JP2021093377A - Method for producing conductive particle - Google Patents

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Abstract

To provide composite particles which can sufficiently exhibit a function as a filler and function as a conductivity imparting agent, and a conductive resin composition in which conductive particles sufficiently exhibit a function as a filler.SOLUTION: Conductive particles contain a conductive composite body containing a π-conjugated-based conductive polymer and polyanion, and base material particles. The conductive particles preferably contain coated particles in which at least a surface of the base material particles is coated with the conductive composite body. A conductive resin composition contains the conductive particles and a binder resin.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、π共役系導電性高分子を含有する導電性粒子及びその製造方法、並びに導電性樹脂組成物に関する。 The present invention relates to conductive particles containing a π-conjugated conductive polymer, a method for producing the same, and a conductive resin composition.

様々な分野において、樹脂製の成形品が広く使用されている。成形品に使用される樹脂においては、粒子状の充填剤を配合することがある。樹脂中に充填剤を配合する目的としては、機械的物性の調整、耐熱性の向上、耐久性の向上、耐磨耗性の向上、コストの削減等が挙げられる。
また、樹脂中には、金属粒子又はカーボン粒子を含有させて導電性を付与することがある(特許文献1,2)。導電性を有する樹脂は、例えば、帯電防止性の成形品、電磁波吸収性の成形品等を作製するための材料として使用される。
Resin molded products are widely used in various fields. In the resin used for the molded product, a particulate filler may be blended. The purpose of blending the filler in the resin is to adjust mechanical properties, improve heat resistance, improve durability, improve wear resistance, reduce costs, and the like.
Further, the resin may contain metal particles or carbon particles to impart conductivity (Patent Documents 1 and 2). The conductive resin is used, for example, as a material for producing an antistatic molded product, an electromagnetic wave absorbing molded product, or the like.

特開2010−189565号公報JP-A-2010-189565 特開2011−184618号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-184618

しかし、樹脂中に配合した金属粒子又はカーボン粒子は充填剤と同様の機能を発揮することは困難であり、むしろ機械的物性を低下させる傾向にあった。
本発明は、充填剤としての機能を充分に発揮でき、且つ、導電性付与剤として機能する導電性粒子及びその製造方法を提供することを目的とする。本発明は、導電性粒子が充填剤としての機能を充分に発揮する導電性樹脂組成物を提供することを目的とする。
However, it is difficult for the metal particles or carbon particles blended in the resin to exhibit the same function as the filler, and rather, the mechanical properties tend to be deteriorated.
An object of the present invention is to provide conductive particles that can sufficiently exert a function as a filler and also function as a conductivity-imparting agent, and a method for producing the same. An object of the present invention is to provide a conductive resin composition in which conductive particles sufficiently exert a function as a filler.

本発明は、以下の態様を包含する。
[1]π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含有する導電性複合体と、基材粒子と、を含有する、導電性粒子。
[2]前記基材粒子の表面の少なくとも一部に前記導電性複合体が被覆されている被覆粒子を含有する、[1]に記載の導電性粒子。
[3]メジアン径が0.01μm以上100μm以下である、[1]又は[2]に記載の導電性粒子。
[4]前記基材粒子が、炭酸カルシウム、ガラス、シリカ、水酸化カルシウム、アクリル樹脂、及びポリアミドよりなる群から選ばれる1種又は2種以上を含有する粒子である、[1]〜[3]のいずれか一に記載の導電性粒子。
[5]前記π共役系導電性高分子がポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)である、[1]〜[4]のいずれか一に記載の導電性粒子。
[6]前記ポリアニオンがポリスチレンスルホン酸である、[1]〜[5]のいずれか一に記載の導電性粒子。
[7]酸化防止剤をさらに含有する、[1]〜[6]のいずれか一に記載の導電性粒子。
[8][1]〜[7]のいずれか一項に記載の導電性粒子と、バインダ樹脂と、を含有する、導電性樹脂組成物。
[9]前記バインダ樹脂が、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、及びポリスチレン樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも1種を含有する、[8]に記載の導電性樹脂組成物。
[10]酸化防止剤をさらに含有する、[8]又は[9]に記載の導電性樹脂組成物。
The present invention includes the following aspects.
[1] A conductive particle containing a conductive composite containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, and substrate particles.
[2] The conductive particle according to [1], which contains coated particles in which at least a part of the surface of the base particle is coated with the conductive composite.
[3] The conductive particle according to [1] or [2], wherein the median diameter is 0.01 μm or more and 100 μm or less.
[4] The base particles are particles containing one or more selected from the group consisting of calcium carbonate, glass, silica, calcium hydroxide, acrylic resin, and polyamide, [1] to [3]. ] The conductive particle according to any one of.
[5] The conductive particle according to any one of [1] to [4], wherein the π-conjugated conductive polymer is poly (3,4-ethylenedioxythiophene).
[6] The conductive particle according to any one of [1] to [5], wherein the polyanion is polystyrene sulfonic acid.
[7] The conductive particle according to any one of [1] to [6], further containing an antioxidant.
[8] A conductive resin composition containing the conductive particles according to any one of [1] to [7] and a binder resin.
[9] The binder resin contains at least one selected from the group consisting of silicone resin, epoxy resin, acrylic resin, polyester resin, polyurethane resin, polyolefin resin, urea resin, polyamide resin, and polystyrene resin [8]. ] The conductive resin composition according to.
[10] The conductive resin composition according to [8] or [9], which further contains an antioxidant.

[11]π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含有する導電性複合体の水分散液と、原料粒子とを混合して混合液を調製した後、水を除去して、前記導電性複合体及び前記原料粒子を含有する固形物を形成し、その固形物を粉砕する、導電性粒子の製造方法。
[12]水を除去する方法が加熱乾燥である、[11]に記載の導電性粒子の製造方法。
[13]前記混合液を調製する際には、前記導電性複合体の水分散液及び前記原料粒子に、標準気圧での沸点が100℃以上の有機溶剤をさらに混合する、[11]又は[12]記載の導電性粒子の製造方法。
[14]前記有機溶剤がプロピレングリコールである、[13]に記載の導電性粒子の製造方法。
[15]π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含有する導電性複合体の水分散液と、原料粒子とを混合して混合液を調製した後、有機溶剤を添加することにより導電性複合体を析出させて、前記導電性複合体及び前記原料粒子を含有する固形物を形成し、前記固形物を回収する、導電性粒子の製造方法。
[16]前記固形物を粉砕する、[15]に記載の導電性粒子の製造方法。
[17]前記有機溶剤がアルコール系溶剤である、[15]又は[16]に記載の導電性粒子の製造方法。
[18]前記アルコール系溶剤がイソプロパノールである、[17]に記載の導電性粒子の製造方法。
[11] A mixed solution is prepared by mixing an aqueous dispersion of a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion with raw material particles, and then water is removed to prepare the conductive complex. A method for producing conductive particles, which forms a solid substance containing the raw material particles and pulverizes the solid substance.
[12] The method for producing conductive particles according to [11], wherein the method for removing water is heat drying.
[13] When preparing the mixed solution, an organic solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher at standard atmosphere is further mixed with the aqueous dispersion of the conductive composite and the raw material particles, [11] or [ 12] The method for producing conductive particles according to the above method.
[14] The method for producing conductive particles according to [13], wherein the organic solvent is propylene glycol.
[15] π-conjugated conductive polymer and polyanion-containing conductive composite aqueous dispersion and raw material particles are mixed to prepare a mixed liquid, and then an organic solvent is added to prepare the conductive composite. A method for producing conductive particles, wherein a solid material containing the conductive composite and the raw material particles is formed by precipitating the solid material, and the solid material is recovered.
[16] The method for producing conductive particles according to [15], wherein the solid substance is pulverized.
[17] The method for producing conductive particles according to [15] or [16], wherein the organic solvent is an alcohol solvent.
[18] The method for producing conductive particles according to [17], wherein the alcohol solvent is isopropanol.

本発明の導電性粒子は、充填剤としての機能を充分に発揮でき、且つ、導電性付与剤として機能する。
本発明の導電性粒子の製造方法によれば、前記導電性粒子を容易に製造できる。
本発明の導電性樹脂組成物は、導電性粒子が充填剤としての機能を充分に発揮する。
The conductive particles of the present invention can sufficiently exert a function as a filler and also function as a conductivity-imparting agent.
According to the method for producing conductive particles of the present invention, the conductive particles can be easily produced.
In the conductive resin composition of the present invention, the conductive particles fully exhibit the function as a filler.

<導電性粒子>
本発明の導電性粒子の一態様について説明する。
本態様の導電性粒子は、導電性複合体と基材粒子とを含有する粒子である。導電性複合体は、π共役系導電性高分子とポリアニオンとを含有する。π共役系導電性高分子及びポリアニオンについては後述する。
本態様の導電性粒子は、複数の粒子の集合体(粉体)である。本態様の導電性粒子は、基材粒子の表面の少なくとも一部に導電性複合体が被覆されている被覆粒子を含有することが好ましい。前記被覆粒子は、充填剤としての機能と導電性付与剤としての機能の両方をより発揮できる。
前記理由から、導電性粒子における前記被覆粒子の含有量は多いことが好ましい。例えば、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて導電性粒子を撮影した画像(TEM画像)において、導電性粒子に含まれる粒子径1nm以上の全粒子の面積を100面積%とした際、被覆粒子の面積割合が50%以上であることが好ましい。TEM画像において被覆粒子の面積割合が前記下限値以上であれば、導電性粒子は、充填剤としての機能と導電性付与剤としての機能の両方をより発揮できる。
<Conductive particles>
One aspect of the conductive particles of the present invention will be described.
The conductive particles of this embodiment are particles containing a conductive composite and base particles. The conductive complex contains a π-conjugated conductive polymer and a polyanion. The π-conjugated conductive polymer and polyanion will be described later.
The conductive particles of this embodiment are aggregates (powder) of a plurality of particles. The conductive particles of this embodiment preferably contain coated particles in which at least a part of the surface of the base particles is coated with the conductive composite. The coated particles can more exert both a function as a filler and a function as a conductivity-imparting agent.
For the above reason, it is preferable that the content of the coated particles in the conductive particles is large. For example, in an image (TEM image) obtained by photographing conductive particles using a transmission electron microscope (TEM), when the area of all particles having a particle size of 1 nm or more contained in the conductive particles is set to 100 area%, the coated particles. The area ratio of the particles is preferably 50% or more. When the area ratio of the coated particles in the TEM image is equal to or greater than the lower limit value, the conductive particles can more effectively exhibit both the function as a filler and the function as a conductivity-imparting agent.

