JP2022034316A - Carbon nanotube dispersion, and coating including the same - Google Patents

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悟 相澤
Satoru Aizawa
優 青谷
Yu Aotani
雄太 鈴木
Yuta Suzuki
信之 名畑
Nobuyuki Nahata
雄 森田
Takeshi Morita
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Abstract

To provide a conductive material dispersion having excellent compatibility with a binder and excellent storage stability, and a conductive coating having excellent conductivity and excellent transparency.SOLUTION: A conductive material dispersion contains a conductive material, a copolymer (A), a base (B), an antistatic agent (C), and water. The conductive material includes single-wall carbon nanotubes with an average outer diameter of 1-4 nm. The copolymer (A) contains (meth)acrylonitrile-derived units of 10 mass%-99 mass% and carboxyl group-containing monomer units of 1 mass%-90 mass% relative to 100 mass% of the total of all the units. The base (B) has a pKb of 5 or less in the water at 25°C, and a solubility of 1 g/100 ml or more in the water at 25°C. The solid content mass ratio between the copolymer (A) and the base (B), (B)/(A), is 0.2-1.0.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、塗料用バインダーへの相溶性、貯蔵安定性に優れたカーボンナノチューブを含む導電材分散体、導電材分散体とバインダー樹脂とを含む導電性塗料、それを膜状に形成してなる導電性塗膜に関する。 The present invention comprises forming a conductive material dispersion containing carbon nanotubes having excellent compatibility with a paint binder and storage stability, a conductive paint containing a conductive material dispersion and a binder resin, and forming a film thereof. Concerning conductive coatings.

近年、カーボンナノチューブを含有する材料を用いて、帯電防止性、導電性、熱伝導性および電磁波シールド性等の機能を有する材料の開発が盛んに行われている。例えば、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル又はポリイミド等のポリマー、あるいはガラスやセラミックス材料等の無機材料などをマトリックスとして用いて、これらのマトリックス中にカーボンナノチューブを分散させることによって、帯電防止、導電性、熱伝導性および電磁波シールド性等の機能を有する複合材およびこの複合材を積層した積層体に関する検討が数多く行われている。 In recent years, materials having functions such as antistatic property, conductivity, thermal conductivity, and electromagnetic wave shielding property have been actively developed using materials containing carbon nanotubes. For example, a polymer such as polyamide, polyester, polyether or polyimide, or an inorganic material such as glass or ceramics material is used as a matrix, and carbon nanotubes are dispersed in these matrices to prevent static electricity, conductivity, and heat. Many studies have been conducted on composite materials having functions such as conductivity and electromagnetic wave shielding properties, and laminates obtained by laminating these composite materials.

例えばカーボンナノチューブ分散体を用いた用途として、透明帯電防止塗料が挙げられる。コーティングによってカーボンナノチューブの特性を活かすためには基板上に分散されたカーボンナノチューブのネットワーク構造を形成させる必要がある。これによりカーボンナノチューブの使用量が極めて少ない場合でも高い透明性と導電性を発現させることが可能であると期待されている。 For example, a transparent antistatic paint can be mentioned as an application using a carbon nanotube dispersion. In order to utilize the characteristics of carbon nanotubes by coating, it is necessary to form a network structure of carbon nanotubes dispersed on the substrate. This is expected to enable high transparency and conductivity to be exhibited even when the amount of carbon nanotubes used is extremely small.

これまでもカーボンナノチューブを用いた導電層をフィルム上に塗布する等の方法で導電性フィルムを作製する方法が公知となっている。しかし、これらの公知技術、例えば、特許文献1では所望の導電性を付与させるために塗膜厚が極端に厚くなるため、導電性基板として透明性を無視したものになっている。また、特許文献2では導電層内のカーボンナノチューブの導電性を維持させるために、共役重合体系の導電性高分子をバインダー樹脂として用いているが、本来カーボンナノチューブが有している導電特性が活かされておらず、導電性フィルムとしては極めて抵抗値が高くなってしまっている。特許文献3では、カーボンナノチューブの導電特性を発揮させるため導電性フィルムの製造工程が複雑になってしまい、生産性や経済性に問題がある。特許文献4でも、導電層と基材の接着性を向上させるためにカーボンナノチューブを塗布後、その上にバインダー樹脂をオーバーコートしており、特許文献3と同様に生産性や経済性に問題がある。またここに示した4つの特許文献では溶媒として有機溶剤を使用していることから、環境負荷の点でも最適とは言えない。 Until now, a method of producing a conductive film by applying a conductive layer using carbon nanotubes onto the film has been known. However, in these known techniques, for example, Patent Document 1, since the coating film thickness becomes extremely thick in order to impart desired conductivity, transparency is ignored as a conductive substrate. Further, in Patent Document 2, in order to maintain the conductivity of the carbon nanotubes in the conductive layer, the conductive polymer of the conjugated polymerization system is used as the binder resin, but the conductive properties originally possessed by the carbon nanotubes are utilized. As a conductive film, the resistance value is extremely high. In Patent Document 3, since the conductive characteristics of carbon nanotubes are exhibited, the manufacturing process of the conductive film becomes complicated, and there is a problem in productivity and economy. In Patent Document 4, carbon nanotubes are applied in order to improve the adhesiveness between the conductive layer and the base material, and then a binder resin is overcoated on the carbon nanotubes, which causes problems in productivity and economy as in Patent Document 3. be. Further, since the four patent documents shown here use an organic solvent as a solvent, it cannot be said to be optimal in terms of environmental load.

特開2002-67209号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-67209 特開2004-195678号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-195678 特開2007-112133号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-11123 特許第3665969号公報Japanese Patent No. 366969

これまでの従来技術でもカーボンナノチューブが分散された膜を作製するためにはマトリックスや樹脂の中にカーボンナノチューブを分散させていた。しかし、必ずしもカーボンナノチューブの分散状態は良好ではなく、また従来のコーティングによる積層では、バインダー樹脂がカーボンナノチューブの導電性を阻害し、塗料化の工程や乾燥工程でカーボンナノチューブが凝集を起こすなどカーボンナノチューブの本来の特性を発現させることが困難であった。 Even in the conventional technology so far, in order to produce a film in which carbon nanotubes are dispersed, carbon nanotubes are dispersed in a matrix or a resin. However, the dispersed state of the carbon nanotubes is not always good, and in the conventional lamination by coating, the binder resin inhibits the conductivity of the carbon nanotubes, and the carbon nanotubes agglomerate in the coating process and the drying process. It was difficult to express the original characteristics of.

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を改良し、バインダーへの相溶性、貯蔵安定性に優れたカーボンナノチューブが分散された導電材分散体を提供することにある。また、本発明の目的は、良好な導電性、透明性を両立できる導電性塗料を提供することにある。 An object of the present invention is to improve such drawbacks of the prior art and to provide a conductive material dispersion in which carbon nanotubes having excellent compatibility with a binder and storage stability are dispersed. Further, an object of the present invention is to provide a conductive coating material capable of achieving both good conductivity and transparency.

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、導電材として特定の外径を有するカーボンナノチューブと、分散剤として特定の構造単位を持つ共重合体と、特定のpKbと水への溶解度を有する塩基の種類とその比率と、帯電防止剤によって、貯蔵安定性、相溶性が良好な導電材分散体を製造できることを見出した。さらに、良好な導電性、透明性を両立できる導電性塗料を製造できることを見出した。 As a result of diligent studies to achieve the above object, the present inventors have found carbon nanotubes having a specific outer diameter as a conductive material, a copolymer having a specific structural unit as a dispersant, and a specific pKb. It has been found that a conductive material dispersion having good storage stability and compatibility can be produced by using the types and ratios of bases having solubility in water and antistatic agents. Furthermore, they have found that it is possible to produce a conductive coating material having both good conductivity and transparency.

すなわち、本発明は、以下の実施形態を含む。本発明の実施形態は以下に限定されない。 That is, the present invention includes the following embodiments. The embodiments of the present invention are not limited to the following.

本発明は、導電材と、共重合体(A)と、塩基(B)と、帯電防止剤(C)と、水とを含む導電材分散体であって、
導電材として、平均外径が1~4nmである単層カーボンナノチューブを含み、
共重合体(A)が、全単位の合計100質量%に対して、(メタ)アクリロニトリルに由来する単位を10質量%~99質量%、カルボキシル基含有モノマー単位を1質量%~90質量%含む共重合体であり、塩基(B)が、水中の25℃におけるpKbが5以下であり、且つ水中の25℃における溶解度が1g/100ml以上であり、前記共重合体(A)と塩基(B)との固形分質量比率(B)/(A)が0.2~1.0であることを特徴とする導電材分散体に関する。
The present invention is a conductive material dispersion containing a conductive material, a copolymer (A), a base (B), an antistatic agent (C), and water.
The conductive material contains single-walled carbon nanotubes having an average outer diameter of 1 to 4 nm.
The copolymer (A) contains 10% by mass to 99% by mass of units derived from (meth) acrylonitrile and 1% by mass to 90% by mass of carboxyl group-containing monomer units, based on a total of 100% by mass of all units. It is a copolymer, and the base (B) has a pKb of 5 or less at 25 ° C. in water and a solubility of 1 g / 100 ml or more at 25 ° C. in water, and the copolymer (A) and the base (B). ), The solid content mass ratio (B) / (A) is 0.2 to 1.0, and the present invention relates to a conductive material dispersion.

また、本発明は、共重合体(A)100質量%に対してカルボキシル基含有モノマー単位を11~40質量%含む、前記導電材分散体に関する。 The present invention also relates to the conductive material dispersion containing 11 to 40% by mass of a carboxyl group-containing monomer unit with respect to 100% by mass of the copolymer (A).

また、本発明は、塩基(B)のpKbが1以下であることを特徴とする、前記導電材分散体に関する。 The present invention also relates to the conductive material dispersion, which is characterized in that the pKb of the base (B) is 1 or less.

また、本発明は、カルボキシル基含有モノマーがアクリル酸及びイタコン酸を含むことを特徴とする、前記導電材分散体に関する。 The present invention also relates to the conductive material dispersion, wherein the carboxyl group-containing monomer contains acrylic acid and itaconic acid.

また、本発明は、帯電防止剤(C)がアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、および非イオン界面活性剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とする、前記導電材分散体に関する。 Further, the present invention is characterized in that the antistatic agent (C) contains at least one selected from the group consisting of an anionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant, and a nonionic surfactant. The present invention relates to the conductive material dispersion.

また、本発明は、酸を含むことを特徴とする、前記導電材分散体に関する。 The present invention also relates to the conductive material dispersion, which is characterized by containing an acid.

また、本発明は、導電材に対して、共重合体(A)および塩基(B)を合計で20質量%~1000質量%含むことを特徴とする、前記導電材分散体に関する。 The present invention also relates to the conductive material dispersion, which comprises a total of 20% by mass to 1000% by mass of the copolymer (A) and the base (B) with respect to the conductive material.

また、本発明は、前記導電材分散体を含んでなる、導電性塗料に関する。 The present invention also relates to a conductive coating material containing the conductive material dispersion.

また、本発明は、前記導電性塗料の塗工膜である、導電性塗膜に関する。 The present invention also relates to a conductive coating film, which is a coating film for the conductive coating material.

本発明の実施形態によれば、バインダーへの相溶性、貯蔵安定性に優れたカーボンナノチューブが分散された導電材分散体を提供することが可能である。また、本発明の実施形態によれば、良好な導電性、透明性を両立できる導電性塗料を提供することが可能である。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to provide a conductive material dispersion in which carbon nanotubes having excellent compatibility with a binder and storage stability are dispersed. Further, according to the embodiment of the present invention, it is possible to provide a conductive coating material having both good conductivity and transparency.

<導電材>
本実施形態の導電材は、単層カーボンナノチューブである。単層カーボンナノチューブは、平面的なグラファイトを円筒状に巻いた形状を有しており、一層のグラファイトが巻かれた構造を有する。
<Conductive material>
The conductive material of this embodiment is a single-walled carbon nanotube. The single-walled carbon nanotube has a shape in which flat graphite is wound in a cylindrical shape, and has a structure in which one layer of graphite is wound.

カーボンナノチューブの平均外径は1~4nmであり、1~2nmであることが好ましい。カーボンナノチューブの平均外径は、透過型電子顕微鏡(日本電子製)によって、カーボンナノチューブの形態観察を行い、100本の短軸の長さを計測し、その数平均値をもってカーボンナノチューブ平均外径(nm)とした。 The average outer diameter of the carbon nanotubes is 1 to 4 nm, preferably 1 to 2 nm. The average outer diameter of carbon nanotubes is determined by observing the morphology of carbon nanotubes with a transmission electron microscope (manufactured by JEOL Ltd.), measuring the lengths of 100 short axes, and using the number average value as the average outer diameter of carbon nanotubes (the average outer diameter of carbon nanotubes). nm).

カーボンナノチューブの比表面積は、400~1200m/gであることが好ましく、より好ましくは400~800m/gである。比表面積が400m/g以上であると、塗膜中でカーボンナノチューブのネットワークが形成されやすく導電性が向上し、比表面積が800m/g以下であると分散工程においてカーボンナノチューブを解しやすく、カーボンナノチューブの構造破壊が進行しにくいため導電性が向上する。 The specific surface area of the carbon nanotubes is preferably 400 to 1200 m 2 / g, more preferably 400 to 800 m 2 / g. When the specific surface area is 400 m 2 / g or more, a network of carbon nanotubes is easily formed in the coating film and the conductivity is improved, and when the specific surface area is 800 m 2 / g or less, the carbon nanotubes are easily unraveled in the dispersion step. , Since the structural destruction of carbon nanotubes does not easily proceed, the conductivity is improved.

