BR112018016023B1

BR112018016023B1 - Solução de eletrólito para capacitor eletrolítico e capacitor eletrolítico utilizando a referida solução de eletrólito

Info

Publication number: BR112018016023B1
Application number: BR112018016023-7A
Authority: BR
Inventors: Fumiyuki Tanabe; Takahiro SHIBA; Yoshihiko Akazawa; Takao Mukai
Original assignee: Sanyo Chemical Industries, Ltd
Priority date: 2016-02-08
Filing date: 2017-02-08
Publication date: 2024-06-25

Abstract

O objetivo da presente invenção é fornecer uma solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico que tenha alta tensão suportável. A solução de eletrólito utilizada para um capacitor eletrolítico contém: um solvente orgânico; um polímero acrílico que tem grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi; e um eletrólito. Uma concentração de grupos hidróxi incluídos no solvente orgânico é de 10 mmol/g ou menos em relação ao peso do solvente orgânico.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção diz respeito a uma solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico e um capacitor eletrolítico utilizando a solução de eletrólito.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] Os capacitores eletrolíticos são amplamente utilizados em diversos aparelhos elétricos e produtos eletrônicos, e suas aplicações são diversas, por exemplo, acúmulo de carga, remoção de ruído e ajuste de fase. Nos últimos anos, para que um capacitor eletrolítico funcione com uma tensão de comando mais alta, tem havido a necessidade crescente de melhorar a tensão suportável, e várias melhorias foram tentadas.

[0003] Por exemplo, a Literatura Patentária 1 divulga uma tecnologia para melhorar uma tensão suportável adicionando um álcool poli-hídrico a uma solução de eletrólito contendo um solvente e um sal eletrólito específico.

LISTA DE CITAÇÕES LITERATURA PATENTÁRIA LITERATURA PATENTÁRIA 1

[0004] Publicação de Pedido de Patente Japonês não examinado H9-213583.

[0005] Os documentos JP 7-4582A, JP 2006-186213A e JP 2009-88128A são as anterioridades do estado da técnica mais próximas em relação à presente invenção.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO

[0006] Entretanto, no método descrito na Literatura Patentária 1, há um limite para um efeito de melhorar uma tensão suportável, e o efeito de melhorar uma tensão suportável é insuficiente.

[0007] Um objetivo da presente invenção é fornecer uma solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico com alta tensão suportável.

SOLUÇÃO DO PROBLEMA

[0008] Os inventores conduziram estudos de modo a alcançar o objetivo descrito acima e, desse modo, desenvolveram a presente invenção. Ou seja, a presente invenção fornece uma solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico incluindo um solvente contendo um solvente orgânico, um polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi, e um eletrólito no qual uma concentração de grupos hidróxi incluídos no solvente orgânico é de 10 mmol/g ou menos em relação ao peso do solvente orgânico e um capacitor eletrolítico incluindo a solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0009] A solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico da presente invenção tem um excelente efeito de melhorar uma tensão suportável e tem maior condutividade.

DESCRIÇÃO DAS REALIZAÇÕES

[0010] Uma solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico da presente invenção inclui um solvente contendo um solvente orgânico, um polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi e um eletrólito. Uma concentração de grupos hidróxi incluídos no solvente orgânico é de 10 mmol/g ou menos em relação ao peso do solvente orgânico.

[0011] Além disso, como capacitor eletrolítico, pode-se ter como exemplo um capacitor eletrolítico de alumínio, um capacitor sólido de alumínio e um capacitor híbrido de alumínio.

[0012] O polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi na presente invenção não é particularmente limitado, contanto que um polímero acrílico tenha o grupo hidróxi e grupo carbóxi ou contanto que um polímero acrílico tenha o grupo hidróxi ou o grupo carbóxi. O polímero acrílico é um polímero obtido por polimerização de componentes monoméricos incluindo monômeros possuindo um grupo (met)acriloíla como componente principal. O polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi na presente invenção é preferencialmente um polímero que inclui monômeros com grupo (met)acriloíla e grupo hidróxi e/ou monômeros com grupo (met)acriloíla e grupo carbóxi como monômeros constituintes essenciais.

[0013] Podem ser utilizados polímeros acrílicos com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi; ou dois ou mais destes podem ser utilizados de maneira combinada.

[0014] No presente relatório descritivo, “(met)acriloíla” refere-se a ambos, “acriloíla” e “metacriloíla”; “(met)acrilato” refere-se a ambos, “acrilato” e “metacrilato”; “(met)acrílico” refere-se a ambos, “acrílico” e “metacrílico”; e “(met)acriloiloxi” refere-se a ambos, “acriloxi” e “metacriloiloxi”.

[0015] Como monômero com grupo (met)acriloíla e grupo hidróxi na presente invenção, pode-se ter como exemplos um (met)acrilato de hidroxialquila com 4 a 12 átomos de carbono, um aduto obtido pela adição de 1 a 5 mol de uma lactona possuindo 2 a 12 átomos de carbono ao (met)acrilato de hidroxialquila com 4 a 12 átomos de carbono, e pode-se ter como exemplo um aduto obtido pela adição de óxido de alquileno possuindo 2 a 10 átomos de carbono ao (met)acrilato de hidroxialquila com 4 a 12 átomos de carbono.

[0016] Como (met)acrilato de hidroxialquila possuindo 4 a 12 átomos de carbono, pode-se ter como exemplos um (met)acrilato de mono-hidroxialquila com 4 a 12 átomos de carbono, um (met)acrilato de di-hidroxialquila com 4 a 12 átomos de carbono, e um (met)acrilato de tri-hidroxialquila com 4 a 12 átomos de carbono.

[0017] Como (met)acrilato de mono-hidroxialquila possuindo 4 a 12 átomos de carbono pode-se ter como exemplos o (met)acrilato de 2-hidroxietila, (met)acrilato de 2- hidroxipropila, (met)acrilato de 3-hidroxipropila, (met)acrilato de 2-hidroxi-1-metiletila, (met)acrilato de 2-hidroxibutila, (met)acrilato de 3-hidroxibutila, (met)acrilato de 4-hidroxibutila, (met)acrilato de 2-hidroxi-1- metilpropila, (met)acrilato de 2- hidroxi-2-metilpropila, 3-(met)acrilato de hidroxi-l-metilpropila, (met)acrilato de 3-hidroxi-2-metilpropila, (met)acrilato de 6-hidroxi-hexila, (met)acrilato de 7-hidroxi-heptila e (met)acrilato de 8-hidroxi-octila.

[0018] Como (met)acrilato de di-hidroxialquila possuindo 4 a 12 átomos de carbono, pode-se ter como exemplo o mono-(met)acrilato de glicerol.

[0019] Como (met)acrilato de tri-hidroxialquila possuindo 4 a 12 átomos de carbono, pode-se ter como exemplo o monoacrilato de pentaeritritol.

[0020] Como lactona possuindo 2 a 12 átomos de carbono adicionados ao (met)acrilato de hidroxialquila possuindo 4 a 12 átomos de carbono, pode-se ter como exemplos a acetolactona, propiolactona, butirolactona, valerolactona, caprolactona e laurolactona.

[0021] Como aduto obtido pela adição de 1 a 5 mol de uma lactona possuindo 2 a 12 átomos de carbono ao (met)acrilato de hidroxialquila possuindo 4 a 12 átomos de carbono, podem ser exemplificados os adutos obtidos pela adição de 5 mol de caprolactona ao 6- hidroxihexanoato de 2-(met)acriloiloxietila, 5-hidroxidodecanoato de 2-(met)acriloiloxietila e (met)acrilato de 2-hidroxietila.

