KR20110100155A - Polybenzthiazole-based compound composition, preparing method thereof, electrode using the composition, and fuel cell employing the same - Google Patents

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Abstract

폴리옥사진계 화합물이 균일하게 분산된 조성물, 그 제조방법, 이를 이용한 전극 및 이를 채용한 연료전지가 개시된다. Disclosed are a composition in which a polyoxazine compound is uniformly dispersed, a manufacturing method thereof, an electrode using the same, and a fuel cell employing the same.

Description

폴리벤조옥사진계 화합물 조성물, 그 제조방법, 이를 이용한 전극 및 상기 전극을 채용한 연료전지{Polybenzthiazole-based compound composition, preparing method thereof, electrode using the composition, and fuel cell employing the same}Polybenzoxazine compound composition, a method of manufacturing the same, an electrode using the same and a fuel cell employing the electrode {Polybenzthiazole-based compound composition, preparing method etc, electrode using the composition, and fuel cell employing the same}

조성물, 그 제조방법, 이를 이용한 전극 및 상기 전극을 채용한 연료전지가 제시된다. A composition, a method of manufacturing the same, an electrode using the same, and a fuel cell employing the electrode are provided.

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 전극 촉매층이 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.

고온 무가습 고분자 전해질형 연료전지(PEMFC)는 150-200℃의 온도에서 운전 된다. 그러한 온도에서 장시간의 운전기간 동안 작동하기 위해서는 전극의 재료도 장수명을 보유해야 한다.  High temperature humidified polyelectrolyte fuel cell (PEMFC) is operated at a temperature of 150-200 ℃. In order to operate at such temperatures for extended periods of time, the material of the electrode must also have a long life.

전극을 형성하는 데 사용되는 결합제는 전극 내 인산분포와 구조 형성에 중요한 역할을 하며 운전기간 동안 전극의 성능을 유지하는데 중요한 역할을 한다.  전극의 결합제로는 폴리테트라플루오로에텔린(PTFE) 등의 발수성 폴리머가 사용된다. The binder used to form the electrode plays an important role in phosphate distribution and structure formation in the electrode and plays an important role in maintaining the electrode's performance during operation. As the binder of the electrode, a water-repellent polymer such as polytetrafluoroethelin (PTFE) is used.

그러나 현재까지 알려진 결합제는 내인산성 및 내열성이 만족할만 수준에 도달하지 못하여 개선의 여지가 많다.However, binders known to date have a lot of room for improvement since they do not reach satisfactory levels of phosphate resistance and heat resistance.

분산성이 우수한 조성물, 그 제조방법과, 상기 조성물을 이용한 전극과 이를 채용한 연료전지가 제시된다.A composition having excellent dispersibility, a manufacturing method thereof, an electrode using the composition, and a fuel cell employing the composition are provided.

본 발명의 한 측면에 따라 폴리옥사진계 화합물 입자 및 상기 폴리옥사진계 화합물 입자가 분산되어 있는 분산매를 포함하는 조성물이 제공된다.According to one aspect of the invention there is provided a composition comprising a polyoxazine compound particles and a dispersion medium in which the polyoxazine compound particles are dispersed.

본 발명의 다른 측면에 따라 옥사진계 모노머를 산(acid)과 혼합하여 옥사진계 모노머의 산 용액을 준비하는 단계;Preparing an acid solution of the oxazine monomer by mixing an oxazine monomer with an acid according to another aspect of the present invention;

상기 옥사진계 모노머의 산 용액을 열처리하여 중합하는 단계;Thermally treating the acid solution of the oxazine monomer to polymerize it;

상기 중합 결과물로부터 폴리옥사진계 화합물을 분리해내는 단계; 및Separating the polyoxazine-based compound from the polymerization product; And

상기 폴리옥사진계 화합물을 분산매에 분산시키는 단계를 포함하는, 상술한 조성물의 제조방법이 제공된다.Provided is a method for preparing the composition, comprising the step of dispersing the polyoxazine compound in a dispersion medium.

본 발명의 또 다른 측면에 따라 지지체; 상기 지지체상에 형성되고, 상술한 조성물의 코팅 생성물을 함유하는 촉매층을 포함하는 전극과 이를 채용한 연료전지가 제공된다.Support according to another aspect of the present invention; There is provided an electrode including a catalyst layer formed on the support and containing a coating product of the composition described above, and a fuel cell employing the same.

본 발명의 일구현예에 따른 조성물은 작은 평균입경을 갖는 폴리옥사진계 화합물 입자가 분산매에 골고루 분산된 상태로서, 이는 전극 촉매층에 균일하게 분산가능하며, 이를 이용하면 인산 보유력과, 고온 및 산에 대한 내구성이 개선된 전극을 제작할 수 있다. The composition according to the embodiment of the present invention is a polyoxazine-based compound particles having a small average particle diameter are evenly dispersed in the dispersion medium, which can be uniformly dispersed in the electrode catalyst layer, and using this, the phosphoric acid retention, high temperature and acid The electrode with improved durability can be manufactured.

도 1은 실시예 1에 따라 얻은 폴리벤조옥사진계 화합물의 평균 입경 분석 사진이고,
도 2는 실시예 1, 3, 4에 따라 제조된 폴리벤조옥사진계 화합물에 있어서, 열 중량 분석 그래프이고,
도 3은 제작예 1, 비교제작예 1-2에 따라 제조된 연료전지에 있어서, 캐소드 반응에 사용되는 백금 촉매 면적을 분석한 결과이고,
도 4는 제작예 1, 비교제작예 1-2에 따라 제조된 연료전지에 있어서, 전류밀도에 따른 셀 전압 특성을 나타낸 도면이고,
도 5는 제작예 2-4 및 비교제작예 1에 따라 제조된 연료전지에 있어서, 전류밀도에 따른 셀 전압 특성을 나타낸 도면이다.
1 is an average particle diameter analysis photograph of a polybenzoxazine compound obtained in Example 1,
2 is a thermogravimetric analysis graph of the polybenzoxazine compound prepared according to Examples 1, 3, and 4;
3 is a result of analyzing the platinum catalyst area used for the cathode reaction in the fuel cell prepared according to Production Example 1, Comparative Production Example 1-2,
4 is a view showing the cell voltage characteristics according to the current density in the fuel cell manufactured according to Production Example 1, Comparative Production Example 1-2,
FIG. 5 is a view showing cell voltage characteristics according to current densities in fuel cells manufactured according to Production Example 2-4 and Comparative Production Example 1. FIG.

폴리옥사진계 화합물 입자 및 상기 폴리옥사진계 화합물 입자가 분산되어 있는 분산매를 포함하는 폴리옥사진계 화합물 조성물이 제공된다.Provided is a polyoxazine compound composition comprising polyoxazine compound particles and a dispersion medium in which the polyoxazine compound particles are dispersed.

상기 "폴리옥사진계 화합물 입자가 분산되어 있는"은 폴리옥사진계 화합물 입자가 분산매에 용해되지 않는 상태로 존재하는 것을 의미한다. 이와 같이 폴리옥사진계 화합물 입자가 분산매에 용해되지 않고 분산된 상태로 존재하면 다양한 분산매를 사용할 수 있다는 잇점이 있다. The "polyoxazine-based compound particles are dispersed" means that the polyoxazine-based compound particles are present in a state in which they are not dissolved in the dispersion medium. As such, when the polyoxazine-based compound particles are present in a dispersed state without being dissolved in a dispersion medium, various dispersion mediums can be used.

상기 분산매는 폴리옥사진계 화합물 입자를 분산하는 용매로서, 밀도가 0. 5 내지 2.0 mg/cm3인 유기 화합물을 사용할 수 있다. The dispersion medium may be an organic compound having a density of 0.5 to 2.0 mg / cm 3 as a solvent for dispersing the polyoxazine compound particles.

만약 분산매의 밀도가 상기 범위일 때 폴리옥사진계 화합물 입자의 분산성이 우수하다.If the density of the dispersion medium is within the above range, the dispersibility of the polyoxazine compound particles is excellent.

상기 분산매로는, 알코올, 물, 산(acid) 및 탄화수소계 용매로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. As the dispersion medium, one or more selected from the group consisting of alcohol, water, acid and a hydrocarbon solvent may be used.

상기 탄화수소계 용매의 예로는 N-메틸피롤리돈(N-Methyl-Pyrrolidine), 디메틸 아세트아미드(Dimethylacetamide), 톨루엔, 벤젠, 크실렌 등이 있고, 상기 알코올의 예로는 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올 등이 있다.Examples of the hydrocarbon solvent include N-Methyl-Pyrrolidine, dimethyl acetamide, toluene, benzene, xylene, and the like. Examples of the alcohol include methanol, ethanol, isopropanol, butanol, and the like. There is this.

상기 산으로는 인산계 물질을 사용한다. Phosphoric acid-based material is used as the acid.

상기 인산계 물질의 예로는 폴리인산, 포스폰산(H3PO3), 유기 포스폰산, 오르토인산(H3PO4), 파이로인산(H4P207), 트리인산(H5P3O10), 메타인산 또는 그 유도체 등을 들 수 있다. Examples of the phosphoric acid material include polyphosphoric acid, phosphonic acid (H 3 PO 3 ), organic phosphonic acid, orthophosphoric acid (H 3 PO 4 ), pyrophosphoric acid (H 4 P 2 0 7 ), triphosphate (H 5 P 3 O 10), there may be mentioned meta-phosphoric acid or a derivative thereof and the like.

상기 산의 농도는 적어도 80 중량%, 90 중량%, 95중량% 또는 98중량%일 수 있다. 예를 들어, 산의 농도는 80-98중량%이다.The concentration of acid may be at least 80%, 90%, 95% or 98% by weight. For example, the concentration of acid is 80-98% by weight.

상기 폴리옥사진계 화합물 조성물에서 폴리옥사진계 화합물 입자의 함량은 폴리옥사진계 화합물 조성물 총중량을 기준으로 하여 1 내지 80중량%이다. The content of the polyoxazine-based compound particles in the polyoxazine-based compound composition is 1 to 80% by weight based on the total weight of the polyoxazine-based compound composition.

상기 조성물은 전극 촉매층 형성용 조성물 예를 들어 연료전지 전극 촉매층 형성시 이용가능하다.The composition can be used for forming a composition for forming an electrode catalyst layer, for example, a fuel cell electrode catalyst layer.

상기 조성물의 제조과정을 살펴보기로 한다.It looks at the manufacturing process of the composition.

폴리옥사진계 화합물은 옥사진계 모노머를 중합하여 형성되며, 내산성과 내열성을 지니게 된다. 그런데, 폴리옥사진계 화합물은 강도가 커서 작은 입경을 갖는 분말로 가공하기가 용이하지 않다.   옥사진계 모노머로부터 폴리옥사진계 화합물을 형성하는 고분자 형성과정에서 작은 입자 크기로 분산된 고분자를 얻기 위하여 산 촉매 공정을 사용한다.The polyoxazine compound is formed by polymerizing an oxazine monomer, and has acid resistance and heat resistance. By the way, the polyoxazine compound is not easy to process into a powder having a large particle size because of its large strength. An acid catalysis process is used to obtain a polymer dispersed in a small particle size in the process of forming a polymer to form a polyoxazine compound from an oxazine monomer.

먼저, 옥사진계 모노머를 산에 용해하여 옥사진계 모노머의 산 용액을 준비한다. First, an acid solution of an oxazine monomer is prepared by dissolving an oxazine monomer in an acid.

상기 옥사진계 모노머를 산에 용해하는 단계는 50 내지 100℃에서 이루어진다. 옥사진계 모노머의 산 용해가 상기 온도에서 이루어질 때, 옥사진계 모노머의 용해도가 높아져서 중합반응의 수율이 높아진다.Dissolving the oxazine monomer in an acid is made at 50 to 100 ℃. When the acid dissolution of the oxazine monomer is performed at the above temperature, the solubility of the oxazine monomer is increased to increase the yield of the polymerization reaction.

이어서, 이 옥사진계 모노머의 산 용액을 열처리하여 중합반응을 실시한다.Subsequently, the acid solution of this oxazine monomer is heat-treated to perform a polymerization reaction.

상기 산 용액은 산과 물로 이루어진다.The acid solution consists of acid and water.

상기 산으로는 인산계 물질을 사용할 수 있다.Phosphoric acid-based material may be used as the acid.

상기 인산계 물질로는 폴리인산, 포스폰산(H3PO3), 유기 포스폰산, 오르토인산(H3PO4), 파이로인산(H4P207), 트리인산(H5P3O10), 메타인산 또는 그 유도체 등을 예로 들 수 있다. The phosphoric acid-based material may be polyphosphoric acid, phosphonic acid (H 3 PO 3 ), organic phosphonic acid, orthophosphoric acid (H 3 PO 4 ), pyrophosphoric acid (H 4 P 2 0 7 ), triphosphate (H 5 P 3 O 10 ), metaphosphoric acid or derivatives thereof, and the like.

