CN104583333B - 水性液态组合物、水性涂覆液、功能性涂覆膜、和复合材料 - Google Patents

水性液态组合物、水性涂覆液、功能性涂覆膜、和复合材料 Download PDF

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Abstract

提供一种水性液态组合物,其含有:包含水的水系介质、具有羟基和/或氨基的聚合物、和膦酰基丁烷三羧酸,前述聚合物为选自由多糖、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚烯丙基胺、聚乙烯胺、聚脒、聚乙烯亚胺、和它们的衍生物组成的组中的至少一种。

Description

水性液态组合物、水性涂覆液、功能性涂覆膜、和复合材料
技术领域
本发明涉及环境负荷少的水性液态组合物。更详细而言,涉及能够形成各种产业领域中有用的功能性涂覆膜的水性液态组合物和水性涂覆液、由该水性涂覆液形成的功能性涂覆膜、以及将该功能性涂覆膜和基材一体化而成的复合材料等。
背景技术
近年来,以具备各种功能的溶液、浆料或糊剂(以下也统一称为“浆料”)等液态组合物作为功能性涂覆液,已经尝试了利用通过涂布该功能性涂覆液而形成的涂覆膜的各种功能。这样的尝试在涂料、墨、涂剂、磁性体、陶瓷、建筑材料、粘接剂、液晶滤色器、药品、电子材料、和蓄电装置等各种领域中进行。
例如,由导电性材料、粘结剂树脂、固化剂、和溶剂等形成的糊剂状的导电性涂覆液作为导电性粘接剂、导电性涂料、导电性墨等使用(非专利文献1)。另外,录音磁带、录像带、软磁盘等涂布型磁记录介质通过将亚微米尺寸的磁性颗粒均匀地分散于高分子溶液中,将所得磁性涂料涂布于聚酯等基础薄膜从而制作。另外,锂离子二次电池的电极通过将活性物质、导电性材料、和粘结剂(粘结材料)混合制备浆料,将所得浆料涂布于集电体、并干燥从而制作(非专利文献2)。
上述那样的各种功能性涂覆液为了充分发挥其功能性,所形成的涂覆膜必须具备牢固性和对基材的高密合性。换言之,涂覆液的状态对于功能性表现适当、且对基材的密合性高、能够形成具有耐久性的涂覆膜是必须条件。因此,作为涂覆液的溶剂(分散介质),显示出对基材的高的亲和性、且容易干燥的非水系(有机溶剂系)的溶剂是压倒性地有利的,实际已经被广泛使用。
然而,一般来说,有机溶剂的挥发性高。因此,不仅对环境的负荷大,而且还必须考虑遗传毒性,在安全性、操作性方面尚残留课题。近年来,在大多产业领域中对环境保护、防止健康被害的意识提高。因此,针对具有上述那样的课题的有机溶剂的使用,对VOC降低、无溶剂化等的要求逐步提高,要求转换成对环境、人有利的产品。
作为对环境、人有利的产品,水系产品、由生物来源的原料形成的产品受到关注。期待这些产品承担无溶剂化或脱石油产品的一部分任务。然而,使用水代替有机溶剂作为溶剂时,会产生各种问题。例如,水系涂覆液存在涂膜形成能力比有机溶剂系涂覆液差的问题。另外,包含填料的浆料状的水系涂覆液有在填料处于荷电状态时,在浆料中易于凝集的问题。进而,由于溶剂与填料的比重差大,所以填料易于沉降,还有难以均匀地分散的问题。进而,发现能够代替现有的石油来源的原料的发挥涂膜形成能力、分散能力的生物来源的原料是不容易的。
尝试水系浆料中的填料的分散和稳定化时,考虑了分散剂的使用、填料的表面处理、微囊化、超声波处理、极性基团对聚合物的导入等各种手法。这些手法中,考虑到制造工艺、涂覆体系的简单化、以及成本的方面时,分散剂的使用是有利的。作为水系浆料中使用的分散剂,考虑了涂料领域中使用的聚羧酸盐、磷酸系胺盐(非专利文献3)、作为高分子分散剂的聚丙烯酸酰胺(非专利文献4)等。其中,考虑到环境负荷降低化时,分散剂优选为对环境优异的天然物系的物质。非水电解质二次电池的电极的制造时,有关于使用羧甲基纤维素作为水系分散剂的提案(专利文献1)。然而,羧甲基纤维素在其分散效果方面尚有改良的余地。另外,为了形成牢固的涂覆膜,必须使用石油系的粘结剂树脂。因此,期望为作为生物来源的物质的天然系聚合物、且能够表现出不逊色于使用石油系的粘结剂树脂时的密合性的天然系聚合物的利用技术。
作为所期待的水系浆料的用途,近年来,特别是考虑了其发展显著的、二次电池、电容器等蓄电装置电极板用涂覆液。电极板为使电极层(活性物质层)、集电体等单元构件一体化而成的、对蓄电装置的性能造成较大影响的构件。因此,提出了使蓄电装置的充放电循环寿命延长、且必须高能量密度化的、使电极板薄膜大面积化的技术。例如,专利文献2中记载了一种正极电极板,其是使金属氧化物、硫化物、卤化物等正极活性物质粉末、导电性材料、和粘结剂分散或溶解于合适的溶剂中得到糊剂状的涂覆液,将所得糊剂状的涂覆液涂布于由铝等的金属箔形成的集电体的表面,形成活性物质层而得到的。
另外,电池的负极电极板、电容器的分极性电极板是将碳质材料等活性物质、和在合适的溶剂中溶解有粘结剂的物质混合得到糊剂状的涂覆液,将所得糊剂状的涂覆液涂布于集电体,形成涂覆膜层而得到的。涂覆液的制备中使用的粘结剂必须满足以下条件等:对非水电解液为电化学稳定;不会在电池、电容器的电解液中溶出;不会由电解液而导致较大溶胀;可溶于任何溶剂。
另一方面,涂布各种树脂溶液形成作为集电体的原材料金属的铝等的金属材料表面的保护覆膜来进行。然而,虽然所形成的保护覆膜对金属表面的密合性优异,但有对有机溶剂的耐久性不充分的问题。
进而,将上述糊剂状的涂覆液涂布于集电体而得到的电池、电容器的电极板的涂覆膜层(底涂层)有对集电体的密合性、挠性不充分的问题。另外,这样的底涂层有时对集电体的接触电阻大,在组装电池、电容器时、充放电时会产生剥离、脱落、裂纹等。
现有的电池、电容器中,如上述那样,有电极层与集电体(基板)的密合性低、活性物质层与集电体之间的电阻高的问题。为了解决这些问题,提出了各种涂覆液。利用由所提出的各种涂覆液形成的底涂层,密合性不良的问题逐步得到改善。然而,由于活性物质层与集电体之间的电阻更进一步变高,所以问题尚未解决。另外,近年来,对于前述的蓄电装置、和它们的相关产品,也要求考虑到环境的制造工序。因此,要求使用对环境负荷少的成分的涂覆液。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-238720号公报
专利文献2:日本特开平3-285262号公报
非专利文献
非专利文献1:藤山光美:“第一章、导电性填料的混炼/分散不良主要因素及其对策(第一章、導電性フィラーの混練·分散不良要因とその対策)”、“导电性填料的新的混炼/分散技术及其不良对策(導電性フィラーの新しい混練·分散技术とその不良対策)”技术情报协会、第20页、2004年
非专利文献2:立花和宏:“锂离子二次电池用正极浆料的调节和涂布/干燥和电极操作的理解”(リチウムイオン二次電池用正極スラリーの調整と涂布·乾燥と電極動作の理解)、Material stage、技术情报协会、第8卷、第12号、第72页~第75页、2009年
非专利文献3:城清和:“水系涂料用分散剂的技术开发(水系塗料用分散剤の技術開発)”、JETI、第44卷、第10号、第110页~第112页、1996年
非专利文献4:神谷秀博:“水系中的微粒聚集/分散行为的评价和控制(水系における微粒凝集·分散挙動の评价と制御)”、Material stage、第2卷、第1号、第54页~第60页、2002年
发明内容
发明要解决的问题
本发明的课题在于,提供能够形成功能性涂覆膜的水性液态组合物、以及水性涂覆液,所述功能性涂覆膜包含对环境的负荷少的廉价的材料,即使长期保存也可以维持适当的粘度,具有对基材的优异的密合性、耐久性、耐溶剂性、和耐水性,且能够发挥以导电性、亲水性为代表的各种功能。
另外,本发明的课题在于,提供具有对基材的优异的密合性、耐久性、耐溶剂性、和耐水性、且能够发挥以导电性、亲水性为代表的各种功能的功能性涂覆膜、以及其形成方法。
进而,本发明的课题在于,提供将功能性涂覆膜与基材密合而成的复合材料,所述功能性涂覆膜具有耐久性、耐溶剂性、和耐水性、且能够发挥以导电性、亲水性为代表的各种功能。
另外,本发明的课题在于,提供将耐久性和耐溶剂性优异、且导电性良好的导电性涂覆膜与集电体密合而成的电极板用构件和电极板、以及具备该电极板的、具有放电容量大、或内部电阻低等特性的蓄电装置。
用于解决问题的方案
上述课题通过以下所示的本发明来达成。即,根据本发明,可以提供以下所示的水性液态组合物和水性涂覆液。
[1]一种水性液态组合物,其含有:包含水的水系介质、具有羟基和/或氨基的聚合物、和膦酰基丁烷三羧酸,
