KR20110090775A - Polymer composition, cross-linked polymer formed therefrom, electrode for fuel cell comprising the polymer, electrolyte membrane for fuel cell comprising the same, and fuel cell having the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A polymer composition is provided to obtain a cross-linked polymer composition with enhanced capability of retaining phosphoric acid at a wide range of temperature and to secure long-term durability and enhanced proton conductivity. CONSTITUTION: A polymer composition comprises: a polymer having a first repeating unit represented by chemical formula 1 and a second repeating unit represented by chemical formula 2, and an oxazine-based monomer. In chemical formula 1, Ar is a substituted or unsubstituted C6-C20 arylene group or a substituted or unsubstituted C3-C20 heteroarylene group and m is a number from 0.01 from 1. In chemical formula 2, R1 is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1-C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1-C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C6-C20 aryl group, a substituted or unsubstituted C6-C20 aryloxy group, a substituted or unsubstituted C3-C20 heteroaryl group, or a substituted or unsubstituted C3-C20 heteroaryloxy group; R2 and R3 are each independently a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted C1-C20 alkyl group, an unsubstituted or substituted C1-C20 alkoxy group, an unsubstituted or substituted C6-C20 aryl group, an unsubstituted or substituted C6-C20 aryloxy group, an unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryl group, or an unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryloxy group, or R2 and R3 may be linked to form a C4-C20 carbocyclic group or a C3-C20 heterocyclic group; and n is a number from 0 to 0.99.

Description

고분자 조성물, 이로부터 형성된 고분자 가교체, 이를 포함하는 연료전지용 전극, 연료전지용 전해질막 및 이를 채용한 연료전지{Polymer composition, Cross-linked polymer formed therefrom, electrode for fuel cell comprising the polymer, electrolyte membrane for fuel cell comprising the same, and fuel cell having the same}Polymer composition, polymer cross-linked body formed therefrom, electrode for fuel cell comprising same, electrolyte membrane for fuel cell, and fuel cell employing the same (Polymer composition, cross-linked polymer formed therefrom, electrode for fuel cell comprising the polymer, electrolyte membrane for fuel cell comprising the same, and fuel cell having the same}

고분자 조성물, 이로부터 형성된 고분자 가교체, 이를 포함하는 연료전지용 전극, 이를 포함하는 연료전지용 전해질막 및 이를 채용한 연료전지에 관한 것이다.The present invention relates to a polymer composition, a polymer crosslinked body formed therefrom, an electrode for a fuel cell including the same, an electrolyte membrane for a fuel cell including the same, and a fuel cell employing the same.

고분자 전해질로서 고분자 전해질막을 사용한 연료전지는, 동작온도가 비교적 저온인 동시에 소형화가 가능하기 때문에, 전기 자동차나 가정용 분산 발전시스템의 전원으로서 기대되고 있다. 고분자 전해질막 연료전지에 사용되는 고분자 전해질막으로서는, 나피온(등록상표)으로 대표되는 퍼플루오로카본술폰산계 폴리머막이 사용되고 있다.Fuel cells using polymer electrolyte membranes as polymer electrolytes are expected to be used as power sources for electric vehicles and household distributed power generation systems because of their relatively low operating temperatures and miniaturization. Polymer Electrolyte Membrane A perfluorocarbon sulfonic acid polymer membrane represented by Nafion (registered trademark) is used as the polymer electrolyte membrane used in the fuel cell.

그러나, 이 타입의 고분자 전해질막이 프로톤 전도를 발현하기 위해서는, 수분이 필요하기 때문에 가습이 필요하다. 또한, 전지 시스템 효율을 높이기 위해서 100℃ 이상의 온도에서의 고온 운전이 요구되지만, 이 온도에서는 전해질막내의 수분이 증발하여 고갈하고, 고체 전해질로서의 기능이 상실되는 문제가 있다.However, in order for this type of polymer electrolyte membrane to express proton conduction, humidification is necessary because water is required. In addition, high temperature operation at a temperature of 100 ° C. or higher is required in order to increase battery system efficiency, but there is a problem in that moisture in the electrolyte membrane is evaporated and depleted, and the function as a solid electrolyte is lost.

이들 종래의 기술에 기인하는 문제를 해결하기 위해, 무가습이면서 100℃ 이상의 고온에서 작동할 수 있는 무가습 전해질막이 개발되어 있다. 무가습 전해질막의 구성 재료로서 인산이 도핑된 폴리벤즈이미다졸 등의 재료가 개시되어 있다.In order to solve the problems caused by these conventional techniques, a non-humidified electrolyte membrane capable of operating at a high temperature of 100 ° C. or more while being humidified has been developed. A material such as polybenzimidazole doped with phosphoric acid is disclosed as a constituent material of a non-humidified electrolyte membrane.

고온(150-200℃)에서 작동시키는 인산형 연료전지에서는, 전해질로서 액체인 인산을 사용하지만, 이 액상의 인산이 전극 내에 다량으로 존재하여 가스 확산을 저해시킨다는 문제점이 발생된다. 그러므로, 전극 촉매에 발수재인 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 혼합하고, 전극 내의 세공이 인산에 의하여 막히는 것을 방지할 수 있는 전극촉매층이 사용되고 있다.In a phosphoric acid fuel cell operating at high temperature (150-200 ° C.), phosphoric acid, which is liquid, is used as an electrolyte, but a problem arises in that the liquid phosphoric acid is present in a large amount in the electrode, thereby inhibiting gas diffusion. Therefore, an electrode catalyst layer capable of mixing polytetrafluoroethylene (PTFE), which is a water repellent material, with the electrode catalyst and preventing the pores in the electrode from being blocked by phosphoric acid is used.

또한, 고온 무가습 전해질인 인산을 유지하는 폴리벤즈이미다졸(PBI)을 전해질막에 사용한 연료전지에서는, 전극과 막 계면의 접촉을 양호하게 하기 위해서, 액상의 인산을 전극에 함침시키는 것이 시도되었고 금속 촉매의 로딩 함량을 높이는 시도가 이루어졌지만, 만족할 만한 특성이 기계적 특성, 화학적 안정성 및 인산 보액능력을 얻기가 어려워 개선의 여지가 많다.In addition, in a fuel cell using polybenzimidazole (PBI), which maintains phosphoric acid, which is a high-temperature, non-humidifying electrolyte, in an electrolyte membrane, impregnation of liquid phosphoric acid in the electrode has been attempted to improve contact between the electrode and the membrane interface. Attempts have been made to increase the loading content of metal catalysts, but there are many room for improvement as satisfactory properties are difficult to obtain in mechanical properties, chemical stability and phosphate retention capacity.

기계적 강도가 향상된 고분자 조성물, 이로부터 형성된 고분자 가교체, 이를 포함하는 연료전지용 전극과 연료전지용 전해질막 및 이들을 채용한 연료전지가 제공된다.A polymer composition having improved mechanical strength, a polymer crosslinked body formed therefrom, an electrode for a fuel cell and an electrolyte membrane for a fuel cell, and a fuel cell employing the same are provided.

본 발명의 한 측면에 따라, 하기 화학식 1의 제1반복단위와 화학식 2의 제2반복단위를 포함하는 고분자와, 옥사진계 모노머를 포함하는 고분자 조성물이 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a polymer composition comprising a first repeating unit of Formula 1 and a second repeating unit of Formula 2, and an oxazine monomer.

[화학식 1] [Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기식중,

Figure pat00002
이고,In the above formula,
Figure pat00002
ego,

Ar은 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴렌기 또는 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴렌기이고,Ar is an unsubstituted or substituted C6-C20 arylene group or an unsubstituted or substituted C3-C20 heteroarylene group,

m은 0.01 내지 1이고,m is 0.01 to 1,

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00003
Figure pat00003

상기식중, R1 및 R3은 서로에 관계없이 수소, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 알킬기, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 알콕시기, 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴기, 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴옥시기, 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴기, 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴옥시기 또는 R2 및 R3은 서로 연결되어 C4-C20 탄소고리 또는 C3-C20 헤테로고리를 형성하고, In the above formula, R 1 And R 3 is independently of each other hydrogen, an unsubstituted or substituted C1-C20 alkyl group, an unsubstituted or substituted C1-C20 alkoxy group, an unsubstituted or substituted C6-C20 aryl group, unsubstituted or substituted C6-C20 aryloxy group, unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryl group, unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryloxy group, or R 2 And R 3 are linked to each other to form a C4-C20 carbon ring or a C3-C20 heterocycle,

n은 0 내지 0.99이다. n is 0 to 0.99.

본 발명의 다른 측면에 따라 상기 고분자 조성물의 가교 반응을 통하여 얻어진 가교체인 고분자 가교체가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a polymer crosslinked product which is a crosslinked product obtained through a crosslinking reaction of the polymer composition.

본 발명의 또 다른 측면에 따라 상술한 고분자 조성물 또는 상술한 고분자 가교체를 포함하는 연료전지용 전해질막이 제공된다.According to another aspect of the invention there is provided an electrolyte membrane for a fuel cell comprising the above-described polymer composition or the above-described polymer crosslinked product.

본 발명의 또 다른 측면에 따라 상술한 고분자 조성물 또는 상술한 고분자 가교체를 포함하는 연료전지용 전극이 제공된다.According to another aspect of the present invention there is provided a fuel cell electrode comprising the above-described polymer composition or the above-described polymer crosslinked product.

본 발명의 또 다른 측면에 따라 캐소드, 애노드 및 이들 사이에 개재된 According to another aspect of the invention the cathode, anode and intervening between them

전해질막을 포함하며, 상기 캐소드, 애노드 및 전해질막중에서 선택된 하나 이상이, 상술한 고분자 조성물 또는 상기 고분자 가교체를 포함하는 연료전지가 제공된다.A fuel cell including an electrolyte membrane and at least one selected from the cathode, the anode, and the electrolyte membrane includes the polymer composition or the polymer crosslinked body described above.

인산의 함유력이 개선되면서 기계적 물성이 우수한 고분자 가교체가 제공된다. 이 화합물을 이용하면 넓은 온도범위에서 인산을 보유하는 능력이 개선되어 장기 내구성이 확보되고, 프로톤 전도도가 향상된 연료전지용 전극과 전해질막을 제작할 수 있다. As the content of phosphoric acid is improved, a polymer crosslinked product having excellent mechanical properties is provided. By using this compound, the ability to retain phosphoric acid over a wide temperature range is improved, thereby ensuring long-term durability and producing electrodes and electrolyte membranes for fuel cells with improved proton conductivity.

도 1은 실시예 1에 따라 제조된 고분자 가교체의 IR 스펙트럼을 나타낸 것이고,
도 2는 제작예 1 및 비교제작예 1에 따른 연료전지에 있어서, 온도에 따른 전도도 변화를 나타낸 것이고,
도 3은 제작예 1에 따른 연료전지에 있어서, 전류밀도에 따른 전압 변화를 나타낸 것이다.
1 shows an IR spectrum of a polymer crosslinked product prepared according to Example 1,
2 shows a change in conductivity according to temperature in a fuel cell according to Preparation Example 1 and Comparative Preparation Example 1,
3 illustrates a voltage change according to current density in the fuel cell according to Preparation Example 1. FIG.

하기 화학식 1의 제1반복단위와 화학식 2로 표시되는 제2반복단위를 포함하는 고분자와, 옥사진계 모노머를 포함하는 고분자 조성물 및 이 조성물의 가교 반응을 통하여 얻어진 가교체인 고분자 가교체가 제공된다. Provided is a polymer comprising a polymer comprising a first repeating unit represented by Formula 1 and a second repeating unit represented by Formula 2, a polymer composition comprising an oxazine monomer, and a crosslinked product obtained through a crosslinking reaction of the composition.

[화학식 1] [Formula 1]

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 화학식1중,In Formula 1,

Figure pat00005
이고,
Figure pat00005
ego,

Ar은 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴렌기 또는 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴렌기이고,Ar is an unsubstituted or substituted C6-C20 arylene group or an unsubstituted or substituted C3-C20 heteroarylene group,

m은 0.01 내지 1이고,m is 0.01 to 1,

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00006
Figure pat00006

상기 화학식2중 R1, R2는 서로에 관계없이 수소, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 알킬기, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 알콕시기, 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴기, 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴옥시기, 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴기, 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴옥시기 또는 R2 내지 R3은 서로 연결되어 C4-C20 탄소고리 또는 C3-C20 헤테로고리를 형성하고, R 1 and R 2 in Formula 2 are each independently a hydrogen, an unsubstituted or substituted C1-C20 alkyl group, an unsubstituted or substituted C1-C20 alkoxy group, an unsubstituted or substituted C6-C20 aryl group , Unsubstituted or substituted C6-C20 aryloxy group, unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryl group, unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryloxy group or R 2 To R 3 are connected to each other to form a C4-C20 carbon ring or a C3-C20 heterocycle,

n은 0 내지 0.99이다. 예를 들어, n은 0.01 내지 0.99이다. n is 0 to 0.99. For example, n is 0.01 to 0.99.

상기 화학식중 m과 n은 고분자 반복단위를 구성하는 백분율로서 이들의 합은 1일 때, m은 0.01 내지 1이고, n은 0 내지 0.99이다. 예들 들어, m은 0.1 내지 1이고, n은 0 내지 0.9이다. In the above formula, m and n are percentages constituting the polymer repeating unit, and when their sum is 1, m is 0.01 to 1 and n is 0 to 0.99. For example, m is 0.1 to 1 and n is 0 to 0.9.

상기 화학식에서 m:n은 제1반복단위와 제2반복단위의 혼합몰비일 수 있다.In the formula, m: n may be a mixed molar ratio of the first repeating unit and the second repeating unit.

상기 화학식 1의 반복단위와 화학식 2의 반복단위를 모두 포함하는 경우, m은 0.1 내지 0.9이고, n은 0.1 내지 0.9이다.In the case where both the repeating unit of Formula 1 and the repeating unit of Formula 2 are included, m is 0.1 to 0.9 and n is 0.1 to 0.9.

Ar는 하기 화학식 2A로 표시되는 그룹중에서 선택된 하나 이상이다.Ar is at least one selected from the group represented by the following formula (2A).

[화학식 2A][Formula 2A]

Figure pat00007
Figure pat00007

상기 화학식 1의 제2반복단위의 예로서 하기 화학식 2B 또는 2C로 표시되는 반복단위가 있다.Examples of the second repeating unit of Chemical Formula 1 include a repeating unit represented by the following Chemical Formula 2B or 2C.

[화학식 2B][Formula 2B]

Figure pat00008
Figure pat00008

[화학식 2C][Formula 2C]

Figure pat00009
Figure pat00009

상기 화학식 2B-2C중 Ar은 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴렌기 또는 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴렌기이고,Ar in Formula 2B-2C is an unsubstituted or substituted C6-C20 arylene group or an unsubstituted or substituted C3-C20 heteroarylene group,

m은 0.01 내지 1이다. m is 0.01-1.

상기 고분자 가교체는 상기 화학식 1의 제1반복단위와 화학식 2로 표시되는 제2반복단위를 포함하는고분자, 옥사진계 모노머 및 폴리인산의 혼합물을 60 내지 250℃에서 열처리하여 얻는다. The polymer crosslinked product is obtained by heat-treating a mixture of a polymer, an oxazine monomer and a polyphosphoric acid containing the first repeating unit represented by Formula 1 and the second repeating unit represented by Formula 2.

상기 화학식 1의 제1반복단위와 화학식 2의 반복단위를 포함하는 고분자에서, 상기 화학식 2의 반복단위는 화학식 1의 반복단위 1몰을 기준으로 하여 0.01 내지 99몰이다. In the polymer including the first repeating unit of Formula 1 and the repeating unit of Formula 2, the repeating unit of Formula 2 is 0.01 to 99 moles based on 1 mole of the repeating unit of Formula 1.

화학식 1의 제1반복단위와 화학식 2의 제2반복단위의 혼합비(예를 들어, 혼합몰비)는 0.1:9.9 내지 9.9:0.1, 예를 들어 1:9 내지 9:1이고 예를 들어 8:2 내지 2:8, 8:2, 5:5, 또는 2:8일 수 있다. The mixing ratio (eg, mixing molar ratio) of the first repeating unit of Formula 1 and the second repeating unit of Formula 2 is 0.1: 9.9 to 9.9: 0.1, for example 1: 9 to 9: 1, and for example 8: 2 to 2: 8, 8: 2, 5: 5, or 2: 8.

상기 고분자는 화학식 1의 반복단위만을 포함하는 호모 폴리머일 수 있다.The polymer may be a homopolymer containing only a repeating unit of Formula 1.

상기 고분자는 티아졸기의 보유로 인산의 보유능력이 향상되며, 황 도입량이 증가됨에 따라 이로 인하여 가교 정도가 증가되어 기계적 강도와 같은 물성이 향상될 수 있다.The polymer has a retention capacity of phosphoric acid due to retention of thiazole groups, and as the amount of sulfur introduced increases, the degree of crosslinking increases, thereby improving physical properties such as mechanical strength.

상기 옥사진계 모노머의 함량은 상기화학식 1의 The content of the oxazine monomer is represented by the formula

제1반복단위와 화학식 2의 제2반복단위를 포함하는 고분자의 100 중량부를 기준으로 하여 10 내지 1000 중량부이다. 10 to 1000 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer including the first repeating unit and the second repeating unit of the formula (2).

옥사진계 모노머의 함량이 상기 범위일 때, 목적하는 고분자의 기계적 강도 등의 물성이 우수하며, 이를 이용하면 기체 투과도가 감소하여 연료 침투가 줄어드는 연료전지용 전해질막 및 전극을 제조할 수 있게 된다. When the content of the oxazine monomer is in the above range, it is excellent in physical properties such as the mechanical strength of the desired polymer, it is possible to manufacture the electrolyte membrane and electrode for fuel cells that the gas permeability is reduced to reduce fuel penetration.