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. 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 산의 농도는 적어도 80 중량%, 90 중량%, 95중량% 또는 98중량%일 수 있다. 예를 들어, 산의 농도는 80-98중량%이다.The concentration of acid may be at least 80%, 90%, 95% or 98% by weight. For example, the concentration of acid is 80-98% by weight.

상기 산의 함량은 옥사진계 모노머 100 중량부를 기준으로 하여 1000 내지 100,000 중량부, 예를 들어 6,000 내지 20,000 중량부이다. 산의 함량이 상기 범위일 때 옥사진계 모노머의 중합 반응의 반응성이 우수하다. The acid content is 1000 to 100,000 parts by weight, for example 6,000 to 20,000 parts by weight, based on 100 parts by weight of the oxazine monomer. When the acid content is in the above range, the reactivity of the polymerization reaction of the oxazine monomer is excellent.

상기 열처리는 150 내지 250℃, 예를 들어 150-200℃에서 이루어진다. 열처리 온도가 상기 범위일 때, 최종적으로 얻은 폴리옥사진계 화합물 조성물 내에 함유된 폴리옥사진계 화합물의 입자 크기가 작고 수율이 우수하다.The heat treatment takes place at 150 to 250 ° C, for example 150-200 ° C. When the heat treatment temperature is within the above range, the particle size of the polyoxazine-based compound contained in the finally obtained polyoxazine-based compound composition is small and the yield is excellent.

상기 중합 결과물을 워크업 처리하여 폴리옥사진계 화합물을 분리해낸다. The polymerization product is worked up to separate a polyoxazine compound.

상기 워크업 과정은 예를 들어 중합 결과물에 물을 부가하여 원심분리기를 사용하여 원심분리를 실시하여 산 성분을 제거하여 고체를 분리해내는 과정이다. The work-up process is, for example, a process in which water is added to the polymerization product and centrifuged using a centrifuge to remove acid components to separate solids.

상기 분리된 폴리벤조옥사진계 화합물에 물을 부가하여 폴리옥사진계 화합물 조성물을 얻을 수 있게 된다. By adding water to the separated polybenzoxazine compound, a polyoxazine compound composition can be obtained.

상기 조성물은 1 내지 80 중량%의 폴리옥사진계 화합물을 포함하며, 상기 폴리옥사진계 화합물의 평균 입경은 0.5 내지 10㎛이다.The composition comprises 1 to 80% by weight of the polyoxazine compound, the average particle diameter of the polyoxazine compound is 0.5 to 10㎛.

상술한 조성물에서 폴리옥사진계 화합물의 함량이 상기 범위일 때, 분산성이 우수하다. 그리고 상술한 폴리옥사진계 화합물 조성물에서 폴리옥사진계 화합물이 상술한 입경 범위를 가질 때, 전극 촉매층에서의 분산성이 우수하다.When the content of the polyoxazine compound in the above-described composition is in the above range, the dispersibility is excellent. In the polyoxazine-based compound composition described above, when the polyoxazine-based compound has the aforementioned particle size range, dispersibility in the electrode catalyst layer is excellent.

상기 폴리옥사진계 화합물은 300℃까지의 온도에서 내열성이 우수하고, 약 150 내지 200℃, 약 180℃의 온도에 인산과 같은 산에 용해되지 않는다. 그리고 인산과 같은 산 보유 능력이 우수하다. 또한 종래의 옥사진계 모노머를 이용하여 전극을 형성하는 경우, 미반응 옥사진계 모노머가 전극내에서 불순물로 존재하여 전극의 성능이 저하되는 문제점을 미연에 예방할 수 있다. The polyoxazine-based compound is excellent in heat resistance at a temperature of up to 300 ° C, and does not dissolve in an acid such as phosphoric acid at a temperature of about 150 to 200 ° C, about 180 ° C. And it has excellent acid holding ability such as phosphoric acid. In addition, when the electrode is formed using a conventional oxazine monomer, it is possible to prevent the problem that the unreacted oxazine monomer is present as impurities in the electrode, the performance of the electrode is reduced.

상기 과정에 따라 얻어진 조성물은 연료전지용 전극의 결합제로서 사용가능하다.The composition obtained according to the above process can be used as a binder of the electrode for fuel cells.

상기 옥사진계 모노머는 특별하게 제한되지는 않으며, 예를 들어, 하기 화학식 1 내지 6으로 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 1 to 6 may be used.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1중, R1, R2, R3, 및 R4는, 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 1, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 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,

R5는 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 5 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 2][Formula 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 2중 R5'는 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 5 ′ in Formula 2 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,

R6은 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 6 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)-, -SO2-,

[화학식 3](3)

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 화학식 3중, 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 3, 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),

R7 및 R8는 서로 연결되어 고리를 형성하며, R 7 And R 8 are connected to each other to form a ring,

상기 고리가 C6-C10 사이클로알킬기, C3-C10 헤테로아릴기, 융합된 C3-C10 헤테로아릴기, C3-C10 헤테로고리기 또는 융합된 C3-C10 헤테로고리기이고,The ring is a C6-C10 cycloalkyl 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 4][Formula 4]

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 화학식 4중, A´은 치환된 또는 비치환된 C1-C20 헤테로고리기, 치환된 또는 비치환된 C4-C20 사이클로알킬기, 또는 치환된 또는 비치환된 C1-C20 알킬기이고,In Formula 4, 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,

R9 내지 R16은 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 9 R 16 is independently of each other hydrogen, C1-C20 alkyl group, C1-C20 alkoxy group, C6-C20 aryl group, C6-C20 aryloxy group, C1-C20 heteroaryl group, 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 5] [Chemical Formula 5]

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 화학식 5중, R17 및 R18는 서로 독립적으로 C1-C20 알킬기, C1-C20 알콕시기, C6-C20 아릴기, C6-C20 아릴옥시기 또는 하기 화학식 5A로 표시되는 그룹이고,In Formula 5, R 17 And R 18 is 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 5A,

[화학식 5A][Formula 5A]

Figure pat00006
Figure pat00006

상기 화학식 5 및 5A중, In Formulas 5 and 5A,

R19 및 R19´은 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 사이클로알킬기, 할로겐화된 C4-C20 사이클로알킬기, C1-C20 헤테로고리기, 또는 할로겐화된 C1-C20 헤테로고리기이고,R 19 and R 19 ′ independently of one another are hydrogen, 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 C6-C20 aryl Oxy group, C1-C20 heteroaryl group, C1-C20 heteroaryloxy group, halogenated C1-C20 heteroaryl group, halogenated C1-C20 heteroaryloxy group, C4-C20 cycloalkyl group, halogenated C4-C20 cycloalkyl group , C1-C20 heterocyclic group, or halogenated C1-C20 heterocyclic group,

[화학식 6][Formula 6]

Figure pat00007
Figure pat00007

상기 화학식 6중, R20, R21 및 R22중에서 선택된 인접된 2개 이상의 그룹은 서로 연결되어 하기 화학식 6A로 표시되는 그룹이고, In Formula 6, R 20 , R 21 And two or more adjacent groups selected from R 22 are connected to each other and represented by the following Chemical Formula 6A,

상기 R20, R21 및 R22중에서 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 20 and R 21 And the remaining groups not selected from R 22 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,

R23, R24 및 R25중에서 선택된 인접된 2개 이상의 그룹은 서로 연결되어 하기 화학식 6A로 표시되는 그룹이고, Two or more adjacent groups selected from R 23 , R 24, and R 25 are connected to each other and represented by the following Chemical Formula 6A,

상기 R23, R24 및 R25중에서 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 23 , R 24, and R 25 may be 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, or 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 6A] [Formula 6A]

Figure pat00008
Figure pat00008

상기 화학식 6A중 R1′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 1 ′ in Formula 6A 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,

*는 화학식 6의 R20, R21 및 R22중에서 선택된 인접된 2개 이상의 그룹과 R23, R24 및 R25중에서 선택된 인접된 2개 이상의 그룹에 각각 연결되는 위치를 표시한다.* Is R 20 , R 21 in Chemical Formula 6 And positions adjacent to two or more adjacent groups selected from R 22 and two or more adjacent groups selected from R 23 , R 24, and R 25 , respectively.

상기 화학식 6A중 R1′은 하기 구조식으로 표시되는 그룹중에서 선택된 하나이다.R 1 ′ in Formula 6A is one selected from the group represented by the following structural formula.

Figure pat00009
Figure pat00009

Figure pat00010
Figure pat00010

상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 예로서, 하기 화학식 7 내지 55로 표시되는 화합물을 들 수 있다.As an example of the compound represented by the said Formula (1), the compound represented by following formula (7)-55 is mentioned.

[화학식 7] [화학식 8] [화학식 9][Formula 7] [Formula 8] [Formula 9]

Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013
Figure pat00011
Figure pat00012
Figure pat00013

[화학식 10] [화학식 11] [화학식 12][Formula 10] [Formula 11] [Formula 12]

Figure pat00014
Figure pat00015
Figure pat00016
Figure pat00014
Figure pat00015
Figure pat00016

[화학식 13] [화학식 14] [화학식 15][Formula 13] [Formula 14] [Formula 15]

Figure pat00017
Figure pat00018
Figure pat00017
Figure pat00018

[화학식 16] [화학식 17] [화학식 18][Formula 16] [Formula 17] [Formula 18]

Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022

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

Figure pat00023
Figure pat00024
Figure pat00023
Figure pat00024

[화학식 21] [화학식 22] [Formula 21] [Formula 22]

Figure pat00025
Figure pat00026
Figure pat00025
Figure pat00026

[화학식 23] [화학식 24] [화학식 25]
[Formula 23] [Formula 24] [Formula 25]

Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029
Figure pat00027
Figure pat00028
Figure pat00029

[화학식 26] [화학식 27] [화학식 28][Formula 26] [Formula 27] [Formula 28]

Figure pat00030
Figure pat00031
Figure pat00032
Figure pat00030
Figure pat00031
Figure pat00032

[화학식 29] [화학식 30] [화학식 31][Formula 29] [Formula 30] [Formula 31]

Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035
Figure pat00033
Figure pat00034
Figure pat00035

[화학식 32] [화학식 33] [화학식 34][Formula 32] [Formula 33] [Formula 34]

Figure pat00036
Figure pat00037
Figure pat00038
Figure pat00036
Figure pat00037
Figure pat00038

[화학식 35] [화학식 36] [화학식 37][Formula 35] [Formula 36] [Formula 37]

Figure pat00039
Figure pat00040
Figure pat00041
Figure pat00039
Figure pat00040
Figure pat00041

[화학식 38] [화학식 39] [화학식 40][Formula 38] [Formula 39] [Formula 40]

Figure pat00042
Figure pat00043
Figure pat00044
Figure pat00042
Figure pat00043
Figure pat00044

[화학식 41] [화학식 42] [화학식 43] [화학식 44][Formula 41] [Formula 42] [Formula 43] [Formula 44]

Figure pat00045
Figure pat00046
Figure pat00047
Figure pat00048
Figure pat00045
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Figure pat00048

[화학식 45] [화학식 46] [화학식 47] [화학식 48][Formula 45] [Formula 46] [Formula 47] [Formula 48]

Figure pat00049
Figure pat00050
Figure pat00051
Figure pat00052
Figure pat00049
Figure pat00050
Figure pat00051
Figure pat00052

[화학식 49] [화학식 50] [화학식 51] [Formula 49] [Formula 50] [Formula 51]

Figure pat00053
Figure pat00054
Figure pat00055
Figure pat00053
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Figure pat00055

[화학식 52] [화학식 53][Formula 52] [Formula 53]

Figure pat00056
Figure pat00057
Figure pat00056
Figure pat00057

[화학식 54] [화학식 55][Formula 54] [Formula 55]

Figure pat00058
Figure pat00059
Figure pat00058
Figure pat00059

상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 예로서, 하기 화학식 56 내지 60으로 표시되는 화합물을 들 수 있다. As an example of the compound represented by the said Formula (2), the compound represented by following formula (56)-60 is mentioned.

[화학식 56] [화학식 57] [Formula 56] [Formula 57]

Figure pat00060
Figure pat00061
Figure pat00060
Figure pat00061

[화학식 58] [화학식 59] [Formula 58] [Formula 59]

Figure pat00062
Figure pat00063
Figure pat00062
Figure pat00063

[화학식 60]
[Formula 60]

Figure pat00064
Figure pat00064

상기 화학식 56-60중 R2는 4-터트부틸페닐기 -CH2-CH=CH2, 또는 하기 화학식 61으로 표시되는 그룹중에서 선택된다.R 2 in Formula 56-60 is selected from the group represented by 4-tertbutylphenyl group -CH 2 -CH = CH 2 , or the following Formula 61.