前述聚合物为选自由多糖、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚烯丙基胺、聚乙烯胺、聚脒、聚乙烯亚胺、和它们的衍生物组成的组中的至少一种。
[2]根据前述[1]所述的水性液态组合物,其还含有分子量小于190的多元醇。
[3]根据前述[2]所述的水性液态组合物,其中,前述多元醇为选自由下述物质组成的组中的至少一种:乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、异戊二醇、戊二醇、己二醇、1,2-戊二醇、1,3-戊二醇、1,4-戊二醇、1,5-戊二醇、1,2,3-戊三醇、2,3,4-戊三醇、1,3,4-戊三醇、1,3,5-戊三醇、1,2-己二醇、1,3-己二醇、1,4-己二醇、1,5-己二醇、1,6-己二醇、1,2,3-己三醇、1,3,4-己三醇、1,3,5-己三醇、1,2,6-己三醇、1,4,6-己三醇、2-乙基-1,3-己二醇、丙三醇、赤藓醇、季戊四醇、苏糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、核糖醇、半乳糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇、肌醇、井冈霉烯胺、井冈霉胺、井冈霉醇、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、和三羟基甲基氨基甲烷。
[4]根据前述[1]~[3]中的任一项所述的水性液态组合物,其中,前述聚合物(A)与前述膦酰基丁烷三羧酸(B)的质量比为A/B=1/5~5/1。
[5]根据前述[1]~[4]中的任一项所述的水性液态组合物,其中,前述多糖为选自由藻酸、淀粉、纤维素、甲壳质、脱乙酰壳多糖、果胶、和它们的衍生物组成的组中的至少一种。
[6]根据前述[1]~[4]中的任一项所述的水性液态组合物,其中,前述多糖为羟基烷基脱乙酰壳多糖。
[7]根据前述[6]所述的水性液态组合物,其中,前述羟基烷基脱乙酰壳多糖为选自由羟基乙基脱乙酰壳多糖、羟基丙基脱乙酰壳多糖、羟基丁基脱乙酰壳多糖、和二羟基丙基脱乙酰壳多糖组成的组中的至少一种。
[8]根据前述[6]或[7]所述的水性液态组合物,其中,前述羟基烷基脱乙酰壳多糖为脱乙酰壳多糖与环氧烷的反应产物,
前述环氧烷相对于构成前述脱乙酰壳多糖的吡喃糖环1摩尔的取代度为0.5摩尔以上。
[9]根据前述[6]~[8]中的任一项所述的水性液态组合物,其中,前述膦酰基丁烷三羧酸相对于前述羟基烷基脱乙酰壳多糖100质量份的含量为15~140质量份。
[10]根据前述[1]~[9]中的任一项所述的水性液态组合物,其还含有聚合物酸,
前述聚合物酸为含羧基的乙烯基单体的均聚物和/或含羧基的乙烯基单体与不含羧基的乙烯基单体的共聚物。
[11]根据前述[10]所述的水性液态组合物,其中,前述聚合物酸为选自由聚丙烯酸、聚马来酸、和聚衣康酸组成的组中的至少一种。
[12]根据前述[1]~[11]中的任一项所述的水性液态组合物,其中,前述聚氨基酸为选自由多聚赖氨酸、多聚鸟氨酸、多聚精氨酸、多聚组氨酸、精蛋白、明胶、和胶原蛋白组成的组中的至少一种。
[13]根据前述[1]~[12]中的任一项所述的水性液态组合物,其还含有聚亚烷基二醇和/或聚环氧烷。
[14]根据前述[1]~[13]中的任一项所述的水性液态组合物,其中,前述聚合物的重均分子量为5000~200万。
[15]根据前述[1]~[14]中的任一项所述的水性液态组合物,其中,前述聚合物和前述膦酰基丁烷三羧酸的总固体成分浓度为0.1~40质量%。
[16]一种水性涂覆液,其含有前述[1]~[15]中的任一项所述的水性液态组合物。
另外,根据本发明,可以提供以下所示的功能性涂覆膜、功能性涂覆膜的形成方法、和复合材料。
[17]一种功能性涂覆膜,其是由前述[16]所述的水性涂覆液形成的。
[18]一种功能性涂覆膜的形成方法,其包括:对前述[16]所述的水性涂覆液进行加热处理的工序。
[19]一种复合材料,其具备基材、和一体地设置于前述基材上的前述[17]所述的功能性涂覆膜。
[20]根据前述[19]所述的复合材料,其中,前述基材为选自由金属、玻璃、天然树脂、合成树脂、陶瓷、木材、纸、纤维、无纺布、织布、和皮革组成的组中的至少一种。
[21]根据前述[20]所述的复合材料,其中,前述金属为选自由铝、铜、镍、钛、和不锈钢组成的组中的至少一种。
进而,根据本发明,可以提供以下所示的底涂剂、电极用构件、电极板、和蓄电装置。
[22]一种电极板制造用的底涂剂,其含有前述[1]~[15]中的任一项所述的水性液态组合物、和导电性材料。
[23]根据前述[22]所述的底涂剂,其中,前述导电性材料为选自由乙炔黑、科琴黑、石墨、炉黑、单层或多层碳纳米纤维、和单层或多层碳纳米管组成的组中的至少一种。
[24]一种电极板用构件,其具备:
集电体;和
底涂层,其设置于前述集电体的表面,是对涂布于前述集电体的表面的前述[22]或[23]所述的底涂剂进行加热处理而形成的。
[25]根据前述[24]所述的电极板用构件,其中,基于JIS K7194测定的前述底涂层的表面电阻率为3000Ω/□以下。
[26]一种电极板,其具备:
前述[24]或[25]所述的电极板用构件;和
设置于构成前述电极板用构件的前述底涂层的表面的活性物质层。
[27]一种蓄电装置,其具备前述[26]所述的电极板。
[28]根据前述[27]所述的蓄电装置,其为非水电解液二次电池、双电层电容器、或锂离子电容器。
发明的效果
本发明的水性液态组合物和水性涂覆液包含对环境的负荷少的廉价的材料,即使长期保存也可以维持适当的粘度。另外,可以形成具有对基材的优异的密合性、耐久性、耐溶剂性、和耐水性、且能够发挥导电性、亲水性、耐污染性、防霉·抗菌性、防臭性、和加工性等功能的功能性涂覆膜。
另外,本发明的水性液态组合物和水性涂覆液在含有导电性材料等填料的情况下填料也良好地分散,不易引起沉降分离。进而,本发明的水性液态组合物和水性涂覆液可以期待用于电池、电子材料涂料、墨、调色剂、橡胶·塑料、陶瓷、磁性体、粘接剂、液晶滤色器等多方面。
本发明的功能性涂覆膜具有对基材的优异的密合性、耐久性、耐溶剂性、和耐水性、且能够发挥导电性、亲水性、耐污染性、防霉·抗菌性、防臭性、和加工性等功能。另外,本发明的功能性涂覆膜可以形成对集电体与电极层的密合性高、耐电解液性优异、与集电体的接触电阻也得到改良的导电性涂覆膜。进而,本发明的电极板用构件和电极板是将耐久性和耐溶剂性优异、且导电性良好的导电性涂覆膜与集电体密合而成的。因此,如果使用本发明的电极板用构件和电极板,则可以提供非水电解液二次电池、双电层电容器、或锂离子电容器等、具有放电容量大、或内部电阻低的特性的高性能的蓄电装置。
附图说明
图1为示意地说明本发明的电极板用构件和电极板的一个实施方式的层构成的截面图。
具体实施方式
接着,列举本发明的实施方式,进一步详细说明本发明。本发明的水性液态组合物含有:包含水的水系介质、具有羟基和/或氨基的聚合物(以下也记作“OH/NH2聚合物”)、和膦酰基丁烷三羧酸(以下也记作“PBTC”)。而且,该OH/NH2聚合物为选自由多糖、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚烯丙基胺、聚乙烯胺、聚脒、聚乙烯亚胺、和它们的衍生物组成的组中的至少一种。本发明的水性液态组合物通过含有这些成分,从而可以抑制有时还含有的导电性材料等填料的沉降分离、且可以确保高的亲水性。
本发明的水性液态组合物通过含有具备对导电性材料等填料的粘结能力、分散能力、和亲水功能等的OH/NH2聚合物、和PBTC,从而维持对填料的粘结性、分散性、和亲水性等功能性、且环境性能也优异。另外,含有适量的水、优选包含水和水溶性醇类等有机溶剂的水系介质作为溶剂或分散介质,因此OH/NH2聚合物、PBTC的析出被抑制、且可以维持适当的粘性。因此,本发明的水性液态组合物可以确保涂覆时的适用期、且填料的沉降分离被抑制、且可以实现涂覆性、分散稳定性。
本发明中的“水性液态组合物”是指,将填料等微小的固体颗粒以高浓度分散于水系介质中而变成浆料状或糊剂状。
(水系介质)
本发明的水性液态组合物中含有水系介质。该水系介质是作为溶剂或分散介质发挥功能的成分。水系溶剂可以仅为水,也可以为水和有机溶剂的混合溶剂。水优选为蒸馏水,也可以根据用途而为通常的自来水。
