塩がさらに好ましい。 The electrolyte salt to be dissolved in the organic solvent is not particularly limited, and an electrolyte containing ions that are desired to be carriers by charge may be used. It is desirable that the dissociation constant in the polar organic solvent is large, and alkali metal Salts, quaternary ammonium salts such as (CH 3 ) 4 NBF 6 , quaternary phosphonium salts such as (CH 3 ) 4 PBF 6 , transition metal salts such as AgClO 4, hydrochloric acid, perchloric acid, borohydrofluoric acid, etc. At least one selected from the group consisting of protic acids is preferred, the use of alkali metal salts, quaternary ammonium salts, quaternary phosphonium salts or transition metal salts is more preferred, and alkali metal salts are more preferred.

アルカリ金属塩の具体例としては、LiCFSO、LiN(SOCF、LiC(SOCF、LiC(CH)(SOCF、LiCH(SOCF、LiCH(SOCF)、LiCSO、LiN(SO、LiN(SOCF)、LiB(SOCF、LiBC、LiPF、LiSbF、LiClO、LiCl、LiI、LiBF、LiSCN、LiAsF、NaCFSO、NaPF、NaClO、NaI、NaBF、NaAsF、KCFSO、KPF、KI、LiCFCO、NaClO、NaSCN、KBF、KPF、Mg(ClO、Mg(BF等が挙げられ、これら電解質塩は1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、リチウム塩が特に好ましい。
また、これらは混合して用いても構わない。溶解する電解質塩の濃度としては、通常0.1モル/L〜3モル/L、特に0.5モル/L〜1.5モル/Lの範囲が好ましい。
Specific examples of the alkali metal salt include LiCF 3 SO 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiC (CH 3 ) (SO 2 CF 3 ) 2 , LiCH (SO 2 CF 3) 2, LiCH 2 (SO 2 CF 3), LiC 2 F 5 SO 3, LiN (SO 2 C 2 F 5) 2, LiN (SO 2 CF 3), LiB (SO 2 CF 3) 2, LiBC 4 O 8, LiPF 6, LiSbF 6 , LiClO 4, LiCl, LiI, LiBF 4, LiSCN, LiAsF 6, NaCF 3 SO 3, NaPF 6, NaClO 4, NaI, NaBF 4, NaAsF 6, KCF 3 SO 3, KPF 6 , KI, LiCF 3 CO 3 , NaClO 3 , NaSCN, KBF 4 , KPF 6 , Mg (ClO 4 ) 2 Mg (BF 4 ) 2 and the like. These electrolyte salts can be used alone or in combination of two or more. Among these, lithium salts are particularly preferable.
These may be used in combination. The concentration of the electrolyte salt to be dissolved is preferably in the range of usually 0.1 mol / L to 3 mol / L, particularly 0.5 mol / L to 1.5 mol / L.

また、本発明の高分子ゲル電解質は、自立膜が形成できる程度の優れた機械強度を有し、−20〜60℃の広い温度範囲にわたり優れたイオン伝導度を有する。本発明の高分子ゲル電解質の−20〜60℃でのイオン伝導度は、通常、1.0×10−2(S/cm)〜1.0×10−4(S/cm)である。 In addition, the polymer gel electrolyte of the present invention has excellent mechanical strength to such an extent that a self-supporting film can be formed, and has excellent ionic conductivity over a wide temperature range of -20 to 60 ° C. The ionic conductivity of the polymer gel electrolyte of the present invention at −20 to 60 ° C. is usually 1.0 × 10 −2 (S / cm) to 1.0 × 10 −4 (S / cm).

本発明の高分子ゲル電解質を電池に使用する場合は、例えば、網目状ポリマーシートを電極間に組み込み電解液を注液する方法;電極上に先に網目状ポリマーシートと電解液を、ロールコーター法、カーテンコーター法、スピンコート法、ディップ法、キャスト法等の各種手段により電極上にて前記高分子ゲル電解質を成膜し、さらに、もう一方の電極を配置する方法;網目状ポリマーに電解液を吸収・担持させた高分子ゲル電解質作成した後に電極間に挟むこと等により製造することができる。   When the polymer gel electrolyte of the present invention is used for a battery, for example, a method in which a reticulated polymer sheet is inserted between electrodes and an electrolytic solution is injected; a reticulated polymer sheet and an electrolytic solution are first placed on the electrode, and a roll coater is used. The polymer gel electrolyte is formed on the electrode by various means such as a method, a curtain coater method, a spin coat method, a dip method, or a cast method, and the other electrode is disposed; It can be produced by preparing a polymer gel electrolyte that absorbs and carries a liquid and then sandwiching it between electrodes.

