JP5026054B2 - Method for producing conductive polymer paint, method for producing conductive coating film - Google Patents

Method for producing conductive polymer paint, method for producing conductive coating film Download PDF

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Description

本発明は、π共役系導電性高分子が有機化合物に溶解している導電性高分子塗料並びにその製造方法に関する。また、π共役系導電性高分子を含む導電性塗膜に関する。   The present invention relates to a conductive polymer paint in which a π-conjugated conductive polymer is dissolved in an organic compound and a method for producing the same. The present invention also relates to a conductive coating film containing a π-conjugated conductive polymer.

一般的に、主鎖がπ電子を含む共役系で構成されているπ共役系導電性高分子は、電解重合法及び化学酸化重合法により合成される。
電解重合法では、ドーパントとなる電解質とπ共役系導電性高分子を形成する前駆体モノマーとの混合溶液中に、予め形成した電極材料などの支持体を浸漬し、支持体上にπ共役系導電性高分子をフィルム状に形成する。そのため、大量に製造することが困難である。
一方、化学酸化重合法では、このような制約がなく、π共役系導電性高分子の前駆体モノマーに酸化剤及び酸化重合触媒を添加し、溶液中で大量のπ共役系導電性高分子を製造できる。
しかし、化学酸化重合法では、π共役系導電性高分子主鎖の共役系の成長に伴い、溶媒に対する溶解性が乏しくなるため、不溶の固形粉体で得られるようになる。不溶性のものでは、塗布によってプラスチックシート等の各種基材上にπ共役系導電性高分子膜を均一に形成することが困難になる。
Generally, a π-conjugated conductive polymer whose main chain is composed of a conjugated system containing π electrons is synthesized by an electrolytic polymerization method and a chemical oxidative polymerization method.
In the electropolymerization method, a support such as a previously formed electrode material is immersed in a mixed solution of an electrolyte serving as a dopant and a precursor monomer that forms a π-conjugated conductive polymer, and the π-conjugated system is formed on the support. A conductive polymer is formed into a film. Therefore, it is difficult to manufacture in large quantities.
On the other hand, in the chemical oxidation polymerization method, there is no such limitation, an oxidizing agent and an oxidation polymerization catalyst are added to the precursor monomer of the π-conjugated conductive polymer, and a large amount of π-conjugated conductive polymer is added in the solution. Can be manufactured.
However, in the chemical oxidative polymerization method, as the conjugated system of the π-conjugated conductive polymer main chain grows, the solubility in a solvent becomes poor, so that an insoluble solid powder can be obtained. If it is insoluble, it becomes difficult to uniformly form a π-conjugated conductive polymer film on various substrates such as a plastic sheet by coating.

そのため、π共役系導電性高分子に官能基を導入して可溶化する方法、バインダ樹脂に分散して可溶化する方法、アニオン基含有高分子酸を添加して可溶化する方法が試みられている。
例えば、水への溶解性を向上させるために、分子量が2000〜500000の範囲のアニオン基含有高分子酸であるポリスチレンスルホン酸の存在下で、酸化剤を用いて、3,4−ジアルコキシチオフェンを化学酸化重合してポリ(3,4−ジアルコキシチオフェン)水溶液を製造する方法が提案されている(特許文献1参照)。また、ポリアクリル酸の存在下で化学酸化重合してπ共役系導電性高分子コロイド水溶液を製造する方法が提案されている(特許文献2参照)。
特許第2636968号公報 特開平7−165892号公報
Therefore, a method of solubilizing by introducing a functional group into a π-conjugated conductive polymer, a method of dispersing and solubilizing in a binder resin, and a method of solubilizing by adding an anionic group-containing polymer acid have been tried. Yes.
For example, in order to improve the solubility in water, 3,4-dialkoxythiophene is used using an oxidizing agent in the presence of polystyrene sulfonic acid, which is an anionic group-containing polymer acid having a molecular weight in the range of 2000 to 500,000. Has been proposed to produce a poly (3,4-dialkoxythiophene) aqueous solution by chemical oxidative polymerization (see Patent Document 1). In addition, a method of producing a π-conjugated conductive polymer colloid aqueous solution by chemical oxidative polymerization in the presence of polyacrylic acid has been proposed (see Patent Document 2).
Japanese Patent No. 2636968 Japanese Patent Laid-Open No. 7-165892