有机溶剂优选为能够与水混和的溶剂。作为这样的有机溶剂的具体例,可以举出:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇(IPA)、正丁醇、仲丁醇、异丁醇、叔丁醇等醇类;乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸甲氧基丁酯、乙酸纤溶剂、乙酸戊酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯等酯类;丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、二异丁基酮、环己酮等酮类;N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺等酰胺类;二甲基亚砜等亚砜类。其中,优选醇类,进一步优选IPA。这些有机溶剂可以单独使用也可以组合两种以上使用。
水系介质的pH优选为7以下。这是由于,水系介质的pH超过7时,OH/NH2聚合物的交联有时难以进行。
使用水和有机溶剂的混合溶剂作为水系介质时,混合溶剂所含的有机溶剂的比例优选为1~70质量%、进一步优选为5~60质量%。例如,使用IPA和水的混合溶剂时,混合溶剂所含的IPA的比例优选为1~40质量%、进一步优选为5~40质量%。
(OH/NH2聚合物)
本发明的水性液态组合物中含有的OH/NH2聚合物通过加热与PBTC反应并交联。因此,在加热前的状态下,OH/NH2聚合物和PBTC均匀地混合在反应效率方面是优选的。因此,OH/NH2聚合物优选在pH1~14的水、或包含水和有机溶剂的水系介质中、于100℃以下为可溶。
OH/NH2聚合物为选自由多糖、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚烯丙基胺、聚乙烯胺、聚脒、聚乙烯亚胺、和它们的衍生物组成的组中的至少一种。
作为上述衍生物的具体例,可以举出:上述聚合物的羧基化物、二醇化物、甲苯磺酰化物、硫酸化物、磷酸化物、醚化物、烷基化物、羟基烷基化(甘油化)物、和它们的盐等。它们的衍生物可以通过目前公知的方法来合成。取代基的导入率相对于每个构成聚合物的单体单元为0.1~6是适当的。小于0.1时,所导入的取代基的特性难以表现,超过6时,聚合物的交联有时变得不充分。
上述OH/NH2聚合物的具体例中,有多糖为天然物或天然物来源的优点。特别是,在多糖中,藻酸、淀粉、纤维素、甲壳质、脱乙酰壳多糖、和果胶在易于大量购买的方面是适当的。多糖可以为天然物,也可以为合成物。作为天然来源的多糖,可以举出海草来源的藻酸、白马铃薯淀粉、棉花纤维素、甲壳类来源的脱乙酰壳多糖等。
OH/NH2聚合物中,优选甲壳质、脱乙酰壳多糖、纤维素、和它们的衍生物,进一步优选脱乙酰壳多糖、脱乙酰壳多糖衍生物、阳离子化脱乙酰壳多糖、和它们的盐(以下也简单记作“脱乙酰壳多糖类”)。脱乙酰壳多糖类由于(i)其本身具有抗菌性等各种独特的特性、(ii)利用PBTC的交联性良好、(iii)与由纤维、金属、或玻璃等形成的基材易于相互作用、密合性高,故特别优选。
脱乙酰壳多糖例如可以通过将存在于螃蟹、虾的甲壳类的外皮中的甲壳质进行脱乙酰基化而得到,其本身为公知的材料。可以制造各种脱乙酰基化度、各种分子量的脱乙酰壳多糖类,也可以自市场容易地购买。
另外,OH/NH2聚合物的具体例中,作为多糖,优选脱乙酰壳多糖和环氧烷的反应产物即羟基烷基脱乙酰壳多糖。羟基烷基脱乙酰壳多糖例如与脱乙酰壳多糖相比,对水系介质的溶解度高,因此,减少PBTC的含量的情况下,也可以使其容易地溶解于水系介质。具体而言,可以将PBTC相对于羟基烷基脱乙酰壳多糖100质量份的含量设为优选15~140质量份、进一步优选20~120质量份。即,使用羟基烷基脱乙酰壳多糖作为OH/NH2聚合物时,可以减少PBTC的含量,因此可以将所得水性液态组合物(和使用其的水性涂覆液)的pH抑制为过度低。因此,水性液态组合物的操作变得容易,且腐食涂覆机的可能性也可以降低。
进而,使用羟基烷基脱乙酰壳多糖作为OH/NH2聚合物的情况下,使用含水IPA溶剂作为水系溶剂时,可以使用IPA浓度高的含水IPA溶剂。即,也取决于羟基烷基脱乙酰壳多糖的取代度,使用IPA浓度超过10质量%(优选15质量%以上、进一步优选20质量%以上)的含水IPA溶剂时,也可以使羟基烷基脱乙酰壳多糖溶解。而且,使用IPA浓度高的含水IPA溶剂作为水系介质时,所得水性液态组合物(和使用其的水性涂覆液)的表面张力降低,因此,可以提高导电性材料的分散性、对由金属材料(例如铝箔等)形成的集电体的涂布性。
作为羟基烷基脱乙酰壳多糖的具体例,可以举出羟基乙基脱乙酰壳多糖、羟基丙基脱乙酰壳多糖、羟基丁基脱乙酰壳多糖、和二羟基丙基脱乙酰壳多糖。这些羟基烷基脱乙酰壳多糖可以单独使用一种或组合二种以上使用。另外,对于羟基烷基脱乙酰壳多糖,环氧烷相对于构成脱乙酰壳多糖的吡喃糖环1摩尔的取代度优选为0.5摩尔以上、进一步优选为1~3摩尔。上述取代度小于0.5摩尔时,羟基烷基脱乙酰壳多糖对水系介质的溶解性有变得不充分的倾向,有时变得难以形成均质的涂膜。另一方面,上述取代度超过3摩尔时,有时在成本方面变得不利。
作为聚乙烯醇(以下也简单记作“PVA”),可以使用由目前公知的方法制造的任一种聚乙烯醇,对聚合度、皂化度等没有限定。另外,可以为与其他单体的共聚物。进而,对于聚烯丙基胺、聚乙烯胺、聚乙烯亚胺、和聚脒,也可以使用由目前公知的方法制造的任一种物质,对聚合度等没有限定。另外,可以为与其他单体的共聚物。
聚氨基酸可以为天然物,可以为合成物。作为聚氨基酸的具体例,可以举出多聚赖氨酸、多聚鸟氨酸、多聚精氨酸、多聚组氨酸、精蛋白、明胶、和胶原蛋白等。
使用聚乙烯胺、聚脒、脱乙酰壳多糖、和纤维素衍生物等分子内具有氨基的聚合物时,在这些聚合物中加入酸,与氨基进行成盐反应,从而抗菌性和水溶解性提高。本发明中,也可以使用这些聚合物的盐。
作为上述成盐反应中使用的酸,只要为在水系介质中一定程度溶解的酸即可。具体而言,可以举出:盐酸、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、牛磺酸、吡咯烷酮羧酸、柠檬酸、苹果酸、乳酸、羟基丙二酸、丙二酸、琥珀酸、己二酸、苯甲酸、水杨酸、氨基苯甲酸、苯二甲酸、维生素C等有机酸。其中,优选乳酸、苹果酸、柠檬酸等天然存在的有机酸。
这些酸的用量根据脱乙酰壳多糖的脱乙酰基化度、聚乙烯胺和聚脒的碱度、或酸的当量而变化,因此不能一概地限定。其中,生成的盐优选设为能够保持水溶性的用量。酸的用量相对于聚乙烯胺、聚脒、脱乙酰壳多糖、或纤维素衍生物中的每1个氨基优选为约0.8~2摩尔的范围。
OH/NH2聚合物的重均分子量优选为5000~200万。小于5000时,交联产物有变脆的倾向。另一方面,OH/NH2聚合物的重均分子量超过200万时,使用水性液态组合物作为涂覆液时,有时难以形成均匀的涂膜。
OH/NH2聚合物为脱乙酰壳多糖类时,脱乙酰壳多糖类的重均分子量优选为5000以上、进一步优选为3万~100万。重均分子量小于5000时,形成的覆膜的强度有时变得不充分。另外,含有导电性材料时,导电性材料的分散性有时变得不充分。另一方面,脱乙酰壳多糖类的重均分子量超过100万时,有时水性液态组合物的粘度变得过高,无法将脱乙酰壳多糖类的浓度抑制为低。另外,浆料的粘度升高,难以提高导电性材料的固体成分浓度,故不优选。
本发明的水性液态组合物所含的OH/NH2聚合物的比例相对于水性液态组合物100质量份优选为0.1~40质量份、进一步优选为0.5~20质量份。
(PBTC)
本发明的水性液态组合物中含有PBTC。PBTC作为OH/NH2聚合物的交联剂发挥功能。因此,使用本发明的水性液态组合物作为涂覆液时,PBTC有利于提高形成的涂覆膜的牢固性。另外,除了作为交联剂的功能之外,还可以有利于形成的涂覆膜的亲水性、抗菌·防霉性、防臭性等的体现。PBTC为公知的物质,一般来说,可以用于螯合剂、防垢剂、清洗剂、漂白剂、防腐剂、消毒剂、掺杂剂等用途。需要说明的是,PBTC可以以Dequest 7000(SamofosuCo.制造)等商品名从市场购买。
本发明的水性液态组合物所含的PBTC的比例相对于水性液态组合物100质量份优选为1~40质量份、进一步优选为1~20质量份。
本发明的水性液态组合物所含的OH/NH2聚合物(A)与PBTC(B)的质量比优选为A/B=1/5~5/1。A/B的值小于1/5时,OH/NH2聚合物的交联有变得不充分的倾向。另一方面,A/B的值超过5/1时,有时在性价比的方面变得不利。