カーボンナノチューブの炭素成分は70~90質量%であることが好ましく、80~90質量%であることがより好ましい。カーボンナノチューブ(A)は触媒成分を含む場合があり、カーボンナノチューブから触媒成分を引いた値を炭素成分と表記した。炭素成分の値は式(1)に従い、空気中900℃の存在下で5時間焼成した後の灰分を測定することで算出した。
カーボンナノチューブの炭素成分(%) =
1-(焼成後の灰分重量(g)/焼成前のカーボンナノチューブ重量(g))×100
・・・・式(1)
炭素成分が70~90質量%の範囲であれば、良好な分散体が得られる。炭素成分を高める手段として、カーボンナノチューブの生成過程における収率の向上や、得られたカーボンナノチューブの酸精製による触媒成分の除去が公知の技術として挙げられるが、導電性が低下するため好ましくない。
The carbon component of the carbon nanotubes is preferably 70 to 90% by mass, more preferably 80 to 90% by mass. The carbon nanotube (A) may contain a catalyst component, and the value obtained by subtracting the catalyst component from the carbon nanotube is referred to as a carbon component. The value of the carbon component was calculated according to the formula (1) by measuring the ash content after firing in the presence of 900 ° C. in the air for 5 hours.
Carbon component of carbon nanotube (%) =
1- (weight of ash after firing (g) / weight of carbon nanotubes before firing (g)) x 100
・ ・ ・ ・ Equation (1)
When the carbon component is in the range of 70 to 90% by mass, a good dispersion can be obtained. Known techniques include improving the yield in the process of producing carbon nanotubes and removing the catalyst component by acid purification of the obtained carbon nanotubes as means for increasing the carbon component, but this is not preferable because the conductivity is lowered.

カーボンナノチューブのレーザー回折式粒度分布測定によって算出される50%粒子径(D50)は500~1300μmが好ましく、より好ましくは800~1200μmである。 The 50% particle size (D50) calculated by the laser diffraction type particle size distribution measurement of the carbon nanotubes is preferably 500 to 1300 μm, more preferably 800 to 1200 μm.

このようなカーボンナノチューブ(A)としては、例えば、単層カーボンナノチューブとして、日本ゼオン製ZEONANO SG101(外径:3~5nm)、OCSiAl製 TUBALL(外径:1~2nm)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Examples of such carbon nanotubes (A) include ZEONANO SG101 (outer diameter: 3 to 5 nm) manufactured by Zeon Corporation, TUBALL (outer diameter: 1 to 2 nm) manufactured by OCSiAl, and the like as single-walled carbon nanotubes. It is not limited to these.

本実施形態の分散体は、(メタ)アクリロニトリルに由来する単位、およびカルボキシル基含有モノマー単位を含む共重合体(A)と、水中の25℃におけるpKbが5以下であり、且つ水中の25℃における溶解度が1g/100ml以上である塩基(B)を含む。 The dispersion of the present embodiment contains a copolymer (A) containing a unit derived from (meth) acrylonitrile and a carboxyl group-containing monomer unit, and has a pKb of 5 or less at 25 ° C. in water and 25 ° C. in water. Contains the base (B) having a solubility in 1 g / 100 ml or more.

共重合体(A)および塩基(B)は特に限定されるものではないが、導電材を分散させる分散剤として機能し、事前に水に溶解または半溶解させてから使用してもよく、分散時に溶解または半溶解させながら使用しても良い。 The copolymer (A) and the base (B) are not particularly limited, but function as a dispersant for dispersing the conductive material, and may be used after being dissolved or semi-dissolved in water in advance, and may be dispersed. Sometimes it may be used while being dissolved or semi-dissolved.

<共重合体(A)>
(メタ)アクリロニトリルとしては、アクリロニトリルおよびメタアクリロニトリルがあげられる。1種を単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができ、アクリロニトリルであることが好ましい。(メタ)アクリロニトリルに由来するモノマー単位がアクリロニトリルだと、共重合体の屈曲が少なくなり、隣接するシアノ基が配向して分極の強い部分構造を形成することから、分散剤と被分散物および/または分散剤と水との分子間力が高くなる。(メタ)アクリロニトリルに由来するモノマー単位の含有量は10質量%~99質量%であり、前記分子間力を高める観点から、共重合体を構成する全モノマー単位の質量を基準として、52質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましい。共重合体を構成する全モノマー単位の質量を基準として、89質量%以下であることが好ましく、85質量%以下であることがより好ましい。(メタ)アクリロニトリルに由来するモノマー単位の含有量を上記範囲にすることで、被分散物を分散媒中に安定に存在させることができる。
<Copolymer (A)>
Examples of (meth) acrylonitrile include acrylonitrile and meta-acrylonitrile. One type can be used alone or in combination of two or more types, and acrylonitrile is preferable. When the monomer unit derived from (meth) acrylonitrile is acrylonitrile, the bending of the copolymer is reduced, and the adjacent cyano groups are oriented to form a partially structured structure with strong polarization. Alternatively, the intermolecular force between the dispersant and water increases. The content of the monomer unit derived from (meth) acrylonitrile is 10% by mass to 99% by mass, and from the viewpoint of increasing the intermolecular force, 52% by mass is based on the mass of all the monomer units constituting the copolymer. The above is preferable, 60% by mass or more is preferable, and 70% by mass or more is more preferable. Based on the mass of all the monomer units constituting the copolymer, it is preferably 89% by mass or less, and more preferably 85% by mass or less. By setting the content of the monomer unit derived from (meth) acrylonitrile in the above range, the dispersion can be stably present in the dispersion medium.

カルボキシル基含有モノマー単位は、カルボキシル基含有モノマーに由来する単位であり、カルボキシル基含有モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸等の不飽和脂肪酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルフタレート、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルフタレート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタレート、2-(メタ)アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロフタレート、エチレンオキサイド変性コハク酸(メタ)アクリレート、β-カルボキシエチル(メタ)アクリレート等のカルボキシル基含有(メタ)アクリレート等が挙げられる。また、上記水酸基含有モノマーの多量体である無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等の酸無水物基含有単量体およびその単官能アルコール付加体等が挙げられる。カルボキシル基二つが脱水縮合した構造を有する基である「-C(=O)-O-C(=O)-」(本明細書では「酸無水物基」という)も、加水分解によりカルボキシル基を形成するため、本明細書では、カルボキシル基に含める。カルボキシル基含有モノマーは、不飽和脂肪酸が好ましく、(メタ)アクリル酸がより好ましく、アクリル酸がさらに好ましい。さらに、アクリル酸とイタコン酸を両方含むことがより好ましい。カルボキシル基含有モノマー単位の含有量は1質量%~90質量%であり、分散媒である水と適度な親和性を持たせる観点から、共重合体を構成する全モノマー単位の質量を基準として、11質量%以上であることが好ましく、15質量%以上であることがより好ましい。共重合体を構成する全モノマー単位の質量を基準として、48質量%以下であることが好ましく、40質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましい。 The carboxyl group-containing monomer unit is a unit derived from the carboxyl group-containing monomer, and examples of the carboxyl group-containing monomer include (meth) acrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, and citraconic acid. Saturated fatty acids, 2- (meth) acryloyloxyethyl phthalate, 2- (meth) acryloyloxypropylphthalate, 2- (meth) acryloyloxyethyl hexahydrophthalate, 2- (meth) acryloyloxypropylhexahydrophthalate, ethylene oxide modification Examples thereof include carboxyl group-containing (meth) acrylates such as succinic acid (meth) acrylate and β-carboxyethyl (meth) acrylate. In addition, an acid anhydride group-containing monomer such as maleic anhydride, itaconic anhydride, and citraconic anhydride, which are multimers of the hydroxyl group-containing monomer, and monofunctional alcohol adducts thereof and the like can be mentioned. "-C (= O) -OC (= O)-" (referred to as "acid anhydride group" in the present specification), which is a group having a structure in which two carboxyl groups are dehydrated and condensed, is also a carboxyl group by hydrolysis. In the present specification, it is included in the carboxyl group in order to form. As the carboxyl group-containing monomer, unsaturated fatty acids are preferable, (meth) acrylic acid is more preferable, and acrylic acid is even more preferable. Further, it is more preferable to contain both acrylic acid and itaconic acid. The content of the carboxyl group-containing monomer unit is 1% by mass to 90% by mass, and from the viewpoint of having an appropriate affinity with water as a dispersion medium, the mass of all the monomer units constituting the copolymer is used as a reference. It is preferably 11% by mass or more, and more preferably 15% by mass or more. Based on the mass of all the monomer units constituting the copolymer, it is preferably 48% by mass or less, preferably 40% by mass or less, and more preferably 30% by mass or less.

共重合体(A)は、活性水素基含有モノマー(カルボキシル基を除く)、塩基性モノマー、および(メタ)アクリル酸アルキルエステルからなる群より選択される1種以上のモノマー単位を含んでもよい。本発明の導電材分散体を適用する基材や混合する材料の親水性、疎水性、酸性、塩基性等の特性に合わせて上記モノマーを選択し、含有させることで、種々の用途に適用することができる。活性水素基含有モノマー(カルボキシル基を除く)、塩基性モノマー、および(メタ)アクリル酸アルキルエステルからなる群より選択される1種以上のモノマー単位の含有量は、共重合体の構成する全モノマー単位の質量を基準として、20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましい。
上記範囲で含まれると、高い分子間力を保ったまま種々の用途への適正を付与することができる。
共重合体(A)の合成に使用する活性水素基含有モノマー(カルボキシル基を除く)、塩基性モノマー、および(メタ)アクリル酸アルキルエステルからなる群より選択される1種以上のモノマー単位のうち、活性水素基含有モノマーは、活性水素基として、例えば、水酸基、一級アミノ基、二級アミノ基、メルカプト基等を有するモノマーである。ここで、「一級アミノ基」とは、-NH(アミノ基)を意味し、「二級アミノ基」とは、一級アミノ基上の一つの水素原子がアルキル基等の有機残基で置換された基を意味する。ただし、酸アミド中の一級アミノ基および二級アミノ基は、本明細書では、活性水素基には含めない。
The copolymer (A) may contain one or more monomer units selected from the group consisting of an active hydrogen group-containing monomer (excluding a carboxyl group), a basic monomer, and a (meth) acrylic acid alkyl ester. By selecting and containing the above-mentioned monomer according to the characteristics such as hydrophilicity, hydrophobicity, acidity, and basicity of the base material to which the conductive material dispersion of the present invention is applied and the material to be mixed, it can be applied to various uses. be able to. The content of one or more monomer units selected from the group consisting of active hydrogen group-containing monomers (excluding carboxyl groups), basic monomers, and (meth) acrylic acid alkyl esters is the content of all the monomers constituting the copolymer. Based on the mass of the unit, 20% by mass or less is preferable, 10% by mass or less is more preferable, and 5% by mass or less is further preferable.
When it is included in the above range, it is possible to impart appropriateness to various uses while maintaining a high intramolecular force.
Of one or more monomer units selected from the group consisting of an active hydrogen group-containing monomer (excluding a carboxyl group), a basic monomer, and a (meth) acrylic acid alkyl ester used for the synthesis of the copolymer (A). The active hydrogen group-containing monomer is a monomer having, for example, a hydroxyl group, a primary amino group, a secondary amino group, a mercapto group, or the like as an active hydrogen group. Here, the "primary amino group" means -NH 2 (amino group), and the "secondary amino group" means that one hydrogen atom on the primary amino group is replaced with an organic residue such as an alkyl group. Means the group that was made. However, the primary amino group and the secondary amino group in the acid amide are not included in the active hydrogen group in the present specification.

水酸基含有モノマーは、例えば、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシビニルベンゼン、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピルアクリレートまたはこれらモノマーのカプロラクトン付加物(付加モル数は1~5)等が挙げられる。活性水素基含有モノマーの内、原料の入手しやすさ、取り扱いやすさ、後述する分散媒との親和性等の観点から、水酸基含有モノマーが好ましい。水酸基含有モノマーは、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートが好ましく、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートがより好ましく、ヒドロキシエチルアクリレートがさらに好ましい。 The hydroxyl group-containing monomer is, for example, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, glycerol mono (meth) acrylate, 4-hydroxyvinylbenzene, 2-hydroxy. Examples thereof include -3-phenoxypropyl acrylate or a caprolactone adduct of these monomers (the number of moles added is 1 to 5). Among the active hydrogen group-containing monomers, a hydroxyl group-containing monomer is preferable from the viewpoints of easy availability of raw materials, ease of handling, affinity with a dispersion medium described later, and the like. The hydroxyl group-containing monomer is preferably hydroxyalkyl (meth) acrylate, more preferably hydroxyethyl (meth) acrylate, and even more preferably hydroxyethyl acrylate.

1級アミノ基含有モノマーは、例えば、アミノメチル(メタ)アクリレート、アミノエチル(メタ)アクリレート、アリルアミン塩酸塩、二水素アリルアミンリン酸塩、2-イソプロペニルアニリン、3-ビニルアニリン、4-ビニルアニリン等が挙げられる。 The primary amino group-containing monomer is, for example, aminomethyl (meth) acrylate, aminoethyl (meth) acrylate, allylamine hydrochloride, allylamine dihydrogen phosphate, 2-isopropenylaniline, 3-vinylaniline, 4-vinylaniline. And so on.

2級アミノ基含有モノマーは、例えば、t-ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Examples of the secondary amino group-containing monomer include t-butylaminoethyl (meth) acrylate and the like.