[화학식 61](61)

Figure pat00065
Figure pat00065

예를 들면, 상기 화학식 2의 화합물은 하기 화학식 62, 63, 64, 65 및 66으로 표시되는 화합물중에서 선택될 수 있다. For example, the compound of Formula 2 may be selected from compounds represented by the following Formulas 62, 63, 64, 65, and 66.

[화학식 62] [화학식 63]   [Formula 62] [Formula 63]

Figure pat00066
Figure pat00067
Figure pat00066
Figure pat00067

[화학식 64] [화학식 65][Formula 64] [Formula 65]

Figure pat00068
Figure pat00069
Figure pat00068
Figure pat00069

[화학식 66][Formula 66]

Figure pat00070
Figure pat00070

상기 화학식 3로 표시되는 화합물의 예로서, 하기 화학식 67 내지 70으로 표시되는 화합물들이 있다.Examples of the compound represented by Chemical Formula 3 include compounds represented by the following Chemical Formulas 67 to 70.

[화학식 67](67)

Figure pat00071
Figure pat00071

상기 화학식 67중, R˝´은 수소 또는 C1-C10 알킬기이고,In Formula 67, R 'is hydrogen or a C1-C10 alkyl group,

[화학식 68](68)

Figure pat00072
Figure pat00072

[화학식 69][Formula 69]

Figure pat00073
Figure pat00073

[화학식 70](70)

Figure pat00074
Figure pat00074

상기 화학식 67 내지 70에서 상기

Figure pat00075
가 하기 화학식 71으로 표시되는 그룹중의 하나이다.In Chemical Formulas 67 to 70
Figure pat00075
Is one of the groups represented by the following general formula (71).

[화학식 71](71)

Figure pat00076
Figure pat00076

상기 화학식 3로 표시되는 화합물의 예는, 하기 화학식 72 내지 94로 표시되는 화합물중에서 선택된다.Examples of the compound represented by Formula 3 are selected from the compounds represented by the following Formulas 72 to 94.

[화학식 72] [화학식 73][Formula 72] [Formula 73]

Figure pat00077
Figure pat00078
Figure pat00077
Figure pat00078

[화학식 74] [화학식 75][Formula 74] [Formula 75]

Figure pat00079
Figure pat00080
Figure pat00079
Figure pat00080

[화학식 76] [화학식 77]
[Formula 76] [Formula 77]

Figure pat00081
Figure pat00082
Figure pat00081
Figure pat00082

[화학식 78] [화학식 79][Formula 78] [Formula 79]

Figure pat00083
Figure pat00084
Figure pat00083
Figure pat00084

[화학식 80] [화학식 81] [Formula 80] [Formula 81]

Figure pat00085
Figure pat00086
Figure pat00085
Figure pat00086

[화학식 82] [화학식 83] [화학식 84][Formula 82] [Formula 83] [Formula 84]

Figure pat00087
Figure pat00088
Figure pat00089
Figure pat00087
Figure pat00088
Figure pat00089

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

Figure pat00090
Figure pat00091
Figure pat00092
Figure pat00090
Figure pat00091
Figure pat00092

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

Figure pat00093
Figure pat00094
Figure pat00093
Figure pat00094

[화학식 89A] [화학식 90] [Formula 89A] [Formula 90]

Figure pat00095
Figure pat00096
Figure pat00095
Figure pat00096

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

Figure pat00097
Figure pat00098
Figure pat00097
Figure pat00098

[화학식 93] [화학식 94][Formula 93] [Formula 94]

Figure pat00099
Figure pat00100
Figure pat00099
Figure pat00100

상기 화학식 4로 표시되는 화합물에서, A´은 하기 화학식 95 또는 96으로 표시되는 그룹중의 하나일 수 있다.In the compound represented by Chemical Formula 4, A 'may be one of groups represented by the following Chemical Formula 95 or 96.

[화학식 95] [화학식 96][Formula 95] [Formula 96]

Figure pat00101
Figure pat00101

상기 화학식 95 및 96중 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 95 and 96, 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 4의 화합물은 하기 화학식 97 또는 98로 표시되는 화합물일 수 있다.The compound of Formula 4 may be a compound represented by the following Formula 97 or 98.

[화학식 97] [화학식 98][Formula 97] [Formula 98]

Figure pat00102
Figure pat00102

상기 화학식 97 및 98중, Rk 하기 화학식 99로 그룹중에서 선택된 하나이다.In Formulas 97 and 98, R k is one selected from the group represented by Formula 99 below.

[화학식 99][Formula 99]

Figure pat00103
Figure pat00103

상기 화학식 4의 화합물의 예로는,하기 화학식 100 내지 105로 표시되는 화합물중에서 선택된 하나를 들 수 있다.Examples of the compound of Formula 4 may include one selected from compounds represented by the following Formulas 100 to 105.

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

Figure pat00104
Figure pat00105
Figure pat00104
Figure pat00105

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

Figure pat00106
Figure pat00107
Figure pat00106
Figure pat00107

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

Figure pat00108
Figure pat00109
Figure pat00108
Figure pat00109

[화학식 106]≪ EMI ID =

Figure pat00110
Figure pat00110

상기 화학식 5로 표시되는 화합물의 예로서 하기 화학식 107, 108 또는 110으로 표시되는 화합물이 있다.Examples of the compound represented by Formula 5 include a compound represented by the following Formula 107, 108 or 110.

[화학식 107]≪ EMI ID =

Figure pat00111
Figure pat00111

[화학식 108](108)

Figure pat00112
Figure pat00112

상기 화학식 107 및 108중 R17′은 C1-C10 알킬기, C1-C10 알콕시기, C6-C10 아릴기, 또는 C6-C10 아릴옥시기이고,R 17 ′ in Formulas 107 and 108 is a C1-C10 alkyl group, a C1-C10 alkoxy group, a C6-C10 aryl group, or a C6-C10 aryloxy group,

R19´는 하기 화학식 109로 표시되는 그룹중에서 선택되고,R 19 ′ is selected from the group represented by the following formula (109),

[화학식 109][Formula 109]

Figure pat00113
Figure pat00113

[화학식 110][Formula 110]

Figure pat00114
Figure pat00114

상기 화학식 110중, R17´은 C6-C10 아릴기이고,In Formula 110, R 17 ′ is a C6-C10 aryl group.

R19´는 하기 화학식 111로 표시되는 그룹중에서 선택된다.R 19 ′ is selected from the group represented by the following formula (111).

[화학식 111][Formula 111]

Figure pat00115
Figure pat00115

상기 화학식 5의 화합물은,하기 화학식 112 내지 116, 117 또는 118로 표시되는 화합물일 수 있다. The compound of Formula 5 may be a compound represented by the following Formula 112 to 116, 117 or 118.

[화학식 112] [화학식 113][Formula 112] [Formula 113]

Figure pat00116
Figure pat00117
Figure pat00116
Figure pat00117

[화학식 114] [화학식 115][Formula 114] [Formula 115]

Figure pat00118
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Figure pat00118
Figure pat00119

[화학식 116] [화학식 117][Formula 116] [Formula 117]

Figure pat00120
Figure pat00121
Figure pat00120
Figure pat00121

[화학식 118][Formula 118]

Figure pat00122
Figure pat00122

상기 화학식 6으로 표시되는 화합물의 예로서, 하기 화학식 119 내지 121로 표시되는 화합물을 들 수 있다.As an example of the compound represented by the said General formula (6), the compound represented by following formula (119)-121 can be mentioned.

[화학식 119] [화학식 120][Formula 119] [Formula 120]

Figure pat00123

Figure pat00123

[화학식 121][Formula 121]

Figure pat00124
Figure pat00124

상기 화학식 119 내지 121중. Rj는 하기 화학식 122로 표시되는 그룹중의 하나이다.In Formulas 119 to 121. R j is one of the groups represented by the following Chemical Formula 122.

[화학식 122][Formula 122]

Figure pat00125
Figure pat00125

Figure pat00126
Figure pat00126

상기 화학식 6의 화합물의 구체적인 예로서, 하기 화학식 123 내지 130으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.Specific examples of the compound represented by Chemical Formula 6 include compounds represented by the following Chemical Formulas 123 to 130.

[화학식 123][Formula 123]

Figure pat00127

Figure pat00127

[화학식 124][Formula 124]

Figure pat00128

Figure pat00128

[화학식 125]
[Formula 125]

Figure pat00129

Figure pat00129

[화학식 126]
[Formula 126]

Figure pat00130
Figure pat00130

[화학식 127](127)

Figure pat00131
Figure pat00131

[화학식 128](128)

Figure pat00132
Figure pat00132

[화학식 129]≪ EMI ID =

Figure pat00133
Figure pat00133

[화학식 130][Formula 130]

Figure pat00134
Figure pat00134

상기 조성물에 함유된 폴리옥사진계 화합물로는, 하기 화학식 16의 화합물 (4FPh2AP), 하기 화학식 28의 화합물 (3,4-FPh4FA), 하기 화학식 66의 화합물, 하기 화학식 62의 화합물 (HF-a), 하기 화학식 89의 화합물 (3HP2AP), 하기 화학식 116의 화합물 (PPO)중에서 선택된 하나 이상을 사용한다.As the polyoxazine-based compound contained in the composition, the compound of formula 16 (4FPh2AP), the compound of formula 28 (3,4-FPh4FA), the compound of formula 66, the compound of formula 62 (HF-a) , At least one selected from a compound of formula 89 (3HP2AP) and a compound of formula 116 (PPO).

[화학식 16] [화학식 28][Formula 16] [Formula 28]

Figure pat00135
Figure pat00136
Figure pat00135
Figure pat00136

[화학식 66] [Formula 66]

Figure pat00137
Figure pat00137

[화학식 62][Formula 62]

Figure pat00138
Figure pat00138

[화학식 89] (89)

Figure pat00139
Figure pat00139

[화학식 116][Formula 116]

Figure pat00140
Figure pat00140

본 발명의 일구현예에 따르면, 상술한 조성물의 코팅 생성물을 함유하는 촉매층을 갖는 전극이 제공된다.According to one embodiment of the present invention, there is provided an electrode having a catalyst layer containing a coating product of the composition described above.

상기 용어 " 조성물의 코팅 생성물"은 폴리옥사진계 화합물 조성물을 코팅하여 얻은 생성물 또는 코팅 및 열처리하여 얻은 생성물을 지칭하며, 상기 코팅 및/또는 열처리 온도에 따라 폴리옥사진계 화합물 조성물안에 함유된 분산매만이 제거된 상태 즉, 폴리옥사진계 화합물 자체를 지칭할 수도 있고, 상기 폴리옥사진계 화합물의 경화 생성물을 나타낼 수도 있다.The term "coating product of the composition" refers to a product obtained by coating the polyoxazine-based compound composition or a product obtained by coating and heat-treatment, wherein only the dispersion medium contained in the polyoxazine-based compound composition according to the coating and / or heat treatment temperature It may refer to the removed state, that is, the polyoxazine-based compound itself, or may represent a cured product of the polyoxazine-based compound.

이하, 상기 조성물을 이용하여 전극을 제조하는 과정을 살펴보기로 한다.Hereinafter, a process of manufacturing an electrode using the composition will be described.

상기 전극은 예를 들어 연료전지용 전극으로 사용가능하다.The electrode can be used, for example, as an electrode for fuel cells.

촉매, 상술한 조성물 및 용매를 혼합하여 전극 촉매층 형성용 조성물을 준비한다.The catalyst, the composition described above, and the solvent are mixed to prepare a composition for forming an electrode catalyst layer.

상기 용매로는 N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸아세트아미드, 물, 산 등을 사용하며, 상술한 화학식 1로 표시되는 화합물과 상술한 화학식 2로 표시되는 화합물중에서 선택된 하나 이상의 함량은 촉매 1 중량부를 기준으로 하여 0.001 내지 0.5 중량부이며, 예를 들어, 0.001 내지 0.1 중량부이다. 상술한 화학식 1로 표시되는 화합물과 상술한 화학식 2로 표시되는 화합물중에서 선택된 하나 이상의 함량이 상기 범위일 때, 지지체에 대한 전극 촉매층의 결착력이 우수하다.As the solvent, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, water, an acid, etc. are used, and at least one content selected from the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 is 0.001 to 0.5 parts by weight based on 1 part by weight of catalyst, for example 0.001 to 0.1 parts by weight. When at least one content selected from the compound represented by Chemical Formula 1 and the compound represented by Chemical Formula 2 is within the above range, the binding force of the electrode catalyst layer to the support is excellent.