本发明的水性液态组合物中,OH/NH2聚合物和PBTC的总固体成分浓度优选为0.1~40质量%。OH/NH2聚合物的重均分子量大、溶液粘度高时,有时需要将上述固体成分浓度设为0.1质量%左右。其中,上述固体成分浓度小于0.1质量%时,有时难以稳定地形成涂覆膜。另一方面,上述固体成分浓度超过40质量%时,有时难以得到均匀的水性液态组合物。
(多元醇)
优选本发明的水性液态组合物中还含有分子内具有2个以上羟基的、分子量小于190的多元醇。使用含有分子量小于190的多元醇的水性液态组合物时,形成的涂覆膜难以从基材剥离(易于与基材密合),且可以对涂覆膜赋予更高的挠性和耐久性。即,推测如下:分子量小于190的多元醇是作为所谓增塑剂发挥功能的成分。因此,含有分子量小于190的多元醇的水性液态组合物和使用其的水性涂覆液作为用于制造构成非水电解液二次电池、双电层电容器、和锂离子电容器等蓄电装置的电极板的材料(底涂剂)是特别有用的。
作为分子量小于190的多元醇的具体例,可以举出:乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、异戊二醇、戊二醇、己二醇、1,2-戊二醇、1,3-戊二醇、1,4-戊二醇、1,5-戊二醇、1,2,3-戊三醇、2,3,4-戊三醇、1,3,4-戊三醇、1,3,5-戊三醇、1,2-己二醇、1,3-己二醇、1,4-己二醇、1,5-己二醇、1,6-己二醇、1,2,3-己三醇、1,3,4-己三醇、1,3,5-己三醇、1,2,6-己三醇、1,4,6-己三醇、2-乙基-1,3-己二醇、丙三醇、赤藓醇、季戊四醇、苏糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、核糖醇、半乳糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇、肌醇、井冈霉烯胺、井冈霉胺、井冈霉醇、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、三羟基甲基氨基甲烷等。这些多元醇中,优选乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,3-丙二醇、丁二醇、戊二醇、戊三醇、己二醇、己三醇、丙三醇、季戊四醇、赤藓醇、木糖醇、山梨糖醇、甘露糖醇、三乙醇胺、三羟甲基丙烷。
对于本发明的水性液态组合物所含的分子量小于190的多元醇的比例,相对于OH/NH2聚合物100质量份优选为100质量份以下、进一步优选为80质量份以下。分子量小于190的多元醇的含有比例相对于OH/NH2聚合物100质量份超过100质量份时,形成的涂覆膜的强度有时变得不充分。需要说明的是,对水性液态组合物所含的分子量小于190的多元醇的比例的下限没有特别限定,设为5质量份以上即可。
(聚合物酸)
在本发明的水性液态组合物中优选还含有聚合物酸。该聚合物酸为含羧基的乙烯基单体的均聚物和/或含羧基的乙烯基单体与不含羧基的乙烯基单体的共聚物。通过含有这样的聚合物酸,从而可以进一步提高形成的涂覆膜对基材的密合性、且形成的涂覆膜的亲水功能也进一步提高。
聚合物酸优选包含源自含羧基的乙烯基单体的构成单元20摩尔%以上,优选重均分子量为5000以上。源自含羧基的乙烯基单体的构成单元的含有比例小于20摩尔%时,有水溶性降低、且形成的涂覆膜对基材的密合性降低的倾向。另外,重均分子量小于5000时,形成的涂覆膜的强度有时变得不充分。需要说明的是,对聚合物酸所含的源自含羧基的乙烯基单体的构成单元的比例的上限没有特别限定,为100摩尔%以下即可。另外,对聚合物酸的重均分子量的上限也没有特别限定,为100万以下即可。
作为含羧基的乙烯基单体的具体例,可以举出:丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、富马酸、巴豆酸、丙烯酸β-羧基乙酯、甲基丙烯酸β-羧基乙酯等。
作为不含羧基的乙烯基单体,可以使用:苯乙烯类、丙烯酸酯类、甲基丙烯酸酯类、丙烯酰胺类、烷酸乙烯基酯、和丙烯腈类。作为苯乙烯类的具体例,可以举出:苯乙烯、甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基乙基苯、乙烯基萘等。作为丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类的具体例,可以举出:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯等脂肪族(C1~C30)的醇酯类;(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸甲基环己烷酯等脂环族醇的酯类;(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基丙酯等含羟基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯等含氨基的(甲基)丙烯酸酯;(甲基)丙烯酸羟基乙酯的苯二甲酸酯类;(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等含缩水甘油基的(甲基)丙烯酸酯等。
作为丙烯酰胺类的具体例,可以举出:丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二丙酮丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺等。作为烷酸乙烯基酯的具体例,可以举出:乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等。另外,作为丙烯腈类的具体例,可以举出:丙烯腈、甲基丙烯腈等。
聚合物酸优选为选自由聚丙烯酸、聚马来酸、和聚衣康酸组成的组中的至少一种。通过含有这样的聚合物酸,从而可以进一步提高形成的涂覆膜对基材的密合性、且形成的涂覆膜的亲水功能也进一步提高。
本发明的水性液态组合物所含的聚合物酸的比例相对于水性液态组合物100质量份优选为0.1~40质量份、进一步优选为0.5~20质量份。
(聚亚烷基二醇、聚环氧烷)
本发明的水性液态组合物中优选含有聚亚烷基二醇和/或聚环氧烷。聚亚烷基二醇为通过将环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等环氧烷开环聚合而得到的非离子性化合物。另外,聚环氧烷为聚亚烷基二醇中的聚合度更高的高分子量型的非离子性化合物。通过含有聚亚烷基二醇和/或聚环氧烷,从而可以对形成的涂覆膜赋予更高的挠性、亲水性。
作为聚亚烷基二醇,优选聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇。另外,作为聚环氧烷,优选聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚四氢呋喃、聚环氧乙烷与聚环氧丙烷的无规共聚物或嵌段共聚物等。它们可以以PEO(住友精化株式会社制造)、Alkox(明成化学工业株式会社制造)等商品名从市场购买。
本发明的水性液态组合物所含的聚亚烷基二醇和聚环氧烷的总含有比例相对于水性液态组合物100质量份优选为0.1~40质量份、进一步优选为0.5~20质量份。
(水性液态组合物的用途)
本发明的水性液态组合物通过选择性含有适当的OH/NH2聚合物、和其他成分等,从而可以用作环境负荷少、具有优异的功能性的水性涂覆液。具体而言,可以期待本发明的水性液态组合物用于涂料、墨、磁性体、陶瓷、蓄电装置、粘接剂、电子材料、液晶滤色器、药品、化妆品、香料等各种领域。例如,通过含有炭黑等导电性材料,从而可以作为用于形成在锂离子二次电池、电容器等蓄电装置的集电体的表面形成的导电性涂覆膜(底涂层)的导电性涂覆液使用。
(水性涂覆液)
本发明的水性涂覆液含有前述的水性液态组合物。需要说明的是,可以仅将前述水性液态组合物直接用作涂覆液。另外,也可以根据用途而以适当的稀释倍率用水系介质稀释来使用。
对将本发明的水性涂覆液涂布于金属材料等基材的表面而形成的涂布膜进行加热干燥时,PBTC作为OH/NH2聚合物的交联剂发挥作用,可以形成对基材表面具有非常优异的密合性、且具有耐溶剂性和耐水性的涂覆膜。
对于水性涂覆液所含有的各成分的比例,将水性涂覆液的整体设为100质量份时,分别如以下所述。OH/NH2聚合物优选为0.1~40质量份、进一步优选为0.5~20质量份。PBTC优选为1~40质量份、进一步优选为1~20质量份。聚合物酸优选为0.1~40质量份、进一步优选为0.5~20质量份。聚亚烷基二醇和聚环氧烷的总计优选为0.1~40质量份、进一步优选为0.5~20质量份。另外,水性涂覆液所含的多元醇的比例相对于OH/NH2聚合物100质量份优选为100质量份以下、进一步优选为80质量份以下。需要说明的是,水性涂覆液的固体成分比例优选为0.1~40质量%。