上述したように、これまでに提案されていたπ共役系導電性高分子を含む導電性高分子溶液は水溶液であるが、水溶液を塗布して塗膜を形成する場合には乾燥時間が長くなるため、導電性塗膜の生産性が低かった。
そこで、導電性高分子水溶液にアルコール等の揮発性の高い有機溶剤中を添加し、エバポレータ等により水および有機溶剤を除去して導電性高分子の有機溶剤溶液を調製することが考えられる。しかし、この導電性高分子の有機溶剤溶液において実用可能な程度にπ共役系導電性高分子濃度を高くすると、π共役系導電性高分子が分離して沈殿したり、ゲル化したりする傾向にあった。このような導電性高分子の有機溶剤溶液では塗膜の形成が困難であり、強制的に塗膜を形成したとしても、充分な導電性を確保することは困難であった。
また、有機溶剤溶液を用いた場合には、乾燥時に有機溶剤が大気に放出されるため、環境を汚染することがあった。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、塗膜形成の生産性を高くでき、また、π共役系導電性高分子の分散性が高く、しかも環境汚染を防止できる導電性高分子塗料を提供することを目的とする。また、そのような導電性高分子塗料を容易に製造できる導電性高分子塗料の製造方法を提供することを目的とする。さらには、高い導電性が確保された導電性塗膜を提供することを目的とする。
As described above, the conductive polymer solution including the π-conjugated conductive polymer that has been proposed so far is an aqueous solution, but the drying time becomes longer when the aqueous solution is applied to form a coating film. For this reason, the productivity of the conductive coating film was low.
Therefore, it is conceivable to prepare an organic solvent solution of the conductive polymer by adding a highly volatile organic solvent such as alcohol to the conductive polymer aqueous solution and removing water and the organic solvent with an evaporator or the like. However, if the π-conjugated conductive polymer concentration is increased to a practical level in the organic solvent solution of the conductive polymer, the π-conjugated conductive polymer tends to separate and precipitate or gel. there were. With such an organic solvent solution of a conductive polymer, it is difficult to form a coating film, and even if a coating film is forcibly formed, it is difficult to ensure sufficient conductivity.
Further, when an organic solvent solution is used, the environment may be polluted because the organic solvent is released into the atmosphere during drying.
The present invention has been made in view of the circumstances described above, and is a conductive polymer that can increase the productivity of coating film formation, has high dispersibility of the π-conjugated conductive polymer, and can prevent environmental pollution. The object is to provide a paint. Moreover, it aims at providing the manufacturing method of the conductive polymer coating which can manufacture such a conductive polymer coating easily. Furthermore, it aims at providing the electroconductive coating film with which high electroconductivity was ensured.

