CN104755556B - 导电性高分子/聚阴离子配合物的有机溶剂分散体、含有该有机溶剂分散体的导电性组合物及由该导电性组合物制得的导电性覆膜 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于,提供:可以在用作各种涂层剂的添加剂时,在各种底材上形成导电性优异、且其随时间的降低幅度小的覆膜的新型导电性高分子/聚阴离子配合物的有机溶剂分散体。本发明使用含有由具有规定的结构的聚噻吩/含磺基阴离子的聚合物构成的导电性高分子/聚阴离子配合物、具有规定的结构的胺化合物、具有规定的结构的化合物之中醇可溶性的物质、以及包含醇类的有机溶剂分散体。
Description
技术领域
本发明涉及使由聚噻吩和含磺基阴离子基的聚合物构成的导电性高分子/聚阴离子配合物分散乃至溶解在有机溶剂中而成的有机溶剂分散体、含有该有机溶剂分散体和粘结剂成分的导电性组合物、以及由该导电性组合物制得的导电性覆膜。
背景技术
对于作为π共轭体系的导电性高分子的一种的聚噻吩,由于通过以各种阴离子物质掺杂而发挥良好的导电性,因而作为导电剂被应用于各种工业制品(触摸面板、电容器、太阳能电池等)中。特别是将聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)以聚苯乙烯磺酸等含磺基阴离子基的聚合物掺杂而得到的导电性高分子/聚阴离子配合物,由于导电性比较稳定,作为覆膜时的透明性也良好,因此也被常用作各种防静电涂层剂、导电性涂层剂的添加剂。
可是,那样的导电性高分子/聚阴离子配合物多数作为水分散体乃至水溶液流通,但由于溶剂的大部分是水,因而难以在塑料底材上润湿延展,因此含有它们作为添加剂的涂布剂通常难以在塑料底材中应用。
于是因该界中要求导电性高分子/聚阴离子配合物的有机溶剂分散液,本申请人提出了:例如在专利文献1中使导电性高分子/聚阴离子配合物在聚氧化亚烷基胺存在的条件下分散在有机溶剂中,由此获得提供储藏稳定性良好、导电性、防静电性优异的覆膜的有机溶剂分散体。然而,对于将该分散液作为防静电剂配合的涂布剂,有时难以获得导电性随时间的降低幅度小的覆膜。
作为使含有导电性高分子/聚阴离子配合物的涂布覆膜的导电性、防静电性随时间稳定的方法,例如认为有:添加没食子酸烷基酯这样的含羟基的化合物作为导电性提高剂(参照专利文献2、3)、或使用双酚系抗氧化剂、磷系抗氧化剂等的抗氧化剂(参照专利文献4)、或使用二苯甲酮系化合物这样的紫外线吸收剂,但效果不充分。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-45116号公报
专利文献2:日本特开2006-169494号公报
专利文献3:日本特开2006-131873号公报
专利文献4:日本特开2008-45116号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的主要课题是,提供:可在用作各种涂布剂的添加剂时,将导电性优异且其随时间的降低幅度小的覆膜在各种底材上形成的、新型导电性高分子/聚阴离子配合物的有机溶剂分散体。
另外,本发明进一步的课题是,提供:可在各种底材上形成导电性优异且其随时间的降低幅度小的覆膜的新型导电性组合物。
另外,本发明的进一步课题是,提供:导电性优异且其随时间的降低幅度小的覆膜。
用于解决问题的方法
本发明人深入研究的结果发现,在使由聚噻吩和含磺基阴离子基的聚合物构成的导电性高分子/聚阴离子配合物在规定的胺化合物的存在下分散乃至溶解在有机溶剂中而成的有机溶剂分散体中,进一步添加规定的多环化合物,由此获得能解决上述课题的有机溶剂分散体。
另外,本发明人发现通过将规定的粘结剂成分与该有机溶剂分散体组合,会获得能解决上述课题的导电性组合物。
另外,本发明人发现通过该导电性组合物会获得能解决上述问题的导电性覆膜。
即,本发明涉及以下的有机溶剂分散体、导电性组合物及导电性覆膜。
1.一种有机溶剂分散体,含有:由具有以下述通式(1)表示的结构的聚噻吩(a1)和含磺基阴离子基的聚合物(a2)构成的导电性高分子/聚阴离子配合物(A)、以下述通式(2)表示的胺化合物(B)、以下述通式(3)表示的化合物之中的醇可溶性的物质(C)、及含有醇类(d1)的有机溶剂(D)。
[化学式1]
(式(1)中,A表示碳原子数为1~12的亚烷基。)
[化学式2]
(式(2)中,X1表示碳原子数为1~40的烷基、碳原子数为3~40的链烯基、和碳原子数为3~40的芳烷基中的任一种。另外,Y分别表示氧乙烯基、氧丙烯基、和氧乙烯-氧丙烯基中的任一种。另外,m均表示1~20中的整数。)
[化学式3]
(式(3)中,虚线部分表示碳-碳单键或碳-碳双键,此外,X1~X7均表示选自氢、羟基和烷氧基中的一种(其中X1~X7中至少两个是羟基。)。此外,Y表示亚甲基或羰基。)
2.如上述项1所述的有机溶剂分散体,其中,(C)成分是以下述通式(3-1)表示的化合物。
[化学式4]
(通式(3-1)中,虚线部分表示碳-碳单键或碳-碳双键,X1表示羟基或烷氧基。此外,X3、X4、X5中任一个为羟基,剩下的两个分别为氢或羟基。此外,Y表示亚甲基或羰基。)
3.一种导电性组合物,含有:由具有以下述通式(1)表示的结构的聚噻吩(a1)和含磺基阴离子基的聚合物(a2)构成的导电性高分子/聚阴离子配合物(A)、以下述通式(2)表示的胺化合物(B)、以及以下述通式(3)表示的化合物之中的醇可溶性物质(C)、和含有醇类(d1)的有机溶剂(D)、和选自活性能量射线自由基聚合型化合物(α)、环氧树脂(β)和所述非活性能量射线自由基聚合型丙烯酸共聚物(γ)中的一种的粘结剂成分。
[化学式5]
(通式(1)中,A表示碳原子数为1~12的亚烷基)
[化学式6]
(式(2)中,X1表示碳原子数为1~40的烷基、碳原子数为3~40的链烯基、和碳原子数为3~40的芳烷基中的任一种。另外,Y分别表示氧乙烯基、氧丙烯基、和氧乙烯-氧丙烯基中的任一种。另外,m均表示1~20中的任意整数。)
[化学式7]
(式(3)中,虚线部分表示碳-碳单键或碳-碳双键,此外,X1~X7均表示选自氢、羟基和烷氧基中的一种(其中X1~X7中至少两个是羟基。)。此外,Y表示亚甲基或羰基。)
4.如上述项3所述的导电性组合物,其中,(C)成分是以下述通式(3-1)表示的化合物。
[化学式8]
(式(3-1)中,虚线部分表示碳-碳单键或碳-碳双键,X1表示羟基或烷氧基,此外,X3、X4和X5中任一个为羟基,剩下的两个分别为氢或羟基。此外,Y表示亚甲基或羰基。)
5.如上述项3或4所述的导电性组合物,其中,成分(α)是2官能~6官能的(甲基)丙烯酸酯化合物(α1)和/或在分子内具有游离的(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸聚合物(α2)。
6.如上述项3~5中任一项所述的导电性组合物,其中,进一步含有光聚合引发剂。
7.一种导电性覆膜,将上述项3~6中任一项所述的导电性组合物涂布在底材上,并照射活性能量射线,由此得到。
8.如上述项3或4所述的导电性组合物中,其中,(β)成分是选自芳香族系环氧树脂、脂环式环氧树脂和脂肪族系环氧树脂中的至少一种。
9.如上述项3、4、8中任一项所述的导电性组合物,其中,所述脂环式环氧树脂是将脂环烯烃环氧化而得到的环氧树脂和/或氢化环氧树脂。
10.如上述项3、4、8、9中任一项所述的导电性组合物,其中,进一步含有环氧基反应性交联剂。
11.如上述项3、4、8~10中任一项所述的导电性组合物,其中,进一步含有中和剂。
12.如上述项3、4、8~11中任一项所述的导电性组合物,其中,进一步含有阳离子聚合催化剂。
13.一种导电性覆膜,将上述项3、4、8~12中任一项所述的导电性组合物涂布在底材上,使其加热固化,由此得到。
14.一种导电性覆膜,将上述项3、4、8~12中任一项所述的导电性组合物涂布在底材上,照射活性能量射线并固化,由此得到。
15.如上述项3或4所述的导电性组合物,其中,(γ)成分是使α,β不饱和羧酸类(γ1)、(甲基)丙烯酸烷基酯类(γ2)、以及根据需要的(甲基)丙烯酸羟烷基酯类(γ3)反应而得到的丙烯酸共聚物。
16.如上述项3、4、15中任一项所述的导电性组合物,其中,进一步含有羧基反应性交联剂。
17.如上述项3、4、15、16中任一项所述的导电性组合物,其中,进一步含有中和剂。
18.一种导电性覆膜,是通过将上述项3、4、15~17中任一项所述的导电性组合物涂布在底材上而得到的。
发明效果
本发明的有机溶剂分散体能够提供可形成储藏稳定性优异、通过与各种粘合剂成分组合而导电性优异、且其随时间的降低幅度小的导电性覆膜的导电性组合物。
此外,本发明的有机溶剂分散体能够获得储藏稳定性优异、通过使其经紫外线、电子束等活性能量射线、或热固化而导电性优异、且其随时间的降低幅度小的导电性覆膜。因此,该导电性组合物能够作为各种导电性涂布剂供于各种塑料膜、电子部件的载体带、磁卡、磁带、磁盘、脱模膜IC托盘、有机EL和太阳能电池等用途。
此外,本发明的导电性覆膜的导电性优异、且其随时间的降低幅度小。因此,该导电性覆膜作为各种塑料膜、电子部件的载体带、磁卡、磁带、磁盘、脱模膜IC托盘、有机EL和太阳能电池等材料是有用的。
具体实施方式
<关于有机溶剂分散体>
本发明的有机溶剂分散体是含有规定的导电性高分子/聚阴离子配合物(A)(以下称为(A)成分。)、规定的胺化合物(B)(以下称为(B)成分。)、以及以下述通式(3)表示的化合物中的醇可溶性的物质(C)(以下称为(C)成分。)、包含醇类(d1)(以下称为(d1)成分。)的有机溶剂(D)(以下称为(D)成分。)的组合物,采取在该(D)成分中(A)成分分散的形态。
(A)成分是在本发明的导电性组合物中赋予导电性的物质,由作为导电性高分子的聚噻吩(a1)(以下称为(a1)成分)和作为掺杂物的含磺基阴离子基的聚合物(a2)(以下称为(a2)成分)构成。
(a1)成分是具有以下述通式(1)表示的结构的π共轭体系导电性高分子。
[化学式9]
(通式1中,A表示碳原子数为1~12的亚烷基。)
作为(a1)成分的具体例,可举出:聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)、聚(3,4-亚丙二氧基噻吩)、聚(3,4-亚丁二氧基噻吩)等。在这些之中,从导电性方面出发,特别优选聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)(以下称为PEDOT)。
另外,本发明中,可根据需要并用例如除(a1)成分以外的聚噻吩类、聚噻吩亚乙烯类、聚吡咯类、聚呋喃类、聚苯胺类等其他π共轭体系导电性高分子作为除(a1)成分以外的导电性高分子。
作为除(a1)成分以外的聚噻吩类,例如可举出:聚(噻吩)、烷氧基取代聚(噻吩)类〔聚(3-甲氧基噻吩)、聚(3-乙氧基噻吩)、聚(3-丁氧基噻吩)、聚(3-己氧基噻吩)、聚(3-庚氧基噻吩)、聚(3-辛氧基噻吩)、聚(3-癸氧基噻吩)、聚(3-十二烷氧基噻吩)、聚(3-十八烷氧基噻吩)、聚(3,4-二甲氧基噻吩)、聚(3,4-二乙氧基噻吩)、聚(3,4-二丙氧基噻吩)、聚(3,4-二丁氧基噻吩)、聚(3,4-二己氧基噻吩)、聚(3,4-二庚氧基噻吩)、聚(3,4-二辛氧基噻吩)、聚(3,4-二癸氧基噻吩)、聚(3,4-二-十二烷氧基噻吩)、聚(3-甲基-4-甲氧基噻吩)、聚(3-甲基-4-乙氧基噻吩)等〕、烷基取代聚(噻吩)类〔聚(3-甲基噻吩)、聚(3-乙基噻吩)、聚(3-丙基噻吩)、聚(3-丁基噻吩)、聚(3-己基噻吩)、聚(3-庚基噻吩)、聚(3-辛基噻吩)、聚(3-癸基噻吩)、聚(3-十二烷基噻吩)、聚(3-十八烷基噻吩)、聚(3,4-二甲基噻吩)、聚(3,4-二丁基噻吩)等〕、羧基取代聚(噻吩)类〔聚(3-羧基噻吩)、聚(3-甲基-4-羧基噻吩),聚(3-甲基-4-羧基乙基噻吩),聚(3-甲基-4-羧基丁基噻吩)等〕、羟基取代聚(噻吩)类〔聚(3-羟基噻吩)、聚(3,4-二羟基噻吩)等〕、苯基取代聚(噻吩)类〔聚(3-苯基噻吩)等〕、氰基取代聚(噻吩)类〔聚(3-氰基噻吩)等〕、卤素取代聚(噻吩)类〔聚(3-溴噻吩)、聚(3-氯噻吩)、聚(3-碘噻吩)等〕等。
作为聚噻吩亚乙烯类,例如可举出:聚(噻吩亚乙烯)、亚烷基二氧基取代聚(噻吩)类〔聚(3,4-亚乙基二氧基噻吩亚乙烯)、聚(3,4-亚丙基二氧基噻吩亚乙烯)、聚(3,4-亚丁基二氧基噻吩亚乙烯)等〕、烷氧基取代聚(噻吩亚乙烯)类〔聚(3-甲氧基噻吩亚乙烯)、聚(3-乙氧基噻吩亚乙烯)、聚(3-丁氧基噻吩亚乙烯)、聚(3-己氧基噻吩亚乙烯)、聚(3-庚氧基噻吩亚乙烯)、聚(3-辛氧基噻吩亚乙烯)、聚(3-癸氧基噻吩亚乙烯)、聚(3-十二烷氧基噻吩亚乙烯)、聚(3-十八烷氧基噻吩亚乙烯)、聚(3,4-二甲氧基噻吩亚乙烯)、聚(3,4-二乙氧基噻吩亚乙烯)、聚(3,4-二丙氧基噻吩亚乙烯)、聚(3,4-二丁氧基噻吩亚乙烯)、聚(3,4-二己氧基噻吩亚乙烯)、聚(3,4-二庚氧基噻吩亚乙烯)、聚(3,4-二辛氧基噻吩亚乙烯)、聚(3,4-二癸氧基噻吩亚乙烯)、聚(3,4-二-十二烷氧基噻吩亚乙烯)、聚(3-甲基-4-甲氧基噻吩亚乙烯)、聚(3-甲基-4-乙氧基噻吩亚乙烯)等〕、烷基取代聚(噻吩亚乙烯)类〔聚(3-甲基噻吩亚乙烯)、聚(3-乙基噻吩亚乙烯)、聚(3-丙基噻吩亚乙烯)、聚(3-丁基噻吩亚乙烯)、聚(3-己基噻吩亚乙烯)、聚(3-庚基噻吩亚乙烯)、聚(3-辛基噻吩亚乙烯)、聚(3-癸基噻吩亚乙烯)、聚(3-十二烷基噻吩亚乙烯)、聚(3-十八烷基噻吩亚乙烯)、聚(3,4-二甲基噻吩亚乙烯)、聚(3,4-二丁基噻吩亚乙烯)等〕、羧基取代聚(噻吩亚乙烯)类〔聚(3-羧基噻吩亚乙烯)、聚(3-甲基-4-羧基噻吩亚乙烯),聚(3-甲基-4-羧基乙基噻吩亚乙烯),聚(3-甲基-4-羧基丁基噻吩亚乙烯)等〕、羟基取代聚(噻吩亚乙烯)类〔聚(3-羟基噻吩亚乙烯)、聚(3,4-二羟基噻吩亚乙烯)等〕、苯基取代聚(噻吩亚乙烯)类〔聚(3-苯基噻吩亚乙烯)等〕、氰基取代聚(噻吩亚乙烯)类〔聚(3-氰基噻吩亚乙烯)等〕、卤素取代聚(噻吩亚乙烯)类〔聚(3-溴噻吩亚乙烯)、聚(3-氯噻吩亚乙烯)、聚(3-碘噻吩亚乙烯)等〕等。
作为聚吡咯类,例如可举出:聚(吡咯)、烷氧基取代聚(吡咯)类〔聚(3-甲氧基吡咯)、聚(3-乙氧基吡咯)、聚(3-丁氧基吡咯)、聚(3-己氧基吡咯)、聚(3-甲基-4-己氧基吡咯)等〕、烷基取代聚(吡咯)类〔聚(3-甲基吡咯)、聚(3-乙基吡咯)、聚(3-正丙基吡咯)、聚(3-丁基吡咯)、聚(3-辛基吡咯)、聚(3-癸基吡咯)、聚(3-十二烷基吡咯)、聚(3,4-二甲基吡咯)、聚(3,4-二丁基吡咯)等〕、羧基取代聚(吡咯)类〔聚(3-羧基吡咯)、聚(3-甲基-4-羧基吡咯),聚(3-甲基-4-羧基乙基吡咯),聚(3-甲基-4-羧基丁基吡咯)等〕、羟基取代聚(吡咯)类〔聚(3-羟基吡咯)等〕等。