本態様の導電性粒子において、基材粒子の表面の少なくとも一部に導電性複合体が被覆されている場合、基材粒子の表面に対する導電性複合体の被覆率が、50%以上100%以下であることが好ましく、80%以上100%以下であることがより好ましく、90%以上100%以下であることがさらに好ましい。前記被覆率が下限値以上であれば、導電性粒子を樹脂に配合した際、導電性をより付与しやすくなる。
前記被覆率は、基材粒子の表面の全面積を100%とした際の、基材粒子において導電性複合体に被覆されている面積の割合である。この被覆率は、10個以上の導電性粒子について被覆率を求め、それら被覆率を平均した平均値である。
前記被覆率は、下記の方法により測定できる。
透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて導電性粒子の画像を得る。その画像より、基材粒子の表面の面積Sと、基材粒子の、導電性複合体により被覆されている面積S、又は、基材粒子の、導電性複合体により被覆されていない面積Sを計測する。(前記面積S/面積S)×100の式より被覆率を求めることができる。又は、100−{前記面積S/前記面積S)×100}の式より被覆率を求めることができる。
この方法では二次元の画像から被覆率を求めており、その被覆率は三次元の粒子の被覆率を直接測定したものではないが、三次元の粒子の被覆率と相関する。
In the conductive particles of this embodiment, when at least a part of the surface of the base particles is coated with the conductive composite, the coverage of the conductive composite on the surface of the base particles is 50% or more and 100% or less. It is preferably 80% or more and 100% or less, and more preferably 90% or more and 100% or less. When the coverage is at least the lower limit value, it becomes easier to impart conductivity when the conductive particles are blended with the resin.
The coverage is the ratio of the area of the base particles covered with the conductive complex when the total area of the surface of the base particles is 100%. This coverage is an average value obtained by determining the coverage of 10 or more conductive particles and averaging the coverage.
The coverage can be measured by the following method.
Images of conductive particles are obtained using a transmission electron microscope (TEM). Area than the image, the area S 0 of the surface of the substrate particles, the substrate particles, the area S 1 is covered by a conductive composite, or, where the base particles, not covered by the conductive composite Measure S 2. The coverage can be obtained from the formula (area S 1 / area S 0) × 100. Alternatively, the coverage can be obtained from the formula of 100- {the area S 2 / the area S 0) × 100}.
In this method, the coverage is obtained from a two-dimensional image, and the coverage is not a direct measurement of the coverage of three-dimensional particles, but correlates with the coverage of three-dimensional particles.

基材粒子の表面に導電性複合体が被覆されていない場合、導電性粒子としては、基材粒子と導電性複合体とが各々独立して存在し、これらが混合した粉体が挙げられる。基材粒子の表面に導電性複合体が被覆されていない導電性粒子としては、例えば、基材粒子と導電性複合体粒子とが一体状になった粒子、基材粒子に導電性複合体の塊状物が付着して一体状になった粒子等が挙げられる。 When the surface of the base particle is not coated with the conductive composite, the conductive particle includes a powder in which the base particle and the conductive composite are independently present and are mixed thereto. Examples of the conductive particles in which the surface of the base material particles is not coated with the conductive composite are, for example, particles in which the base material particles and the conductive composite particles are integrated, and the base material particles of the conductive composite. Examples thereof include particles in which lumps are attached and integrated.

導電性粒子は、50%粒子径D50であるメジアン径が0.01μm以上100μm以下であることが好ましく、0.1μm以上50μm以下であることがより好ましく、0.1μm以上30μm以下であることがさらに好ましい。導電性粒子のメジアン径が前記下限値以上であれば、充填剤としての機能をより発揮でき、前記上限値以下であれば、樹脂に混ぜやすくなる。
導電性粒子のメジアン径は、動的光散乱法により粒径測定して求めた50%粒子径D50である。
導電性粒子は、10%粒子径D10が0.01μm以上10μm以下であることが好ましく、0.01μm以上5μm以下であることがより好ましく、0.01μm以上1μm以下であることがさらに好ましい。
導電性粒子は、90%粒子径D90が1μm以上100μm以下であることが好ましく、1μm以上70μm以下であることがより好ましく、1μm以上40μm以下であることがさらに好ましい。
導電性粒子のメジアン径が小さい程、導電性粒子の比表面積が大きくなるため、導電性を付与しやすくなる。
導電性粒子の10%粒子径及び90%粒子径は共に、動的光散乱法により粒径測定して求める。D50は、D10より大きく、D90より小さい。
Conductive particles preferably has a median diameter of 50% particle size D 50 is 0.01μm or 100μm or less, more preferably 0.1μm or 50μm or less, it is 0.1μm or more 30μm or less Is even more preferable. When the median diameter of the conductive particles is at least the lower limit value, the function as a filler can be more exerted, and when it is at least the upper limit value, it becomes easy to mix with the resin.
The median diameter of the conductive particles is 50% particle diameter D 50 was determined by particle size measurement by dynamic light scattering method.
The conductive particles have a 10% particle diameter D 10 of preferably 0.01 μm or more and 10 μm or less, more preferably 0.01 μm or more and 5 μm or less, and further preferably 0.01 μm or more and 1 μm or less.
The conductive particles have a 90% particle diameter D 90 of preferably 1 μm or more and 100 μm or less, more preferably 1 μm or more and 70 μm or less, and further preferably 1 μm or more and 40 μm or less.
The smaller the median diameter of the conductive particles, the larger the specific surface area of the conductive particles, so that it becomes easier to impart conductivity.
Both the 10% particle size and the 90% particle size of the conductive particles are determined by measuring the particle size by the dynamic light scattering method. D 50 is greater than D 10 and less than D 90.

(導電性複合体)
本態様の導電性粒子を構成する導電性複合体は、π共役系導電性高分子と、アニオン基を有するポリアニオンとを含む。前記ポリアニオンは前記π共役系導電性高分子に配位し、ポリアニオンのアニオン基がπ共役系導電性高分子にドープするため、導電性を有する導電性複合体を形成する。
ポリアニオンにおいては、全てのアニオン基がπ共役系導電性高分子にドープせず、余剰のアニオン基を有している。余剰のアニオン基は親水基であるため、導電性複合体は水分散性を有する。
(Conductive complex)
The conductive complex constituting the conductive particles of this embodiment contains a π-conjugated conductive polymer and a polyanion having an anion group. The polyanion coordinates with the π-conjugated conductive polymer, and the anion group of the polyanion is doped with the π-conjugated conductive polymer to form a conductive composite having conductivity.
In the poly anion, all the anion groups are not doped in the π-conjugated conductive polymer and have an extra anion group. Since the excess anion group is a hydrophilic group, the conductive complex has water dispersibility.

[π共役系導電性高分子]
π共役系導電性高分子としては、主鎖がπ共役系で構成されている有機高分子であれば本発明の効果を有する限り特に制限されず、例えば、ポリピロール系導電性高分子、ポリチオフェン系導電性高分子、ポリアセチレン系導電性高分子、ポリフェニレン系導電性高分子、ポリフェニレンビニレン系導電性高分子、ポリアニリン系導電性高分子、ポリアセン系導電性高分子、ポリチオフェンビニレン系導電性高分子、及びこれらの共重合体等が挙げられる。空気中での安定性の点からは、ポリピロール系導電性高分子、ポリチオフェン類及びポリアニリン系導電性高分子が好ましく、導電性の面から、ポリチオフェン系導電性高分子がより好ましい。
[Π-conjugated conductive polymer]
The π-conjugated conductive polymer is not particularly limited as long as it has the effect of the present invention as long as it is an organic polymer whose main chain is composed of a π-conjugated system. Conductive polymer, polyacetylene-based conductive polymer, polyphenylene-based conductive polymer, polyphenylene vinylene-based conductive polymer, polyaniline-based conductive polymer, polyacene-based conductive polymer, polythiophene vinylene-based conductive polymer, and Examples thereof include these copolymers. From the viewpoint of stability in air, polypyrrole-based conductive polymers, polythiophenes and polyaniline-based conductive polymers are preferable, and from the viewpoint of conductivity, polythiophene-based conductive polymers are more preferable.