상기 고분자의 가교체는 옥사진계 모노머의 중합체가 화학식 1의 제1반복단위와 화학식 2의 제2반복단위를 포함하는 고분자의 측쇄에 그래프트 중합되어 그래프트 공중합체를 형성하는 구조를 가질 수 있다. 또는 옥사진계 모노머의 중합체가 상기 화학식 1의 제1반복단위와 화학식 2의 제2반복단위를 포함하는 고분자의 측쇄에 가교결합을 형성하는 구조를 가질 수도 있다.The crosslinked product of the polymer may have a structure in which a polymer of an oxazine monomer is graft polymerized to a side chain of a polymer including a first repeating unit of Formula 1 and a second repeating unit of Formula 2 to form a graft copolymer. Alternatively, the polymer of the oxazine monomer may have a structure that forms a crosslink in the side chain of the polymer including the first repeating unit of Formula 1 and the second repeating unit of Formula 2.

상술한 화학식 1의 제1반복단위와 화학식 2의 제2반복단위를 포함하는 고분자와 옥사진계 모노머를 이용하여 얻어진 고분자 가교체는 기계적 강도를 비롯한 연료전지 전해질막 및/또는 전해질막에 요구되는 물리화학적인 안정성을 갖게 된다. 따라서 상술한 전해질막은 강한 인산 트랩핑 능력을 갖게 되어 넓은 온도 범위에서 인산을 보유할 수 있는 능력이 매우 개선됨으로써 장기적인 내구성이 보장된다.The polymer crosslinked body obtained by using the polymer including the first repeating unit of Formula 1 and the second repeating unit of Formula 2 and the oxazine monomer may require physical properties required for the fuel cell electrolyte membrane and / or electrolyte membrane including mechanical strength. It has chemical stability. Therefore, the above-mentioned electrolyte membrane has a strong phosphoric acid trapping ability, and the ability to retain phosphoric acid in a wide temperature range is greatly improved, thereby ensuring long-term durability.

상기 화학식 1의 제1반복단위와 화학식 2의 제2반복단위를 포함하는 고분자는 화학식 1의 제1반복단위와 화학식 2의 제2반복단위를 포함하는 공중합체일 수 있고, 예를 들어, 화학식 1의 제1반복단위와 화학식 2의 제2반복단위를 포함하는 블록 공중합체일 수 있다. 이러한 블록 공중합체는 강직한 구조를 보유하고 있어 전해질막의 형체를 유지시켜 줄 수 있는 지지체 역할을 할 수 있을 뿐만 아니라 중합도가 높고 기계적 강도가 개선된다.The polymer including the first repeating unit of Formula 1 and the second repeating unit of Formula 2 may be a copolymer including the first repeating unit of Formula 1 and the second repeating unit of Formula 2, for example, It may be a block copolymer comprising the first repeating unit of 1 and the second repeating unit of the formula (2). Such a block copolymer has a rigid structure, not only can serve as a support for maintaining the shape of the electrolyte membrane, but also has a high degree of polymerization and improved mechanical strength.

상술한 전해질막은 고온 무가습 연료전지에 유용하게 사용가능하다. The electrolyte membrane described above can be usefully used for a high temperature unhumidified fuel cell.

상기 화학식 1의 제1반복단위와 화학식 2의 제2반복단위를 포함하는고분자의 중합도가 1 내지 900, 예를 들어, 10 내지 900, 다른 일예를 들어, 20 내지 900의 수이다.The degree of polymerization of the polymer comprising the first repeating unit of Formula 1 and the second repeating unit of Formula 2 is 1 to 900, for example, 10 to 900, and another example, 20 to 900.

상기 화학식 1의 제1반복단위와 화학식 2의 제2반복단위를 포함하는 고분자는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물일 수 있다.The polymer including the first repeating unit of Formula 1 and the second repeating unit of Formula 2 may be a compound represented by the following Formula 3.

[화학식 3](3)

Figure pat00010
Figure pat00010

상기 화학식3중, Ar1은 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴렌기 또는 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴렌기이고,In Formula 3, Ar 1 is an unsubstituted or substituted C6-C20 arylene group or an unsubstituted or substituted C3-C20 heteroarylene group,

R1 내지 R3은 서로에 관계없이 수소, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 알킬기, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 알콕시기, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 아릴기, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 아릴옥시기, 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴기, 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴옥시기 또는 R 2 R 3 서로 연결되어 C4-C20 탄소고리 또는 C3-C20 헤테로고리를 형성하고, R 1 To R 3 is independently hydrogen, an unsubstituted or substituted C1-C20 alkyl group, an unsubstituted or substituted C1-C20 alkoxy group, an unsubstituted or substituted C1-C20 aryl group, unsubstituted or substituted C1-C20 aryloxy group, unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryl group, unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryloxy group, or R 2 And R 3 are connected to each other to form a C4-C20 carbon ring or a C3-C20 hetero ring,

m1은 0.01 내지 1이고, n1은 0 내지 0.99이고, k1은 10 내지 250의 수이고, m 1 is 0.01 to 1, n 1 is 0 to 0.99, k 1 is a number from 10 to 250,

[화학식 4][Formula 4]

Figure pat00011
Figure pat00011

상기 화학식4중 Ar2는 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴렌기 또는 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴렌기이고,Ar 2 in Formula 4 is an unsubstituted or substituted C6-C20 arylene group or an unsubstituted or substituted C3-C20 heteroarylene group,

R1 내지 R3은 서로에 관계없이 수소, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 알킬기, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 알콕시기, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 아릴기, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 아릴옥시기, 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴기, 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴옥시기 또는 R2 및 R3은 서로 연결되어 C4-C20 탄소고리 또는 C3-C20 헤테로고리를 형성하고, R 1 To R 3 is independently hydrogen, an unsubstituted or substituted C1-C20 alkyl group, an unsubstituted or substituted C1-C20 alkoxy group, an unsubstituted or substituted C1-C20 aryl group, unsubstituted or substituted C1-C20 aryloxy group, unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryl group, unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryloxy group, or R 2 And R 3 are linked to each other to form a C4-C20 carbon ring or a C3-C20 heterocycle,

m2은 0.01 내지 1이고, n2은 0 내지 0.99이고, k2는 10 내지 250의 수이다.m 2 is 0.01 to 1, n 2 is 0 to 0.99, and k 2 is a number from 10 to 250.

상기 화학식 1의 제1반복단위와 화학식 2의 제2반복단위를 포함하는 고분자는 하기 화학식 11로 표시되는 화합물일 수 있다.The polymer including the first repeating unit of Formula 1 and the second repeating unit of Formula 2 may be a compound represented by the following Formula 11.

[화학식 11][Formula 11]

Figure pat00012
Figure pat00012

상기 화학식 11중 m3은 0.01 내지 1이고, 예를 들어, 1 또는 0.1 내지 0.9이고, n3은 0 내지 0.99이고, 예를 들어, 0 또는 0.1 내지 0.9이고. k3은 10 내지 250의 수이다.M 3 in Formula 11 is 0.01 to 1, for example, 1 or 0.1 to 0.9, n 3 is 0 to 0.99, for example, 0 or 0.1 to 0.9. k 3 is a number from 10 to 250.

상기 화학식 1로 표시되는 반복단위와 화학식 2로 표시되는 반복단위를 포함하는고분자의 제조방법을 살펴보기로 하되, 예를 들어 화학식 3으로 표시되는 고분자의 제조방법을설명하기로 한다.A method of preparing a polymer including a repeating unit represented by Formula 1 and a repeating unit represented by Formula 2 will be described, for example, a method of preparing a polymer represented by Formula 3 will be described.

하기 반응식 1을 참조하여, 하기 화합물 (A), 화합물 (B) 및 화합물 (C)를 폴리인산에 60 내지 150℃에서 용해한 다음, 이를 열처리하면 화학식 3의 고분자를 합성할 수 있다. Referring to Scheme 1 below, the following compound (A), compound (B) and compound (C) are dissolved in polyphosphoric acid at 60 to 150 ° C., and then heat-treated to synthesize a polymer of Formula 3.

[반응식 1]Scheme 1

Figure pat00013
Figure pat00013

Figure pat00014
Figure pat00014

화학식 3Formula 3

상기 반응식 1의 화합물 (A), 화합물 (B), 화합물 (C) 및 화학식3중, In compound (A), compound (B), compound (C) and formula 3 of Scheme 1,

Ar1은 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴렌기 또는 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴렌기이고,Ar 1 is an unsubstituted or substituted C6-C20 arylene group or an unsubstituted or substituted C3-C20 heteroarylene group,

R1 내지 R3은 서로에 관계없이 수소, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 알킬기, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 알콕시기, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 아릴기, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 아릴옥시기, 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴기, 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴옥시기 또는 R2 및 R3는 서로 연결되어 C4-C20 탄소고리 또는 C3-C20 헤테로고리를 형성하고, R 1 To R 3 is independently hydrogen, an unsubstituted or substituted C1-C20 alkyl group, an unsubstituted or substituted C1-C20 alkoxy group, an unsubstituted or substituted C1-C20 aryl group, unsubstituted or substituted C1-C20 aryloxy group, unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryl group, unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryloxy group, or R 2 And R 3 are linked to each other to form a C4-C20 carbon ring or a C3-C20 heterocycle,

m1은 0.01 내지 1이고, n 1은 0 내지 0.99이고, k1은 10 내지 250의 수이다.m 1 is 0.01 to 1, n 1 is 0 to 0.99, and k 1 is a number from 10 to 250.

상기 폴리인산은 예를 들어 Riedel-de Haen사에서 입수가능한 통상적인 폴리인산이다. 상기 폴리인산 Hn +2PnO3n +1(n>1)은 일반적으로 적어도 85%, P2O5 (by acidimetry) 농도로 계산된다. The polyphosphoric acid is, for example, conventional polyphosphoric acid available from Riedel-de Haen. The polyphosphate H n +2 P n O 3n +1 (n> 1) is generally calculated at a concentration of at least 85%, P 2 O 5 (by acidimetry).

상기 폴리인산의 함량은 화합물 (A) 100 중량부를 기준으로 하여 1000 내지 4000 중량부이다.The content of the polyphosphoric acid is 1000 to 4000 parts by weight based on 100 parts by weight of the compound (A).

상기 열처리는 60 내지 250℃ 범위에서 실시된다.The heat treatment is carried out in the range of 60 to 250 ℃.

상기 옥사진계 모노머는 특별하게 제한되지는 않으며, 예를 들어, 하기 화학식 5 내지 10으로 표시되는 화합물중에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. The oxazine monomer is not particularly limited, and for example, one or more selected from compounds represented by the following Chemical Formulas 5 to 10 may be used.

[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure pat00015
Figure pat00015

상기 화학식 5 중, R4, R5, R6, 및 R7은 서로 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C4-C20 탄소고리기, 치환 또는 비치환된 C4-C20 탄소고리옥시기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 헤테로고리기, 할로겐 원자, 하이드록시기, 또는 시아노기이고, In Formula 5, R 4 , R 5 , R 6 , and R 7 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1-C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1-C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C2 -C20 alkenyl group, substituted or unsubstituted C2-C20 alkynyl group, substituted or unsubstituted C6-C20 aryl group, substituted or unsubstituted C6-C20 aryloxy group, substituted or unsubstituted C2-C20 heteroaryl group , Substituted or unsubstituted C2-C20 heteroaryloxy group, substituted or unsubstituted C4-C20 carbocyclic group, substituted or unsubstituted C4-C20 carbocyclic group, substituted or unsubstituted C2-C20 heterocyclic group , A halogen atom, a hydroxyl group, or a cyano group,

R8은 치환된 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 치환된 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 알케닐기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 알키닐기, 치환된 또는 비치환된 C6-C20 아릴기, 치환된 또는 비치환된 C6-C20 아릴옥시기, 치환된 또는 비치환된 C7-C20 아릴알킬기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴옥시기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴알킬기, 치환된 또는 비치환된 C4-C20 탄소고리기, 치환된 또는 비치환된 C4-C20 탄소고리알킬기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로고리기, 또는 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로고리알킬기이고, R 8 is a substituted or unsubstituted C1-C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1-C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C2-C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2-C20 alkynyl group, Substituted or unsubstituted C6-C20 aryl group, substituted or unsubstituted C6-C20 aryloxy group, substituted or unsubstituted C7-C20 arylalkyl group, substituted or unsubstituted C2-C20 heteroaryl group, Substituted or unsubstituted C2-C20 heteroaryloxy group, substituted or unsubstituted C2-C20 heteroarylalkyl group, substituted or unsubstituted C4-C20 carbocyclic group, substituted or unsubstituted C4-C20 carbon A cyclic alkyl group, a substituted or unsubstituted C2-C20 heterocyclic group, or a substituted or unsubstituted C2-C20 heterocyclic alkyl group,

[화학식 6] [Formula 6]

Figure pat00016
Figure pat00016

상기 화학식6중 R8'은 치환된 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 치환된 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 알케닐기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 알키닐기, 치환된 또는 비치환된 C6-C20 아릴기, 치환된 또는 비치환된 C6-C20 아릴옥시기, 치환된 또는 비치환된 C7-C20 아릴알킬기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴옥시기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴알킬기, 치환된 또는 비치환된 C4-C20 탄소고리기, 치환된 또는 비치환된 C4-C20 탄소고리알킬기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로고리기, 또는 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로고리알킬기이고, R 8 ′ in Formula 6 is a substituted or unsubstituted C1-C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1-C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C2-C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 -C20 alkynyl group, substituted or unsubstituted C6-C20 aryl group, substituted or unsubstituted C6-C20 aryloxy group, substituted or unsubstituted C7-C20 arylalkyl group, substituted or unsubstituted C2- C20 heteroaryl group, substituted or unsubstituted C2-C20 heteroaryloxy group, substituted or unsubstituted C2-C20 heteroarylalkyl group, substituted or unsubstituted C4-C20 carbocyclic group, substituted or unsubstituted C4-C20 carbocyclic alkyl group, substituted or unsubstituted C2-C20 heterocyclic group, or substituted or unsubstituted C2-C20 heterocyclic alkyl group,

R9는 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 알키닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴렌기, -C(=O)-, -SO2-로 이루어진 군으로부터 선택되고,R 9 is a substituted or unsubstituted C1-C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C2-C20 alkenylene group, a substituted or unsubstituted C2-C20 alkynylene group, a substituted or unsubstituted C6-C20 arylene group, a substituted Or an unsubstituted C2-C20 heteroarylene group, -C (= 0)-, -SO 2- ,

[화학식 7][Formula 7]

Figure pat00017
Figure pat00017

상기 화학식7중, A, B, C, D, E는 모두 탄소이거나 또는 A, B, C, D, E중에서 선택된 하나 또는 둘은 질소(N)이고, 그 나머지는 탄소(C)이고,In Formula 7, A, B, C, D, and E are all carbon, or one or two selected from A, B, C, D, and E are nitrogen (N), and the rest are carbon (C),

R10 및 R11은 서로 연결되어 고리를 형성하며, R 10 and R 11 are connected to each other to form a ring,

상기 고리는 C6-C10 탄소고리기, C3-C10 헤테로아릴기, 융합된 C3-C10 헤테로아릴기, C3-C10 헤테로고리기 또는 융합된 C3-C10 헤테로고리기이고,The ring is a C6-C10 carbocyclic group, a C3-C10 heteroaryl group, a fused C3-C10 heteroaryl group, a C3-C10 heterocyclic group or a fused C3-C10 heterocyclic group,

[화학식 8][Formula 8]

Figure pat00018
Figure pat00018

상기 화학식8중, A´은 치환된 또는 비치환된 C1-C20 헤테로고리기, 치환된 또는 비치환된 C4-C20 사이클로알킬기, 또는 치환된 또는 비치환된 C1-C20 알킬기이고,In Formula 8, A 'is a substituted or unsubstituted C1-C20 heterocyclic group, a substituted or unsubstituted C4-C20 cycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted C1-C20 alkyl group,

R12 내지 R19는 서로 독립적으로 수소, C1-C20 알킬기, C1-C20 알콕시기, C6-C20 아릴기, C6-C20 아릴옥시기, C1-C20 헤테로아릴기, C1-C20 헤테로아릴옥시기, C4-C20 사이클로알킬기, C1-C20 헤테로고리기, 할로겐 원자, 시아노기, 또는 하이드록시기이고,R 12 R 19 is independently from each other hydrogen, a C1-C20 alkyl group, a C1-C20 alkoxy group, a C6-C20 aryl group, a C6-C20 aryloxy group, a C1-C20 heteroaryl group, a C1-C20 heteroaryloxy group, C4- A C20 cycloalkyl group, a C1-C20 heterocyclic group, a halogen atom, a cyano group, or a hydroxy group,

[화학식 9] [Formula 9]

Figure pat00019
Figure pat00019

상기 화학식9중, R20 및 R21은 서로 독립적으로 C1-C20 알킬기, C1-C20 알콕시기, C6-C20 아릴기, C6-C20 아릴옥시기 또는 하기 화학식 9A로 표시되는 그룹이고,In Formula 9, R 20 and R 21 are each independently a C1-C20 alkyl group, a C1-C20 alkoxy group, a C6-C20 aryl group, a C6-C20 aryloxy group, or a group represented by the following Formula 9A,

[화학식 9A][Formula 9A]