本発明の高分子固体電解質を使用する電池は、耐電圧が4.2V以上、好ましくは4.5V以上である。室温又は高温において単に4.5V耐電圧性を有するだけでなく、同時に高い導電性を示し、充放電試験において良好な特性が保持される実用性の高い電池である。具体的には、30℃でイオン導電率:10−3S/cm以上、好ましくは10℃で導電率:10−3S/cm以上のイオン導電率を有する。耐電圧は、+5V安定性試験によって測定することができる。 The battery using the solid polymer electrolyte of the present invention has a withstand voltage of 4.2 V or higher, preferably 4.5 V or higher. It is a battery with high practicality that not only has a voltage resistance of 4.5 V at room temperature or high temperature, but also exhibits high conductivity and maintains good characteristics in charge / discharge tests. Specifically, the ion conductivity at 30 ℃: 10 -3 S / cm or more, preferably the conductivity at 10 ° C.: having 10 -3 S / cm or more ionic conductivity. The withstand voltage can be measured by a + 5V stability test.

本発明の高分子ゲル電解質を使用する電池は、重量エネルギー密度が100Wh/kg以上、好ましくは150Wh/kg以上、又は体積容量エネルギー密度が350Wh/kg以上、好ましくは370Wh/kg以上のエネルギー密度を有し、該エネルギー密度を有する高分子ゲル電解質からなる、高エネルギー密度を有する高分子ゲル電解質電池である。   The battery using the polymer gel electrolyte of the present invention has an energy density of 100 Wh / kg or more, preferably 150 Wh / kg or more, or a volumetric energy density of 350 Wh / kg or more, preferably 370 Wh / kg or more. A polymer gel electrolyte battery having a high energy density, comprising a polymer gel electrolyte having the energy density.

得られる高分子ゲル電解質を使用する電池は、例えば、ノートパソコン、携帯電話、コードレスフォン機、電子手帳、電卓、液晶テレビ、電気シェーバー、電動工具、電子翻訳機、音声入力器、メモリーカード、バックアップ電源、ラジオ、ヘッドホンステレオ、ナビゲーションシステム等の機器用の電源や、冷蔵庫、エアコン、テレビ、温水器、オーブン電子レンジ、食器洗い器、洗濯機、ゲーム機器、照明機器、玩具、センサー機器、アクティブICカード、RF−ICタグ、医療機器、自動車、電動カート、ロボット、衛星用電力システム、電力貯蔵システム等の電力供給源として使用することができる。   Batteries using the polymer gel electrolyte obtained are, for example, notebook computers, mobile phones, cordless phone machines, electronic notebooks, calculators, LCD TVs, electric shavers, electric tools, electronic translators, voice input devices, memory cards, backups. Power supply for power supply, radio, headphone stereo, navigation system, etc., refrigerator, air conditioner, TV, water heater, microwave oven, dishwasher, washing machine, game machine, lighting device, toy, sensor device, active IC card , RF-IC tags, medical devices, automobiles, electric carts, robots, satellite power systems, power storage systems, and the like.

以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明の範囲は実施例に限定されるものではない。なお、分子量分布の分析は、GPC−MALLS(ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー多角度光散乱検出法)により行った。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail using an Example, the scope of the present invention is not limited to an Example. The molecular weight distribution was analyzed by GPC-MALLS (gel permeation chromatography multi-angle light scattering detection method).