[0022] Como óxido de alquileno possuindo 2 a 10 átomos de carbono adicionado ao (met)acrilato de hidroxialquila possuindo 4 a 12 átomos de carbono, pode-se ter como exemplos; óxido de etileno, óxido de 1,2- ou 1,3-propileno, óxido de 1,2-, 1,3-, 1,4- ou 2,3-butileno, 3-metiltetra-hidrofurano, óxido de 1,2-deceno, óxido de estireno e uma epihalohidrina (epicloridrina, etc.).

[0023] Como aduto obtido pela adição de 1 a 30 mol de óxido de alquileno com 2 a 10 átomos de carbono a um (met)acrilato de hidroxialquila possuindo 4 a 12 átomos de carbono, podem ser exemplificados os adutos obtidos pela adição de 30 mol de óxido de etileno ao (met)acrilato de 2-(2-hidroxitetoxi)etila, (met)acrilato de 2-(2-(2-hidroxietoxi)etoxi)etila, (met)acrilato de 2-(10-hidroxidecoxi)etila e (met)acrilato de 2-hidroxietila.

[0024] Os monômeros com grupo (met)acriloíla e grupo hidróxi podem ser utilizados sozinhos ou dois ou mais destes podem ser utilizados de maneira combinada.

[0025] Dentre eles, em consideração de uma tensão suportável, é preferido um (met)acrilato de hidroxialquila possuindo 4 a 12 átomos de carbono, (met)acrilato de 2-hidroxietila, (met)acrilato de 2-hidroxipropila, sendo preferido o acrilato de 4-hidroxibutila, e o (met)acrilato de 2-hidroxietila e o acrilato de 4-hidroxibutila são os mais preferidos.

[0026] O monômero com grupo (met)acriloíla e grupo hidróxi pode ser um monômero diferente dos monômeros exemplificados acima desde que seja um monômero com grupo (met)acriloíla e grupo hidróxi, e que seja possível obter um efeito de melhorar uma tensão suportável.

[0027] Como monômero com grupo (met)acriloíla e grupo carbóxi na presente invenção, podem ser citados como exemplos os adutos obtidos pela adição de um anidrido de ácido com 4 a 10 átomos de carbono ao monômero com grupo (met)acriloíla e grupo hidróxi (por exemplo, succinato de 2-(met)acriloiloxietila, maleato de 2- (met)acriloiloxietila, ftalato de 2-(met)acriloiloxietila e hexahidroftalato de 2- (met)acriloiloxietila), adutos obtidos pela adição de 1 a 5 mol de uma lactona possuindo 2 a 12 átomos de carbono ao ácido (met)acrílico (por exemplo, adutos obtidos pela adição de 5 mol de caprolactona ao ácido 2-((met)acriloiloxi)etanóico, ácido 3-((met)acriloiloxi) propanóico, ácido 4-((met)acriloiloxi)butanóico, ácido 5-((met)acriloiloxi) pentanóico, ácido 6-((met)acriloiloxi)hexanóico e ácido (met)acrílico) e ácido (met)acrílico. Na presente invenção, como o anidrido de ácido possuindo 4 a 10 átomos de carbono, o anidrido succínico, anidrido maleico, anidrido ftálico e anidrido hexahidroftálico podem ser exemplificados. Como lactona possuindo 2 a 12 átomos de carbono, a acetolactona, propiolactona, butirolactona, valerolactona, caprolactona e laurolactona podem ser exemplificadas.

[0028] Os monômeros com grupo (met)acriloíla e grupo carbóxi podem ser utilizados sozinhos ou dois ou mais destes podem ser utilizados de maneira combinada.

[0029] Entre eles, em consideração de uma tensão suportável, preferem-se os adutos obtidos pela adição de anidrido succínico, anidrido maleico, anidrido ftálico e anidrido hexahidroftálico a um (met)acrilato de hidroxialquila possuindo 4 a 12 átomos de carbono e sendo mais preferível o succinato de 2-(met)acriloiloxietila.

[0030] Contanto que um monômero diferente dos monômeros exemplificados acima como o monômero com grupo (met)acriloíla e grupo carbóxi seja um monômero com grupo (met)acriloíla e grupo carbóxi, é possível se obter um efeito de melhora da tensão suportável.

[0031] O polímero acrílico na presente invenção pode conter um monômero diferente dos monômeros constituintes essenciais, desde que os efeitos da presente invenção não sejam prejudicados.

[0032] Dentre monômeros diferentes dos monômeros constituintes essenciais, levando em consideração a copolimerização e a solubilidade em um solvente, um monômero com grupo (met)acriloíla e grupo amino [uma (met)acrilamida com 3 a 20 átomos de carbono [(met)acrilamida], N,N-dimetil(met)acrilamida, N-isopropilacrilamida, dimetilaminopropil (met)acrilamida e N,N-dibenzil(met)acrilamida, etc.] e (met)acrilato de dimetilaminoetila, etc.], um monômero possuindo um grupo (met)acriloíla e um grupo sulfo [(met)acrilato de 2-sulfoetila e ácido 2- (met)acrilamida-2-metilpropanosulfônico, etc.], um monômero com grupo (met)acriloíla e grupo fosfo [2-((met)acriloxi)etil-fosfato], um (met)acrilato de alquila possuindo 4 a 20 átomos de carbono [(met)acrilato de metila, (met)acrilato de etila, (met)acrilato de butila, (met)acrilato de 2-etilhexila e (met)acrilato de laurila, etc.], um éter de um monômero com grupo (met)acriloíla e grupo hidróxi e um álcool possuindo 1 a 8 átomos de carbono (metanol, etanol, propanol, butanol e octanol, etc.) [(met)acrilato de 2-metoxietila, (met)acrilato de 2-(2-metoxietoxi)etila, (met)acrilato de 2- (2-etoxietoxi)etila e (met)acrilato de 2-(2-octoxietoxi)etila, etc.], um derivado de estireno com 8 a 20 átomos de carbono (estireno, parametilestireno, ácido estirenossulfônico e ácido vinilbenzóico, etc.) e um composto alílico possuindo 3 a 20 átomos de carbono (uma alila) são preferidos, e um (met)acrilato de alquila com 4 a 20 átomos de carbono, e (met)acrilato de butila e (met)acrilato de 2-etilhexila são mais preferidos.

[0033] Os monômeros que não os monômeros constituintes essenciais podem ser utilizados sozinhos ou dois ou mais destes podem ser utilizados de maneira combinada.

[0034] Levando-se em consideração uma tensão suportável, o peso molecular médio numérico (doravante abreviado como Mn) do polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi na presente invenção é preferivelmente de 1.000 a 500.000, mais preferivelmente de 3.000 a 200.000, ainda mais preferivelmente de 4.000 a 50.000, e mais preferencialmente ainda de 4.000 a 15.000.

[0035] O Mn do polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi na presente invenção é medido de acordo com cromatografia de permeação em gel (doravante abreviada como GPC) sob as seguintes condições. - Dispositivo (um exemplo): HLC-8120 comercialmente disponível pela Tosoh Corporation - Coluna (um exemplo): TSK GEL GMH6 duas colunas [comercialmente disponíveis pela Tosoh Corporation] - Temperatura de medição: 40 °C - Solução de amostra: 0,25% em peso em solução de THF - Quantidade de solução injetada: 100 μL - Dispositivo de detecção: detector de índice de refração - Material de referência: padrões de poliestireno (padrão de poliestireno TSK) disponíveis comercialmente pela Tosoh Corporation, 12 pontos (peso molecular médio ponderal: 500 1.050 2.800 5.970 9.100 18.100 37.900 96.400 190.000 355.000 1.090.000 2.890.000).