本発明は、以下の発明を包含する
[1] 可溶化高分子の存在下、水中でπ共役系導電性高分子の前駆体モノマーを重合して、導電性高分子水溶液を調製する工程と、
該導電性高分子水溶液にアミン化合物を添加する工程と、
アミン化合物を添加した導電性高分子水溶液を限外ろ過により濃縮し、有機溶剤を添加して、導電性高分子の有機溶剤溶液を調製する工程と、
該導電性高分子の有機溶剤溶液に液状アクリル化合物を添加する工程と、
液状アクリル化合物を添加した導電性高分子の有機溶剤溶液から有機溶剤を除去する工程とを有することを特徴とする導電性高分子塗料の製造方法。
[2] 可溶化高分子の存在下、水中でπ共役系導電性高分子の前駆体モノマーを重合して、導電性高分子水溶液を調製する工程と、
該導電性高分子水溶液にアミン化合物を添加する工程と、
アミン化合物を添加した導電性高分子水溶液を限外ろ過により濃縮し、有機溶剤を添加して、導電性高分子の有機溶剤溶液を調製する工程と、
該導電性高分子の有機溶剤溶液に液状アクリル化合物を添加する工程と、
液状アクリル化合物を添加した導電性高分子の有機溶剤溶液から有機溶剤を除去して導電性高分子塗料を得る工程と、
該導電性高分子塗料を塗布し、液状アクリル化合物を重合する工程とを有することを特徴とする導電性塗膜の製造方法。
The present invention includes the following inventions .
[1 ] A step of polymerizing a precursor monomer of a π-conjugated conductive polymer in water in the presence of a solubilized polymer to prepare a conductive polymer aqueous solution;
Adding an amine compound to the conductive polymer aqueous solution;
A step of concentrating an aqueous conductive polymer solution to which an amine compound has been added by ultrafiltration, adding an organic solvent, and preparing an organic solvent solution of the conductive polymer;
Adding a liquid acrylic compound to the organic solvent solution of the conductive polymer;
And a step of removing the organic solvent from the organic solvent solution of the conductive polymer to which the liquid acrylic compound has been added.
[2] A step of polymerizing a precursor monomer of a π-conjugated conductive polymer in water in the presence of a solubilized polymer to prepare a conductive polymer aqueous solution;
Adding an amine compound to the conductive polymer aqueous solution;
A step of concentrating an aqueous conductive polymer solution to which an amine compound has been added by ultrafiltration, adding an organic solvent, and preparing an organic solvent solution of the conductive polymer;
Adding a liquid acrylic compound to the organic solvent solution of the conductive polymer;
Removing the organic solvent from the organic solvent solution of the conductive polymer to which the liquid acrylic compound is added to obtain a conductive polymer paint;
Applying the conductive polymer coating and polymerizing the liquid acrylic compound.

本発明の導電性高分子塗料は、塗膜形成の生産性を高くでき、また、π共役系導電性高分子の分散性が高く、しかも環境汚染を防止できる。
本発明の導電性高分子塗料の製造方法によれば、上記導電性高分子塗料を容易に製造できる。
本発明の導電性塗膜は、高い導電性が確保されたものである。
The conductive polymer paint of the present invention can increase the productivity of coating film formation, has a high dispersibility of the π-conjugated conductive polymer, and can prevent environmental pollution.
According to the method for producing a conductive polymer paint of the present invention, the conductive polymer paint can be easily produced.
The conductive coating film of the present invention has high conductivity.

<導電性高分子塗料>
本発明の導電性高分子塗料は、π共役系導電性高分子と、可溶化高分子と、該可溶化高分子に配位または結合したアミン化合物と、液状アクリル化合物とを含有するものである。
<Conductive polymer paint>
The conductive polymer coating of the present invention contains a π-conjugated conductive polymer, a solubilized polymer, an amine compound coordinated or bonded to the solubilized polymer, and a liquid acrylic compound. .

(π共役系導電性高分子)
π共役系導電性高分子の具体例としては、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)、ポリ(3−メチル−4−ヘキシルオキシピロール)、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−ブテ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)、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)等が挙げられる。
(Π-conjugated conductive polymer)
Specific examples of the π-conjugated conductive polymer include polypyrrole, poly (N-methylpyrrole), poly (3-methylpyrrole), poly (3-ethylpyrrole), poly (3-n-propylpyrrole), poly (3-butylpyrrole), 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-hexyl) Ruoxypyrrole), poly (3-methyl-4-hexyloxypyrrole), poly (3-methyl-4-hexyloxypyrrole), poly (thiophene), poly (3-methylthiophene), poly (3-ethylthiophene) ), Poly (3-propylthiophene), poly (3-butylthiophene), 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-dibutylthio) Phen), poly (3-hydroxythiophene), poly (3-methoxythiophene), poly (3-ethoxythiophene), poly (3-butoxythiophene), poly (3-hexyloxythiophene), poly (3-heptyloxy) Thiophene), 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-dihexyloxy) Thiophene), poly (3,4-diheptyloxythiophene), poly (3,4- Octyloxythiophene), poly (3,4-didecyloxythiophene), poly (3,4-didodecyloxythiophene), poly (3,4-ethylenedioxythiophene), poly (3,4-propylenedioxy) Thiophene), poly (3,4-butenedioxythiophene), 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-carboxybutylthiophene), polyaniline, poly (2-methylaniline), poly (3-isobutyl Aniline), poly (2-aniline sulfonic acid), poly (3-aniline sulfonic acid) and the like. That.