I 多分岐ポリマーの合成
(合成例1)
1 マクロ開始剤の合成
窒素置換した5000mL四つ口フラスコに、脱水テトラヒドロフラン(以下、THFと略す)290g、脱水トルエン 2675g、DPE−(m−OTHP)2:(1,1-bis[3-(tetrahydropyran-2-yloxy)methyl phenyl]ethylene)) 28.8g(70mmol)を加えて撹拌下反応系を−40℃に保持した。反応系にn−ブチルリチウム/ヘキサン1.6mol/L溶液 28.7g(70mmol)を加え、30分間撹拌した。その後、反応系にスチレン 483.5g(4642mmol)を加えて重合を行った。滴下が終了して40分後にサンプリングを行い、ガスクロマトグラフィーにより重合完結を確認した。この反応系内に脱水THF 100mLに溶解させた1,1,2,2tetrakis(4-ethoxycarbonylphenyl)ethane 4.1g(6.6mmol)を添加し、30分反応を継続した後、メタノールを112g加えて反応を停止させた。反応液に35%塩酸を37g仕込み、50℃で3時間反応させることにより、脱THP化を行った。NMR分析により、THP基が外れたことを確認後、重合液に対して10%の水と60%の酢酸エチルを加え、分液した。重合液に対して再度10%の水を加えて、水洗した。有機層を約50%ポリマー溶液になるまで濃縮後、トルエンを700g加え、再度濃縮し、約800gまで濃縮した。その中に、脱水THF 1000g、トリエチルアミン 50mlを加えて、撹拌下反応系を10℃に冷却後、ブロモイソブチリルブロミド 43.3g(188mmol)を加え、滴下終了後、室温に戻して一晩撹拌を行った。ろ過によりTEA臭酸塩を除去後、THF 800g、メタノール 1400gを仕込み、一晩静置した。抜き出した下層を大量のメタノール中に投じてポリマーを析出させ、ろ過・洗浄した。真空下50℃で5時間乾燥させることにより、白色粉末状のポリマー462gを得た。
このポリマー溶液をGPCにより分析したところ、分子量Mn=46300、分散度Mw/Mn=1.03の単峰性ポリマーであった。また、GPC−MALLSで測定したところ、重量平均分子量Mw=91300であった。
I Synthesis of multi-branched polymer (Synthesis Example 1)
1 Synthesis of Macroinitiator In a nitrogen-substituted 5000 mL four-necked flask, 290 g of dehydrated tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as THF), 2675 g of dehydrated toluene, DPE- (m-OTHP) 2: (1,1-bis [3- ( tetrahydropyran-2-yloxy) methyl phenyl] ethylene)) 28.8 g (70 mmol) was added and the reaction system was kept at -40 ° C. with stirring. To the reaction system, 28.7 g (70 mmol) of a n-butyllithium / hexane 1.6 mol / L solution was added and stirred for 30 minutes. Thereafter, 483.5 g (4642 mmol) of styrene was added to the reaction system for polymerization. Sampling was performed 40 minutes after the completion of the dropping, and the completion of polymerization was confirmed by gas chromatography. To this reaction system, 4.1 g (6.6 mmol) of 1,1,2,2tetrakis (4-ethoxycarbonylphenyl) ethane dissolved in 100 mL of dehydrated THF was added, and the reaction was continued for 30 minutes. Then, 112 g of methanol was added. The reaction was stopped. The reaction solution was charged with 37 g of 35% hydrochloric acid and reacted at 50 ° C. for 3 hours to remove THP. After confirming that the THP group was removed by NMR analysis, 10% water and 60% ethyl acetate were added to the polymerization solution, followed by liquid separation. 10% of water was again added to the polymerization solution and washed with water. The organic layer was concentrated to an about 50% polymer solution, 700 g of toluene was added, the mixture was concentrated again, and concentrated to about 800 g. Into this, 1000 g of dehydrated THF and 50 ml of triethylamine were added, and the reaction system was cooled to 10 ° C. with stirring. Then, 43.3 g (188 mmol) of bromoisobutyryl bromide was added, and after dropping, the mixture was returned to room temperature and stirred overnight. Went. After removing the TEA bromoacid salt by filtration, 800 g of THF and 1400 g of methanol were charged and allowed to stand overnight. The extracted lower layer was poured into a large amount of methanol to precipitate a polymer, which was filtered and washed. By drying at 50 ° C. for 5 hours under vacuum, 462 g of a white powdery polymer was obtained.
When this polymer solution was analyzed by GPC, it was a unimodal polymer having a molecular weight Mn = 46300 and a dispersity Mw / Mn = 1.03. Moreover, it was weight average molecular weight Mw = 91300 when measured by GPC-MALLS.

2 スター型ポリマーの合成
5Lフラスコに、先に合成したマクロ開始剤 264g(3mmol)、ブレンマーPME−1000(日油社製) 573g(0.51mol)、ヒドロキシエチルメタクリレート 43g(0.33mol)、トルエン 2640gを仕込み、均一に溶解した。脱気し、窒素置換操作を3回繰り返した後、ジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム 4.6g(4.8mmol)を加えた。あらかじめ80℃に加温しておいたバスにフラスコを入れた後、トリエチルアミン 3.6g(19mmol)を加え、270分間熟成した。室温に冷却後、反応液をカラムにかけ、金属錯体と未反応モノマーを除去した。溶媒を留去後、50℃で24時間真空乾燥することにより、黄色粘性物550gを得た。このポリマーをGPC−MALLSで測定したところ、重量平均分子量Mw=173400であった。また、NMRより、PEO含有量は44%であった。
2 Synthesis of Star Polymer In a 5 L flask, 264 g (3 mmol) of the previously synthesized macro initiator, Blemmer PME-1000 (manufactured by NOF Corporation), 573 g (0.51 mol), 43 g (0.33 mol) of hydroxyethyl methacrylate, toluene 2640 g was charged and dissolved uniformly. After degassing and repeating the nitrogen substitution operation three times, 4.6 g (4.8 mmol) of dichlorotris (triphenylphosphine) ruthenium was added. After placing the flask in a bath preheated to 80 ° C., 3.6 g (19 mmol) of triethylamine was added and aged for 270 minutes. After cooling to room temperature, the reaction solution was applied to a column to remove the metal complex and unreacted monomers. The solvent was distilled off, followed by vacuum drying at 50 ° C. for 24 hours to obtain 550 g of a yellow viscous product. When this polymer was measured by GPC-MALLS, it was weight average molecular weight Mw = 173400. Moreover, PEO content was 44% from NMR.