[0036] Em relação a uma tensão suportável, uma proporção do número total de moles de monômeros constituintes essenciais [monômeros com grupo (met)acriloíla e grupo hidróxi e monômeros com grupo (met)acriloíla e grupo carbóxi] no número total de moles de monômeros constituintes do polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi é preferencialmente de 0,5 a 100 mol%, mais preferivelmente de 5 a 100 mol%, ainda mais preferencialmente de 50 a 100 mol%, ainda mais preferencialmente de 80 a 100 mol% e mais preferencialmente ainda de 100 mol%. Quando a proporção dos monômeros constituintes essenciais está dentro dessa faixa, isso é eficaz para melhorar a tensão suportável.

[0037] A razão pela qual uma tensão suportável do capacitor eletrolítico se torna favorável quando a solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico incluindo um solvente contendo um solvente orgânico, um polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi e um eletrólito são usados não está claro, mas especula-se que seja devido ao seguinte mecanismo. Em um capacitor eletrolítico que obtém uma grande capacitância eletrostática usando um dielétrico que possui uma película de óxido formada sobre um anodo em folha de alumínio, se uma tensão suportável do dielétrico é favorável, uma tensão suportável do capacitor eletrolítico também é favorável. Quando a solução de eletrólito contém um polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi, um polímero acrílico com alta afinidade para um dielétrico devido ao grupo hidróxi e/ou ao grupo carbóxi interage com o dielétrico, e acredita-se que um efeito protetor sobre o dielétrico seja obtido. Então, quando um teor do monômero com grupo (met)acriloíla e grupo hidróxi e o monômero com grupo (met)acriloíla e grupo carbóxi é maior, a afinidade entre o polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi e o dielétrico também é maior e um efeito de proteção do dielétrico pelo polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi é melhorado e, como resultado, presume-se que a tensão suportável seja melhorada.

[0038] No polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi, uma proporção do número de moles do monômero com grupo (met)acriloíla e grupo hidróxi em relação ao número total de moles dos monômeros constituintes essenciais é preferencialmente de 25 a 100 mol%, mais preferivelmente de 60 a 100 mol%, ainda mais preferencialmente de 90 a 100 mol%, e mais preferencialmente ainda de 95 a 100 mol%, e mais preferencialmente de 100 mol%.

[0039] Quando a proporção do monômero com grupo (met)acriloíla e grupo hidróxi está dentro de tal intervalo, isto é eficaz na melhora de uma tensão suportável.

[0040] Além disso, quando o capacitor eletrolítico da presente invenção contém ácido bórico e/ou um éster de borato que será descrito abaixo, estando dentro do intervalo acima, é preferível uma unidade estrutural derivada do monômero com grupo (met)acriloíla e grupo hidróxi, pois grupo hidróxi incluído forma um complexo com o ácido bórico e/ou éster de borato e, dessa forma, espera-se uma melhora adicional na tensão suportável.

[0041] No polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi, uma proporção do número de moles do monômero com grupo (met)acriloíla e grupo carbóxi em relação ao número total de moles dos monômeros constituintes essenciais é preferencialmente de 0 a 75 mol%, mais preferivelmente de 0 a 40 mol%, ainda mais preferencialmente de 0 a 10 mol%, e mais preferencialmente ainda de 0 a 5 mol%, e mais preferencialmente 0 mol%.

[0042] Além disso, um polímero acrílico cuja proporção do número de moles do monômero com grupo (met)acriloíla e grupo carbóxi em relação ao número total de moles dos monômeros constituintes essenciais é mais preferivelmente de 0 mol% é um polímero acrílico com grupo hidróxi e não com grupo carbóxi.

[0043] Quando a proporção do monômero com grupo (met)acriloíla e grupo carbóxi está dentro de tal intervalo, isto é eficaz na melhora de uma tensão suportável.

[0044] A fim de melhorar uma tensão suportável, uma temperatura de transição vítrea (a seguir abreviada como Tg) do polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi é, de preferência -100 a 80 °C, mais preferencialmente -80 a 60 °C, e mais preferencialmente -80 a 56 °C.

[0045] A Tg da presente invenção pode ser medida utilizando um método de acordo com a norma “ASTM D3418-82” utilizando um calorímetro de varredura diferencial [“DSC20” ou “SSC/580” comercialmente disponível pela Seiko Instruments Inc.].

[0046] Quando a Tg do polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi está dentro de tal intervalo, o mecanismo a seguir para melhorar uma tensão suportável pode ser definido como um mecanismo.

[0047] Uma vez que um polímero acrílico com uma Tg no intervalo acima é um polímero relativamente flexível, ele tem elevada adsorção em relação ao dielétrico e, como resultado, um efeito de proteção do dielétrico pelo polímero acrílico é adicionalmente melhorado, e uma melhora na tensão suportável é assumida.

[0048] O polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi pode ser sintetizado utilizando um método conhecido (método descrito na publicação do Pedido de Patente Japonês não examinado H 5-117330). Por exemplo, o polímero acrílico pode ser sintetizado por um método de polimerização em solução no qual os monômeros são reagidos com um iniciador de radical (azobisisobutironitrila, etc.) em um solvente (tolueno, etc.).

[0049] O polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi utilizado na presente invenção pode ser utilizado como componente principal de um aditivo para um capacitor eletrolítico.

[0050] O aditivo para um capacitor eletrolítico é benéfico, pois é possível produzir uma solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico possuindo uma composição arbitrária misturando um solvente orgânico e um eletrólito.

[0051] Além disso, o aditivo para um capacitor eletrolítico é usado no lugar do “aditivo (A) para um eletrólito sólido para um capacitor eletrolítico sólido” descrito na publicação do Pedido de Patente Japonês não examinado 2017-4986 para preparar um capacitor eletrolítico descrito no Pedido de Patente Japonês não examinado 2017-4986 e, assim, pode ser usado como um aditivo para um capacitor eletrolítico sólido, que é benéfico.

[0052] O aditivo para um capacitor eletrolítico contém preferivelmente ácido bórico e/ou um éster de borato a ser descrito abaixo além do polímero acrílico que possui grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi.

[0053] Quando o aditivo para um capacitor eletrolítico contém ácido bórico e/ou éster borato, considerando uma tensão suportável, uma proporção do peso total do ácido bórico e do éster de borato em relação ao peso total do aditivo para um capacitor eletrolítico é preferivelmente de 5 a 50% em peso, e mais preferivelmente de 10 a 40% em peso.

[0054] O aditivo para um capacitor eletrolítico pode ser obtido, por exemplo, por um método em que um polímero acrílico é produzido pelo método de polimerização em solução e então o solvente utilizado para a produção é destilado por um método conhecido, tal como por secagem sob pressão reduzida.

[0055] Além disso, como método de produção em que o aditivo para um capacitor eletrolítico contém ácido bórico e/ou éster de borato, pode ser exemplificado, por exemplo, um método em que um polímero acrílico é produzido pelo método de polimerização em solução, o ácido bórico e/ou éster de borato é dissolvido em uma solução utilizada para produção, e depois o solvente é destilado por um método conhecido, tal como por secagem sob pressão reduzida.

[0056] A solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico da presente invenção contém um solvente contendo um solvente orgânico, e uma concentração de grupos hidróxi incluídos no solvente orgânico é de 10 mmol/g ou menos em relação ao peso do solvente orgânico (isto é, uma concentração de grupos hidróxi de um composto que constitui o solvente orgânico é de 10 mmol/g ou menos).