作为聚呋喃类,例如可举出:聚(呋喃)、烷氧基取代聚(呋喃)类〔聚(3-甲氧基呋喃)、聚(3-乙氧基呋喃)、聚(3-丁氧基呋喃)、聚(3-己氧基呋喃)、聚(3-甲基-4-己氧基呋喃)等〕、烷基取代聚(呋喃)类〔聚(3-甲基呋喃)、聚(3-乙基呋喃)、聚(3-正丙基呋喃)、聚(3-丁基呋喃)、聚(3-辛基呋喃)、聚(3-癸基呋喃)、聚(3-十二烷基呋喃)、聚(3,4-二甲基呋喃)、聚(3,4-二丁基呋喃)等〕、羧基取代聚(呋喃)类〔聚(3-羧基呋喃)、聚(3-甲基-4-羧基呋喃),聚(3-甲基-4-羧基乙基呋喃),聚(3-甲基-4-羧基丁基呋喃)等〕、羟基取代聚(呋喃)类〔聚(3-羟基呋喃)等〕等。
作为聚苯胺类,例如可举出:聚(苯胺)、聚(2-甲基苯胺)、聚(3-异丁基苯胺)、聚(2-苯胺磺酸)、聚(3-苯胺磺酸)等。
(a1)成分和其他的π共轭体系导电性高分子通过公知的化学氧化聚合方法、电解聚合法而获得。在前者情况下,可举出在含有前体单体、掺杂物和氧化剂的溶液中合成导电性高分子的方法;在后者情况下,可举出在含有前体单体和掺杂物的溶液中浸渍支撑电极,并在其上形成导电性高分子的方法。另外,在聚合时,可将水、后述的(D)成分用作溶剂。
作为氧化剂,可举出:金属盐系氧化剂〔氯化亚铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铜、氯化铝等〕、非金属盐系氧化剂〔过氧二硫酸铵、过氧二硫酸钠、过氧二硫酸钾、三氟化硼、臭氧、过氧化苯甲酰、氧等〕等。
作为(a2)成分的含磺基阴离子基的聚合物是在成分(a1)中的掺杂成分,具体而言,可不受特别限定地使用磺酸系聚合性单体的均聚物、磺酸系聚合性单体与不含磺酸基的聚合性单体的共聚物等各种公知的物质。此外,所谓“磺基阴离子基”意思是作为阴离子性官能团的磺基或单取代磺基酯基。另外,该“单取代磺基酯基”是指磺基酯基中的羟基上的氢被烷基(碳原子数为1~20左右)取代而得的基团。
作为磺酸系聚合性单体,可举出:乙烯基磺酸、(甲基)烯丙基磺酸、苯乙烯磺酸、α-甲基苯乙烯磺酸、甲基烯丙氧基苯磺酸、烯丙氧基苯磺酸、1,3-丁二烯-1-磺酸、1-甲基-1,3-丁二烯-2-磺酸、1-甲基-1,3-丁二烯-4-磺酸、异戊二烯磺酸、(甲基)丙烯酸乙基磺酸(CH2=C(CH3)-COO-(CH2)2-SO3H)、(甲基)丙烯酸丙基磺酸(CH2=C(CH3)-COO-(CH2)3-SO3H)、(甲基)丙烯酸-叔丁基磺酸(CH2=C(CH3)-COO-C(CH3)2CH2-SO3H)、(甲基)丙烯酸-正丁基磺酸(CH2=C(CH3)-COO-(CH2)4-SO3H)、
(甲基)丙烯酸苯磺酸(CH2=C(CH3)-COO-C6H4-SO3H)、(甲基)丙烯酸萘磺酸(CH2=C(CH3)-COO-C10H8-SO3H)、烯丙酸乙基磺酸(CH2=CHCH2-COO-(CH2)2-SO3H)、烯丙酸-叔丁酯磺酸(CH2=CHCH2-COO-C(CH3)2CH2-SO3H)、4-戊烯酸乙基磺酸(CH2=CH(CH2)2-COO-(CH2)2-SO3H)、4-戊烯酸丙基磺酸(CH2=CH(CH2)2-COO-(CH2)3-SO3H)、4-戊烯酸-正丁基磺酸(CH2=CH(CH2)2-COO-(CH2)4-SO3H)、4-戊烯酸-叔丁基磺酸(CH2=CH(CH2)2-COO-C(CH3)2CH2-SO3H)、4-戊烯酸苯磺酸(CH2=CH(CH2)2-COO-C6H4-SO3H)、4-戊烯酸萘磺酸(CH2=CH(CH2)2-COO-C10H8-SO3H)、丙烯酰胺-叔丁基磺酸、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸、环丁烯-3-磺酸、它们的盐类(钠盐等)。
作为不含有磺基阴离子的聚合性单体,例如可举出:芳香族系单体〔苯乙烯、对甲基苯乙烯、对乙基苯乙烯、对丁基苯乙烯、2,4,6-三甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基苯酚、2-乙烯基萘、6-甲基-2-乙烯基萘等〕、非脂环式二烯〔1,3-丁二烯、1-甲基-1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯、1,4-二甲基-1,3-丁二烯、1,2-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-二甲基-1,3-丁二烯、1-辛基-1,3-丁二烯、2-辛基-1,3-丁二烯、1-苯基-1,3-丁二烯、2-苯基-1,3-丁二烯、1-羟基-1,3-丁二烯等〕、非脂环式单烯〔2-羟基-1,3-丁二烯、乙烯、丙烯、1-丁烯、2-丁烯、1-戊烯、2-戊烯、1-己烯、2-己烯等〕、脂环式单烯〔环丙烯、环丁烯、环戊烯、环己烯、环庚烯、环辛烯、2-甲基环己烯等〕、咪唑系单体〔1-乙烯基咪唑、2-乙烯基吡啶、3-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、N-乙烯基-2-吡咯烷酮、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基咪唑等〕、丙烯酰胺类〔(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基甲酰胺、3-丙烯酰氨基苯硼酸等〕、胺系单体〔丙烯酰吗啉、乙烯基胺、N,N-二甲基乙烯基胺、N,N-二乙基乙烯基胺、N,N-二丁基乙烯基胺、N,N-二-叔丁基乙烯基胺、N,N-二苯基乙烯基胺、N-乙烯基咔唑等〕、其他单体〔醋酸乙烯酯、丙烯醛、甲基丙烯醛、丙烯腈、乙烯醇、氯乙烯、氟乙烯、甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚等〕等。
作为(a2)成分,从掺杂性能良好、且有助于后述的(A)成分的有机溶剂分散体的稳定性的观点出发,优选选自聚苯乙烯磺酸、聚乙烯磺酸、聚烯丙基磺酸、聚丙烯酸乙基磺酸、聚丙烯酸丁基磺酸、聚-2-丙烯酰氨基-2-甲基丙烷磺酸、聚异戊二烯磺酸、聚乙烯酸、聚苯乙烯酸、聚烯丙酸、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚-2-丙烯酰氨基-2-甲基丙酸、和聚异戊二烯酸、聚丙烯酸以及他们的盐类中的至少一种,特别优选聚苯乙烯磺酸和/或其盐(特别是钠盐)(以下总称为PSS)。
通过(a2)成分掺杂(a1)成分的方法没有特别限定,例如可举出:在(a1)成分中添加(a2)成分并以各种公知的方法搅拌混合、或制造(a1)成分时(前体单体聚合时)使(a2)成分共存在反应体系中的方法等。此外,(a1)成分和(a2)成分的用量没有特别限定,但通常相对于1重量份的(a1)成分,(a2)成分为0.5~5重量份左右。
在(A)成分以水溶液乃至水分散液的形式准备的情况下,能够根据各种公知的方法(日本特开2008-045116号公报、日本特开2008-156452号公报、日本特开2008-222850号公报、日本特开2011-208016号公报)形成有机溶剂分散体。具体而言,例如:在将PEDOT/PSS的水溶液乃至水分散液用作(A)成分的情况下,能够通过使经各种公知的干燥方法(喷雾干燥器等)干燥而得到PEDOT/PSS的蓝色固体,从而能够将其用作(A)成分。
作为(A)成分,从作为导电性高分子/掺杂物配合物的化学稳定性、导电性、由本发明的导电性组合物形成的覆膜的色相、透明性等观点考虑,特别优选由PEDOT和PSS形成的配合物(以下称为PEDOT/PSS)。PEDOT/PSS例如可使用“Clevios P”(商品名;贺利氏公司制)、“Orgacon”(商品名;日本爱克发·吉华集团(株)制)等市售品。
对于(B)成分,是以下述通式(2)表示的化合物,用作(A)成分的分散剂。而且,通过使用(B)成分,能够改善本发明的有机溶剂分散体的储藏稳定性,除此以外,也能够不损坏含有其的导电性组合物的导电性而使其储藏稳定性提高。
[化学式10]
(式(2)中,X1表示碳原子数为1~40的烷基、碳原子数为3~40的链烯基、和碳原子数为3~40的芳烷基中的任一种。此外,Y分别表示氧乙烯基、氧丙烯基、和氧乙烯-氧丙烯基中的任一个,此外,m均表示1~20中的整数。)
作为以通式(2)表示的化合物,例如可举出:N,N-聚(氧乙烯)-己胺、N,N-聚(氧丙烯)-己胺、N,N-聚(氧乙烯/氧丙烯)-己胺、N,N-聚(氧乙烯)-癸胺、N,N-聚(氧丙烯)-癸胺、N,N-聚(氧乙烯/氧丙烯)-癸胺、N,N-聚(氧乙烯)-十五烷胺、N,N-聚(氧丙烯)-十五烷胺、N,N-聚(氧乙烯/氧丙烯)-十五烷胺、N,N-聚(氧乙烯)-二十烷胺、N,N-聚(氧丙烯)-二十烷胺、N,N-聚(氧乙烯/氧丙烯)-二十烷胺、N,N-聚(氧乙烯)-二十六烷胺、N,N-聚(氧丙烯)-二十六烷胺、N,N-聚(氧乙烯/氧丙烯)-二十六烷胺、N,N-聚(氧乙烯)-三十烷胺、N,N-聚(氧丙烯)-三十烷胺、N,N-聚(氧乙烯/氧丙烯)-三十烷胺等N,N-聚(氧化烯)-烷基胺类,它们也可以将两种以上组合。
另外,也能够根据需要并用聚氧乙烯硬脂胺、聚氧乙烯月桂胺等聚氧化烯仲胺类这种(B)成分以外的胺系分散剂、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯苯乙烯基苯基醚、聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯等非胺系非离子型表面活性剂,它们也可以将两种以上组合。
(C)成分是以下述通式(3)表示的化合物之中的醇可溶性物质。通过该(C)成分的作用,由本发明的导电性组合物得到的覆膜的导电性良好,且其随时间的降低幅度减小。
[化学式11]
(式(3)中,虚线部分表示碳-碳单键或碳-碳双键,此外,X1~X7均表示选自氢、羟基和烷氧基中的一种(其中X1~X7中至少有两个羟基。)。此外,Y表示亚甲基或羰基。)
另外,作为式(3)中的烷氧基,例如可举出甲氧基、乙氧基、丙氧基等碳原子数为1~5左右的烷氧基(以下同样)。
另外,作为(C)成分,从本发明的导电性覆膜的导电性的观点考虑,更优选X1~X7中三~五个是羟基的(C)成分,特别优选以下述通式(3-1)表示的化合物。后者化合物被认为在本发明的有机溶剂分散体中捕捉来自所述(A)成分的过渡金属离子(铁、铜、镁等),其结果,由使用该有机溶剂分散体的导电性组合物得到的覆膜的导电性的随时间的降低幅度减小。
[化学式12]
(通式(3-1)中,虚线部分表示碳-碳单键或碳-碳双键,此外,X1表示羟基或烷氧基。此外,X3、X4和X5中任一个为羟基,剩下的两个分别为氢或羟基。此外,Y表示亚甲基或羰基。)
另外,以所述式(3-1)表示的化合物之中,利用以下述式(3-2)~式(3-4)表示的化合物、尤其是以下述式(3-2)表示的化合物,会使本发明所涉及的导电性覆膜的导电性的随时间的降低幅度减小,因而优选。
[化学式13]
(式(3-2)中,X1表示羟基或烷氧基。)
[化学式14]
(式(3-3)中,X1表示羟基或烷氧基。)
[化学式15]
(式(3-4)中,X1表示羟基或烷氧基。)
另外,以式(3)表示的化合物之中的醇可溶性物质作为(C)成分是因为本发明的有机溶剂分散体以含有醇类((d1)成分)的有机溶剂((D)成分)作为分散介质。因此,即使是以式(3)表示的化合物或与其结构上类似的化合物,非醇可溶性物质也不包含在(C)成分中。作为这种物质,例如可举出式(3)的X1~X7中的任一个或两个以上为糖苷基(例如-ORha(Rha表示鼠李糖残基)、-ORu(Ru为以芸香糖基(β-芸香糖残基)表示的基团)的物质,但由于该物质糖苷基部位的亲水性强,难以溶在(D)成分中,因而难以达到本发明所期望的效果。
另外,本说明书中“醇可溶性”是指该在常温下溶于醇溶剂(特别是乙醇)而水中难溶或不溶。具体而言,是指:在将该化合物制成乙醇/水=9/1(重量比)的混合溶剂的1%溶液(25℃)时,该溶液呈现没有混浊的透明外观,但在制成乙醇/水=8/2(重量比)的混合溶剂的1%溶液(25℃)时,该溶液中产生不溶物并产生混浊。
作为构成(D)成分的(d1)成分,例如可举出:非醚系一元醇〔甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇等〕、非醚系二醇〔乙二醇、新戊二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二乙二醇和二丙二醇等〕、醚系醇〔二恶烷、二乙基醚、乙二醇二烷基醚、丙二醇二烷基醚、丙二醇单甲醚、聚乙二醇二烷基醚和聚丙二醇二烷基醚等〕等,它们也可以将两种以上组合。它们之中,如果使用非醚系二醇、特别是乙二醇,则会提高本发明的导电性覆膜的导电性。另外,(d1)成分占据(D)成分的量没有特别限制,通常为95~99.5重量%左右,优选97~100重量%左右,更优选100重量%。
在(D)成分中,作为(d1)成分以外的溶剂(以下称为(d2)成分),例如可包含酮类、脂环族烃类、含氮化合物系溶剂、含硫化合物系溶剂等。具体而言,作为该酮类,可举出丙酮、甲基乙基酮等,作为该芳香族烃类,可举出苯、甲苯、二甲苯等,作为该脂环族烃类,可举出环己烷、甲基环己烷等,作为该酯类,可举出甲酸乙酯、乙酸乙酯等,作为腈类,可举出乙腈、戊二腈、甲氧基乙腈、丙腈、苄腈等,作为该含氮化合物系溶剂,可举出N-甲基-2-吡咯烷酮、3-甲基-2-恶唑烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等,作为该含硫化合物系溶剂,可举出二甲基亚砜、六亚甲基磷酰三胺等,它们也可以将两种以上组合。
本发明的有机溶剂分散体是将(A)成分、(B)成分和(C)成分配合在(D)成分中,通过各种公知的方法分散、混合而得到的。另外,各成分的添加顺序没有特别限定。此外,作为分散、混合方法,可使用各种公知的分散装置(乳化分散机、超声波分散机等)。
另外,本发明的有机溶剂分散体中(A)成分、(B)成分、(C)成分和(D)成分的含量也没有特别限定,但若考虑该有机溶剂分散体的储藏稳定性、利用该有机溶剂分散体得到的导电性组合物的储藏稳定性、以及由该导电性组合物得到的覆膜的导电性和其随时间的稳定性等,通常为以下。(其中,(D)成分以外的成分为固体成分换算。)