OH/NH2聚合物的比例小于0.1质量份时,形成的涂覆膜的强度、密合性有时不足,构成涂覆膜的成分有易于脱落的倾向。另一方面,OH/NH2聚合物的比例超过40质量份时,有难以得到均匀的溶液的倾向。PBTC的比例小于1质量份时,交联的程度有时变得不充分,形成的涂覆膜的交联密度低,从对基材的密合性、对有机溶剂的不溶解性、非溶胀性的方面出发有变得不充分的倾向。另一方面,PBTC的比例超过40质量份时,形成的涂覆膜的挠性有降低的倾向、且在成本方面有时变得不利。
水性涂覆液中可以含有除PBTC以外的交联剂(其他的交联剂)等成分。作为其他的交联剂,可以举出除了PBTC以外的多元酸类。具体而言,可以使用:多元酸;多元酸的酸酐;多元酸的一部分或全部的羧基的盐(铵盐、胺盐);多元酸的一部分或全部的羧基的烷基酯、酰胺、酰亚胺、或酰胺酰亚胺;将这些化合物的羧基1个以上用N-羟基琥珀酰亚胺、N-羟基硫代琥珀酰亚胺、或它们的衍生物修饰而成的衍生物等。作为多元酸的衍生物,优选为加热时生成多元酸的化合物。
更具体而言,优选使用以下所示的多元酸、其衍生物(例如酸酐)。
<二元酸>草酸、丙二酸、琥珀酸、甲基琥珀酸、戊二酸、甲基戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、马来酸、甲基马来酸、富马酸、甲基富马酸、衣康酸、已二烯二酸、柠康酸、戊烯二酸、乙炔二羧酸、酒石酸、苹果酸、刺孢青霉酸(Spiculisporic Acid)、谷氨酸、谷胱甘肽、天门冬氨酸、半胱胺酸、乙酰基半胱胺酸、二甘醇酸、亚氨基二乙酸、羟基乙基亚氨基二乙酸、亚硫基二甘醇酸、亚硫酰基二甘醇酸、磺酰基二甘醇酸、聚环氧乙烷二甘醇酸(PEG酸)、吡啶二羧酸、吡嗪二羧酸、环氧基琥珀酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、四氯邻苯二甲酸、萘二羧酸、四氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸、环己烷二羧酸、二苯基二磺酸、二苯基甲烷二羧酸
<三元酸>柠檬酸、1,2,3-丙烷三羧酸、1,2,4-丁烷三羧酸、偏苯三酸、1,2,4-环己烷三羧酸
<四元酸>乙二胺四乙酸、1,2,3,4-丁烷四羧酸、均苯四酸、1,2,4,5-环己烷四羧酸、1,4,5,8-萘四羧酸
<六元酸>1,2,3,4,5,6-环己烷六羧酸
需要说明的是,也可以组合使用以下所示的其他多元酸。例如可以举出:异柠檬酸、乌头酸、次氯三乙酸、羟基乙基乙二胺三乙酸、羧基乙基硫代琥珀酸、均苯三酸等三元酸;乙二胺N,N’-琥珀酸、1,4,5,8-萘四羧酸、戊烯四羧酸、己烯四羧酸、谷氨酸二乙酸、马来酸化甲基环己烯四羧酸、呋喃四羧酸、二苯甲酮四羧酸、酞菁四羧酸、1,2,3,4-环丁烷四羧酸、环戊烷四羧酸等单环式四羧酸类;双环[2,2,1]庚烷-2,3,5,6-四羧酸、双环[2,2,2]辛烷-2,3,5,6-四羧酸等多环式四羧酸类的四元酸;二亚乙基三胺五乙酸等五元酸等。
水性涂覆液中含有的其他多元酸的比例相对于OH/NH2聚合物优选设为0.01~200质量%。
作为除了多元酸以外的其他交联剂,例如可以举出:乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、丙三醇聚缩水甘油醚等环氧基化合物;甲代亚苯基二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、苯基二异氰酸酯等异氰酸酯化合物;将这些异氰酸酯化合物用酚类、醇类、活性亚甲基类、硫醇类、酸酰胺类、酰亚胺类、胺类、咪唑类、尿素类、氨基甲酸类、亚胺类、肟类、亚硫酸类等封端剂进行封端而成的封端异氰酸酯化合物;乙二醛、戊二醛、二醛基淀粉等醛基化合物;聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯化合物;羟甲基三聚氰胺、二羟甲基尿素等羟甲基化合物;乙酸锆、碳酸锆、乳酸钛等有机酸金属盐;三甲醇铝、三丁醇铝、四乙醇钛、四丁醇钛、四丁醇锆、二丙醇铝乙酰丙酮、二甲醇钛双(乙酰丙酮)、二丁醇钛双(乙基乙酰乙酸)等金属醇盐化合物;乙烯基甲氧基硅烷、乙烯基乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、咪唑硅烷等硅烷偶联剂;甲基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷等硅烷化合物;碳二亚胺化合物等。这些交联剂的含有比例优选设为OH/NH2聚合物的0.01~200质量%。
另外,通过在水性涂覆液中含有非离子性有机化合物和/或表面活性剂,从而对纤维处理的适性提高、或对实现处理物的手感提高也有效。非离子性有机化合物和表面活性剂的总含有比例为OH/NH2聚合物的1~50质量%左右。
作为非离子性有机化合物,例如可以举出:丙三醇、季戊四醇、三羟甲基丙烷、葡萄糖、果糖、甘露醇、乳糖、和海藻糖等。
作为表面活性剂,可以举出:阳离子性表面活性剂、非离子性表面活性剂、和两性表面活性剂。更具体而言,可以举出:氯化胆碱、聚氧乙烯十二烷基胺、聚氧乙烯十八烷基胺、二甲基十二烷基甜菜碱、烷基二氨基乙基甘氨酸、乙基硫酸羊毛脂脂肪酸氨基乙基二甲基铵、氧乙烯烷基醚、烷基糖苷、烷基聚糖苷、蔗糖脂肪酸酯、丙三醇烷基醚、丙三醇烷基酯等。需要说明的是,也可以组合使用非离子性有机化合物、表面活性剂二种以上。
非离子性有机化合物和表面活性剂的总含有比例相对于OH/NH2聚合物(例如脱乙酰壳多糖类)优选为1~50质量%。另外,非离子性有机化合物的含有比例相对于OH/NH2聚合物(例如脱乙酰壳多糖类)优选为1~20质量%。需要说明的是,表面活性剂的含有比例相对于OH/NH2聚合物(例如脱乙酰壳多糖类)优选为1~20质量%。通过设为上述含有比例,从而形成的涂覆膜的耐水性和经济效果的均衡性提高。
在不妨碍本发明的目的的范围内,可以在本发明的水性涂覆液中添加作为OH/NH2聚合物的溶解助剂的低级单羧酸、己二酸二酰肼等二酰肼类、防腐剂、防霉剂、有机溶剂、微粒填料、油剂等。
本发明的水性涂覆液虽然含有交联成分,但是在5~30℃的温度下放置1个月以上也难以增粘、凝胶化。因此,可以确保适用期,且作为单组分型的处理剂使用。另外,通过对将本发明的水性涂覆液涂布于物品(基材)表面而形成的涂布膜进行加热干燥,从而可以形成耐水性优异的功能性涂覆膜。需要说明的是,通过在80℃以上、优选120℃~200℃的达到温度下进行加热干燥,从而可以形成与物品(基材)表面牢固地密合的功能性涂覆膜。
本发明的水性涂覆液例如可以通过将OH/NH2聚合物、PBTC、和其他成分等添加到水系介质中进行搅拌从而制备。对将各成分添加到水系介质(溶剂)中的顺序没有特别限定。搅拌可以在室温下进行,也可以根据需要进行加热。
(亲水性涂覆膜)
本发明的水性液态组合物和水性涂覆液作为设置于玻璃等基材的表面的亲水性涂覆膜的形成材料是适当的。通过形成亲水性涂覆膜,从而可以赋予防雾性。亲水性涂覆膜的厚度通常为0.1~10μm、优选为0.1~5μm、进一步优选为0.1~2μm。
亲水性涂覆膜的与水的接触角(θ)优选为40°以下。亲水性涂覆膜的与水的接触角(θ)通过以下所示的方法来测定。将水性涂覆液涂布于基材上后,在200℃下干燥10秒,形成干燥膜厚0.7μm的亲水性涂覆膜。然后,基于JIS K 2396,通过液滴法测定对于亲水性涂覆膜的水的接触角。需要说明的是,基于液滴法的接触角的测定可以使用协和界面科学株式会社制造的接触角计Drop Master 100,在25℃、相对湿度60%的条件下实施。
(功能性涂覆膜)
本发明的功能性涂覆膜可以通过对将前述水性涂覆液涂布于被涂覆物(基材)的表面而形成的涂布膜进行加热干燥来形成。对水性涂覆液的涂布量没有特别限制,形成的功能性涂覆膜的厚度通常为0.05~100μm、优选为0.1~10μm、进一步优选为0.1~5μm、特别优选为0.1~2μm的量即可。作为基材,可以举出:铝、铜等金属、玻璃、天然树脂、合成树脂、陶瓷、木材、纸、纤维、织布、无纺布、皮革等。其中,优选铝箔、铜箔等蓄电装置用集电体。