[0057] Como solvente orgânico com uma concentração de grupo hidróxi de 10 mmol/g ou menos, pode-se ter como exemplos um solvente de álcool (éter monobutílico de etilenoglicol e polietilenoglicol (Mn: 600 ou menos), etc), um solvente de amida (N-metilformamida e N,N-dimetilformamida, etc.), um solvente de lactona (α-acetil-y-butirolactona, β-butirolactona, y-butirolartona, y-valerolactona e δ-valerolactona, etc), um solvente nitrila (acetonitrila, propionitrila, butironitrila, acrilonitrila, metacrilonitrila e benzonitrila, etc.), um solvente sulfóxido (dimetilssulfóxido, sulfóxido de metiletila e sulfóxido de dietila) e um solvente sulfona (sulfolano e etilmetilsulfona, etc.).

[0058] Os solventes orgânicos possuindo uma concentração de grupo hidróxi de 10 mmol/g ou menos, podem ser utilizados sozinhos ou dois ou mais destes podem ser utilizados em combinação.

[0059] Dentre tais solventes orgânicos, para melhorar uma tensão suportável, são preferíveis um solvente lactona, um solvente sulfóxido e um solvente sulfona, um solvente lactona e um solvente sulfona são mais preferidos, e a y-butirolactona, sulfolana e etilmetilsulfona são os solventes mais preferidos.

[0060] Além disso, um ponto de ebulição do solvente orgânico com uma concentração de grupo hidróxi de 10 mmol/g ou menos é preferencialmente de 150 a 300 °C, levando-se em consideração a vida útil de um capacitor.

[0061] Uma solução de eletrólito para um capacitor elétrico da presente invenção pode conter um solvente orgânico com uma concentração de grupo hidróxi superior a 10 mmol/g, água ou semelhantes como solvente para além do solvente orgânico possuindo uma concentração de grupo hidróxi de 10 mmol/g ou menos, desde que os efeitos da presente invenção não sejam prejudicados.

[0062] Como solvente orgânico possuindo uma concentração de grupo hidróxi superior a 10 mmol/g, pode-se ter como exemplos o álcool metílico, o etilenoglicol e similares.

[0063] De modo a melhorar a tensão suportável, a proporção do peso de solvente orgânico com uma concentração de grupo hidróxi de 10 mmol/g ou menos em relação ao peso total do solvente é preferencialmente de 50 a 100% em peso, mais preferivelmente de 70 a 100% em peso, e mais preferencialmente ainda é de 100% em peso.

[0064] A solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico da presente invenção contém um eletrólito. Um eletrólito conhecido usado na solução de eletrólito de um capacitor eletrolítico descrito na publicação do Pedido de Patente Japonês não examinado H9-213583 pode ser utilizado, e um eletrólito incluindo íons de carboxilato e amônio ou amidinio é preferível.

[0065] Como íons carboxilatos, podem ser exemplificados ânions obtidos pela remoção de átomos de hidrogênio de um grupo carbóxi de um ácido carboxílico, tal como um ácido policarboxílico saturado (ácido oxálico, ácido malônico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido azeláico, ácido 2-metilazeláico, ácido sebácico, ácido 1,5-octanodicarboxílico, ácido 4,5-octanodicarboxílico, ácido 1,9-nonanodicarboxílico, ácido 1,10-decanodicarboxílico, ácido 1,6-decanodicarboxílico, ácido 5,6-decanodicarboxílico, ácido 1,11-undecanodicarboxílico, ácido 1,12-dodecanodicarboxílico, ácido 1,13-tridecanodicarboxílico, ácido 1,14-tetradecanodicarboxílico, ácido 1,15-pentadecanodicarboxílico, ácido metilmalônico, ácido etilmalônico, ácido propilmalônico, ácido butilmalônico, ácido pentilmalônico, ácido hexilmalônico, ácido dimetilmalônico, ácido dietilmalônico, ácido metilpropilmalônico, ácido metilbutil-malônico, ácido etilpropil-malônico, ácido dipropilmalônico, ácido metilsuccínico, ácido etilsuccínico, ácido 2,2-dimetilsuccínico, ácido 2,3-dimetilsuccínico, ácido 2-metilglutárico, ácido 3-metilglutárico, ácido 3-metil-3-etilglutárico, ácido 3,3-dietilglutárico, ácido 3,3-dimetilglutárico e ácido 3-metiladípico, etc.), um ácido monocarboxílico saturado (ácido fórmico, ácido acético, ácido propiônico, ácido bitírico, ácido isobutírico, ácido valérico, ácido capróico, ácido enânctico, ácido caprílico, ácido pelargônico, ácido láurico, ácido mirístico, ácido esteárico, ácido be-enico e ácido undecanóico, etc.), um ácido monocarboxílico insaturado [ácido (met)acrílico, ácido crotônico e ácido oleico, etc.], um ácido policarboxílico insaturado alifático (ácido malelico, ácido fumárico, ácido itacônico e ácido citracônico, etc.), um ácido monocarboxílico aromático (ácido benzóico, ácido cinâmico, ácido naftóico, ácido tolúico, ácido etilbenzóico, ácido propilbenzóico, ácido isopropilbenzóico, ácido butilbenzóico, ácido isobutilbenzóico, ácido sec-butilbenzóico, ácido terc-butilbenzóico, ácido hidroxibenzóico, ácido etoxibenzóico, ácido propoxibenzóico, ácido isopropoxibenzóico, ácido butoxibenzóico, ácido isobutoxibenzóico, ácido sec-butoxibenzóico, ácido te/c-butoxibenzóico, ácido aminobenzóico, ácido N-metilaminobenzóico, ácido N-etilaminobenzóico, ácido N-propilaminobenzóico, ácido N-isopropilaminobenzóico, ácido N-butilaminobenzóico, ácido N-isobutilaminobenzóico, ácido N-sec-butilaminobenzóico, ácido N-te/r-butilaminobenzóico, ácido N,N-dimetilaminobenzóico e ácido N,N-dietilaminobenzóico, etc.) e um ácido policarboxílico aromático(ácido ftálico, ácido isoftálico e ácido teleftálico, etc.). Entre eles, tendo em consideração a condutividade, são preferidos ânions obtidos por remoção de átomos de hidrogênio de um grupo carbóxi de um ácido policarboxílico insaturado, um ácido policarboxílico aromático ou semelhantes, e são mais preferíveis ânions obtidos por remoção de átomos de hidrogênio de um grupo carbóxi de ácido maleico, ácido ftálico ou semelhantes.

[0066] O amônio pode ser usado sem limitação particular, desde que o amônio forme um sal com os íons carboxilato.

[0067] Como amônio, pode-se ter como exemplos um amônio terciário (trimetilamônio, trietilamônio, dimetiletilamônio, dimetilpropilamônio e dimetilisopropilamônio, etc.) ou um amônio quaternário (tetrametilamônio, etiltrimetilamônio, dietildimetilamônio, trietilmetilamônio e tetraetilamônio, etc.).

[0068] O amindínio pode ser usado sem limitação particular, desde que o amindínio forme um sal com o íon carboxilato.

[0069] Como o amidínio, pode-se ter como exemplos o imidazolínio e cátions nos quais os átomos de hidrogênio incluídos no imidazolínio são substituídos por um grupo alquila (1,2,3,4-tetrametilimidazolínio, 1,3,4-trimetil-2-etilimidazolínio, 1,3-dimetil-2,4-dietilimidazolínio e 1,2-dimetil-3,4-dietilimidazolínio, etc.), imidazólio e cátions nos quais os átomos de hidrogênio incluídos no imidazólio estão substituídos por um grupo alquila (1,3-dimetimidazólio, 1,3-dietimidazólio, 1-etil-3-metilimidazólio e 1,2,3-trimetilimidazólio, etc.) e similares.

[0070] Dentre o amônio e o amidínio, levando-se em consideração a condutividade, prefere-se o amidínio, sendo preferidos os cátions nos quais os átomos de hidrogênio incluídos no imidazolínio são substituídos por um grupo alquila e 1,2,3,4-tetrametilimidazolínio é o mais preferido.