Figure pat00020
Figure pat00020

상기 화학식9 및 화학식 9A중, R22는 서로 독립적으로 수소, C1-C20 알킬기, C1-C20 알콕시기, C6-C20 아릴기, C6-C20 아릴옥시기, 할로겐화된 C6-C20 아릴기, 할로겐화된 C6-C20 아릴옥시기, C1-C20 헤테로아릴기, C1-C20 헤테로아릴옥시기, 할로겐화된 C1-C20 헤테로아릴기, 할로겐화된 C1-C20 헤테로아릴옥시기, C4-C20 탄소고리기, 할로겐화된 C4-C20 탄소고리기, C1-C20 헤테로고리기, 또는 할로겐화된 C1-C20 헤테로고리기이고,In Formula 9 and Formula 9A, R 22 is independently hydrogen, C1-C20 alkyl group, C1-C20 alkoxy group, C6-C20 aryl group, C6-C20 aryloxy group, halogenated C6-C20 aryl group, halogenated C6-C20 aryloxy group, C1-C20 heteroaryl group, C1-C20 heteroaryloxy group, halogenated C1-C20 heteroaryl group, halogenated C1-C20 heteroaryloxy group, C4-C20 carbocyclic group, halogenated C4-C20 carbocyclic group, C1-C20 heterocyclic group, or halogenated C1-C20 heterocyclic group,

[화학식 10][Formula 10]

Figure pat00021
Figure pat00021

상기 화학식10중, R23, R24 및 R25중에서 선택된 인접된 2개 이상의 그룹은 서로 연결되어 하기 화학식 10A로 표시되는 그룹이고, In Formula 10, R 23 , R 24 And two or more adjacent groups selected from R 25 are connected to each other and represented by the following Formula 10A,

상기 R23, R24 및 R25 중에서 선택되지 않은 나머지 그룹은 수소, C1-C20 알킬기, C1-C20 알콕시기, C6-C20 아릴기, C6-C20 아릴옥시기, 할로겐화된 C6-C20 아릴기, 할로겐화된 C6-C20 아릴옥시기, C1-C20 헤테로아릴기, C1-C20 헤테로아릴옥시기, 할로겐화된 C1-C20 헤테로아릴기, 할로겐화된 C1-C20 헤테로아릴옥시기, C4-C20 탄소고리기, 할로겐화된 C4-C20 탄소고리기, C1-C20 헤테로고리기, 또는 할로겐화된 C1-C20 헤테로고리기이고,R 23 and R 24 And the remaining groups not selected from R 25 are hydrogen, C 1 -C 20 alkyl group, C 1 -C 20 alkoxy group, C 6 -C 20 aryl group, C 6 -C 20 aryloxy group, halogenated C 6 -C 20 aryl group, halogenated C 6 -C 20 aryl Oxy group, C1-C20 heteroaryl group, C1-C20 heteroaryloxy group, halogenated C1-C20 heteroaryl group, halogenated C1-C20 heteroaryloxy group, C4-C20 carbocyclic group, halogenated C4-C20 carbon A cyclic group, a C1-C20 heterocyclic group, or a halogenated C1-C20 heterocyclic group,

R26, R27 및 R28 중에서 선택된 인접된 2개 이상의 그룹은 서로 연결되어 하기 화학식 10A로 표시되는 그룹이고, R 26 , R 27 and R 28 Two or more adjacent groups selected from each other are linked to each other and represented by the following Chemical Formula 10A,

상기 R26, R27 및 R28중에서 선택되지 않은 나머지 그룹은 C1-C20 알킬기, C1-C20 알콕시기, C6-C20 아릴기, C6-C20 아릴옥시기, 할로겐화된 C6-C20 아릴기, 할로겐화된 C6-C20 아릴옥시기, C1-C20 헤테로아릴기, C1-C20 헤테로아릴옥시기, 할로겐화된 C1-C20 헤테로아릴기, 할로겐화된 C1-C20 헤테로아릴옥시기, C4-C20 탄소고리기, 할로겐화된 C4-C20 탄소고리기, C1-C20 헤테로고리기, 또는 할로겐화된 C1-C20 헤테로고리기이고The remaining group not selected from R 26 , R 27 and R 28 is a C1-C20 alkyl group, a C1-C20 alkoxy group, a C6-C20 aryl group, a C6-C20 aryloxy group, a halogenated C6-C20 aryl group, a halogenated group C6-C20 aryloxy group, C1-C20 heteroaryl group, C1-C20 heteroaryloxy group, halogenated C1-C20 heteroaryl group, halogenated C1-C20 heteroaryloxy group, C4-C20 carbocyclic group, halogenated C4-C20 carbocyclic group, C1-C20 heterocyclic group, or halogenated C1-C20 heterocyclic group

[화학식 10A][Formula 10A]

Figure pat00022
Figure pat00022

상기 화학식 10A중 R29는 치환된 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 치환된 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 알케닐기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 알키닐기, 치환된 또는 비치환된 C6-C20 아릴기, 치환된 또는 비치환된 C6-C20 아릴옥시기, 치환된 또는 비치환된 C7-C20 아릴알킬기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴옥시기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴알킬기, 치환된 또는 비치환된 C4-C20 탄소고리기, 치환된 또는 비치환된 C4-C20 탄소고리알킬기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로고리기, 또는 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로고리알킬기이고,R 29 in Formula 10A is a substituted or unsubstituted C1-C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1-C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C2-C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2- C20 alkynyl group, substituted or unsubstituted C6-C20 aryl group, substituted or unsubstituted C6-C20 aryloxy group, substituted or unsubstituted C7-C20 arylalkyl group, substituted or unsubstituted C2-C20 Heteroaryl group, substituted or unsubstituted C2-C20 heteroaryloxy group, substituted or unsubstituted C2-C20 heteroarylalkyl group, substituted or unsubstituted C4-C20 carbocyclic group, substituted or unsubstituted A C4-C20 carbocyclic alkyl group, a substituted or unsubstituted C2-C20 heterocyclic group, or a substituted or unsubstituted C2-C20 heterocyclic alkyl group,

*는 화학식 10의 R23, R24 및 R25중에서 선택된 인접된 2개 이상의 그룹과 R26, R27 및 R28중에서 선택된 인접된 2개 이상의 그룹에 각각 연결되는 위치를 표시한다.* Is R 23 , R 24 in Formula 10. And positions adjacent to two or more adjacent groups selected from R 25 and two or more adjacent groups selected from R 26 , R 27, and R 28 , respectively.

상기 화학식 10A중 R29는 하기 화학식 10B로 표시되는 그룹중에서 선택된 하나이다.R 29 in Formula 10A is one selected from the group represented by Formula 10B.

[화학식 10B][Formula 10B]

Figure pat00024
Figure pat00024

상기 화학식 5로 표시되는 화합물의 예로서, 하기 화학식 12 내지 60으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.As an example of the compound represented by the said Formula (5), the compound represented by following formula (12)-60 is mentioned.

[화학식 12] [화학식 13] [화학식 14][Formula 12] [Formula 13] [Formula 14]

Figure pat00025
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[화학식 15] [화학식 16] [화학식 17] [Formula 15] [Formula 16] [Formula 17]

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[화학식 18] [화학식 19] [화학식 20] [Formula 18] [Formula 19] [Formula 20]

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Figure pat00033

[화학식 21] [화학식 22] [화학식 23] [화학식 24][Formula 21] [Formula 22] [Formula 23] [Formula 24]

Figure pat00034
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[화학식 25] [화학식 26] [화학식 27][Formula 25] [Formula 26] [Formula 27]

Figure pat00038
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Figure pat00040

[화학식 28] [화학식 29] [화학식 30][Formula 28] [Formula 29] [Formula 30]

Figure pat00041
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Figure pat00043

[화학식 31] [화학식 32] [화학식 33][Formula 31] [Formula 32] [Formula 33]

Figure pat00044
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Figure pat00046

[화학식 34] [화학식 35] [화학식 36][Formula 34] [Formula 35] [Formula 36]

Figure pat00047
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Figure pat00049

[화학식 37] [화학식 38] [화학식 39][Formula 37] [Formula 38] [Formula 39]

Figure pat00050
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[화학식 40] [화학식 41] [화학식 42][Formula 40] [Formula 41] [Formula 42]

Figure pat00053
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[화학식 43] [화학식 44] [화학식 45] [화학식 46][Formula 43] [Formula 44] [Formula 45] [Formula 46]

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[화학식 47] [화학식 48] [화학식 49] [화학식 50] [화학식 51][Formula 47] [Formula 48] [Formula 49] [Formula 50] [Formula 51]

Figure pat00060
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[화학식 52] [화학식 53] [화학식 54] [화학식 55][Formula 52] [Formula 53] [Formula 54] [Formula 55]

Figure pat00065
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[화학식 56] [화학식 57] [화학식 58] [Formula 56] [Formula 57] [Formula 58]

Figure pat00069
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Figure pat00069
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Figure pat00071

[화학식 59] [화학식 60] [Formula 59] [Formula 60]

Figure pat00072
Figure pat00073
Figure pat00072
Figure pat00073

상기 화학식 6으로 표시되는 화합물의 예로서, 하기 화학식 61 내지 65으로 표시되는 화합물을 들 수 있다. As an example of the compound represented by the said Formula (6), the compound represented by following formula (61)-65 is mentioned.

[화학식 61] [화학식 62] [Formula 61] [Formula 62]

Figure pat00074
Figure pat00075
Figure pat00074
Figure pat00075

[화학식 63] [화학식 64] [Formula 63] [Formula 64]

O

Figure pat00076
Figure pat00077
O
Figure pat00076
Figure pat00077

[화학식 65](65)

Figure pat00078
Figure pat00078

상기 화학식 61-65중 R8´은 4-터트부틸페닐기-CH2-CH=CH2, 또는 하기 화학식 65A로 표시되는 그룹중에서 선택된 하나이다.R 8 ′ in Formula 61-65 is 4-tertbutylphenyl group-CH 2 —CH═CH 2 , or one selected from the group represented by the following Formula 65A.

[화학식 65A][Formula 65A]

Figure pat00079
Figure pat00079

예를 들면, 상기 화학식 6의 화합물은 하기 화학식 66-69로 표시되는 화합물중에서 선택될 수 있다. For example, the compound of Formula 6 may be selected from compounds represented by the following Chemical Formulas 66-69.

[화학식 66] [화학식 67][Formula 66] [Formula 67]

Figure pat00080
Figure pat00081
Figure pat00080
Figure pat00081

[화학식 68] [화학식 69][Formula 68] [Formula 69]

Figure pat00082
Figure pat00083
Figure pat00082
Figure pat00083

상기 화학식 7로 표시되는 화합물의 예로서, 하기 화학식 70 내지 73으로 표시되는 화합물들이 있다.Examples of the compound represented by Chemical Formula 7 include compounds represented by the following Chemical Formulas 70 to 73.

[화학식 70](70)

Figure pat00084
Figure pat00084

상기 화학식 70중, R˝´은 수소 또는 C1-C10 알킬기이고,In Formula 70, R 'is hydrogen or a C1-C10 alkyl group,

[화학식 71](71)

Figure pat00085
Figure pat00085

[화학식 72](72)

Figure pat00086
Figure pat00086

[화학식 73](73)

Figure pat00087
Figure pat00087

상기 화학식 70 내지 73에서 상기

Figure pat00088
가 하기 화학식 74으로 표시되는 그룹중의 하나이다.In the formula 70 to 73
Figure pat00088
Is one of the groups represented by the following general formula (74).

[화학식 74]≪ EMI ID =

Figure pat00089
Figure pat00089

상기 화학식 7로 표시되는 화합물은 예를 들어 하기 화학식 75 내지 95로 표시되는 화합물중에서 선택된다.The compound represented by Chemical Formula 7 is selected from, for example, a compound represented by the following Chemical Formulas 75 to 95.

[화학식 75] [화학식 76][Formula 75] [Formula 76]

Figure pat00090
Figure pat00091
Figure pat00090
Figure pat00091

[화학식 77] [화학식 78][Formula 77] [Formula 78]

Figure pat00092
Figure pat00093
Figure pat00092
Figure pat00093

[화학식 79] [화학식 80][Formula 79] [Formula 80]

Figure pat00094
Figure pat00095
Figure pat00094
Figure pat00095

[화학식 81] [화학식 82][Formula 81] [Formula 82]

Figure pat00096
Figure pat00097
Figure pat00096
Figure pat00097

[화학식 83] [화학식 84] [Formula 83] [Formula 84]

Figure pat00098
Figure pat00099
Figure pat00098
Figure pat00099

[화학식 85] [화학식 86] [화학식 87][Formula 85] [Formula 86] [Formula 87]

Figure pat00100
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Figure pat00102
Figure pat00100
Figure pat00101
Figure pat00102

[화학식 88] [화학식 89] [화학식 90][Formula 88] [Formula 89] [Formula 90]

Figure pat00103
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Figure pat00105
Figure pat00103
Figure pat00104
Figure pat00105

[화학식 91] [화학식 92] [화학식 93][Formula 91] [Formula 92] [Formula 93]

Figure pat00106
Figure pat00107
Figure pat00108
Figure pat00106
Figure pat00107
Figure pat00108

[화학식 94] [화학식 95] [Formula 94] [Formula 95]

Figure pat00109
Figure pat00110
Figure pat00109
Figure pat00110

상기 화학식 8의 A´은 하기 화학식 96 또는 97로 표시되는 그룹중의 하나일 수 있다.A ′ of Formula 8 may be one of groups represented by the following Formula 96 or 97.

[화학식 96] [화학식 97][Formula 96] [Formula 97]

Figure pat00111
Figure pat00111

상기 화학식 96 및 97중 Rk는 수소, C1-C20 알킬기, C1-C20 알콕시기, C6-C20 아릴기, C6-C20 아릴옥시기, 할로겐화된 C6-C20 아릴기, 할로겐화된 C6-C20 아릴옥시기, C1-C20 헤테로아릴기, C1-C20 헤테로아릴옥시기, 할로겐화된 C1-C20 헤테로아릴기, 할로겐화된 C1-C20 헤테로아릴옥시기, C4-C20 탄소고리기, 할로겐화된 C4-C20 탄소고리기, C1-C20 헤테로고리기, 또는 할로겐화된 C1-C20 헤테로고리기이다.In Formulas 96 and 97, R k represents hydrogen, C1-C20 alkyl group, C1-C20 alkoxy group, C6-C20 aryl group, C6-C20 aryloxy group, halogenated C6-C20 aryl group, halogenated C6-C20 aryl jade C1-C20 heteroaryl group, C1-C20 heteroaryloxy group, halogenated C1-C20 heteroaryl group, halogenated C1-C20 heteroaryloxy group, C4-C20 carbon ring, halogenated C4-C20 carbon ring Group, C1-C20 heterocyclic group, or halogenated C1-C20 heterocyclic group.

상기 화학식 8의 화합물은 하기 화학식 98 또는 99로 표시되는 화합물일 수 있다.The compound of Formula 8 may be a compound represented by the following Formula 98 or 99.

[화학식 98] [화학식 99][Formula 98] [Formula 99]

Figure pat00112
Figure pat00112

상기 화학식 98 및 99중에서 Rk 하기 99A로 표시되는 그룹중에서 선택된 하나이다.In Formulas 98 and 99, R k is one selected from the group represented by 99A.

[화학식 99A][Formula 99A]

Figure pat00113
상기 화학식 8의 화합물들은 하기 화학식 100 내지 105로 표시되는 화합물중에서 선택된 하나일 수 있다.
Figure pat00113
The compounds of Formula 8 may be one selected from compounds represented by the following Formulas 100 to 105.

[화학식 100] [화학식 101][Formula 100] [Formula 101]

Figure pat00114
Figure pat00115
Figure pat00114
Figure pat00115

[화학식 102] [화학식 103][Formula 102] [Formula 103]

Figure pat00116
Figure pat00117
Figure pat00116
Figure pat00117

[화학식 104] [화학식 105][Formula 104] [Formula 105]

Figure pat00118
Figure pat00119
Figure pat00118
Figure pat00119

상기 화학식 9로 표시되는 화합물의 예로서 하기 화학식 106, 107 또는 109로 표시되는 화합물이 있다.Examples of the compound represented by Formula 9 include a compound represented by the following Formula 106, 107 or 109.

[화학식 106]≪ EMI ID =

Figure pat00120
Figure pat00120

[화학식 107]≪ EMI ID =

Figure pat00121
Figure pat00121

상기 화학식 106 및 107중, R17´은 C1-C10 알킬기, C1-C10 알콕시기, C6-C10 아릴기, 또는 C6-C10 아릴옥시기이고,In Formulas 106 and 107, R 17 ′ is a C1-C10 alkyl group, a C1-C10 alkoxy group, a C6-C10 aryl group, or a C6-C10 aryloxy group,

R19´은 하기 화학식 108로 표시되는 그룹중에서 선택되고,R 19 ′ is selected from the group represented by Formula 108,

[화학식 108](108)

Figure pat00122
Figure pat00122

[화학식 109][Formula 109]

Figure pat00123
Figure pat00123

상기 화학식 109중, R17´은 C6-C10 아릴기이고,In Formula 109, R 17 'is a C6-C10 aryl group,

R19´은 하기 화학식 110로 표시되는 그룹중에서 선택된다.R 19 ′ is selected from the group represented by the following formula (110).

[화학식 110][Formula 110]

Figure pat00124
Figure pat00124

상기 화학식 9의 화합물은 하기 화학식 111 또는 112로 표시되는 화합물중에서 선택된 하나일 수 있다.The compound of Formula 9 may be one selected from compounds represented by the following Chemical Formula 111 or 112.

[화학식 111] [화학식 112][Formula 111] [Formula 112]

Figure pat00125
Figure pat00125

상기 화학식 111 및 `112중에서 R19´은 하기 화학식 111A로 표시되는 그룹중에서 선택된다.In Formulas 111 and 112, R 19 ′ is selected from the group represented by Formula 111A.

[화학식 111A]Formula 111A]

Figure pat00126
Figure pat00126

상기 화학식 9의 화합물은 하기 화학식 113 내지 119로 표시되는 화합물일 수 있다.The compound of Chemical Formula 9 may be a compound represented by the following Chemical Formulas 113 to 119.