中でも、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリ(N−メチルピロール)、ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリ(3−メトキシチオフェン)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)から選ばれる1種又は2種からなる(共)重合体が抵抗値、反応性の点から好適に用いられる。さらには、ポリピロール、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)は、導電性がより高い上に、耐熱性が向上する点から、より好ましい。
また、ポリ(N−メチルピロール)、ポリ(3−メチルチオフェン)のようなアルキル置換化合物は溶媒溶解性や、疎水性樹脂を添加した場合の相溶性及び分散性を向上させるためより好ましい。アルキル基の中では導電性に悪影響を与えることがないため、メチル基が好ましい。
さらに、ポリスチレンスルホン酸をドープしたポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT−PSSと略す)は、比較的熱安定性が高く、重合度が低いことから塗膜成形後の透明性が有利となる点で好ましい。
Among them, from one or two kinds selected from polypyrrole, polythiophene, poly (N-methylpyrrole), poly (3-methylthiophene), poly (3-methoxythiophene), and poly (3,4-ethylenedioxythiophene). The (co) polymer is preferably used from the viewpoints of resistance and reactivity. Furthermore, polypyrrole and poly (3,4-ethylenedioxythiophene) are more preferable because they have higher conductivity and improved heat resistance.
In addition, alkyl-substituted compounds such as poly (N-methylpyrrole) and poly (3-methylthiophene) are more preferable because they improve solvent solubility and compatibility and dispersibility when a hydrophobic resin is added. Among the alkyl groups, a methyl group is preferred because it does not adversely affect the conductivity.
Furthermore, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) doped with polystyrene sulfonic acid (abbreviated as PEDOT-PSS) has relatively high thermal stability and low polymerization degree, and thus has transparency after coating film formation. This is preferable because it is advantageous.

(可溶化高分子)
可溶化高分子とは、π共役系導電性高分子を可溶化する高分子であり、可溶化高分子としては、アニオン基及び/又は電子吸引基を有する高分子が挙げられる。
(Solubilized polymer)
The solubilized polymer is a polymer that solubilizes the π-conjugated conductive polymer, and examples of the solubilized polymer include polymers having an anion group and / or an electron withdrawing group.

[アニオン基を有する高分子]
アニオン基を有する高分子(以下、ポリアニオンという。)は、置換若しくは未置換のポリアルキレン、置換若しくは未置換のポリアルケニレン、置換若しくは未置換のポリイミド、置換若しくは未置換のポリアミド、置換若しくは未置換のポリエステル及びこれらの共重合体であって、少なくともアニオン基を有する構成単位を有するものである。
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と耐熱性を向上させる。
[Polymer having anionic group]
Polymers having an anionic group (hereinafter referred to as polyanions) are substituted or unsubstituted polyalkylene, substituted or unsubstituted polyalkenylene, substituted or unsubstituted polyimide, substituted or unsubstituted polyamide, substituted or unsubstituted Polyester and a copolymer thereof, which have a structural unit having at least an anionic group.
The anion group of the polyanion functions as a dopant for the π-conjugated conductive polymer, and improves the conductivity and heat resistance of the π-conjugated conductive polymer.

ポリアルキレンとは、主鎖がメチレンの繰り返しで構成されているポリマーである。ポリアルキレンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリペンテン、ポリヘキセン、ポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、ポリ(3,3,3−トリフルオロプロピレン)、ポリアクリロニトリル、ポリアクリレート、ポリスチレン等が挙げられる。   A polyalkylene is a polymer whose main chain is composed of repeating methylenes. Examples of the polyalkylene include polyethylene, polypropylene, polybutene, polypentene, polyhexene, polyvinyl alcohol, polyvinylphenol, poly (3,3,3-trifluoropropylene), polyacrylonitrile, polyacrylate, polystyrene, and the like.