상기 촉매로는, 백금(Pt) 단독 또는 금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 루테늄, 주석, 몰리브데늄, 코발트, 크롬으로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상의 금속과 백금의 합금 또는 혼합물을 사용한다. 또는 상기 촉매는 상술한 백금(Pt) 단독 또는 금, 팔라듐, 로듐, 이리듐, 루테늄, 주석, 몰리브데늄, 코발트, 크롬으로 이루어진 군에서 선택된 일종 이상의 금속과 백금의 합금 또는 혼합물이 카본계 담체에 담지된 담지 촉매일 수 있다.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, molybdenium, cobalt and chromium is used. Alternatively, the catalyst may include one or more alloys or mixtures of platinum and platinum selected from the group consisting of platinum (Pt) alone or gold, palladium, rhodium, iridium, ruthenium, tin, molybdenium, cobalt, and chromium on a carbon-based carrier. It may be a supported supported catalyst.

상기 전극 촉매층 형성용 조성물을 지지체상에 도포 및 건조하여 촉매층을 형성하여 연료전지용 전극을 형성한다.The electrode catalyst layer forming composition is coated and dried on a support to form a catalyst layer to form an electrode for a fuel cell.

상기 조성물의 폴리옥사진계 화합물의 함량은 촉매 1 중량부를 기준으로 하여 0.001 내지 20 중량부이다. The content of the polyoxazine compound of the composition is 0.001 to 20 parts by weight based on 1 part by weight of the catalyst.

폴리옥사진계 화합물의 함량이 상기 범위인 경우, 지지체에 대한 전극 촉매층의 결착력이 우수하다. When the content of the polyoxazine compound is in the above range, the binding force of the electrode catalyst layer to the support is excellent.

상기 코팅액을 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 coating solution 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 코팅액을 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 coating solution is coated and dried, the solvent is removed 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.

상기 전극은 산에 함침하는 단계를 더 거칠 수도 있다.The electrode may be further subjected to acid impregnation.

또한, 상술한 전극 촉매층 형성용 조성물은 가교성 화합물을 더 포함할 수 있다.In addition, the composition for forming an electrode catalyst layer may further include a crosslinkable compound.

상기 가교성 화합물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 화학식 2로 표시되는 화합물중에서 선택된 하나 이상과 가교할 수 있는 관능기를 갖고 있는 화합물이라면 모두 다 사용가능하다. The crosslinkable compound may be used as long as the compound has a functional group capable of crosslinking with at least one selected from the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2.

상기 가교성 화합물은 예를 들어 질소 함유 방향족 화합물이라면 모두 다 사용가능하며, 구체적으로는 5원자 고리(five membered cycle)의 질소 함유 방향족 화합물, 폴리피리미딘과 같은 6원자 고리(six membered cycle)의 질소 함유 방향족 화합물 등이 사용가능하다.The crosslinkable compound may be used as long as it is a nitrogen-containing aromatic compound. Specifically, a nitrogen-containing aromatic compound of five membered cycles and a six membered cycle such as polypyrimidine may be used. Nitrogen-containing aromatic compounds and the like can be used.

상기 가교성 화합물의 예로는, 폴리아졸계 물질, 폴리이미드 및 폴리옥사졸중에서 선택된 하나 이상의 고분자를 들 수 있다. Examples of the crosslinkable compound include at least one polymer selected from polyazole-based materials, polyimides, and polyoxazoles.

상기 가교성 화합물의 함량은 폴리옥사진계 화합물 100 중량부를 기준으로 하여 10 내지 500 중량부이다. 가교성 화합물의 함량이 상기 범위일 때, 폴리옥사진계 화합물의 내열성에 폴리아졸의 추가적인 인산함침력이 더해진다. The content of the crosslinkable compound is 10 to 500 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyoxazine compound. When the content of the crosslinkable compound is in the above range, the additional phosphoric acid impregnation force of the polyazole is added to the heat resistance of the polyoxazine compound.

상기 가교성 화합물로서 폴리아졸계 물질이 사용되는 경우, 최종적으로 얻어진 생성물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 화학식 2로 표시되는 화합물 중에서 선택된 하나 이상의 중합체가 폴리아졸계 물질과 그래프트 중합하여 얻은 그래프트 공중합체를 형성할 수 있다. When the polyazole-based material is used as the crosslinkable compound, the final product is obtained by graft copolymer obtained by graft polymerization of at least one polymer selected from the compound represented by Formula 1 and the compound represented by Formula 2 with the polyazole-based material. Can be formed.

상기 용어“화학식 1로 표시되는 화합물과 화학식 2로 표시되는 화합물중에서 선택된 하나 이상과 폴리아졸계 물질의 중합 반응 생성물”은 상술한 구조를 포함하는 의미로 사용된다.The term "polymerization reaction product of at least one selected from a compound represented by Formula 1 and a compound represented by Formula 2 with a polyazole-based material '' is used as a meaning including the structure described above.

상기 폴리아졸계 물질은 고분자내의 반복단위가 적어도 하나의 질소 원소를 갖는 아릴 고리 하나 이상을 포함하는 고분자를 가르킨다. The polyazole-based material refers to a polymer in which the repeating unit in the polymer includes at least one aryl ring having at least one nitrogen element.

상기 아릴 고리는 1 내지 3개의 질소원자를 갖는 5원자 고리 또는 6원자 고리가 다른 고리, 예를 들어 다른 아릴 고리 또는 헤테로아릴 고리에 융합된 구조를 가질 수 있다. 이와 관련하여 상기 질소 원자들은 산소, 인 및/또는 황 원자에 의하여 치환가능하다. 상기 아릴 고리의 대표적인 예로서 페닐, 나프틸, 헥사하이드로인딜(hexahydroindyl), 인다닐(indanyl), 또는 테트라하이드로나프틸이다. The aryl ring may have a structure in which a 5- or 6-membered ring having 1 to 3 nitrogen atoms is fused to another ring, for example, another aryl ring or heteroaryl ring. In this connection the nitrogen atoms are substitutable by oxygen, phosphorus and / or sulfur atoms. Representative examples of the aryl ring are phenyl, naphthyl, hexahydroindyl, indanyl, or tetrahydronaphthyl.

상기 폴리아졸계 물질은, 상술한 바와 같이 반복단위내에 적어도 하나의 아미노기를 갖는다. 이와 관련하여, 아미노기는 아릴 고리의 일부분 또는 아릴 유닛의 치환기 부분으로서 1차 아미노기, 2차 아미노기 또는 3차 아미노기로서 존재할 수 있다.The polyazole-based material has at least one amino group in the repeating unit as described above. In this regard, the amino group may be present as a primary amino group, secondary amino group or tertiary amino group as part of an aryl ring or as a substituent part of an aryl unit.

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.

폴리아졸계 물질 및 이를 함유한 고분자 필름의 제조방법은 US 2005/256296A호에 공지되어 있다. Polyazole-based materials and processes for the preparation of polymer films containing them are known from US 2005 / 256296A.

본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 폴리아졸계 물질으로는 하기 화학식 131 내지 144로 표시되는 아졸 유닛을 포함하는 폴리아졸계 물질이다.According to one embodiment of the present invention, the polyazole-based material is a polyazole-based material including an azole unit represented by the following Chemical Formulas 131 to 144.

[화학식 131][Formula 131]

Figure pat00141
Figure pat00141

[화학식 132][Formula 132]

Figure pat00142
Figure pat00142

[화학식 133][Formula 133]

Figure pat00143
Figure pat00143

[화학식 134][Formula 134]

Figure pat00144
Figure pat00144

[화학식 135][Formula 135]

Figure pat00145
Figure pat00146
Figure pat00145
Figure pat00146

[화학식 136][Formula 136]

Figure pat00147
Figure pat00147

[화학식 137][Formula 137]

Figure pat00148
Figure pat00148

[화학식 138][Formula 138]

Figure pat00149
Figure pat00149

[화학식 139][Formula 139]

Figure pat00150
Figure pat00150

[화학식 140][Formula 140]

Figure pat00151
Figure pat00151

[화학식 141]Formula 141

Figure pat00152
Figure pat00152

[화학식 142][Formula 142]

Figure pat00153
Figure pat00153

[화학식 143][Formula 143]

Figure pat00154
Figure pat00154

[화학식 144][Formula 144]

Figure pat00155
Figure pat00155

상기 화학식 131 내지 144중, Ar0은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 단환 또는 다환인 2가의 C6-C20 아릴기 또는 C2-C20 헤테로아릴기이고, In Formulas 131 to 144, Ar 0 is the same as or different from each other, and a monocyclic or polycyclic divalent C6-C20 aryl group or C2-C20 heteroaryl group,

Ar은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 이들 각각은 단환 또는 다환인 4가의 C6-C20 아릴기 또는 C2-C20 헤테로아릴기이고,Ar is the same as or different from each other, and each of them is a monovalent or polycyclic tetravalent C6-C20 aryl group or C2-C20 heteroaryl group,

Ar1은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 이들 각각은 단환 또는 다환인 2가의 C6-C20 아릴기 또는 C2-C20 헤테로아릴기이고,Ar 1 is the same as or different from each other, and each of them is a monocyclic or polycyclic divalent C6-C20 aryl group or C2-C20 heteroaryl group,

Ar2는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 이들 각각은 단환 또는 다환인 2가 또는 3가의 C6-C20 아릴기 또는 C2-C20 헤테로아릴기이고,Ar 2 is the same as or different from each other, each of which is a monocyclic or polycyclic divalent or trivalent C6-C20 aryl group or C2-C20 heteroaryl group,

Ar3은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 단환 또는 다환인 3가의 C6-C20 아릴기 또는 C2-C20 헤테로아릴기이고, Ar 3 is the same as or different from each other, is a monocyclic or polycyclic trivalent C6-C20 aryl group or C2-C20 heteroaryl group,

Ar4는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 이들 각각은 단환 또는 다환인 3가의 C6-C20 아릴기 또는 C2-C20 헤테로아릴기이고,Ar 4 is the same as or different from each other, each of which is a monocyclic or polycyclic trivalent C6-C20 aryl group or C2-C20 heteroaryl group,

Ar5는 서로 동일하거나 또는 상이하며, 이들 각각은 단환 또는 다환인 4가의 C6-C20 아릴기 또는 C2-C20 헤테로아릴기이고,Ar 5 is the same as or different from each other, and each of them is a monovalent or polycyclic tetravalent C6-C20 aryl group or C2-C20 heteroaryl group,

Ar6은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 단환 또는 다환인 2가의 C6-C20 아릴기 또는 C2-C20 헤테로아릴기이고, Ar 6 is the same as or different from each other, is a monocyclic or polycyclic divalent C6-C20 aryl group or C2-C20 heteroaryl group,

Ar7은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 단환 또는 다환인 2가의 C6-C20 아릴기 또는 C2-C20 헤테로아릴기이고, Ar 7 is the same as or different from each other, is a monocyclic or polycyclic divalent C6-C20 aryl group or C2-C20 heteroaryl group,

Ar8은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 단환 또는 다환인 3가 C6-C20 아릴기 또는 C2-C20 헤테로아릴기이고,Ar 8 is the same as or different from each other, is a monocyclic or polycyclic trivalent C6-C20 aryl group or C2-C20 heteroaryl group,

Ar9은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 단환 또는 다환인 2가, 3가 또는 4가의 C6-C20 아릴기 또는 C2-C20 헤테로아릴기이고,Ar 9 is the same as or different from each other, and is a monocyclic or polycyclic divalent, trivalent or tetravalent C6-C20 aryl group or C2-C20 heteroaryl group,

Ar10은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 단환 또는 다환인 2가 또는 3가의 C6-C20 아릴기 또는 C2-C20 헤테로아릴기이고,Ar 10 is the same as or different from each other, and is a monocyclic or polycyclic divalent or trivalent C6-C20 aryl group or C2-C20 heteroaryl group,

Ar11은 서로 동일하거나 또는 상이하며, 단환 또는 다환인 2가 C6-C20 아릴기 또는 C2-C20 헤테로아릴기이고,Ar 11 is the same as or different from each other, is a monocyclic or polycyclic divalent C6-C20 aryl group or C2-C20 heteroaryl group,

X3 내지 X11는 동일하거나 또는 상이하며, 산소, 황 또는 -N(R′)이고, 상기 R′은 수소, C1-C20 알킬기, C1-C20 알콕시기, C6-C20 아릴기이고,X 3 to X 11 are the same or different and are oxygen, sulfur or —N (R ′), wherein R ′ is hydrogen, C 1 -C 20 alkyl group, C 1 -C 20 alkoxy group, C 6 -C 20 aryl group,

R9은 동일하거나 또는 상이하며, 수소, C1-C20 알킬기 또는 C6-C20 아릴기를 나타내고,R 9 is the same or different and represents hydrogen, a C1-C20 alkyl group or a C6-C20 aryl group,

n0, n4 내지 n16 및 m2은 서로 독립적으로 10 이상의 정수이고, 예를 들어 100 이상의 정수로서 100 내지 100,000이다.n 0 , n 4 N 16 and m 2 are each independently an integer of 10 or more, for example, 100 to 100,000 as an integer of 100 or more.