(A)成分:0.01~2重量%左右,优选0.02~1重量%;
(B)成分:0.01~2重量%左右,优选0.02~1重量%;
(C)成分:0.01~5重量%左右,优选0.01~1重量%;
(D)成分:95~99.5重量%左右,优选97~99.95重量%。
本发明的有机溶剂分散体的固体成分浓度没有特别限定,可根据其用途适当决定,但通常为0.5~10重量%左右,优选为3~8重量%左右。
另外,该有机溶剂分散体是以所述有机溶剂作为溶剂的非水系的组合物。然而,例如在将市售的PEDOT/PSS水溶液乃至分散液用作(A)成分的情况下,有时来自该物质的水不可避免地混入。这种情况下,该有机溶剂分散体中的水的含量通常为5重量%以下的范围,优选为3重量%以下,更优选为1重量%以下,而且实际上宜为0重量%。
另外,该有机溶剂分散体中的(A)成分的粒径没有特别限定,通常其平均一次粒径为10~500nm左右,如果考虑该有机溶剂分散体的储藏稳定性等,则优选10~50nm左右。
<关于导电性组合物>
本发明的导电性组合物是含有所述(A)成分、(B)成分和(C)成分以及所述(D)成分、和选自活性能量射线自由基聚合型化合物(α)(以下称为成分(α))、环氧树脂(β)(以下称为(β)成分)、和非活性能量射线自由基聚合型丙烯酸共聚物(γ)(以下称为成分(γ))中的一种粘结剂成分的组合物。
[化学式16]
(式(1)中,A表示碳原子数为1~12的亚烷基。)
[化学式17]
(式(2)中,X1表示碳原子数为1~40的烷基、碳原子数为3~40的链烯基、和碳原子数为3~40的芳烷基中的任一种。另外,Y分别表示氧乙烯基、氧丙烯基、和氧乙烯-氧丙烯基中的任一种。另外,m均表示1~20中的整数。)
[化学式18]
(式(3)中,虚线部分表示碳-碳单键或碳-碳双键。此外,X1~X7均表示选自氢、羟基、烷氧基中的一种(其中X1~X7中至少两个是羟基。)。此外,Y表示亚甲基或羰基。)
本发明的第一方式的导电性组合物为将(α)成分用作粘结剂成分的。此外,该组合物所含的(A)成分、(B)成分、(C)成分和(D)成分分别与上述相同。
作为(α)成分,只要是通过紫外线、电子束等活性能量射线进行自由基聚合、形成固化覆膜的化合物,就可以没有特别限制地使用是各种公知的物质。具体而言,优选2官能~6官能的(甲基)丙烯酸酯化合物(α1)(以下称为(α1)成分)和/或在分子内具有游离的(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸系聚合物(α2)(以下称为(α2)成分)。
作为(α1)成分,例如可举出:2官能(甲基)丙烯酸化合物〔六亚甲基二醇二丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、六乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、2,2'-双(4-丙烯酰氧基二乙氧基苯基)丙烷、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸、双酚A四乙二醇二丙烯酸酯等〕、3官能(甲基)丙烯酸化合物〔三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷改性甘油三丙烯酸酯、环氧丙烷改性甘油三丙烯酸酯、ε己内酯改性三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯等〕、4官能(甲基)丙烯酸化合物〔双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇乙氧基四丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯等〕、5官能以上的(甲基)丙烯酸化合物〔二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、聚季戊四醇聚丙烯酸酯等〕等,它们可以单独使用一种,或者将两种以上组合使用。
另外,作为(α1)成分的其他的例子,除此以外也可使用各种改性型多官能(甲基)丙烯酸酯化合物,例如聚氨酯聚丙烯酸酯、聚酯聚丙烯酸酯、环氧聚丙烯酸酯等。
作为所述聚氨酯丙烯酸酯,可举出:通过对于各种公知的使多元醇与聚异氰酸酯进行氨基甲酸乙酯化反应而得到的异氰酸酯基末端预聚物、进一步使含羟基的(甲基)丙烯酸酯进行氨基甲酸乙酯化反应而得到的丙烯酸酯低聚物、使多元醇与异氰酸酯末端预聚物进行反应而得到的丙烯酸酯低聚物等。
作为该多元醇,例如可举出:聚酯多元醇、聚亚烷基二醇、聚碳酸酯多元醇等高分子量多元醇,它们也可以将两种以上组合。
所述聚酯多元醇例如可举出各种公知的二羧酸与低分子二醇的缩聚物(聚酯二醇),作为该二羧酸,例如可举出:琥珀酸、己二酸、癸二酸、富马酸、马来酸、衣康酸、中康酸、柠康酸、粘康酸、邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、内次甲基四氢邻苯二甲酸、甲基内次甲基四氢邻苯二甲酸以及它们的酸酐等。此外,作为该低分子量二醇,例如可举出:乙二醇、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、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、环己烷-1,4-二甲醇、1,2-和1,4-环己二醇、2-乙基-2-丁基丙二醇等。它们也可以将两种以上组合。
另外,作为所述聚酯多元醇,除此以外可举出通过以所述低分子二醇为引发剂使各种公知的内酯类进行开环反应而得到的加聚产物(聚酯二醇)等。作为该内酯类,例如可举出:γ-丁内酯、δ-戊内酯、ε-己内酯等。它们也可以将两种以上组合。
作为所述聚亚烷基二醇,例如可举出:各种公知的聚乙二醇、聚丙二醇、聚(乙烯/丙烯)二醇等聚亚烷基二醇等,它们也可以将两种以上组合。
作为所述聚碳酸酯多元醇,例如可举出:选自碳酸二甲酯、碳酸二苯酯和碳酸亚乙酯等中的一种低分子量碳酸酯化合物与所述低分子二醇的缩合反应产物等。
作为所述聚异氰酸酯,可举出2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、1,3-二甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯、3-甲基-二苯基甲烷二异氰酸酯、或1,5-萘二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯化合物;二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等脂肪族二异氰酸酯;它们的2~6聚体等,它们也可以将两种以上组合。
作为所述含羟基的单(甲基)丙烯酸酯化合物,可举出:(甲基)丙烯酸1-羟基甲酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸羟基环己酯、(甲基)丙烯酸4-(羟甲基)环己基甲酯、2-羟基丙酸4-(羟甲基)环己基甲酯、(甲基)丙烯酸羟基苯酯等,它们也可以将两种以上组合。
作为所述含异氰酸酯的单(甲基)丙烯酸酯化合物,可以举出:(甲基)丙烯酸2-异氰酸酯基乙酯、1,1-(双丙烯酰氧基甲基)乙基异氰酸酯等,它们也可以将两种以上组合。
作为所述聚酯聚丙烯酸酯,可以举出:对于使所述将二羧酸与低分子二醇进行酯化反应而得到的羟基末端聚酯、进一步使含羧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物进行酯化反应而得到的丙烯酸酯低聚物;对使所述二羧酸与二醇化合物进行反应而得到的羧基末端聚酯、进一步使所述含羟基的单(甲基)丙烯酸酯化合物进行酯化反应而得到的丙烯酸酯低聚物等。
作为所述含羧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物,例如可举出:丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸(酐)、富马酸、巴豆酸等,它们也可以将两种以上组合。
作为所述环氧聚丙烯酸酯,例如可举出:使所述含羧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物与在一个分子中具有至少两个环氧基的环氧树脂(化合物)进行加成反应而得到的丙烯酸酯低聚物。
作为所述环氧树脂(化合物),例如可举出:双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚型环氧树脂、苯酚线型酚醛清漆型环氧树脂、甲酚线型酚醛清漆型环氧树脂、双酚A型线型酚醛清漆型环氧树脂、萘二酚型环氧树脂、苯酚二环戊二烯线型酚醛清漆型环氧树脂、它们的氢化物;3',4'-环氧环已甲酸3,4-环氧环己基甲酯、1,2-环氧-乙烯基环己烯、双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯、1-环氧乙基-3,4-环氧环己烷、1,2:8,9-二-环氧苧烯、3,4-环氧环己基甲醇、二聚环戊二烯环氧化物、2,2-双(羟甲基)-1-丁醇的1,2-环氧-4-(2-环氧乙烷基)环己烯加成物(大赛璐化学工业(株)制,商品名“EHPE-3150”)等脂环式环氧树脂,它们也可以将两种以上组合。此外,作为脂环式环氧树脂之中低聚物型的树脂,例如可举出:环氧化丁烷四羧酸四-(3-环己烯基甲基)修饰ε-己内酯(例如大赛璐化学工业(株)制,商品名“EPOLEAD-GT401”)等将脂环烯烃环氧化而得到的环氧树脂等。
作为(α2)成分,只要是在分子内具有游离的(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸系聚合物(以下称为(甲基)丙烯酸系聚合物),就能够没有特别限定地使用各种公知的物质。另外,“(甲基)丙烯酸系聚合物”意思是(甲基)丙烯酸系均聚物和/或(甲基)丙烯酸系共聚物。作为(α2)成分,具体而言,例如可举出选自以下的(α2-1)成分~(α2-4)成分中的至少一种。
(α2-1)成分:为以下的丙烯酸系聚合物:是在侧链具有烷基酯基和环氧基的(甲基)丙烯酸系聚合物和/或在侧链具有环氧基而不具有烷基酯基的(甲基)丙烯酸系聚合物(以下称为(α2-1’)成分)、与所述含羧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物的加成反应产物,并在分子内具有游离的(甲基)丙烯酰基和羟基。
(α2-2)成分:为以下的丙烯酸系聚合物:是在侧链具有烷基酯基和羧基的(甲基)丙烯酸系聚合物和/或在侧链具有羧基而不具有烷基酯基的(甲基)丙烯酸系聚合物(以下称为(α2-2’)成分)、与所述含环氧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物的酯化反应产物,并在分子内具有游离的(甲基)丙烯酰基与羟基。
(α2-3)成分:为以下的(甲基)丙烯酸系聚合物:是在侧链具有烷基酯基和异氰酸酯基的(甲基)丙烯酸系聚合物和/或在侧链具有异氰酸酯基而不具有烷基酯基的(甲基)丙烯酸系聚合物(以下称为(α2-3’)成分)、与所述含羟基的单(甲基)丙烯酸酯化合物的氨基甲酸乙酯化反应产物,并在分子内具有氨基甲酸乙酯键和游离的(甲基)丙烯酰基。
(α2-4)成分:为以下的(甲基)丙烯酸系聚合物:是在侧链具有烷基酯基以及羟基和羧基的(甲基)丙烯酸系聚合物、和/或在侧链具有羟基而不具有烷基酯基的(甲基)丙烯酸系聚合物(以下称为(α2-4’)成分)、与所述含异氰酸酯基的单(甲基)丙烯酸酯化合物的氨基甲酸乙酯化反应产物,并在分子内具有氨基甲酸乙酯键和游离的(甲基)丙烯酰基。
作为属于(α2-1)成分的前体聚合物的(α2-1’)成分,例如可举出:仅由所述含环氧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物得到的均聚物、由所述含环氧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物和含烷基酯基的单(甲基)丙烯酸酯化合物而得到的二元共聚物、在该均聚物或二元共聚物中进一步使其他单体为构成成分的三元共聚物等。
作为该含烷基酯基的单(甲基)丙烯酸酯化合物,例如可举出:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等,它们也可以将两种以上组合。
作为该其他的单体,例如可举出:所述含羟基的单(甲基)丙烯酸酯化合物、酰胺系单体〔(甲基)丙烯酰胺、N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N'-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基甲酰胺等〕、琥珀酰亚胺单体〔N-(甲基)丙烯酰氧亚甲基琥珀酰亚胺(N-(meth)acryloyloxymethylene succinimide)、N-(甲基)丙烯酰基-6-氧基六亚甲基琥珀酰亚胺(N-(meth)acryloyl-6-oxyhexamethylene succinimide)、N-(甲基)丙烯酰基-8-氧基八亚辛基琥珀酰亚胺(N-(meth)acryloyl-8-oxyoctamethylene succinimide)〕、含紫外吸收单元的单(甲基)丙烯酸酯〔2-[2'-羟基-5'-(甲基丙烯酰氧基乙基)苯基]-2H-苯并三氮唑、2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基丙烯酰氧基乙基苯基)-2H-苯并三氮唑、2-[2'-(甲基)丙烯酰氧基-5'-甲基苯基]苯并三氮唑、2-[2'-(甲基)丙烯酰氧基-5'-叔辛基苯基]苯并三氮唑、2-[2'-(甲基)丙烯酰氧基-3',5'-二叔丁基苯基]苯并三氮唑、2-羟基-4-(甲基丙烯酰氧基乙氧基)二苯甲酮、2-羟基-4-(丙烯酰氧基乙氧基)二苯甲酮、2-羟基-4-甲基丙烯酰氧基甲氨基二苯甲酮、2-羟基-4-(甲基丙烯酰氧基甲氧基)二苯甲酮、2-羟基-4-甲基丙烯酰氧基甲基二苯甲硫酮、2-(甲基)丙烯酰氧基-4-甲氧基二苯甲酮、2-(甲基)丙烯酰氧基-2'-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2'-二(甲基)丙烯酰氧基-4-甲氧基二苯甲酮、2,2'-二(甲基)丙烯酰氧基-4,4'-二甲氧基二苯甲酮、2-(甲基)丙烯酰氧基-4-甲氧基-2'-羧基二苯甲酮、2-羟基-4-[3-(甲基)丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基]二苯甲酮、2,2'-二羟基-4-[3-(甲基)丙烯酰氧基-2-羟基丙氧基]二苯甲酮等二苯甲酮化合物;2-(4,6-二苯基-1,2,5-三嗪-2-基)-5-(甲基丙烯酰氧基乙氧基)-苯酚等〕、乙酸乙烯酯、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基羧酸酰胺类、苯乙烯、N-乙烯基己内酰胺、(甲基)丙烯腈等。