ポリチオフェン系導電性高分子としては、ポリチオフェン、ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリ(3−エチルチオフェン)、ポリ(3−プロピルチオフェン)、ポリ(3−ブチルチオフェン)、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)、ポリ(3−ヘプチルチオフェン)、ポリ(3−オクチルチオフェン)、ポリ(3−デシルチオフェン)、ポリ(3−ドデシルチオフェン)、ポリ(3−オクタデシルチオフェン)、ポリ(3−ブロモチオフェン)、ポリ(3−クロロチオフェン)、ポリ(3−ヨードチオフェン)、ポリ(3−シアノチオフェン)、ポリ(3−フェニルチオフェン)、ポリ(3,4−ジメチルチオフェン)、ポリ(3,4−ジブチルチオフェン)、ポリ(3−ヒドロキシチオフェン)、ポリ(3−メトキシチオフェン)、ポリ(3−エトキシチオフェン)、ポリ(3−ブトキシチオフェン)、ポリ(3−ヘキシルオキシチオフェン)、ポリ(3−ヘプチルオキシチオフェン)、ポリ(3−オクチルオキシチオフェン)、ポリ(3−デシルオキシチオフェン)、ポリ(3−ドデシルオキシチオフェン)、ポリ(3−オクタデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジヒドロキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジメトキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジエトキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジプロポキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジブトキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジヘキシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジヘプチルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジオクチルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジドデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−プロピレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ブチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−メトキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−エトキシチオフェン)、ポリ(3−カルボキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシエチルチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシブチルチオフェン)が挙げられる。
ポリピロール系導電性高分子としては、ポリピロール、ポリ(N−メチルピロール)、ポリ(3−メチルピロール)、ポリ(3−エチルピロール)、ポリ(3−n−プロピルピロール)、ポリ(3−ブチルピロール)、ポリ(3−オクチルピロール)、ポリ(3−デシルピロール)、ポリ(3−ドデシルピロール)、ポリ(3,4−ジメチルピロール)、ポリ(3,4−ジブチルピロール)、ポリ(3−カルボキシピロール)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシピロール)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシエチルピロール)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシブチルピロール)、ポリ(3−ヒドロキシピロール)、ポリ(3−メトキシピロール)、ポリ(3−エトキシピロール)、ポリ(3−ブトキシピロール)、ポリ(3−ヘキシルオキシピロール)、ポリ(3−メチル−4−ヘキシルオキシピロール)が挙げられる。
ポリアニリン系導電性高分子としては、ポリアニリン、ポリ(2−メチルアニリン)、ポリ(3−イソブチルアニリン)、ポリ(2−アニリンスルホン酸)、ポリ(3−アニリンスルホン酸)が挙げられる。
前記π共役系導電性高分子のなかでも、導電性、透明性、耐熱性の点から、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)が特に好ましい。
導電性複合体に含まれるπ共役系導電性高分子は、1種類でもよいし、2種類以上でもよい。
Examples of the polythiophene-based conductive polymer include polythiophene, poly (3-methylthiophene), poly (3-ethylthiophene), poly (3-propylthiophene), poly (3-butylthiophene), and poly (3-hexylthiophene). , Poly (3-heptylthiophene), Poly (3-octylthiophene), Poly (3-decylthiophene), Poly (3-dodecylthiophene), Poly (3-octadecylthiophene), Poly (3-bromothiophene), Poly (3-Chlorothiophene), poly (3-iodothiophene), poly (3-cyanothiophene), poly (3-phenylthiophene), poly (3,4-dimethylthiophene), poly (3,4-dibutylthiophene) , Poly (3-hydroxythiophene), Poly (3-methoxythiophene), Poly (3-ethoxythiophene), Poly (3-butoxythiophene), Poly (3-hexyloxythiophene), Poly (3-Heptyloxythiophene) , Poly (3-octyloxythiophene), Poly (3-decyloxythiophene), Poly (3-dodecyloxythiophene), Poly (3-octadecyloxythiophene), Poly (3,4-dihydroxythiophene), Poly (3) , 4-dimethoxythiophene), poly (3,4-diethoxythiophene), poly (3,4-dipropoxythiophene), poly (3,4-dibutoxythiophene), poly (3,4-dihexyloxythiophene) , Poly (3,4-diheptyloxythiophene), Poly (3,4-dioctyloxythiophene), Poly (3,4-didecyloxythiophene), Poly (3,4-didodecyloxythiophene), Poly (3,4-didodecyloxythiophene) 3,4-ethylenedioxythiophene), poly (3,4-propylenedioxythiophene), poly (3,4-butylenedioxythiophene), poly (3-methyl-4-methoxythiophene), poly (3- Methyl-4-ethoxythiophene), poly (3-carboxythiophene), poly (3-methyl-4-carboxythiophene), poly (3-methyl-4-carboxyethylthiophene), poly (3-methyl-4-carboxyphene) Butylthiophene).
Polypyrrole-based conductive polymers include polypyrrole, poly (N-methylpyrrole), poly (3-methylpyrrole), poly (3-ethylpyrrole), poly (3-n-propylpyrrole), and poly (3-butyl). Pyrrole), poly (3-octylpyrrole), poly (3-decylpyrrole), poly (3-dodecylpyrrole), poly (3,4-dimethylpyrrole), poly (3,4-dibutylpyrrole), poly (3) -Carboxypyrrole), poly (3-methyl-4-carboxypyrrole), poly (3-methyl-4-carboxyethylpyrrole), poly (3-methyl-4-carboxybutylpyrrole), poly (3-hydroxypyrrole) , Poly (3-methoxypyrrole), poly (3-ethoxypyrrole), poly (3-butoxypyrrole), poly (3-hexyloxypyrrole), poly (3-methyl-4-hexyloxypyrrole).
Examples of the polyaniline-based conductive polymer include polyaniline, poly (2-methylaniline), poly (3-isobutylaniline), poly (2-aniline sulfonic acid), and poly (3-aniline sulfonic acid).
Among the π-conjugated conductive polymers, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) is particularly preferable from the viewpoint of conductivity, transparency and heat resistance.
The π-conjugated conductive polymer contained in the conductive complex may be of one type or two or more types.

[ポリアニオン]
ポリアニオンとは、アニオン基を有するモノマー単位を、分子内に2つ以上有する重合体である。このポリアニオンのアニオン基は、π共役系導電性高分子に対するドーパントとして機能して、π共役系導電性高分子の導電性を向上させる。
ポリアニオンのアニオン基としては、スルホ基、又はカルボキシ基であることが好ましい。
このようなポリアニオンの具体例としては、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリアクリルスルホン酸、ポリメタクリルスルホン酸、ポリ(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸)、ポリイソプレンスルホン酸、ポリスルホエチルメタクリレート、ポリ(4−スルホブチルメタクリレート)、ポリメタクリルオキシベンゼンスルホン酸等のスルホン酸基を有する高分子や、ポリビニルカルボン酸、ポリスチレンカルボン酸、ポリアリルカルボン酸、ポリアクリルカルボン酸、ポリメタクリルカルボン酸、ポリ(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンカルボン酸)、ポリイソプレンカルボン酸、ポリアクリル酸等のカルボン酸基を有する高分子が挙げられる。これらの単独重合体であってもよいし、2種以上の共重合体であってもよい。
これらポリアニオンのなかでも、導電性をより高くできることから、スルホン酸基を有する高分子が好ましく、ポリスチレンスルホン酸がより好ましい。
前記ポリアニオンは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ポリアニオンの質量平均分子量は2万以上100万以下であることが好ましく、10万以上50万以下であることがより好ましい。ポリアニオンの質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用いて溶出時間を測定し、分子量既知のポリスチレン標準物質から予め得た、溶出時間対分子量の校正曲線に基づいて求めた質量基準の分子量のことである。
[Polyanion]
The polyanion is a polymer having two or more monomer units having an anion group in the molecule. The anionic group of this polyanion functions as a dopant for the π-conjugated conductive polymer and improves the conductivity of the π-conjugated conductive polymer.
The anion group of the polyanion is preferably a sulfo group or a carboxy group.
Specific examples of such polyanions include polystyrene sulfonic acid, polyvinyl sulfonic acid, polyallyl sulfonic acid, polyacrylic sulfonic acid, polymethacrylsulfonic acid, poly (2-acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid), and polyisoprene sulfonic acid. Polymers having a sulfonic acid group such as acid, polysulfoethyl methacrylate, poly (4-sulfobutyl methacrylate), polymethacryloxybenzene sulfonic acid, polyvinylcarboxylic acid, polystyrene carboxylic acid, polyallylcarboxylic acid, polyacrylic carboxylic acid. , Polymethacrylcarboxylic acid, poly (2-acrylamide-2-methylpropanecarboxylic acid), polyisoprenecarboxylic acid, polyacrylic acid and other polymers with carboxylic acid groups. These homopolymers may be used, or two or more kinds of copolymers may be used.
Among these polyanions, a polymer having a sulfonic acid group is preferable, and polystyrene sulfonic acid is more preferable, because the conductivity can be made higher.
The polyanion may be used alone or in combination of two or more.
The mass average molecular weight of the polyanion is preferably 20,000 or more and 1 million or less, and more preferably 100,000 or more and 500,000 or less. The mass average molecular weight of the polyanion is a mass-based molecular weight obtained by measuring the elution time using gel permeation chromatography (GPC) and obtaining it based on a calibration curve of elution time vs. molecular weight obtained in advance from a polystyrene standard substance having a known molecular weight. That is.

導電性複合体中の、ポリアニオンの含有割合は、π共役系導電性高分子100質量部に対して1質量部以上1000質量部以下の範囲であることが好ましく、10質量部以上700質量部以下であることがより好ましく、100質量部以上500質量部以下の範囲であることがさらに好ましい。ポリアニオンの含有割合が前記下限値以上であれば、π共役系導電性高分子へのドーピング効果が強くなる傾向にあり、導電性がより高くなる。一方、ポリアニオンの含有量が前記上限値以下であれば、π共役系導電性高分子を充分に含有させることができるから、充分な導電性を確保できる。 The content ratio of the polyanion in the conductive composite is preferably in the range of 1 part by mass or more and 1000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the π-conjugated conductive polymer, and is 10 parts by mass or more and 700 parts by mass or less. It is more preferable that the amount is 100 parts by mass or more and 500 parts by mass or less. When the content ratio of the polyanion is at least the above lower limit value, the doping effect on the π-conjugated conductive polymer tends to be strong, and the conductivity becomes higher. On the other hand, when the content of the polyanion is not more than the upper limit value, the π-conjugated conductive polymer can be sufficiently contained, so that sufficient conductivity can be ensured.

導電性粒子における導電性複合体の含有量は、基材粒子100質量部に対して0.1質量部以上100質量部以下であることが好ましく、1質量部以上50質量部以下であることがより好ましく、3質量部以上10質量部以下であることがさらに好ましい。導電性粒子における導電性複合体の含有量が前記下限値以上であれば、導電性粒子が充分な導電性を発揮でき、前記上限値以下であれば、導電性粒子を容易に製造できる。 The content of the conductive composite in the conductive particles is preferably 0.1 part by mass or more and 100 parts by mass or less, and preferably 1 part by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the base particles. More preferably, it is 3 parts by mass or more and 10 parts by mass or less. When the content of the conductive complex in the conductive particles is not less than the lower limit value, the conductive particles can exhibit sufficient conductivity, and when the content is not more than the upper limit value, the conductive particles can be easily produced.

(基材粒子)
本態様の導電性粒子を構成する基材粒子としては特に制限はないが、例えば、無機化合物粒子及びポリマー粒子の少なくとも一方である。
無機化合物粒子としては、例えば、炭酸カルシウム、ガラス、シリカ、水酸化カルシウム、タルク、アルミナ、シリカ−アルミナ、チタニア、ジルコニア、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ハイドロタルサイト、マイカ等が挙げられる。
ポリマー粒子としては、例えば、アクリル樹脂粒子、ポリアミド樹脂粒子、ポリウレタン粒子、ポリスチレン粒子、ポリエステル粒子等が挙げられる。
前記基材粒子は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記基材粒子は、炭酸カルシウム、ガラス、シリカ、水酸化カルシウム、アクリル樹脂、及びポリアミドよりなる群から選ばれる1種又は2種以上を含有する粒子であることが好ましい。基材粒子が、炭酸カルシウム、ガラス、シリカ、水酸化カルシウム、アクリル樹脂、及びポリアミドよりなる群から選ばれる1種又は2種以上を含有すると、導電性粒子を配合した樹脂の機械的物性を容易に向上させることができる。
(Base particle)
The base particles constituting the conductive particles of this embodiment are not particularly limited, and are, for example, at least one of inorganic compound particles and polymer particles.
Examples of the inorganic compound particles include calcium carbonate, glass, silica, calcium hydroxide, talc, alumina, silica-alumina, titania, zirconia, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, hydrotalcite, mica and the like.
Examples of the polymer particles include acrylic resin particles, polyamide resin particles, polyurethane particles, polystyrene particles, polyester particles and the like.
The base particles may be used alone or in combination of two or more.
The base material particles are preferably particles containing one or more selected from the group consisting of calcium carbonate, glass, silica, calcium hydroxide, acrylic resin, and polyamide. When the base particle contains one or more selected from the group consisting of calcium carbonate, glass, silica, calcium hydroxide, acrylic resin, and polyamide, the mechanical properties of the resin containing the conductive particles are facilitated. Can be improved.