상기 아릴 또는 헤테로아릴기는 예를 들어, 벤젠, 나프탈렌, 비페닐, 디페닐에테르, 디페닐메탄, 디페닐디메틸메탄, 비스페논, 디페닐설폰, 퀴놀린, 피리딘, 비피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 테트라아진, 피롤, 피라졸, 안트라센, 벤조피롤, 벤조트리아졸, 벤조옥사티아졸, 벤조옥사디아졸, 벤조피리딘, 벤조피라진, 벤조피라지딘, 벤조피리미딘, 벤조트리아진, 인돌리진, 퀴놀리진, 피리도피리딘, 이미다조피리미딘, 피라지노피리미딘, 카바졸, 아지리딘, 페나진, 벤조퀴놀린, 페녹사진, 페노티아진, 아크리디진, 벤조프페리딘, 페난트롤린 또는 페난트렌이고, 이들은 치환기를 가질 수 있다.The aryl or heteroaryl group is, for example, benzene, naphthalene, biphenyl, diphenyl ether, diphenylmethane, diphenyldimethylmethane, bisphenone, diphenylsulfone, quinoline, pyridine, bipyridine, pyridazine, pyrimidine , Pyrazine, triazine, tetraazine, pyrrole, pyrazole, anthracene, benzopyrrole, benzotriazole, benzooxathiazole, benzooxadiazole, benzopyridine, benzopyrazine, benzopyrazidine, benzopyrimidine, benzotri Azine, indolizine, quinolysine, pyridopyridine, imidazopyrimidine, pyrazinopyrimidine, carbazole, aziridine, phenazine, benzoquinoline, phenoxazine, phenothiazine, acridizin, benzoproperi Dine, phenanthroline or phenanthrene, which may have a substituent.

상기 Ar0, Ar1, Ar4, Ar6, Ar7, Ar8, Ar9, Ar10, Ar11은 모든 가능한 치환 패턴을 가질 수 있다. 예를 들어 Ar0, Ar1, Ar4, Ar6, Ar7, Ar8, Ar9, Ar10 및 Ar11가 페닐렌인 경우에는 Ar0,Ar1, Ar4, Ar6, Ar7, Ar8, Ar9, Ar10 및 Ar11은 오르토페닐렌, 메타페닐렌 또는 파라페닐렌이다. Ar 0 , Ar 1 , Ar 4 , Ar 6 , Ar 7 , Ar 8 , Ar 9 , Ar 10 , Ar 11 may have all possible substitution patterns. For example, when Ar 0 , Ar 1 , Ar 4 , Ar 6 , Ar 7 , Ar 8 , Ar 9 , Ar 10 and Ar 11 are phenylene, Ar 0 , Ar 1 , Ar 4 , Ar 6 , Ar 7 , Ar 8 , Ar 9 , Ar 10 and Ar 11 are orthophenylene, metaphenylene or paraphenylene.

상기 알킬기로는 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필 및 t-부틸기와 같은 C1-C4 단쇄 알킬기이고, 상기 아릴기는 예를 들어 페닐 또는 나프틸기이다.The alkyl group is, for example, a C1-C4 short-chain alkyl group such as methyl, ethyl, n-propyl, i-propyl and t-butyl groups, and the aryl group is, for example, a phenyl or naphthyl group.

상기 치환기로는 불소와 같은 할로겐 원자, 아미노기, 하이드록시기, 또는 메틸, 에틸과 같은 단쇄 알킬기이다.The substituent is a halogen atom such as fluorine, an amino group, a hydroxyl group, or a short chain alkyl group such as methyl or ethyl.

상기 폴리아졸계 물질의 구체적인 예로서, 폴리이미다졸, 폴리벤조티아졸, 폴리벤조옥사졸, 폴리옥사디아졸, 폴리퀴녹살린, 폴리티아디아졸, 폴리피리딘, 폴리피리미딘 또는 폴리테트라아자피렌을 들 수 있다.Specific examples of the polyazole-based material include polyimidazole, polybenzothiazole, polybenzoxazole, polyoxadiazole, polyquinoxaline, polythiadiazole, polypyridine, polypyrimidine or polytetraazaprene. Can be.

상기 폴리아졸계 물질은 상기 화학식 131 내지 144중 적어도 2개의 유닛을 포함하는 코폴리머 또는 블랜드일 수 있다. 상기 폴리아졸계 물질은 화학식 131 내지 144 중 적어도 2개의 유닛을 포함하는 블록 코폴리머 (디블록, 트리블록), 랜덤 공중합체, 주기 공중합체(periodic copolymer) 또는 교호 폴리머(alternating polymer)이다.The polyazole-based material may be a copolymer or blend including at least two units of Formulas 131 to 144. The polyazole-based material is a block copolymer (diblock, triblock), random copolymer, periodic copolymer or alternating polymer comprising at least two units of Formulas 131 to 144.

상기 화학식 131 및/또는 132의 유닛만을 포함하는 폴리아졸계 물질이 사용된다.Polyazole-based materials containing only units of Formulas 131 and / or 132 are used.

상기 폴리아졸계 물질의 예로는 하기 화학식 145 내지 171로 표시되는 고분자를 들 수 있다.Examples of the polyazole-based material include polymers represented by the following Chemical Formulas 145 to 171.

[화학식 145][Formula 145]

Figure pat00156
Figure pat00156

[화학식 146]Formula 146

Figure pat00157
Figure pat00157

[화학식 147][Formula 147]

Figure pat00158
Figure pat00158

[화학식 148][Formula 148]

Figure pat00159
Figure pat00159

[화학식 149][Formula 149]

Figure pat00160
Figure pat00160

[화학식 150][Formula 150]

Figure pat00161
Figure pat00161

[화학식 151][Formula 151]

Figure pat00162
Figure pat00162

[화학식 152][Formula 152]

Figure pat00163
Figure pat00163

[화학식 153][Formula 153]

Figure pat00164
Figure pat00164

[화학식 154]Formula 154

Figure pat00165
Figure pat00165

[화학식 155][Formula 155]

Figure pat00166
Figure pat00166

[화학식 156][Formula 156]

Figure pat00167
Figure pat00167

[화학식 157][Formula 157]

Figure pat00168
Figure pat00168

[화학식 158][Formula 158]

Figure pat00169
Figure pat00169

[화학식 159][Formula 159]

Figure pat00170
Figure pat00170

[화학식 160][Formula 160]

Figure pat00171
Figure pat00171

[화학식 161][Formula 161]

Figure pat00172
Figure pat00172

[화학식 162][Formula 162]

Figure pat00173
Figure pat00173

[화학식 163][Formula 163]

Figure pat00174
Figure pat00174

[화학식 164]Formula 164

Figure pat00175
Figure pat00175

[화학식 165]Formula 165

Figure pat00176
Figure pat00176

[화학식 166]Formula 166

Figure pat00177
Figure pat00177

[화학식 167]Formula 167

Figure pat00178
Figure pat00178

[화학식 168]Formula 168

Figure pat00179
Figure pat00179

[화학식 169][Formula 169]

Figure pat00180
Figure pat00180

[화학식 170][Formula 170]

Figure pat00181
Figure pat00181

[화학식 171][Formula 171]

Figure pat00182
Figure pat00182

상기 화학식 145 내지 화학식 171중, l, n17 내지 n43 및 m3 내지 m7은 각각 10 이상의 정수, 예를 들어 100 이상의 정수이고, In Formulas 145 to 171, l, n 17 to n 43 and m 3 to m 7 are each an integer of 10 or more, for example, an integer of 100 or more,

z은 화학결합을 나타내거나 -(CH2)S-, -C(=O)-, -SO2-, -C(CH3)2- 또는 -C(CF3)2-이고, s는 1 내지 5의 정수이다.z represents a chemical bond or is-(CH 2 ) S- , -C (= 0)-, -SO 2- , -C (CH 3 ) 2 -or -C (CF 3 ) 2- , and s is 1 It is an integer of -5.

상기 폴리아졸계 물질로는, 하기 화학식 172의 화합물 (m-PBI) 또는 하기 화학식 173의 화합물 (p-PBI)을 갖는 화합물을 사용할 수 있다. As the polyazole-based material, a compound having a compound of Formula 172 (m-PBI) or a compound of Formula 173 (p-PBI) may be used.

[화학식 172] [Formula 172]

Figure pat00183
Figure pat00183

상기 화학식 172에서, n1은 10 이상의 정수이고,In Formula 172, n 1 is an integer of 10 or more,

[화학식 173][Formula 173]

Figure pat00184
Figure pat00184

상기 화학식 173에서, n2는 10 이상의 정수이다.In Formula 173, n 2 is an integer of 10 or more.

상기 화학식 172 또는 173으로 표시되는 고분자의 수평균 분자량은 100만 이하이다.  The number average molecular weight of the polymer represented by Chemical Formula 172 or 173 is 1 million or less.

상기 폴리아졸계 물질로서, 하기 화학식 174로 표시되는 벤즈이미다졸계 고분자를 사용하는 것도 가능하다.As the polyazole-based material, it is also possible to use a benzimidazole-based polymer represented by the following general formula (174).

[화학식 174][Formula 174]

Figure pat00185
Figure pat00185

상기 화학식 174중, R26 및 R27은 서로 독립적으로 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 R26 및 R27은 서로 연결되어 C4-C20 탄소고리 또는 C3-C20 헤테로고리를 형성하고, In Formula 174, R 26 And R 27 independently of one another 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, unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryl group, unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryloxy group, or R 26 And R 27 connected to each other to form a C4-C20 carbon ring or a C3-C20 heterocycle,

Ar12는 비치환된 또는 치환된 C6-C20 아릴렌기 또는 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴렌기이고,Ar 12 is an unsubstituted or substituted C6-C20 arylene group or an unsubstituted or substituted C3-C20 heteroarylene group,

R28 내지 R30은 각각 일치환 또는 다치환된 치환기를 나타내며, R 28 To R 30 each represent a mono- or polysubstituted substituent,

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, 또는 비치환된 또는 치환된 C3-C20 헤테로아릴옥시기이고, 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 aryloxy group, Unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryl group, or unsubstituted or substituted C3-C20 heteroaryloxy group,

L은 링커(linker)를 나타내고,L represents a linker,

m1은 0.01 내지 1이고,m 1 is 0.01 to 1,

a1은 0 또는 1이고, a 1 is 0 or 1,

n3은 0 내지 0.99이고,n 3 is 0 to 0.99,

k는 10 내지 250의 수이다.k is a number from 10 to 250.

상기 벤즈이미다졸계 고분자는 하기 화학식 175 또는 화학식 176으로 표시되는 화합물일 수 있다.The benzimidazole-based polymer may be a compound represented by Formula 175 or Formula 176.

[화학식 175][Formula 175]

Figure pat00186
Figure pat00186

상기 화학식 175중 k1는 중합도로서 10 내지 300의 수이다.K 1 in Formula 175 is a number from 10 to 300 as a degree of polymerization.

[화학식 176]Formula 176

Figure pat00187
Figure pat00187

상기 화학식 176중 m8은 0.01 내지 1이고, 일실시예에 따르면, 1 또는 0.1 내지 0.9이고, n44은 0 내지 0.99이고, 예를 들어, 0 또는 0.1 내지 0.9이고,M 8 in Formula 176 is 0.01 to 1, according to one embodiment, 1 or 0.1 to 0.9, n 44 is 0 to 0.99, for example, 0 or 0.1 to 0.9,

k2는 10 내지 250의 수이다.
k 2 is a number from 10 to 250.

상기 과정에 따라 얻어진 연료전지용 전극은 전해질막과 결합되어 막 전극 접합체를 형성한다.The electrode for a fuel cell obtained by the above process is combined with an electrolyte membrane to form a membrane electrode assembly.

상기 막 전극 접합체는 연료전지 셀에 넣어져 공기와 수소 연료를 투입한 후, 이를 작동시킨다. 연료전지의 작동온도는 예를 들어 150 내지 180℃에서 이루어진다. The membrane electrode assembly is put in a fuel cell and charged with air and hydrogen fuel, and then operated. The operating temperature of the fuel cell is for example at 150 to 180 ° C.