(合成比較例1) リニアーポリマーの合成
1 マクロ開始剤の合成
1Lフラスコに、ブレンマーPME−1000 90g(81mmol)、ヒドロキシエチルメタクリレート 10g(77mmol)、トルエン 300gを仕込み、均一に溶解した。脱気し、窒素置換操作を3回繰り返した後、ジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム 0.48g(0.5mmol)、2,2−ジクロロアセトフェノン 0.19g(1mmol)を加えた。あらかじめ80℃に加温しておいたバスにフラスコを入れた後、ジブチルアミン 0.26g(2mmol)を加え、45時間熟成した。室温に冷却後、反応液をカラムにかけ、金属錯体と未反応モノマーを除去した。溶媒を留去後、50℃で24時間真空乾燥することにより、緑色粘性物59gを得た。このポリマーをGPC−MALLSで測定したところ、重量平均分子量Mw=154500であった。
(Synthesis Comparative Example 1) Synthesis of Linear Polymer 1 Synthesis of Macro Initiator In a 1 L flask, 90 g (81 mmol) of Bremer PME-1000, 10 g (77 mmol) of hydroxyethyl methacrylate and 300 g of toluene were charged and dissolved uniformly. After deaeration and repeating the nitrogen substitution operation three times, 0.48 g (0.5 mmol) of dichlorotris (triphenylphosphine) ruthenium and 0.19 g (1 mmol) of 2,2-dichloroacetophenone were added. The flask was placed in a bath preheated to 80 ° C., 0.26 g (2 mmol) of dibutylamine was added, and the mixture was aged for 45 hours. After cooling to room temperature, the reaction solution was applied to a column to remove the metal complex and unreacted monomers. The solvent was distilled off, followed by vacuum drying at 50 ° C. for 24 hours to obtain 59 g of a green viscous product. When this polymer was measured by GPC-MALLS, it was weight average molecular weight Mw = 154500.

2 リニア型ポリマーの合成
500mLフラスコに、先に合成したマクロ開始剤 28g(0.19mmol)、スチレン 84g(806mol)、トルエン 112gを仕込み、均一に溶解した。脱気し、窒素置換操作を3回繰り返した後、ジクロロトリス(トリフェニルホスフィン)ルテニウム 0.1g(0.1mmol)を加えた。あらかじめ100℃に加温しておいたバスにフラスコを入れた後、ジブチルアミン 0.05g(0.4mmol)を加え、28時間熟成した。室温に冷却後、反応液をカラムにかけ、金属錯体と未反応モノマーを除去した。溶媒を留去後、THFで希釈し、大量の冷ヘキサンで再沈した。室温で24時間真空乾燥することにより、白色ポリマー41gを得た。このポリマーをGPC−MALLSで測定したところ、重量平均分子量Mw=344900であった。また、NMRより、PEO含有量は54%であった。
2 Synthesis of linear polymer In a 500 mL flask, 28 g (0.19 mmol) of the previously synthesized macroinitiator, 84 g (806 mol) of styrene, and 112 g of toluene were charged and dissolved uniformly. After degassing and repeating the nitrogen substitution operation three times, 0.1 g (0.1 mmol) of dichlorotris (triphenylphosphine) ruthenium was added. After placing the flask in a bath preheated to 100 ° C., 0.05 g (0.4 mmol) of dibutylamine was added and aged for 28 hours. After cooling to room temperature, the reaction solution was applied to a column to remove the metal complex and unreacted monomers. After distilling off the solvent, it was diluted with THF and reprecipitated with a large amount of cold hexane. By vacuum-drying at room temperature for 24 hours, 41 g of a white polymer was obtained. When this polymer was measured by GPC-MALLS, it was weight average molecular weight Mw = 344900. Moreover, PEO content was 54% from NMR.

II 網目状ポリマー膜の作製
(実施例1)
合成例1において得られたPEO含有量42wt%のスター型ポリマーを、固形分濃度が10wt%になるようにDMC(ジメトキシカルボネート)に溶解させ均一な溶液を調製した。次に、この溶液20mlに、3官能脂肪族架橋剤デュラネート(登録商標)(ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット体;品名24A100(旭化成ケミカルズ)、NCO:23.4wt%)175mg(スター型ポリマーが有する水酸基に対して当量分)添加し、さらに触媒としてジブチルスズジラウレート0.6mgを添加した。
得られたポリマー架橋溶液をポリテトラフルオロチレン製のシート基材上にキャストし、70℃で1時間、続けて100℃で3時間の加熱真空乾燥により、膜厚100〜200μmのポリマー組成物(1)を調製した。
II Production of reticulated polymer film (Example 1)
A uniform polymer solution was prepared by dissolving the star polymer having a PEO content of 42 wt% obtained in Synthesis Example 1 in DMC (dimethoxy carbonate) so that the solid content concentration was 10 wt%. Next, to 20 ml of this solution was added 175 mg of trifunctional aliphatic crosslinking agent Duranate (registered trademark) (biuret of hexamethylene diisocyanate; product name 24A100 (Asahi Kasei Chemicals), NCO: 23.4 wt%) to the hydroxyl group of the star polymer. Equivalent amount), and 0.6 mg of dibutyltin dilaurate was further added as a catalyst.
The obtained polymer cross-linking solution was cast on a sheet substrate made of polytetrafluoroethylene and heated and vacuum dried at 70 ° C. for 1 hour and then at 100 ° C. for 3 hours to obtain a polymer composition having a film thickness of 100 to 200 μm ( 1) was prepared.