[화학식 113] [화학식 114][Formula 113] [Formula 114]

Figure pat00127
Figure pat00128
Figure pat00127
Figure pat00128

[화학식 115] [화학식 116][Formula 115] [Formula 116]

Figure pat00129
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Figure pat00129
Figure pat00130

[화학식 117] [화학식 118][Formula 117] [Formula 118]

Figure pat00131
Figure pat00132
Figure pat00131
Figure pat00132

[화학식 119]Formula 119

Figure pat00133
Figure pat00133

상기 화학식 10으로 표시되는 화합물의 예로서, 하기 화학식 120 내지 122로 표시되는 화합물을 들 수 있다. As an example of the compound represented by the said Formula (10), the compound represented by following formula (120)-122 is mentioned.

[화학식 120] [화학식 121][Formula 120] [Formula 121]



[화학식 122][Formula 122]

Figure pat00135
Figure pat00135

상기 화학식 120 내지 122중. Rj는 하기 화학식 121A로 표시되는 그룹중의 하나이다.In Formulas 120-122. R j is one of the groups represented by the following formula 121A.

[화학식 121A][Formula 121A]

Figure pat00136
Figure pat00136

Figure pat00137
Figure pat00137

상기 화학식 10으로 표시되는 화합물의 구체적인 예로서, 하기 화학식 123 내지 130으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.Specific examples of the compound represented by Formula 10 include compounds represented by the following Formulas 123 to 130.

[화학식 123][Formula 123]

Figure pat00138
Figure pat00138

[화학식 124][Formula 124]

Figure pat00139
Figure pat00139

[화학식 125][Formula 125]

Figure pat00140
Figure pat00140

[화학식 126][Formula 126]

Figure pat00141
Figure pat00141

[화학식 127](127)

Figure pat00142
Figure pat00142

[화학식 128](128)

Figure pat00143
Figure pat00143

[화학식 129]≪ EMI ID =

Figure pat00144
Figure pat00144

[화학식 130][Formula 130]

Figure pat00145
Figure pat00145

이하, 본 발명의 일구현예에 따른 고분자 가교체의 제조방법을 보다 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, a method for preparing a polymer crosslinked product according to one embodiment of the present invention will be described in detail.

상기 화학식 1의 제1반복단위와 화학식 2의 제2반복단위를 포함하는 고분자, 옥사진계 모노머 및 폴리인산을 혼합한다. A polymer, an oxazine monomer, and polyphosphoric acid containing the first repeating unit of Formula 1 and the second repeating unit of Formula 2 are mixed.

이어서, 상기 혼합물을 열처리한다. The mixture is then heat treated.

상기 열처리시 옥사진계 모노머의 중합반응이 일어나면서 이 중합 반응으로 형성된 옥사진계 모노머가 상기 화학식 1의 반복단위와 화학식 2의 반복단위를 포함하는고분자의 측쇄에 그래프트 중합되거나 가교 결합을 형성하여 고분자 가교체가 얻어진다.. 상기 열처리가 60 내지 250℃에서 이루어진다. 만약 열처리가 상기 범위에서 이루어질 때, 최종적으로 얻어진 전해질막의 기계적 강도가 우수하다. Polymerization of the oxazine monomer during the heat treatment occurs, the oxazine monomer formed by this polymerization reaction is graft polymerized or crosslinked to the side chain of the polymer containing the repeating unit of Formula 1 and the repeating unit of Formula 2 to form a crosslinked polymer A sieve is obtained. The heat treatment takes place at 60 to 250 ° C. If the heat treatment is in the above range, the mechanical strength of the finally obtained electrolyte membrane is excellent.

상기 고분자 가교체의 중합도는 1 내지 900, 예를 들어, 10 내지 900, 다른 일예를 들어, 20 내지 900의 수이다. The degree of polymerization of the polymer crosslinked body is a number of 1 to 900, for example, 10 to 900, another example, 20 to 900.

상기 고분자 가교체를 이용하여 전해질막을 제조하는 방법을 살펴보면 다음과 같다. Looking at the method for producing an electrolyte membrane by using the polymer crosslinked product is as follows.

먼저, 하기 화학식 1의 반복단위와 화학식 2의 제2반복단위를 포함하는 고분자, 옥사진계 모노머 및 폴리인산의 혼합물을 혼합하고 이를 교반한다. 여기에서 폴리인산의 함량은 화학식 1의 반복단위와 화학식 2의 제2반복단위를 포함하는 고분자 100 중량부를 기준으로 하여 1000 내지 4000 중량부이다. First, a mixture of a polymer, an oxazine monomer, and polyphosphoric acid containing a repeating unit of Formula 1 and a second repeating unit of Formula 2 is mixed and stirred. Herein, the content of polyphosphoric acid is 1000 to 4000 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer including the repeating unit of Formula 1 and the second repeating unit of Formula 2.

상기 혼합물을 기판에 캐스팅하고, 이를 열처리한다. The mixture is cast on a substrate and heat treated.

상기 열처리온도는 100 내지 250℃에서 이루어진다. The heat treatment temperature is made at 100 to 250 ℃.

상기 열처리된 반응 혼합물을 인산에 상온에서 함침시킨다. 여기에서 인산으로는 오르토-인산 자체를 사용하거나 5 내지 30 중량%의 인산 수용액을 사용한다. The heat treated reaction mixture is impregnated with phosphoric acid at room temperature. Here, as phosphoric acid, ortho-phosphoric acid itself is used or an aqueous solution of phosphoric acid of 5 to 30% by weight is used.

상기 인산에 함침하기 이전에 열처리된 반응 혼합물을 항온항습 조건에서 The reaction mixture, which has been heat-treated prior to impregnation with phosphoric acid, is subjected to constant temperature and humidity conditions.

방치하는 단계를 거칠 수 있다. 이러한 항온항습조건하 처리시, 폴리인산의 가수분해 반응이 일어나게 된다. Neglecting may be performed. Upon treatment under such constant temperature and humidity conditions, hydrolysis of polyphosphoric acid occurs.

상기 항온 항습 조건에 대하여 살펴 보면, 온도는 -20 내지 30℃, 상대습도는 5 내지 50% RH 범위로 조절된다. Looking at the constant temperature and humidity conditions, the temperature is -20 to 30 ℃, relative humidity is adjusted to 5 to 50% RH range.

상기 온도는 - 10 내지 15 ℃이고, 상대습도는 5 내지 25% RH 범위이다. 또는 -10oC, 25 %RH에서 48시간 이상 놓고 천천히 가수분해 과정을 거칠 수 있다.The temperature is −10 to 15 ° C. and the relative humidity ranges from 5 to 25% RH. Alternatively, the solution may be slowly hydrolyzed at -10 o C, 25% RH for at least 48 hours.

상기 온도가 상기 범위일 때, 가수분해 반응성이 저하없이 가수분해 속도를 조절하기가 용이하다. 그리고 상기 상대습도가 상기 범위일 때, 가수분해 반응성이 저하됨 없이 최종적으로 얻은 전해질막의 물성이 우수하다.When the temperature is in the above range, it is easy to control the hydrolysis rate without lowering the hydrolysis reactivity. And when the relative humidity is in the above range, the physical properties of the finally obtained electrolyte membrane is excellent without lowering the hydrolysis reactivity.

상기 과정에 따라 얻어진 결과물을 상온(20℃)에서 진공 건조하면, 고분자 가교체를 포함하는 연료전지용 전해질막을 얻을 수 있다.When the resultant obtained by the above process is vacuum dried at room temperature (20 ° C.), an electrolyte membrane for a fuel cell including a polymer crosslinked product can be obtained.

전해질막 제조시 상술한 폴리인산을 사용하는 졸-겔 방법을 이용할 수 있지만, 이 밖에도 본 출원인에 의한 대한민국 특허공개공보 2009-0045655호에 기재된 전해질막의 제조방법과 동일하게 실시하여 제조하는 것도 가능하다.Although the sol-gel method using the above-mentioned polyphosphoric acid may be used in the preparation of the electrolyte membrane, it is also possible to carry out the same procedure as in the preparation method of the electrolyte membrane described in Korean Patent Publication No. 2009-0045655 by the present applicant. .

연료전지용 전극은, 상술한 고분자 가교체 및 촉매를 포함할 수 있다. 이러한 조성을 갖게 되면, 캐소드에 공기를 이용하면서도 산소 투과도가 개선되고 전극 내부에서의 인산(H3PO4)의 젖음(wetting) 능력과 열적 안정성을 향상시킬 수 있다. 따라서 이러한 전극과 전해질막을 채용한 연료전지는 고온 무가습 조건하에서 동작가능하며 열적 안정성이 보강될 뿐만 아니라 개선된 발전 성능을 발현시킬 수 있다는 잇점이 있다.The fuel cell electrode may include the polymer crosslinked body and the catalyst described above. With such a composition, oxygen permeability can be improved while using air in the cathode, and the wetting ability and thermal stability of phosphoric acid (H 3 PO 4 ) in the electrode can be improved. Therefore, a fuel cell employing such an electrode and an electrolyte membrane has advantages in that it can operate under high temperature and no humidification conditions, can enhance thermal stability, and can exhibit improved power generation performance.

상기 촉매로는 백금(Pt) 단독 또는 금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 루테늄, 주석, 몰리브데늄, 코발트, 크롬으로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상의 금속과 백금의 합금 혹은 혼합물을 사용하거나 또는 상기 촉매 금속이 카본계 담체에 담지된 담지 촉매인 것일 수 있다. 예를 들어, 백금(Pt), 백금코발트(PtCo) 및 백금루테늄(PtRu)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 촉매 금속이거나 또는 상기 촉매 금속이 카본계 담체에 담지된 담지 촉매를 사용한다.As the catalyst, platinum (Pt) alone or an alloy or mixture of at least one metal and platinum selected from the group consisting of gold, palladium, rhodium, iridium, ruthenium, tin, molybdenum, cobalt and chromium or the catalyst metal It may be a supported catalyst supported on this carbon carrier. For example, one or more catalyst metals selected from the group consisting of platinum (Pt), platinum cobalt (PtCo) and platinum ruthenium (PtRu), or supported catalysts in which the catalyst metal is supported on a carbon-based carrier is used.

상기 전극은 연료전지 전극 제조시 통상적으로 사용가능한 바인더를 더 포함할 수 있다.The electrode may further include a binder commonly used in manufacturing a fuel cell electrode.

상기 바인더로는 폴리(비닐리덴플루오라이드), 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로에틸렌 공중합체 및 퍼플루오로에틸렌로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용하며, 바인더의 함량은 촉매 1 중량부를 기준으로 하여 0.001 내지 0.5 중량부이다. The binder may be at least one selected from the group consisting of poly (vinylidene fluoride), polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene-hexafluoroethylene copolymer, and perfluoroethylene, and the content of the binder is catalyzed. 0.001 to 0.5 parts by weight based on 1 part by weight.

만약 바인더의 함량이 상기 범위일 때 전극의 젖음 상태를 효과적으로 개선할 수 있다.If the content of the binder is in the above range it can effectively improve the wet state of the electrode.

상기 연료전지용 전극은 후술하는 폴리인산을 사용하는 방법에 따라 제조하는 것도 가능하고, 본 출원인에 의한 대한민국 특허공개공보 2009-0045655호에 기재된 전극의 제조방법과 동일하게 실시하여 제조하는 것도 가능하다.The fuel cell electrode may be manufactured according to a method using polyphosphoric acid described below, or may be manufactured in the same manner as the method for manufacturing an electrode described in Korean Patent Publication No. 2009-0045655 by the present applicant.

먼저 용매에 촉매를 분산하여 분산액을 얻는다. 이 때 용매로는 N-메틸피롤디돈(NMP), 디메틸아세트아미드(DMAc) 등을 사용하며, 그 함량은 촉매 1 중량부를 기준으로 하여 1 내지 10 중량부이다.Dispersion is obtained by first dispersing the catalyst in a solvent. In this case, N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylacetamide (DMAc) and the like are used as the solvent, and the content thereof is 1 to 10 parts by weight based on 1 part by weight of the catalyst.

상기 분산액에 화학식 1의 제1반복단위와 화학식 2의 반복단위를 포함하는 고분자, 옥사진계 모노머, 용매 및 폴리인산을 포함하는 혼합물을 부가 및 혼합하여 교반한다. A mixture comprising a polymer, an oxazine monomer, a solvent, and a polyphosphoric acid including the first repeating unit of Formula 1 and the repeating unit of Formula 2 is added to the dispersion and stirred.

상기 용매로는 N-메틸피롤디돈(NMP), 디메틸아세트아미드(DMAc) 등을 사용한다.N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylacetamide (DMAc) and the like are used as the solvent.

상기 혼합물에는 연료전지 전극 제조시 통상적으로 사용가능한 바인더를 더 포함할 수 있다.The mixture may further include a binder commonly used in the manufacture of fuel cell electrodes.

상기 폴리인산의 함량은 화학식 1의 제1반복단위와 화학식 2의 반복단위를 포함하는 고분자 100 중량부를 기준으로 하여 1 내지 10 중량부이다.The content of the polyphosphoric acid is 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer including the first repeating unit of Formula 1 and the repeating unit of Formula 2.

상기 혼합물을 카본 지지체 표면에 코팅하여 전극을 완성한다. 여기에서 카본 지지체는 유리 기판상에 고정하는 것이 코팅 작업하기가 용이하다. 그리고 상기 코팅 방법으로는 특별하게 제한되지는 않으나. 닥터 블래이드를 이용한 코팅, 바 코팅(Bar coating), 스크린 프린팅 등의 방법을 이용할 수 있다.The mixture is coated on the surface of the carbon support to complete the electrode. It is easy to coat the carbon support on the glass substrate here. And the coating method is not particularly limited. Coating using a doctor blade, bar coating, screen printing, or the like can be used.

상기 혼합물을 코팅후 건조하는 과정을 거치는데 용매를 제거하는 과정으로서 20 내지 150 °C의 온도 범위에서 실시한다. 그리고 건조 시간은 건조 온도에 따라 달라지며, 10 내지 60분 범위내에서 실시한다. After the mixture is coated and dried, the solvent is removed and is carried out in a temperature range of 20 to 150 ° C. And the drying time depends on the drying temperature, it is carried out in the range of 10 to 60 minutes.

또한 전극은 촉매층이 인산 및 C1-C20 유기 포스폰산중에서 선택된 하나 이상의 프로톤 전도체를 더 포함할 수 있다. 여기에서 프로톤 전도체의 함량은 전극의 총중량 100 중량부 대비 10 내지 1000 중량부로 사용된다. The electrode may further comprise one or more proton conductors in which the catalyst layer is selected from phosphoric acid and C1-C20 organic phosphonic acid. Here, the content of the proton conductor is used in an amount of 10 to 1000 parts by weight based on 100 parts by weight of the total weight of the electrode.

산의 농도는 특별하게 제한되지는 않으나, 인산을 사용하는 경우, 80중량%의 인산 수용액을 사용하며, 인산 함침 시간은 80℃에서 2.5시간 내지 14시간 범위이다.The concentration of the acid is not particularly limited, but when phosphoric acid is used, an aqueous solution of 80% by weight of phosphoric acid is used, and the phosphoric acid impregnation time is in the range of 2.5 hours to 14 hours at 80 ° C.

전해질막 및 전극 형성시 옥사진계 모노머의 중합체 제조시 인산을 사용하는 것이외에 별도로 인산의 2차 함침과정을 거치는 것도 가능하다. 이 때 사용되는 인산은 5~30중량%의 인산 수용액을 사용할 수 있다.In addition to using phosphoric acid when preparing the polymer of the oxazine monomer in forming the electrolyte membrane and the electrode, it is also possible to undergo a second impregnation process of phosphoric acid separately. The phosphoric acid used at this time may be used 5 to 30% by weight aqueous solution of phosphoric acid.

연료전지는 전해질막 형성재료 및/또는 전극 형성재료를 최적화하여 이들로부터 형성된 전지의 셀 성능을 극대화시킨다.The fuel cell optimizes the electrolyte membrane forming material and / or the electrode forming material to maximize the cell performance of the battery formed therefrom.

한편, 연료전지용 전해질막 및 연료전지용 전극은 상술한 고분자와 옥사진계 모노머를 혼합하여 얻은 고분자 조성물을 이용하여 제조하는 것도 가능하다.The fuel cell electrolyte membrane and the fuel cell electrode may be manufactured using a polymer composition obtained by mixing the above-described polymer and oxazine monomer.

상기 연료전지용 전극을 포함하는 연료전지를 제조하는 방법을 살펴 보기로 한다.A method of manufacturing a fuel cell including the fuel cell electrode will be described.

전해질막은 연료전지에서 통상적으로 사용되는 전해질막을 사용할 수도 있고, 또는 상술한 옥사진계 모노머와 화학식 1의 제1반복단위와 화학식 2의 제2반복단위를 포함하는 고분자 가교체를 포함하는 전해질막을 사용할 수도 있다.As the electrolyte membrane, an electrolyte membrane commonly used in a fuel cell may be used, or an electrolyte membrane including the above-described oxazine monomer and a polymer crosslinked body including the first repeating unit of Formula 1 and the second repeating unit of Formula 2 may be used. have.

예를 들어, 전해질막으로서 상기 중합체를 전해질막을 사용하는 경우, 전해질막과 전극간의 접촉 저항이 감소됨으로써 연료전지의 셀 성능이 극대화될 수 있다. For example, when the polymer is used as the electrolyte membrane, the contact resistance between the electrolyte membrane and the electrode may be reduced, thereby maximizing the cell performance of the fuel cell.