[0071] Os eletrólitos na presente invenção podem ser utilizados isoladamente ou dois ou mais destes podem ser utilizados de maneira combinada.

[0072] O eletrólito na presente invenção pode ser sintetizado por um método conhecido [métodos descritos em J. Am. Chem. Ch6m. Soc., 69, 2269 (1947) e Patente US 48244 etc] Por exemplo, o eletrólito pode ser sintetizado por um método de quaternarização de uma amina terciária utilizando um éster de carbonato e depois realizando a troca ácida.

[0073] Levando-se em consideração uma tensão suportável, a solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico da presente invenção contém preferencialmente ácido bórico e/ou um éster de borato.

[0074] Como o éster de borato, pode-se ter como exemplos um borato de alquila (borato de trietila, etc.), um borato de arila (borato de trifenila, etc.) e similares.

[0075] Dentre o ácido bórico e o éster de borato, o ácido bórico é preferível.

[0076] Além disso, em consideração de uma tensão suportável, a solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico da presente invenção contém preferencialmente um álcool poli-hídrico (álcool polivinílico, manitol, um polietilenoglicol com Mn de 1.000 ou mais, etc.) além do polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi e o solvente.

[0077] Como álcool polivinílico, podem ser utilizados produtos comercialmente disponíveis, tais como Poval [comercialmente disponível pela Kuraray Co., Ltd.] e JP-03 [comercialmente disponível pela Japan VAM & Poval Co. Ltd.].

[0078] Em consideração a uma tensão suportável, um valor absoluto de uma diferença entre parâmetros de solubilidade (doravante abreviado como valor SP) de um polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi incluído em uma solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico da presente invenção e um solvente é preferencialmente de 0,1 a 5,0, mais preferencialmente de 0,5 a 4,5, ainda mais preferivelmente de 1,0 a 4,0 e mais preferencialmente ainda de 3,0 a 4,0. Aqui, o valor SP na presente invenção é calculado por um método descrito em Volym4, engineering and science^. 14, páginas 151 a 154, Robert F. Fadors et ai.

[0079] Aém disso, a fim de melhorar ainda mais a tensão suportável, um valor obtido subtraindo um vaor SP de um solvente a partir de um valor SP de um polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi é preferivelmente de 0,1 a 5,0, mais preferivemente de 0,5 a 4,5, e ainda mais preferivelmente de 1,0 a 4,0, e mais preferenciamente de 3,0 a 4,0.

[0080] Na presente invenção, quando o solvente na solução de eletrólito para um capacitor eetroítico é uma mistura de uma pluralidade de solventes, um valor médio ponderado usando vaores SP de componentes e proporções de peso dos componentes é definido como um vaor SP do solvente.

[0081] Adicionamente, quando dois ou mais tipos de polímeros acrílicos com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi são utilizados em combinação como o polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi, de modo semelhante ao valor SP do solvente, um valor médio ponderado dos vaores SP dos polímeros acrílicos com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi é definido como um vaor SP do polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi, e uma diferença entre os valores SP acima é calculada.

[0082] Especua-se que o mecanismo pelo qual um valor absoluto de uma diferença entre os vaores SP de um poímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi e um solvente definido dentro do intervalo acima melhore a tensão suportável seja o seguinte. Quando um valor absoluto de uma diferença entre os valores SP de um polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi e um solvente é maior, a afinidade do polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi para o dielétrico é relativamente maior do que a afinidade para o solvente, assim um efeito de proteção do dielétrico pelo polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi é melhorado e como resultado, uma tensão suportável é assumida como melhorada.

[0083] Na solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico da presente invenção, uma proporção em peso do polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi é preferencialmente de 0,5 a 40% em peso, mais preferencialmente de 1 a 30% em peso e mais preferencialmente ainda de 5 a 20% em peso para o peso total da solução de eletrólito de um capacitor eletrolítico. Quando 0,5% em peso ou mais do polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi está contido, uma tensão suportável torna-se favorável, e quando 40% em peso ou menos do polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi está contido, a condutividade se torna favorável.

[0084] Uma proporção em peso do solvente em relação ao peso total da solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico é preferencialmente de 50 a 99% em peso, mais é preferencialmente de 50 a 98% em peso, e mais preferencialmente ainda de 60 a 80% em peso, considerando a condutividade.

[0085] Uma proporção em peso do eletrólito para o peso total da solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico é preferencialmente de 0,5 a 40% em peso e, de um modo muito preferido, de 5 a 30% em peso, considerando a condutividade.

[0086] Quando a solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico da presente invenção contém ácido bórico e/ou éster de borato, uma proporção do peso total do ácido bórico e do éster de borato em relação ao peso total da solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico é preferencialmente de 0,1 a 10% em peso, mais preferencialmente de 0,5 a 5% em peso e mais preferencialmente de 1 a 3% em peso.

[0087] Quando a solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico da presente invenção contém o álcool polihídrico, uma proporção em peso do álcool polihídrico para o peso total da solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico é preferencialmente de 0,1 a 10% em peso, mais preferencialmente de 0,5 a 5% em peso, e mais preferencialmente de 1 a 3% em peso.

[0088] Quando a solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico da presente invenção contém água, uma proporção em peso de água para o peso total da solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico é preferivelmente de 0,01 a 5% em peso e mais preferivelmente de 0,1 a 3% em peso, levando-se em consideração a eficiência de produção de óxido de alumínio.

[0089] Um teor de água pode ser mensurado por um medidor de umidade Karl Fischer.

[0090] Um método de produção da solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico da presente invenção não é particularmente limitado. Por exemplo, a solução de eletrólito pode ser produzida misturando uniformemente o solvente orgânico contendo uma concentração de grupo hidróxi de 10 mmol/g ou menos, o polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi, e o eletrólito em um intervalo de temperatura de 20 a 200 °C utilizando um método de mistura mecânica conhecido (por exemplo, um método que utiliza um agitador mecânico ou um agitador magnético).

[0091] A forma, tamanho e características semelhantes do capacitor eletrolítico da presente invenção não são limitados, contanto que a solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico da presente invenção esteja contida. Por exemplo, pode ser exemplificado um capacitor eletrolítico do tipo enrolado que é um capacitor formado pelo enrolamento de um ânodo (óxido de alumínio) contendo óxido de alumínio formado em uma superfície de um ânodo e uma folha de alumínio de catodo com um separador entre eles.

[0092] O capacitor eletrolítico da presente invenção pode ser obtido impregnando a solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico da presente invenção como uma solução de eletrólito condutora em um separador (papel kraft e papel manila, etc.), e acomodando-o em um estojo de alumínio cilíndrico com um fundo em conjunto com ânodo e cátodo e, em seguida, selando uma abertura do estojo de alumínio usando uma borracha de vedação (borracha butílica e borracha de silicone, etc.).

EXEMPLOS

[0093] A presente invenção será descrita a seguir de forma detalhada com referência aos exemplos. Entretanto, a presente invenção não está limitada aos seguintes exemplos.

[0094] Na descrição a seguir, “partes” indica “partes por peso”.

[0095] Além disso, o Mn do polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi sintetizado nos Exemplos de Produção 1 a 23 foi medido de acordo com a GPC sob as seguintes condições. - Dispositivo (um exemplo): HLC-8120 comercialmente disponível pela Tosoh Corporation - Coluna (um exemplo): TSK GEL GMH6 duas colunas [comercialmente disponíveis pela Tosoh Corporation] - Temperatura de medição: 40 °C - Solução de amostra: 0,25% em peso em solução de THF - Quantidade de solução injetada: 100 μL - Dispositivo de detecção: detector de índice de refração - Material de referência: padrões de poliestireno (padrão de poliestireno TSK) disponíveis comercialmente pela Tosoh Corporation, 12 pontos (peso molecular médio ponderal: 500 1.050 2.800 5.970 9.100 18.100 37.900 96.400 190.000 355.000 1.090.000 2.890.000).