基材粒子は、メジアン径が0.01μm以上100μm以下であることが好ましく、0.1μm以上50μm以下であることがより好ましく、0.1μm以上30μm以下であることがさらに好ましい。基材粒子のメジアン径が前記下限値以上であれば、導電性粒子が充填剤としての機能をより発揮でき、前記上限値以下であれば、導電性粒子を樹脂に混ぜやすくなる。
基材粒子のメジアン径は、動的光散乱を用いてメジアン径を求める。基材粒子のメジアン径は、導電性粒子のメジアン径より小さい。
The median diameter of the base particles is preferably 0.01 μm or more and 100 μm or less, more preferably 0.1 μm or more and 50 μm or less, and further preferably 0.1 μm or more and 30 μm or less. When the median diameter of the base particles is not less than the lower limit value, the conductive particles can more effectively function as a filler, and when it is not more than the upper limit value, the conductive particles can be easily mixed with the resin.
The median diameter of the base particle is determined by using dynamic light scattering. The median diameter of the base particles is smaller than the median diameter of the conductive particles.

(酸化防止剤)
本態様の導電性粒子は、導電性粒子の酸化劣化を防ぐために、酸化防止剤を含有してもよい。
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、糖類等が挙げられる。酸化防止剤は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記酸化防止剤のなかでも、フェノール系酸化防止剤であるガリック酸(没食子酸)又はガリック酸エステルが好ましい。ガリック酸エステルとしては、例えば、ガリック酸メチル、ガリック酸エチル等が挙げられる。ガリック酸及びガリック酸エステルは、高い酸化防止性能を発揮すると共に導電性を向上させる効果を有する。
(Antioxidant)
The conductive particles of this embodiment may contain an antioxidant in order to prevent oxidative deterioration of the conductive particles.
Examples of the antioxidant include phenol-based antioxidants, amine-based antioxidants, phosphorus-based antioxidants, sulfur-based antioxidants, saccharides and the like. One type of antioxidant may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Among the antioxidants, gallic acid (gallic acid) or gallic acid ester, which is a phenolic antioxidant, is preferable. Examples of the gallic acid ester include methyl gallicate, ethyl gallicate and the like. Galic acid and gallic acid ester have the effect of exhibiting high antioxidant performance and improving conductivity.

導電性粒子における酸化防止剤の含有量は、基材粒子100質量部に対して0.1質量部以上1000質量部以下であることが好ましく、1質量部以上500質量部以下であることがより好ましく、5質量部以上100質量部以下であることがさらに好ましい。導電性粒子における酸化防止剤の含有量が前記下限値以上であれば、酸化防止性及び導電性をより高めることができ、前記上限値以下であれば、導電性複合体の量が相対的に少なくなることによる導電性低下を抑制できる。 The content of the antioxidant in the conductive particles is preferably 0.1 part by mass or more and 1000 parts by mass or less, and more preferably 1 part by mass or more and 500 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the base particles. It is preferably 5 parts by mass or more and 100 parts by mass or less. If the content of the antioxidant in the conductive particles is at least the lower limit value, the antioxidant property and conductivity can be further enhanced, and if it is at least the upper limit value, the amount of the conductive complex is relatively high. It is possible to suppress a decrease in conductivity due to the decrease.

(高導電化剤)
本態様の導電性粒子は、導電性複合体の導電性を向上させる高導電化剤を含んでもよい。ここで、前述したπ共役系導電性高分子、ポリアニオン、基材粒子は、高導電化剤に分類されない。
高導電化剤は、糖類、窒素含有芳香族性環式化合物、2個以上のヒドロキシ基を有する化合物、1個以上のヒドロキシ基および1個以上のカルボキシ基を有する化合物、アミド基を有する化合物、イミド基を有する化合物、ラクタム化合物、グリシジル基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物であることが好ましい。
高導電化剤のなかでも、高導電化剤を含む導電性粒子を製造しやすいことから、標準気圧での沸点が100℃以上の有機溶剤がより好ましい。標準気圧での沸点が100℃以上の有機溶剤のなかでは、導電性向上効果に優れ、取り扱い性が良いことから、プロピレングリコールが好ましい。
高導電化剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
(High conductivity agent)
The conductive particles of this embodiment may contain a highly conductive agent that improves the conductivity of the conductive complex. Here, the above-mentioned π-conjugated conductive polymer, polyanion, and base particle are not classified as high conductivity agents.
Highly conductive agents include saccharides, nitrogen-containing aromatic cyclic compounds, compounds having two or more hydroxy groups, compounds having one or more hydroxy groups and one or more carboxy groups, and compounds having amide groups. It is preferably at least one compound selected from the group consisting of a compound having an imide group, a lactam compound, and a compound having a glycidyl group.
Among the highly conductive agents, an organic solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher at standard atmospheric pressure is more preferable because it is easy to produce conductive particles containing the highly conductive agent. Among organic solvents having a boiling point of 100 ° C. or higher at standard atmospheric pressure, propylene glycol is preferable because it has an excellent effect of improving conductivity and is easy to handle.
One type of high conductivity agent may be used alone, or two or more types may be used in combination.

高導電化剤の含有量は導電性複合体100質量部に対して、1質量部以上10000質量部以下であることが好ましく、10質量部以上5000質量部以下であることがより好ましく、100質量部以上2500質量部以下であることがさらに好ましい。高導電化剤の含有量が前記下限値以上であれば、高導電化剤添加による導電性向上効果が充分に発揮され、前記上限値以下であれば、π共役系導電性高分子濃度の低下に起因する導電性の低下を防止できる。 The content of the highly conductive agent is preferably 1 part by mass or more and 10000 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or more and 5000 parts by mass or less, and 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composite. It is more preferable that the amount is 2,500 parts by mass or less. When the content of the high conductive agent is at least the above lower limit value, the effect of improving the conductivity by adding the high conductivity agent is sufficiently exhibited, and when it is at least the above upper limit value, the concentration of the π-conjugated conductive polymer is lowered. It is possible to prevent a decrease in conductivity due to the above.

(作用効果)
上述した本態様の導電性粒子は、基材粒子に加えて導電性複合体を含有するため、充填剤としての役割を充分に果たすことができ、且つ、導電性付与剤として機能する。
特に、基材粒子の表面の少なくとも一部に導電性複合体が被覆されている被覆粒子は、導電性複合体の露出度が高く、充填剤としての機能と導電性付与剤としての機能の両方をより発揮できる。また、被覆粒子は、表面に樹脂成分が多く、樹脂に混ぜた際には樹脂中に対する分散性が高いため、導電性を発揮しながらも機械的物性をより改善できる傾向にある。したがって、被覆粒子を含有する導電性粒子は、本態様の効果をより発揮することができる。
(Action effect)
Since the conductive particles of the present embodiment described above contain a conductive composite in addition to the base particles, they can sufficiently serve as a filler and also function as a conductivity-imparting agent.
In particular, the coated particles in which at least a part of the surface of the base particles is coated with the conductive composite has a high degree of exposure of the conductive composite, and has both a function as a filler and a function as a conductivity-imparting agent. Can be demonstrated more. Further, since the coated particles have a large amount of resin components on the surface and have high dispersibility in the resin when mixed with the resin, there is a tendency that the mechanical properties can be further improved while exhibiting conductivity. Therefore, the conductive particles containing the coated particles can more exert the effect of this embodiment.

<導電性粒子の製造方法>
本態様の導電性粒子は、例えば、下記の第一実施形態の導電性粒子の製造方法又は第二実施形態の導電性粒子の製造方法により製造できる。第一実施形態の導電性粒子の製造方法及び第二実施形態の導電性粒子の製造方法によれば、本態様の導電性粒子を容易に製造できる。第二実施形態の導電性粒子の製造方法により製造した導電性粒子は、樹脂に配合した際に、より高い導電性を付与できる。
<Manufacturing method of conductive particles>
The conductive particles of this embodiment can be produced, for example, by the following method for producing conductive particles according to the first embodiment or the method for producing conductive particles according to the second embodiment. According to the method for producing conductive particles of the first embodiment and the method for producing conductive particles of the second embodiment, the conductive particles of this embodiment can be easily produced. The conductive particles produced by the method for producing conductive particles of the second embodiment can impart higher conductivity when blended with a resin.

(第一実施形態)
第一実施形態の導電性粒子の製造方法は、導電性複合体の水分散液と原料粒子とを混合して混合液を調製した後、水を除去して固形物を形成し、その固形物を粉砕する、導電性粒子の製造方法である。
(First Embodiment)
In the method for producing conductive particles of the first embodiment, an aqueous dispersion of a conductive composite and raw material particles are mixed to prepare a mixed solution, and then water is removed to form a solid substance, and the solid substance is formed. Is a method for producing conductive particles.

導電性複合体の水分散液は、ポリアニオンの水溶液中で、π共役系導電性高分子を形成するモノマーを化学酸化重合することによって得られる。また、導電性複合体の水分散液は市販のものを使用しても構わない。
前記化学酸化重合には、公知の触媒を適用してもよい。例えば、触媒及び酸化剤を用いることができる。触媒としては、例えば、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、硝酸第二鉄、塩化第二銅等の遷移金属化合物等が挙げられる。酸化剤としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩が挙げられる。酸化剤は、還元された触媒を元の酸化状態に戻すことができる。
導電性複合体の水分散液に含まれる導電性複合体の含有量としては、導電性複合体の水散液の総質量に対して、0.1質量%以上10質量%以下が好ましく、0.3質量%以上5質量%以下がより好ましく、0.5質量%以上4質量%以下がさらに好ましい。
The aqueous dispersion of the conductive composite is obtained by chemically oxidatively polymerizing a monomer forming a π-conjugated conductive polymer in an aqueous solution of a polyanion. Further, a commercially available aqueous dispersion of the conductive complex may be used.
A known catalyst may be applied to the chemical oxidative polymerization. For example, catalysts and oxidizing agents can be used. Examples of the catalyst include transition metal compounds such as ferric chloride, ferric sulfate, ferric nitrate and cupric chloride. Examples of the oxidizing agent include persulfates such as ammonium persulfate, sodium persulfate, and potassium persulfate. The oxidant can restore the reduced catalyst to its original oxidized state.
The content of the conductive composite contained in the aqueous dispersion of the conductive composite is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less with respect to the total mass of the water dispersion of the conductive composite, and is 0. .3% by mass or more and 5% by mass or less is more preferable, and 0.5% by mass or more and 4% by mass or less is further preferable.