상기 연료전지에서 통상적으로 사용되는 전해질막으로는, 예를 들어, 폴리벤즈이미다졸 전해질막, 폴리벤조옥사진-폴리벤즈이미다졸 공중합체 전해질막, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 다공질막 등을 사용할 수 있다.As the electrolyte membrane commonly used in the fuel cell, for example, polybenzimidazole electrolyte membrane, polybenzoxazine-polybenzimidazole copolymer electrolyte membrane, polytetrafluoroethylene (PTFE) porous membrane, etc. Can be used.

연료전지용 전극-막 어셈블리를 제조하는 과정을 살펴보면 다음과 같다. 용어 "전극-막 어셈블리(MEA: Membrane and electrode assembly)"는 전해질막을 중심으로 이 양 면에 촉매층과 확산층으로 구성된 전극이 적층되어 있는 구조를 가르킨다.Looking at the process of manufacturing an electrode-membrane assembly for a fuel cell is as follows. The term "membrane and electrode assembly" (MEA) refers to a structure in which electrodes formed of a catalyst layer and a diffusion layer are stacked on both sides of an electrolyte membrane.

상기 MEA는, 상술한 전극 촉매층을 구비하고 있는 전극을 상기 과정에 따라 얻은 전해질막의 양면에 위치시킨 후 고온과 고압에서 접합하여 형성하고 여기에 연료 확산층을 접합하여 형성할 수 있다.The MEA may be formed by placing the electrode having the above-described electrode catalyst layer on both sides of the electrolyte membrane obtained according to the above process, and then bonding them at high temperature and high pressure, and bonding the fuel diffusion layer thereto.

이 때 상기 접합을 위한 가열온도 및 압력은 전해질막이 연화되는 온도까지 가열한 상태에서 0.1 내지 3 ton/cm2, 예를 들어,약 1 ton/cm2의 압력으로 가압하여 실행한다. At this time, the heating temperature and pressure for the bonding is carried out by pressurizing at a pressure of 0.1 to 3 ton / cm 2 , for example, about 1 ton / cm 2 in a state heated to the temperature that the electrolyte membrane is softened.

그 후, 상기 전극-막 어셈블리에 각각 바이폴라 플레이트를 장착하여 연료 전지를 완성하게 된다. 여기에서 바이폴라 플레이트는 연료 공급용 홈을 갖고 있으며, 집전체 기능을 갖고 있다.Thereafter, bipolar plates are mounted on the electrode-membrane assemblies, respectively, to complete the fuel cell. Here, the bipolar plate has a fuel supply groove and has a current collector function.

연료전지는 특별하게 그 용도가 한정되는 것은 아니지만, 고분자 전해질막 연료전지로 사용된다. The fuel cell is not particularly limited in use, but is used as a polymer electrolyte membrane fuel cell.

화학식에서 사용되는 치환기의 정의에 대하여 살펴 보면 다음과 같다.Looking at the definition of the substituent used in the formula as follows.

화학식에서 사용되는 용어 ˝알킬˝은 완전 포화된 분지형 또는 비분지형 (또는 직쇄 또는 선형) 탄화수소를 말한다. The term “alkyl” as used in the formula refers to a fully saturated branched or unbranched (or straight or linear) hydrocarbon.

상기 ˝알킬˝의 비제한적인 예로는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, iso-아밀, n-헥실, 3-메틸헥실, 2,2-디메틸펜틸, 2,3-디메틸펜틸, n-헵틸 등을 들 수 있다. Non-limiting examples of the "alkyl" include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, iso-amyl, n-hexyl, 3-methylhexyl, 2,2-dimethylpentyl, 2,3-dimethylpentyl, n-heptyl, etc. are mentioned.

상기 ˝알킬˝중 하나 이상의 수소 원자는 할로겐 원자, 할로겐 원자로 치환된 C1-C20의 알킬기(예: CCF3, CHCF2, CH2F, CCl3 등), C1-C20의 알콕시, C2-C20의 알콕시알킬, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아미디노기, 히드라진, 히드라존, 카르복실기나 그의 염, 술포닐기, 설파모일(sulfamoyl)기, 술폰산기나 그의 염, 인산이나 그의 염, 또는 C1-C20의 알킬기, C2-C20 알케닐기, C2-C20 알키닐기, C1-C20의 헤테로알킬기, C6-C20의 아릴기, C6-C20의 아릴알킬기, C6-C20의 헤테로아릴기, C7-C20의 헤테로아릴알킬기, C6-C20의 헤테로아릴옥시기, C6-C20의 헤테로아릴옥시알킬기 또는 C6-C20의 헤테로아릴알킬기로 치환될 수 있다.At least one hydrogen atom of the alkyl may be a halogen atom, a C1-C20 alkyl group substituted with a halogen atom (e.g., CCF 3 , CHCF 2 , CH 2 F, CCl 3, etc.), alkoxy of C1-C20, C2-C20 Alkoxyalkyl, hydroxy group, nitro group, cyano group, amino group, amidino group, hydrazine, hydrazone, carboxyl group or salt thereof, sulfonyl group, sulfamoyl group, sulfonic acid group or salt thereof, phosphoric acid or salt thereof, or C1- C20 alkyl group, C2-C20 alkenyl group, C2-C20 alkynyl group, C1-C20 heteroalkyl group, C6-C20 aryl group, C6-C20 arylalkyl group, C6-C20 heteroaryl group, C7-C20 hetero Or an arylalkyl group, a C6-C20 heteroaryloxy group, a C6-C20 heteroaryloxyalkyl group, or a C6-C20 heteroarylalkyl group.

용어 ˝할로겐 원자˝는 불소, 브롬, 염소, 요오드 등을 포함한다. The term “halogen atom” includes fluorine, bromine, chlorine, iodine and the like.

용어 ˝할로겐 원자로 치환된 C1-C20 알킬기˝는 하나 이상의 할로 그룹(halo group)이 치환된 C1-C20 알킬기를 말하며, 비제한적인 예로서, 모노할로알킬, 디할로알킬 또는 퍼할로알킬을 함유한 폴리할로알킬을 들 수 있다.The term "C1-C20 alkyl group substituted with a halogen atom" refers to a C1-C20 alkyl group substituted with one or more halo groups, and includes, but is not limited to, monohaloalkyl, dihaloalkyl or perhaloalkyl. One polyhaloalkyl is mentioned.

모노할로알킬은 알킬기내에 하나의 요오드, 브롬, 염소 또는 불소를 갖는 경우이고, 디할로알킬 및 폴리할로알킬은 두개 이상의 동일하거나 또는 상이한 할로 원자를 갖는 알킬기를 나타낸다.Monohaloalkyl is the case with one iodine, bromine, chlorine or fluorine in the alkyl group, dihaloalkyl and polyhaloalkyl represent an alkyl group having two or more identical or different halo atoms.

화학식에서 사용되는 용어 ˝알콕시˝는 알킬-O-를 나타내며, 상기 알킬은 상술한 바와 같다. 상기 알콕시의 비제한적인 예로서 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 2-프로폭시, 부톡시, 터트-부톡시, 펜틸옥시, 헥실옥시, 사이클로프로폭시, 사이클로헥실옥시 등이 있다. 상기 알콕시기중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 동일한 치환기로 치환가능하다.The term “alkoxy” as used in the formula represents alkyl-O—, wherein alkyl is as described above. Non-limiting examples of the alkoxy include methoxy, ethoxy, propoxy, 2-propoxy, butoxy, tert-butoxy, pentyloxy, hexyloxy, cyclopropoxy, cyclohexyloxy and the like. At least one hydrogen atom of the alkoxy group may be substituted with the same substituent as in the alkyl group described above.

화학식에서 사용되는 용어 ˝알콕시알킬˝은 알킬기가 상술한 알콕시에 의하여 치환된 경우를 말한다. 상기 알콕시알킬중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 동일한 치환기로 치환가능하다. 이와 같이 상기 용어 ˝알콕시알킬˝은 치환된 알콕시알킬 모이어티를 포함한다.The term "alkoxyalkyl" as used in the formula refers to a case where the alkyl group is substituted by the alkoxy described above. At least one hydrogen atom of the alkoxyalkyl may be substituted with the same substituent as in the alkyl group described above. As such, the term “alkoxyalkyl” includes substituted alkoxyalkyl moieties.

화학식에서 사용되는 용어 ˝알케닐˝기는 적어도 하나의 탄소-탄소 이중결합을 갖는 분지형 또는 비분지형 탄화수소를 말한다. 알케닐기의 비제한적인 예로는 비닐, 알릴, 부테닐, 이소프로페닐, 이소부테닐 등을 들 수 있고, 상기 알케닐중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 동일한 치환기로 치환될 수 있다.The term “alkenyl” group used in the formula refers to a branched or unbranched hydrocarbon having at least one carbon-carbon double bond. Non-limiting examples of alkenyl groups include vinyl, allyl, butenyl, isopropenyl, isobutenyl, and the like, and one or more hydrogen atoms of the alkenyl may be substituted with the same substituent as in the alkyl group described above.

화학식에서 사용되는 용어 ˝알키닐˝기는 적어도 하나의 탄소-탄소 삼중결합을 갖는 분지형 또는 비분지형 탄화수소를 말한다. 상기 ˝알키닐˝의 비제한적인 예로는 에티닐, 부티닐, 이소부티닐, 이소프로피닐 등을 들 수 있다. The term “alkynyl” group used in the formula refers to a branched or unbranched hydrocarbon having at least one carbon-carbon triple bond. Non-limiting examples of the alkynyl˝ include ethynyl, butynyl, isobutynyl, isopropynyl and the like.

상기 ˝알키닐˝중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 동일한 치환기로 치환될 수 있다.One or more hydrogen atoms of the above alkynyl may be substituted with the same substituent as in the alkyl group described above.

화학식에서 사용되는 용어 ˝아릴˝은 단독 또는 조합하여 사용되어, 하나 이상의 고리를 포함하는 방향족 탄화수소를 의미한다.The term “aryl” as used in the formula is used alone or in combination to mean an aromatic hydrocarbon comprising one or more rings.

상기 용어 ˝아릴˝은 방향족 고리가 하나 이상의 사이클로알킬고리에 융합된 그룹도 포함한다. The term “aryl” also includes groups in which an aromatic ring is fused to one or more cycloalkyl rings.

상기 ˝아릴˝의 비제한적인 예로서, 페닐, 나프틸, 테트라히드로나프틸 등이 있다. Non-limiting examples of the “aryl” include phenyl, naphthyl, tetrahydronaphthyl and the like.

또한 상기 ˝아릴˝기중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.In addition, at least one hydrogen atom of the aryl group may be substituted with the same substituent as in the alkyl group described above.

용어 ˝아릴알킬˝은 아릴로 치환된 알킬을 의미한다. 아릴알킬의 예로서 벤질 또는 페닐-CH2CH2-을 들 수 있다.The term “arylalkyl” means alkyl substituted with aryl. Examples of arylalkyl include benzyl or phenyl-CH 2 CH 2- .

화학식에서 사용되는 용어 ˝아릴옥시˝는 O-아릴을 의미하며, 아릴옥시기의 예로서 페녹시 등이 있다. 상기 ˝아릴옥시˝중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다. The term “aryloxy” as used in the formula means O-aryl, and examples of the aryloxy group include phenoxy. At least one hydrogen atom of the above-mentioned arylaryl may be substituted with the same substituent as in the alkyl group described above.

화학식에서 사용되는 용어 ˝헤테로아릴˝은 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 하나 이상의 헤테로원자를 포함하고, 나머지 고리원자가 탄소인 모노사이클릭(monocyclic) 또는 바이사이클릭(bicyclic) 유기 화합물을 의미한다. 상기 헤테로아릴기는 예를 들어 1-5개의 헤테로원자를 포함할 수 있고, 5-10 고리 멤버(ring member)를 포함할 수 있다. The term “heteroaryl” as used in the formula refers to a monocyclic or bicyclic organic compound comprising at least one heteroatom selected from N, O, P or S and wherein the remaining ring atoms are carbon. . The heteroaryl group may include, for example, 1-5 heteroatoms, and may include 5-10 ring members.

상기 S 또는 N은 산화되어 여러가지 산화 상태를 가질 수 있다.The S or N may be oxidized to have various oxidation states.

모노사이클릭 헤테로아릴기는 티에닐, 푸릴, 피롤릴, 이미다졸릴, 피라졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 1,2,3-옥사디아졸릴, 1,2,4-옥사디아졸릴, 1,2,5-옥사디아졸릴, 1,3,4-옥사디아졸릴기, 1,2,3-티아디아졸릴, 1,2,4-티아디아졸릴, 1,2,5-티아디아졸릴, 1,3,4-티아디아졸릴, 이소티아졸-3-일, 이소티아졸-4-일, 이소티아졸-5-일, 옥사졸-2-일, 옥사졸-4-일, 옥사졸-5-일, 이소옥사졸-3-일, 이소옥사졸-4-일, 이소옥사졸-5-일, 1,2,4-트리아졸-3-일, 1,2,4-트리아졸-5-일, 1,2,3-트리아졸-4-일, 1,2,3-트리아졸-5-일, 테트라졸릴, 피리드-2-일, 피리드-3-일, 2-피라진-2일, 피라진-4-일, 피라진-5-일, 2- 피리미딘-2-일, 4- 피리미딘-2-일, 또는 5-피리미딘-2-일을 들 수 있다.Monocyclic heteroaryl groups are thienyl, furyl, pyrrolyl, imidazolyl, pyrazolyl, thiazolyl, isothiazolyl, 1,2,3-oxadiazolyl, 1,2,4-oxadiazolyl, 1, 2,5-oxadiazolyl, 1,3,4-oxadiazolyl group, 1,2,3-thiadiazolyl, 1,2,4-thiadiazolyl, 1,2,5-thiadiazolyl, 1 , 3,4-thiadiazolyl, isothiazol-3-yl, isothiazol-4-yl, isothiazol-5-yl, oxazol-2-yl, oxazol-4-yl, oxazole- 5-yl, isoxazol-3-yl, isoxazol-4-yl, isoxazol-5-yl, 1,2,4-triazol-3-yl, 1,2,4-triazole- 5-yl, 1,2,3-triazol-4-yl, 1,2,3-triazol-5-yl, tetrazolyl, pyrid-2-yl, pyrid-3-yl, 2-pyrazine -2 days, pyrazin-4-yl, pyrazin-5-yl, 2-pyrimidin-2-yl, 4-pyrimidin-2-yl, or 5-pyrimidin-2-yl.

용어 ˝헤테로아릴˝은 헤테로방향족 고리가 하나 이상의 아릴, 지환족(cyclyaliphatic) 또는 헤테로사이클에 융합된 경우를 포함한다. The term “heteroaryl” includes when the heteroaromatic ring is fused to one or more aryl, cycloaliphatic or heterocycle.