[0096] Além disso, a Tg do polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi sintetizado nos Exemplos de Produção 1 a 23 foi medida utilizando um calorímetro de varredura diferencial [“DSC20” ou “SSC/580” comercialmente disponível pela Seiko Instruments Inc.] de acordo com norma “ASTM D3418-82”.

SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI EXEMPLO DE PRODUÇÃO 1 SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 1 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0097] 30 partes de tolueno [comercialmente disponível pela Wako Pure Chemical Industries, Ltd.], 2,1 partes (29 mmol) de ácido acrílico [comercialmente disponível pela Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] e 12,0 partes (93,6 mmol) de acrilato de butila [comercialmente disponível pela Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] foram colocadas em um frasco incluindo um agitador, um termômetro e um tubo de arrefecimento anexado a este e aquecido a 80 °C com agitação. Uma solução na qual 0,9 parte de azobisisobutironitrila [comercialmente disponível pela Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] foi dissolvida em 5 partes de tolueno foi adicionada por gotejamento a este durante 3 horas. Após a adição por gotejamento estar concluída, a mistura foi adicionalmente aquecida por 3 horas sob agitação enquanto a temperatura era mantida a 80 °C. Em seguida, a mistura foi aquecida a 100 °C sob pressão reduzida de 0,5 kPa, o tolueno foi retirado por destilação, e um polímero acrílico 1 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado. O Mn foi de 5,500, o valor SP foi de 10,4, e a Tg foi de -40 °C.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 2: SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 2 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0098] Um polímero acrílico 2 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado da mesma maneira como no Exemplo de produção 1 exceto que 12,0 partes (65,1 mmol) de ácido 2-etilhexil-acrílico [comercialmente disponível pela Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] foram utilizadas no lugar de 12,0 partes (93,6 mmol) de acrilato de butila no Exemplo de produção 1. O Mn foi de 5,300, o valor SP foi de 9,94, e a Tg foi de -55 °C.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 3: SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 3 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0099] Um polímero acrílico 3 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado da mesma maneira como no Exemplo de produção 1 exceto que 8,3 partes (116 mmol) de ácido acrílico foram utilizadas no lugar de 2,1 partes (29 mmol) de ácido acrílico, e 5,8 partes (50 mmol) de acrilato de 2-hidroxietila [comercialmente disponível pela Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] foram utilizadas no lugar de 12,0 partes (93,6 mmol) de acrilato de butila no Exemplo de produção 1. O Mn foi de 5,400, o valor SP foi de 14,2, e a Tg foi de 45 °C.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 4: SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 4 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0100]Um polímero acrílico 4 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado da mesma maneira como no Exemplo de produção 1 exceto que 6,8 partes (94 mmol) de ácido acrílico foram utilizadas no lugar de 2,1 partes (29 mmol) de ácido acrílico, e 7,3 partes (63 mmol) de acrilato de 2-hidroxietila foram utilizadas no lugar de 12,0 partes (93,6 mmol) de acrilato de butila no Exemplo de produção 1. O Mn foi de 5,200, o valor SP foi de 14,2, e a Tg foi de 32 °C.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 5: SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 5 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0101]Um polímero acrílico 5 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado da mesma maneira como no Exemplo de produção 1 exceto que 4,1 partes (57 mmol) de ácido acrílico foram utilizadas no lugar de 2,1 partes (29 mmol) de ácido acrílico e 10,0 partes (85,9 mmol) de acrilato de 2-hidroxietila foram utilizadas no lugar de 12,0 partes (93,6 mmol) de acrilato de butila no Exemplo de produção 1. O Mn foi de 5,300, o valor SP foi de 14,3, e a Tg foi de 11 °C.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 6: SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 6 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0102]Um polímero acrílico 6 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado da mesma maneira como no Exemplo de produção 1 exceto que 3,0 partes (41 mmol) de ácido acrílico foram utilizadas no lugar de 2,1 partes (29 mmol) de ácido acrílico e 11,1 partes (95,9 mmol) de acrilato de 2-hidroxietila foram utilizadas no lugar de 12,0 partes (93,6 mmol) de acrilato de butila no Exemplo de produção 1. O Mn foi de 5,500, o valor SP foi de 14,4, e a Tg foi de 4 °C.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 7: SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 7 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0103]Um polímero acrílico 7 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado da mesma maneira como no Exemplo de produção 1 exceto que 12,0 partes (103 mmol) de acrilato de 2-hidroxietila foram utilizadas no lugar de 12,0 partes (93,6 mmol) de acrilato de butila no Exemplo de produção 1. O Mn foi de 6,100, o valor SP foi de 14,4, e a Tg foi de -2 °C.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 8: SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 8 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0104]Um polímero acrílico 8 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado da mesma maneira como no Exemplo de produção 1 exceto que 12,0 partes (63,8 mmol) de acrilato de 2-(2-etoxietoxi)etila [nome do produto " Light acrilate fC-A', comercialmente disponível pela Kyoeisha Chemical Co., Ltd.] foram utilizadas no lugar de 12,0 partes (93,6 mmol) de acrilato de butila no Exemplo de produção 1. O Mn foi de 6,200, o valor SP foi de 10,4, e a Tg foi de -55 °C.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 9: SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 9 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0105]Um polímero acrílico 9 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado da mesma maneira como no Exemplo de produção 1 exceto que 2,1 partes (9,7 mmol) de succinato de 2-acriloiloxietila [comercialmente disponível pela Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.] foram utilizadas no lugar de 2,1 partes (29 mmol) de ácido acrílico no Exemplo de produção 1. O Mn foi de 5,900, o valor SP foi de 10,2, e a Tg foi de -53 °C.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 10: SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 10 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0106]30 partes de tolueno [comercialmente disponível pela Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] e 14,1 partes (121 mmol) de acrilato de 2-hidroxietila foram colocadas em um frasco com um agitador, um termômetro e um tubo de arrefecimento anexado a este e aquecido a 80 °C com agitação. Uma solução na qual 0,9 parte de azobisisobutironitrila [comercialmente disponível pela Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] foi dissolvida em 5 partes de tolueno foi adicionada a este por gotejamento durante 3 horas. Após a adição por gotejamento estar concluída, a mistura foi adicionalmente aquecida por 3 horas sob agitação enquanto a temperatura era mantida a 80 °C. Em seguida, a mistura foi aquecida a 100 °C sob pressão reduzida de 0,5 kPa, o tolueno foi retirado por destilação, e um polímero acrílico 10 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado. O Mn foi de 6,100, o valor SP foi de 14,5, e a Tg foi de -15 °C.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 11: SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 11 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0107]Um polímero acrílico 11 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado da mesma maneira como no Exemplo de produção 10 exceto que 14,1 partes (65,2 mmol) de succinato de 2-acriloiloxietila foram utilizadas no lugar de 14,1 partes (121 mmol) de acrilato de 2-hidroxietila no Exemplo de produção 10. O Mn foi de 4,600, o valor SP foi de 12,3, e a Tg foi de -40 °C.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 12: SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 12 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0108]Um polímero acrílico 12 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado da mesma maneira como no Exemplo de produção 10 exceto que 30 partes de metil-etil-cetona [comercialmente disponível pela Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] foram utilizadas no lugar de 30 partes de tolueno no Exemplo de produção 10. O Mn foi de 3,100, o valor SP foi de 14,5, e a Tg foi de -15 °C.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 13: SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 13 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0109]Um polímero acrílico 13 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado da mesma maneira como no Exemplo de produção 10 exceto que 0,4 parte de azobisisobutironitrila foi utilizada no lugar de 0,9 parte de azobisisobutironitrila no Exemplo de produção 10. O Mn foi de 15,000, o valor SP foi de 14,5, e a Tg foi de -15 °C.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 14: SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 14 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0110]Um polímero acrílico 14 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado da mesma maneira como no Exemplo de produção 10 exceto que 14,1 partes (97,8 mmol) de acrilato de 4-hidroxibutila [nome do produto “4-HBA,” comercialmente disponível pela Osaka Organic Chemical Industry Ltd.] foram utilizadas no lugar de 14,1 partes (121 mmol) de acrilato de 2-hidroxietila no Exemplo de produção 10. O Mn foi de 6,200, o valor SP foi de 13,0, e a Tg foi de -40 °C.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 15: SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 15 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0111]Um polímero acrílico 15 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado da mesma maneira como no Exemplo de produção 10 exceto que 14,1 partes (108 mmol) de acrilato de 2-hidroxipropila [comercialmente disponível pela Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.] foram utilizadas no lugar de 14,1 partes (121 mmol) de acrilato de 2-hidroxietila no Exemplo de produção 10. O Mn foi de 5,600, o valor SP foi de 13,4, e a Tg foi de -7 °C.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 16: SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 16 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0112]Um polímero acrílico 16 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado da mesma maneira como no Exemplo de produção 1 exceto que 12,7 partes (88,2 mmol) de acrilato de 4-hidroxibutila foram utilizadas no lugar de 2,1 partes (29 mmol) de ácido acrílico e 1,4 partes (10,9 mmol) de acrilato de butila foram utilizadas no lugar de 12,0 partes (93,6 mmol) de acrilato de butila no Exemplo de produção 1. O Mn foi de 5,800, o valor SP foi de 12,7, e a Tg foi de -42 °C.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 17: SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 17 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0113]Um polímero acrílico 17 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado da mesma maneira como no Exemplo de produção 10 exceto que 14,1 partes (88,0 mmol) de monometacrilato de glicerina [nome do produto “BLEMMER GLM” comercialmente disponível pela NOF Corporation] foram utilizadas no lugar de 14,1 partes (121 mmol) de acrilato de 2-hidroxietila no Exemplo de produção 10. O Mn foi de 4,500, o valor SP foi de 15,6, e a Tg foi de 55 °C.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 18: SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 18 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0114]Um polímero acrílico 18 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado da mesma maneira como no Exemplo de produção 10 exceto que 14,1 partes (40,9 mmol) de um aduto obtido pela adição 2 mol de caprolactona ao acrilato de 2-hidroxietila [nome do produto “SR-495B,” comercialmente disponível pela Sartomer] foram utilizadas no lugar de 14,1 partes (121 mmol) de acrilato de 2-hidroxietila no Exemplo de produção 10. O Mn foi de 7,000, o valor SP foi de 11,5, e a Tg foi de -50 °C.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 19: SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 19 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0115]Um polímero acrílico 19 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado da mesma maneira como no Exemplo de produção 10 exceto que 14,1 partes (69,0 mmol) de um aduto obtido pela adição 2 mol de óxido de etileno ao acrilato de 2-hidroxietila [nome do produto “BLEMMER AE90” comercialmente disponível pela NOF Corporation] foram utilizadas no lugar de 14,1 partes (121 mmol) de acrilato de 2-hidroxietila no Exemplo de produção 10. O Mn foi de 6,500, o valor SP foi de 13,0, e a Tg foi de -50 °C.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 20: SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 20 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0116]Um polímero acrílico 20 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado da mesma maneira como no Exemplo de produção 1 exceto que 12,1 partes (168 mmol) de ácido acrílico foram utilizadas no lugar de 2,1 partes (29 mmol) de ácido acrílico e 2,0 partes (17 mmol) de acrilato de 2-hidroxietila foram utilizadas no lugar de 12,0 partes (93,6 mmol) de acrilato de butila no Exemplo de produção 1. O Mn foi de 5,500, o valor SP foi de 14,1, e a Tg foi de 81 °C.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 21: SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 21 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0117]Um polímero acrílico 21 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado da mesma maneira como no Exemplo de produção 1 exceto que 10,5 partes (146 mmol) de ácido acrílico foram utilizadas no lugar de 2,1 partes (29 mmol) de ácido acrílico e 3,6 partes (31 mmol) de acrilato de 2-hidroxietila foram utilizadas no lugar de 12,0 partes (93,6 mmol) de acrilato de butila no Exemplo de produção 1. O Mn foi de 5,300, o valor SP foi de 14,1, e a Tg foi de 66 °C.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 22: SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 22 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0118]Um polímero acrílico 22 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado da mesma maneira como no Exemplo de produção 1 exceto que 9,5 partes (132 mmol) de ácido acrílico foram utilizadas no lugar de 2,1 partes (29 mmol) de ácido acrílico e 4,6 partes (40 mmol) de acrilato de 2-hidroxietila foram utilizadas no lugar de 12,0 partes (93,6 mmol) de acrilato de butila no Exemplo de produção 1. O Mn foi de 5,600, o valor SP foi de 14,2, e a Tg foi de 56 °C.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 23: SÍNTESE DE POLÍMERO ACRÍLICO 23 COM GRUPO HIDRÓXI E/OU GRUPO CARBÓXI