(実施例2)
合成例1で得たPEO含有量42wt%のスター型ポリマー20mlに対し、架橋剤としてヘキサメチレンジイソシアネート(2官能脂肪族架橋剤)81mg、ジブチルスズジラウレート0.6mgを用いて上記と同様の調製を行うことでポリマー組成物(2)を得た。
(Example 2)
The same preparation as described above is performed on 20 ml of the star polymer having a PEO content of 42 wt% obtained in Synthesis Example 1 using 81 mg of hexamethylene diisocyanate (bifunctional aliphatic crosslinking agent) and 0.6 mg of dibutyltin dilaurate as the crosslinking agent. As a result, a polymer composition (2) was obtained.

(実施例3)
PEO含有量42wt%のスター型ポリマー20mlに対し、架橋剤としてトリレンジイソシアネート(2官能芳香族架橋剤)85mgを用いて上記と同様の調製を行うことでポリマー組成物(3)を得た。触媒としてジブチルスズジラウレートは使用しなかった。
(Example 3)
A polymer composition (3) was obtained by preparing in the same manner as described above using 85 mg of tolylene diisocyanate (bifunctional aromatic crosslinking agent) as a crosslinking agent for 20 ml of a star-type polymer having a PEO content of 42 wt%. Dibutyltin dilaurate was not used as a catalyst.

(比較例)
合成比較例1で得たPEO含有量39wt%のリニア型ポリマーについて、上記実施例と同様に固形分濃度が10wt%ポリマーDMC溶液を調製した。この溶液20mlに、架橋剤としてトリレンジイソシアネート66mgを用いて同様の調製を行い、架橋型ポリマーを得た。触媒としてジブチルスズジラウレートは使用しなかった。
得られたポリマー架橋溶液をポリテトラフルオロチレン製のシート基材上にキャストし、70℃で1時間、続けて100℃で3時間の加熱真空乾燥により、膜厚100〜200μmのポリマー電解質組成物(4)を調製した。
(Comparative example)
With respect to the linear polymer having a PEO content of 39 wt% obtained in Synthesis Comparative Example 1, a polymer DMC solution having a solid content concentration of 10 wt% was prepared in the same manner as in the above example. The same preparation was performed on 20 ml of this solution using 66 mg of tolylene diisocyanate as a crosslinking agent to obtain a crosslinked polymer. Dibutyltin dilaurate was not used as a catalyst.
The obtained polymer cross-linking solution was cast on a sheet substrate made of polytetrafluoroethylene, and heated and dried under vacuum at 70 ° C. for 1 hour and then at 100 ° C. for 3 hours to form a polymer electrolyte composition having a film thickness of 100 to 200 μm. (4) was prepared.

III ポリマーゲル電解質膜の作製
(実施例4)
アルゴン雰囲気下において、上記ポリマー組成物(1)、(2)、(3)をシート基材よりはがし、それぞれ電解液中に浸漬させることで、ポリマー膜は電解液を担持し目的とするポリマーゲル電解質膜(1)、(2)、(3)を得た。電解液としては、エチレンカーボネート:ジエチレンカーボネート=1:1(容量比)の非水溶媒にLiPFが1mol/L濃度のものを使用した。
ポリマーゲル電解質膜(1)の重量は、電解液浸漬前に対しゲル膜形成時は3.6倍に増え、このときポリマーと担持する電解液の組成比は28:72(重量比)であった。
ポリマーゲル電解質膜(2)の重量は、電解液浸漬前に対しゲル膜形成時は5.0倍に増え、このときポリマーと担持する電解液の組成比は20:80(重量比)であった。
ポリマーゲル電解質膜(3)の重量は、電解液浸漬前に対しゲル膜形成時は3.3倍に増え、このときポリマーと担持する電解液の組成比は31:69(重量比)であった。
III Preparation of polymer gel electrolyte membrane (Example 4)
In an argon atmosphere, the polymer composition (1), (2), (3) is peeled off from the sheet base material and immersed in the electrolyte solution, so that the polymer film carries the electrolyte solution and the intended polymer gel. Electrolyte membranes (1), (2) and (3) were obtained. As the electrolytic solution, a nonaqueous solvent of ethylene carbonate: diethylene carbonate = 1: 1 (volume ratio) having a LiPF 6 concentration of 1 mol / L was used.
The weight of the polymer gel electrolyte membrane (1) was increased by 3.6 times when the gel membrane was formed compared to before the electrolyte was immersed, and the composition ratio of the polymer to the electrolyte supported at this time was 28:72 (weight ratio). It was.
The weight of the polymer gel electrolyte membrane (2) was increased by 5.0 times when the gel membrane was formed compared to before immersion in the electrolyte solution. At this time, the composition ratio of the polymer and the electrolyte solution carried was 20:80 (weight ratio). It was.
The weight of the polymer gel electrolyte membrane (3) was increased by 3.3 times when the gel membrane was formed before the electrolyte immersion, and the composition ratio of the polymer to the electrolyte supported at this time was 31:69 (weight ratio). It was.