在所述二元共聚体中,含烷基酯基的单(甲基)丙烯酸酯化合物与含环氧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物的使用重量比、或含环氧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物与其他的单体的使用重量比没有特别限定,但通常依次为1:99~95:5左右的范围。此外,所述三元共聚物情况下,所述其他的单体的用量相对于所述含烷基酯基的单(甲基)丙烯酸酯化合物和含环氧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物的合计重量,通常为1~95%左右的范围。
(α2-1’)成分的制造条件没有特别限定,可采用各种公知的聚合反应。具体而言例如能够通过各种公知的自由基聚合引发剂的存在下使原料单体通常在40~150℃左右的温度下进行(共)聚合反应2~12小时左右而得到。此外,聚合反应时能够使用过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化苯甲酰、过氧化二枯基、月桂基过氧化物、2,2'-偶氮二异丁腈、二甲基-2,2'-偶氮二异丁腈等自由基聚合引发剂、月桂基硫醇、十二烷基硫醇、2-巯基苯并噻唑、溴三氯甲烷等链转移剂、所述(D)成分(有机溶剂)。
对于得到的(α2-1’)成分与含羧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物的加成反应,通常可在无溶剂或不与两成分反应的有机溶剂的存在下,以80~120℃左右的温度实施。此外,两种成分的用量也没有特别限定,但通常是,含羧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物相对于1摩尔(α2-1’)成分中的环氧基的用量为1.0~1.1摩尔左右的范围。
此外,在加成反应时,可使用甲基苯醌、氢醌、三甲基氢醌、N-亚硝基苯基羟胺等聚合抑制剂,或用空气对反应体鼓泡。
这种方式获得的(α2-1)成分的物性没有特别限定,但重均分子量(称为利用凝胶渗透色谱法的聚苯乙烯换算值。以下相同。)通常为3,000~50,000左右。
作为属于(α2-2)成分的前体聚合物的(α2-2’)成分,例如可举出:仅由所述含羧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物而得到的均聚物、由所述含羧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物和所述含烷基酯基的单(甲基)丙烯酸酯化合物而得到的二元共聚物、在该均聚物或二元共聚物中使所述其他单体为进一步的构成成分的三元共聚物等。
在所述二元共聚体中,含烷基酯基的单(甲基)丙烯酸酯化合物与含羧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物的使用重量比、或所述含羧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物与其他单体的使用重量比没有特别限定,但通常是依次为1:99~95:5左右的范围。此外,所述三元共聚物情况下,所述其他单体的用量相对于所述含烷基酯基的单(甲基)丙烯酸酯化合物和含羧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物的合计重量,通常是为1~95%左右的范围。
(α2-2’)成分的制造条件也没有特别限定,可以与所述(α2-1’)成分的制造条件相同。此外,得到的(α2-2’)成分与含环氧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物的加成反应的条件与所述(α2-1’)成分与含羧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物的反应条件相同。此外,含环氧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物相对于1摩尔(α2-2’)成分中的羧基的用量也没有特别限定,但通常是为0.9~1.0摩尔左右的范围。这种方式获得的(α2-2)成分的物性也没有特别限定,重均分子量通常为3,000~50,000左右。
作为属于(α2-3)成分的前体聚合物的(α2-3’)成分,例如可举出:仅由所述含异氰酸酯基的单(甲基)丙烯酸酯化合物得到的均聚物、由所述含异氰酸酯基的单(甲基)丙烯酸酯化合物和含烷基酯基的单(甲基)丙烯酸酯化合物得到的二元共聚物、在该均聚物或二元共聚物中进一步使其他单体(其中所述含羟基的单(甲基)丙烯酸酯化合物除外)为构成成分的三元共聚物等。
在所述二元共聚体中,含烷基酯基的单(甲基)丙烯酸酯化合物与含异氰酸酯基的单(甲基)丙烯酸酯化合物的使用重量比、或含异氰酸酯基的单(甲基)丙烯酸酯化合物与其他单体的使用重量比没有特别限定,但通常是依次为1:99~95:5左右的范围。此外,所述三元共聚物情况下,所述其他单体的用量相对于所述含烷基酯基的单(甲基)丙烯酸酯化合物和含异氰酸酯基的单(甲基)丙烯酸酯化合物的合计重量,通常是为1~95%左右的范围。
对于(α2-3’)成分与含羟基的单(甲基)丙烯酸酯化合物的反应(氨基甲酸乙酯化反应),可通常在无溶剂或不与两成分反应的有机溶剂的存在下,以60~120℃左右的温度实施。此外,两种成分的用量也没有特别限定,但通常含羟基的单(甲基)丙烯酸酯化合物相对于1摩尔(α2-3’)成分中的异氰酸酯基的用量是为1.0~1.1摩尔左右的范围。此外,在氨基甲酸乙酯化反应时,能够并用二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、辛基酸铋等有机金属催化剂、三乙胺、三乙二胺等有机胺、其盐等胺催化剂等各种公知的氨基甲酸乙酯化催化剂。
这种方式获得的(α2-3)成分的物性没有特别限定,但重均分子量通常为3,000~50,000左右。
作为属于(α2-4)成分的前体聚合物的(α2-4’)成分,例如可举出:仅由所述含羟基的单(甲基)丙烯酸酯化合物而得到的均聚物、由所述含羟基的单(甲基)丙烯酸酯化合物和含烷基酯基的单(甲基)丙烯酸酯化合物而得到的二元共聚物、在该均聚物或二元共聚物中进一步使其他单体(其中所述含异氰酸酯基的单(甲基)丙烯酸酯化合物除外,包含所述含羧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物和含环氧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物)为构成成分的三元共聚物等。
在该二元共聚体中,含烷基酯基的单(甲基)丙烯酸酯化合物与含羟基的单(甲基)丙烯酸酯化合物的使用重量比、或含羟基的单(甲基)丙烯酸酯化合物与其他单体的使用重量比没有特别限定,但通常是依次为1:99~90:10左右的范围。此外,所述三元共聚物情况下,所述其他单体的用量相对于所述含烷基酯基的单(甲基)丙烯酸酯化合物和含羟基的单(甲基)丙烯酸酯化合物的合计100mol%,通常是为1~95mol%左右的范围。
对于(α2-4’)成分与含异氰酸酯基的单(甲基)丙烯酸酯化合物的反应(氨基甲酸乙酯化反应),与所述(α2-3’)成分与含羟基的单(甲基)丙烯酸酯的反应的情况相同。此外,含环氧基的单(甲基)丙烯酸酯化合物相对于1摩尔(α2-4’)成分中的羟基的用量也没有特别限定,但通常是为0.9~1.0摩尔左右的范围。这种方式获得的(α2-4)成分的物性也没有特别限定,但重均分子量通常为3,000~50,000左右。
另外,在含有(α)成分的本发明的导电性组合物中,可进一步含有光聚合引发剂。具体而言,例如可举出:1-羟基-环己基-苯基酮、2,2-二甲氧基-1,2-苯基乙烷1-酮、1-环己基苯基酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯基]-2-羟基-2-甲基-1-丙烷-1-酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁酮-1、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦、4-甲基二苯甲酮等,它们可以单独使用一种,或者将两种以上组合使用。
第1方式的导电性组合物的制备方法没有特别限定,可以使本发明的有机溶剂分散体与(α)成分用通过各种公知的方法分散、混合。此外,也可以将所述(A)成分、(B)成分、(C)成分和(α)成分、以及根据需要使用的所述光聚合引发剂配合在(D)成分中,以各种公知的方法使其分散、混合。另外,后者情况下,溶质成分的添加顺序没有特别限定。另外,通过后者方法获得的导电性组合物结果上可以说是含有本申请发明的有机溶剂分散体的导电性组合物。
该导电性组合物中(A)成分、(B)成分、(C)成分(α)成分和光聚合引发剂的含量没有特别限定,可根据用途适当设定,通常如下。(其中全部组分的合计没有超过100重量%的情况。另外,(D)成分以外的成分为固体成分换算。)
(A)成分:0.01~2重量%左右,优选0.02~1.5重量%;
(B)成分:0.01~2重量%左右,优选0.02~1.5重量%;
(C)成分:0.01~10重量%左右,优选0.01~5重量%;
(D)成分:70~99.95重量%左右,优选80~99.5重量%;
成分(α):0.01~29.95重量%左右,优选0.02~29重量%;
光聚合引发剂:0.01~3重量%左右,优选0.02~2重量%。
本发明的第二方式的导电性组合物是将(β)成分用作粘结剂成分的组合物。另外,该组合物所含的(A)成分、(B)成分、(C)成分和(D)成分分别与上述的相同。
作为(β)成分,只要是在分子内具有至少两个环氧基的环氧树脂(化合物),就能够没有特别限定地使用各种公知的树脂(化合物)。具体而言,例如可举出:选自芳香族环氧树脂、脂环式环氧树脂和脂肪族系环氧树脂中至少一种。其中,从固化覆膜的硬度和透明性两者优异的方法考虑,优选脂环式环氧树脂。
作为所述芳香族系环氧树脂,例如可举出:双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂等双酚型环氧树脂,苯酚线型酚醛清漆型环氧树脂、甲酚线型酚醛清漆型环氧树脂等线型酚醛清漆型环氧树脂;三苯酚甲烷型环氧树脂、三苯酚丙烷型环氧树脂等三苯酚烷烃型环氧树脂;苯酚芳烷基型环氧树脂、联苯芳烷基型环氧树脂、均二苯代乙烯型环氧树脂、萘型环氧树脂、联苯型环氧树脂、环戊二烯型环氧树脂等,它们也可以将两种以上组合。
作为所述脂环式环氧树脂,具体而言,例如优选将脂环烯烃环氧化得到的环氧树脂和/或氢化环氧树脂。作为前者,例如可举出:3’,4’-环氧环已烷羧酸3,4-环氧环己基甲酯、1,2-环氧-乙烯基环己烯、双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯、1-环氧乙基-3,4-环氧环己烷、1,2:8,9-二环氧苧烯、3,4-环氧环己基甲醇、二聚环戊二烯环氧化物、2,2-双(羟甲基)-1-丁醇的1,2-环氧-4-(2-环氧乙烷基)环己烷加成物(例如大赛璐化学工业(株)制,商品名“EHPE-3150”)、低聚物型脂环式环氧树脂(环氧化丁烷四羧酸-四-(3-环己烯基甲基)修饰ε-己内酯(例如大赛璐化学工业(株)制,商品名“EPOLEAD-GT401”))等,它们也可以将两种以上组合。此外,作为氢化环氧树脂,可举出将所述芳香族系环氧树脂氢化处理而得的物质,同样地也可以组合两种以上。
作为所述脂肪族系环氧树脂,例如可举出多元醇的缩水甘油醚类,作为该多元醇,例如可举出1,4-丁二醇、1,6-己二醇、三羟甲基丙烷、环己烷二甲醇、氢化双酚、具有亚烷基二醇结构的聚烷撑二醇类等。此外,作为该聚烷撑二醇类,例如可举出聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等。此外,作为脂肪族系环氧树脂,除此以外,还可举出聚丁二烯二缩水甘油醚、环氧化油(例如“ADEKA O-130P”(环氧化大豆油)、“ADEKA O-180A”(环氧化亚麻籽油),均为(株)ADEKA制)等、二聚酸缩水甘油酯(“Epokukdo YD-171”、“Epokukdo YD-172”,均为东都化成(株)制)等。
在第2方式的导电性组合物中,可以进一步含有环氧基反应性交联剂。该物质是在使该导电性组合物热固化的情况下用于向得到的导电性覆膜提供硬度的成分,只要是容易地与环氧基进行反应的交联剂,就可举出各种公知的交联剂,例如酸酐系交联剂、咪唑系交联剂、胺系交联剂和聚硫醇系交联剂等。
作为酸酐系交联剂,例如只要是在1个分子中至少具有两个羧基的羧酸酐,就没有特别限定,例如可举出:邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、均苯四甲酸酐等芳香族系羧酸酐,马来酸酐、戊二酸酐等脂肪族系羧酸酐,六氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基桥亚甲基四氢邻苯二甲酸酐、桥亚甲基四氢邻苯二甲酸酐等脂环族系羧酸酐等。此外,它们也可以将两种以上组合。这些之中,利用六氢邻苯二甲酸酐和/或甲基六氢化邻苯二甲酸酐,固化覆膜会难以变黄,因而优选。
作为咪唑系交联剂,例如可举出:2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰基乙基-2-十一烷基咪唑鎓偏苯三酸盐、环氧咪唑加成物等,它们也可以将两种以上组合。
作为胺系交联剂,例如可举出:二乙二胺、三亚乙基四胺、二亚丙基二胺、二乙基氨基丙基胺、N-氨乙基哌嗪、间苯二胺、二氨基二苯基甲烷、以及二氨基二苯基砜等多胺,它们也可以将两种以上组合。