原料粒子は、粉砕処理を経て基材粒子になる粒子である。したがって、原料粒子の材質は、前記基材粒子と同様であり、無機化合物粒子及びポリマー粒子の少なくとも一方である。また、原料粒子は、炭酸カルシウム、ガラス、シリカ、水酸化カルシウム、アクリル樹脂、及びポリアミドよりなる群から選ばれる1種又は2種以上を含有する粒子であることが好ましい。
原料粒子は、メジアン径が0.01μm以上50μm以下であることが好ましく、0.01μm以上20μm以下であることがより好ましく、0.01μm以上10μm以下であることがさらに好ましい。原料粒子のメジアン径が前記下限値以上であれば、充填剤としての機能を充分に発揮できる大きさの導電性粒子を容易に製造できる。原料粒子のメジアン径が前記上限値以下であれば、後述する固形物の破砕の際の破砕時間を短縮できる。
原料粒子のメジアン径は、動的光散乱法により粒径測定して求めた50%粒子径D50である。
The raw material particles are particles that become base particles after being pulverized. Therefore, the material of the raw material particles is the same as that of the base material particles, and is at least one of the inorganic compound particles and the polymer particles. Further, the raw material particles are preferably particles containing one or more selected from the group consisting of calcium carbonate, glass, silica, calcium hydroxide, acrylic resin, and polyamide.
The median diameter of the raw material particles is preferably 0.01 μm or more and 50 μm or less, more preferably 0.01 μm or more and 20 μm or less, and further preferably 0.01 μm or more and 10 μm or less. When the median diameter of the raw material particles is at least the above lower limit value, conductive particles having a size capable of sufficiently exerting the function as a filler can be easily produced. When the median diameter of the raw material particles is not more than the upper limit value, the crushing time at the time of crushing the solid matter described later can be shortened.
The median diameter of the raw material particles is 50% particle diameter D 50 was determined by particle size measurement by dynamic light scattering method.

導電性複合体の水分散液と原料粒子とを混合して混合液を調製する方法としては、例えば、導電性複合体の水分散液に原料粒子を添加する方法、原料粒子を含む水分散液を調製し、その水分散液に導電性複合体の水分散液を添加する方法が挙げられる。導電性複合体の水分散液には、混合液を希釈するための水を添加してもよい。水を添加して希釈すると、原料粒子の表面に導電性複合体を付着させやすくなる。
導電性複合体の水分散液と原料粒子とを混合して得られる混合液は、導電性複合体と原料粒子と水とを含有する懸濁液である。
Examples of a method for preparing a mixed solution by mixing the aqueous dispersion of the conductive composite and the raw material particles include a method of adding the raw material particles to the aqueous dispersion of the conductive composite and an aqueous dispersion containing the raw material particles. Is mentioned, and the aqueous dispersion of the conductive complex is added to the aqueous dispersion. Water for diluting the mixed solution may be added to the aqueous dispersion of the conductive complex. When water is added and diluted, the conductive complex is easily attached to the surface of the raw material particles.
The mixture obtained by mixing the aqueous dispersion of the conductive composite and the raw material particles is a suspension containing the conductive composite, the raw material particles, and water.

前記混合液を調製する際には、前記導電性複合体の水分散液及び前記原料粒子に、標準気圧(1013hPa)での沸点が100℃以上の有機溶剤をさらに混合することが好ましい。前記混合液を調製する際に、沸点が100℃以上の有機溶剤をさらに混合すれば、導電性粒子の導電性付与効果を高めることができる。沸点が100℃以上の有機溶剤は、加熱乾燥の際に揮発しにくく、導電性粒子中に残留しやすい。
前記導電性複合体の水分散液及び前記原料粒子に混合する有機溶剤は1種でもよいし、2種以上でもよい。
標準気圧の沸点が100℃以上の有機溶剤としては、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤等のうち、標準気圧での沸点が100℃以上の溶剤が挙げられる。これら有機溶剤のなかでも、導電性粒子の導電性付与効果をより向上できることから、標準気圧での沸点が100℃以上のアルコール系溶剤が好ましい。
沸点が100℃以上のアルコール系溶剤としては、例えば、例えば、1−ブタノール(沸点117℃)、2−メチル−1−プロパノール(沸点108℃)、プロピレングリコール(沸点188℃)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(沸点120℃)、エチレングリコールモノメチルエーテル(沸点124℃)等が挙げられる。前記導電性複合体の水分散液及び前記原料粒子に混合するアルコール系溶剤は1種でもよいし、2種以上でもよい。
前記アルコール系溶剤のなかでも、導電性を向上させる効果が特に優れることから、プロピレングリコールがより好ましい。
When preparing the mixed solution, it is preferable to further mix the aqueous dispersion of the conductive composite and the raw material particles with an organic solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher at standard atmospheric pressure (1013 hPa). When the mixed liquid is prepared, if an organic solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher is further mixed, the effect of imparting conductivity to the conductive particles can be enhanced. An organic solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher is less likely to volatilize during heat drying and tends to remain in the conductive particles.
The amount of the aqueous dispersion of the conductive complex and the organic solvent mixed with the raw material particles may be one type or two or more types.
Examples of organic solvents having a standard atmospheric pressure of 100 ° C. or higher include alcohol solvents, ether solvents, ketone solvents, ester solvents, aromatic hydrocarbon solvents, and the like, which have a standard atmospheric pressure boiling point of 100 ° C. or higher. Solvents can be mentioned. Among these organic solvents, an alcohol solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher at standard atmospheric pressure is preferable because the effect of imparting conductivity to the conductive particles can be further improved.
Examples of alcohol-based solvents having a boiling point of 100 ° C. or higher include 1-butanol (boiling point 117 ° C.), 2-methyl-1-propanol (boiling point 108 ° C.), propylene glycol (boiling point 188 ° C.), and propylene glycol monomethyl ether. (Boiling point 120 ° C.), ethylene glycol monomethyl ether (boiling point 124 ° C.) and the like can be mentioned. The amount of the aqueous dispersion of the conductive complex and the alcohol-based solvent mixed with the raw material particles may be one type or two or more types.
Among the alcohol solvents, propylene glycol is more preferable because it has a particularly excellent effect of improving conductivity.

沸点が100℃以上の有機溶剤の添加量は、導電性複合体100質量部に対して、1質量部以上10000質量部以下であることが好ましく、10質量部以上5000質量部以下であることがより好ましく、100質量部以上2500質量部以下であることがさらに好ましい。沸点が100℃以上の有機溶剤の添加量が前記下限値以上であれば、有機溶剤添加による導電性向上効果が充分に発揮され、前記上限値以下であれば、π共役系導電性高分子濃度の低下に起因する導電性の低下を防止できる。 The amount of the organic solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher is preferably 1 part by mass or more and 10000 parts by mass or less, and 10 parts by mass or more and 5000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive composite. More preferably, it is 100 parts by mass or more and 2500 parts by mass or less. When the addition amount of the organic solvent having a boiling point of 100 ° C. or higher is not less than the lower limit value, the effect of improving the conductivity by adding the organic solvent is sufficiently exhibited, and when it is not more than the upper limit value, the concentration of the π-conjugated conductive polymer It is possible to prevent a decrease in conductivity due to a decrease in the conductivity.

本態様の導電性粒子の製造方法において、前記混合液から水を除去する方法としては特に制限されず、例えば、加熱乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等が挙げられる。これら乾燥のうち、速やかに水を蒸発させて除去できることから、加熱乾燥によって水を除去することが好ましい。
加熱乾燥によって水を除去する場合、加熱温度を50℃以上150℃以下にすることが好ましく、70℃以上120℃以下にすることがより好ましく、80℃以上110℃以下にすることがさらに好ましい。水を除去する際の加熱温度を前記下限値以上にすれば、より速やかに水を蒸発させて除去でき、前記上限値以下にすれば、導電性複合体の熱劣化を抑制できる。
得られた固形物は、原料粒子と固形状の導電性複合体とを含む。固形状の導電性複合体の形状は特に定まった形状になっておらず、例えば、膜状、塊状等である。固形状の導電性複合体の一部は、原料粒子を被覆している。原料粒子を被覆していない固形状の導電性複合体も存在する。
In the method for producing conductive particles of this embodiment, the method for removing water from the mixed solution is not particularly limited, and examples thereof include heat drying, vacuum drying, and freeze drying. Of these dryings, it is preferable to remove the water by heat drying because the water can be quickly evaporated and removed.
When water is removed by heat drying, the heating temperature is preferably 50 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, more preferably 70 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, and further preferably 80 ° C. or higher and 110 ° C. or lower. If the heating temperature at the time of removing water is set to the lower limit value or more, water can be evaporated and removed more quickly, and if it is set to the upper limit value or less, thermal deterioration of the conductive complex can be suppressed.
The obtained solid matter contains raw material particles and a solid conductive composite. The shape of the solid conductive composite is not particularly fixed, and is, for example, a film-like shape, a lump-like shape, or the like. A part of the solid conductive composite is coated with raw material particles. There are also solid conductive complexes that are not coated with raw material particles.

固形物を粉砕することによって、固形物に含まれる原料粒子及び固形状の導電性複合体を細かい粒子状にする。その際、表面に導電性複合体が被覆された原料粒子は、前記被覆粒子となる。また、固形物を粉砕した粉砕物、すなわち導電性粒子には、前記被覆粒子に加え、例えば、導電性複合体粒子、原料粒子が粉砕された基材粒子、基材粒子と導電性複合体の塊状物又は粒子とが一体状になった粒子等が含まれる。
水を除去することによって得られた固形物の粉砕方法としては、例えば、乳鉢を用いてすり潰す粉砕方法、粉砕機を用いて粉砕する方法等が挙げられる。粉砕機としては、例えば、ボールミル、ローラーミル、ジェットミル、ハンマーミル等を用いることができる。
固形物を粉砕することによって、メジアン径が前記の好ましい範囲内にある導電性粒子を作製することが好ましい。
By crushing the solid material, the raw material particles contained in the solid material and the solid conductive composite are made into fine particles. At that time, the raw material particles whose surface is coated with the conductive composite become the coated particles. Further, in addition to the coating particles, the crushed product obtained by crushing the solid material, that is, the conductive particles, includes, for example, conductive composite particles, base particles obtained by crushing raw material particles, and base particles and the conductive composite. Includes agglomerates or particles in which particles are integrated.
Examples of the method for crushing the solid matter obtained by removing water include a crushing method using a mortar and a crushing method using a mortar, and a crushing method using a crusher. As the crusher, for example, a ball mill, a roller mill, a jet mill, a hammer mill or the like can be used.
It is preferable to pulverize the solid material to produce conductive particles having a median diameter within the above-mentioned preferable range.

(第二実施形態)
第二実施形態の導電性粒子の製造方法は、π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含有する導電性複合体の水分散液と、原料粒子とを混合して混合液を調製した後、有機溶剤を添加することにより導電性複合体を析出させて固形物を形成し、前記固形物を回収する、導電性粒子の製造方法である。
導電性複合体の水分散液を調製する方法、導電性複合体と原料粒子との混合液を調製する方法は、第一実施形態と同様である。
(Second Embodiment)
In the method for producing conductive particles of the second embodiment, an aqueous dispersion of a conductive composite containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion and raw material particles are mixed to prepare a mixed solution, and then organic. This is a method for producing conductive particles, in which a conductive composite is precipitated by adding a solvent to form a solid substance, and the solid substance is recovered.
The method for preparing the aqueous dispersion of the conductive complex and the method for preparing the mixed solution of the conductive complex and the raw material particles are the same as those in the first embodiment.