メルカプト基含有モノマーは、例えば、アクリル酸2-(メルカプトアセトキシ)エチル、アリルメルカプタン等が挙げられる。 Examples of the mercapto group-containing monomer include 2- (mercaptoacetoxy) ethyl acrylate, allyl mercaptan and the like.

活性水素基含有モノマーは、1種単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。 The active hydrogen group-containing monomer can be used alone or in combination of two or more.

塩基性モノマーは、塩基性基を有するモノマーである。塩基性基としては、例えば、3級アミノ基、アミド基、ピリジン環、マレイミド基などが挙げられる。なお、1級アミノ基を有するモノマー、および2級アミノ基を有するモノマーは、塩基性モノマーにも含まれうるが、本発明においては前記活性水素基含有モノマーとして扱い、塩基性モノマーには含めない。 The basic monomer is a monomer having a basic group. Examples of the basic group include a tertiary amino group, an amide group, a pyridine ring, a maleimide group and the like. Although the monomer having a primary amino group and the monomer having a secondary amino group may be included in the basic monomer, they are treated as the active hydrogen group-containing monomer in the present invention and are not included in the basic monomer. ..

塩基性モノマーは、例えば、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート類;
(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、及びアクリロイルモルホリン等のN置換型(メタ)アクリルアミド類;
1-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン、1-ビニルイミダゾール等の複素環式芳香族アミン含有ビニルモノマー類;
N-(ジメチルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N-(ジメチルアミノプロピル)アクリルアミド等のN-(アルキルアミノアルキル)(メタ)アクリルアミド類;
N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド等のN,N-アルキル(メタ)アクリルアミド類等が挙げられる。
The basic monomer is, for example, dialkylaminoalkyl (meth) acrylates such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate and dimethylaminopropyl (meth) acrylate;
N-substituted (meth) acrylamides such as (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, and acryloyl morpholine;
Heterocyclic aromatic amine-containing vinyl monomers such as 1-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, 1-vinylimidazole;
N- (alkylaminoalkyl) (meth) acrylamides such as N- (dimethylaminoethyl) (meth) acrylamide and N- (dimethylaminopropyl) acrylamide;
Examples thereof include N, N-alkyl (meth) acrylamides such as N, N-dimethyl (meth) acrylamide and N, N-diethyl (meth) acrylamide.

塩基性モノマーは、1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。塩基性モノマーの中でも、原料の入手しやすさ、取り扱いやすさ、後述する分散媒との親和性の観点からジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、またはジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレートが好ましく、ジメチルアミノエチルアクリレートがより好ましい。 The basic monomer can be used alone or in combination of two or more. Among the basic monomers, dimethylaminoethyl (meth) acrylate or dimethylaminopropyl (meth) acrylate is preferable, and dimethylaminoethyl is preferable from the viewpoint of easy availability of raw materials, ease of handling, and compatibility with the dispersion medium described later. Acrylate is more preferred.

(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、(RC=C-CO-O-Rで表される構造(ただし、Rは水素原子またはメチル基であって少なくとも一方が水素原子であり、Rは置換基を有していてもよいアルキル基である)を有するモノマーである。
なお、アルキル基の置換基として前記活性水素基または前記塩基性基を含むものは、前記活性水素基含有モノマーまたは前記塩基性モノマーとして扱い、(メタ)アクリル酸アルキルエステルには含めない。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、例えば(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル等の鎖状アルキル基含有(メタ)アクリル酸エステル;
(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソステアリル等の分岐状アルキル基含有(メタ)アクリル酸エステル;
(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル等の環状アルキル基含有(メタ)アクリル酸エステル;
(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル等の芳香環置換アルキル基含有(メタ)アクリル酸アルキルエステル類;
(メタ)アクリル酸トリフルオロエチル、(メタ)アクリル酸テトラフルオロプロピル等のフルオロ基が置換された(メタ)アクリル酸アルキルエステル類;
(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸(3-エチルオキセタン-3-イル)メチル等のエポキシ基含有(メタ)アクリル酸アルキルエステル類;
3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等のシリルエーテル基含有(メタ)アクリル酸アルキルエステル類;
(メタ)アクリル酸2-メトキシエチル、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコールモノメチルエーテル等のアルキルオキシ基含有(メタ)アクリル酸アルキルエステル類;
2-(アリルオキシメチル)アクリル酸メチル等の環化重合性モノマー類
等が挙げられる。
The (meth) acrylic acid alkyl ester has a structure represented by (R 1 ) 2 C = C-CO-O-R 2 (where R 1 is a hydrogen atom or a methyl group and at least one of them is a hydrogen atom. , R 2 is an alkyl group which may have a substituent).
Those containing the active hydrogen group or the basic group as the substituent of the alkyl group are treated as the active hydrogen group-containing monomer or the basic monomer and are not included in the (meth) acrylic acid alkyl ester.
Examples of the (meth) acrylic acid alkyl ester include a chain alkyl group-containing (meth) acrylic acid ester such as methyl (meth) acrylate and ethyl (meth) acrylate;
Branched alkyl group-containing (meth) acrylic acid esters such as 2-ethylhexyl (meth) acrylate and isostearyl (meth) acrylate;
Cyclic alkyl group-containing (meth) acrylic acid esters such as (meth) cyclohexyl acrylate and (meth) isobornyl acrylate;
Aromatic ring-substituted alkyl group-containing (meth) acrylic acid alkyl esters such as (meth) benzyl acrylate and (meth) phenoxyethyl acrylate;
(Meta) acrylic acid alkyl esters substituted with fluorogroups such as trifluoroethyl (meth) acrylate, tetrafluoropropyl (meth) acrylate;
Epoxy group-containing (meth) acrylic acid alkyl esters such as (meth) glycidyl acrylate and (meth) acrylic acid (3-ethyloxetane-3-yl) methyl;
3-silyl ether group-containing (meth) acrylic acid alkyl esters such as methacryloxypropylmethyldimethoxysilane;
Alkyloxy group-containing (meth) acrylic acid alkyl esters such as 2-methoxyethyl (meth) acrylic acid and polyethylene glycol monomethyl ether (meth) acrylic acid;
Examples thereof include cyclizationally polymerizable monomers such as 2- (allyloxymethyl) methyl acrylate.

(メタ)アクリル酸アルキルエステルは1種単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルの中でも、原料の入手しやすさ、取り扱いやすさ、後述する分散媒との親和性の観点から(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリルが好ましく、より好ましくはアクリル酸2-エチルヘキシル、アクリル酸ラウリルである。
The (meth) acrylic acid alkyl ester can be used alone or in combination of two or more.
Among the (meth) acrylic acid alkyl esters, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic from the viewpoint of availability of raw materials, ease of handling, and compatibility with the dispersion medium described later. 2-Ethylhexyl acrylate and lauryl (meth) acrylate are preferable, and 2-ethylhexyl acrylate and lauryl acrylate are more preferable.

本発明の共重合体(A)は、さらに他モノマー単位を有してもよい。他モノマー単位を構成するモノマーは、例えばスチレン、及びα-メチルスチレン等のスチレン類;
エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、及びイソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;
酢酸ビニル、及びプロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニル類;
N-フェニルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド、等のN-置換マレイミド類;
テトラヒドロフルフリール(メタ)アクリレート、又は3-メチルオキセタニル(メタ)アクリレート等の複素環式(メタ)アクリレート類;等が挙げられる。
The copolymer (A) of the present invention may further have another monomer unit. The monomers constituting the other monomer unit are, for example, styrene and styrenes such as α-methylstyrene;
Vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, and isobutyl vinyl ether;
Vinyl acetate and fatty acid vinyls such as vinyl propionate;
N-substituted maleimides such as N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, etc .;
Heterocyclic (meth) acrylates such as tetrahydroflufreel (meth) acrylate or 3-methyloxetanyl (meth) acrylate; and the like can be mentioned.

共重合体(A)の製造方法は、特に限定はされず、例えば、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法、乳化重合法、沈殿重合等が挙げられるところ、溶液重合または沈殿重合法が好ましい。重合反応系は、例えば、イオン重合、フリーラジカル重合、リビングラジカル重合などの付加重合等が挙げられるところ、フリーラジカル重合またはリビングラジカル重合が好ましい。また、ラジカル重合開始剤は、例えば、過酸化物、アゾ系開始剤等が挙げられる。分散剤の重合に際して、連鎖移動剤等の分子量調整剤が使用できる。 The method for producing the copolymer (A) is not particularly limited, and examples thereof include a solution polymerization method, a suspension polymerization method, a bulk polymerization method, an emulsion polymerization method, a precipitation polymerization method, and the like, and a solution polymerization method or a precipitation polymerization method. Is preferable. Examples of the polymerization reaction system include addition polymerization such as ion polymerization, free radical polymerization, and living radical polymerization, and free radical polymerization or living radical polymerization is preferable. Further, examples of the radical polymerization initiator include peroxides, azo-based initiators and the like. A molecular weight modifier such as a chain transfer agent can be used in the polymerization of the dispersant.

連鎖移動剤は、例えば、オクチルメルカプタン、ノニルメルカプタン、デシルメルカプタン、ドデシルメルカプタン、3-メルカプト-1,2-プロパンジオール等のアルキルメルカプタン類、チオグリコール酸オクチル、チオグリコール酸ノニル、チオグリコール酸-2-エチルヘキシル等のチオグリコール酸エステル類、2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテン、1-メチル-4-イソプロピリデン-1-シクロヘキセン、α-ピネン、β-ピネン等が挙げられる。特に、3-メルカプト-1,2-プロパンジオール、チオグリコール酸エステル類、2,4-ジフェニル-4-メチル-1-ペンテン、1-メチル-4-イソプロピリデン-1-シクロヘキセン、α-ピネン、β-ピネン等が、得られる重合体が低臭気となる点で好ましい。 Chain transfer agents include, for example, alkyl mercaptans such as octyl mercaptan, nonyl mercaptan, decyl mercaptan, dodecyl mercaptan, 3-mercapto-1,2-propanediol, octyl thioglycolate, nonyl thioglycolate, thioglycolic acid-2. Examples thereof include thioglycolic acid esters such as ethylhexyl, 2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene, 1-methyl-4-isopropylidene-1-cyclohexene, α-pinene, β-pinene and the like. In particular, 3-mercapto-1,2-propanediol, thioglycolic acid esters, 2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene, 1-methyl-4-isopropylidene-1-cyclohexene, α-pinene, β-Pinene and the like are preferable because the obtained polymer has a low odor.

連鎖移動剤の使用量は、全モノマー単位100質量%に対して、0.01~4質量%が好ましく、0.1~2質量%がより好ましい。連鎖移動剤を上記範囲とすることで本発明の分散剤の分子量を好適な分子量範囲に調整することが出来る。 The amount of the chain transfer agent used is preferably 0.01 to 4% by mass, more preferably 0.1 to 2% by mass, based on 100% by mass of all the monomer units. By setting the chain transfer agent in the above range, the molecular weight of the dispersant of the present invention can be adjusted to a suitable molecular weight range.

分散剤の重量平均分子量は、ポリスチレン換算の重量平均分子量で、5,000以上が好ましく、6,000以上がより好ましく、7,000以上がさらに好ましい。また、400,000以下が好ましく、200,000以下がより好ましく、100,000以下がさらに好ましく、60,000以下が特に好ましい。適度な重量平均分子量を有すると被分散物への吸着性が向上し、分散体の安定性がより向上する低下する。 The weight average molecular weight of the dispersant is a polystyrene-equivalent weight average molecular weight, preferably 5,000 or more, more preferably 6,000 or more, and even more preferably 7,000 or more. Further, 400,000 or less is preferable, 200,000 or less is more preferable, 100,000 or less is further preferable, and 60,000 or less is particularly preferable. Having an appropriate weight average molecular weight improves the adsorptivity to the dispersion, and further improves the stability of the dispersion.

共重合体(A)の酸価は、KOHの中和滴定より求めることができる。共重合体(A)の酸価は、30mgKOH/g以上が好ましく、55mgKOH/g以上がより好ましく、70mgKOH/g以上がさらに好ましい。また、400mgKOH/g以下が好ましく、300mgKOH/g以下がより好ましく、200mgKOH/g以下がさらに好ましい。共重合体(A)の酸価を上記範囲にすることで、共重合体(A)と分散媒との親和性を適度に制御し、被分散物に対して効果的に作用しつつ、良好な分散状態を維持できるようになる。共重合体(A)の酸価が上記範囲を上回ると、分散媒に対する親和性が高くなりすぎ(すなわち水への溶解性が高くなりすぎ)、上記範囲を下回ると、分散媒に対する親和性が低くなりすぎ(すなわち水への溶解性が低くなりすぎ)、いずれの場合も共重合体(A)としての作用が低くなる場合がある。また、前記導電材の酸性基量と、共重合体(A)の酸価とをいずれも上記範囲とすることで、共重合体(A)、分散媒、被分散物の間の親和性バランスがさらに良好となり、分散性が向上する。 The acid value of the copolymer (A) can be determined by neutralization titration of KOH. The acid value of the copolymer (A) is preferably 30 mgKOH / g or more, more preferably 55 mgKOH / g or more, still more preferably 70 mgKOH / g or more. Further, 400 mgKOH / g or less is preferable, 300 mgKOH / g or less is more preferable, and 200 mgKOH / g or less is further preferable. By setting the acid value of the copolymer (A) in the above range, the affinity between the copolymer (A) and the dispersion medium can be appropriately controlled, and the affinity with the dispersion medium can be effectively controlled while being good. It will be possible to maintain a stable state of dispersion. When the acid value of the copolymer (A) exceeds the above range, the affinity for the dispersion medium becomes too high (that is, the solubility in water becomes too high), and when it falls below the above range, the affinity for the dispersion medium becomes too high. It may be too low (ie, too low in solubility in water), and in either case the action as the copolymer (A) may be low. Further, by setting both the amount of acidic groups of the conductive material and the acid value of the copolymer (A) within the above ranges, the affinity balance between the copolymer (A), the dispersion medium and the object to be dispersed is balanced. Is further improved, and the dispersibility is improved.