[0119]Um polímero acrílico 23 com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi foi sintetizado da mesma maneira como no Exemplo de produção 1 exceto que 8,8 partes (122 mmol) de ácido acrílico foram utilizadas no lugar de 2,1 partes (29 mmol) de ácido acrílico e 5,3 partes (41 mmol) de metacrilato 2-hidroxietila [comercialmente disponível pela Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.] foram utilizadas no lugar de 12,0 partes (93,6 mmol) de acrilato de butila no Exemplo de produção 1. O Mn foi de 5,100, o valor SP foi de 13,8, e a Tg foi de 85 °C.

[0120]Composições, pesos moleculares, Tg, valores SP, e similares dos polímeros acrílicos 1 ao 23 sintetizados nos Exemplos de produção 1 ao 23 são exibidos na Tabela 1. TABELA 1

SÍNTESE DE ELETRÓLITO EXEMPLO DE PRODUÇÃO 24 SÍNTESE DE ELETRÓLITO 1

[0121]9,7 partes de 2,4-dimetilimidazolina [comercialmente disponível pela Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.] foram adicionadas por gotejamento em uma solução misturada contendo 18,0 partes de carbonato de dimetila [comercialmente disponível pela Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.] e 4,5 partes de metanol [comercialmente disponível pela Wako Pure Chemical Industries, Ltd.], a mistura foi agitada a uma temperatura de 120 °C durante 15 horas, e uma solução em metanol de 76% em peso do sal carbonato de metil 1,2,3,4-tetrametil-imidazólio foi obtida. 16,6 partes de ácido ftálico [comercialmente disponível pela Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] foram adicionadas a esta solução, e a pressão foi reduzida sob condições de 50 °C e 1,0 kPa durante 3 horas. Em seguida, a temperatura foi aumentada para 100 °C, a pressão foi adicionalmente reduzida durante 3 horas, e o solvente remanescente foi retirado por destilação. Dessa forma, foi obtido um eletrólito 1 (ftalato de 1,2,3,4-tetrametil-imidazólio).

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 25 SÍNTESE DE ELETRÓLITO 2

[0122]Um eletrólito 2 (maleato de 1,2,3,4-tetrametil-imidazólio) foi obtido da mesma maneira como no Exemplo de produção 24 exceto que 11,6 partes de ácido maleico foram utilizadas no lugar de 16,6 partes de ácido ftálico.