導電性複合体と原料粒子を含む混合液において、導電性複合体を析出する際には有機溶剤を添加する。導電性複合体はポリアニオンのアニオン基によって水和するため、水中に安定に分散しているが、導電性複合体の水分散液に有機溶剤を添加すると、ポリアニオンのアニオン基の水和性が低下する。そのため、導電性複合体は水中に安定に分散できなくなり、凝集して析出する。その際、導電性複合体の少なくとも一部は、原料粒子の表面に付着し、析出する。したがって、原料粒子の表面に導電性複合体が被覆した粒子を形成する。
導電性複合体を析出するために添加する有機溶剤としては、導電性複合体をより析出させやすいことから、親水基を有する水溶性の有機溶剤が好ましい。親水基としては、例えば、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボニル基、カルボキシ基等が挙げられる。
親水基を有する水溶性の有機溶剤のなかでも、取り扱い性が良いことから、ヒドロキシ基を有する水溶性有機溶剤、すなわち水溶性アルコール系溶剤が好ましく、イソプロパノールがより好ましい。
In a mixed solution containing the conductive complex and raw material particles, an organic solvent is added when the conductive complex is precipitated. Since the conductive composite is hydrated by the anion group of the polyanion, it is stably dispersed in water. However, when an organic solvent is added to the aqueous dispersion of the conductive composite, the hydration of the anion group of the polyanion decreases. To do. Therefore, the conductive complex cannot be stably dispersed in water and aggregates and precipitates. At that time, at least a part of the conductive composite adheres to the surface of the raw material particles and precipitates. Therefore, particles coated with the conductive composite are formed on the surface of the raw material particles.
As the organic solvent added to precipitate the conductive complex, a water-soluble organic solvent having a hydrophilic group is preferable because the conductive complex is more easily precipitated. Examples of the hydrophilic group include a hydroxy group, an amino group, a carbonyl group, a carboxy group and the like.
Among the water-soluble organic solvents having a hydrophilic group, a water-soluble organic solvent having a hydroxy group, that is, a water-soluble alcohol-based solvent is preferable, and isopropanol is more preferable, because it is easy to handle.

導電性複合体と原料粒子を含む混合液に対する有機溶剤の添加量は、導電性複合体混合液100質量部に対して、50質量部以上1000質量部以下であることが好ましく、50質量部以上500質量部以下であることがより好ましく、100質量部以上200質量部以下であることがさらに好ましい。有機溶剤の添加量が前記下限値以上であれば、導電性複合体を容易に析出でき、前記上限値以下であれば、固形物を回収した後に残る有機溶剤の処理量を減らすことができる。 The amount of the organic solvent added to the mixed solution containing the conductive composite and the raw material particles is preferably 50 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less, preferably 50 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the conductive composite mixed solution. It is more preferably 500 parts by mass or less, and further preferably 100 parts by mass or more and 200 parts by mass or less. When the amount of the organic solvent added is not less than the lower limit value, the conductive complex can be easily precipitated, and when the amount is not more than the upper limit value, the amount of the organic solvent remaining after the solid matter is recovered can be reduced.

水及び有機溶剤の中から固形物を回収する方法としては、例えば、濾過、デカンテーション、遠心分離等が挙げられる。簡便なことから、濾過により固形物を回収することが好ましい。
回収した固形物が粒子状である場合、そのまま導電性粒子として使用してもよい。
固形物が粒子状になっていない、又は、粒子径が大きい場合には、得られた固形物を粉砕することが好ましい。固形物を粉砕すれば、メジアン径が前記の好ましい範囲内にある導電性粒子を容易に作製できる。固形物の粉砕方法は、第一実施形態における固形物の粉砕方法と同様である。
固形物を粉砕した場合、得られた粉砕物には、前記被覆粒子に加え、例えば、導電性複合体粒子、原料粒子が粉砕された基材粒子、基材粒子と導電性複合体粒子の塊状物又は粒子とが一体状になった粒子等が含まれる。
固形物を粉砕しない場合、固形物には、前記被覆粒子に加え、例えば、導電性複合体粒子、原料粒子、導電性複合体粒子と原料粒子とが一体状になった粒子等が含まれる。固形物を粉砕しない場合には、原料粒子がそのまま基材粒子になる。固形物を粉砕しない場合の、原料粒子の好ましいメジアン径は、前記基材粒子の好ましいメジアン径と同様である。
Examples of the method for recovering a solid substance from water and an organic solvent include filtration, decantation, and centrifugation. For simplicity, it is preferable to recover the solid matter by filtration.
When the recovered solid matter is in the form of particles, it may be used as it is as conductive particles.
When the solid matter is not in the form of particles or has a large particle size, it is preferable to pulverize the obtained solid matter. By pulverizing the solid material, conductive particles having a median diameter within the above-mentioned preferable range can be easily produced. The method for crushing the solid matter is the same as the method for crushing the solid matter in the first embodiment.
When the solid material is crushed, in addition to the coating particles, the obtained crushed material includes, for example, conductive composite particles, base particles obtained by crushing raw material particles, and agglomerates of base particles and conductive composite particles. Includes particles in which an object or particles are integrated.
When the solid material is not pulverized, the solid material includes, for example, conductive composite particles, raw material particles, particles in which the conductive composite particles and the raw material particles are integrated, and the like, in addition to the coated particles. When the solid material is not crushed, the raw material particles become the base particles as they are. The preferred median diameter of the raw material particles when the solid material is not pulverized is the same as the preferred median diameter of the base particles.

<導電性樹脂組成物>
本発明の導電性樹脂組成物の一態様は、前記導電性粒子とバインダ樹脂とを含有する。
バインダ樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、ABS樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、オキセタン樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、酢酸ビニル樹脂等が挙げられる。
また、バインダ樹脂は、ゴムであってもよい。ゴムとしては、例えば、天然ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム等が挙げられる。
前記バインダ樹脂は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記バインダ樹脂は、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、及びポリスチレン樹脂よりなる群から選ばれる少なくとも1種を含有することが好ましい。前記の好ましいバインダ樹脂と導電性粒子とを含む導電性樹脂組成物は、工業的に有用である。
<Conductive resin composition>
One aspect of the conductive resin composition of the present invention contains the conductive particles and a binder resin.
Examples of the binder resin include silicone resin, epoxy resin, acrylic resin, polyester resin, polyurethane resin, polyolefin resin, urea resin, polyamide resin, polystyrene resin, ABS resin, polyvinyl chloride resin, polycarbonate resin, polyacetal resin, and polyphenylene oxide. Examples thereof include resins, oxetane resins, polyimide resins, melamine resins, phenol resins, vinyl acetate resins and the like.
Further, the binder resin may be rubber. Examples of the rubber include natural rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, chloroprene rubber, ethylene-propylene rubber and the like.
One type of the binder resin may be used alone, or two or more types may be used in combination.
The binder resin preferably contains at least one selected from the group consisting of silicone resin, epoxy resin, acrylic resin, polyester resin, polyurethane resin, polyolefin resin, urea resin, polyamide resin, and polystyrene resin. The conductive resin composition containing the above-mentioned preferable binder resin and conductive particles is industrially useful.

導電性樹脂組成物における導電性粒子の含有量は、バインダ樹脂100質量部に対して1質量部以上1000質量部以下であることが好ましく、2質量部以上200質量部以下であることがより好ましく、3質量部以上100質量部以下であることがさらに好ましい。導電性樹脂組成物における導電性粒子の含有量が前記下限値以上であれば、導電性樹脂組成物の導電性がより高くなり、また、基材粒子の種類に応じて導電性樹脂組成物の性能を向上させることができる。導電性樹脂組成物における導電性粒子の含有量が前記上限値以下であれば、導電性樹脂組成物の機械的物性の低下を防止できる。 The content of the conductive particles in the conductive resin composition is preferably 1 part by mass or more and 1000 parts by mass or less, and more preferably 2 parts by mass or more and 200 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin. It is more preferable that the amount is 3 parts by mass or more and 100 parts by mass or less. When the content of the conductive particles in the conductive resin composition is at least the above lower limit value, the conductivity of the conductive resin composition becomes higher, and the conductive resin composition depends on the type of the substrate particles. Performance can be improved. When the content of the conductive particles in the conductive resin composition is not more than the above upper limit value, deterioration of the mechanical properties of the conductive resin composition can be prevented.

本態様の導電性樹脂組成物は、導電性樹脂組成物の酸化劣化を防ぐために、酸化防止剤を含有してもよい。本態様の導電性樹脂組成物が酸化防止剤を含有すると、導電性を高めることもできる。
酸化防止剤としては、前記導電性粒子に含有させてもよい酸化防止剤と同様である。前記導電性粒子と同様に、本態様の導電性樹脂組成物に含有させてもよい酸化防止剤は、ガリック酸(没食子酸)又はガリック酸エステルが好ましい。
The conductive resin composition of this embodiment may contain an antioxidant in order to prevent oxidative deterioration of the conductive resin composition. When the conductive resin composition of this embodiment contains an antioxidant, the conductivity can be enhanced.
The antioxidant is the same as the antioxidant that may be contained in the conductive particles. Similar to the conductive particles, the antioxidant that may be contained in the conductive resin composition of this embodiment is preferably gallic acid (gallic acid) or gallic acid ester.

導電性樹脂組成物における酸化防止剤の含有量は、バインダ樹脂100質量部に対して0.1質量部以上100質量部以下であることが好ましく、0.1質量部以上50質量部以下であることがより好ましく、0.1質量部以上25質量部以下であることがさらに好ましい。導電性樹脂組成物における酸化防止剤の含有量が前記下限値以上であれば、酸化防止性及び導電性をより高めることができ、前記上限値以下であれば、導電性樹脂組成物の機械的物性の低下を防止できる。 The content of the antioxidant in the conductive resin composition is preferably 0.1 part by mass or more and 100 parts by mass or less, and 0.1 part by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the binder resin. More preferably, it is more preferably 0.1 part by mass or more and 25 parts by mass or less. When the content of the antioxidant in the conductive resin composition is at least the above lower limit value, the antioxidant property and conductivity can be further enhanced, and when it is at least the above upper limit value, the mechanical resin composition is mechanical. It is possible to prevent deterioration of physical properties.