<塩基(B)>
本実施形態の導電材分散体は、水中の25℃におけるpKbが5以下であり、且つ水中の25℃における溶解度が1g/100ml以上である塩基(B)を含む。pKbは2以下が好ましく、1以下がより好ましい。溶解度は10g/100ml以上が好ましく、30g/100ml以上がより好ましい。これにより、導電材の表面を改質し、共重合体(A)の吸着をより強固にして、分散体の分散安定性が向上する。無機塩基としては、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属の少なくとも一方を有する化合物であることが好ましく、詳しくは、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属の、塩化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、タングステン酸塩、バナジウム酸塩、モリブデン酸塩、ニオブ酸塩、ならびにホウ酸塩等が挙げられる。また、これらの中でも容易にカチオンを供給できる面でアルカリ金属、アルカリ土類金属の塩化物、水酸化物、炭酸塩が好ましい。アルカリ金属の水酸化物は、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。アルカリ金属の炭酸塩は、例えば、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム等が挙げられる。また、金属を含まない塩基としてアンモニアが挙げられる。これらの中でも水酸化リチウム、水酸化ナトリウムがより好ましい。なお、本発明の無機塩基および無機金属塩が有する金属は、遷移金属であってもよい。
<Base (B)>
The conductive material dispersion of the present embodiment contains a base (B) having a pKb of 5 or less at 25 ° C. in water and a solubility of 1 g / 100 ml or more at 25 ° C. in water. The pKb is preferably 2 or less, more preferably 1 or less. The solubility is preferably 10 g / 100 ml or more, more preferably 30 g / 100 ml or more. As a result, the surface of the conductive material is modified, the adsorption of the copolymer (A) is further strengthened, and the dispersion stability of the dispersion is improved. The inorganic base is preferably a compound having at least one of an alkali metal and an alkaline earth metal, and more particularly, chlorides, hydroxides, carbonates and nitrates of alkali metals and alkaline earth metals. Examples thereof include sulfates, phosphates, tungstates, vanadium salts, molybdates, niobates, borates and the like. Among these, alkali metals, chlorides of alkaline earth metals, hydroxides and carbonates are preferable in terms of easily supplying cations. Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like. Examples of the carbonate of the alkali metal include lithium carbonate, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate and the like. Further, as a base containing no metal, ammonia can be mentioned. Of these, lithium hydroxide and sodium hydroxide are more preferable. The metal contained in the inorganic base and the inorganic metal salt of the present invention may be a transition metal.

有機塩基としては、炭素数1~40の置換されていてもよいアルキル基を有する1級、2級、3級または4級アルキルアミンが挙げられる。 Examples of the organic base include primary, secondary, tertiary or quaternary alkylamines having an alkyl group having 1 to 40 carbon atoms which may be substituted.

炭素数1~40の置換されていてもよいアルキル基を有する1級アルキルアミンとしては、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、2ーエチルヘキシルアミン、ラウリルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、2-アミノエタノール、3-アミノプロパノール、3-エトキシプロピルアミン等が挙げられる。 Primary alkylamines having an optionally substituted alkyl group having 1 to 40 carbon atoms include methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, isobutylamine, 2-ethylhexylamine, laurylamine, stearylamine, oleylamine, and 2 -Aminoethanol, 3-aminopropanol, 3-ethoxypropylamine and the like can be mentioned.

炭素数1~40の置換されていてもよいアルキル基を有する2級アルキルアミンとしては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、2-メチルアミノエタノール等が挙げられる。 Examples of the secondary alkylamine having an alkyl group having 1 to 40 carbon atoms which may be substituted include dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, 2-methylaminoethanol and the like.

炭素数1~40の置換されていてもよいアルキル基を有する3級アルキルアミンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、2-(ジメチルアミノ)エタノール等が挙げられる。 Examples of the tertiary alkylamine having an alkyl group having 1 to 40 carbon atoms which may be substituted include trimethylamine, triethylamine, 2- (dimethylamino) ethanol and the like.

炭素数1~40の置換されていてもよいアルキル基を有する4級アルキルアミンとしては、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、トリメチル(2-ヒドロキシエチル)アンモニウムヒドロキシド等が挙げられる。 Examples of the quaternary alkylamine having an alkyl group having 1 to 40 carbon atoms which may be substituted include tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, trimethyl (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide and the like.

この内、炭素数1~10の置換されていてもよいアルキル基を有する1級、2級、3級または4級アルキルアミンが好ましく、炭素数1~5の置換されていてもよいアルキル基を有する1級、2級、3級または4級アルキルアミンがさらに好ましい。
また、置換されていてもよいアルキル基とは、水素原子が置換されていてもよいことを意味し、置換基としては、ヒドロキシ基等が挙げられる。
Of these, primary, secondary, tertiary or quaternary alkylamines having an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted are preferable, and an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms which may be substituted may be used. Primary, secondary, tertiary or quaternary alkylamines having are more preferred.
Further, the alkyl group which may be substituted means that a hydrogen atom may be substituted, and examples of the substituent include a hydroxy group and the like.

有機塩基としては、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7(DBU)、1,5-ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン-5(DBN)、1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)、トリ-n-ブチルアミン、ジメチルベンジルアミン、モノエタノールアミン、イミダゾール、1-メチルイミダゾール等の塩基性窒素原子を含有する化合物類を用いても良い。 Examples of the organic base include 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 (DBU), 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonen-5 (DBN), and 1,4-diazabicyclo [2]. .2.2] Compounds containing a basic nitrogen atom such as octane (DABCO), tri-n-butylamine, dimethylbenzylamine, monoethanolamine, imidazole, and 1-methylimidazole may be used.

本実施形態の導電材分散体は、共重合体(A)と塩基(B)の固形分質量比率(B)/(A)が0.2~1.0であることが好ましい。0.2~0.5がより好ましく、0.2~0.4がさらに好ましい。 The conductive material dispersion of the present embodiment preferably has a solid content mass ratio (B) / (A) of the copolymer (A) and the base (B) of 0.2 to 1.0. 0.2 to 0.5 is more preferable, and 0.2 to 0.4 is further preferable.

<帯電防止剤(C)>
本実施形態の導電材分散体は、帯電防止剤(C)を含有する。帯電防止剤(C)は得られる導電性塗膜の表面にブリードすることで、カーボンナノチューブの導電補助剤として作用し、カーボンナノチューブの添加率が低くても導電性が発現しやすくなる。更に、導電性塗膜の表面にブリードすることで、塗膜のレベリング剤として作用し、導電性塗膜の外観が良好となる。帯電防止剤(C)には界面活性剤を好ましく使用することができる。界面活性剤は主にアニオン性、カチオン性、ノニオン性、両性に分類され、これらの界面活性剤は特に限定されないが、好適な例として以下の化合物が例示できる。
<Antistatic agent (C)>
The conductive material dispersion of the present embodiment contains an antistatic agent (C). By bleeding on the surface of the obtained conductive coating film, the antistatic agent (C) acts as a conductive auxiliary agent for carbon nanotubes, and even if the addition rate of carbon nanotubes is low, conductivity is likely to be exhibited. Further, by bleeding on the surface of the conductive coating film, it acts as a leveling agent for the coating film, and the appearance of the conductive coating film is improved. A surfactant can be preferably used as the antistatic agent (C). Surfactants are mainly classified into anionic, cationic, nonionic and amphoteric, and these surfactants are not particularly limited, but the following compounds can be exemplified as suitable examples.

アニオン性界面活性剤としては、脂肪酸塩、ポリスルホン酸塩、ポリカルボン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルアリールスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル硫酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、ポリオキシエチレンアルキルリン酸スルホン酸塩、グリセロールボレート脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセロール脂肪酸エステルなどが挙げられ、具体的にはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル酸硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸エステル塩、β-ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩などが挙げられる。 Anionic surfactants include fatty acid salts, polysulfonates, polycarboxylates, alkylsulfate esters, alkylarylsulfonates, alkylnaphthalene sulfonates, dialkylsulfonates, dialkylsulfosuccinates, and alkylphosphates. Salts, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, polyoxyethylene alkylaryl ether sulfates, naphthalene sulfonic acid formarin condensates, polyoxyethylene alkyl phosphate sulfonates, glycerol borate fatty acid esters, polyoxyethylene glycerol fatty acid esters, etc. Specific examples thereof include sodium dodecylbenzene sulfonate, sodium lauryl sulfate, sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate, polyoxyethylene nonylphenyl ether sulfate ester salt, and sodium salt of β-naphthalene sulfonic acid formarin condensate. ..

カチオン性活性剤としては、アルキルアミン塩類、第四級アンモニウム塩類があり、具体的にはステアリルアミンアセテート、トリメチルヤシアンモニウムクロリド、トリメチル牛脂アンモニウムクロリド、ジメチルジオレイルアンモニウムクロリド、メチルオレイルジエタノールクロリド、テトラメチルアンモニウムクロリド、ラウリルピリジニウムクロリド、ラウリルピリジニウムブロマイド、ラウリルピリジニウムジサルフェート、セチルピリジニウムブロマイド、4-アルキルメルカプトピリジン、ポリ(ビニルピリジン)-ドデシルブロマイド、ドデシルベンジルトリエチルアンモニウムクロリドなどが挙げられる。 Cationic activators include alkylamine salts and quaternary ammonium salts, specifically stearylamine acetate, trimethyl palm ammonium chloride, trimethyl beef ammonium chloride, dimethyldiolyl ammonium chloride, methyloleyldiethanol chloride, tetramethyl. Ammonium chloride, laurylpyridinium chloride, laurylpyridinium bromide, laurylpyridinium disulfate, cetylpyridinium bromide, 4-alkyl mercaptopyridine, poly (vinylpyridine) -dodecyl bromide, dodecylbenzyltriethylammonium chloride and the like can be mentioned.

ノニオン性活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレン誘導体、ポリオキシエチレンフェニルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、アルキルアリルエーテルなどが挙げられ、具体的にはポリオキシエチレンラウリルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテルなどが挙げられる。両性界面活性剤としては、アミノカルボン酸塩、アルキルベタイン型、アルキルイミダゾリン誘導体などが挙げられる。 Examples of the nonionic activator include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyalkylene derivative, polyoxyethylene phenyl ether, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, alkylallyl ether, and the like, and specifically, polyoxyethylene. Examples thereof include lauryl ether, sorbitan fatty acid ester, and polyoxyethylene octylphenyl ether. Examples of the amphoteric tenside agent include aminocarboxylates, alkyl betaine types, and alkyl imidazoline derivatives.

帯電防止剤(C)は塗膜表面のブリード性に優れることから、アニオン性界面活性剤が特に好ましい。帯電防止剤(C)の含有量は導電材分散体100質量に対して、帯電防止剤の固形分が0.5~10質量%であることが好ましく、1~5質量%がより好ましい。 Since the antistatic agent (C) is excellent in bleeding property on the surface of the coating film, an anionic surfactant is particularly preferable. The content of the antistatic agent (C) is preferably 0.5 to 10% by mass, more preferably 1 to 5% by mass, based on 100% by mass of the conductive material dispersion.

本実施形態の導電材分散体は、導電材を、分散剤、バインダー樹脂などの被分散物担体及び/または分散媒中に、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、ボールミル、横型サンドミル、縦型サンドミル、アニュラー型ビーズミル、高圧ジェットミル、またはアトライター等の各種分散手段を用いて微細に分散して製造することができる。このとき、2種以上の被分散物等を同時に被分散物担体及び/または分散媒中に分散しても良いし、別々に分散したものを混合しても良い。 In the conductive material dispersion of the present embodiment, the conductive material is placed in a dispersant carrier such as a dispersant and a binder resin and / or a dispersion medium in a kneader, a two-roll mill, a three-roll mill, a ball mill, a horizontal sand mill, and a vertical type. It can be finely dispersed and manufactured by using various dispersion means such as a sand mill, an annual type bead mill, a high pressure jet mill, or an attritor. At this time, two or more kinds of dispersions and the like may be simultaneously dispersed in the dispersion carrier and / or the dispersion medium, or separately dispersed ones may be mixed.

本実施形態の導電材分散体の固形分の量は、導電材分散体100質量%に対して、0.1~2質量%が好ましく、0.2~1質量%がより好ましい。 The solid content of the conductive material dispersion of the present embodiment is preferably 0.1 to 2% by mass, more preferably 0.2 to 1% by mass, based on 100% by mass of the conductive material dispersion.

本実施形態の導電材分散体中の共重合体(A)と塩基(B)の合計量は、導電材100質量%に対して、透明帯電防止塗料に用いる場合には、1000質量%以下が好ましく、600質量%以下がより好ましく、500質量%以下が特に好ましい。さらに、100質量%以上が好ましく、200質量%以上がより好ましい。 The total amount of the copolymer (A) and the base (B) in the conductive material dispersion of the present embodiment is 1000% by mass or less when used as a transparent antistatic paint with respect to 100% by mass of the conductive material. It is preferable, 600% by mass or less is more preferable, and 500% by mass or less is particularly preferable. Further, 100% by mass or more is preferable, and 200% by mass or more is more preferable.