另外,在该导电性组合物中,可进一步含有中和剂。通过含有中和剂时,所述交联剂难以被作为强酸物质的(a2)成分消耗,从而获得高硬度的覆膜。作为中和剂,具体而言,例如可举出:氨、烷基单伯胺类〔甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、油胺、环己胺等〕、烷基单仲胺类〔二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、二环己胺等〕、烷基单叔胺类〔三甲胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、三环己胺等〕等,它们也可以将两种以上组合。这些之中,优选烷基单叔胺类和/或氨。
另外,在使该导电性组合物经活性能量射线固化的情况下,可进一步含有阳离子聚合催化剂。具体而言,例如可举出:二苯基碘鎓六氟磷酸盐、三苯基锍鎓六氟磷酸酯、碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐、四氟化硼苯基重氮鎓盐、三-4-甲基苯基锍鎓六氟砷酸盐、三-4-甲基苯基锍鎓四氟锑酸盐、二苯基碘鎓六氟磷酸盐、二苯基碘鎓六氟锑酸盐等,也可以将两种以上组合。
该导电性组合物的制备方法没有特别限定,例如可举出使本发明的有机溶剂与所述(β)成分经各种公知的方法混合、分散的方法。此外,可举出使所述(A)成分、(B)成分、(C)成分和(β)成分以及所述任意成分(交联剂、中和剂、阳离子聚合催化剂)通过各种公知的方法混合、分散在所述(D)成分中的方法。另外,各溶质成分的添加顺序没有特别限定。此外,以后者的方法得到的导电性组合物结果上可以说是含有本申请发明的有机溶剂分散体的导电性组合物。
本发明的导电性组合物中的各成分的含量没有特别限定,可根据用途适当设计,但通常如下。(其中,没有全部成分的合计超过100重量%的情况。另外,(D)成分以外的成分为固体成分换算。)
<使该导电性组合物热固化的情况>
(A)成分:0.01~2重量%左右,优选0.02~1重量%;
(B)成分:0.01~2重量%左右,优选0.02~1重量%;
(C)成分:0.01~5重量%左右,优选0.01~1重量%;
(D)成分:95~99.5重量%左右,优选97~99.95重量%;
(β)成分:0.01~2重量%左右,优选0.05~0.5重量%;
环氧基反应性交联剂:0~2重量%左右,优选0.01~1.0重量%;
中和剂:0~0.1重量%左右,优选0.005~0.03重量%。
<使该导电性组合物经活性能量射线固化的情况>
(A)成分:0.01~2重量%左右,优选0.02~1重量%;
(B)成分:0.01~2重量%左右,优选0.02~1重量%;
(C)成分:0.01~5重量%左右,优选0.01~1重量%;
(D)成分:95~99.5重量%左右,优选97~99.95重量%;
(β)成分:0.01~2重量%左右,优选0.05~0.5重量%;
中和剂:0~0.1重量%左右,优选0.005~0.03重量%。
环氧基反应性交联剂:0~2重量%左右,优选0.01~1.0重量%;
阳离子聚合催化剂:0.005~0.25重量%左右,优选0.05~0.2重量%。
本发明的第3方式的导电性组合物是将(γ)成分用作粘结剂成分的导电性组合物。另外,该组合物所含的(A)成分、(B)成分、(C)成分和(D)成分分别与上述的相同。
(γ)成分是使α,β不饱和羧酸类(γ1)(以下称为(γ1)成分)、和(甲基)丙烯酸烷基酯类(γ2)(以下称为(γ2)成分,除去相当于(γ3)成分的物质)、以及根据需要的(甲基)丙烯酸羟基烷基酯类(γ3)(以下称为(γ3)成分)反应而形成的共聚物,通过(γ)成分,(A)成分在该导电性组合物中的分散性提高,而且得到平滑性优异的覆膜。
作为(γ1)成分,例如可举出:丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等α,β不饱和单羧酸、马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸等α,β-不饱和二元羧酸,它们也可以将两种以上组合。这些之中,从反应性的观点考虑,优选α,β不饱和单羧酸,特别优选丙烯酸和/或甲基丙烯酸。
作为(γ2)成分,例如可举出:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异辛脂、(甲基)丙烯酸异壬基丁脂、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸烯丙基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸环己基酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸乙基卡必醇酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸羟基乙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基丁酯,它们也可以将两种以上组合。此外,作为(γ2)成分,特别优选具有碳原子数为1~20左右的烷基(其中不含羟基)的物质。
作为(γ3)成分,可举出:(甲基)丙烯酸1-羟基甲酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸羟基环己酯、(甲基)丙烯酸4-(羟甲基)环己基甲酯、2-羟基丙酸4-(羟甲基)环己基甲酯、(甲基)丙烯酸羟基苯酯等,它们也可以将两种以上组合。
(γ)成分可利用各种公知的方法得到。具体而言,例如可举出使所述(γ1)成分和(γ2)成分、以及根据需要的(γ3)成分,通常在60~180℃左右下进行自由基聚合反应(水溶液聚合、溶液聚合、整体聚合等)1~20小时左右的方法。另外,(γ1)成分、(γ2)成分和(γ3)成分的用量没有特别限定,但通常依次为5~90重量%左右、10~90重量%左右、和0~50重量%左右,优选10~70重量%左右、10~70重量%左右、和0~30重量%左右。另外,作为反应溶液,可使用脱离子水等水、所述(D)成分(丙二醇单甲基醚)等。
另外,在自由基聚合时,作为引发剂,可使用:过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾等无机过氧化物类、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二枯基、月桂基过氧化物等有机过氧化物类,2,2'-偶氮双(2-甲基丁腈)、2,2'-偶氮二异丁腈、二甲基-2,2'-偶氮双异丁酸等偶氮化合物。另外,其用量没有特别限定,但在(γ1)成分、(γ2)成分和(γ3)成分的合计为100重量%的情况下,通常为0.01~10重量%左右。
此外,能够出于调整(γ)成分的分子量的目的,使用十二烷基硫醇、2-硫基苯并噻唑、溴三氯甲烷等链转移剂。另外,其用量没有特别限定,但在(γ1)成分、(γ2)成分和(γ3)成分的合计为100重量%的情况下,通常为0.01~10重量%左右。
这样得到的(γ)成分的物性没有特别限制,但通常玻璃化转变温度(JIS-K-7121-1987)为20~300℃左右(优选40~250℃左右),酸价(JIS-K2501-2003)为1~150mgKOH/g左右(优选5~120mgKOH/g),数均分子量(利用凝胶渗透色谱的聚苯乙烯换算值)为1,000~500,000左右(优选3,000~25,000左右)。
另外,在第三方式的导电性组合物中,能够出于提高由该组合物得到的覆膜的硬度的目的,根据需要地含有羧基反应性交联剂。具体而言,例如可举出:恶唑啉系交联剂、氮丙啶系交联剂、环氧系交联剂、三聚氰胺系交联剂、异氰酸酯系交联剂等。
作为恶唑啉类交联剂,例如可举出:将2-乙烯基-2-恶唑啉、2-乙烯基-4-甲基-2-恶唑啉、2-乙烯基-5-甲基-2-恶唑啉、2-异丙烯基-2-恶唑啉、2-异丙烯基-4-甲基-2-恶唑啉、2-异丙烯基-5-乙基-2-恶唑啉等含有含恶唑啉基的乙烯基系单体的成分均聚、或者将含恶唑啉基的乙烯基系单体与其他单体共聚而得的乙烯基树脂或丙烯酸树脂等。作为市售商品,可使用(株)日本催化剂制的EPOCROS WS-300、WS-500、WS-700,EPOCROS K-2010、K-2020、K-2030等。
作为氮丙啶类交联剂,例如可举出:甘油三(1-吖丙啶基丙酸酯)、甘油三[2-甲基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、甘油三[2-乙基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、甘油三[2-丁基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、甘油三[2-丙基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、甘油三[2-戊基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、甘油三[2-己基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、甘油三[2,3-二甲基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、甘油三[2,3-二乙基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、甘油三[2,3-二丁基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、甘油三[2,3-二丙基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、甘油三[2,3-二戊基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、甘油三[2,3-二己基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、三羟甲基丙烷三(1-吖丙啶基丙酸酯)、三羟甲基丙烷三[2-甲基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、三羟甲基丙烷三[2-乙基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、三羟甲基丙烷三[2-丁基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、三羟甲基丙烷三[2-丙基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、三羟甲基丙烷三[2-戊基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、三羟甲基丙烷三[2-已基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、三羟甲基丙烷三[2,3-二甲基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、三羟甲基丙烷三[2,3-二乙基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、三羟甲基丙烷三[2,3-二丁基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、三羟甲基丙烷三[2,3-二丙基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、三羟甲基丙烷三[2,3-二戊基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、三羟甲基丙烷三[2,3-二己基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、四羟甲基甲烷三(1-吖丙啶基丙酸酯)、四羟甲基甲烷三[2-甲基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、四羟甲基甲烷三[2-乙基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、四羟甲基甲烷三[2-丁基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、四羟甲基甲烷三[2-丙基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、四羟甲基甲烷三[2-戊基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、四羟甲基甲烷三[2-己基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、四羟甲基甲烷三[2,3-二甲基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、四羟甲基甲烷三[2,3-二乙基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、四羟甲基甲烷三[2,3-二丁基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、四羟甲基甲烷三[2,3-二丙基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、四羟甲基甲烷三[2,3-二戊基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、四羟甲基甲烷三[2,3-二己基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、季戊四醇四[1-吖丙啶基丙酸酯)、季戊四醇四[2-甲基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、季戊四醇四[2-乙基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、季戊四醇四[2-丁基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、季戊四醇四[2-丙基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、季戊四醇四[2-戊基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、季戊四醇四[2-己基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、季戊四醇四[2,3-二甲基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、季戊四醇四[2,3-二乙基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、季戊四醇四[2,3-二丁基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、季戊四醇四[2,3-二丙基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、季戊四醇四[2,3-二戊基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、季戊四醇四[2,3-二己基-(1-吖丙啶基)]丙酸酯、四吖丙啶间二甲苯二胺、四吖丙啶甲基对二甲苯二胺、四甲基丙烷四吖丙啶基丙酸酯、新戊二醇二(β-吖丙啶基丙酸酯)、4,4’-异丙叉基联苯酚二(β-吖丙啶基丙酸酯)、4,4’-甲叉基联苯酚二(β-吖丙啶基丙酸酯)、4,4’-双(亚乙基亚氨基羰酰氨基)二苯基甲烷、日本特开2003-104970号中记载的化合物等。