将水性涂覆液利用以下各种涂覆方法涂布于基材的表面,所述涂覆方法为凹版涂布、凹版逆涂布、辊涂、迈耶棒涂布、刮刀涂布(blade coat)、刮涂(knife coat)、气刀涂布、逗点涂布、狭缝涂布、滑动模涂布、浸渍涂布、挤压涂布、喷涂、刷涂等。之后,通过进行加热干燥,可以形成功能性涂覆膜。功能性涂覆膜的膜厚小于0.05μm时,有时难以均匀地涂布水性涂覆液。另一方面,超过100μm时,功能性涂覆膜的挠性有时降低。
加热干燥优选在80℃以上进行1秒以上、更优选在80℃以上且250℃以下进行1秒以上且60分钟以下。如果为这些条件,则可以使涂覆液中的OH/NH2聚合物等聚合物类充分交联,可以形成对基材的密合性和电化学稳定性得到提高的功能性涂覆膜。加热处理条件低于80℃或小于1秒时,形成的功能性涂覆膜的密合性和电化学稳定性有时降低。
(复合材料)
本发明的复合材料具备:基材、和一体地设置于该基材上的前述功能性涂覆膜。本发明的复合材料为亲水性、导电性、抗菌·防臭性、手感、防雾性、纸力增强、染色性、耐水性、防污染性等优异的材料。需要说明的是,本发明的复合材料可以通过对在基材上涂布前述水性液态组合物或水性涂覆液而形成的涂布膜进行加热干燥等来制造。
作为基材,可以举出:金属、玻璃、天然树脂、合成树脂、陶瓷、木材、纸、无纺布、织布、和皮革等。另外,如果使用铝、铜、镍、钛、和不锈钢等金属作为基材,则可以提供作为蓄电装置集电体有用的复合材料。
(底涂剂)
本发明的底涂剂为含有前述水性液态组合物、和导电性材料的电极板制造用的材料。通过含有导电性材料,从而可以形成电接触性得到提高的涂覆膜。如此形成的涂覆膜作为锂二次电池、电容器等蓄电装置中使用的电极板用构件的底涂层是适当的。即,由于可以形成具有良好的导电性的底涂层,所以可以降低内部电阻、且可以提高容量密度。
导电性材料优选为选自由乙炔黑、科琴黑、石墨、炉黑、单层或多层碳纳米纤维、和单层或多层碳纳米管组成的组中的至少一种。
本发明的底涂剂所含的导电性材料的比例相对于底涂剂100质量份优选为0.1~30质量份、进一步优选为1~20质量份。导电性材料的比例小于0.1质量份时,形成的底涂层的导电性有时不足。另一方面,导电性材料的比例超过30质量份时,其他成分不足,形成的底涂层的性能有时降低。需要说明的是,形成底涂层时,将底涂剂的整体设为100质量份时,进一步优选含有OH/NH2聚合物1~10质量份、PBTC1~10质量份、和导电性材料1~15质量份。
本发明的底涂剂例如可以通过将OH/NH2聚合物、PBTC、导电性材料、和其他成分等添加到水系介质(分散介质),使用目前公知的混合机进行混合分散从而制备。作为混合机,可以使用球磨机、砂磨机、颜料分散机、擂溃机、超声波分散机、均化器、行星搅拌机、HOBARTMixer等。需要说明的是,还优选以下方法:使用混合机将导电性材料预先混合,接着添加OH/NH2聚合物、PBTC、和其他成分,并均匀地混合。通过采用这些方法,从而可以容易地制备均匀的底涂剂。
(导电性涂覆膜、电极板用构件、电极板、和蓄电装置)
上述本发明的底涂剂作为构成二次电池、电容器等蓄电装置用的电极板的底涂层(导电性涂覆膜)的形成材料是适当的。需要说明的是,通过对涂布于集电体10的表面的底涂剂进行加热干燥,从而可以得到图1所示的、具备集电体10、和设置于该集电体10的表面的底涂层12的电极板用构件14。底涂层12的厚度通常为0.1~10μm、优选为0.1~5μm、进一步优选为0.1~2μm。通过在形成的底涂层12上形成电池用正极电极层、电池用负极电极层、电容器用正极电极层、电容器用负极电极层、或分极性电极层等活性物质层16,从而可以制造图1所示的、活性物质层16-集电体10之间的电阻小、环境负荷少的蓄电装置用的电极板20。
另外,通过使用如上述那样制造的电极板,从而可以得到非水电解液二次电池、双电层电容器、和锂离子电容器等蓄电装置。由于该蓄电装置具备在集电体的表面设置有底涂层的电极板用构件,所以该蓄电装置具有放电容量大或内部电阻低的优异的特性。
底涂层的表面电阻率优选为3000Ω/□以下、进一步优选为2000Ω/□以下。表面电阻率超过3000Ω/□时,内部电阻变高,因此难以得到高效率且长寿命的电池、电容器。需要说明的是,对底涂层的表面电阻率的下限没有特别限定,实质上为10Ω/□以上即可。
底涂层的表面电阻率通过以下所示的方法来测定。使用逗点辊涂机将底涂剂涂布于PET薄膜上,然后在180℃的烘箱中进行5分钟干燥处理,形成干燥膜厚4μm的底涂层。然后,基于JIS K 7194,利用四探针法测定表面电阻率。需要说明的是,利用四探针法的表面电阻率测定可以使用Mitsubishi Chemical Analytech Co.,Ltd.制造的Loresta GP、MCP-T610,在25℃、相对湿度60%的条件下实施。
实施例
接着,列举实施例更具体地说明本发明。需要说明的是,以下“份”或“%”为质量基准。
<各种水性液态组合物的制备>
将各种水性液态组合物的组成示于表1-1、1-2-1、和1-2-2。需要说明的是,将膦酰基丁烷三羧酸简记作“PBTC”、甲醇简记作“MeOH”、乙醇简记作“EtOH”、异丙醇简记作“IPA”、分子量400的聚乙二醇简记作“PEG400”、分子量2000的聚乙二醇简记作“PEG2000”。
(例1-1)
向离子交换水81份中加入脱乙酰壳多糖(脱乙酰基化度85%、重均分子量10万)5份和50%PBTC水溶液(Samofosu Co.制造、Dequest 7000)14份,然后在室温下搅拌4小时,制备100份的水性液态组合物。
(例1-2~1-20)
设为表1-1所示的组成,除此之外,与前述例1-1同样地制备水性液态组合物。
(例1-21)
向离子交换水65份中加入脱乙酰壳多糖(脱乙酰基化度85%、重均分子量10万)10份和聚丙烯酸水溶液(东亚合成株式会社制造、JURYMER AC-10L(固体成分40%、Mw25000))25份,然后在室温下搅拌24小时。然而,脱乙酰壳多糖未溶解,无法得到均匀的水性液态组合物。
(例2-1)
向离子交换水85份中加入二羟基丙基脱乙酰壳多糖(取代度0.5、重均分子量10万)5份和50%PBTC水溶液(Samofosu Co.制造、Dequest 7000)10份,然后在室温下搅拌溶解4小时,制备100份的水性液态组合物。
(例2-2~2-37)
设为表1-2-1和1-2-2所示的组成,除此之外,与前述例2-1同样地制备水性液态组合物。
表1-1
聚丙烯酸:东亚合成株式会社制造、JURYMER AC-10L
聚马来酸:Samofosu Co.制造、Dequest 9000
聚衣康酸:盘田化学工业株式会社制造
PEO:住友精化株式会社制造、PEO-1Z
表1-2-1
表1-2-2
<底涂剂、底涂层的制作和评价(1)>
(实施例1)
(1-1)底涂剂
将乙炔黑10份和例1-1的水性液态组合物90份配混,使用行星搅拌机,以转速60rpm使其搅拌混合120分钟,制备底涂剂。
(1-2)底涂层
使用逗点辊涂机,将制备好的底涂剂涂布于由厚度20μm的铝箔形成的集电体的单面。在110℃的烘箱中加热干燥2分钟,进而在180℃的烘箱中加热干燥2分钟,在集电体的单面上形成膜厚1μm的底涂层。
(1-3)溶解·溶胀性
制备在混合溶剂中溶解有作为支持电解质的1摩尔的LiPF6的溶液,所述混合溶剂是以EC(碳酸亚乙酯):PC(碳酸亚丙酯):DME(二甲氧基乙烷)=1:1:2(体积比)配混而成的。将底涂层浸渍于70℃的溶液中72小时,然后观察状态。将底涂层没有变化的情况评价为溶解·溶胀性“良好”。另外,将底涂层剥离或溶胀的情况评价为溶解·溶胀性“不良”。将结果示于表2-1。
(1-4)表面电阻率
使用逗点辊涂机将底涂剂涂布于PET薄膜上,然后在180℃的烘箱中干燥处理5分钟,形成底涂层(干燥膜厚4μm)。基于JIS K 7194,利用四探针法测定形成的底涂层的表面电阻率。将结果示于表2-1。需要说明的是,利用四探针法的测定使用Mitsubishi ChemicalAnalytech Co.,Ltd.制造的LorestaGP、MCP-T610,在25℃、相对湿度60%的条件下实施。
(实施例2~19、比较例1~2)
使用表2-1所示的水性液态组合物代替例1-1的水性液态组合物,除此之外,与前述实施例1同样地制备底涂剂。另外,与实施例1同样地进行溶解·溶胀性的评价和表面电阻率的测定。将结果示于表2-1。需要说明的是,比较例2中,使用聚偏二氟乙烯的5%NMP溶液(PVDF溶液)。
表2-1
AB:乙炔黑(电气化学工业株式会社制造、DENKA BLACK HS-100)
KB:科琴黑(Lion株式会社制造、ECP600JD)
FB:炉黑(三菱化学株式会社制造、#3050B)