本実施形態の導電材分散体は、上記pHで分散した後、酸を混合する中和工程を含むことが好ましい。使用する酸は、水中25℃におけるpKaが2以上の酸であることが好ましい。例えば、酢酸、リン酸、炭酸などが挙げられる。 The conductive material dispersion of the present embodiment preferably includes a neutralization step of mixing an acid after dispersing at the above pH. The acid used is preferably an acid having a pKa of 2 or more at 25 ° C. in water. For example, acetic acid, phosphoric acid, carbonic acid and the like can be mentioned.

本実施形態の導電材分散体は、pHは8.0~13.0であることが好ましく、8.0~10.0であることがより好ましい。 The conductive material dispersion of the present embodiment preferably has a pH of 8.0 to 13.0, more preferably 8.0 to 10.0.

本実施形態の導電材分散体は、分散工程において、pHは9.0~13.5であることが好ましく、10.0~13.0であることがより好ましい。 The pH of the conductive material dispersion of the present embodiment is preferably 9.0 to 13.5, more preferably 10.0 to 13.0 in the dispersion step.

塗料用バインダーとしては、通常、塗料のバインダー樹脂として用いられるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、縮合系合成樹脂、付加系合成樹脂、天然高分子化合物、などが挙げられる。前記縮合系合成樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、珪素樹脂などが挙げられる。前記付加系合成樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルエステル系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、不飽和カルボン酸系樹脂などが挙げられる。
前記天然高分子化合物としては、例えば、セルロース類、ロジン類、天然ゴムなどが挙げられる。
前記樹脂は、ホモポリマーとして使用されてもよく、また、コポリマーとして使用して複合系樹脂として用いてもよく、単相構造型、コアシェル型、及びパワーフィード型エマルジョンのいずれのものも使用できる。
The binder for paint is not particularly limited as long as it is usually used as a binder resin for paint, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a condensed synthetic resin, an additive synthetic resin, or a natural high molecular weight resin. Molecular compounds, etc. may be mentioned. Examples of the condensed synthetic resin include polyester resin, polyurethane resin, polyepoxy resin, polyamide resin, polyether resin, silicon resin and the like. Examples of the additive synthetic resin include a polyolefin resin, a polystyrene resin, a polyvinyl alcohol resin, a polyvinyl ester resin, a polyacrylic acid resin, an unsaturated carboxylic acid resin and the like.
Examples of the natural polymer compound include celluloses, rosins, and natural rubbers.
The resin may be used as a homopolymer, may be used as a copolymer and may be used as a composite resin, and any of a single-phase structure type, a core-shell type, and a power feed type emulsion can be used.

塗料用バインダーとしては、樹脂自身が親水基を持ち自己分散性を持つもの、樹脂自身は分散性を持たず界面活性剤や親水基を持つ樹脂にて分散性を付与したものが使用できる。これらの中でも、ポリエステル樹脂やポリウレタン樹脂のアイオノマーや不飽和単量体の乳化及び懸濁重合によって得られた樹脂粒子のエマルジョンが好適である。不飽和単量体の乳化重合の場合には、不飽和単量体、重合開始剤、及び界面活性剤、連鎖移動剤、キレート剤、pH調整剤などを添加した水にて反応を行い樹脂エマルジョンを得るため、容易に塗料用バインダーを得ることができ、樹脂構成を容易に替えやすいため目的の性質を作りやすい。 As the binder for paint, a binder in which the resin itself has a hydrophilic group and has self-dispersibility can be used, and a binder in which the resin itself does not have dispersibility and is imparted with a surfactant or a resin having a hydrophilic group and has dispersibility can be used. Among these, emulsions of resin particles obtained by emulsification and suspension polymerization of ionomers of polyester resins and polyurethane resins and unsaturated monomers are suitable. In the case of emulsion polymerization of an unsaturated monomer, the reaction is carried out with water containing an unsaturated monomer, a polymerization initiator, a surfactant, a chain transfer agent, a chelating agent, a pH adjuster, etc. to carry out a resin emulsion. Therefore, a binder for paint can be easily obtained, and the resin composition can be easily changed, so that the desired properties can be easily created.

前記不飽和単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、(メタ)アクリル酸エステル単量体類、(メタ)アクリル酸アミド単量体類、芳香族ビニル単量体類、ビニルシアノ化合物単量体類、ビニル単量体類、アリル化合物単量体類、オレフィン単量体類、ジエン単量体類、不飽和炭素を持つオリゴマー類などを単独及び複数組み合わせて用いることができる。これらの単量体を組み合わせることで柔軟に性質を改質することが可能であり、オリゴマー型重合開始剤を用いて重合反応、グラフト反応を行うことで樹脂の特性を改質することもできる。 Examples of the unsaturated monomer include unsaturated carboxylic acids, (meth) acrylic acid ester monomers, (meth) acrylic acid amide monomers, aromatic vinyl monomers, and vinyl cyano compounds. A body, a vinyl monomer, an allyl compound monomer, an olefin monomer, a diene monomer, an oligomer having an unsaturated carbon, and the like can be used alone or in combination of two or more. By combining these monomers, it is possible to flexibly modify the properties, and it is also possible to modify the properties of the resin by carrying out a polymerization reaction or a graft reaction using an oligomer-type polymerization initiator.

前記不飽和カルボン酸類としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸等が挙げられる。
前記単官能の(メタ)アクリル酸エステル類としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、n-アミルメタクリレート、イソアミルメタクリレート、n-ヘキシルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、デシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、オクタデシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、メタクリロキシエチルトリメチルアンモニウム塩、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、n-アミルアクリレート、イソアミルアクリレート、n-へキシルアクリレート、2-エチルへキシルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレート、オクタデシルアクリレート、シクロへキシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート、グリシジルアクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、ジメチルアミノエチルアクリレート、アクリロキシエチルトリメチルアンモニウム塩、などが挙げられる。
Examples of the unsaturated carboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, fumaric acid, maleic acid and the like.
Examples of the monofunctional (meth) acrylic acid esters include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-amyl methacrylate, isoamyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, and 2-ethylhexyl methacrylate. , Octyl methacrylate, decyl methacrylate, dodecyl methacrylate, octadecyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, phenyl methacrylate, benzyl methacrylate, glycidyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, methacryloxyethyl trimethylammonium salt, 3 -Methyloxypropyltrimethoxysilane, methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, n-amyl acrylate, isoamyl acrylate, n-hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, octyl acrylate, decyl. Examples thereof include acrylate, dodecyl acrylate, octadecyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, benzyl acrylate, glycidyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, dimethylaminoethyl acrylate, acryloxyethyl trimethylammonium salt, and the like. ..

前記多官能の(メタ)アクリル酸エステル類としては、例えば、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、1,3-ブチレングリコールジメタクリレート、1,4-ブチレングリコールジメタクリレート、1,6-ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ジプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ポリブチレングリコールジメタクリレート、2,2'-ビス(4-メタクリロキシジエトキシフェニル)
プロパン、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、1,3-ブチレングリコールジアクリレート、1,4-ブチレングリコールジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、1,9-ノナンジオールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、2,2'-ビス(4-アクリロキシプロピロキシフェニル)プロパン、2,2'-ビス(4-アクリロキシジエトキシフェニル)プロパントリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、ジトリメチロールテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、などが挙げられる。
Examples of the polyfunctional (meth) acrylic acid esters include ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, and 1,4-butylene. Glycol dimethacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, dipropylene glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, polybutylene glycol dimethacrylate, 2,2'-bis (4-methacryloxydiethoxyphenyl) )
Propane, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolethanetrimethacrylate, polyethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, 1,3-butylene glycol diacrylate, 1,4-butylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol di Acrylate, Neopentyl Glycol Diacrylate, 1,9-Nonandiol Diacrylate, Polypropylene Glycol Diacrylate, 2,2'-Bis (4-Acryloxipropyroxyphenyl) Propane, 2,2'-Bis (4-Acryloxy) Diethoxyphenyl) Propanetrimethylolpropanetriacrylate, trimethylolethanetriacrylate, tetramethylolmethanetriacrylate, ditrimethyloltetraacrylate, tetramethylolmethanetetraacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, and the like can be mentioned.

前記(メタ)アクリル酸アミド単量体類としては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、メチレンビスアクリルアミド、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸等が挙げられる。
前記芳香族ビニル単量体類としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、4-t-ブチルスチレン、クロルスチレン、ビニルアニソール、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。
Examples of the (meth) acrylic acid amide monomers include acrylamide, methacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, methylenebisacrylamide, 2-acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid and the like.
Examples of the aromatic vinyl monomers include styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, 4-t-butylstyrene, chlorstyrene, vinylanisole, vinylnaphthalene, divinylbenzene and the like.

前記ビニルシアノ化合物単量体類としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。
前記アリル化合物単量体類としては、例えば、アリルスルホン酸又はその塩、アリルアミン、アリルクロライド、ジアリルアミン、ジアリルジメチルアンモニウム塩等が挙げられる。
前記オレフィン単量体類としては、例えば、エチレン、プロピレン等が挙げられる。
前記ジエン単量体類としては、例えば、ブタジエン、クロロプレン等が挙げられる。
前記ビニル単量体類としては、例えば、酢酸ビニル、塩化ビニリデン、塩化ビニル、ビニルエーテル、ビニルケトン、ビニルピロリドン、ビニルスルホン酸又はその塩、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等が挙げられる。
Examples of the vinyl cyano compound monomers include acrylonitrile and methacrylonitrile.
Examples of the allyl compound monomers include allylsulfonic acid or a salt thereof, allylamine, allyl chloride, diallylamine, diallyldimethylammonium salt and the like.
Examples of the olefin monomers include ethylene and propylene.
Examples of the diene monomers include butadiene and chloroprene.
Examples of the vinyl monomers include vinyl acetate, vinylidene chloride, vinyl chloride, vinyl ether, vinyl ketone, vinylpyrrolidone, vinyl sulfonic acid or a salt thereof, vinyl trimethoxysilane, vinyl triethoxysilane and the like.

前記不飽和炭素を持つオリゴマー類としては、例えば、メタクリロイル基を持つスチレンオリゴマー、メタクリロイル基を持つスチレン-アクリロニトリルオリゴマー、メタクリロイル基を持つメチルメタクリレートオリゴマー、メタクリロイル基を持つジメチルシロキサンオリゴマー、アクリロイル基を持つポリエステルオリゴマー等が挙げられる。 Examples of the oligomer having unsaturated carbon include a styrene oligomer having a methacryloyl group, a styrene-acrylonitrile oligomer having a methacryloyl group, a methylmethacrylate oligomer having a methacryloyl group, a dimethylsiloxane oligomer having a methacryloyl group, and a polyester having an acryloyl group. Examples thereof include oligomers.

このような塗料用バインダーの具体例として、ウレタン樹脂としては、第一工業製薬製:スーパーフレックス110、スーパーフレックス150、スーパーフレックス210、スーパーフレックス300、スーパーフレックス420、スーパーフレックス460、スーパーフレックス470、スーパーフレックス500M、スーパーフレックス620、スーパーフレックス650、スーパーフレックス740、スーパーフレックス820、スーパーフレックス840、F-8082D、F-2951D、住化バイエルウレタン製:バイヒドロールUH2606、バイヒドロールUH650、バイヒドロールUHXP2648、バイヒドロールUHXP2650、インプラニールDLC-F、インプラニールDLN、インプラニールDLP-R、インプラニールDLS、インプラニールDLU、インプラニールXP2611、インプラニールLPRSC1380、インプラニールLPRSC1537、インプラニールLPRSC1554、インプラニールLPRSC3040、インプラニールLPDSB1069、大日本インキ化学工業製:ハイドランHW-301、HW-310、HW-311、HW-312B、HW-333、HW-340、HW-350、HW-375、HW-920、HW-930、HW-940、HW-950、HW-970、AP-10、AP-20、ECOS3000、三洋化成工業製:ユーコートUWS-145、パーマリンUA-150、パーマリンUA-200、パーマリンUA-300、パーマリンUA-310、ユーコートUX-320、パーマリンUA-368、パーマリンUA-385、ユーコートUX-2510、日華化学製:ネオステッカー100C、エバファノールHA-107C、エバファノールHA-50C、エバファノールHA-170、エバファノールHA-560、ADEKA製:アデカボンタイターUHX-210、アデカボンタイターUHX-280等が挙げられる。ポリオレフィン樹脂として、三菱化学製:APTPLOKシリーズ BW-5550、東洋紡製:HARDLENシリーズ EH-801、EW-5303,EW-5504、EW-5515、EW-8511、EZ-1000、EZ-2000、日本製紙製:スーパークロンシリーズ E-480T、E-415、E-412T、S-6375、S-6377等が挙げられる。アルキッド樹脂として、大日本インキ社製ウォーターゾルシリーズのS118、S126、S346や、日本触媒製アロロンシリーズの376、580や、日本触媒製アクリセットシリーズのARL581、ARL580などが挙げられる。 Specific examples of such paint binders include urethane resins manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd .: Superflex 110, Superflex 150, Superflex 210, Superflex 300, Superflex 420, Superflex 460, Superflex 470, Superflex 500M, Superflex 620, Superflex 650, Superflex 740, Superflex 820, Superflex 840, F-8082D, F-2951D, Made by Sumika Bayer Urethane: Bihydrour UH2606, Bihydrol UH650, Bihydrol UHXP2648, Bihydrol UHXP2650, Impranil DLC-F, Impranil DLN, Impranil DLP-R, Impranil DLS, Impranil DLU, Impranil XP2611, Impranil LPRSC1380, Impranil LPRSC1537, Impranil LPRSC1554, Impranil LPRSC3040, Impranil LPDSB10 Made by Ink Chemical Industry: Hydran HW-301, HW-310, HW-311, HW-312B, HW-333, HW-340, HW-350, HW-375, HW-920, HW-930, HW-940, HW-950, HW-970, AP-10, AP-20, ECOS3000, Sanyo Kasei Kogyo: UCOAT UWS-145, Permarin UA-150, Permarin UA-200, Permarin UA-300, Permarin UA-310, Eucoat UX -320, Permarin UA-368, Permarin UA-385, Eucoat UX-2510, Nichika Kagaku: Neo Sticker 100C, Eva Fanol HA-107C, Eva Fanol HA-50C, Eva Fanol HA-170, Eva Fanol HA-560, ADEKA: Examples thereof include the Adeka Bon Tita UHX-210 and the Adeka Bon Tita UHX-280. As polyolefin resin, Mitsubishi Chemical: APTPLOK series BW-5550, Toyobo: HARDLEN series EH-801, EW-5303, EW-5504, EW-5515, EW-8511, EZ-1000, EZ-2000, Nippon Paper Industries : Supercron series E-480T, E-415, E-412T, S-6375, S-6377 and the like can be mentioned. Examples of the alkyd resin include S118, S126 and S346 of the water sol series manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd., 376 and 580 of the Arolon series manufactured by Nippon Shokubai, and ARL581 and ARL580 of the Acryset series manufactured by Nippon Shokubai.