바이사이클릭 헤테로아릴의 예로는, 인돌릴(indolyl), 이소인돌릴(isoindolyl), 인다졸릴(indazolyl), 인돌리지닐(indolizinyl), 푸리닐(purinyl), 퀴놀리지닐(quinolizinyl), 퀴놀리닐(quinolinyl), 이소퀴놀리닐(isoquinolinyl), 신놀리닐(cinnolinyl), 프탈라지닐(phthalazinyl), 나프티리디닐(naphthyridinyl), 퀴나졸리닐(quinazolinyl), 퀴낙살리닐(quinaxalinyl), 페나트리디닐(phenanthridinyl), 페나트롤리닐(phenathrolinyl), 페나지닐(phenazinyl), 페노티아지닐(phenothiazinyl), 페녹사지닐(phenoxazinyl), 벤조이소퀴놀리닐(benzisoqinolinyl), 티에노[2,3-b]푸라닐(thieno[2,3-b]furanyl), 푸로[3,2-b]-피라닐(furo[3,2-b]-pyranyl), 5H-피리도[2,3-d]-o-옥사지닐 (5H-pyrido[2,3-d]-o-oxazinyl), 1H-피라졸로[4,3-d]-옥사졸릴(1H-pyrazolo[4,3-d]-oxazolyl), 4H-이미다조[4,5-d]티아졸릴 (4H-imidazo[4,5-d]thiazolyl), 피라지노[2,3-d]피리다지닐(pyrazino[2,3-d]pyridazinyl), 이미다조[2,1-b]티아졸릴 (imidazo[2,1-b]thiazolyl), 이미다조[1,2-b][1,2,4]트리아지닐(imidazo[1,2-b][1,2,4]triazinyl), 7-벤조[b]티에닐, 벤조옥사졸릴(7-benzo[b]thienyl, benzoxazolyl), 벤즈이미다졸릴(benzimidazolyl), 벤조티아졸릴(benzothiazolyl), 벤조옥사피닐(benzoxapinyl), 벤조옥사지닐(benzoxazinyl), 1H-피롤로[1,2-b][2]벤즈아자피닐(1H-pyrrolo[1,2-b][2]benzazapinyl), 벤조퓨릴(benzofuryl), 벤조티오페닐(benzothiophenyl), 벤조트리아졸릴(benzotriazolyl), 피롤로[2,3-b]피리딜(pyrrolo[2,3-b]pyridinyl), 피롤로[3,2-c]피리디닐(pyrrolo[3,2-c]pyridinyl), 피롤로[3,2-b]피리디닐(pyrrolo[3,2-b]pyridinyl), 이미다조[4,5-b]피리디닐 (imidazo[4,5-b]pyridinyl), 이미다조[4,5-c]피리디닐(imidazo[4,5-c]pyridinyl), 피라졸로[4,3-d]피리디닐(pyrazolo[4,3-d]pyridinyl), 피라졸로[4,3-c]피리디닐 (pyrazolo[4,3-c]pyridinyl), 피라졸로[3,4-c]피리디닐(pyrazolo[3,4-c]pyridinyl), 피라졸로[3,4-d]피리디닐(pyrazolo[3,4-d]pyridinyl), 피라졸로[3,4-b]피리디닐 (pyrazolo[3,4-b]pyridinyl), 이미다조[1,2-a]피리디닐(imidazo[1,2-a]pyridinyl), 피라졸로[1,5-a]피리디닐(pyrazolo[1,5-a]pyridinyl), 피롤로[1,2-b] 피리다지닐(pyrrolo[1,2-b]pyridazinyl), 이미다조[1,2-c] 피리미디닐(imidazo[1,2-c]pyrimidinyl), 피리도[3,2-d] 피리미디닐(pyrido[3,2-d]pyrimidinyl, 피리도[4,3-d]피리미디닐 (pyrido[4,3-d]pyrimidinyl), 피리도[3,4-d]피리미디닐 (pyrido[3,4-d]pyrimidinyl), 피리도[2,3-d]피리미디닐 (pyrido[2,3-d]pyrimidinyl), 피리도[2,3-b]피라지닐(pyrido[2,3-b]pyrazinyl), 피리도[3,4-b]피라지닐(pyrido[3,4-b]pyrazinyl), 피리미도[5,4-d]피리미디닐 (pyrimido[5,4-d]pyrimidinyl), 피라지노[2,3-b]피라지닐(pyrazino[2,3-b]pyrazinyl), 또는 피리미도[4,5-d]피리미디닐 (pyrimido[4,5-d]pyrimidinyl)을 들 수 있다.Examples of bicyclic heteroaryl include indolyl, isoindolyl, indazolyl, indolizinyl, purinyl, quinolizinyl, and quinoli Quinolinyl, isoquinolinyl, cinnolinyl, phthalazinyl, phthalazinyl, naphthyridinyl, quinazolinyl, quinaxalinyl, phenaxalinyl Phenanthridinyl, phenathrolinyl, phenazinyl, phenazinyl, phenothiazinyl, phenoxazinyl, benzoisoquinolinyl, benzisoqinolinyl, thieno [2,3-b] Furanyl (thieno [2,3-b] furanyl), furo [3,2-b] -pyranyl, 5H-pyrido [2,3-d]- o-oxazinyl (5H-pyrido [2,3-d] -o-oxazinyl), 1H-pyrazolo [4,3-d] -oxazolyl (1H-pyrazolo [4,3-d] -oxazolyl), 4H-imidazo [4,5-d] thiazolyl (4H-imidazo [4,5-d] thiazolyl), pyrazino [2,3-d] pyridazinyl , Imidazo [2 , 1-b] thiazolyl (imidazo [2,1-b] thiazolyl), imidazo [1,2-b] [1,2,4] triazinyl (imidazo [1,2-b] [1,2 , 4] triazinyl), 7-benzo [b] thienyl, benzooxazolyl (7-benzo [b] thienyl, benzoxazolyl), benzimidazolyl, benzothiazolyl, benzooxazinyl ), Benzoxazinyl, 1H-pyrrolo [1,2-b] [2] benzazinyl (1H-pyrrolo [1,2-b] [2] benzazapinyl), benzofuryl, benzo Benzothiophenyl, benzotriazolyl, pyrrolo [2,3-b] pyridinyl, pyrrolo [3,2-c] pyridinyl 3,2-c] pyridinyl), pyrrolo [3,2-b] pyridinyl, imidazo [4,5-b] pyridinyl (imidazo [4,5- b] pyridinyl), imidazo [4,5-c] pyridinyl, pyrazolo [4,3-d] pyridinyl Pyrazolo [4,3-c] pyridinyl, pyrazolo [3,4-c] pyridinyl, pyrazolo [4,3-c] pyridinyl 3,4-d] pyri Pyrazolo [3,4-d] pyridinyl, pyrazolo [3,4-b] pyridinyl, imidazo [1,2-a] pyridinyl (imidazo [ 1,2-a] pyridinyl), pyrazolo [1,5-a] pyridinyl, pyrrolo [1,2-b] pyridolo [1,2 -b] pyridazinyl), imidazo [1,2-c] pyrimidinyl, pyrido [3,2-d] pyrimidinyl (3,2-d) ] pyrimidinyl, pyrido [4,3-d] pyrimidinyl, pyrido [3,4-d] pyrimidinyl Pyrido [2,3-d] pyrimidinyl, pyrido [2,3-b] pyrazinyl, pyrido [3,4-b] pyrazinyl (pyrido [3,4-b] pyrazinyl), pyrimido [5,4-d] pyrimidinyl (pyrimido [5,4-d] pyrimidinyl), pyrazino [2, 3-b] pyrazinyl (pyrazino [2,3-b] pyrazinyl), or pyrimido [4,5-d] pyrimidinyl (pyrimido [4,5-d] pyrimidinyl).

상기 ˝헤테로아릴˝중 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다. At least one hydrogen atom of the "heteroaryl" may be substituted with the same substituent as in the alkyl group described above.

용어 ˝헤테로아릴알킬˝은 헤테로아릴로 치환된 알킬을 의미한다. The term “heteroarylalkyl” means alkyl substituted with heteroaryl.

용어 ˝헤테로아릴옥시˝는 O-헤테로아릴 모이어티를 의미한다. 상기 헤테로아릴옥시중 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.The term “heteroaryloxy” refers to an O-heteroaryl moiety. At least one hydrogen atom of the heteroaryloxy may be substituted with the same substituent as in the alkyl group described above.

용어 ˝헤테로아릴옥시알킬˝은 헤테로아릴옥시로 치환된 알킬을 의미한다. 상기 헤테로아릴옥시알킬중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.The term “heteroaryloxyalkyl” means alkyl substituted with heteroaryloxy. At least one hydrogen atom of the heteroaryloxyalkyl may be substituted with the same substituent as in the alkyl group described above.

화학식에서 사용되는 ˝탄소고리˝기는 포화 또는 부분적으로 불포화된 비방향족(non-aromatic) 모노사이클릭, 바이사이클릭 또는 트리사이클릭 탄화수소기를 말한다.The “carbon ring” group used in the formula refers to a saturated or partially unsaturated non-aromatic monocyclic, bicyclic or tricyclic hydrocarbon group.

상기 모노사이클릭 탄화수소의 예로서, 사이클로펜틸, 사이클로펜테닐, 사이클로헥실, 사이클로헥세닐 등이 있다.Examples of such monocyclic hydrocarbons include cyclopentyl, cyclopentenyl, cyclohexyl, cyclohexenyl and the like.

상기 바이사이클릭 탄화수소의 예로서, 보닐(bornyl), 데카하이드로나프틸(decahydronaphthyl), 바이사이클로[2.1.1]헥실(bicyclo[2.1.1]hexyl), 바이사이클로[2.1.1]헵틸(bicyclo[2.2.1]heptyl), 바이사이클로[2.2.1]헵테닐(bicyclo[2.2.1]heptenyl), 또는 바이사이클로[2.2.2]옥틸(bicyclo[2.2.2]octyl)이 있다. Examples of the bicyclic hydrocarbons include carbonyl, decahydronaphthyl, bicyclo [2.1.1] hexyl, and bicyclo [2.1.1] heptyl. [2.2.1] heptyl), bicyclo [2.2.1] heptenyl, or bicyclo [2.2.2] octyl.

상기 트리사이클릭 탄화수소의 예로서, 아다만틸(adamantly) 등이 있다. Examples of the tricyclic hydrocarbons include adamantly and the like.

상기 ˝탄소고리˝중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다. At least one hydrogen atom in the "carbon ring" may be substituted with the same substituent as in the alkyl group described above.

화학식에서 사용되는 ˝헤테로고리˝는 질소, 황, 인, 산소 등과 같은 헤테로원자를 함유하고 있는 5 내지 10 원자로 이루어진 고리기를 지칭하며, 구체적인 예로서 피리딜 등이 있고, 이러한 헤테로고리기중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지로 치환가능하다.“Heterocyclic” as used in the formula refers to a ring group consisting of 5 to 10 atoms containing heteroatoms such as nitrogen, sulfur, phosphorus, oxygen, and the like, and specific examples thereof include pyridyl and the like, and one or more hydrogen of such heterocyclic groups. The atoms may be substituted as in the case of the alkyl group described above.

용어 ˝헤테로고리옥시˝는 -O-헤테로고리를 의미하며, 헤테로고리옥시기중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지로 치환가능하다.The term “heterocyclic oxy” means an —O-heterocycle, wherein at least one hydrogen atom of the heterocyclic oxy group is replaceable as in the case of the alkyl group described above.

용어 ˝술포닐˝은 R˝SO2-를 의미하며, R˝은 수소, 알킬, 아릴, 헤테로아릴, 아릴-알킬, 헤테로아릴-알킬, 알콕시, 아릴옥시, 사이클로알킬 또는 헤테로고리기이다.The term “sulfonyl” refers to R˝SO 2 —, where R 'is hydrogen, alkyl, aryl, heteroaryl, aryl-alkyl, heteroaryl-alkyl, alkoxy, aryloxy, cycloalkyl or heterocyclic group.

용어 ˝설파모일˝기는 H2NS(O2)-, 알킬-NHS(O2)-, (알킬)2NS(O2)- 아릴- NHS(O2)-, 알킬-(아릴)-NS(O2)-, (아릴)2NS(O)2, 헤테로아릴-NHS(O2)-, (아릴-알킬)- NHS(O2)-, 또는 (헤테로아릴-알킬)-NHS(O2)-를 포함한다.The term “sulfamoyl” group is H 2 NS (O 2 ) —, alkyl-NHS (O 2 ) —, (alkyl) 2 NS (O 2 ) —aryl- NHS (O 2 ) —, alkyl- (aryl) -NS (O 2) -, (aryl) 2 NS (O) 2, heteroaryl, -NHS (O 2) -, (aryl-alkyl) - NHS (O 2) - , or (heteroaryl-alkyl) -NHS (O 2 )-.

상기 설파모일중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지로 치환가능하다.At least one hydrogen atom of the sulfamoyl may be substituted as in the case of the alkyl group described above.

상기 용어 ˝아미노기˝는 질소 원자가 적어도 하나의 탄소 또는 헤테로원자에 공유결합된 경우를 나타낸다. 아미노기는 예를 들어 -NH2 및 치환된 모이어티(substituted moieties)를 포함한다. The term "amino group" refers to a case where a nitrogen atom is covalently bonded to at least one carbon or heteroatom. Amino groups include, for example, -NH 2 and substituted moieties.

상기 용어 ˝알킬아미노기˝는 질소가 적어도 하나의 부가적인 알킬기에 결합된 알킬아미노, 질소가 적어도 하나 또는 둘 이상이 독립적으로 선택된 아릴기에 결합된 ˝아릴아미노˝ 및 ˝디아릴아미노˝기를 포함한다.The term “alkylamino group” includes alkylamino in which nitrogen is bound to at least one additional alkyl group, and “arylamino” and “diarylamino” groups in which at least one or two or more nitrogens are independently selected from aryl groups.

용어 ˝알킬렌˝기, ˝알케닐렌˝기, ˝알키닐렌˝기, ˝아릴렌˝기 및 ˝헤테로아릴렌˝기는 각각 1가의 ˝알킬˝, ˝알케닐˝, ˝알키닐˝, ˝아릴˝기 및 ˝헤테로아릴˝기가 2가의 그룹(divalent group)으로 변경된 것을 제외하고는 동일하게 정의된다.The terms “alkylene” group, “alkenylene” group, “alkynylene” group, “arylene” group and “heteroarylene” group each represent monovalent “alkyl”, “alkenyl”, “alkynyl”, and “aryl” The same definitions apply except that the “group” and “heteroaryl” group are changed to a divalent group.

상기 ˝알킬렌˝기, ˝알케닐렌˝기, ˝알키닐렌˝기, ˝아릴렌˝기 및 ˝헤테로아릴렌˝중 하나 이상의 수소 원자는, 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지로 치환가능하다.At least one hydrogen atom of the alkylene group, the alkenylene group, the alkynylene group, the arylene group and the heteroarylene group may be substituted in the same manner as in the alkyl group described above.

이하, 하기 실시예를 들어 설명하기로 하되, 하기 실시예로만 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.Hereinafter, the following examples will be described, but are not meant to be limited only to the following examples.

실시예Example 1: 고분자  1: polymer 가교체Crosslinked material 합성 및 이를 이용한  Synthesis and Using the Same 전해질막의Electrolyte membrane 제조 Produce

먼저, 하기 반응식 2에 따라 화학식 11의 고분자를 제조하였다.First, a polymer of Chemical Formula 11 was prepared according to Scheme 2 below.

디아미노벤젠디티올 0.0186몰, 테레프탈릭산 0.0186몰, 디아미노벤조산 0.0434몰을 폴리인산 307g에 60 내지 150℃에서 용해한 다음, 이를 150 내지 250℃에서 12시간 동안 열처리하면 화학식 11의 고분자를 합성할 수 있다. 0.0186 mol of diaminobenzenedithiol, 0.0186 mol of terephthalic acid and 0.0434 mol of diaminobenzoic acid were dissolved in 307 g of polyphosphoric acid at 60 to 150 ° C., and then heat-treated at 150 to 250 ° C. for 12 hours to synthesize a polymer of Formula 11 have.

[반응식 2]Scheme 2

Figure pat00146
Figure pat00146

[화학식 11] [Formula 11]

Figure pat00147
Figure pat00147

상기 화학식 11에서 m3은 약 2이고, n3은 약 8이었다.In Formula 11, m 3 is about 2, and n 3 is about 8.

중합이 다 진행되면 반응 혼합물은 점도가 높은 용액이 되고, 이 용액에 오르토인산(o-phosphoric acid)을 첨가하고 150℃에서 용해하였다. 이 중합반응에 따라 얻어진 벤즈티아졸계 고분자의 수평균 분자량은 약 15만이었다. 이 수평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피를 통하여 측정하였다.When the polymerization was completed, the reaction mixture became a highly viscous solution, and orthophosphoric acid was added to the solution and dissolved at 150 ° C. The number average molecular weight of the benzthiazole polymer obtained by this polymerization reaction was about 150,000. This number average molecular weight was measured by gel permeation chromatography.

상기 혼합물에 하기 화학식 21로 표시되는 화합물 (4FPh2AP) 65 중량부를 부가하고 이를 교반하였다. 상기 화학식 21로 표시되는 화합물과와 반응하는 화학식 11의 화합물의 함량은 35 중량부였다. To the mixture was added 65 parts by weight of a compound represented by the following Chemical Formula 21 (4FPh2AP) and stirred. The content of the compound of Formula 11 to react with the compound represented by Formula 21 was 35 parts by weight.

[화학식 21][Formula 21]

Figure pat00148
Figure pat00148

상기 교반된 결과물을 석영판 상부에 캐스팅하고, 이를 질소 가스 분위기하, 100℃의 오븐에 넣어 이를 경화시켰다. The stirred product was cast on top of a quartz plate, which was placed in an oven at 100 ° C. under a nitrogen gas atmosphere to cure it.

100℃ 내지 220℃까지 온도를 천천히 올린 약 3시간후 1시간 동안 220℃로 온도를 고정하고, 상기 온도를 오븐에서 천천히 상온으로 식혔다.After about 3 hours of slowly raising the temperature to 100 ° C to 220 ° C, the temperature was fixed at 220 ° C for 1 hour, and the temperature was slowly cooled to room temperature in an oven.

상기 반응 결과물을 -10℃, 25 %RH에서 48시간 이상 놓고 천천히 가수분해과정을 거쳤다.The reaction product was placed at −10 ° C. and 25% RH for at least 48 hours, and then slowly hydrolyzed.

약 20중량%의 인산 수용액에 제조된 필름을 상온에서 24시간 동안 담가 2차 가수분해 과정을 진행하였다. 이어서 인산 수용액에서 필름을 꺼내 The film prepared in about 20% by weight aqueous solution of phosphoric acid was immersed at room temperature for 24 hours to undergo a second hydrolysis process. Then remove the film from the aqueous solution of phosphoric acid

표면의 인산을 닦아 내고, 진공오븐에서 24시간 이상 건조시켜 고분자 가교체로 이루어진 전해질막을 얻었다.The phosphoric acid on the surface was wiped off and dried in a vacuum oven for at least 24 hours to obtain an electrolyte membrane made of a polymer crosslinked product.

도 1은 상기 고분자 가교체의 IR 스펙트럼을 나타낸 것이다.1 shows an IR spectrum of the polymer crosslinked product.

상기 실시예 1에 따라 제조된 고분자 가교체로 이루어진 전해질막에 있어서, 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. 하기 표 1의 물성은 UTM(모델명: universal testing machine (Lloyd LR-10K))을 이용하여 측정하였고, 시편은 ASTM standard D638 (Type V specimens)을 통해 일괄적으로 제작하여 평가하였다. In the electrolyte membrane made of a polymer crosslinked product prepared according to Example 1, physical properties were measured and shown in Table 1 below. The physical properties of Table 1 were measured using UTM (model name: universal testing machine (Lloyd LR-10K)), and the specimens were evaluated by fabricating batches using ASTM standard D638 (Type V specimens).

구분division 인산
함량*
(중량%)
Phosphoric Acid
content*
(weight%)
모듈러스(modulus)(MPa)Modulus (MPa) 인장 강도
(MPa)
The tensile strength
(MPa)
파단강도
(MPa)
Breaking strength
(MPa)
변형율Strain
실시예 1Example 1 65.465.4 91.391.3 3.503.50 2.832.83 16.216.2 72.872.8 45.245.2 3.223.22 3.043.04 28.828.8

실시예Example 2: 고분자  2: polymer 가교체Crosslinked material 합성 및 이를 이용한  Synthesis and Using the Same 전해질막의Electrolyte membrane 제조 Produce

디아미노벤젠디티올 0.0187몰, 테레프탈릭산 0.0187몰을 폴리인산 82g에 60 내지 150℃에서 용해한 다음, 이를 150 내지 250℃에서 12시간 동안 열처리하면 화학식 11의 벤즈티아졸계 고분자(n=0)를 합성할 수 있었다.0.0187 mol of diaminobenzenedithiol and 0.0187 mol of terephthalic acid were dissolved in 82 g of polyphosphoric acid at 60 to 150 ° C., and then heat-treated at 150 to 250 ° C. for 12 hours to synthesize a benzthiazole polymer of Formula 11 (n = 0). Could.