CNT:碳纳米管(东京化成工业株式会社制造、多层型、直径40-60nm、长度1-2μm)
<底涂剂、底涂层的制作和评价(2)>
(实施例20)
(2-1)底涂剂
将乙炔黑10份和例2-1的水性液态组合物90份配混,使用行星搅拌机,以转速60rpm使其搅拌混合120分钟,制备底涂剂。使用pH计(HORIBA,Ltd.制造)测定所得底涂剂的pH。将结果示于表2-2。
(2-2)底涂层
使用逗点辊涂机,将制备好的底涂剂涂布于由厚度20μm的铝箔形成的集电体的单面。在110℃的烘箱中加热干燥2分钟,进而在180℃的烘箱中加热干燥2分钟,在集电体的单面上形成膜厚1μm的底涂层。
(2-3)耐电解液性
制备在混合溶剂中溶解有作为支持电解质的1摩尔的LiPF6的电解液,所述混合溶剂是以EC(碳酸亚乙酯):PC(碳酸亚丙酯):DME(二甲氧基乙烷)=1:1:2(体积比)配混而成的。将底涂层浸渍于70℃的电解液中72小时,然后使用商品名“KimWipe”(NIPPON PAPERCRECIA Co.,LTD.制造)擦拭底涂层的表面10次。将底涂层通过擦拭未剥离的情况评价为耐电解液性“良好”。另外,将底涂层通过擦拭而剥离的情况评价为耐电解液性“不良”。将结果示于表2-2。
(2-4)表面电阻率
使用逗点辊涂机将底涂剂涂布于PET薄膜上,然后在180℃的烘箱中干燥处理5分钟,形成底涂层(干燥膜厚4μm)。基于JIS K 7194,利用四探针法测定形成的底涂层的表面电阻率。将结果示于表2-2。需要说明的是,利用四探针法的测定使用Mitsubishi ChemicalAnalytech Co.,Ltd.制造的Loresta GP、MCP-T610,在25℃、相对湿度60%的条件下实施。
(实施例21~54、比较例3~4)
使用表2-2所示的水性液态组合物代替例2-1的水性液态组合物,除此之外,与前述实施例20同样地制备底涂剂。另外,与实施例20同样地进行耐电解液性的评价和表面电阻率的测定。将结果示于表2-2。
表2-2
AB:乙炔黑(电气化学工业株式会社制造、DENKA BLACK HS-100)
KB:科琴黑(Lion株式会社制造、ECP600JD)
FB:炉黑(三菱化学株式会社制造、#3050B)
<在电池中的应用>
(实施例55)
(1)正极电极板
使用逗点辊涂机,将实施例1的底涂剂涂布于由厚度20μm的铝箔形成的集电体的单面。在110℃的烘箱中加热干燥2分钟,进而在180℃的烘箱中加热干燥2分钟,在集电体的单面上形成膜厚为1μm的底涂层。
将LiCoO2粉末(粒径1~100μm)90份、乙炔黑5份、和聚偏二氟乙烯的5%NMP溶液(PVDF溶液)50份混合,使用行星搅拌机以转速60rpm搅拌混合120分钟,由此得到浆料状的包含正极活性物质的正极液。使用逗点辊涂机将所得正极液涂布于底涂层的表面,然后在110℃的烘箱中干燥处理2分钟,进而在180℃的烘箱中干燥2分钟去除溶剂,在底涂层上形成干燥膜厚为100μm的正极活性物质层。在5000kgf/cm2的条件下进行加压,使膜厚均匀,然后在80℃的真空烘箱中熟化48小时,将挥发成分(水、溶剂等)充分地去除,得到正极电极板。
(2)负极电极板
使用逗点辊涂机将实施例1的底涂剂涂布于铜箔集电体的单面。在110℃的烘箱中加热干燥2分钟,进而在180℃的烘箱中加热干燥2分钟,在集电体的单面上形成膜厚为1μm的底涂层。
将在1200℃下对煤焦炭热分解而得到的碳粉末90份、乙炔黑5份、和聚偏二氟乙烯的5%NMP溶液(PVDF溶液)50份混合,使用行星搅拌机以转速60rpm搅拌混合120分钟,由此得到浆料状的包含负极活性物质的负极液。使用逗点辊涂机将所得负极液涂布于底涂层的表面,然后在110℃的烘箱中干燥处理2分钟,进而在180℃的烘箱中干燥2分钟去除溶剂,在底涂层上形成干燥膜厚为100μm的负极活性物质层。在5000kgf/cm2的条件下进行加压使膜厚均匀,然后在80℃的真空烘箱中熟化48小时,将挥发成分(水、溶剂等)充分地去除,得到负极电极板。
(3)电池
将正极电极板和负极电极板介由具有三维空孔结构(海绵状)的比正极电极板还宽的由聚烯烃系(聚丙烯、聚乙烯、或它们的共聚物)的多孔性薄膜形成的隔膜卷绕为螺旋状,从而制作电极体。将制作好的电极体插入至具备负极端子的有底圆筒状的不锈钢容器内,以AA规格组装额定容量500mAh的电池。向该电池中注入在混合溶剂中溶解有作为支持电解质的1摩尔的LiPF6而成的溶液作为电解液,所述混合溶剂是以EC(碳酸亚乙酯):PC(碳酸亚丙酯):DME(二甲氧基乙烷)=1:1:2(体积比)成为总量1升的方式制备而成的。
(4)充放电容量维持率
使用充放电测定装置,在25℃的温度条件下测定电池的充放电特性。对于20个电池单元,分别以充电电流0.2CA的电流值,从充电方向进行充电直至电池电压4.1V,休止10分钟后,以同一电流进行放电直至2.75V,休止10分钟后,以下在同一条件下重复100个循环的充放电,测定充放电特性。将第1个循环的充放电容量值设为100时的、第100次的充放电容量值(充放电容量维持率)为99%。
(实施例56~78、比较例5~7)
使用表3-1和3-2所示的底涂剂代替实施例1的底涂剂,除此之外,与前述实施例55同样地制作电池。另外,与实施例55同样地测定充放电容量维持率。将结果示于表3-1和3-2。
表3-1:正极电极板、负极电极板、电池
表3-2:正极电极板、负极电极板、电池
<在电容器中的应用>
(实施例79)
使用逗点辊涂机将实施例1的底涂剂涂布于由厚度20μm的铝箔形成的集电体的单面。在110℃的烘箱中加热干燥2分钟,进而在180℃的烘箱中加热干燥2分钟,在集电体的单面上形成膜厚为0.5μm的底涂层。
将比表面积1500m2/g、平均粒径10μm的高纯度活性炭粉末100份、和乙炔黑8份投入到行星搅拌机中,以总固体成分浓度为45%的方式,加入聚偏二氟乙烯的5%NMP溶液(PVDF溶液),混合60分钟。之后,以固体成分浓度为42%的方式用NMP稀释进而混合10分钟,得到电极液。使用刮刀将所得电极液涂布于底涂层上,在80℃下、在送风干燥机中干燥30分钟。之后,用辊压机进行加压,得到厚度80μm、密度0.6g/cm3的电容器用分极性电极板。
将所得电容器用分极性电极板切下直径15mm的圆形,制作2张电极板,在200℃下使其干燥20小时。使2张电极板的电极层面对置,在其之间夹持直径18mm、厚度40μm的圆形纤维素制隔膜,将其收纳设置有聚丙烯制密封件的不锈钢制的硬币型外装容器(直径20mm、高度1.8mm、不锈钢厚度0.25mm)中。向硬币型外装容器中以不残留空气的方式注入电解液,介由聚丙烯制密封件,在外装容器上盖上厚度0.2mm的不锈钢的帽并固定,将容器密封,制造直径20mm、厚度约2mm的电容器。需要说明的是,作为电解液,利用使四乙基四氟化硼铵以1摩尔/升的浓度溶解于碳酸亚丙酯而成的溶液。将所得电容器的静电容量和内部电阻的测定结果示于表4-1。
(实施例80~99)
使用表4-1和4-2所示的底涂剂代替实施例1的底涂剂,除此之外,与前述实施例79同样地得到电容器。另外,测定所得电容器的静电容量和内部电阻。将测定结果示于表4-1和4-2。
(比较例8)
使用表4-1所示的底涂剂代替实施例1的底涂剂,除此之外,与前述实施例79同样地得到电容器。测定所得电容器的静电容量和内部电阻,以实施例79~99的电容器作为评价的基准。
在电流密度20mA/cm2下测定电容器的静电容量和内部电阻。以比较例8的电容器的静电容量和内部电阻作为基准,按照以下的基准评价实施例79~99的电容器。静电容量越大、且内部电阻越小,表示作为电容器的性能越良好。
(静电容量的评价基准)
A:与比较例8相比,静电容量大20%以上。
B:与比较例8相比,静电容量大10%以上且小于20%。
C:与比较例8的静电容量为同等以下。
(内部电阻的评价基准)
A:与比较例8相比,内部电阻小20%以上。
B:与比较例8相比,内部电阻小10%以上且小于20%。
C:与比较例8的内部电阻为同等以下。
表4-1:电容器的特性
表4-2:电容器的特性
<亲水性涂覆液的制备>
将各种亲水性涂覆液的组成示于表5。需要说明的是,将膦酰基丁烷三羧酸简记作“PBTC”、丁烷四羧酸简记作“BTC”、聚丙烯酸简记作“PAA”、聚马来酸简记作“PMA”、聚乙烯醇简记作“PVA”、聚乙二醇简记作“PEG”、聚环氧乙烷简记作“PEO”。
(实施例100)
使脱乙酰壳多糖(脱乙酰基化度85%、重均分子量10万)5份分散于离子交换水79份,得到分散液。在所得分散液中加入50%PBTC水溶液(Samofosu Co.制造、Dequest 7000)16份,然后在室温下搅拌4小时,制备100份的亲水性涂覆液。