本発明の塗料は、塗料用バインダーの官能基と反応しうる架橋剤としての役割を持つメラミン樹脂、尿素樹脂、ポリイソシアネート化合物、ブロックポリイソシアネ-ト化合物、エポキシ化合物又は樹脂、カルボキシル基含有化合物又は樹脂、酸無水物、アルコキシシラン基含有化合物又は樹脂等を用いることができる。架橋性官能基を含有する樹脂と架橋剤としての役割を持つ樹脂は併用することが望ましく、中でも、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂及び尿素樹脂から選ばれる1種を用いることが好ましく、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂及びメラミン樹脂から選ばれる1種を用いることがより好ましく、アクリル樹脂とメラミン樹脂とを併用することがより好ましい。 The coating material of the present invention is a melamine resin, a urea resin, a polyisocyanate compound, a blocked polyisosianate compound, an epoxy compound or a resin, or a carboxyl group-containing compound, which has a role as a cross-linking agent capable of reacting with a functional group of a coating binder. Alternatively, a resin, an acid anhydride, an alkoxysilane group-containing compound, a resin, or the like can be used. It is desirable to use a resin containing a crosslinkable functional group and a resin having a role as a crosslinker in combination. Among them, one selected from acrylic resin, polyester resin, alkyd resin, melamine resin, epoxy resin and urea resin is used. It is more preferable to use one selected from acrylic resin, polyester resin, alkyd resin and melamine resin, and it is more preferable to use acrylic resin and melamine resin in combination.

メラミン樹脂は、熱硬化性を有し硬化剤として作用することから、特に好ましく用いられる。アクリル樹脂は、当業者によってよく知られた重合性不飽和二重結合を有するモノマーを常法によって重合することにより得られるものが好ましい。上記重合性不飽和二重結合を有するモノマーとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イソクロトン酸、エタクリル酸、プロピルアクリル酸、イソプロピルアクリル酸、イタコン酸、無水マレイン酸及びフマル酸等のカルボン酸基含有モノマー、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ε-カプロラクトン変性アクリルモノマー等の水酸基含有モノマー、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル等の(メタ)アクリル酸エステルモノマー、スチレン、α-メチルスチレン、α-メチルスチレンダイマー、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン等のスチレン系モノマー等を挙げることができる。また、重合には、当業者によってよく知られたラジカル重合開始剤等を用いることが好ましい。 The melamine resin is particularly preferably used because it has thermosetting properties and acts as a curing agent. The acrylic resin is preferably obtained by polymerizing a monomer having a polymerizable unsaturated double bond, which is well known to those skilled in the art, by a conventional method. Examples of the monomer having a polymerizable unsaturated double bond include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, etacrylic acid, propylacrylic acid, isopropylacrylic acid, itaconic acid, maleic anhydride and fumaric acid. Carboxylic acid group-containing monomer, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, hydroxyl group-containing monomer such as ε-caprolactone-modified acrylic monomer, (meth) acrylic acid Methyl, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, (meth) ) 2-Ethylhexyl acrylate, octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate and other (meth) acrylic acid ester monomers , Styrene, α-methylstyrene, α-methylstyrene dimer, vinyltoluene, styrene-based monomers such as divinylbenzene and the like can be mentioned. Further, it is preferable to use a radical polymerization initiator or the like well known to those skilled in the art for polymerization.

メラミン樹脂の具体例としては、例えばサイメル300、303、325、327、350、370(三井サイテック製)、ニカラックMS15、MS17、MX430、MX650(三和ケミカル製)、スミマールM-55(住友化学製)、レジミン740、741(モンサント製)などのメチルエーテル化メラミン樹脂;サイメル202、235、同238、254、272、1130(三井サイテック製)、ニカラックMX485、MX487(三和ケミカル製)、レジミン755(モンサント製)などのメチルエーテル・ブチルエーテル混合エーテル化メラミン樹脂を挙げることができる。これらのメラミン樹脂は1種で又は2種以上の混合物として使用することができる。 Specific examples of the melamine resin include Cymel 300, 303, 325, 327, 350, 370 (manufactured by Mitsui Cytec), Nicarac MS15, MS17, MX430, MX650 (manufactured by Sanwa Chemical), and Sumimar M-55 (manufactured by Sumitomo Chemical). ), Methyl etherified melamine resin such as Regimin 740, 741 (manufactured by Monsanto); Cymel 202, 235, 238, 254, 272, 1130 (manufactured by Mitsui Cytec), Nicarac MX485, MX487 (manufactured by Sanwa Chemical), Regimin 755. Examples thereof include methyl ether / butyl ether mixed etherified melamine resin (manufactured by Monsanto). These melamine resins can be used alone or as a mixture of two or more.

本発明の導電性塗料には、さらに必要に応じて、水あるいは有機溶媒、レオロジーコントロール剤、顔料分散剤、沈降防止剤、硬化触媒、消泡剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、表面調整剤、防腐剤等の各種添加剤、体質顔料などを適宜配合することができる。 Further, the conductive coating material of the present invention includes water or an organic solvent, a rheology control agent, a pigment dispersant, an antioxidant, a curing catalyst, an antifoaming agent, an antioxidant, an ultraviolet absorber, and a surface conditioner, if necessary. , Various additives such as preservatives, extender pigments and the like can be appropriately blended.

導電性塗料中の導電材の含有量は、塗料の全固形分中の質量を基準として、0.005質量%以上であることが好ましく、0.01質量%であることが好ましく、0.02質量%以上であることがより好ましい。また、0.20質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以下であることがより好ましい。 The content of the conductive material in the conductive coating material is preferably 0.005% by mass or more, preferably 0.01% by mass, and 0.02 based on the mass in the total solid content of the coating material. More preferably, it is by mass or more. Further, it is preferably 0.20% by mass or less, and more preferably 0.1% by mass or less.

本発明の導電性塗料は、前述の成分を混合分散することによって調製することができる。また、予め上記樹脂成分及び水と混合して導電材分散体を調製し、該導電材分散体を前述の成分と混合し導電性塗料に配合せしめることができる。 The conductive coating material of the present invention can be prepared by mixing and dispersing the above-mentioned components. Further, a conductive material dispersion can be prepared in advance by mixing with the above resin component and water, and the conductive material dispersion can be mixed with the above-mentioned component and blended with the conductive paint.

<導電性塗膜>
本発明の導電性塗膜は、前記導電性塗料を基材に対して塗工、乾燥して得られる。特に限定されず様々な基材に塗工できる、例えば、鉄、ステンレス、アルミニウム等及びその表面処理物等の金属基材;セメント類、石灰類、石膏類等のセメント系基材;ポリ塩化ビニル類、ポリエステル類、ポリカーボネート類、アクリル類等のプラスチック系基材等を挙げることができる。また、これらの各種基材からなる、建材、建築物、構造物等の建築・建材分野の各種被塗物等を挙げることができる。
<Conductive coating film>
The conductive coating film of the present invention is obtained by applying the conductive paint to a substrate and drying it. It is not particularly limited and can be applied to various base materials, for example, metal base materials such as iron, stainless steel, aluminum and its surface treated products; cement-based base materials such as cements, limes and plasters; polycarbonate chloride. Types, polyesters, polycarbonates, acrylics and other plastic-based substrates and the like can be mentioned. In addition, various objects to be coated in the field of building / building materials such as building materials, buildings, and structures made of these various base materials can be mentioned.

導電性塗料の塗布方法としては、特に限定されず、例えば、刷毛塗り、ローラー塗装、スプレー塗装等を挙げることができる。塗装後、通常、常温乾燥又は加熱乾燥させることにより塗膜を得ることができる。なお、塗布量;下塗り、中塗り、上塗り等の塗装順;塗装膜厚;乾燥時間等は、導電性塗料の種類や適用する基材に応じて任意に設定することができる。 The method for applying the conductive coating material is not particularly limited, and examples thereof include brush coating, roller coating, and spray coating. After coating, a coating film can usually be obtained by drying at room temperature or heating. The coating amount; coating order such as undercoating, intermediate coating, and topcoating; coating film thickness; drying time and the like can be arbitrarily set according to the type of the conductive coating material and the base material to be applied.

以下に実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。実施例中、「カーボンナノチューブ」を「CNT」と略記することがある。なお、特に断らない限り、「部」は「質量部」、「%」は「質量%」を表す。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The present invention is not limited to the following examples as long as the gist of the present invention is not exceeded. In the examples, "carbon nanotubes" may be abbreviated as "CNT". Unless otherwise specified, "parts" means "parts by mass" and "%" means "% by mass".

(分散剤の酸価の測定方法)
分散剤の酸価は、分散剤/NMP溶液の滴定から算出した。分散剤1gをビーカー(100ml)に採取し、NMPを30ml加えてスターラーで撹拌して溶解させた。さらにイオン交換水20mlで希釈して被滴定液とした。被滴定液を別途電位差自動滴定装置(AT-710S、京都電子工業製)を用いて0.1mol/lのKOH/エタノール溶液にて滴定し、等電点における滴定量から分散剤の酸価(mgKOH/g)を算出した。
(Measuring method of acid value of dispersant)
The acid value of the dispersant was calculated from the titration of the dispersant / NMP solution. 1 g of the dispersant was collected in a beaker (100 ml), 30 ml of NMP was added, and the mixture was stirred with a stirrer to dissolve. Further, it was diluted with 20 ml of ion-exchanged water to obtain a titrated constant solution. The titrated solution is separately titrated with a 0.1 mol / l KOH / ethanol solution using a potential difference automatic titrator (AT-710S, manufactured by Kyoto Denshi Kogyo), and the acid value of the dispersant is determined from the titration at the isoelectric point. mgKOH / g) was calculated.

(重量平均分子量(Mw)の測定方法)
合成した分散剤の重量平均分子量(Mw)は、RI検出器を装備したゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した。
装置は、HLC-8320GPC(東ソー製)を用い、分離カラムを3本直列に繋ぎ、充填剤には順に東ソー製「TSK-GELSUPER AW-4000」、「AW-3000」、及び「AW-2500」を用い、オーブン温度40℃、溶離液として30mMトリエチルアミン及び10mM LiBrのN,N-ジメチルホルムアミド溶液を用い、流速0.6ml/minで測定した。サンプルは上記溶離液からなる溶剤に1wt%の濃度で調製し、20マイクロリットル注入した。分子量はポリスチレン換算値である。
(Measuring method of weight average molecular weight (Mw))
The weight average molecular weight (Mw) of the synthesized dispersant was measured by gel permeation chromatography (GPC) equipped with an RI detector.
The device used HLC-8320GPC (manufactured by Tosoh), three separation columns were connected in series, and the fillers were "TSK-GELSUPER AW-4000", "AW-3000", and "AW-2500" manufactured by Tosoh in order. Was measured at an oven temperature of 40 ° C., a solution of 30 mM triethylamine and 10 mM LiBr in N, N-dimethylformamide as an eluent at a flow rate of 0.6 ml / min. The sample was prepared in a solvent consisting of the above eluent at a concentration of 1 wt%, and 20 microliters were injected. The molecular weight is a polystyrene-equivalent value.

(導電材の比表面積測定方法)
導電材を電子天秤(sartorius製、MSA225S100DI)を用いて、0.03g計量した後、110℃で15分間、脱気しながら乾燥させた。その後、全自動比表面積測定装置(MOUNTECH製、HM-model1208)を用いて、導電材の比表面積(m/g)を測定した。
(導電材分散体の分散粒度の測定方法)
分散粒度は、溝の最大深さ300μmのグラインドゲージを用い、JIS K5600-2-5に準ずる判定方法により求めた。
(Method of measuring specific surface area of conductive material)
The conductive material was weighed at 0.03 g using an electronic balance (manufactured by Sartorius, MSA225S100DI), and then dried at 110 ° C. for 15 minutes while degassing. Then, the specific surface area (m 2 / g) of the conductive material was measured using a fully automatic specific surface area measuring device (HM-model 1208 manufactured by MOUNTECH).
(Measuring method of dispersed particle size of conductive material dispersion)
The dispersion particle size was determined by a determination method according to JIS K5600-2-5 using a grind gauge having a maximum groove depth of 300 μm.