화학식 11의 화합물대신 상기 화학식 11의 화합물(m3은 약 2이고 n3=0)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 고분자 가교체를 합성하였고 이를 이용하여 전해질막을 제조하였다. A polymer crosslinked product was synthesized in the same manner as in Example 1 except that the compound of Formula 11 (m 3 was about 2 and n 3 = 0) was used instead of the compound of Formula 11, and an electrolyte membrane was prepared using the compound. Prepared.

비교예Comparative example 1:  One: 폴리Poly (2,5-(2,5- benzimidazolebenzimidazole ) () ( ABPBIABPBI )를 이용한 ) 전해질막의Electrolyte membrane 제조 Produce

Figure pat00149
Figure pat00149

150℃, 폴리인산(polyphosphoric acid: PPA) 용매에 DABA를 넣어 완전히 용해시켰다. 이 혼합물을 교반하여 균일한 용액이 되면 220℃로 온도를 올려 30분 동안 중합반응을 실시하여 ABPBI를 얻었다.At 150 ° C, DABA was completely dissolved in a polyphosphoric acid (PPA) solvent. When the mixture was stirred to form a uniform solution, the temperature was raised to 220 ° C. and polymerization was performed for 30 minutes to obtain ABPBI.

상기 ABPBI에 85중량% 인산을 80℃에서 4시간 이상 함침하여 전해질막을 형성하였다. 여기에서 인산의 함량은 전해질막 총중량 100 중량부에 대하여 약 530 중량부였다.The ABPBI was impregnated with 85 wt% phosphoric acid at 80 ° C. for at least 4 hours to form an electrolyte membrane. Herein, the phosphoric acid content was about 530 parts by weight based on 100 parts by weight of the electrolyte membrane total weight.

제작예Production example 1:  One: 실시예Example 1의  1 of 전해질막을Electrolyte membrane 이용한 연료전지의 제작 Fabrication of Fuel Cells Used

교반 용기에 카본에 50 중량% PtCo가 담지된 촉매 1g 및 용매 NMP 3g을 부가하고 이를 교반하여 슬러리를 만들었다. 상기 슬러리에 5 중량%의 폴리비닐리덴플루오라이드의 NMP 용액을 부가하여 폴리비닐리덴플루오라이드가 0.025g이 되도록 첨가하여 10분동안 혼합하여 캐소드 촉매층 형성용 슬러리를 제조하였다. In a stirring vessel, 1 g of a catalyst having 50 wt% PtCo supported on carbon and 3 g of a solvent NMP were added and stirred to form a slurry. To the slurry was added 5% by weight of NMP solution of polyvinylidene fluoride was added so that the polyvinylidene fluoride to 0.025g and mixed for 10 minutes to prepare a slurry for forming a cathode catalyst layer.

카본 페이퍼를 4×7 cm2로 잘라 유리판 위에 고정하고 닥터 블래이드 (Sheen instrument)로 코팅하고 이 때 갭 간격은 600㎛로 조절하였다.The carbon paper was cut into 4 × 7 cm 2 , fixed on a glass plate, coated with a doctor blade, and the gap spacing was adjusted to 600 μm.

상기 카본 페이퍼 상부에 상기 캐소드 촉매층 형성용 슬러리를 코팅하고, 이를 상온에서 1시간 건조하고, 80℃에서 1시간 건조하고, 120℃에서 30분 건조하고 150℃에서 15분동안 건조하여 캐소드(연료극)를 제조하였다. 완성된 캐소드에서의 백금코발트 로딩양은 3.0 mg/cm2 값을 갖는다. Coating the cathode catalyst layer forming slurry on top of the carbon paper, it was dried for 1 hour at room temperature, 1 hour at 80 ℃, 30 minutes at 120 ℃ and 15 minutes at 150 ℃ cathode (fuel electrode) Was prepared. The platinum cobalt loading in the finished cathode has a value of 3.0 mg / cm 2 .

애노드로는 하기 과정에 따라 얻은 전극을 이용하였다.As an anode, an electrode obtained according to the following procedure was used.

교반 용기에 카본에 50 중량% Pt가 담지 된 촉매 2g 및 용매 NMP 9g을 부가하고 이를 고속 교반기를 이용하여 2분간 교반하였다. To the stirring vessel was added 2 g of a catalyst loaded with 50 wt% Pt to carbon and 9 g of solvent NMP, which was stirred for 2 minutes using a high speed stirrer.

이어서 상기 혼합물에 폴리비닐리덴플루오라이드 0.05g을 NMP 1g에 용해한 용액을 부가하여 2분동안 더 교반하여 애노드 촉매층 형성용 슬러리를 제작한다. 이를 미세다공층(microporous layer)이 코팅된 카본 페이퍼(carbon paper)위에 바 코터기(bar coater)로 코팅하여 제작하였다. 완성된 애노드의 백금 로딩양은 1.4 mg/cm2 값을 갖는다. Subsequently, a solution in which 0.05 g of polyvinylidene fluoride was dissolved in 1 g of NMP was added to the mixture, followed by further stirring for 2 minutes to prepare a slurry for forming an anode catalyst layer. This was produced by coating with a bar coater on a carbon paper (carbon paper) coated with a microporous layer (microporous layer). The platinum loading of the finished anode has a value of 1.4 mg / cm 2 .

상기 과정에 따라 완성된 캐소드에서의 백금코발트 로딩양은 약 2.33 mg/cm2 값을 갖고 완성된 애노드에서의 백금의 로딩양은 1.4 mg/cm2 값을 갖는다.The platinum cobalt loading in the finished cathode according to the above procedure has a value of about 2.33 mg / cm 2 and the loading of platinum in the completed anode has a value of 1.4 mg / cm 2 .

상기 캐소드와 애노드 사이에 상기 실시예 1의 전해질막을 개재하여 MEA를 제작하였다. 여기에서 그리고 상기 캐소드와 애노드는 인산 함침 없이 사용하였다.MEA was produced between the cathode and the anode through the electrolyte membrane of Example 1. Here and the cathode and anode were used without phosphate impregnation.

상기 캐소드와 애노드간의 기체 투과를 막기 위하여 주 가스켓용으로 200㎛ 두께의 테프론막과, 서브 가스켓용으로 20㎛ 두께의 테프론막을 전극과 전해질막 계면에 겹쳐 사용하였다. 그리고 MEA에 가해지는 압력은 토크 렌치를 사용하여 조절하였고, 1, 2, 3 N-m Torque까지 단계적으로 증가하면서 조립하였다. In order to prevent gas permeation between the cathode and the anode, a 200 μm thick Teflon membrane for the main gasket and a 20 μm thick Teflon membrane for the sub-gasket were used to overlap the electrode and the electrolyte membrane interface. And the pressure applied to the MEA was adjusted using a torque wrench, and assembled in increments up to 1, 2, 3 N-m Torque.

온도 150℃, 전해질막에 대해 가습하지 않는 조건으로, 애노드에 수소(유속: 100 ccm), 캐소드에 공기(250 ccm)를 유통시켜 발전시키고, 전지 특성의 측정을 행하였다. 이 때 인산을 도핑한 전해질을 사용하므로 시간이 경과됨에 따라 Hydrogen (flow rate: 100 ccm) was flowed through the anode and air (250 ccm) was flown through the anode on conditions not humidifying the electrolyte membrane at a temperature of 150 ° C., and the battery characteristics were measured. In this case, since the phosphorus-doped electrolyte is used,

연료전지의 성능이 향상되므로 작동 전압이 최고점에 도달할 때까지 에이징한 후 최종 평가한다. 그리고 상기 캐소드와 애노드의 면적은 2.8×2.8=7.84 cm2으로 고정하고 캐소드와 애노드의 두께는 카본 페이퍼의 산포 때문에 변화가 있으나, 캐소드의 전극의 두께는 약 430㎛로 그리고 애노드의 두께는 약 390㎛이었다.As the performance of the fuel cell is improved, it is aged and finally evaluated until the operating voltage reaches its peak. And the area of the cathode and anode is fixed to 2.8 × 2.8 = 7.84 cm 2 and the thickness of the cathode and anode is changed due to the scattering of carbon paper, the thickness of the electrode of the cathode is about 430㎛ and the thickness of the anode is about 390 [Mu] m.

제작예Production example 2:  2: 실시예Example 2의  2 of 전해질막을Electrolyte membrane 이용한 연료전지의 제작 Fabrication of Fuel Cells Used

실시예 1에 따라 얻은 전해질막 대신 실시예 2에 따라 얻은 전해질막을 사용한 것을 제외하고는, 제작예 3과 동일한 방법에 따라 실시하여 연료전지를 제작하였다. A fuel cell was prepared in the same manner as in Production Example 3, except that the electrolyte membrane obtained in Example 2 was used instead of the electrolyte membrane obtained in Example 1.

비교제작예Comparative Production Example 1:  One: ABPBIABPBI 전해질막을Electrolyte membrane 이용한 연료전지의 제작 Fabrication of Fuel Cells Used

실시예 1의 전해질막 대신 비교예 1의 ABPBI 전해질막을 사용한 것을 제외하고는, 제작예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 연료전지를 제작하였다.A fuel cell was manufactured by the same method as Preparation Example 1, except that the ABPBI electrolyte membrane of Comparative Example 1 was used instead of the electrolyte membrane of Example 1.

상기 제작예 1 및 비교제작예 1에 따라 제조된 연료전지에 있어서, 온도에 따른 프로톤 전도도 변화를 조사하다. 여기에서 프로톤 전도도는 하기 방법에 따라 평가하였다. In the fuel cell manufactured according to Production Example 1 and Comparative Production Example 1, the change in proton conductivity with temperature is investigated. Proton conductivity was evaluated according to the following method.

먼저 전해질막을 스테인레스 스틸 용기에서 180℃까지 가열한 후 이를 30분동안 안정화시킨다. 이어서, 이를 80℃까지 온도를 조절한 후, 온도를 스캐닝하면서 4-프로브 전극으로 전도도를 평가한다. 1 Hz 내지 1 MHz 주파수 범위에서 10 mV (vs. O.C.V) 전압 bias를 주며 저항을 측정하고, 전극은 주로 스테인레스 스틸 금속을 사용하며 백금을 전극으로 사용하여 재현성을 평가한다. 고온에서의 시간에 따른 전도도 변화를 측정하여 전해질 막의 고온 안정성을 평가하고, 각 온도마다 상대습도를 탈이온수와 드라이 질소를 이용하여 0%로 유지하고 측정한다.The electrolyte membrane is first heated to 180 ° C. in a stainless steel vessel and then stabilized for 30 minutes. Then, after adjusting the temperature to 80 ° C., the conductivity is evaluated with a 4-probe electrode while scanning the temperature. The resistance is measured with a 10 mV (vs. O.C.V) voltage bias in the frequency range of 1 Hz to 1 MHz. The electrode is mainly made of stainless steel and platinum is used as an electrode to evaluate reproducibility. The high temperature stability of the electrolyte membrane is evaluated by measuring the change in conductivity over time at high temperature, and the relative humidity is maintained at 0% using deionized water and dry nitrogen at each temperature.

상기 프로톤 전도도 평가 결과는 도 1에 나타내었다.The proton conductivity evaluation results are shown in FIG. 1.

도 1을 참조하면, 실시예 1의 연료전지는 비교제작예 1의 경우와 비교하여 이온 전도도 특성이 개선된다는 것을 알 수 있었다. Referring to FIG. 1, it can be seen that the fuel cell of Example 1 has improved ion conductivity characteristics as compared with that of Comparative Production Example 1.

상기 제작예 1에 따라 제조된 연료전지에 있어서 전류밀도에 따른 셀 전압 특성을 조사하였고 이를 도 2에 나타내었다.In the fuel cell manufactured according to Preparation Example 1, the cell voltage characteristics according to the current density were investigated and are shown in FIG. 2.

도 2를 참조하면, 제작예 1의 연료전지의 셀 전압 특성이 우수하다는 것을 알 수 있었다. 상기에서 제조예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.2, it was found that the cell voltage characteristics of the fuel cell of Preparation Example 1 were excellent. Although described with reference to the preparation examples above, those skilled in the art will understand that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below.

Claims (14)

하기 화학식 1의 제1반복단위와 화학식 2의 제2반복단위를 포함하는 고분자와, 옥사진계 모노머를 포함하는 고분자 조성물.
[화학식 1]
Figure pat00150

상기 화학식1중,
Figure pat00151
이고,
Ar은 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴렌기 또는 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴렌기이고,
m은 0.01 내지 1이고,
[화학식 2]
Figure pat00152

상기 화학식2중, R1은 수소, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 알킬기, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 알콕시기, 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴기, 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴옥시기, 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴기, 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴옥시기이고,
R2 및 R3은 서로에 관계없이 수소, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 알킬기, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 알콕시기, 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴기, 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴옥시기, 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴기, 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴옥시기이거나, 서로 연결되어 C4-C20 탄소고리 또는 C3-C20 헤테로고리기를 형성하고,
n은 0 내지 0.99이다.
A polymer composition comprising a polymer comprising a first repeating unit of Formula 1 and a second repeating unit of Formula 2, and an oxazine monomer.
[Formula 1]
Figure pat00150

In Formula 1,
Figure pat00151
ego,
Ar is an unsubstituted or substituted C6-C20 arylene group or an unsubstituted or substituted C3-C20 heteroarylene group,
m is 0.01 to 1,
(2)
Figure pat00152

In Formula 2, R 1 is hydrogen, an unsubstituted or substituted C1-C20 alkyl group, an unsubstituted or substituted C1-C20 alkoxy group, an unsubstituted or substituted C6-C20 aryl group, unsubstituted or substituted C6-C20 aryloxy group, an unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryl group, an unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryloxy group,
R 2 And R 3 is independently of each other hydrogen, an unsubstituted or substituted C1-C20 alkyl group, an unsubstituted or substituted C1-C20 alkoxy group, an unsubstituted or substituted C6-C20 aryl group, unsubstituted or substituted C6-C20 aryloxy group, unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryl group, unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryloxy group, or linked to each other C4-C20 carbon ring or C3-C20 heterocycle Form a flag,
n is 0 to 0.99.
제1항에 있어서, 상기 옥사진계 모노머의 함량이,
상기 화학식 1의 제1반복단위와 화학식 2의 제2반복단위를 포함하는 고분자의 100 중량부를 기준으로 하여 10 내지 1000 중량부인 고분자 조성물.
The method of claim 1, wherein the content of the oxazine monomer,
10 to 1000 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer including the first repeating unit of Formula 1 and the second repeating unit of Formula 2.
제1항에 있어서, 상기 Ar는 하기 화학식 2A로 표시되는 그룹중에서
선택된 하나 이상인 고분자 조성물.
[화학식 2A]
Figure pat00153
The method of claim 1, wherein Ar is in the group represented by the following formula (2A)
At least one polymer composition selected.
[Formula 2A]
Figure pat00153
제1항에 있어서, 상기 고분자가,
하기 화학식 3 또는 화학식 4로 표시되는 블록 공중합체인 고분자 조성물:
[화학식 3]
Figure pat00154

상기 화학식3중, Ar1는 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴렌기 또는 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴렌기이고,
R1은 수소, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 알킬기, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 알콕시기, 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴기, 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴옥시기, 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴기, 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴옥시기이고,
R2 및 R3은 서로에 관계없이 수소, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 알킬기, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 알콕시기, 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴기, 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴옥시기, 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴기, 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴옥시기이거나, 서로 연결되어 C4-C20 탄소고리기 또는 C3-C20 헤테로고리를 형성하고,
m1은 0.01 내지 1이고, n1은 0 내지 0.99이고, k1는 10 내지 250의 수이고,
[화학식 4]
Figure pat00155

상기 화학식4중 Ar2는 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴렌기 또는 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴렌기이고,
R1은 수소, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 알킬기, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 알콕시기, 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴기, 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴옥시기, 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴기, 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴옥시기이고,
R2 및 R3은 서로에 관계없이 수소, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 알킬기, 비치환된 또는 치환된 C1-C20 알콕시기, 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴기, 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴옥시기, 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴기, 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴옥시기이거나, 서로 연결되어 C4-C20 탄소고리기 또는 C3-C20 헤테로고리를 형성하고,
m2은 0.01 내지 1이고, n2은 0 내지 0.99이고, k2는 10 내지 250의 수이다.
The method of claim 1, wherein the polymer,
A polymer composition which is a block copolymer represented by the following formula (3) or (4):
(3)
Figure pat00154

In Formula 3, Ar 1 is an unsubstituted or substituted C6-C20 arylene group or an unsubstituted or substituted C3-C20 heteroarylene group,
R 1 is hydrogen, unsubstituted or substituted C1-C20 alkyl group, unsubstituted or substituted C1-C20 alkoxy group, unsubstituted or substituted C6-C20 aryl group, unsubstituted or substituted C6-C20 aryl An oxy group, an unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryl group, an unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryloxy group,
R 2 And R 3 is independently of each other hydrogen, an unsubstituted or substituted C1-C20 alkyl group, an unsubstituted or substituted C1-C20 alkoxy group, an unsubstituted or substituted C6-C20 aryl group, unsubstituted or substituted C6-C20 aryloxy group, unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryl group, unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryloxy group, or linked to each other C4-C20 carbocyclic group or C3-C20 hetero Form a ring,
m 1 is 0.01 to 1, n 1 is 0 to 0.99, k 1 is a number from 10 to 250,
[Chemical Formula 4]
Figure pat00155

