Patent CA-3066028-A1 (CA)
Title: Crosslinked highly stable anion-exchange blend membranes with polyethyleneglycols as the hydrophilic membrane phase
Inventor: KERRES JOCHEN
IPC: B01J47/12
Filed: 2019-12-23
Abstract: (12) NACH DEM VERTRAG CIBER DIE INTERNATIONALE ZUSAMMENARBEIT AUF DEM GEBIET  DES  PATENTWESENS (PCT) VERÖFFENTLICHTE INTERNATIONALE ANMELDUNG (19) Weltorganisation für geistiges Eigentum Internationales Miro (43) Internationales Verdffentlichungsdatum    ( 1 ) Internationale Vertiffentlichungsnummer 28. Dezember 2017 (28.12.2017) WIPO I PCT          WO 2017/220065 Al (51) Internationale Patentklassifikation:    IVERSITAT STUTTGART [DE/DE];  Keplerstrasse 7, C08J 3/24 (2006.01)     HOIM 2/16 (2006.01)    70174 Stuttgart (DE). HARING, Thomas [DE/DE]; Fei-CO8J 5/22 (2006.01)     HOIM 8/1018 (2016.01)    genweg 15, 70619 Stuttgart (DE). HOIM 2/14 (2006.01) (72) Erfinder; und (21) Internationales Aktenzeichen:                                             PCT/DE2017/000179 (71) Anmelder: KERRES, Jochen [DE/DE]; Albstrasse 10, 73760 Ostfildern (DE). (22) Internationales Anmeldedatum: 22. Juni 2017 (22.06.2017) (81) Bestimmungsstaaten (soweit nicht anders angegeben..fiir jede vetfligbare nationale Schutzrechtsart): AE, AG, AL, (25) Einreichungssprache:               Deutsch AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BN, BR, BW, BY, (26) Veröffentlichungssprache:          Deutsch    BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DJ, DK, DM, DO, DZ, EC, BE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, (30) Angaben zur Priorität: HN, HR, HU, Ill, IL, IN, IR, IS, JO, JP KE, KG, KH, KN, 2016 007 815.4 KP, KR, KW, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LU, LY, MA, MI), 22. Juni 2016 (22.06.2016)              DE ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, (71) Anmelder: BETWEEN LIZENZ GMBH [DE/DE]; c/o    NZ, OM, PA, PE, PG, PH, PL, PT, QA, RO, RS, RU, RW, Thomas Haring, Feigenweg 15, 70619 Stuttgart (DE). UN-- (54) Title: CROSS-LINKED HIGH STABLE ANION EXCHANGE BLEND MEMBRANES WITH  POLYETHYLENEGLYCOLS  = AS HYDROPHILIC MEMBRANE PHASE II=1==== (54) Bezeichnung: VERNETZTE HOCHSTABILE ANIONENAUSTAUSCHERBLENDMEMBRANEN MIT  POLYETHYLENGLYCOLEN ALS HYDROPHILER MEMBRANPHASE   X      120  _______ X M1K2176-1mKOH_20d 100  __  MR2176-1mKOH 30d     X A MJK2176-before KOH X      80  __ x M1K2176-1mKOH 10d X      0 60  ____________________________________ X =-===_    6, 40 X _____ A =MEM 20 6 ___________________________________ T /* C  Abbildung 2 el (57) Abstract: The invention relates to: - anion exchange blend membranes consisting the following blend components: - a halomethy-lated polymer (a polymer with -(CH2)x-CH2-Ha1 groups, Hal=F, Cl, Br, I; :=1-12), which is quaternised with a tertiary or a ed/n-arylated irnidazole, an N-alkylated/N-arylated benzirnidazole or an N-alkylated/N-arylated pyrazol to forrn an anion exchanger so polymer. - an inert matrix polymer in which the anion exchange polymer is embedded and which is optionally covalently crosslinked eqi with the halomethylated precursor of the anion exchanger polymer, - a polyethyleneglycol with epoxide or halomethyl terminal groups 0., which are anchored by reacting with N-II-groups of the base matrix polymer using convalent cross-linking - optionally an acidic CA 3066028 