전해질막은 연료전지에서 통상적으로 사용되는 전해질막이라면 모두 사용가능하다. 예를 들어, 폴리벤즈이미다졸 전해질막, 폴리벤조옥사진-폴리벤즈이미다졸 공중합체 전해질막, PTFE 다공질막 등을 사용할 수 있다. 또는 상기 전극과 마찬가지로 상기 화학식 1의 화합물과 화학식 2의 화합물중에서 선택된 하나 이상의 옥사진계 모노머의 중합 반응 생성물을 이용하는 전해질막을 사용하는 것도 가능하다.The electrolyte membrane can be used as long as it is an electrolyte membrane commonly used in fuel cells. For example, a polybenzimidazole electrolyte membrane, a polybenzoxazine-polybenzimidazole copolymer electrolyte membrane, a PTFE porous membrane, or the like can be used. Alternatively, an electrolyte membrane using a polymerization reaction product of at least one oxazine monomer selected from the compound of Formula 1 and the compound of Formula 2 may be used in the same manner as the electrode.

상기 전해질막에는 프로톤 전도체를 더 함침할 수 있다.The electrolyte membrane may be further impregnated with a proton conductor.

상기 프로톤 전도체로는 폴리인산, 포스폰산(H3PO3), 오르토인산(H3PO4), 파이로인산(H4P207), 트리인산(H5P3O10), 메타인산 또는 그 유도체를 예로 들 수 있다. 상기 프로톤 전도체의 농도는 적어도 80 중량%, 90 중량%, 95중량%, 98중량%일 수 있다.As the proton conductor, polyphosphoric acid, phosphonic acid (H 3 PO 3 ), orthophosphoric acid (H 3 PO 4 ), pyrophosphoric acid (H 4 P 2 0 7 ), triphosphate (H 5 P 3 O 10 ), meta Phosphoric acid or derivatives thereof are exemplified. The concentration of the proton conductor may be at least 80 wt%, 90 wt%, 95 wt%, 98 wt%.

상기 1종 또는 2종의 옥사진계 모노머의 중합 반응 생성물을 이용하여 전해질막을 제조하는 과정은 대한민국 공개특허공보 2009-0045655호에 기술된 방법에 따라 제조가능하다. The process of preparing an electrolyte membrane using the polymerization reaction product of one or two kinds of oxazine monomers can be prepared according to the method described in Korean Patent Laid-Open No. 2009-0045655.

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 알킬은 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 알킬의 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 such 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, and the like.

상기 알킬중 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.One or more hydrogen atoms 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, alkoxyalkyl of C2-C20 , 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 heteroarylalkyl group , A C6-C20 heteroaryloxy group, a C6-C20 heteroaryloxyalkyl group, or a C6-C20 heteroarylalkyl group.

용어 할로겐 원자는 불소, 브롬, 염소, 요오드 등을 포함한다. The term halogen atom includes fluorine, bromine, chlorine, iodine and the like.

용어 할로겐 원자로 치환된 C1-C20 알킬기는 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, polyhalo-containing monohaloalkyl, dihaloalkyl or perhaloalkyl. Haloalkyl.

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 알콕시는 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 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 알콕시알킬은 알킬기가 상술한 알콕시에 의하여 치환된 경우를 말한다. 상기 알콕시알킬중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 동일한 치환기로 치환가능하다. 이와 같이 상기 용어 알콕시알킬은 치환된 알콕시알킬 모이어티를 포함한다.The term alkoxyalkyl used in the formula refers to the 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 알케닐기는 적어도 하나의 탄소-탄소 이중결합을 갖는 분지형 또는 비분지형 탄화수소를 말한다. 알케닐기의 비제한적인예로는 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 at least one hydrogen atom of the alkenyl may be substituted with the same substituent as in the alkyl group described above. .

화학식에서 사용되는 용어 알키닐기는 적어도 하나의 탄소-탄소 삼중결합을 갖는 분지형 또는 비분지형 탄화수소를 말한다. 상기 알키닐의 비제한적인 예로는 에티닐, 부티닐, 이소부티닐, 이소프로피닐 등을 들 수 있다. The term alkynyl group as 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 알키닐중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 동일한 치환기로 치환될 수 있다.One or more hydrogen atoms of the alkynyl may be substituted with the same substituent as in the alkyl group described above.

화학식에서 사용되는 용어 아릴은 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 아릴은 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 아릴의 비제한적인 예로서, 페닐, 나프틸, 테트라히드로나프틸 등이 있다. Non-limiting examples of such aryls include phenyl, naphthyl, tetrahydronaphthyl and the like.

또한 상기 아릴기중 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.At least one hydrogen atom in the aryl group may be substituted with the same substituent as in the alkyl group described above.

용어 아릴알킬은 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 아릴옥시는 -0-아릴을 의미하며, 아릴옥시기의 예로서 페녹시 등이 있다. 상기 아릴옥시기중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다. The term aryloxy used in the formula means -0-aryl, and examples of the aryloxy group include phenoxy and the like. At least one hydrogen atom of the aryloxy group may be substituted with the same substituent as in the alkyl group described above.

화학식에서 사용되는 용어 헤테로아릴기는 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. As used herein, the term heteroaryl group refers to a monocyclic or bicyclic organic compound containing at least one heteroatom selected from N, O, P or S, and the remaining ring atoms being 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 헤테로아릴은 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 헤테로아릴중 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 헤테로아릴알킬은 헤테로아릴로 치환된 알킬을 의미한다. The term heteroarylalkyl means alkyl substituted with heteroaryl.

용어 헤테로아릴옥시는 -0-헤테로아릴 모이어티를 의미한다. 상기 헤테로아릴옥시중 하나 이상의 수소원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.The term heteroaryloxy means a -0-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 헤테로아릴옥시알킬은 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 탄소고리기는 포화 또는 부분적으로 불포화된 비방향족(non-aromatic) 모노사이클릭, 바이사이클릭 또는 트리사이클릭 탄화수소기를 말한다.Carbocyclic groups used in the formula refer to saturated or partially unsaturated non-aromatic monocyclic, bicyclic or tricyclic hydrocarbon groups.

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 탄소고리중 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 탄소고리기는 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.The carbon ring group 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. Substitutable as in the case of the above-described alkyl group.

용어 헤테로고리옥시는 -0-헤테로고리를 의미하며, 헤테로고리옥시기중 하나 이상의 수소 원자는 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지로 치환가능하다.The term heterocyclic oxy means —0-heterocycle, wherein at least one hydrogen atom of the heterocyclic oxy group is substitutable as in the case of the alkyl group described above.

용어 술포닐은 R˝-SO2-를 의미하며, R˝은 수소, 알킬, 아릴, 헤테로아릴, 아릴-알킬, 헤테로아릴-알킬, 알콕시, 아릴옥시, 사이클로알킬 또는 헤테로고리기이다.The term sulfonyl means R'-SO 2- , wherein R 'is hydrogen, alkyl, aryl, heteroaryl, aryl-alkyl, heteroaryl-alkyl, alkoxy, aryloxy, cycloalkyl or heterocyclic group.

용어 설파모일기는 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 아미노기는 질소원자가 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 the 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 알킬아미노기는 질소가 적어도 하나의 부가적인 알킬기에 결합된 알킬아미노, 질소가 적어도 하나 또는 둘 이상이 독립적으로 선택된 아릴기에 결합된 아릴아미노 및 디아릴아미노기를 포함한다.The term alkylamino group includes alkylamino in which nitrogen is bonded to at least one additional alkyl group, arylamino and diarylamino groups in which at least one or more than one nitrogen is bonded to an independently selected aryl group.

용어 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기는 각각 1가의 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴 및 헤테로아릴기가 2가의 그룹(divalent group)으로 변경된 것을 제외하고는 동일하게 정의된다.The terms alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, arylene group and heteroarylene group are the same except that the monovalent alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl and heteroaryl groups are each changed to a divalent group. Is defined.

상기 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, 아릴렌기 및 헤테로아릴렌기중 하나 이상의 수소 원자는, 상술한 알킬기의 경우와 마찬가지로 치환가능하다.At least one hydrogen atom of the alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, arylene group and heteroarylene group may be substituted as in the case of 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: 화학식 16의 화합물(4 1: Compound of Formula 16 (4 FPh2APFPh2AP )을 이용한 ) 폴리벤조옥사진계Polybenzoxazine system 화합물 조성물의 제조 Preparation of Compound Composition

화학식 16의 화합물(4FPh2AP) 2g에 85 중량%의 인산 200g을 부가하고 이를 80 ℃에서 1시간동안 혼합하여 4FPh2AP 의 인산 용액을 얻고, 이를 160℃로 열처리하여 중합 반응을 실시하였다.200 g of 85% by weight of phosphoric acid was added to 2 g of the compound of Formula 16 (4FPh2AP) and mixed at 80 ° C for 1 hour to obtain a phosphoric acid solution of 4FPh2AP, which was then thermally treated at 160 ° C to conduct a polymerization reaction.

상기 중합 반응 결과물을 원심분리하여 인산을 제거하고, 이를 물로 세척하고, 물을 부가하여 약 3.4중량%의 폴리벤조옥사진계 화합물 입자를 포함하는 폴리벤조옥사진계 화합물 조성물을 얻었다.The polymerization reaction product was centrifuged to remove phosphoric acid, which was washed with water, and water was added to obtain a polybenzoxazine compound composition comprising about 3.4 wt% of polybenzoxazine compound particles.

상기 실시예 1에 따라 얻은 폴리벤조옥사진계 화합물 조성물내에 함유된 폴리벤조옥사진계 화합물 입자의 입경은 광학현미경을 이용하여 조사하였고, 그 결과는 도 1에 나타난 바와 같다.The particle size of the polybenzoxazine-based compound particles contained in the polybenzoxazine-based compound composition obtained in Example 1 was investigated using an optical microscope, and the results are shown in FIG. 1.

도 1을 참조하여 폴리벤조옥사진계 화합물 입자의 입경은 약 1㎛임을 알 수 있었다.Referring to Figure 1 it can be seen that the particle size of the polybenzoxazine compound particles is about 1㎛.

실시예Example 2: 화학식 62의 화합물( 2: a compound of formula 62 ( HFHF -a)을 이용한 with -a) 폴리벤조옥사진계Polybenzoxazine system 화합물 조성물의 제조 Preparation of Compound Composition

화학식 62의 화합물(HF-a) 1g에 85 중량%의 인산 200 g을 부가하고 이를 80 ℃에서 1시간동안 혼합하여 HF-a 의 인산 용액을 얻고, 이를 180℃로 24 시간 이상 열처리하여 중합 반응을 실시하였다.200 g of 85% by weight of phosphoric acid was added to 1 g of the compound of Formula 62, and the mixture was mixed at 80 ° C. for 1 hour to obtain a phosphoric acid solution of HF-a. Was carried out.

상기 중합 반응 결과물을 원심분리하여 인산을 제거하고, 이를 물로 세척하고, 물을 부가하여 약 3.4중량%의 폴리벤조옥사진계 화합물 입자를 함유하는 조성물을 얻었다. 상기 조성물안에 함유된 폴리벤조옥사진계 화합물 입자의 입경은 약 1㎛임을 알 수 있었다.The polymerization reaction product was centrifuged to remove phosphoric acid, which was washed with water, and water was added to obtain a composition containing about 3.4% by weight of polybenzoxazine compound particles. It was found that the particle diameter of the polybenzoxazine compound particles contained in the composition was about 1 μm.

실시예Example 3: 화학식 28의  3: of formula 28 화합물(3,4-DPh4FA)를Compound (3,4-DPh4FA) 이용한  Used 폴리벤조옥사진계Polybenzoxazine system 화합물 조성물의 제조 Preparation of Compound Composition

화학식 28의 화합물(3,4-DPh4FA) 2g에 85 중량%의 인산 200 g을 부가하고 이를 80 ℃에서 1시간동안 혼합하여 3,4-DPh4FA의 인산 용액을 얻고 이를 160℃로 3시간 열처리하여 중합 반응을 실시하였다.200 g of 85% by weight of phosphoric acid was added to 2 g of the compound of the formula (3,4-DPh4FA) and mixed at 80 ° C. for 1 hour to obtain a phosphoric acid solution of 3,4-DPh4FA, which was then heat-treated at 160 ° C. for 3 hours. The polymerization reaction was carried out.

상기 중합 반응 결과물을 원심분리하여 인산을 제거하고, 이를 물로 세척하고, 물을 부가하여 약 3.4중량%의 폴리벤조옥사진계 화합물 입자를 함유하는 조성물을 얻었다. 상기 조성물안에 함유된 폴리벤조옥사진계 화합물 입자의 입경은 약 1㎛임을 알 수 있었다.
The polymerization reaction product was centrifuged to remove phosphoric acid, which was washed with water, and water was added to obtain a composition containing about 3.4% by weight of polybenzoxazine compound particles. It was found that the particle diameter of the polybenzoxazine compound particles contained in the composition was about 1 μm.