Ar 2 in Formula 4 is an unsubstituted or substituted C6-C20 arylene group or an unsubstituted or substituted C3-C20 heteroarylene group,
R 1 is hydrogen, unsubstituted or substituted C1-C20 alkyl group, unsubstituted or substituted C1-C20 alkoxy group, unsubstituted or substituted C6-C20 aryl group, unsubstituted or substituted C6-C20 aryl An oxy group, an unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryl group, an unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryloxy group,
R 2 And R 3 is independently of each other hydrogen, an unsubstituted or substituted C1-C20 alkyl group, an unsubstituted or substituted C1-C20 alkoxy group, an unsubstituted or substituted C6-C20 aryl group, unsubstituted or substituted C6-C20 aryloxy group, unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryl group, unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryloxy group, or linked to each other C4-C20 carbocyclic group or C3-C20 hetero Form a ring,
m 2 is 0.01 to 1, n 2 is 0 to 0.99, and k 2 is a number from 10 to 250.
제1항에 있어서, 상기 화학식 1의 제1반복단위와 화학식 2의 제2반복단위를 포함하는 고분자의 중합도가 1 내지 900인 고분자 조성물.The polymer composition of claim 1, wherein the degree of polymerization of the polymer including the first repeating unit of Formula 1 and the second repeating unit of Formula 2 is 1 to 900. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1의 제1반복단위와 화학식 2의 제2반복단위를 포함하는 고분자는,
하기 화학식 11로 표시되는 화합물인 고분자 조성물:
[화학식 11]
Figure pat00156

상기식중, m3은 0.01 내지 1이고, n3은 0 내지 0.99이고, k3은 10 내지 250의 수이다.
According to claim 1, wherein the polymer comprising a first repeating unit of Formula 1 and a second repeating unit of Formula 2,
A polymer composition which is a compound represented by the following formula (11):
(11)
Figure pat00156

Wherein m 3 is 0.01 to 1, n 3 is 0 to 0.99, and k 3 is a number from 10 to 250.
제1항에 있어서, 상기 옥사진계 모노머가,
하기 화학식 5 내지 10으로 표시되는 화합물 중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 고분자 조성물.
[화학식 5]
Figure pat00157

상기 화학식 5 중, R4, R5, R6, 및 R7은, 서로 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C4-C20 탄소고리기, 치환 또는 비치환된 C4-C20 탄소고리옥시기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 헤테로고리기, 할로겐 원자, 하이드록시기, 또는 시아노기이고,
R8은 치환된 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 치환된 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 알케닐기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 알키닐기, 치환된 또는 비치환된 C6-C20 아릴기, 치환된 또는 비치환된 C6-C20 아릴옥시기, 치환된 또는 비치환된 C7-C20 아릴알킬기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴옥시기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴알킬기, 치환된 또는 비치환된 C4-C20 탄소고리기, 치환된 또는 비치환된 C4-C20 탄소고리알킬기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로고리기, 또는 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로고리알킬기이고,
[화학식 6]
Figure pat00158

상기 화학식6중 R8'은 치환된 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 치환된 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 알케닐기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 알키닐기, 치환된 또는 비치환된 C6-C20 아릴기, 치환된 또는 비치환된 C6-C20 아릴옥시기, 치환된 또는 비치환된 C7-C20 아릴알킬기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴옥시기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴알킬기, 치환된 또는 비치환된 C4-C20 탄소고리기, 치환된 또는 비치환된 C4-C20 탄소고리알킬기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로고리기, 또는 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로고리알킬기이고,
R9는 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 알키닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6-C20 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴렌기, -C(=O)-, -SO2-로 이루어진 군으로부터 선택되고,
[화학식 7]
Figure pat00159


상기 화학식7중, A, B, C, D, E는 모두 탄소이거나 또는 A, B, C, D, E중에서 선택된 하나 또는 둘은 질소(N)이고, 그 나머지는 탄소(C)이고,
R10 및 R11은 서로 연결되어 고리를 형성하며,
상기 고리가 C6-C10 탄소고리기, C3-C10 헤테로아릴기, 융합된 C3-C10 헤테로아릴기, C3-C10 헤테로고리기 또는 융합된 C3-C10 헤테로고리기이고,
[화학식 8]
Figure pat00160

상기 화학식8중, A´은 치환된 또는 비치환된 C1-C20 헤테로고리기, 치환된 또는 비치환된 C4-C20 사이클로알킬기, 또는 치환된 또는 비치환된 C1-C20 알킬기이고,
R12 내지 R19는 서로 독립적으로 수소, C1-C20 알킬기, C1-C20 알콕시기, C6-C20 아릴기, C6-C20 아릴옥시기, C1-C20 헤테로아릴기, C1-C20 헤테로아릴옥시기, C4-C20 사이클로알킬기, C1-C20 헤테로고리기, 할로겐 원자, 시아노기, 또는 하이드록시기이고,
[화학식 9]
Figure pat00161


상기 화학식9중, R20 및 R21은 서로 독립적으로 C1-C20 알킬기, C1-C20 알콕시기, C6-C20 아릴기, C6-C20 아릴옥시기 또는 하기 화학식 9A로 표시되는 그룹이고,
[화학식 9A]
Figure pat00162

상기 화학식 9 및 화학식 9A중, R22는 서로 독립적으로 수소, C1-C20 알킬기, C1-C20 알콕시기, C6-C20 아릴기, C6-C20 아릴옥시기, 할로겐화된 C6-C20 아릴기, 할로겐화된 C6-C20 아릴옥시기, C1-C20 헤테로아릴기, C1-C20 헤테로아릴옥시기, 할로겐화된 C1-C20 헤테로아릴기, 할로겐화된 C1-C20 헤테로아릴옥시기, C4-C20 탄소고리기, 할로겐화된 C4-C20 탄소고리기, C1-C20 헤테로고리기, 또는 할로겐화된 C1-C20 헤테로고리기이고,
[화학식 10]
Figure pat00163

상기 화학식10중, R23, R24 및 R25중에서 선택된 인접된 2개 이상의 그룹은 서로 연결되어 하기 화학식 2A로 표시되는 그룹이고,
상기 R23, R24 및 R25중에서 선택되지 않은 나머지 그룹은 수소, C1-C20 알킬기, C1-C20 알콕시기, C6-C20 아릴기, C6-C20 아릴옥시기, 할로겐화된 C6-C20 아릴기, 할로겐화된 C6-C20 아릴옥시기, C1-C20 헤테로아릴기, C1-C20 헤테로아릴옥시기, 할로겐화된 C1-C20 헤테로아릴기, 할로겐화된 C1-C20 헤테로아릴옥시기, C4-C20 탄소고리기, 할로겐화된 C4-C20 탄소고리기, C1-C20 헤테로고리기, 또는 할로겐화된 C1-C20 헤테로고리기이고,
R26, R27 및 R28중에서 선택된 인접된 2개 이상의 그룹은 서로 연결되어 하기 화학식 10A로 표시되는 그룹이고,
상기 R26, R27 및 R28중에서 선택되지 않은 나머지 그룹은 C1-C20 알킬기, C1-C20 알콕시기, C6-C20 아릴기, C6-C20 아릴옥시기, 할로겐화된 C6-C20 아릴기, 할로겐화된 C6-C20 아릴옥시기, C1-C20 헤테로아릴기, C1-C20 헤테로아릴옥시기, 할로겐화된 C1-C20 헤테로아릴기, 할로겐화된 C1-C20 헤테로아릴옥시기, C4-C20 탄소고리기, 할로겐화된 C4-C20 탄소고리기, C1-C20 헤테로고리기, 또는 할로겐화된 C1-C20 헤테로고리기이고
[화학식 10A]
Figure pat00164

상기 화학식 10A중 R29는 치환된 또는 비치환된 C1-C20 알킬기, 치환된 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 알케닐기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 알키닐기, 치환된 또는 비치환된 C6-C20 아릴기, 치환된 또는 비치환된 C6-C20 아릴옥시기, 치환된 또는 비치환된 C7-C20 아릴알킬기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴옥시기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로아릴알킬기, 치환된 또는 비치환된 C4-C20 탄소고리기, 치환된 또는 비치환된 C4-C20 탄소고리알킬기, 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로고리기, 또는 치환된 또는 비치환된 C2-C20 헤테로고리알킬기이고,
*는 화학식 10의 R23, R24 및 R25중에서 선택된 인접된 2개 이상의 그룹과 R26, R27 및 R28중에서 선택된 인접된 2개 이상의 그룹에 각각 연결되는 위치를 표시한다.
The method of claim 1, wherein the oxazine monomer,
A polymer composition, characterized in that at least one selected from the compounds represented by formulas (5) to (10).
[Chemical Formula 5]
Figure pat00157

In Formula 5, R 4 , R 5 , R 6 , and R 7 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1-C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1-C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C2-C20 alkenyl group, substituted or unsubstituted C2-C20 alkynyl group, substituted or unsubstituted C6-C20 aryl group, substituted or unsubstituted C6-C20 aryloxy group, substituted or unsubstituted C2-C20 heteroaryl Groups, substituted or unsubstituted C2-C20 heteroaryloxy groups, substituted or unsubstituted C4-C20 carbocyclic groups, substituted or unsubstituted C4-C20 carbocyclic groups, substituted or unsubstituted C2-C20 heterocycles A group, a halogen atom, a hydroxyl group, or a cyano group,
R 8 is a substituted or unsubstituted C1-C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1-C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C2-C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2-C20 alkynyl group, Substituted or unsubstituted C6-C20 aryl group, substituted or unsubstituted C6-C20 aryloxy group, substituted or unsubstituted C7-C20 arylalkyl group, substituted or unsubstituted C2-C20 heteroaryl group, Substituted or unsubstituted C2-C20 heteroaryloxy group, substituted or unsubstituted C2-C20 heteroarylalkyl group, substituted or unsubstituted C4-C20 carbocyclic group, substituted or unsubstituted C4-C20 carbon A cyclic alkyl group, a substituted or unsubstituted C2-C20 heterocyclic group, or a substituted or unsubstituted C2-C20 heterocyclic alkyl group,
[Formula 6]
Figure pat00158

R 8 ′ in Formula 6 is a substituted or unsubstituted C1-C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1-C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C2-C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 -C20 alkynyl group, substituted or unsubstituted C6-C20 aryl group, substituted or unsubstituted C6-C20 aryloxy group, substituted or unsubstituted C7-C20 arylalkyl group, substituted or unsubstituted C2- C20 heteroaryl group, substituted or unsubstituted C2-C20 heteroaryloxy group, substituted or unsubstituted C2-C20 heteroarylalkyl group, substituted or unsubstituted C4-C20 carbocyclic group, substituted or unsubstituted C4-C20 carbocyclic alkyl group, substituted or unsubstituted C2-C20 heterocyclic group, or substituted or unsubstituted C2-C20 heterocyclic alkyl group,
R 9 is a substituted or unsubstituted C1-C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C2-C20 alkenylene group, a substituted or unsubstituted C2-C20 alkynylene group, a substituted or unsubstituted C6-C20 arylene group, a substituted Or an unsubstituted C2-C20 heteroarylene group, -C (= 0)-, -SO 2- ,
[Formula 7]
Figure pat00159


In Formula 7, A, B, C, D, and E are all carbon, or one or two selected from A, B, C, D, and E are nitrogen (N), and the rest are carbon (C),
R 10 and R 11 are connected to each other to form a ring,
The ring is a C6-C10 carbocyclic group, a C3-C10 heteroaryl group, a fused C3-C10 heteroaryl group, a C3-C10 heterocyclic group or a fused C3-C10 heterocyclic group,
[Chemical Formula 8]
Figure pat00160

In Formula 8, A 'is a substituted or unsubstituted C1-C20 heterocyclic group, a substituted or unsubstituted C4-C20 cycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted C1-C20 alkyl group,
R 12 R 19 is independently from each other hydrogen, a C1-C20 alkyl group, a C1-C20 alkoxy group, a C6-C20 aryl group, a C6-C20 aryloxy group, a C1-C20 heteroaryl group, a C1-C20 heteroaryloxy group, C4- A C20 cycloalkyl group, a C1-C20 heterocyclic group, a halogen atom, a cyano group, or a hydroxy group,
[Formula 9]
Figure pat00161


In Formula 9, R 20 and R 21 are each independently a C1-C20 alkyl group, a C1-C20 alkoxy group, a C6-C20 aryl group, a C6-C20 aryloxy group, or a group represented by the following Formula 9A,
[Formula 9A]
Figure pat00162

In Formulas 9 and 9A, R 22 is independently hydrogen, C 1 -C 20 alkyl group, C 1 -C 20 alkoxy group, C 6 -C 20 aryl group, C 6 -C 20 aryloxy group, halogenated C 6 -C 20 aryl group, halogenated C6-C20 aryloxy group, C1-C20 heteroaryl group, C1-C20 heteroaryloxy group, halogenated C1-C20 heteroaryl group, halogenated C1-C20 heteroaryloxy group, C4-C20 carbocyclic group, halogenated C4-C20 carbocyclic group, C1-C20 heterocyclic group, or halogenated C1-C20 heterocyclic group,
[Formula 10]
Figure pat00163

In Formula 10, R 23 , R 24 And two or more adjacent groups selected from R 25 are connected to each other and represented by the following Chemical Formula 2A,
R 23 and R 24 And the remaining groups not selected from R 25 are hydrogen, C 1 -C 20 alkyl group, C 1 -C 20 alkoxy group, C 6 -C 20 aryl group, C 6 -C 20 aryloxy group, halogenated C 6 -C 20 aryl group, halogenated C 6 -C 20 aryl Oxy group, C1-C20 heteroaryl group, C1-C20 heteroaryloxy group, halogenated C1-C20 heteroaryl group, halogenated C1-C20 heteroaryloxy group, C4-C20 carbocyclic group, halogenated C4-C20 carbon A cyclic group, a C1-C20 heterocyclic group, or a halogenated C1-C20 heterocyclic group,
Two or more adjacent groups selected from R 26 , R 27, and R 28 are connected to each other and represented by the following Formula 10A,
The remaining group not selected from R 26 , R 27 and R 28 is a C1-C20 alkyl group, a C1-C20 alkoxy group, a C6-C20 aryl group, a C6-C20 aryloxy group, a halogenated C6-C20 aryl group, a halogenated group C6-C20 aryloxy group, C1-C20 heteroaryl group, C1-C20 heteroaryloxy group, halogenated C1-C20 heteroaryl group, halogenated C1-C20 heteroaryloxy group, C4-C20 carbocyclic group, halogenated C4-C20 carbocyclic group, C1-C20 heterocyclic group, or halogenated C1-C20 heterocyclic group
[Formula 10A]
Figure pat00164

R 29 in Formula 10A is a substituted or unsubstituted C1-C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1-C20 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C2-C20 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2- C20 alkynyl group, substituted or unsubstituted C6-C20 aryl group, substituted or unsubstituted C6-C20 aryloxy group, substituted or unsubstituted C7-C20 arylalkyl group, substituted or unsubstituted C2-C20 Heteroaryl group, substituted or unsubstituted C2-C20 heteroaryloxy group, substituted or unsubstituted C2-C20 heteroarylalkyl group, substituted or unsubstituted C4-C20 carbocyclic group, substituted or unsubstituted A C4-C20 carbocyclic alkyl group, a substituted or unsubstituted C2-C20 heterocyclic group, or a substituted or unsubstituted C2-C20 heterocyclic alkyl group,
* Is R 23 , R 24 in Formula 10. And positions adjacent to two or more adjacent groups selected from R 25 and two or more adjacent groups selected from R 26 , R 27, and R 28 , respectively.
제1항 내지 제7항중 어느 한 항의 고분자 조성물의 가교 반응을 통하여 얻어진 가교체인 고분자 가교체.The polymer crosslinked body which is a crosslinked body obtained through the crosslinking reaction of the polymer composition of any one of Claims 1-7. 제1항 내지 제7항중 어느 한 항의 고분자 조성물을 포함하는
연료전지용 전해질막.
Claim 1 to claim 7, comprising the polymer composition of any one of
Electrolyte membrane for fuel cell.
제8항의 고분자 가교체를 포함하는 연료전지용 전해질막.An electrolyte membrane for a fuel cell comprising the polymer crosslinked product of claim 8. 제1항 내지 제7항중 어느 한 항의 고분자 조성물을 포함하는
연료전지용 전극.
Claim 1 to claim 7, comprising the polymer composition of any one of
Fuel cell electrode.
제8항의 고분자 가교체를 포함하는 연료전지용 전극.A fuel cell electrode comprising the polymer crosslinked product of claim 8. 캐소드, 애노드 및 이들 사이에 개재된 전해질막을 포함하며,
상기 캐소드, 애노드 및 전해질막중에서 선택된 하나 이상이,
제1항 내지 제7항중 어느 한 항에 따른 고분자 조성물을
포함하는 연료전지.
A cathode, an anode and an electrolyte membrane interposed therebetween,
At least one selected from the cathode, the anode and the electrolyte membrane,
The polymer composition according to any one of claims 1 to 7
Fuel cell comprising.
캐소드, 애노드 및 이들 사이에 개재된 전해질막을 포함하며,
상기 캐소드, 애노드 및 전해질막중에서 선택된 하나 이상이,
제8항의 고분자 가교체를 포함하는 연료전지.
A cathode, an anode and an electrolyte membrane interposed therebetween,
At least one selected from the cathode, the anode and the electrolyte membrane,
A fuel cell comprising the polymer crosslinked product of claim 8.
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