ポリアルケニレンとは、主鎖に不飽和結合(ビニル基)が1個以上含まれる構成単位からなるポリマーである。ポリアルケニレンの具体例としては、プロペニレン、1−メチルプロペニレン、1−ブチルプロペニレン、1−デシルプロペニレン、1−シアノプロペニレン、1−フェニルプロペニレン、1−ヒドロキシプロペニレン、1−ブテニレン、1−メチル−1−ブテニレン、1−エチル−1−ブテニレン、1−オクチル−1−ブテニレン、1−ペンタデシル−1−ブテニレン、2−メチル−1−ブテニレン、2−エチル−1−ブテニレン、2−ブチル−1−ブテニレン、2−ヘキシル−1−ブテニレン、2−オクチル−1−ブテニレン、2−デシル−1−ブテニレン、2−ドデシル−1−ブテニレン、2−フェニル−1−ブテニレン、2−ブテニレン、1−メチル−2−ブテニレン、1−エチル−2−ブテニレン、1−オクチル−2−ブテニレン、1−ペンタデシル−2−ブテニレン、2−メチル−2−ブテニレン、2−エチル−2−ブテニレン、2−ブチル−2−ブテニレン、2−ヘキシル−2−ブテニレン、2−オクチル−2−ブテニレン、2−デシル−2−ブテニレン、2−ドデシル−2−ブテニレン、2−フェニル−2−ブテニレン、2−プロピレンフェニル−2−ブテニレン、3−メチル−2−ブテニレン、3−エチル−2−ブテニレン、3−ブチル−2−ブテニレン、3−ヘキシル−2−ブテニレン、3−オクチル−2−ブテニレン、3−デシル−2−ブテニレン、3−ドデシル−2−ブテニレン、3−フェニル−2−ブテニレン、3−プロピレンフェニル−2−ブテニレン、2−ペンテニレン、4−プロピル−2−ペンテニレン、4−ブチル−2−ペンテニレン、4−ヘキシル−2−ペンテニレン、4−シアノ−2−ペンテニレン、3−メチル−2−ペンテニレン、4−エチル−2−ペンテニレン、3−フェニル−2−ペンテニレン、4−ヒドロキシ−2−ペンテニレン、ヘキセニレン等から選ばれる1種以上の構成単位を含む重合体が挙げられる。
これらの中でも、不飽和結合とπ共役系導電性高分子との相互作用があること、置換若しくは未置換のブタジエンを出発物質として合成しやすいことから、置換若しくは未置換のブテニレンが好ましい。
Polyalkenylene is a polymer composed of structural units containing one or more unsaturated bonds (vinyl groups) in the main chain. Specific examples of polyalkenylene include propenylene, 1-methylpropenylene, 1-butylpropenylene, 1-decylpropenylene, 1-cyanopropenylene, 1-phenylpropenylene, 1-hydroxypropenylene, 1-butenylene, 1-methyl-1-butenylene, 1-ethyl-1-butenylene, 1-octyl-1-butenylene, 1-pentadecyl-1-butenylene, 2-methyl-1-butenylene, 2-ethyl-1-butenylene, 2- Butyl-1-butenylene, 2-hexyl-1-butenylene, 2-octyl-1-butenylene, 2-decyl-1-butenylene, 2-dodecyl-1-butenylene, 2-phenyl-1-butenylene, 2-butenylene, 1-methyl-2-butenylene, 1-ethyl-2-butenylene, 1-octyl-2-butenylene 1-pentadecyl-2-butenylene, 2-methyl-2-butenylene, 2-ethyl-2-butenylene, 2-butyl-2-butenylene, 2-hexyl-2-butenylene, 2-octyl-2-butenylene, 2- Decyl-2-butenylene, 2-dodecyl-2-butenylene, 2-phenyl-2-butenylene, 2-propylenephenyl-2-butenylene, 3-methyl-2-butenylene, 3-ethyl-2-butenylene, 3-butyl 2-butenylene, 3-hexyl-2-butenylene, 3-octyl-2-butenylene, 3-decyl-2-butenylene, 3-dodecyl-2-butenylene, 3-phenyl-2-butenylene, 3-propylenephenyl- 2-butenylene, 2-pentenylene, 4-propyl-2-pentenylene, 4-butyl-2-pentenylene, 4-he Selected from sil-2-pentenylene, 4-cyano-2-pentenylene, 3-methyl-2-pentenylene, 4-ethyl-2-pentenylene, 3-phenyl-2-pentenylene, 4-hydroxy-2-pentenylene, hexenylene, etc. And a polymer containing one or more structural units.
Among these, substituted or unsubstituted butenylene is preferable because of the interaction between the unsaturated bond and the π-conjugated conductive polymer and the ease of synthesis using substituted or unsubstituted butadiene as a starting material.