導電性樹脂組成物には、公知のその他の添加剤が含まれてもよい。
添加剤としては、本発明の効果が得られる限り特に制限されず、例えば、界面活性剤、無機導電剤、消泡剤、カップリング剤、紫外線吸収剤などを使用できる。ただし、添加剤は、前述した導電性粒子、バインダ樹脂及び酸化防止剤以外の化合物である。
界面活性剤としては、ノニオン系、アニオン系、カチオン系の界面活性剤が挙げられるが、保存安定性の面からノニオン系が好ましい。また、ポリビニルピロリドンなどのポリマー系界面活性剤を添加してもよい。
消泡剤としては、シリコーン樹脂、ポリジメチルシロキサン、シリコーンオイル等が挙げられる。
カップリング剤としては、エポキシ基、ビニル基又はアミノ基を有するシランカップリング剤等が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サリシレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、オキサニリド系紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤等が挙げられる。
導電性樹脂組成物が上記添加剤を含有する場合、その含有割合は、添加剤の種類に応じて適宜決められるが、例えば、バインダ樹脂100質量部に対して、0.001質量部以上5質量部以下の範囲とすることができる。
The conductive resin composition may contain other known additives.
The additive is not particularly limited as long as the effect of the present invention can be obtained, and for example, a surfactant, an inorganic conductive agent, a defoaming agent, a coupling agent, an ultraviolet absorber and the like can be used. However, the additive is a compound other than the above-mentioned conductive particles, binder resin and antioxidant.
Examples of the surfactant include nonionic, anionic and cationic surfactants, and nonionic surfactants are preferable from the viewpoint of storage stability. Further, a polymer-based surfactant such as polyvinylpyrrolidone may be added.
Examples of the defoaming agent include silicone resin, polydimethylsiloxane, silicone oil and the like.
Examples of the coupling agent include a silane coupling agent having an epoxy group, a vinyl group or an amino group.
Examples of UV absorbers include benzotriazole-based UV absorbers, benzophenone-based UV absorbers, salicylate-based UV absorbers, cyanoacrylate-based UV absorbers, oxanilide-based UV absorbers, hindered amine-based UV absorbers, benzoate-based UV absorbers, etc. Can be mentioned.
When the conductive resin composition contains the above additive, the content ratio thereof is appropriately determined according to the type of the additive. For example, 0.001 part by mass or more and 5 mass by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin. It can be in the range of less than a part.

本態様の導電性樹脂組成物を製造する方法の一例としては、バインダ樹脂に導電性粒子を混合する方法が挙げられる。バインダ樹脂と導電性粒子との混合は、単なる攪拌でもよいし、溶融混練機を用いてバインダ樹脂と導電性粒子とを溶融混練してもよい。溶融混練機としては、例えば、単軸押出機、二軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサー等が挙げられる。溶融混練する際の加熱温度は、使用するバインダ樹脂のガラス転移点又は融点に応じて適宜決めればよい。
本態様の導電性樹脂組成物を製造する方法の他の例としては、バインダ樹脂を形成するモノマー又はオリゴマーに導電性粒子を混合し、前記モノマー又は前記オリゴマーを重合させる方法が挙げられる。例えば、硬化型シリコーンに導電性粒子を混合し、硬化型シリコーンを重合させることにより、導電性樹脂組成物を得ることができる。モノマー又はオリゴマーは粘度が低いため、混合の際に高いせん断力を付与しなくても、導電性粒子を高い分散性で分散させることができる。
As an example of the method for producing the conductive resin composition of this embodiment, there is a method of mixing conductive particles with the binder resin. The binder resin and the conductive particles may be mixed by simple stirring, or the binder resin and the conductive particles may be melt-kneaded by using a melt-kneader. Examples of the melt kneader include a single-screw extruder, a twin-screw extruder, a kneader, and a Banbury mixer. The heating temperature for melt-kneading may be appropriately determined according to the glass transition point or melting point of the binder resin to be used.
As another example of the method for producing the conductive resin composition of this embodiment, there is a method of mixing conductive particles with a monomer or oligomer forming a binder resin and polymerizing the monomer or the oligomer. For example, a conductive resin composition can be obtained by mixing conductive particles with curable silicone and polymerizing the curable silicone. Since the monomer or oligomer has a low viscosity, the conductive particles can be dispersed with high dispersibility without applying a high shearing force at the time of mixing.

本態様の導電性樹脂組成物を成形加工すれば、成形品を製造できる。成形加工する際の成形方法としては特に制限されない。本態様の導電性樹脂組成物は、例えば、射出成形法、押出成形法、プレス成形法、真空成形法、注型成形法等の公知の成形方法によって任意の形状の成形品にできる。
本態様の導電性樹脂組成物の成形品は、導電性を必要とする部品に使用される。
By molding the conductive resin composition of this embodiment, a molded product can be manufactured. The molding method at the time of molding is not particularly limited. The conductive resin composition of this embodiment can be made into a molded product having an arbitrary shape by a known molding method such as an injection molding method, an extrusion molding method, a press molding method, a vacuum forming method, or a casting molding method.
The molded product of the conductive resin composition of this embodiment is used for a part that requires conductivity.

従来、樹脂に導電性を付与する導電性付与剤として金属粒子又はカーボンが使用されることがあったが、金属粒子又はカーボンを含む導電性樹脂組成物は機械的物性が低下することがある。また、カーボンを含む導電性樹脂組成物は黒色になるため、着色に制限があり、意匠性が低い。
これに対し、本態様の導電性樹脂組成物においては、導電性粒子が充填剤としての機能を充分に発揮する。そのため、充填剤の種類に応じて導電性樹脂組成物の性能を向上させることができる。例えば、導電性樹脂組成物の機械的物性、耐熱性、耐久性、耐磨耗性等を向上させることができる。
それに加えて、本態様の導電性樹脂組成物は、導電性粒子によって導電性を充分に発揮できる。
したがって、本態様の導電性樹脂組成物によれば、導電性を必要とする部品の性能を向上させることができる。
また、導電性複合体はやや灰色を呈した材料であるため、本態様の導電性粒子は、カーボンのような黒色粒子にはならない。したがって、本態様の導電性樹脂組成物は、任意の色に着色可能であり、導電性樹脂組成物を成形した成形品の意匠性を高めることができる。
Conventionally, metal particles or carbon have been used as a conductivity-imparting agent for imparting conductivity to a resin, but a conductive resin composition containing metal particles or carbon may have reduced mechanical properties. Further, since the conductive resin composition containing carbon becomes black, there is a limitation in coloring and the design property is low.
On the other hand, in the conductive resin composition of this embodiment, the conductive particles sufficiently exert a function as a filler. Therefore, the performance of the conductive resin composition can be improved depending on the type of filler. For example, the mechanical properties, heat resistance, durability, abrasion resistance, etc. of the conductive resin composition can be improved.
In addition, the conductive resin composition of this embodiment can sufficiently exhibit conductivity due to the conductive particles.
Therefore, according to the conductive resin composition of this embodiment, it is possible to improve the performance of parts that require conductivity.
Further, since the conductive composite is a material having a slightly gray color, the conductive particles of this embodiment do not become black particles such as carbon. Therefore, the conductive resin composition of this embodiment can be colored in any color, and the design of the molded product obtained by molding the conductive resin composition can be enhanced.

また、本態様の導電性樹脂組成物において、導電性粒子が前記被覆粒子を含有する場合、下記理由により本態様の効果をより発揮することができる。
前記被覆粒子は、バインダ樹脂に対する分散性が高い傾向にある。バインダ樹脂中に含まれる導電性粒子の分散性が高ければ、導電性樹脂組成物の機械的物性をより向上させることができる。また、導電性の観点においても、導電性粒子の分散性が高ければ、導電性をより向上させることができる。したがって、本態様の導電性樹脂組成物に含まれる導電性粒子が、被覆粒子を含有すると、本態様の効果をより発揮することができる。
Further, in the conductive resin composition of the present embodiment, when the conductive particles contain the coating particles, the effect of the present embodiment can be more exerted for the following reasons.
The coated particles tend to have high dispersibility in the binder resin. If the dispersibility of the conductive particles contained in the binder resin is high, the mechanical properties of the conductive resin composition can be further improved. Also, from the viewpoint of conductivity, if the dispersibility of the conductive particles is high, the conductivity can be further improved. Therefore, when the conductive particles contained in the conductive resin composition of this embodiment contain coated particles, the effect of this embodiment can be more exerted.

π共役系導電性高分子は導電性高分子分散液として得られるため、従来は塗料、例えば、導電性フィルムを構成する導電層を形成するための塗料、固体電解キャパシタを構成する固体電解質を形成するための塗料等として使用されていた。
本態様では、π共役系導電性高分子を粒子状にして、成形品を作製するための樹脂組成物に含有させる。したがって、本態様によれば、π共役系導電性高分子の用途を拡大できる。
Since the π-conjugated conductive polymer is obtained as a conductive polymer dispersion, conventionally, a paint, for example, a paint for forming a conductive layer constituting a conductive film, and a solid electrolyte constituting a solid electrolytic capacitor are formed. It was used as a paint, etc.
In this embodiment, the π-conjugated conductive polymer is made into particles and contained in a resin composition for producing a molded product. Therefore, according to this aspect, the use of the π-conjugated conductive polymer can be expanded.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

(製造例1)ポリスチレンスルホン酸の製造
1000mlのイオン交換水に206gのスチレンスルホン酸ナトリウムを溶解し、80℃にて攪拌しながら、予め10mlの水に溶解した1.14gの過硫酸アンモニウム酸化剤溶液を20分間滴下し、その溶液を12時間攪拌した。得られたスチレンスルホン酸ナトリウム含有溶液に、10質量%に希釈した硫酸を1000ml添加し、限外ろ過法を用いてポリスチレンスルホン酸含有溶液の1000ml溶液を除去し、残液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法を用いて約2000mlの溶液を除去した。上記の限外ろ過操作を3回繰り返した。さらに、得られたポリスチレンスルホン酸溶液に約2000mlのイオン交換水を添加し、限外ろ過法を用いて約2000mlの溶液を除去した。この限外ろ過操作を3回繰り返した。得られた溶液中の水を減圧除去して、無色の固形物を得た。得られたポリスチレンスルホン酸についてGPC(ゲル濾過クロマトグラフィー)カラムを用いたHPLC(高速液体クロマトグラフィー)システムを用いて、昭和電工株式会社製プルランを標準物質として質量平均分子量を測定した結果、分子量は30万であった。
(Production Example 1) Production of polystyrene sulfonic acid 1.14 g of ammonium persulfate oxidant solution dissolved in 10 ml of water in advance by dissolving 206 g of sodium styrene sulfonate in 1000 ml of ion-exchanged water and stirring at 80 ° C. Was added dropwise for 20 minutes, and the solution was stirred for 12 hours. To the obtained sodium styrene sulfonate-containing solution, 1000 ml of sulfuric acid diluted to 10% by mass was added, 1000 ml of the polystyrene sulfonate-containing solution was removed using an ultrafiltration method, and 2000 ml of ion-exchanged water was added to the residual liquid. Was added, and about 2000 ml of the solution was removed using an ultrafiltration method. The above ultrafiltration operation was repeated 3 times. Further, about 2000 ml of ion-exchanged water was added to the obtained polystyrene sulfonic acid solution, and about 2000 ml of the solution was removed by using an ultrafiltration method. This ultrafiltration operation was repeated 3 times. Water in the obtained solution was removed under reduced pressure to obtain a colorless solid. The mass average molecular weight of the obtained polystyrene sulfonic acid was measured using an HPLC (High Performance Liquid Chromatography) system using a GPC (Gel Permeation Chromatography) column using Plulan manufactured by Showa Denko Co., Ltd. as a standard substance. It was 300,000.