EXEMPLO DE PRODUÇÃO 26 SÍNTESE DE ELETRÓLITO 3

[0123]11,4 partes de trietilamina [comercialmente disponível pela Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.] foi adicionada por gotejamento a uma solução em dispersão na qual 18,6 partes de ácido ftálico foi disperso em 150 partes de metanol, a mistura foi agitada em temperatura ambiente durante 3 horas e, em seguida, uma solução de ftalato de trietilamônio em metanol foi obtida. A solução obtida foi aquecida e destilada sob pressão reduzida de 1,0 kPa ou menos a 110 °C e o metanol do solvente foi removido. Dessa forma, um eletrólito 3 (ftalato de trietilamônio) foi obtido.

PREPARAÇÃO DE SOLUÇÃO DE ELETRÓLITO EXEMPLOS DO 1 AO 42 E EXEMPLOS COMPARATIVOS DO 1 AO 5

[0124]De acordo com as quantidades exibidas nas Tabelas 2 e 3, os polímeros acrílicos 1 ao 23 sintetizados nos Exemplos de produção 1 ao 23, polietilenoglicol [nome do produto “PEG-1000,” comercialmente disponível pela Sanyo Chemical Industries, Ltd. Mn=1,000], ácido bórico [comercialmente disponível pela Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.], borato de trietila [comercialmente disponível pela Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.], manitol [comercialmente disponível pela Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.] ou álcool polivinílico [JP-03, grau de polimerização de 300, comercialmente disponível pela Japan Vam & Poval Co., Ltd.], solventes [todos comercialmente disponíveis pela Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.], e o eletrólito (o eletrólito 1 produzido no Exemplo de produção 24, o eletrólito 2 produzido no Exemplo de produção 25, ou o eletrólito 3 produzido no Exemplo de produção 26) foram misturados. Em seguida, a temperatura foi ajustada em 25 °C, a mistura foi homogeneizada por agitação utilizando um agitador mecânico, e as soluções de eletrólitos da presente invenção e as soluções de eletrólitos comparativas foram preparadas. As soluções de eletrólitos obtidas foram avaliadas de acordo com o seguinte método. Os resultados são exibidos na Tabela 2 e Tabela 3. TABELA 2 TABELA 3

PROPORÇÃO DE PESO DA ÁGUA CONTIDA NA SOLUÇÃO DE ELETRÓLITO DE UM CAPACITOR ELETROLÍTICO

[0125]Em relação às soluções de eletrólitos dos exemplos e exemplos comparativos, o teor de água contido na solução de eletrólito foi medido usando um dispositivo automático de medição de umidade [AQV-300 comercialmente disponível pela Hiranuma Sangyo Co., Ltd.], e uma proporção de peso de água para o peso total da solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico foi obtida.

CONDUTIVIDADE

[0126]Com relação às soluções de eletrólitos dos exemplos e exemplos comparativos, foi medida a condutividade a 30 °C utilizando um medidor de condutividade elétrica CM-40S (comercialmente disponível pela Dkk-Toa Corporation).

TENSÃO DE CENTELHA

[0127]Foram preparadas células para a medição de uma tensão suportável incluindo uma folha de alumínio quimicamente marcada de 10 cm2 para uma alta pressão como um ânodo, uma folha de alumínio lisa de 10 cm2 como cátodo, e as respectivas soluções de eletrólitos dos exemplos e exemplos comparativos como solução de eletrólito. Uma carga de acordo com um método de corrente constante (2 mA) foi aplicada entre os eletrodos usando um dispositivo de alimentação de corrente constante - tensão (GP0650-05R comercialmente disponível pela Takasago Ltd.) a 25 °C, e a alteração na tensão ao longo do tempo foi mensurada. Em um gráfico em que um eixo horizontal representa o tempo e um eixo vertical representa a tensão, os valores de tensão para cada um dos tempos decorridos foram plotados, uma curva de subida de tensão foi criada e uma tensão em um ponto no qual qualquer perturbação de aumento na curva devido a faíscas ou perturbação ascendente na curva devido a cintilação ocorrida inicialmente foi definida como uma tensão de centelha (spark voltagè) da solução de eletrólito usada na medição. Uma tensão de centelha mais alta indica uma tensão suportável mais alta do capacitor eletrolítico de alumínio usando a solução de eletrólito.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[0128]O capacitor eletrolítico usando a solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico da presente invenção tem uma alta tensão suportável enquanto a alta condutividade é mantida e, portanto, pode ser usado adequadamente como um componente de eletrodomésticos e produtos eletrônicos para os quais uma alta tensão de acionamento é necessária, e é particularmente adequado para uma solução de eletrólito de um capacitor eletrolítico para aplicações móveis, tais como laptopsç aplicações automotivas.

Claims

1. Solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico, caracterizada por a solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico compreender um solvente contendo um solvente orgânico, um polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi, e um eletrólito; em que uma concentração de grupos hidróxi incluídos no solvente orgânico é de 10 mmol/g ou menos em relação ao peso do solvente orgânico, uma temperatura de transição vítrea do polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi sendo de -80°C a 56°C, e o polímero acrílico sendo um polímero que inclui um monômero com grupo (met)acriloíla e grupo hidróxi e/ou um monômero com grupo (met)acriloíla e grupo carbóxi como monômeros constituintes essenciais; em que a proporção do número total de moles do monômero com grupo (met)acriloíla e grupo hidróxi e o monômero com grupo (met)acriloíla e grupo carbóxi para o número total de moles de monômeros constituintes do polímero acrílico é de 0,5 a 100 mol%; em que a solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico compreende água e uma proporção em peso de água para o peso total da solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico ser de 0,01 a 5% em peso.

2. Solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o monômero com grupo (met)acriloíla e grupo hidróxi ser pelo menos um monômero selecionado a partir do grupo consistindo de um (met)acrilato de hidroxialquila possuindo 4 a 12 átomos de carbono, um aduto compreendido por 1 a 5 mol de uma lactona possuindo 2 a 12 átomos de carbono e (met)acrilato de hidroxialquila possuindo 4 a 12 átomos de carbono, e um aduto compreendido por óxido de alquileno possuindo 2 a 10 átomos de carbono e (met)acrilato de hidroxialquila possuindo 4 a 12 átomos de carbono.

3. Solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o monômero com grupo (met)acriloíla e grupo carbóxi ser pelo menos um monômero selecionado a partir do grupo que consiste em um aduto compreendido por um anidrido de ácido com 4 a 10 átomos de carbono e monômero com grupo (met)acriloíla e grupo hidróxi, um aduto compreendido por 1 a 5 mol de uma lactona possuindo 2 a 12 átomos de carbono e ácido (met)acrílico, e ácido (met)acrílico.

4. Solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada por a proporção do peso de polímero acrílico em relação ao peso total da solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico ser de 0,5 a 40% em peso.

5. Solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada por um valor absoluto de uma diferença entre um parâmetro de solubilidade do polímero acrílico com grupo hidróxi e/ou grupo carbóxi e um parâmetro de solubilidade do solvente ser de 0,1 a 5,0.

6. Solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por o solvente orgânico ser um solvente lactona e/ou um solvente sulfona.

7. Solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por o solvente orgânico ser Y-butirolactona.

8. Solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada por compreender adicionalmente ácido bórico e/ou um éster de borato.

9. Solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada por a proporção do peso total de ácido bórico e do éster de borato em relação ao peso total da solução de eletrólito para um capacitor eletrolítico ser de 0,1 a 10% em peso.

10. Capacitor eletrolítico, caracterizado por compreender um ânodo, um cátodo, um separador disposto entre o ânodo e o cátodo e a solução de eletrólito, conforme descrito na reivindicação 1, em que a solução de eletrólito é embebida no separador.