ポリイミドとしては、ピロメリット酸二無水物、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’−テトラカルボキシジフェニルエーテル二無水物、2,2’−[4,4’−ジ(ジカルボキシフェニルオキシ)フェニル]プロパン二無水物等の無水物とオキシジアミン、パラフェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、ベンゾフェノンジアミン等のジアミンとからのポリイミドが挙げられる。
ポリアミドとしては、ポリアミド6、ポリアミド6,6、ポリアミド6,10等が挙げられる。
ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等が挙げられる。
As polyimide, pyromellitic dianhydride, biphenyltetracarboxylic dianhydride, benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,2 ′, 3,3′-tetracarboxydiphenyl ether dianhydride, 2,2 ′-[ Examples include polyimides from anhydrides such as 4,4′-di (dicarboxyphenyloxy) phenyl] propane dianhydride and diamines such as oxydiamine, paraphenylenediamine, metaphenylenediamine, and benzophenonediamine.
Examples of the polyamide include polyamide 6, polyamide 6,6, polyamide 6,10 and the like.
Examples of the polyester include polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate.

ポリアニオンが置換基を有する場合、その置換基としては、アルキル基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、シアノ基、フェニル基、フェノール基、エステル基、アルコキシル基等が挙げられる。溶媒への溶解性、耐熱性及び樹脂への相溶性等を考慮すると、アルキル基、ヒドロキシル基、フェノール基、エステル基が好ましい。
アルキル基は、極性溶媒又は非極性溶媒への溶解性及び分散性、樹脂への相溶性及び分散性等を高くすることができ、ヒドロキシル基は、他の水素原子等との水素結合を形成しやすくでき、有機溶剤への溶解性、樹脂への相溶性、分散性、接着性を高くすることができる。また、シアノ基及びヒドロキシフェニル基は、極性樹脂への相溶性、溶解性を高くすることができ、しかも、耐熱性も高くすることができる。
上記置換基の中では、アルキル基、ヒドロキシル基、エステル基、シアノ基が好ましい。
When the polyanion has a substituent, examples of the substituent include an alkyl group, a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, a cyano group, a phenyl group, a phenol group, an ester group, and an alkoxyl group. In view of solubility in a solvent, heat resistance, compatibility with a resin, and the like, an alkyl group, a hydroxyl group, a phenol group, and an ester group are preferable.
Alkyl groups can increase solubility and dispersibility in polar or nonpolar solvents, compatibility and dispersibility in resins, etc., and hydroxyl groups form hydrogen bonds with other hydrogen atoms and the like. It can be made easy and the solubility in an organic solvent, the compatibility with a resin, the dispersibility, and the adhesiveness can be increased. In addition, the cyano group and the hydroxyphenyl group can increase the compatibility and solubility in the polar resin, and can also increase the heat resistance.
Among the above substituents, an alkyl group, a hydroxyl group, an ester group, and a cyano group are preferable.

ポリアニオンのアニオン基としては、共役系導電性高分子への化学酸化ドープが起こりうる官能基であればよいが、中でも、製造の容易さ及び安定性の観点からは、一置換硫酸エステル基、一置換リン酸エステル基、リン酸基、カルボキシル基、スルホ基等が好ましい。さらに、官能基のπ共役系導電性高分子へのドープ効果の観点より、スルホ基、一置換硫酸エステル基、カルボキシル基がより好ましい。   The anion group of the polyanion may be a functional group that can cause chemical oxidation doping to the conjugated conductive polymer. Among these, from the viewpoint of ease of production and stability, a monosubstituted sulfate group, A substituted phosphate group, a phosphate group, a carboxyl group, a sulfo group and the like are preferable. Furthermore, from the viewpoint of the doping effect of the functional group on the π-conjugated conductive polymer, a sulfo group, a monosubstituted sulfate group, and a carboxyl group are more preferable.