(製造例2)PEDOT−PSS水分散液の製造
14.2gの3,4−エチレンジオキシチオフェンと、製造例1で得た36.7gのポリスチレンスルホン酸を2000mlのイオン交換水に溶かした溶液とを20℃で混合した。これにより得られた混合溶液を20℃に保ち攪拌を行いながら、200mlのイオン交換水に溶かした29.64gの過硫酸アンモニウムと8.0gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とをゆっくりと添加し、3時間攪拌して反応させた。得られた反応液に2000mlのイオン交換水を添加し、限外ろ過法を用いて約2000ml溶液を除去した。この操作を3回繰り返した。次に、得られた溶液に、200mlの10質量%に希釈した硫酸と2000mlのイオン交換水とを加え、限外ろ過法を用いて約2000mlの溶液を除去し、これに2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法を用いて約2000mlの溶液を除去した。この操作を3回繰り返した。さらに、得られた溶液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法を用いて約2000mlの溶液を除去した。この操作を5回繰り返して、固形分濃度1.2質量%、PEDOT:PSS=1:2.5(質量比)の青色のPEDOT−PSS水分散液を得た。
(Production Example 2) Production of PEDOT-PSS aqueous dispersion A solution of 14.2 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and 36.7 g of polystyrene sulfonic acid obtained in Production Example 1 in 2000 ml of ion-exchanged water. And were mixed at 20 ° C. While keeping the mixed solution thus obtained at 20 ° C. and stirring, 29.64 g of ammonium persulfate dissolved in 200 ml of ion-exchanged water and 8.0 g of a ferric sulfate oxidation catalyst solution were slowly added. The reaction was carried out with stirring for 3 hours. 2000 ml of ion-exchanged water was added to the obtained reaction solution, and about 2000 ml of the solution was removed using an ultrafiltration method. This operation was repeated 3 times. Next, 200 ml of sulfuric acid diluted to 10% by mass and 2000 ml of ion-exchanged water were added to the obtained solution, and about 2000 ml of the solution was removed using an ultrafiltration method, to which 2000 ml of ion-exchanged water was removed. Was added, and about 2000 ml of the solution was removed using an ultrafiltration method. This operation was repeated 3 times. Further, 2000 ml of ion-exchanged water was added to the obtained solution, and about 2000 ml of the solution was removed by using an ultrafiltration method. This operation was repeated 5 times to obtain a blue PEDOT-PSS aqueous dispersion having a solid content concentration of 1.2% by mass and PEDOT: PSS = 1: 2.5 (mass ratio).

(実施例1)
製造例2で得たPEDOT−PSS水分散液30g(後述の炭酸カルシウム100質量部に対してPEDOT−PSS固形分3.6質量部)に、水100gを添加し、炭酸カルシウム(D10:0.04μm、D50:7.73μm、D90:12.01μm)10gを添加した。これにより得られた混合物を100℃に加熱し、液体が全て蒸発するまで乾燥させて固形物を得た。得られた固形物を、乳鉢を用いてすり潰し、粉砕して、導電性粒子を得た。
(Example 1)
100 g of water was added to 30 g of the PEDOT-PSS aqueous dispersion obtained in Production Example 2 (3.6 parts by mass of PEDOT-PSS solid content with respect to 100 parts by mass of calcium carbonate described later), and calcium carbonate (D 10 : 0) was added. .04 μm, D 50 : 7.73 μm, D 90 : 12.01 μm) 10 g was added. The resulting mixture was heated to 100 ° C. and dried until all the liquid had evaporated to give a solid. The obtained solid matter was ground using a mortar and pestle and pulverized to obtain conductive particles.

(実施例2)
PEDOT−PSS水分散液の量を50gに変更したこと以外は実施例1と同様にして、導電性粒子を得た。
(Example 2)
Conductive particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of the PEDOT-PSS aqueous dispersion was changed to 50 g.

(実施例3)
PEDOT−PSS水分散液の量を70gに変更したこと以外は実施例1と同様にして、導電性粒子を得た。
(Example 3)
Conductive particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of the PEDOT-PSS aqueous dispersion was changed to 70 g.

(実施例4)
PEDOT−PSS水分散液30gに、水100g及び炭酸カルシウム10gに加えてプロピレングリコール5gを添加したこと以外は実施例1と同様にして、導電性粒子を得た。
(Example 4)
Conductive particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that 5 g of propylene glycol was added to 30 g of the PEDOT-PSS aqueous dispersion in addition to 100 g of water and 10 g of calcium carbonate.

(実施例5)
PEDOT−PSS水分散液50gに、水100g及び炭酸カルシウム10gに加えてプロピレングリコール5gを添加したこと以外は実施例2と同様にして、導電性粒子を得た。
(Example 5)
Conductive particles were obtained in the same manner as in Example 2 except that 5 g of propylene glycol was added to 50 g of the PEDOT-PSS aqueous dispersion in addition to 100 g of water and 10 g of calcium carbonate.

(実施例6)
PEDOT−PSS水分散液70gに、水100g及び炭酸カルシウム10gに加えてプロピレングリコール5gを添加したこと以外は実施例3と同様にして、導電性粒子を得た。
(Example 6)
Conductive particles were obtained in the same manner as in Example 3 except that 5 g of propylene glycol was added to 70 g of the PEDOT-PSS aqueous dispersion in addition to 100 g of water and 10 g of calcium carbonate.

(実施例7)
製造例2で得たPEDOT−PSS水分散液30gに、水100gを添加し、炭酸カルシウム10g、イソプロパノール100gを添加した。イソプロパノールの添加により、PEDOT−PSSが炭酸カルシウム表面に析出した。これにより得られた混合物を濾過し、粉末を得た。その粉末を室温で24時間吸引乾燥した。乾燥により得られた固形物を、乳鉢を用いてすり潰し、粉砕して、導電性粒子を得た。
(Example 7)
To 30 g of the PEDOT-PSS aqueous dispersion obtained in Production Example 2, 100 g of water was added, and 10 g of calcium carbonate and 100 g of isopropanol were added. With the addition of isopropanol, PEDOT-PSS was precipitated on the surface of calcium carbonate. The resulting mixture was filtered to give a powder. The powder was suction dried at room temperature for 24 hours. The solid material obtained by drying was ground using a mortar and pestle and pulverized to obtain conductive particles.

<評価>
各例の導電性粒子10gと付加硬化型シリコーン(信越化学工業株式会社製、KNS-320A、不揮発分100質量%)10gとを混合し、さらに白金触媒(信越化学工業株式会社製、CAT−PL−50T)0.2gを添加した。得られた混合物を150℃で5分間加熱することによって硬化させて、導電性樹脂組成物を得た。
導電性樹脂組成物1gを水100gに分散させた分散液を調製し、その分散液に含まれる粒子の粒度分布を、動的光散乱粒度分布測定装置(大塚電子株式会社製、FPAR1000)を用いて測定した。その測定により得られたD10、D50及びD90の結果を表1に示す。
また、得られた導電性樹脂組成物の表面抵抗値を、抵抗率計(株式会社三菱化学アナリティック製ハイレスタ)を用い、印加電圧10Vの条件で測定した。測定結果を表1に示す。
<Evaluation>
10 g of conductive particles of each example and 10 g of additive-curable silicone (KNS-320A, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., 100% by mass of non-volatile content) are mixed, and a platinum catalyst (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., CAT-PL) is further mixed. -50T) 0.2g was added. The obtained mixture was cured by heating at 150 ° C. for 5 minutes to obtain a conductive resin composition.
A dispersion liquid in which 1 g of the conductive resin composition was dispersed in 100 g of water was prepared, and the particle size distribution of the particles contained in the dispersion liquid was measured using a dynamic light scattering particle size distribution measuring device (FPAR1000, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). Was measured. The results of D 10 , D 50 and D 90 obtained by the measurement are shown in Table 1.
Further, the surface resistance value of the obtained conductive resin composition was measured using a resistivity meter (High Resta manufactured by Mitsubishi Chemical Analytical Co., Ltd.) under the condition of an applied voltage of 10 V. The measurement results are shown in Table 1.

Figure 2021093377
Figure 2021093377

各実施例の導電性粒子を含む導電性樹脂組成物は、高い導電性を有していた。実施例のなかでも、プロピレングリコールを添加した実施例4〜6の導電性粒子を含む導電性樹脂組成物は、導電性がより高かった。
イソプロパノールを添加することによりPEDOT−PSSを析出させて得た実施例7の導電性粒子は、加熱乾燥によってPEDOT−PSSを固形化して得た実施例1の導電性粒子よりも、導電性樹脂組成物の導電性を向上させる効果が高かった。
The conductive resin composition containing the conductive particles of each example had high conductivity. Among the examples, the conductive resin composition containing the conductive particles of Examples 4 to 6 to which propylene glycol was added had higher conductivity.
The conductive particles of Example 7 obtained by precipitating PEDOT-PSS by adding isopropanol have a more conductive resin composition than the conductive particles of Example 1 obtained by solidifying PEDOT-PSS by heating and drying. The effect of improving the conductivity of the object was high.

Claims (4)

π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含有する導電性複合体の水分散液と、原料粒子とを混合して混合液を調製した後、有機溶剤を添加することにより導電性複合体を析出させて、前記導電性複合体及び前記原料粒子を含有する固形物を形成し、前記固形物を回収する、導電性粒子の製造方法。 A mixed solution is prepared by mixing an aqueous dispersion of a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion with raw material particles, and then an organic solvent is added to precipitate the conductive complex. A method for producing conductive particles, wherein a solid material containing the conductive composite and the raw material particles is formed, and the solid material is recovered. 前記固形物を粉砕する、請求項1に記載の導電性粒子の製造方法。 The method for producing conductive particles according to claim 1, wherein the solid matter is pulverized. 前記有機溶剤がアルコール系溶剤である、請求項1又は2に記載の導電性粒子の製造方法。 The method for producing conductive particles according to claim 1 or 2, wherein the organic solvent is an alcohol solvent. 前記アルコール系溶剤がイソプロパノールである、請求項3に記載の導電性粒子の製造方法。 The method for producing conductive particles according to claim 3, wherein the alcohol solvent is isopropanol.
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