(導電材分散体のメジアン径の粒度測定方法)
導電材分散体の粒度分布は、レーザー回折式粒度分布(マイクロトラック・ベル製「マイクロトラック MT3000II」)により、50%粒子径(メジアン径、D50)を算出した。
(Method for measuring the particle size of the median diameter of the conductive material dispersion)
For the particle size distribution of the conductive material dispersion, a 50% particle size (Median diameter, D50) was calculated from a laser diffraction type particle size distribution (“Microtrack MT3000II” manufactured by Microtrac Bell).

<共重合体の合成>
(合成例1)
(共重合体1の合成)
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、メチルエチルケトン100部、アクリロニトリル90.0部、アクリル酸10.0部、3-メルカプト-1,2-プロパンジオール0.5部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を70℃に加熱してメチルエチルケトン10部、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(富士フイルム和光純薬製:V-65)0.4部からなる混合物を6時間かけて反応容器内に滴下し、重合反応を行った。滴下終了後、70℃で1時間反応させた後、V-65を0.1部添加し、さらに70℃で1時間反応を続け目的物を沈殿物として得た。その後、不揮発分測定にて転化率が98%を超えたことを確認した。生成物を減圧濾過によって濾別し、酢酸エチル100部にて洗浄を行い、減圧乾燥によって溶媒を完全に除去して共重合体(A-1)を得た。共重合体(A-1)の重量平均分子量(Mw)は52,000であった。また、酸価は78mgKOH/gであった。
<Synthesis of copolymer>
(Synthesis Example 1)
(Synthesis of copolymer 1)
A reaction vessel equipped with a gas introduction tube, a thermometer, a condenser, and a stirrer is charged with 100 parts of methyl ethyl ketone, 90.0 parts of acrylonitrile, 10.0 parts of acrylic acid, and 0.5 parts of 3-mercapto-1,2-propanediol. , Replaced with nitrogen gas. The inside of the reaction vessel is heated to 70 ° C. to prepare a mixture consisting of 10 parts of methyl ethyl ketone and 0.4 part of 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd .: V-65). It was dropped into a reaction vessel over a long period of time to carry out a polymerization reaction. After completion of the dropping, the mixture was reacted at 70 ° C. for 1 hour, 0.1 part of V-65 was added, and the reaction was further continued at 70 ° C. for 1 hour to obtain the desired product as a precipitate. After that, it was confirmed by measuring the non-volatile content that the conversion rate exceeded 98%. The product was filtered off by vacuum filtration, washed with 100 parts of ethyl acetate, and dried under reduced pressure to completely remove the solvent to obtain a copolymer (A-1). The weight average molecular weight (Mw) of the copolymer (A-1) was 52,000. The acid value was 78 mgKOH / g.

(合成例2~23)
(共重合体2~23の合成)
使用するモノマー、連鎖移動剤を表1に従って変更した以外は、製造例1と同様にして、それぞれ共重合体2~23の製造を作製した。各分散剤の重量平均分子量(Mw)は表1に示す通りであった。なお、共重合体の合成は、連鎖移動剤の添加、重合開始剤量の調整、および反応条件等を適宜変更してMwを調製した。
(Synthesis Examples 2 to 23)
(Synthesis of copolymers 2 to 23)
The copolymers 2 to 23 were produced in the same manner as in Production Example 1 except that the monomers and chain transfer agents used were changed according to Table 1. The weight average molecular weight (Mw) of each dispersant was as shown in Table 1. For the synthesis of the copolymer, Mw was prepared by appropriately changing the addition of the chain transfer agent, the adjustment of the amount of the polymerization initiator, the reaction conditions and the like.

Figure 2022034316000001
Figure 2022034316000001

AA:アクリル酸
IA:イタコン酸
SAMA:2-メタクリロイルオキシエチルサクシネート
β-CEA:β-カルボキシエチルアクリレート
a-1:無水マレイン酸のイソプロピルアルコール付加体(下記式(1))
a-2:2-アクリロイルオキシエチルサクシネート
a-3:ヒドロキシエチルアクリレートのオクテニルコハク酸無水物付加体(下記式(2))
HEA:ヒドロキシエチルアクリレート
DMAEA:ジメチルアミノエチルアクリレート
BA:ブチルアクリレート
2EHA:2-エチルヘキシルアクリレート
AA: Acrylic acid IA: Itaconic acid SAMA: 2-methacryloyloxyethyl succinate β-CEA: β-carboxyethyl acrylate a-1: Isopropyl alcohol adduct of maleic anhydride (formula (1) below)
a-2: 2-acryloyloxyethyl succinate a-3: Octenyl succinic anhydride adduct of hydroxyethyl acrylate (formula (2) below)
HEA: Hydroxyethyl acrylate DMAEA: Dimethylaminoethyl acrylate BA: Butyl acrylate 2EHA: 2-Ethylhexyl acrylate

Figure 2022034316000002
Figure 2022034316000002

Figure 2022034316000003
Figure 2022034316000003


(導電材分散体の作製)
(実施例1-1)
表2に示す組成に従い、ガラス瓶にイオン交換水、共重合体、塩基、消泡剤を加えて、ディスパーで均一になるまで撹拌した。その後、導電材を加え、直径0.5mmのジルコニアビーズ200gを分散メディアとして仕込み、ペイントシェーカーにて、6時間分散処理し、分散体を得た。得られた分散体に、10質量%の酢酸水溶液と水と帯電防止剤(アニオン性界面活性剤;エレクトロストリッパーME-2)を適宜加え撹拌し、pH8.5、導電材含有率0.3%、帯電防止剤固形分含有率3.0%の導電材分散体(分散体1)を得た。なお、表2の組成は、ペイントシェーカーで分散処理した分散体の全量が100部となるように示した。
(Preparation of conductive material dispersion)
(Example 1-1)
According to the composition shown in Table 2, ion-exchanged water, a copolymer, a base and an antifoaming agent were added to a glass bottle, and the mixture was stirred with a disper until uniform. Then, a conductive material was added, 200 g of zirconia beads having a diameter of 0.5 mm was charged as a dispersion medium, and the dispersion treatment was carried out with a paint shaker for 6 hours to obtain a dispersion. To the obtained dispersion, 10% by mass of an aqueous acetic acid solution, water and an antistatic agent (anionic surfactant; electrostripper ME-2) were appropriately added and stirred, and the mixture was stirred to have a pH of 8.5 and a conductive material content of 0.3%. , A conductive material dispersion (dispersion 1) having an antistatic agent solid content of 3.0% was obtained. The composition in Table 2 is shown so that the total amount of the dispersion treated by the paint shaker is 100 parts.

(実施例1-2~1-33、比較例1-1~1-4)
表2に示す組成に従い、実施例1-1と同様にして、各分散体(分散体1~33、比較分散体1~4)を得た。得られた分散体に、10質量%の酢酸水溶液と水と帯電防止剤(アニオン性界面活性剤;エレクトロストリッパーME-2)を適宜加え撹拌し、pH8.5、導電材含有率0.3%、帯電防止剤固形分含有率3.0%の各導電材分散体(分散体1~33、比較分散体1~4)を得た。
(Examples 1-2 to 1-33, Comparative Examples 1-1 to 1-4)
According to the composition shown in Table 2, each dispersion (dispersions 1 to 33, comparative dispersions 1 to 4) was obtained in the same manner as in Example 1-1. To the obtained dispersion, 10% by mass of an aqueous acetic acid solution, water and an antistatic agent (anionic surfactant; electrostripper ME-2) were appropriately added and stirred, and the mixture was stirred to have a pH of 8.5 and a conductive material content of 0.3%. , Each conductive material dispersion (dispersions 1-33, comparative dispersions 1 to 4) having an antistatic agent solid content of 3.0% was obtained.

(実施例1-34)
表2に示す組成に従い、加える帯電防止剤(C)エレクトロストリッパーME-2(アニオン性界面活性剤)の固形分含有率を0.6%に変更したこと以外は、実施例1-1と同様にして、分散体(分散体34)を得た。
(Example 1-34)
Same as Example 1-1 except that the solid content of the antistatic agent (C) electrostripper ME-2 (anionic surfactant) to be added was changed to 0.6% according to the composition shown in Table 2. A dispersion (dispersion 34) was obtained.

(実施例1-35)
表2に示す組成に従い、加える帯電防止剤(C)エレクトロストリッパーME-2(アニオン性界面活性剤)の固形分含有率を6.0%に変更したこと以外は、実施例1-1と同様にして、分散体35を得た。
(Example 1-35)
Same as Example 1-1 except that the solid content of the antistatic agent (C) electrostripper ME-2 (anionic surfactant) to be added was changed to 6.0% according to the composition shown in Table 2. The dispersion 35 was obtained.

(実施例1-36)
表2に示す組成に従い、加える帯電防止剤(C)をエレクトロストリッパーQN(カチオン性界面活性剤)に変更したこと以外は、実施例1-1と同様にして、分散体(分散体36)を得た。
(Example 1-36)
The dispersion (dispersion 36) was prepared in the same manner as in Example 1-1, except that the antistatic agent (C) to be added was changed to electrostripper QN (cationic surfactant) according to the composition shown in Table 2. Obtained.

(実施例1-37)
表2に示す組成に従い、加える帯電防止剤(C)をエレクトロストリッパーEA(ノニオン性界面活性剤)に変更したこと以外は、実施例1-1と同様にして、分散体(分散体37)を得た。
(Example 1-37)
The dispersion (dispersion 37) was prepared in the same manner as in Example 1-1, except that the antistatic agent (C) to be added was changed to an electrostripper EA (nonionic surfactant) according to the composition shown in Table 2. Obtained.

(実施例1-38)
表2に示す組成に従い、加える帯電防止剤(C)をエレクトロストリッパーAC(両性界面活性剤)に変更したこと以外は、実施例1-1と同様にして、分散体(分散体38)を得た。
(Example 1-38)
A dispersion (dispersion 38) was obtained in the same manner as in Example 1-1, except that the antistatic agent (C) to be added was changed to electrostripper AC (amphoteric surfactant) according to the composition shown in Table 2. rice field.

(比較例1-5)
表2に示す組成に従い、帯電防止剤を加えないこと以外は、実施例1-1と同様にして、分散体(比較分散体5)を得た。ただし、得られた分散体のpHが8.5以下の場合は、水のみで希釈を行った。
(Comparative Example 1-5)
According to the composition shown in Table 2, a dispersion (comparative dispersion 5) was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that an antistatic agent was not added. However, when the pH of the obtained dispersion was 8.5 or less, it was diluted with water only.

(分散工程中のpHの測定方法)
分散工程中のpH測定は、pH計を用いて、ペイントシェーカー3時間時の分散体を25℃に調整し、測定した。値を表3に示す。
(Method of measuring pH during dispersion process)
The pH during the dispersion step was measured by adjusting the dispersion at 3 hours of the paint shaker to 25 ° C. using a pH meter. The values are shown in Table 3.

(導電材分散体の安定性評価方法)
安定性の評価は、導電材分散体の粘度変化にて評価した。粘度の測定は、B型粘度計(東機産業製「BL」)を用いて、分散体温度25℃にて、分散体をヘラで充分に撹拌した後、B型粘度計ローター回転速度60rpmにて直ちに行った。測定に使用したローターは、粘度が100mPa・s未満の場合はNo.1を、100以上500mPa・s未満の場合はNo.2を、500以上2,000mPa・s未満の場合はNo.3を、2,000以上10,000mPa・s未満の場合はNo.4のものをそれぞれ用いた。分散後から5時間以内に測定した粘度を初期粘度とし、導電材分散体を50℃にて、10日間静置して保存した後の、粘度値の変化から評価した。変化率は式(2)によって算出され、算出された結果に基づき下記基準にて評価を行った。尚、〇(良好)、△(普通)、×(不良)の3段階で評価した。また、粘度値が「>10」の場合は、計算が不可能なため、「-」(評価不可)と表記した。評価結果を表3に示す。
変化率(%)=(50℃10日後粘度)/(初期粘度)×100・・・・・・式(2)
○:変化率が80%以上120%未満
△:変化率が50%以上80%未満または120%以上150%未満
×:変化率が50%未満または150%以上
(Stability evaluation method for conductive material dispersion)
The stability was evaluated by the change in viscosity of the conductive material dispersion. To measure the viscosity, use a B-type viscometer (“BL” manufactured by Toki Sangyo), stir the dispersion sufficiently with a spatula at a dispersion temperature of 25 ° C, and then set the rotor rotation speed of the B-type viscometer to 60 rpm. I went immediately. The rotor used for the measurement was No. 1 when the viscosity was less than 100 mPa · s. If 1 is 100 or more and less than 500 mPa · s, No. If 2 is 500 or more and less than 2,000 mPa · s, No. If 3 is 2,000 or more and less than 10,000 mPa · s, No. The ones of 4 were used respectively. The viscosity measured within 5 hours after the dispersion was taken as the initial viscosity, and the evaluation was made from the change in the viscosity value after the conductive material dispersion was allowed to stand at 50 ° C. for 10 days and stored. The rate of change was calculated by Eq. (2) and evaluated according to the following criteria based on the calculated results. The evaluation was made on a scale of 〇 (good), Δ (normal), and × (poor). Further, when the viscosity value is ">10", it is expressed as "-" (evaluation is not possible) because the calculation is impossible. The evaluation results are shown in Table 3.
Rate of change (%) = (viscosity after 10 days at 50 ° C.) / (initial viscosity) x 100 ... Equation (2)
◯: Change rate is 80% or more and less than 120% Δ: Change rate is 50% or more and less than 80% or 120% or more and less than 150% ×: Change rate is less than 50% or 150% or more

(導電材分散体の粒度分布)
導電材分散体の粒度分布は、レーザー回折式粒度分布(マイクロトラック・ベル製「マイクロトラック MT3000II」)を用いて、体積粒度分布において、粒子径の細かいものからその粒子の体積割合を積算した際に50%となる粒子径を測定し、50%粒子径(D50)を得た。評価結果を表3に示す。
(Particle size distribution of conductive material dispersion)
The particle size distribution of the conductive material dispersion is obtained by integrating the volume ratio of the particles from the finer particle size in the volume particle size distribution using the laser diffraction type particle size distribution (“Microtrac MT3000II” manufactured by Microtrac Bell). The particle size of 50% was measured to obtain a 50% particle size (D50). The evaluation results are shown in Table 3.