作为环氧系交联剂,只要是在分子内至少具有两个环氧基的环氧树脂(化合物),就可以没有特别限定地使用各种公知的物质,可举出与所述(β)成分相同的物质。具体而言,特别优选:双酚A型环氧化合物、双酚S型环氧树脂、双酚F型环氧化合物、苯酚线型酚醛清漆型环氧化合物、甲酚线型酚醛清漆型环氧化合物等芳香族环氧化合物;将芳香族型环氧化合物的芳香环氢化形成脂环式结构而得的氢化环氧化合物,二氧化乙烯基环己烯环氧化物、二环戊二烯环氧化物、3,4-环氧-1-[8,9-环氧-2,4-二氧杂螺[5.5]十一烷-3-基]环己烷等环氧-[环氧-杂螺C8-15烷基]-环-12烷烃,3,4-环氧环己基甲基3’,4’-环氧环已烷羧酸酯、4,5-环氧环辛基甲基-4',5'-环氧环辛烷羧酸酯等环氧C5-12环烷基C1-3烷基-环氧C5-12环烷烃羧酸酯、双(2-甲基-3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯等脂环式环氧化合物;乙内酰脲环氧树脂等含氮环氧树脂;脂肪族系环氧树脂、缩水甘油醚型环氧树脂、联苯型环氧树脂、萘型环氧树脂等;它们可以单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。
作为三聚氰胺系交联剂,例如优选使作为低级醇的甲醇、乙醇、异丙醇等与将三聚氰胺与甲醛的缩合而得的羟甲基三聚氰胺衍生物进行反应、醚化而得的化合物以及它们的混合物。作为羟甲基三聚氰胺衍生物,例如可举出:单羟甲基三聚氰胺、二羟甲基三聚氰胺、三羟甲基三聚氰胺、四羟甲基三聚氰胺、五羟甲基三聚氰胺、六羟甲基三聚氰胺、日本特开2012-97132号中记载的三聚氰胺类化合物等。
作为异氰酸酯系交联剂,能够在将(γ3)成分(含羟基的单体)用作(γ)成分的构成单体的情况下使用,例如可举出:芳香族二异氰酸酯、脂肪族二异氰酸酯和脂环式二异氰酸酯、以及这些二异氰酸酯化合物的异氰脲酸酯体或加合体、以及他们的嵌段体。作为芳香族二异氰酸酯,可举出:甲苯二异氰酸酯、α,α,α',α'-四甲基二甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、萘二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯等。此外,作为脂肪族二异氰酸酯,可举出:六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯等。此外,作为脂环式二异氰酸酯,可举出:二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、氢化二甲苯二异氰酸酯(HYDI)、氢化甲苯二异氰酸脂等。
另外,在第三方式的导电性组合物中,考虑所述羧基反应性交联剂被作为强酸物质的(a2)成分消耗的可能性,能够含有所述中和剂。作为该中和剂,特别优选叔烷基胺类和/或氨。
该导电性组合物的制备方法没有特别限定,可举出使本发明的有机溶剂分散体与(γ)成分以各种公知的方法混合、分散的方法。此外,可举出使所述(A)成分、(B)成分和(C)成分以及所述任意成分(羧基反应性交联剂、中和剂)在所述(D)成分中混合、分散的方法。另外,在后者的情况下,溶质成分的添加顺序没有特别限定。此外,以后者方法得到的导电性组合物结果上可以说是含有本申请发明的有机溶剂分散体的导电性组合物。
各成分在本发明的导电性组合物中的含量没有特别限定,可根据用途适当设计,但通常如下。(其中,没有全部成分的合计超过100重量%的情况。另外,(D)成分以外的成分为固体成分换算。)
(A)成分:0.01~2重量%左右,优选0.02~1重量%;
(B)成分:0.01~2重量%左右,优选0.02~1重量%;
(C)成分:0.01~5重量%左右,优选0.01~1重量%;
(D)成分:95~99.5重量%左右,优选97~99.95重量%;
(γ)成分:0.01~2重量%左右,优选0.05~0.5重量%;
羧基反应性交联剂:0~2重量%左右,优选0.01~0.5重量%;
中和剂:0~0.1重量%左右,优选0.005~0.02重量%。
另外,在第一方式、第二方式和第三方式的导电性组合物中,可含有各种颜料、着色剂、光敏化剂、(C)成分以外的抗氧化剂、光稳定剂、流平剂、导电性提高物质(二甲基亚砜)等添加剂。此外,可以根据需要配合聚氨酯树脂、聚酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚丙烯树脂等各种公知的非活性能量射线固化性树脂。此外,在将在分子内具有羟基的(α2-1)成分和/或(α2-2成分)用作(α)成分时,也能够出于与该羟基交联反应的目的配合所述聚异氰酸酯化合物、其他异氰酸酯交联剂。
<关于导电性覆膜>
本发明的导电性覆膜是通过将本发明的第一方式、第二方式或第三方式的导电性组合物涂布在底材上、并进行各种固化处理而得到的。
在第一方式的导电性组合物的情况下,将该导电性组合物涂布在底材上,照射活性能量射线,由此得到目标导电性覆膜。另外,也可在照射活性能量射线前设置使所述(D)成分蒸发的干燥工序。
作为活性能量射线,可举出紫外线、电子束。作为紫外线的供给源,例如可举出高压汞灯、金属卤化物灯等,照射量通常为100~2,000mJ/cm2左右。此外,作为电子束的供给方式,例如可举出扫描式电子束照射、帘式电子束照射法等,照射能量通常为10~200kGy左右。
在第二方式的导电性组合物的情况下,将该导电性组合物涂布在底材上,经加热使其固化,或照射活性能量射线使其固化,由此得到目标导电性覆膜。另外,可以先于这些固化处理设置使(D)成分蒸发的干燥工序。
热固化的温度没有特别限定,可根据底材的种类适当设计,但通常为室温以上,在使用所述环氧基反应性交联剂的情况下,必须在加热下使交联反应进行,因此热固化的温度通常为40~180℃左右。另一方面,由照射活性能量射线带来的固化的条件与第一方式的导电性组合物的情况相同。
在第三方式的导电性组合物的情况下,将该导电性组合物涂布在底材上,使(D)成分蒸发,由此得到目标导电性覆膜。此外,使(D)成分蒸发时的温度可根据底材的种类适当设计,通常为室温以上,但在使用羧基反应性交联剂的情况下,必须在加热下使交联反应进行,因此通常为40~180℃左右。
底材没有特别限定,例如可举出:三乙酰纤维素树脂、聚酯树脂、聚烯烃树脂、聚碳酸酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚苯乙烯树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、ABS树脂、AS树脂、降冰片烯系树脂等。此外,底材的形态也没有特别限定,可以是结构体状或膜状。作为膜,可举出:三乙酰纤维素膜、聚酯膜、聚烯烃膜、聚碳酸酯膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚苯乙烯膜、环氧膜、三聚氰胺膜、ABS膜、AS膜、降冰片烯树脂系膜等,从光学特性的观点考虑,特别优选三乙酰纤维素膜。
涂布方法没有特别限定,例如可举出:棒涂布机涂布、迈耶棒涂布、气刀涂布、凹版涂布、反向凹版涂布、胶版印刷、柔性版印刷、丝网印刷法等。
实施例
以下,列举出实施例和比较率对本发明进行详细说明,本发明不限定于此。
<(A)成分的制备>
制备例1
将市售的PEDOT/PSS水分散液(商品名“Orgacon”、固体成分浓度1.2重量%。)1000g使用喷雾干燥机(制品名“GA-32”,日本雅马拓科学(株)制)进行处理(喷雾压力0.6MPa,干燥温度(摄入口)150℃),得到蓝色固体9.0g。此外,重复相同的操作,准备制备导电性组合物所必需的蓝色固体。
<(α2)成分的合成>
合成例1
在具备搅拌装置、冷却管、滴液漏斗和氮导入管的反应装置中放入甲基丙烯酸缩水甘油酯37.5g、甲基丙烯酸甲酯37.5g、甲基异丁基酮247.5g和2,2'-偶氮二异丁腈3g后,在氮气流下用约1小时将反应体系内温度升温至约85℃,并保温1小时。接着,通过预先放入了由甲基丙烯酸缩水甘油酯112.5g、甲基丙烯酸甲酯112.5g和2,2'-偶氮二异丁腈9g构成的混合液的滴液漏斗,将该混合液在氮气流下需约2小时地滴入到体系内,以同温度保温3小时后,加入2,2'-偶氮二异丁腈3g,保温1小时。之后,升温至115℃,保温2小时。接着,将反应体系冷却至60℃后,将氮导入管换成空气导入管,加入丙烯酸76g、甲基苯醌0.6g和三苯基膦1.5g混合后,在空气鼓泡下,升温至110℃。以同温度保温8小时后,冷却,以固体成分为56%的方式加入甲基异丁基酮,得到聚合物溶液。该共聚物的羟基价为76mgKOH/g(溶液)、重均分子量为17600。另外,重均分子量是使用市售的GPC装置(商品名“HLC-8220”,东曹(株)制)和市售色谱柱(商品名“TSK-GEL SUPERHZM-M”、东曹(株)制)而得到的测定值。
<第一方式的导电性组合物的制备>
实施例1
在烧杯中加入制备例1中得到的固体状的(A)成分(以下简称为P/P)7.87g和乙醇733.97g,加入胺环氧烷加成物(商品名:ETHOPROPOMEEN C18/18,LION AKZO(株)制,以下简称为EPA)7.87g作为(B)成分后,使用乳化分散机(制品名:CLEARMIX、m-technique(株)制,以下同样),以18000rpm的转速处理10分钟后,使用超声波分散机(19.6kHz,(株)Ginsen制。以下同样),以400W的输出进行10分钟处理,由此得到固体成分浓度为2.1重量%的组合物。
接着,在该组合物中添加作为(C)成分的3,4',5,5',7-五羟基黄酮(以下省略为QT)1.97g、以及作为(D)成分的乙醇24.28g和乙二醇25.00g、以及作为(α1)成分的双季戊四醇五丙烯酸酯和双季戊四醇六丙烯酸酯的混合物(商品名“M400”,东亚合成(株)制)143.86g、以及所述(α2)成分45.33g、以及市售的光聚合引发剂(制品名“IRGACURE 184”、Ciba Japan(株)制)9.84g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约19.7重量%)。另外,已知QT在水中不溶,使用乙醇/水=9/1的混合溶剂的1%溶液(25℃)呈现没有混浊的透明外观,但使用乙醇/水=8/2的混合溶剂的1%溶液(25℃)呈现混浊。
[化学式19]
(QT的结构式)
实施例2
在烧杯中加入P/P 7.87g和乙醇733.97g,添加EPA 7.87g后,在与实施例1相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为2.1重量%的组合物。接着,在该组合物中加入QT4.92g、乙醇24.63g、乙二醇25g、IRGACURE 184 9.84g、M400 141.35g、和所述(α2)成分44.54g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约19.7重量%)。另外,该组合物中的QT含量为2.5重量%(固体成分换算)。
实施例3
在烧杯中加入P/P 7.87g和乙醇733.97g,添加EPA 7.87g后,在与实施例1相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为2.1重量%的组合物。接着,在该组合物中加入QT9.84g、乙醇25.21g、乙二醇25.00g、M400 131.17g、所述(α2)成分43.23g、和IRGACURE 184 9.84g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约19.7重量%)。
实施例4
在烧杯中加入P/P 7.87g和乙醇733.97g,添加EPA 7.87g后,在与实施例1相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为2.1重量%的组合物。接着,在该组合物中加入代替QT的(2R,3S)-2-(3,4-二羟基苯基)苯并二氢吡喃-3,5,7-三醇(以下称为CQ)4.92g、乙醇24.63g、乙二醇25.00g、M400 131.17g、所述(α2)成分43.23g、和IRGACURE 184 9.84g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约19.7重量%)。
[化学式20]
(CQ的结构)
比较例1
在烧杯中加入P/P 7.87g和乙醇733.97g,添加EPA 7.87g后,在与实施例1相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为2.1重量%的组合物。接着,在该组合物中加入代替QT的没食子酸辛酯(东京化成工业(株)制)4.92g,乙醇24.64g、乙二醇25g、M400 141.35g、所述(α2)成分44.54g、以及IRGACURE 184 9.84g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约19.7重量%)。
比较例2