得られたポリマーゲル電解質は、いずれも自立膜として使用可能であり、以下のポリマーゲル物性評価を行うことができた。   Any of the obtained polymer gel electrolytes can be used as a self-supporting membrane, and the following polymer gel physical property evaluation was possible.

(比較例2)
アルゴン雰囲気下において、上記ポリマー電解質組成物(4)をシート基材よりはがし、電解液中に浸漬させたところ、電解液を担持し自立膜として使用可能なゲル膜は得られなかった。
(Comparative Example 2)
When the polymer electrolyte composition (4) was peeled off from the sheet substrate and immersed in the electrolytic solution in an argon atmosphere, a gel film that supported the electrolytic solution and could be used as a self-supporting film was not obtained.

(比較例3)
アルゴン雰囲気下、MMA(メタクリル酸メチル):EDMA(エチレングリコールジメタクリレート):AIBN(アゾビスイソブチロニトリル):電解液=25.4:1.3:0.5:72.8(wt%:wt%)の割合で混ぜ、参考文献に従い、均一プレゲルポリマー溶液を調整した。2枚のガラス板の間に、スペーサーとしてシリコン板(500μm)を挟み、その間にプレゲルポリマー液を加えた。密閉瓶中にプレポリマー液を含むガラス板(シャーレ)を入れて栓をし、オーブンにて80℃で1時間加熱を行うことでPMMAゲル電解質膜を得た。
PMMAゲル電解質膜は自立膜として使用可能であり、以下のポリマーゲル物性評価を行うことができた。
(参考文献: S. Kuwabata and M. Tomiyori, Journal of The Electrochemical Society, 149 (8) A988-A994 (2002))
(Comparative Example 3)
Under an argon atmosphere, MMA (methyl methacrylate): EDMA (ethylene glycol dimethacrylate): AIBN (azobisisobutyronitrile): electrolytic solution = 25.4: 1.3: 0.5: 72.8 (wt%) : Wt%), and a uniform pregel polymer solution was prepared according to the reference. A silicon plate (500 μm) was sandwiched between the two glass plates as a spacer, and the pregel polymer solution was added between them. A PMMA gel electrolyte membrane was obtained by putting a glass plate (petri dish) containing a prepolymer solution in a sealed bottle, plugging it, and heating in an oven at 80 ° C. for 1 hour.
The PMMA gel electrolyte membrane can be used as a self-supporting membrane, and the following polymer gel physical property evaluation could be performed.
(Reference: S. Kuwabata and M. Tomiyori, Journal of The Electrochemical Society, 149 (8) A988-A994 (2002))

(ポリマーゲル電解質の物性評価)
得られたポリマーゲル電解質の体積膨潤率、イオン導電率、膜強度、そして電気的安定性の測定を行った。以下に試験方法を記す。
1)体積膨潤率
試験片としてポリマーゲル電解質組成物を2cm各にくり貫いたものを用いた。電解液に浸漬させる前のポリマーゲル電解質組成物と、電解液に浸漬させ形成したポリマーゲル電解質の縦・横サイズ(X,Y)と面積をデジタルマイクロスコープ(VHX−900,(株)キーエンス製)により読み取り、サイズ変化率、面積変化率を算出した。膜厚方向(Z)のサイズ変化は膜厚計にて計測した。
得られたサイズと面積から体積を算出し、電解液浸漬前後での体積変化から体積膨潤率を算出した。
結果を表1にゲル組成とともに示す。
(Evaluation of physical properties of polymer gel electrolyte)
The volume swelling rate, ionic conductivity, film strength, and electrical stability of the obtained polymer gel electrolyte were measured. The test method is described below.
1) Volume swell ratio As a test piece, a polymer gel electrolyte composition cut into 2 cm pieces was used. The polymer gel electrolyte composition before being immersed in the electrolytic solution and the vertical and horizontal sizes (X, Y) and area of the polymer gel electrolyte formed by being immersed in the electrolytic solution are digital microscopes (VHX-900, manufactured by Keyence Corporation) ) And the size change rate and the area change rate were calculated. The size change in the film thickness direction (Z) was measured with a film thickness meter.
The volume was calculated from the obtained size and area, and the volume swelling ratio was calculated from the volume change before and after immersion in the electrolyte.
The results are shown in Table 1 together with the gel composition.

Figure 0005481229
Figure 0005481229

ポリマーゲル電解質膜(1)は、浸漬前と比べ、サイズとして1.5倍すべての方向に等しく、すなわち等方的に膨潤した。面積として2.2倍、体積として3.3倍膨潤した。
また、ポリマーゲル電解質膜(2)、(3)についても等方的に膨潤し、それぞれ、体積として3.9倍、2.9倍膨潤した。
The polymer gel electrolyte membrane (1) was equally swelled in all directions, that is, 1.5 times the size as compared with that before the immersion. Swelled 2.2 times as area and 3.3 times as volume.
In addition, the polymer gel electrolyte membranes (2) and (3) were also swelled isotropically, and swelled 3.9 times and 2.9 times in volume, respectively.