Figure 2022034316000004
Figure 2022034316000004

Figure 2022034316000005
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なお、表2に示した略号は以下を意味する。
<導電材>
・TUBALL(80%):OCSiAl製、シングルウォールカーボンナノチューブ、平均外径:1.5nm、炭素成分80%、比表面積490m/g
・TUBALL(93%):OCSiAl製、シングルウォールカーボンナノチューブ、平均外径:1.5nm、炭素成分93%、比表面積850m/g
<塩基>
・LiOH:水酸化リチウム(キシダ化学製、pKb=-0.36、溶解度22g/100ml)
・TEA-OH:水酸化テトラエチルアンモニウム10%水溶液(東京化成工業製、pKb=0.10、溶解度10g/100g以上)
・KOH:水酸化カリウム(キシダ化学製、pKb=0.50、溶解度110g/100ml)
・DPA:ジプロピルアミン(富士フィルム和光純薬製、pKb=3.09、溶解度3.5g/100ml)
・NH:アンモニア25%水溶液(富士フィルム和光純薬製、pKb=4.70、溶解度89.9g/100ml)
・Ca(OH):水酸化カルシウム(富士フィルム和光純薬製、pKb=1.40、溶解度0.17g/100ml)
・TEA:トリエタノールアミン(東京化成工業、pKb=6.2、溶解度10g/100ml以上)
<帯電防止剤>
・アニオン:エレクトロストリッパーME-2(花王製アニオン性界面活性剤、アルキル硫酸ナトリウム、固形分50%)
・カチオン:エレクトロストリッパーQN(花王製カチオン性界面活性剤、アルキルトリメチルアンモニウム塩、固形分30%)
・ノニオン:エレクトロストリッパーEA(花王製ノニオン性界面活性剤、ラウリルジエタノールアミン、固形分100%)
・両性:エレクトロストリッパーAC(花王製両性界面活性剤、イミダゾリン系化合物、固形分25%)
The abbreviations shown in Table 2 mean the following.
<Conductive material>
-TUBALL (80%): OCSiAl, single-wall carbon nanotube, average outer diameter: 1.5 nm, carbon component 80%, specific surface area 490 m 2 / g
-TUBALL (93%): OCSiAl, single-wall carbon nanotubes, average outer diameter: 1.5 nm, carbon component 93%, specific surface area 850 m 2 / g
<Base>
-LiOH: Lithium hydroxide (manufactured by Kishida Chemical, pKb = -0.36, solubility 22 g / 100 ml)
TEA-OH: 10% aqueous solution of tetraethylammonium hydroxide (manufactured by Tokyo Chemical Industry, pKb = 0.10, solubility 10 g / 100 g or more)
-KOH: Potassium hydroxide (manufactured by Kishida Chemical, pKb = 0.50, solubility 110 g / 100 ml)
-DPA: Dipropylamine (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd., pKb = 3.09, solubility 3.5 g / 100 ml)
-NH 3 : 25% aqueous solution of ammonia (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd., pKb = 4.70, solubility 89.9 g / 100 ml)
-Ca (OH) 2 : Calcium hydroxide (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd., pKb = 1.40, solubility 0.17 g / 100 ml)
-TEA: Triethanolamine (Tokyo Chemical Industry, pKb = 6.2, solubility 10 g / 100 ml or more)
<Antistatic agent>
-Anion: Electro stripper ME-2 (Kao's anionic surfactant, sodium alkyl sulfate, solid content 50%)
-Cation: Electro stripper QN (Kao's cationic surfactant, alkyltrimethylammonium salt, solid content 30%)
-Nonion: Electro stripper EA (Kao nonionic surfactant, lauryl diethanolamine, 100% solid content)
-Amphoteric: Electro stripper AC (Kao amphoteric surfactant, imidazoline compound, solid content 25%)

Figure 2022034316000006
Figure 2022034316000006


(導電性塗料および導電性塗膜の作製)
(実施例2-1)
表4に示す組成に従い、容器に導電材分散体、塗料用バインダー、水を加えて、ディスパーで均一になるまで撹拌し、塗料1を得た。
(Preparation of conductive paint and conductive film)
(Example 2-1)
According to the composition shown in Table 4, a conductive material dispersion, a binder for paint, and water were added to the container, and the mixture was stirred with a disper until uniform to obtain paint 1.

(実施例2-2~42、比較例2-1~4)
表4に示す分散体に変更した以外は、実施例2-1と同様にして、各塗料(塗料2~42、比較塗料1~4)を得た。
(Examples 2-2-42, Comparative Examples 2-1-4)
Each paint (paints 2 to 42, comparative paints 1 to 4) was obtained in the same manner as in Example 2-1 except that the dispersion was changed to the dispersion shown in Table 4.

(塗料評価)
得られた塗料について、さらに、塗料をコロナ放電処理PETフィルムに膜厚が2μmになるようにバーコーターで塗工し、30分間セッティング後、60℃にて30分間乾燥させた後、140℃にて20分間焼き付けを行って、各塗料の試験塗膜を作製し、塗料とその塗膜について以下の評価を行った。その結果を表4に示した。
(相溶性)
得られた塗料をJIS K56002-5に従い、粒子の密集を確認することで、導電材分散体と、塗料用バインダーの相溶性を判断した。下記基準にて評価を行った。尚、〇(良好)、×(不良)の2段階で評価した。
○:密集20μm未満
×:密集20μm以上
(透明性)
透明性については、PETフィルムに塗工した試験塗膜を、日本電色工業製:ヘーズメーター(300A)で全光線透過率を測定した。下記基準にて評価を行った。尚、◎(極めて良好)、〇(良好)、△(普通)、×(不良)の3段階で評価した。
◎:80%以上90%未満
〇:70%以上80%未満
△:60%以上70%未満
×:60%未満
(表面抵抗率)
導電性については、PETフィルムに塗工した試験塗膜を、三菱化学製:ロレスターGP(CP-T610)を用いて表面抵抗率(Ω/□)を測定した。下記基準にて評価を行った。尚、◎(極めて良好)、〇(良好)、△(普通)、×(不良)の3段階で評価した。
◎:1.0×108未満
〇:1.0×108以上1.0×1010未満
△:1.0×1010以上1.0×1014未満
×:1.0×1014以上(測定不可)
(塗膜外観)
外観については、PETフィルムに塗工した試験塗膜を目視により観察し、肌あれやむら、べたつきの有無を確認し、下記基準にて評価を行った。
〇:肌あれやむら、べたつきがない
△:わずかに肌あれやむら、べたつきがある
×:肌あれやむら、べたつきがある
(Paint evaluation)
With respect to the obtained paint, the paint was further applied to a corona discharge-treated PET film with a bar coater so that the film thickness was 2 μm, set for 30 minutes, dried at 60 ° C. for 30 minutes, and then heated to 140 ° C. After baking for 20 minutes, a test coating film for each paint was prepared, and the paint and its coating film were evaluated as follows. The results are shown in Table 4.
(Compatibility)
The compatibility of the obtained paint with the conductive material dispersion and the paint binder was determined by confirming the density of particles according to JIS K56002-5. Evaluation was performed according to the following criteria. The evaluation was made on a two-point scale of 〇 (good) and × (poor).
◯: Dense less than 20 μm ×: Dense 20 μm or more (transparency)
Regarding the transparency, the total light transmittance of the test coating film applied to the PET film was measured with a haze meter (300A) manufactured by Nippon Denshoku Kogyo. Evaluation was performed according to the following criteria. The evaluation was made on a scale of ⊚ (extremely good), 〇 (good), Δ (normal), and × (poor).
⊚: 80% or more and less than 90% 〇: 70% or more and less than 80% Δ: 60% or more and less than 70% ×: less than 60% (surface resistivity)
Regarding the conductivity, the surface resistivity (Ω / □) of the test coating film applied to the PET film was measured using Mitsubishi Chemical Corporation: Lorester GP (CP-T610). Evaluation was performed according to the following criteria. The evaluation was made on a scale of ⊚ (extremely good), 〇 (good), Δ (normal), and × (poor).
⊚: 1.0 × 10 less than 8 〇: 1.0 × 10 8 or more and less than 1.0 × 10 10 Δ: 1.0 × 10 10 or more and less than 1.0 × 10 14 ×: 1.0 × 10 14 or more (Not measurable)
(Appearance of coating film)
Regarding the appearance, the test coating film applied to the PET film was visually observed, and the presence or absence of rough skin, unevenness, and stickiness was confirmed, and the evaluation was performed according to the following criteria.
〇: No skin roughness, unevenness, or stickiness △: Slightly rough skin, unevenness, or stickiness ×: Skin roughness, unevenness, or stickiness

Figure 2022034316000007
Figure 2022034316000007


なお、表4に示した略号は以下を意味する。
・ウレタン:エバファノールHA-107C(日華化学製、水系ウレタン樹脂、固形分40%)
・オレフィン:スーパークロンE-415(日本製紙製、水系オレフィン樹脂、固形分30%)
The abbreviations shown in Table 4 mean the following.
-Urethane: Evafanol HA-107C (manufactured by NICCA CHEMICAL, water-based urethane resin, solid content 40%)
-Olefin: Supercron E-415 (Nippon Paper Industries, water-based olefin resin, solid content 30%)

表3、表4に示した結果から、本発明の導電材分散体は貯蔵安定性、塗料用バインダーへの相溶性に優れ、透明性と表面抵抗率、塗膜外観に優れていることが示された。

From the results shown in Tables 3 and 4, it is shown that the conductive material dispersion of the present invention is excellent in storage stability, compatibility with a binder for paints, transparency, surface resistivity, and coating film appearance. Was done.

Claims (9)

導電材と、共重合体(A)と、塩基(B)と、帯電防止剤(C)と、水とを含む導電材分散体であって、
導電材が、平均外径が1~4nmである単層カーボンナノチューブを含み、
共重合体(A)が、全単位の合計100質量%に対して、(メタ)アクリロニトリルに由来する単位を10質量%~99質量%、カルボキシル基含有モノマー単位を1質量%~90質量%含む共重合体であり、塩基(B)が、水中の25℃におけるpKbが5以下であり、且つ水中の25℃における溶解度が1g/100ml以上であり、前記共重合体(A)と塩基(B)との固形分質量比率(B)/(A)が0.2~1.0であることを特徴とする導電材分散体。
A conductive material dispersion containing a conductive material, a copolymer (A), a base (B), an antistatic agent (C), and water.
The conductive material contains single-walled carbon nanotubes having an average outer diameter of 1 to 4 nm.
The copolymer (A) contains 10% by mass to 99% by mass of units derived from (meth) acrylonitrile and 1% by mass to 90% by mass of carboxyl group-containing monomer units, based on a total of 100% by mass of all units. It is a copolymer, and the base (B) has a pKb of 5 or less at 25 ° C. in water and a solubility of 1 g / 100 ml or more at 25 ° C. in water, and the copolymer (A) and the base (B). ), The solid content mass ratio (B) / (A) is 0.2 to 1.0.
共重合体(A)100質量%に対してカルボキシル基含有モノマー単位を11~40質量%含むことを特徴とする、請求項1記載の導電材分散体。 The conductive material dispersion according to claim 1, wherein the copolymer (A) contains 11 to 40% by mass of a carboxyl group-containing monomer unit with respect to 100% by mass of the copolymer (A). 塩基(B)のpKbが1以下であることを特徴とする、請求項1または2記載の導電材分散体。 The conductive material dispersion according to claim 1 or 2, wherein the pKb of the base (B) is 1 or less. カルボキシル基含有モノマーがアクリル酸及びイタコン酸を含むことを特徴とする、請求項1~3いずれか記載の導電材分散体。 The conductive material dispersion according to any one of claims 1 to 3, wherein the carboxyl group-containing monomer contains acrylic acid and itaconic acid. 帯電防止剤(C)がアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、両性界面活性剤、および非イオン界面活性剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む請求項1~4いずれか記載の導電材分散体。 The conductive material according to any one of claims 1 to 4, wherein the antistatic agent (C) contains at least one selected from the group consisting of an anionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant, and a nonionic surfactant. Dispersion. 酸を含むことを特徴とする、請求項1~5いずれか記載の導電材分散体。 The conductive material dispersion according to any one of claims 1 to 5, which comprises an acid. 導電材に対して、共重合体(A)および塩基(B)を合計で20質量%~1000質量%含むことを特徴とする、請求項1~6いずれかに記載の導電材分散体。 The conductive material dispersion according to any one of claims 1 to 6, wherein the copolymer (A) and the base (B) are contained in a total amount of 20% by mass to 1000% by mass with respect to the conductive material. 請求項1~7いずれか記載の導電材分散体を含んでなる、導電性塗料。 A conductive coating material comprising the conductive material dispersion according to any one of claims 1 to 7. 請求項8記載の導電性塗料の塗工膜である、導電性塗膜。

A conductive coating film, which is a coating film of the conductive coating material according to claim 8.

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