실시예Example 4: 화학식 89의  4: of formula 89 화합물(3HP2AP)를Compound (3HP2AP) 이용한  Used 폴리벤조옥사진계Polybenzoxazine system 화합물 조성물의 제조 Preparation of Compound Composition

화학식 89의 화합물(3HP2AP) 2g에 85 중량%의 인산 200 g을 부가하고 이를 80 ℃에서 1시간동안 혼합하여 3HP2AP 의 인산 용액을 얻고 이를 180℃로 24시간 이상 열처리하여 중합 반응을 실시하였다.200 g of 85% by weight of phosphoric acid was added to 2 g of the compound of Formula 89 (3HP2AP), and the mixture was mixed at 80 ° C for 1 hour to obtain a phosphoric acid solution of 3HP2AP.

상기 중합 반응 결과물을 원심분리하여 인산을 제거하고, 이를 물로 세척하고, 물을 부가하여 약 3.4중량%의 폴리벤조옥사진계 화합물 입자를 함유하는 폴리벤조옥사진계 화합물 조성물을 얻었다.The polymerization reaction product was centrifuged to remove phosphoric acid, which was washed with water, and water was added to obtain a polybenzoxazine compound composition containing about 3.4% by weight of polybenzoxazine compound particles.

상기 실시예 1, 3 및 4에 따라 제조된 폴리벤조옥사진계 화합물에 있어서, 열중량분석기를 사용하여 이들의 열 중량 분석 특성을 조사하였고, 그 결과는 도 2에 나타난 바와 같다.In the polybenzoxazine-based compounds prepared according to Examples 1, 3, and 4, their thermogravimetric characteristics were investigated using a thermogravimetric analyzer, and the results are shown in FIG. 2.

도 2를 참조하면, 실시예 1,3 및 4에 따라 제조된 폴리벤조옥사진계 화합물은 300℃까지 열안정성이 우수하다는 것을 알 수 있었다.Referring to Figure 2, it was found that the polybenzoxazine-based compounds prepared according to Examples 1, 3 and 4 are excellent in thermal stability up to 300 ° C.

제작예Production example 1: 연료전지의 제조 1: Manufacture of fuel cell

상기 실시예 1에 따라 얻은 폴리벤조옥사진계 화합물 조성물을 이용하여 2 중량%의 폴리벤조옥사진계 화합물 조성물을 얻고, 상기 2 중량%의 폴리벤조옥사진계 화합물 조성물 0.5g, Pt/C 1g 및 N-메틸피롤리돈 4g을 혼합하여 전극 촉매층 형성용 조성물을 제조하였다. By using the polybenzoxazine-based compound composition obtained in Example 1 to obtain a 2% by weight of the polybenzoxazine-based compound composition, 0.5g, 2% by weight of the polybenzoxazine-based compound composition 1g and N- 4 g of methylpyrrolidone was mixed to prepare a composition for forming an electrode catalyst layer.

상기 카본 페이퍼 상부에 상기 캐소드 촉매층 형성용 조성물을 코팅하고, 이를 상온에서 1시간 건조하고, 80℃에서 1시간 건조하고, 120℃에서 30분 건조하고 150℃에서 15분동안 건조하여 캐소드를 제조하였다. 완성된 캐소드에서의 Pt 로딩양은 1.57 mg/cm2 값을 갖는다. Coating the cathode catalyst layer-forming composition on the carbon paper, and dried for 1 hour at room temperature, 1 hour at 80 ℃, 30 minutes at 120 ℃ and 15 minutes at 150 ℃ to prepare a cathode. . Pt loading in the finished cathode has a value of 1.57 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. 이어서 상기 혼합물에 폴리비닐리덴플루오라이드 0.05g을 NMP 0.95 g에 용해한 용액을 부가하여 2분동안 더 교반하여 애노드 촉매층 형성용 슬러리를 제작하였다. 이를 미세다공층(microporous layer)이 코팅된 카본 페이퍼(carbon paper)위에 바 코터기(bar coater)로 코팅하여 제작하였다. 완성된 애노드의 백금 로딩양은 0.9 mg/cm2 값을 갖는다.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. Subsequently, a solution in which 0.05 g of polyvinylidene fluoride was dissolved in 0.95 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 0.9 mg / cm 2 .

이와 별도로 하기 화학식 115로 표시되는 화합물 (PPO) 50 중량부와 화학식 하기 화학식 172의 폴리벤즈이미다졸 (m-PBI) 50 중량부를 블랜딩한 후, 이를 80 내지 220℃ 범위에서 경화 반응을 실시하였다. Separately, 50 parts by weight of the compound (PPO) represented by Formula 115 and 50 parts by weight of polybenzimidazole (m-PBI) represented by Formula 172 were blended, and then a curing reaction was performed at 80 to 220 ° C.

[화학식 115][Formula 115]

Figure pat00188
Figure pat00188

[화학식 172][Formula 172]

Figure pat00189
Figure pat00189

상기 화학식 172에서, n1는 130이다. 이어서, 이에 85중량% 인산을 80℃에서 4시간 이상 함침하여 전해질막을 형성하였다. 여기에서 인산의 함량은 전해질막 총중량 100 중량부에 대하여 약 500 중량부였다.In Formula 172, n 1 is 130. Subsequently, 85 wt% phosphoric acid was impregnated at 80 ° C. for at least 4 hours to form an electrolyte membrane. The phosphoric acid content was about 500 parts by weight based on 100 parts by weight of the total electrolyte membrane weight.

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

상기 캐소드와 애노드간의 기체 투과를 막기 위하여 주 가스켓용으로 200㎛ 두께의 테프론막(폴리테트라플루오로에틸렌막)과, 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 (polytetrafluoroethylene membrane) for the main gasket and a 20 μm thick Teflon membrane for the sub-gasket were used at the interface between the electrode and the electrolyte membrane. 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 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 캐소드 및 애노드의 두께는 각각 약 430㎛, 390㎛이었다. 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. At this time, since the electrolyte is doped with phosphoric acid, the performance of the fuel cell is improved as time passes, and the final evaluation is performed after aging until the operating voltage reaches the highest point. The area of the cathode and the anode was fixed at 2.8 × 2.8 = 7.84 cm 2 , and the thicknesses of the cathode and the anode were about 430 μm and 390 μm, respectively.

제작예Production example 2-4: 연료전지의 제조 2-4: Manufacture of Fuel Cell

상기 실시예 1에 따라 얻은 폴리벤조옥사진계 화합물 조성물 대신 실시예 2-4에 따라 얻은 폴리벤조옥사진계 화합물 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 제작예 1과 동일한 방법에 따라 실시하였다.Except for using the polybenzoxazine compound composition obtained in Example 2-4 instead of the polybenzoxazine compound composition obtained in Example 1, it was carried out in the same manner as in Production Example 1.

비교제작예Comparative Production Example 1: 연료전지의 제조 1: Manufacture of fuel cell

캐소드 및 애노드 제조시 결합제로서 폴리벤조옥사진계 화합물 조성물 0.5g 대신 폴리비닐리덴플루오라이드 0.01g을 사용하고, 완성된 완성된 캐소드에서의 Pt 로딩양은 1.51mg/cm2 인 것을 제외하고는, 제작예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 연료전지를 제작하였다.Production Example, except that 0.01 g of polyvinylidene fluoride was used instead of 0.5 g of polybenzoxazine compound composition as a binder when preparing the cathode and anode, and the amount of Pt loading in the finished finished cathode was 1.51 mg / cm 2 . A fuel cell was fabricated in the same manner as in Example 1.

비교제작예Comparative Production Example 2: 연료전지의 제조 2: Manufacture of fuel cell

교반 용기에 Pt/C 2g 및 용매 NMP 9g을 부가하고 이를 고속 교반기를 이용하여 2분간 교반하였다. 여기에 4FPh2AP 0.05g을 NMP 0.5 g에 용해한 용액을 부가하여 2분간 더 교반하였다. 2 g of Pt / C and 9 g of solvent NMP were added to the stirring vessel, which was stirred for 2 minutes using a high speed stirrer. A solution in which 0.05 g of 4FPh2AP was dissolved in 0.5 g of NMP was added thereto, followed by further stirring for 2 minutes.

이어서 상기 혼합물에 폴리비닐리덴플루오라이드 0.05g을 NMP 0.95 g에 용해한 용액을 부가하여 2분동안 더 교반하여 캐소드 촉매층 형성용 슬러리를 제조하였다.Subsequently, a solution in which 0.05 g of polyvinylidene fluoride was dissolved in 0.95 g of NMP was added to the mixture, followed by further stirring for 2 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 850㎛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 850 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 캐소드를 제조하였다. 완성된 캐소드에서의 Pt 로딩양은 2.28 mg/cm2 값을 갖는다.The cathode was coated with a slurry for forming the cathode catalyst layer on the carbon paper, and dried at room temperature for 1 hour, dried at 80 ° C for 1 hour, dried at 120 ° C for 30 minutes, and dried at 150 ° C for 15 minutes. . Pt loading in the finished cathode has a value of 2.28 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 Pt 2g 및 용매 NMP 9g을 부가하고 이를 고속 교반기를 이용하여 2분간 교반하였다. 이어서 상기 혼합물에 폴리비닐리덴플루오라이드 0.05g을 NMP 0.95 g에 용해한 용액을 부가하여 2분동안 더 교반하여 애노드 촉매층 형성용 슬러리를 제작하였다. 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. 2 g of Pt and 9 g of solvent NMP were added to the stirring vessel, which was stirred for 2 minutes using a high speed stirrer. Subsequently, a solution in which 0.05 g of polyvinylidene fluoride was dissolved in 0.95 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 .

이와 별도로 하기 화학식 115로 표시되는 화합물 (PPO) 50 중량부와 화학식 하기 화학식 172의 폴리벤즈이미다졸 (m-PBI) 50 중량부를 블랜딩한 후, 이를 80 내지 220℃ 범위에서 경화 반응을 실시하였다. Separately, 50 parts by weight of the compound (PPO) represented by Formula 115 and 50 parts by weight of polybenzimidazole (m-PBI) represented by Formula 172 were blended, and then a curing reaction was performed at 80 to 220 ° C.

[화학식 115][Formula 115]

Figure pat00190
Figure pat00190

[화학식 172][Formula 172]

Figure pat00191
Figure pat00191

상기 화학식 172에서, n1는 130이다. 이어서, 이에 85중량% 인산을 함침하여 전해질막을 형성하였다. 여기에서 인산의 함량은 전해질막 총중량 100 중량부에 대하여 약 500 중량부였다.In Formula 172, n 1 is 130. Subsequently, 85 wt% phosphoric acid was impregnated to form an electrolyte membrane. The phosphoric acid content was about 500 parts by weight based on 100 parts by weight of the total electrolyte membrane weight.

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

상기 캐소드와 애노드간의 기체 투과를 막기 위하여 주 가스켓용으로 200㎛ 두께의 테프론막(폴리테트라플루오로에틸렌막)과, 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 (polytetrafluoroethylene membrane) for the main gasket and a 20 μm thick Teflon membrane for the sub-gasket were used at the interface between the electrode and the electrolyte membrane. 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 연료전지의 성능이 향상되므로 작동 전압이 최고점에 도달할 때까지 에이징한 후 최종 평가한다. 그리고 상기 애노드와 캐소드의 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. 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. At this time, since the electrolyte is doped with phosphoric acid, the performance of the fuel cell is improved as time passes, and the final evaluation is performed after aging until the operating voltage reaches the highest point. And the area of the anode and cathode is fixed to 2.8 × 2.8 = 7.84 cm 2 and the thickness of the cathode and the anode is changed due to the dispersion 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.

상기 제작예 1, 비교제작예 1-2에 따라 제조된 연료전지에 있어서, 캐소드 반응에 사용되는 백금 촉매 면적을 조사하였고 그 결과는 도 3에 나타내었다. 여기에서 캐소드 반응에 사용되는 백금 촉매 면적은 캐소드의 사이크릭 볼타메트리 방법에 의하여 평가한다. 애노드에는 수소를 퍼지하고, 캐소드에는 질소를 퍼지한 상태에서, 상기 캐소드를 0.08 V 에서 1V 범위까지 스캔하면 0.08V와 0.4V 사이에서 수소 탈착 피크(desorption peak)가 발생된다. 이 피크들로 형성된 사이클의 총면적은 백금 면적과 비례하며 이 방법으로 백금/인산 접촉 면적을 계산할 수 있다. In the fuel cell manufactured according to Preparation Example 1, Comparative Preparation Example 1-2, the platinum catalyst used for the cathode reaction was investigated and the results are shown in FIG. The platinum catalyst area used for the cathode reaction here is evaluated by the method of cyclic voltametry of the cathode. When hydrogen is purged at the anode and nitrogen is purged at the cathode, a hydrogen desorption peak is generated between 0.08V and 0.4V when the cathode is scanned from 0.08V to 1V. The total area of the cycle formed by these peaks is proportional to the platinum area and in this way the platinum / phosphate contact area can be calculated.