2)イオン導電率
ポリマーゲル電解質を直径1cmφの白金電極で挟み、周波数100〜10MHzの範囲でインピーダンスアナライザー(Solartron−1260型、(株)東陽テクニカ)を用いて複素インピーダンス解析によりイオン導電率を測定した。結果をゲル組成とともに表.2に、イオン導電率のグラフを図1に示す。
2) Ionic conductivity The polymer gel electrolyte is sandwiched between platinum electrodes with a diameter of 1 cm and the ionic conductivity is measured by complex impedance analysis using an impedance analyzer (Solartron-1260 type, Toyo Technica Co., Ltd.) in the frequency range of 100 to 10 MHz. did. The results are shown together with the gel composition. 2 shows a graph of ionic conductivity in FIG.

Figure 0005481229
Figure 0005481229

図1の結果からわかるとおり、いずれも比較例のPMMAと比べて良好なイオン導電率を示した。ゲル電解質膜の導電率は担持する電解液量に依存し、特に、電解液担持量の多いポリマーゲル電解質膜(2)が高いイオン導電率を示した。さらに図1からは−20℃の低温においてもポリマーゲル電解質は、イオン導電率10−3S/cmを超える良好な値を示した。 As can be seen from the results in FIG. 1, all showed better ionic conductivity than the PMMA of the comparative example. The conductivity of the gel electrolyte membrane depends on the amount of the electrolyte solution to be supported. In particular, the polymer gel electrolyte membrane (2) having a large amount of electrolyte solution showed a high ionic conductivity. Furthermore, from FIG. 1, the polymer gel electrolyte showed a good value exceeding the ion conductivity of 10 −3 S / cm even at a low temperature of −20 ° C.

3) 膜強度
ポリマーゲルから引張り試験片(10mm×30mm、膜厚200μm)を作成し、25℃における20mm/minの速度にて卓上形精密万能試験機(オートグラフAGS−J、(株)島津製作所)を用いて引張り試験を行った。膜強度測定結果には、試験片が破断した破断応力を用い、表3に示す。
表3の結果からわかるとおり、いずれも比較例のPMMAと比べて優れた膜強度を示した。ゲル電解質膜の導電率は担持する電解液量に依存し、特に、電解液担持量が適当量のポリマーゲル電解質膜(1)が高い膜強度を示した。
3) Film strength Tensile test pieces (10 mm x 30 mm, film thickness 200 µm) were made from polymer gel, and a desktop precision universal testing machine (Autograph AGS-J, Shimadzu Corporation) at a speed of 20 mm / min at 25 ° C. Tensile test was performed using a manufacturing plant. The film strength measurement results are shown in Table 3 using the breaking stress at which the test piece broke.
As can be seen from the results in Table 3, all films showed superior film strength as compared with the PMMA of the comparative example. The conductivity of the gel electrolyte membrane depends on the amount of the electrolyte solution to be supported, and in particular, the polymer gel electrolyte membrane (1) having an appropriate amount of electrolyte solution showed high membrane strength.

Figure 0005481229
Figure 0005481229

4)電気的安定性試験
白金を作用極、リチウム金属を対極・参照極として、ポリマーゲル電解質を挟み試験セルを作成した。
この試験セルの自然電位(開回路電圧)が安定した後、自然電位をスタートとし、25℃にて+4.5V〜+2V(vs.Li/Li+)の範囲でサイクリックボルタンメトリー測定(CV測定)をオートマチック ポラリゼーションシステム(HSV−110、北斗電工(株))を用いて行った。スイープ速度:1.0mV/secで行い、CV曲線を得た。特に、ポリマーゲル電解質膜(1)、(2) については、副反応にともなう電流値の上昇は観察されず、良好な電気的安定性を示した。
4) Electrical stability test A test cell was prepared with a polymer gel electrolyte sandwiched between platinum as a working electrode and lithium metal as a counter electrode / reference electrode.
After the natural potential (open circuit voltage) of the test cell is stabilized, the natural potential is started, and cyclic voltammetry measurement (CV measurement) is performed in the range of +4.5 V to +2 V (vs. Li / Li +) at 25 ° C. An automatic polarization system (HSV-110, Hokuto Denko Co., Ltd.) was used. The sweep speed was 1.0 mV / sec, and a CV curve was obtained. In particular, for the polymer gel electrolyte membranes (1) and (2), no increase in current value due to side reaction was observed, and good electrical stability was exhibited.