在烧杯中加入P/P 7.87g和乙醇733.97g,添加EPA 7.87g后,在与实施例1相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为2.1重量%的组合物。接着,在该组合物中加入代替QT的二苯甲酮紫外线吸收剂(商品名“3HBR”,岩手化工(株)制)4.92g、乙醇24.64g、乙二醇25.00g、IRGACURE 184 9.84g、M400 141.35g、以及所述(α2)成分44.54g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约19.7重量%)。
比较例3
在烧杯中加入P/P 7.87g和乙醇733.97g,添加EPA 7.87g后,在与实施例1相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为2.1重量%的组合物。接着,在该组合物中加入代替QT的没食子酸丙酯(东京化成工业(株)制)4.92g、乙醇24.64g、乙二醇25.00g、IRGACURE 184 9.84g、M400 141.35g、以及所述(α2)成分44.54g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约19.7重量%)。
比较例4
在烧杯中加入P/P 7.87g和乙醇733.97g,添加EPA 7.87g后,在与实施例1相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为2.1重量%的组合物。接着,在该组合物中加入代替QT的没食子酸十二烷基酯(东京化成工业(株)制)4.92g、乙醇24.64g、乙二醇25.00g、M400 141.35g、所述(α2)成分44.54g、以及IRGACURE184 9.84g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约19.7重量%)。
比较例5
在烧杯中加入P/P 7.87g和乙醇733.97g,添加EPA 7.87g后,在与实施例1相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为2.1重量%的组合物。接着,在该组合物中加入乙醇24.05g、乙二醇25.00g、IRGACURE 184 9.84g、M400145.53g、以及所述(α2)成分45.86g,充分搅拌,由此得到不含抗氧化剂的导电性组合物(固体成分浓度约19.7重量%)。
比较例6
在烧杯中加入P/P 7.87g和乙醇733.97g,添加EPA 7.87g后,在与实施例1相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为2.1重量%的组合物。接着,在该组合物中加入代替QT的市售氨基羧酸系螯合剂(商品名“chelest E-A”,chelest(株)制)0.98g、乙醇24.05g、乙二醇25.00g、IRGACURE 184 9.84g、M400 145.53g、以及所述(α2)成分45.86g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约19.7重量%)。
比较例7
在烧杯中加入P/P 7.87g和乙醇733.97g,添加EPA 7.87g后,在与实施例1相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为2.1重量%的组合物。接着,在该组合物中加入代替QT的市售羧酸系螯合剂(商品名“chelest MZ-8”,chelest(株)制)0.98g、乙醇24.05g、乙二醇25.00g、IRGACURE 184 9.84g、M400 145.53g、以及所述(α2)成分45.86g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约19.7重量%)。
比较例8
在烧杯中加入P/P 7.87g和乙醇733.97g,添加EPA 7.87g后,在与实施例1相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为2.1重量%的组合物。接着,在该组合物中加入代替QT的市售的羧酸系螯合剂(商品名“chelest MZ-2”,chelest(株)制)0.98g、乙醇24.05g、乙二醇25.00g、IRGACURE 184 9.84g、M400 145.53g、以及所述(α2)成分45.86g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约19.7重量%)。
比较例9
在烧杯中加入P/P 7.87g和乙醇733.97g,添加EPA 7.87g后,在与实施例1相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为2.1重量%的组合物。接着,在该组合物中加入代替QT的市售受阻酚系光稳定剂(商品名“ADEKA LA-81”,ADIKA(株)制)0.98g、乙醇24.05g、乙二醇25.00g、IRGACURE 184 9.84g、M400 145.53g、以及所述(α2)成分45.86g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约19.7重量%)。
<导电性覆膜的制作>
利用#4线棒涂布机将实施例1的导电性组合物涂布在三乙酰基纤维素膜上(计算值:膜厚1.0μm)、使其在80℃下干燥1分钟。接着,使其通过紫外线照射装置((株)Mutiply,光量300mJ/cm2,由覆膜到光源的距离10cm,通路速度6.1m/min),制作导电性覆膜。关于实施例2~4和比较例1~9所涉及的导电性组合物也同样地进行。
<导电性的评价:初期表面电阻率>
关于实施例1所涉及的试验膜,利用市售的表面电阻率计(制品名“Loresta EPMCP-T360”,三菱化学(株)制)在常温下直接测定制作后的导电性覆膜的表面电阻率(Ω/□)。此外,关于实施例2~4和比较例1~9所涉及的试验用膜也同样地进行测定初期表面电阻率。将结果示于表1。
<导电性的评价:随时间的表面电阻率(紫外线照射试验)>
对于实施例1所涉及的试验膜,用超促进耐候性试验机(制品名“U48AU”,SUGA试验机(株)制)进行试验(放射照度500W/㎡,紫外线波长388nm左右×96小时)后,在常温下测定表面电阻率,求出上升率(=紫外线照射试验后的表面电阻率/初期表面电阻率×100)。此外,关于实施例2~4及比较例1~9所涉及的试验用膜,也同样地进行测定初期表面电阻率)。将结果示于表1。
[表1]
<第二方式的导电性组合物的制备>
实施例5
在烧杯中加入制备例1中制得的P/P 4.2g和乙醇458.27g,添加EPA 4.2g后,利用所述乳化分散机以18000rpm的转速处理10min后,利用所述超声波分散机以400W的输出进行处理10分钟,由此得到固体成分浓度为1.8重量%的组合物。接着,在该组合物中加入QT0.36g、乙醇129.73g、丙二醇单甲醚300g、乙二醇100.00g、和作为(β)成分的3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环已烷羧酸酯(商品名“CELLOXIDE2021P”,(株)大赛璐化学工业制)3.24g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约1.2重量%)。
实施例6
在烧杯中加入P/P 4.2g和乙醇458.27g,添加EPA 4.2g后,在与实施例5相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为1.8重量%的组合物。接着,在该组合物中加入QT 0.36g、乙醇129.54g、丙二醇单甲醚300g、乙二醇100.00g、CELLOXIDE 2021P 3.24g、以及TEA 0.19g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约1.2重量%)。
实施例7
在烧杯中加入P/P 4.2g和乙醇458.27g,添加EPA 4.2g后,在与实施例5相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为1.8重量%的组合物。接着,在该组合物中加入QT 0.6g、乙醇129.73g、丙二醇单甲醚300g、乙二醇100.00g、以及CELLOXIDE 2021P 3.0g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约1.2重量%)。
实施例8
在烧杯中加入P/P 4.2g和乙醇458.27g,添加EPA 4.2g后,在与实施例5相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为1.8重量%的组合物。接着,在该组合物中加入QT 0.6g、乙醇129.54g、丙二醇单甲醚300g、乙二醇100.00g、CELLOXIDE 2021P 3.0g、以及TEA 0.19g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约1.2重量%)。
比较例10
在烧杯中加入P/P 4.2g和乙醇458.27g,添加EPA 4.2g后,在与实施例5相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为1.8重量%的组合物。接着,在该组合物中加入乙醇129.73g、丙二醇单甲醚300g、乙二醇100.00g、以及CELLOXIDE2021P为3.6g,充分搅拌,由此得到不含QT的导电性组合物(固体成分浓度约1.2重量%)。
比较例11
在烧杯中加入P/P 4.2g和乙醇458.27g,添加EPA 4.2g后,在与实施例5相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为1.8重量%的组合物。接着,在该组合物中加入乙醇129.54g、丙二醇单甲醚300g、乙二醇100.00g、CELLOXIDE 2021P 3.6g、以及TEA 0.19g,充分搅拌,由此得到不含QT的导电性组合物(固体成分浓度约1.2重量%)。
<导电性覆膜的制作>
利用#20线棒涂布机将实施例5所涉及的导电性组合物涂布在PET膜上(计算值:膜厚0.25μm),使其在120℃下干燥5分钟,由此得到具有导电性覆膜的试验膜。此外,关于实施例6~8和比较例10~11所涉及的导电性组合物,也同样地进行而得到试验膜。
<导电性的评价:初期表面电阻率>
关于实施例5所涉及的试验膜,使用市售的表面电阻率计(制品名“Loresta EPMCP-T360”,三菱化学(株)制)在常温下直接测定制作后的导电性覆膜的表面电阻率(Ω/□)。此外,关于实施例6~8及比较例10~11所涉及的试验膜也同样地进行测定初期表面电阻率。将结果示于表2。
<导电性的评价:随时间的表面电阻率(紫外线照射试验)>
对于实施例5所涉及的试验膜,用超促进耐候性试验机(制品名“U48AU”,SUGA试验机(株)制)进行试验(放射照度500W/㎡,紫外线波长388nm左右×96小时)后,在常温下测定表面电阻率,求出上升率(=紫外线照射试验后的表面电阻率/初期表面电阻率×100)。此外,关于实施例6~8及比较例10~11所涉及的试验膜,也同样地进行求出上升率(单位%)。将结果示于表2。
<导电性的评价:随时间的表面电阻率(加热试验)>
将实施例5所涉及的试验膜放入到80℃的恒温器中,在常温下测定放置96小时后的表面电阻率,求出上升率(=紫外线照射试验后的表面电阻率/初期表面电阻率×100)。此外关于实施例6~8及比较例10~11所涉及的试验膜,也同样地进行求出上升率(单位%)。将结果示于表2。
[表2]
<(γ)成分的合成>
合成例2
在具备搅拌装置、温度计、回流冷凝器、滴液漏斗和氮导入管的反应容器中加入丙烯酸(以下省略为AA)50.0g、甲基丙烯酸甲酯(以下省略为MMA)49.5g、和丙烯酸正丁酯(以下省略为BA)0.5g、2,2'-偶氮双(2-甲基丁腈)5.0g、丙二醇单甲醚420.0g,在氮气流中以85℃保持5小时。这样得到固体成分浓度为20重量%的丙烯酸共聚物溶液。表3中示出该丙烯酸共聚物的玻璃化转变温度(Tg)、酸价(AV)和重均分子量(Mw)。
合成例3
在与合成例2相同的反应装置中加入AA 50.0g、MMA 24.5g、BA 25.0g、甲基丙烯酸-2-羟乙酯(以下省略为HEMA)0.5g、和2,2'-偶氮双(2-甲基丁腈)5.0g、以及丙二醇单甲醚420.0g,在氮气流中以85℃保持5小时,由此得到固体成分浓度为20重量%的丙烯酸共聚物(C2)的溶液。表3中示出该丙烯酸共聚物的玻璃化转变温度(Tg)、酸价(AV)和重均分子量(Mw)。
另外,玻璃化转变温度是由市售的测定装置(商品名“DSC6200”,SII(株)制)得到的测定值。此外,酸价是以JIS-K2501-2003的方法为基准而得到的测定值。此外,Mw是使用市售GPC装置(制品名“HLC-8220”,东曹(株)制)和市售色谱柱(商品名“TSK-GEL SUPERHZM-M”,东曹(株)制)而得到的测定值。
[表3]
<第三方式的导电性组合物的制备>
实施例9
在烧杯中加入制备例1中制得的P/P 2.1g和乙醇229.13g,添加EPA 2.1g后,利用所述乳化分散机以转速18000rpm处理10min后,利用所述超声波分散机以400W的输出处理10分钟,由此得到固体成分浓度为1.8重量%的组合物。接着,加入QT 0.18g、乙醇164.87g、丙二醇单甲醚495.75g、乙二醇100.00g、所述合成例2中得到的丙烯酸共聚物溶液3.38g、恶唑啉系交联剂(商品名“EPOCROS WS-500”,日本催化剂(株)制、固体成分浓度为39.3%、以下省略为“OXZ”)2.4g、和TEA 0.095g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约0.6重量%)。
比较例12
在烧杯中加入P/P 2.1g和乙醇229.13g,添加EPA 2.1g后,在与实施例9相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为1.8重量%的组合物。接着,在该组合物中加入市售的磷类抗氧化剂(商品名“SIPOMER PAM 4000”,RhodiaNicca(株)制,以下称为PAM 4000)0.18g、乙醇164.87g、丙二醇单甲醚495.75g、乙二醇100.00g、所述合成例2中得到的丙烯酸共聚物溶液3.38g、OXZ 2.4g、和TEA 0.095g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约0.6重量%)。