2019-12-23                                     [Fortsetzung auf der nächsten Seite]     SA, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW. (84) Bestimmungsstaaten (soweit nicht anders angegeben, fiir jede verfigbare regionale Schutzrechtsart): ARIPO (BW, GH, GM, KE, LR, LS, MW, MZ, NA, RW, SD, SL, ST, SZ, TZ, UG, ZM, ZW), eurasisches (AM, AZ, BY, KG, KZ, RU, TJ, TM), europäisches (AL, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EL, ES, F1, FR, GB, (jR, HR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, MK, MT, NL, NO, PL, PT, RO, RS, SE, SI, SK, SM, TR), OAPI (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, KM, ML, MR, NE, SN, TD, TG). Erkliirungen gemä  Regel 4.17: ¨    hinsichtlich der Berechtigung des Anmelders, die Prioritiit einer fruheren Anmeldung zu beanspruchen (Regel 4.17 Zijfer iii) Veröffen ¨    mit internationalem Recherchenbericht (Artikel 21 Absatz 3) ¨    vor Ablauf der fdr Anderungen der Anspriiche geltenden Frist; verVentlichung wird wiederholt, falls iinderungen eingehen (Regel 48 Absatz 2 Buchstabe h) polymer which forms with the anion-exchanger polymer an ionic cross-linking (negative bound ions of the acidic polymer forming ionic cross-linking positions relative to the positive cations of the anion-exchanger polymer) - optionally a sulphonated polymer (polymer with sulphate groups -S02Me, Me= any cation), which forms with the halomethyl groups of the halomethylated polymer convalent crosslinking bridges with sultinate S-alkylation. The invention also relates to a method for producing said membranes, to the use of said membranes in electrochemical energy conversion processes (e.g. Redox-flow batteries and other flow batteries, PEM-electrolyses, membrane fuel cells), and in other membrane methods (e.g. electrodialysis, diffusion dialysis). (57) Zusammenfassung: Die Erfmdung umfasst: - Anionenaustauscherblendmembranen aus folgenden Blendkomponenten: - Ein ha-lomethyliertes Polymer (ein Polymer mit -(CH2)x-CH2-Ha1-Gruppen, Hal=F, Cl, Br, I; x=0-12), das mit einem tertiären oder einem N-alkylierten/N-arylierten Imidazol, einem N-alkylierten/N-arylierten Benzimidazol oder einem N-alkylierten/N-arylierten Pyrazol zu einem Anionenaustauscherpolymer quatemisiert wird. - Ein inertes Matrixpolymer, in das das Anionenaustauscherpolymer eingebettet ist und das ggf. mit der halomethylierten Vorstufe des Anionenaustauscherpolymers kovalent vemetzt wird. - Ein Polyethylenglycol mit Epoxid- oder Halomethylendgruppen, die durch Reaktion mit basischen N-H-Gruppen des basischen Matrixpolyrners unter ko-valenter Vemetzung verankert werden - Optional ein saures Polymer, das mit dem Anionenaustauscherpolymer ionische Vemetzung ausbildet (negative Festionen des sauren Polymers bilden ionische Vernetzungsstellen zu den positiven Kationen des Anionenaustau-scherpolymers aus) - Optional ein sulfmiertes Polymer (Polymer mit Sullinatgruppen -S02Me, Me=beliebiges Kation), das mit den Halomethylgruppen des halomethylierten Polymers unter Sulfinat-S-Alkylierung kovalente Vemetzungsbriicken ausbildet - Verfahren zur Herstellung dieser Membranen - Anwendung dieser Membranen in elektrochemischen Energiewandelprozessen (z. B. Redox-flow-Batterien und andere Flow-Batterien, PEM-Elektrolysen, Membranbrennstoffzellen, und in sonstigen Membranverfahren (z. B. Elek-trodialyse, Diffusionsdialyse).