Claims (3)

次式:X〔B−Y(A)n1n2
(式中、Aは、式(I)
Figure 0005481229
(式中、R、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、RとRは結合して環を形成してもよい。R4a及びR4bはそれぞれ独立して、水素原子またはメチル基を表し、Rは、水素原子、炭素数1〜10の炭化水素基、炭素数1〜10のアシル基または炭素数3〜20のトリ置換シリル基を表し、mは1〜100のいずれかの整数を表し、mが2以上のとき、R4a同士及びR4b同士は、同一であっても異なっていてもよい。)で表わされる繰り返し単位、及び、式(II)
Figure 0005481229
(式中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、RとRは結合して環を形成してもよく、Rは、水素原子;炭素数1〜10の炭化水素基;水酸基;炭素数1〜10の炭化水素オキシ基;カルボキシル基;酸無水物基;アミノ基;エステル基;又は、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、酸無水物基、及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する有機基を表し、Rは、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、酸無水物基及びアミノ基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する有機基を表す。)で表わされる繰り返し単位を含むランダム共重合体を表し、
Bは式(III)
Figure 0005481229
(式中、R10、R11及びR12は、それぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜10の炭化水素基を表し、R13はアリール基またはヘテロアリール基を表す。)で表わされる繰り返し単位を含む重合体を表す。
XはBと3以上の結合手を有する有機基を表し、Yは活性ハロゲン原子を有することができる構造の官能基を表す。
n1は1又は2を、n2は2〜16のいずれかの整数を表す。)
で表される多分岐ポリマーと架橋剤とを反応して得られる網目状ポリマー及び電解液を含有することを特徴とする高分子ゲル電解質
The following formula: X [B-Y (A) n1 ] n2
Wherein A is the formula (I)
Figure 0005481229
(Wherein R 1 , R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 1 and R 3 may combine to form a ring. R 4a and R 4b each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and R 5 represents a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, an acyl group having 1 to 10 carbon atoms, or 3 to 3 carbon atoms. 20 represents a tri-substituted silyl group, m represents an integer of 1 to 100, and when m is 2 or more, R 4a and R 4b may be the same or different. A repeating unit represented by formula (II)
Figure 0005481229
(Wherein, R 6 and R 8 each independently represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, R 6 and R 8 may form a ring, R 7 Is a hydrogen atom; a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms; a hydroxyl group; a hydrocarbon oxy group having 1 to 10 carbon atoms; a carboxyl group; an acid anhydride group; an amino group; an ester group; or a hydroxyl group, a carboxyl group, and an epoxy. Represents an organic group having at least one functional group selected from the group consisting of a group, an acid anhydride group, and an amino group, and R 9 consists of a hydroxyl group, a carboxyl group, an epoxy group, an acid anhydride group, and an amino group Represents an organic group having at least one functional group selected from the group.) Represents a random copolymer comprising a repeating unit represented by:
B is the formula (III)
Figure 0005481229
(Wherein R 10 , R 11 and R 12 each independently represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 13 represents an aryl group or a heteroaryl group). A polymer containing repeating units is represented.
X represents an organic group having three or more bonds with B, and Y represents a functional group having a structure capable of having an active halogen atom.
n1 represents 1 or 2, and n2 represents any integer of 2 to 16. )
A polymer gel electrolyte comprising a network polymer obtained by reacting a multi-branched polymer represented by the formula (I) and a crosslinking agent, and an electrolytic solution .
式(I)で表わされる繰り返し単位における式(IV)で表わされる繰り返し単位部分の、多分岐ポリマー中の含有量が30〜60重量%であることを特徴とする請求項1に記載の高分子ゲル電解質。The polymer according to claim 1, wherein the content of the repeating unit represented by the formula (IV) in the repeating unit represented by the formula (I) in the multi-branched polymer is 30 to 60% by weight. Gel electrolyte.
Figure 0005481229
Figure 0005481229
次式:X〔B−Y(A)n1n2で表される多分岐ポリマーが、式(VIII)
Figure 0005481229
(式中、Zは(CH)q又はp−フェニレン基を表し、qは0〜3の整数を表し、各Rは、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、ハロゲン原子又は炭素数1〜6のアルコキシル基を表し、各n3は、それぞれ独立して0〜3のいずれかの整数を表し、各n4は、それぞれ独立して1〜3のいずれかの整数を表す。
A、B、Y及びn1は請求項1における定義と同じであり、各A、B、Y及びn1は、それぞれ、同一でも相異なっていてもよい。)
で表される化合物である請求項1又は2に記載の高分子ゲル電解質
The multi-branched polymer represented by the following formula: X [B-Y (A) n1 ] n2 has the formula (VIII)
Figure 0005481229
(In the formula, Z represents (CH 2 ) q or a p-phenylene group, q represents an integer of 0 to 3, and each R independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, An aryl group which may have a substituent, a halogen atom, or an alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms, each n3 independently represents an integer of 0 to 3, and each n4 represents Independently represents an integer of 1 to 3.
A, B, Y, and n1 are the same as defined in claim 1, and each A, B, Y, and n1 may be the same or different. )
Polymer gel electrolyte according to claim 1 or 2 in a compound represented by.
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