比较例13
在烧杯中加入P/P 2.1g和乙醇229.13g,添加EPA 2.1g后,在与实施例9相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为1.8重量%的组合物。接着,在该组合物中加入市售的磷类抗氧化剂(商品名“ADEKA C”,ADEKA(株)制)0.18g、乙醇164.87g、丙二醇单甲醚495.75g、乙二醇100.00g、所述合成例2中得到的丙烯酸共聚物溶液3.38g、OXZ 2.4g、和TEA 0.095g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约0.6重量%)。
比较例14
在烧杯中加入P/P 2.1g和乙醇229.13g,添加EPA 2.1g后,在与实施例9相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为1.8重量%的组合物。接着,在该组合物中加入市售的磷类抗氧化剂(商品名“ADEKA 3010”,ADEKA(株)制)0.18g、乙醇164.87g、丙二醇单甲醚495.75g、乙二醇100.00g、所述合成例2中得到的丙烯酸共聚物溶液3.38g、OXZ 2.4g、和TEA 0.095g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约0.6重量%)。
比较例15
在烧杯中加入P/P 2.1g和乙醇229.13g,添加EPA 2.1g后,在与实施例9相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为1.8重量%的组合物。接着,在该组合物中加入市售的酚系抗氧化剂(商品名“AO-80”,ADEKA(株)制)0.18g、乙醇164.87g、丙二醇单甲醚495.75g、乙二醇100.00g、所述合成例2中得到的丙烯酸共聚物溶液3.38g、OXZ 2.4g、和TEA 0.095g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约0.6重量%)。
比较例16
在烧杯中加入P/P 2.1g和乙醇229.13g,添加EPA 2.1g后,在与实施例9相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为1.8重量%的组合物。接着,在该组合物中加入市售的硫类抗氧化剂(商品名“AO-503”,ADEKA(株)制)0.18g、乙醇164.87g、丙二醇单甲醚495.75g、乙二醇100.00g、所述合成例2中得到的丙烯酸共聚物溶液3.38g、OXZ 2.4g、和TEA 0.095g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约0.6重量%)。
比较例17
在烧杯中加入P/P 2.1g和乙醇229.13g,添加EPA 2.1g后,在与实施例9相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为1.8重量%的组合物。接着,在该组合物中加入市售的二苯甲酮系紫外线吸收剂(商品名“DAINSORB P-6”,大和化成(株)制,以下称为P-6)0.18g、乙醇164.87g、丙二醇单甲醚495.75g、乙二醇100.00g、所述合成例2中得到的丙烯酸共聚物溶液3.38g、OXZ 2.4g、和TEA 0.095g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约0.6重量%)。
比较例18
在烧杯中加入P/P 2.1g和乙醇229.13g,添加EPA 2.1g后,在与实施例9相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为1.8重量%的组合物。接着,在该组合物中加入市售的苯并三氮唑系紫外线吸收剂(商品名“DAINSORB T-0”,大和化成(株)制,以下称为T-0)0.18g、乙醇164.87g、丙二醇单甲醚495.75g、乙二醇100.00g、所述合成例2中得到的丙烯酸共聚物溶液3.38g、OXZ 2.4g、和TEA 0.095g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约0.6重量%)。
比较例19
在烧杯中加入P/P 2.1g和乙醇229.13g,添加EPA 2.1g后,在与实施例9相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为1.8重量%的组合物。接着,在该组合物中加入乙醇164.87g、丙二醇单甲醚495.28g、乙二醇100.00g、所述合成例2中得到的丙烯酸共聚物溶液3.75g、OXZ 2.67g、和TEA 0.095g,充分搅拌,由此得到不含抗氧化剂的导电性组合物(固体成分浓度约0.6重量%)。
<导电性覆膜的制作>
利用#20线棒涂布机将实施例9所涉及的导电性组合物涂布在PET膜上(计算值:膜厚0.2μm),使其在120℃下干燥5分钟,由此得到具有导电性覆膜的试验膜。此外,关于比较例12~19所涉及的导电性组合物,也同样地进行而得到试验膜。
<导电性的评价:初期表面电阻率>
关于实施例9所涉及的试验膜,使用市售的表面电阻率计(制品名“Loresta EPMCP-T360”,三菱化学(株)制)在常温下直接测定制成后的导电性覆膜的表面电阻率(Ω/□)。此外,关于比较例12~19所涉及的试验膜,也同样地进行测定初期表面电阻率。将结果示于表4。
<导电性的评价:随时间的表面电阻率(紫外线照射试验)>
对于实施例9所涉及的试验膜,用超促进耐候性试验机(制品名“U48AU”,SUGA试验机(株)制)进行试验(放射照度500W/㎡,紫外线波长388nm左右×96小时)后,在常温下测定表面电阻率,求出上升率(=紫外线照射试验后的表面电阻率/初期表面电阻率×100)。此外,关于比较例12~19所涉及的试验膜,也同样地进行求出上升率(单位%)。将结果示于表4。
<导电性的评价:随时间的表面电阻率(加热试验)>
将实施例9所涉及的试验膜放入到80℃的恒温器中,在常温下测定放置96小时后的表面电阻率,求出上升率(=紫外线照射试验后的表面电阻率/初期表面电阻率×100)。此外,关于比较例12~19所涉及的试验膜,也同样地进行求出上升率(单位%)。将结果示于表4。
[表4]
实施例10
在烧杯中加入P/P 2.1g和乙醇229.13g,添加EPA 2.1g后,在与实施例9相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为1.8重量%的组合物。接着,在该组合物中加入QT 0.18g、乙醇164.87g、丙二醇单甲醚495.75g、乙二醇100.00g、所述合成例3中得到的丙烯酸共聚物溶液3.38g、OXZ 2.40g、和TEA 0.095g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约0.6重量%)。
实施例11
在烧杯中加入P/P 2.1g和乙醇229.13g,添加EPA 2.1g后,在与实施例9相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为1.8重量%的组合物。接着,在该组合物中加入作为(C)成分的CQ 0.18g、乙醇164.87g、丙二醇单甲醚495.75g、乙二醇100.00g、所述合成例3中得到的丙烯酸共聚物溶液3.38g、OXZ 2.40g、和TEA 0.095g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约0.6重量%)。另外,已知CQ在水、乙醇中难溶。
比较例20
在烧杯中加入P/P 2.1g和乙醇229.13g,添加EPA 2.1g后,在与实施例9相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为1.8重量%的组合物。接着,在该组合物中加入AO-800.18g、乙醇164.87g、丙二醇单甲醚495.75g、乙二醇100.00g、所述合成例3中得到的丙烯酸共聚物溶液3.38g、OXZ 2.4g、和TEA 0.095g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约0.6重量%)。
比较例21
在烧杯中加入P/P 2.1g和乙醇229.13g,添加EPA 2.1g后,在与实施例9相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度1.8重量%的组合物。接着,在该组合物中加入乙醇164.87g、丙二醇单甲醚495.75g、乙二醇100.00g、所述合成例3中得到的丙烯酸共聚物溶液3.75g、OXZ为2.67g、以及TEA为0.095g,通过充分搅拌得到不含抗氧化剂的导电性组合物(固体成分浓度约0.6重量%)。
比较例22
在烧杯中加入P/P 2.1g和乙醇229.13g,添加EPA 2.1g后,在与实施例9相同的条件下利用乳化分散机和超声波分散机进行处理,由此得到固体成分浓度为1.8重量%的组合物。接着,在该组合物中加入作为(C)成分的在QT的7位键合有β-芸香糖残基和在3位键合有甲氧基的化合物(以下称为QT-Ru)0.18g、乙醇164.87g、丙二醇单甲醚495.75g、乙二醇100.00g、所述合成例3中得到的丙烯酸共聚物溶液3.38g、OXZ 2.40g、和TEA 0.095g,充分搅拌,由此得到导电性组合物(固体成分浓度约0.6重量%)。此外,已知QT-Ru在水、乙醇中均难溶。
[化学式21]
(QT-Ru的结构式)
利用实施例10~11和比较例20~22的各导电性组合物,以上述同样的方法制作试验膜,并评价覆膜的导电性。将结果示于表5。
[表5]
Claims (17)
1.一种有机溶剂分散体,其特征在于,含有:由具有以下述通式(1)表示的结构的聚噻吩(a1)和含磺基阴离子基的聚合物(a2)构成的导电性高分子/聚阴离子配合物(A)、以下述通式(2)表示的胺化合物(B)、以下述通式(3)表示的化合物之中的醇可溶性的物质(C)、及含有醇类(d1)的有机溶剂(D),
式(1)中,A表示碳原子数为1~12的亚烷基,
式(2)中,X1表示碳原子数为1~40的烷基、碳原子数为3~40的链烯基、和碳原子数为3~40的芳烷基中的任一种,另外,Y分别表示氧乙烯基、氧丙烯基、和氧乙烯-氧丙烯基中的任一种,另外,m均表示1~20中的整数,
式(3)中,虚线部分表示碳-碳单键,此外,X1~X7均表示选自氢、羟基和烷氧基中的一种,其中X1~X7中至少两个是羟基,此外,Y表示亚甲基。
2.根据权利要求1所述的有机溶剂分散体,其中,(C)成分是以下述通式(3-1)表示的化合物,
通式(3-1)中,虚线部分表示碳-碳单键,X1表示羟基或烷氧基,此外,X3、X4、X5中的任何一个为羟基,剩下的两个分别为氢或羟基,此外,Y表示亚甲基。
3.一种导电性组合物,其特征在于,含有:由具有以下述通式(1)表示的结构的聚噻吩(a1)和含磺基阴离子基的聚合物(a2)构成的导电性高分子/聚阴离子配合物(A)、以下述通式(2)表示的胺化合物(B)、以及以下述通式(3)表示的化合物之中的醇可溶性物质(C)、和含有醇类(d1)的有机溶剂(D)、和选自活性能量射线自由基聚合型化合物(α)、环氧树脂(β)和非活性能量射线自由基聚合型丙烯酸共聚物(γ)中的一种的粘结剂成分,
式(1)中,A表示碳原子数为1~12的亚烷基,
式(2)中,X1表示碳原子数为1~40的烷基、碳原子数为3~40的链烯基、和碳原子数为3~40的芳烷基中的任一种,另外,Y分别表示氧乙烯基、氧丙烯基、和氧乙烯-氧丙烯基中的任一种,另外,m均表示1~20中的任意整数,
式(3)中,虚线部分表示碳-碳单键,此外,X1~X7均表示选自氢、羟基和烷氧基中的一种,其中X1~X7中至少两个是羟基,此外,Y表示亚甲基。
4.根据权利要求3所述的导电性组合物,其中,(C)成分是以下述通式(3-1)表示的化合物,
式(3-1)中,虚线部分表示碳-碳单键,X1表示羟基或烷氧基,此外,X3、X4和X5中任一个为羟基,剩下的两个分别为氢或羟基,此外,Y表示亚甲基。
5.根据权利要求3或4所述的导电性组合物,其中,成分(α)是2官能~6官能的(甲基)丙烯酸酯化合物(α1)和/或在分子内具有游离的(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸聚合物(α2)。
6.根据权利要求3或4所述的导电性组合物,其中,进一步含有光聚合引发剂。
7.一种导电性覆膜,将权利要求3~6中任一项所述的导电性组合物涂布在底材上,并照射活性能量射线,由此得到。
8.根据权利要求3或4所述的导电性组合物,其中,(β)成分是选自芳香族系环氧树脂、脂环式环氧树脂和脂肪族系环氧树脂中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的导电性组合物,其中,所述脂环式环氧树脂是将脂环烯烃环氧化而得到的环氧树脂和/或氢化环氧树脂。
10.根据权利要求3或4所述的导电性组合物,其中,进一步含有环氧基反应性交联剂。
11.根据权利要求3或4所述的导电性组合物,其中,进一步含有中和剂。
12.根据权利要求3或4所述的导电性组合物,其中,进一步含有阳离子聚合催化剂。
13.一种导电性覆膜,是将权利要求3、4、8~12中任一项所述的导电性组合物涂布在底材上、使其加热固化由此得到的。
14.一种导电性覆膜,是将权利要求3、4、8~12中任一项所述的导电性组合物涂布在底材上、照射活性能量射线由此固化而得到的。
15.根据权利要求3或4所述的导电性组合物,其中,成分(γ)是使α,β不饱和羧酸类(γ1)、(甲基)丙烯酸烷基酯类(γ2)、以及根据需要的(甲基)丙烯酸羟烷基酯类(γ3)反应而得到的丙烯酸共聚物。
16.根据权利要求3或4所述的导电性组合物,其中,进一步含有羧基反应性交联剂。
17.一种导电性覆膜,是通过将权利要求3、4、15、16中任一项所述的导电性组合物涂布在底材上而得到的。
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