백금 이용률은 상술한 바와 같이 계산된 백금/인산 접촉면적은 캐소드에 사용된 촉 백금량과 비교하여 얻을 수 있다.Platinum utilization can be obtained by comparing the platinum / phosphate contact area calculated as described above with the amount of catalyst platinum used in the cathode.

제작예 1의 경우에는 백금 이용률이 26%이고, 비교제작예 1의 경우에는 백금 이용률이 22%이고, 비교제작예 2의 경우에는 백금 이용률이 22%로서 제작예 1에 따른 캐소드는 비교제작예 1-2의 캐소드에 비하여 백금의 이용률이 높다는 것을 알 수 있었다. In Production Example 1, the platinum utilization rate was 26%, in Comparative Production Example 1, the platinum utilization rate was 22%, and in Comparative Production Example 2, the platinum utilization rate was 22%. It was found that the utilization rate of platinum is higher than the cathode of 1-2.

상기 제작예 1, 비교제작예 1-2에 따라 제조된 연료전지에 있어서, 전류밀도에 따른 셀 전압 특성을 평가하였고, 그 결과를 도 4에 나타내었다. In the fuel cell manufactured according to Production Example 1 and Comparative Production Example 1-2, the cell voltage characteristics were evaluated according to the current density, and the results are shown in FIG. 4.

도 4를 참조하여, 제작예 1의 연료전지는 비교제작예 1-2의 경우와 비교하여 셀 전압 특성이 개선된다는 것을 알 수 있었다. Referring to FIG. 4, it can be seen that the fuel cell of Preparation Example 1 has improved cell voltage characteristics as compared with the case of Comparative Preparation Examples 1-2.

상기 제작예 2-4 및 비교제작예 1에 따라 제조된 연료전지에 있어서, 전류밀도에 따른 셀 전압 특성을 평가하였고 그 결과를 도 5에 나타내었다.In the fuel cell manufactured according to Production Example 2-4 and Comparative Production Example 1, the cell voltage characteristics were evaluated according to the current density, and the results are shown in FIG. 5.

도 5를 참조하여, 제작예 2-4의 연료전지는 비교제작예 1의 연료전지에 비하여 셀 전압이 우수하다는 것을 알 수 있었다. Referring to FIG. 5, it can be seen that the fuel cell of Preparation Example 2-4 is superior in cell voltage to the fuel cell of Comparative Preparation Example 1.

Claims (16)

폴리옥사진계 화합물 입자 및 상기 폴리옥사진계 화합물 입자가 분산되어 있는 분산매를 포함하는 조성물. A composition comprising polyoxazine compound particles and a dispersion medium in which the polyoxazine compound particles are dispersed. 제1항에 있어서, 상기 폴리옥사진계 화합물 입자의 함량이,
조성물 총중량을 기준으로 하여 1 내지 80 중량%인 조성물.
According to claim 1, wherein the content of the polyoxazine-based compound particles,
1 to 80% by weight, based on the total weight of the composition.
제1항에 있어서, 상기 분산매가,
알코올, 물, 산(acid) 및 탄화수소계 용매로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 조성물.
The method of claim 1, wherein the dispersion medium,
At least one composition selected from the group consisting of alcohols, water, acids and hydrocarbon-based solvents.
제1항에 있어서, 상기 폴리옥사진계 화합물 입자의 입경이,
0.5 내지 10 ㎛인 조성물.
The particle size of the polyoxazine compound particles according to claim 1,
0.5-10 μm.
옥사진계 모노머를 산(acid)과 혼합하여 옥사진계 모노머의 산 용액을 준비하는 단계;
상기 옥사진계 모노머의 산 용액을 열처리하여 중합하는 단계;
상기 중합 결과물로부터 폴리옥사진계 화합물을 분리해내는 단계; 및
상기 폴리옥사진계 화합물을 분산매에 분산시키는 단계를 포함하는 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 조성물의 제조방법.
Mixing an oxazine monomer with an acid to prepare an acid solution of the oxazine monomer;
Thermally treating the acid solution of the oxazine monomer to polymerize it;
Separating the polyoxazine-based compound from the polymerization product; And
The method of claim 1, further comprising dispersing the polyoxazine compound in a dispersion medium.
제5항에 있어서, 상기 산이,
인산계 물질인 조성물의 제조방법.
The method of claim 5, wherein the acid,
A process for preparing a composition that is a phosphoric acid material.
제5항에 있어서, 상기 옥사진계 모노머의 산 용액은,
옥사진계 모노머 100 중량부를 기준으로 하여 산 1,000 내지 100,000 중량부를 함유하는 조성물의 제조방법.
The acid solution of the oxazine monomers according to claim 5,
A method for producing a composition containing 1,000 to 100,000 parts by weight of acid based on 100 parts by weight of oxazine monomer.
제5항에 있어서, 상기 열처리가 150 내지 250℃의 온도에서 수행되는 조성물의 제조방법.The method of claim 5, wherein the heat treatment is performed at a temperature of 150 to 250 ° C. 7. 제5항에 있어서, 상기 중합 결과물로부터 폴리옥사진계 화합물을 분리해내는 단계는,
상기 중합 결과물에 물을 부가하여 원심분리하는 단계; 및
상기 원심분리된 결과물로부터 고체를 분리해내는 단계를 포함하는 조성물의 제조방법.
The method of claim 5, wherein the step of separating the polyoxazine-based compound from the polymerization product,
Centrifuging by adding water to the polymerization product; And
Separating the solid from the centrifuged product.
제5항에 있어서, 상기 옥사진계 모노머와 산(acid)의 혼합 단계가,
50 내지 100℃의 온도에서 실시되는 조성물의 제조방법.
The method of claim 5, wherein the mixing step of the oxazine monomer and acid (acid),
Process for the preparation of the composition carried out at a temperature of 50 to 100 ℃.
제5항에 있어서, 상기 옥사진계 모노머가,
하기 화학식 1 내지 6으로 표시되는 화합물중에서 선택된 하나 이상인 조성물의 제조방법.
[화학식 1]
Figure pat00192

상기 화학식 5 중, R1, R2, R3, 및 R4는, 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,
R5는 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 2]
Figure pat00193

상기 화학식2중 R5'는 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,
R6은 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 3]
Figure pat00194

상기 화학식 3중, 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,
R7 및 R8는 서로 연결되어 고리를 형성하며,
상기 고리가 C6-C10 사이클로알킬기, C3-C10 헤테로아릴기, 융합된 C3-C10 헤테로아릴기, C3-C10 헤테로고리기 또는 융합된 C3-C10 헤테로고리기이고,
[화학식 4]
Figure pat00195

상기 화학식 4중, A´은 치환된 또는 비치환된 C1-C20 헤테로고리기, 치환된 또는 비치환된 C4-C20 사이클로알킬기, 또는 치환된 또는 비치환된 C1-C20 알킬기이고,
R9 내지 R16은 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 5]
Figure pat00196

상기 화학식 5중, R17 및 R18는 서로 독립적으로 C1-C20 알킬기, C1-C20 알콕시기, C6-C20 아릴기, C6-C20 아릴옥시기 또는 하기 화학식 5A로 표시되는 그룹이고,
[화학식 5A]

상기 화학식 5 및 5A중,
R19 및 R19 ´은 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 사이클로알킬기, 할로겐화된 C4-C20 사이클로알킬기, C1-C20 헤테로고리기, 또는 할로겐화된 C1-C20 헤테로고리기이고,
[화학식 6]
Figure pat00198

상기 화학식 6중, R20, R21 및 R22중에서 선택된 인접된 2개 이상의 그룹은 서로 연결되어 하기 화학식 6A로 표시되는 그룹이고,
상기 R20, R21 및 R22중에서 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,
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 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 6A]
Figure pat00199

상기 화학식 6A중, R1´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,
*는 화학식 6의 R20, R21 및 R22중에서 선택된 인접된 2개 이상의 그룹과 R23, R24 및 R25중에서 선택된 인접된 2개 이상의 그룹에 각각 연결되는 위치를 표시한다.
The method of claim 5, wherein the oxazine monomer,
A method for preparing a composition which is at least one selected from compounds represented by formulas (1) to (6).
[Formula 1]
Figure pat00192

In Formula 5, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 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 5 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,
(2)
Figure pat00193

R 5 ′ in Formula 2 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 6 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- ,
(3)
Figure pat00194

In Formula 3, 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 7 And R 8 are connected to each other to form a ring,
The ring is a C6-C10 cycloalkyl 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 4]
Figure pat00195

In Formula 4, 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 9 R 16 is independently of each other hydrogen, C1-C20 alkyl group, C1-C20 alkoxy group, C6-C20 aryl group, C6-C20 aryloxy group, C1-C20 heteroaryl group, C1-C20 heteroaryloxy group, C4- A C20 cycloalkyl group, a C1-C20 heterocyclic group, a halogen atom, a cyano group, or a hydroxy group,
[Chemical Formula 5]
Figure pat00196

In Formula 5, R 17 And R 18 is 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 5A,
[Formula 5A]

In Formulas 5 and 5A,
R 19 and R 19 independently of one another are hydrogen, 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 C6-C20 aryl Oxy group, C1-C20 heteroaryl group, C1-C20 heteroaryloxy group, halogenated C1-C20 heteroaryl group, halogenated C1-C20 heteroaryloxy group, C4-C20 cycloalkyl group, halogenated C4-C20 cycloalkyl group , C1-C20 heterocyclic group, or halogenated C1-C20 heterocyclic group,
[Formula 6]
Figure pat00198

In Formula 6, R 20 , R 21 And two or more adjacent groups selected from R 22 are connected to each other and represented by the following Chemical Formula 6A,
R 20 and R 21 And the remaining groups not selected from R 22 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 23 , R 24, and R 25 are connected to each other and represented by the following Chemical Formula 2A,
The remaining group not selected from R 23 , R 24, and R 25 may be 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, or 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 6A]
Figure pat00199

In Formula 6A, R 1 '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 substituted 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 20 , R 21 in Chemical Formula 6 And positions adjacent to two or more adjacent groups selected from R 22 and two or more adjacent groups selected from R 23 , R 24, and R 25 , respectively.
제5항에 있어서, 상기 옥사진계 모노머가,
하기 화학식 16의 화합물 (4FPh2AP), 하기 화학식 28의 화합물 (3,4-FPh4FA), 하기 화학식 66의 화합물, 하기 화학식 62의 화합물 (HF-a), 하기 화학식 89의 화합물 (3HP2AP) 및 하기 화학식 116의 화합물 (PPO)중에서 선택된 하나 이상인 조성물의 제조방법.
[화학식 16] [화학식 28]
Figure pat00200
Figure pat00201

[화학식 66]
Figure pat00202

[화학식 62]
Figure pat00203

[화학식 89]
Figure pat00204

[화학식 116]
Figure pat00205
The method of claim 5, wherein the oxazine monomer,
A compound of formula 16 (4FPh2AP), a compound of formula 28 (3,4-FPh4FA), a compound of formula 66, a compound of formula 62 (HF-a), a compound of formula 89 (3HP2AP), and a formula 116. A process for the preparation of at least one composition selected from compounds of 116 (PPO).
[Formula 16] [Formula 28]
Figure pat00200
Figure pat00201

[Formula 66]
Figure pat00202

[Formula 62]
Figure pat00203

[Formula 89]
Figure pat00204

[Formula 116]
Figure pat00205
지지체; 상기 지지체상에 형성되고, 제1항 내지 제4항중 어느 한 항의 조성물의 코팅 생성물을 함유하는 촉매층을 포함하는 전극. Support; An electrode comprising a catalyst layer formed on said support and containing a coating product of the composition of any one of claims 1-4. 제13항에 있어서, 상기 조성물이 가교성 화합물을 더 포함하는 전극.The electrode of claim 13, wherein the composition further comprises a crosslinkable compound. 제13항에 있어서, 상기 촉매층이 촉매를 더 포함하며,
상기 촉매층에서 폴리옥사진계 화합물의 함량은 촉매 1 중량부를 기준으로 하여 0.001 내지 20 중량부인 전극.
The method of claim 13, wherein the catalyst layer further comprises a catalyst,
The content of the polyoxazine-based compound in the catalyst layer is 0.001 to 20 parts by weight based on 1 part by weight of the catalyst.
제13항의 전극을 포함하는 연료전지. A fuel cell comprising the electrode of claim 13.
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