(实施例101)
使脱乙酰壳多糖(脱乙酰基化度85%、重均分子量6万)6份分散于离子交换水64份,得到分散液。在所得分散液中加入50%PBTC水溶液(Samofosu Co.制造、Dequest 7000)20份,然后在室温下搅拌4小时。接着,在搅拌下,加入聚丙烯酸水溶液(东亚合成株式会社制造、JURYMERAC-10L(固体成分40%、Mw25000))10份,然后在室温下搅拌2小时,制备100份的亲水性涂覆液。
(实施例102~115)
设为表5所示的组成,除此之外,与前述实施例100和101同样地制备亲水性涂覆液。
(比较例9)
将离子交换水90份和甘油化脱乙酰壳多糖10份混合,在室温下搅拌溶解4小时,制备亲水性涂覆液。
(比较例10)
在离子交换水37.5份中添加10%PVA水溶液(KURARAY CO.,LTD制造、KURARAYPOVAL PVA117)50份,然后在搅拌下添加聚丙烯酸水溶液(东亚合成株式会社制造、JURYMERAC-10L(固体成分40%、Mw25000))12.5份。在室温下搅拌2小时,制备100份的亲水性涂覆液。
(比较例11和12)
设为表5所示的组成,除此之外,与前述实施例100同样地制备亲水性涂覆液。
表5:各种亲水性涂覆液的组成
PBTC:Samofosu Co.制造、Dequest 7000
BTC:新日本理化株式会社制造、RIKACID BT-W
PVA:KURARAY CO.,LTD制造、KURARAY POVAL PVA117(皂化度98.5%、聚合度1700)
PAA:东亚合成株式会社制造、JURYMER AC-10L
<在玻璃表面的亲水化处理中的应用>
(1)亲水性涂覆膜的形成
使用棒涂机(No.3),将实施例100~115和比较例9~12的亲水性涂覆液以干燥膜量1g/m2的方式涂布于板厚1mm的玻璃板(100×100mm)表面。接着,将涂布有亲水性涂覆液的玻璃板在表6所示的条件下进行加热干燥,得到在玻璃板上形成有约0.7μm的亲水性涂覆膜的受试材料。
(2)受试材料的清洗
用自来水对受试材料进行1小时流水清洗(流量1L/分钟),然后在80℃下进行1小时送风干燥。将该流水清洗和80℃干燥的处理作为1个循环,进行总计10个循环的重复清洗。
(3)接触角的测定
在处于水平状态的受试材料的表面上滴加2μ的纯水。基于JIS K2396,使用接触角计(协和界面科学株式会社制造、DropMaster100)测定水滴的接触角。需要说明的是,接触角的测定在受试材料的清洗前、和10个循环的重复清洗后这两种情况下进行。
(4)亲水性评价基准
根据测定的接触角,按照以下的基准评价亲水性涂覆膜的清洗前后的亲水性。将结果示于表6。
5:接触角小于10°。
4:接触角为10°以上且小于20°。
3:接触角为20°以上且小于30°。
2:接触角为30°以上且小于40°。
1:接触角为40°以上且小于50°。
0:接触角为50°以上。
表6:亲水性评价结果
产业上的可利用性
如果使用本发明的水性液态组合物,则可以形成具有对基材的优异的密合性、耐久性、耐溶剂性、和耐水性、且能够发挥导电性、亲水性、耐污染性、防霉·抗菌性、防臭性、和加工性等功能的功能性涂覆膜。具有这样的功能性涂覆膜的复合材料作为蓄电装置用的集电体等是有用的。
附图标记说明
10:集电体
12:底涂层
14:电极板用构件
16:活性物质层
20:电极板

Claims (26)

1.一种水性液态组合物,其含有:包含水的水系介质、具有羟基和/或氨基的聚合物、和膦酰基丁烷三羧酸,还含有分子量小于190的多元醇,
所述聚合物为选自由多糖、聚氨基酸、聚乙烯醇、聚烯丙基胺、聚乙烯胺、聚脒、聚乙烯亚胺、和它们的衍生物组成的组中的至少一种,
所述多元醇为选自由下述物质组成的组中的至少一种:乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、异戊二醇、1,2-戊二醇、1,3-戊二醇、1,4-戊二醇、1,5-戊二醇、1,2,3-戊三醇、2,3,4-戊三醇、1,3,4-戊三醇、1,3,5-戊三醇、1,2-己二醇、1,3-己二醇、1,4-己二醇、1,5-己二醇、1,6-己二醇、1,2,3-己三醇、1,3,4-己三醇、1,3,5-己三醇、1,2,6-己三醇、1,4,6-己三醇、2-乙基-1,3-己二醇、赤藓醇、苏糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、核糖醇、半乳糖醇、山梨糖醇、肌醇、井冈霉烯胺、井冈霉胺、井冈霉醇、三乙醇胺、和三羟基甲基氨基甲烷。
2.根据权利要求1所述的水性液态组合物,其中,所述聚合物(A)与所述膦酰基丁烷三羧酸(B)的质量比为A/B=1/5~5/1。
3.根据权利要求1或2所述的水性液态组合物,其中,所述多糖为选自由藻酸、淀粉、纤维素、甲壳质、脱乙酰壳多糖、果胶、和它们的衍生物组成的组中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的水性液态组合物,其中,所述多糖为羟基烷基脱乙酰壳多糖。
5.根据权利要求4所述的水性液态组合物,其中,所述羟基烷基脱乙酰壳多糖为选自由羟基乙基脱乙酰壳多糖、羟基丙基脱乙酰壳多糖、羟基丁基脱乙酰壳多糖、和二羟基丙基脱乙酰壳多糖组成的组中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的水性液态组合物,其中,所述羟基烷基脱乙酰壳多糖为脱乙酰壳多糖与环氧烷的反应产物,
所述环氧烷相对于构成所述脱乙酰壳多糖的吡喃糖环1摩尔的取代度为0.5摩尔以上。
7.根据权利要求4所述的水性液态组合物,其中,所述膦酰基丁烷三羧酸相对于所述羟基烷基脱乙酰壳多糖100质量份的含量为15~140质量份。
8.根据权利要求1或2所述的水性液态组合物,其还含有聚合物酸,
所述聚合物酸为含羧基的乙烯基单体的均聚物和/或含羧基的乙烯基单体与不含羧基的乙烯基单体的共聚物。
9.根据权利要求8所述的水性液态组合物,其中,所述聚合物酸为选自由聚丙烯酸、聚马来酸、和聚衣康酸组成的组中的至少一种。
10.根据权利要求1或2所述的水性液态组合物,其中,所述聚氨基酸为选自由多聚赖氨酸、多聚鸟氨酸、多聚精氨酸、多聚组氨酸、精蛋白、明胶、和胶原蛋白组成的组中的至少一种。
11.根据权利要求1或2所述的水性液态组合物,其还含有聚亚烷基二醇和/或聚环氧烷。
12.根据权利要求1或2所述的水性液态组合物,其中,所述聚合物的重均分子量为5000~200万。
13.根据权利要求1或2所述的水性液态组合物,其中,所述聚合物和所述膦酰基丁烷三羧酸的总固体成分浓度为0.1~40质量%。
14.一种水性涂覆液,其含有权利要求1~13中的任一项所述的水性液态组合物。
15.一种功能性涂覆膜,其是由权利要求14所述的水性涂覆液形成的。
16.一种功能性涂覆膜的形成方法,其包括:对权利要求14所述的水性涂覆液进行加热处理的工序。
17.一种复合材料,其具备基材、和一体地设置于所述基材上的权利要求15所述的功能性涂覆膜。
18.根据权利要求17所述的复合材料,其中,所述基材为选自由金属、玻璃、天然树脂、合成树脂、陶瓷、木材、纸、纤维、无纺布、织布、和皮革组成的组中的至少一种。
19.根据权利要求18所述的复合材料,其中,所述金属为选自由铝、铜、镍、钛、和不锈钢组成的组中的至少一种。
20.一种电极板制造用的底涂剂,其含有权利要求1~13中的任一项所述的水性液态组合物、和导电性材料。
21.根据权利要求20所述的底涂剂,其中,所述导电性材料为选自由乙炔黑、科琴黑、石墨、炉黑、单层或多层碳纳米纤维、和单层或多层碳纳米管组成的组中的至少一种。
22.一种电极板用构件,其具备:
集电体;和
底涂层,其设置于所述集电体的表面,是对涂布于所述集电体的表面的权利要求20或21所述的底涂剂进行加热处理而形成的。
23.根据权利要求22所述的电极板用构件,其中,基于JIS K7194测定的所述底涂层的表面电阻率为3000Ω/□以下。
24.一种电极板,其具备:
权利要求22或23所述的电极板用构件;和
设置于构成所述电极板用构件的所述底涂层的表面的活性物质层。
25.一种蓄电装置,其具备权利要求24所述的电极板。
26.根据权利要求25所述的蓄电装置,其为非水电解液二次电池、双电层电容器、或锂离子电容器。
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