ポリアニオンの具体例としては、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、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。
これらのうち、ポリアクリルスルホン酸、ポリメタクリルスルホン酸が好ましい。ポリアクリルスルホン酸、ポリメタクリルスルホン酸は、熱エネルギーを吸収して自ら分解することにより、π共役系導電性高分子成分の熱分解が緩和されるため、耐熱性、耐環境性に優れる。さらに、エステル基を有するため、バインダとの相溶性、分散性に優れる。
Specific examples of polyanions include polyvinyl sulfonic acid, polystyrene sulfonic acid, polyallyl sulfonic acid, polyacryl sulfonic acid, polymethacryl sulfonic acid, poly (2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid), polyisoprene sulfonic acid, polyvinyl Examples thereof include carboxylic acid, polystyrene carboxylic acid, polyallyl carboxylic acid, polyacryl carboxylic acid, polymethacryl carboxylic acid, poly (2-acrylamido-2-methylpropane carboxylic acid), polyisoprene carboxylic acid, polyacrylic acid and the like. These homopolymers may be sufficient and 2 or more types of copolymers may be sufficient.
Of these, polyacrylsulfonic acid and polymethacrylsulfonic acid are preferred. Polyacrylsulfonic acid and polymethacrylsulfonic acid are excellent in heat resistance and environmental resistance because thermal decomposition of the π-conjugated conductive polymer component is relaxed by absorbing thermal energy and decomposing by itself. Furthermore, since it has an ester group, it is excellent in compatibility with the binder and dispersibility.

ポリアニオンの重合度は、モノマー単位が10〜100,000個の範囲であることが好ましく、溶媒溶解性及び導電性の点からは、50〜10,000個の範囲がより好ましい。   The degree of polymerization of the polyanion is preferably in the range of 10 to 100,000 monomer units, and more preferably in the range of 50 to 10,000 from the viewpoint of solvent solubility and conductivity.

[電子吸引基を有する高分子]
電子吸引基を有する高分子は、電子吸引基として、例えば、シアノ基、ニトロ基、ホルミル基、カルボニル基、アセチル基から選ばれる少なくとも1種を有する化合物を構成単位とした高分子が挙げられる。これらの中でも、シアノ基は極性が高く、π共役系導電性高分子をより可溶化できることから好ましい。また、バインダとの相溶性、分散性をより高くできることから好ましい。
電子吸引性基を有する高分子の具体例としては、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリロニトリル、アクリロニトリル−スチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂や、ヒドロキシル基あるいはアミノ基含有樹脂をシアノエチル化した樹脂(例えば、シアノエチルセルロース)、ポリビニルピロリドン、アルキル化ポリビニルピロリドン、ニトロセルロースなどが挙げられる。
[Polymer having electron withdrawing group]
The polymer having an electron withdrawing group includes, for example, a polymer having as a structural unit a compound having at least one selected from a cyano group, a nitro group, a formyl group, a carbonyl group, and an acetyl group. Among these, a cyano group is preferable because it has high polarity and can solubilize a π-conjugated conductive polymer. Moreover, since compatibility with a binder and dispersibility can be made higher, it is preferable.
Specific examples of the polymer having an electron-withdrawing group include polyacrylonitrile, polymethacrylonitrile, acrylonitrile-styrene resin, acrylonitrile-butadiene resin, acrylonitrile-butadiene-styrene resin, and hydroxyl group or amino group-containing resin. Resin (for example, cyanoethyl cellulose), polyvinyl pyrrolidone, alkylated polyvinyl pyrrolidone, nitrocellulose and the like.

可溶化高分子には、耐衝撃性を改良するための合成ゴムや、耐環境特性を向上させるための老化防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤があらかじめ添加されていてもよい。ただし、アミン化合物系の酸化防止剤は上記導電性高分子を重合させる際に用いる酸化剤の働きを阻害することがあるので、酸化防止剤にはフェノール系のものを用いたり、重合後に混合したりするなどの対策が必要である。   To the solubilized polymer, a synthetic rubber for improving impact resistance, an anti-aging agent, an antioxidant, and an ultraviolet absorber for improving environmental resistance characteristics may be added in advance. However, amine compound antioxidants may interfere with the action of the oxidizer used when polymerizing the above conductive polymer, so the antioxidant may be phenolic or mixed after polymerization. It is necessary to take measures such as

可溶化高分子の量は、得られるπ共役系導電性高分子1モルに対して0.1〜10モルの範囲とすることが好ましく、1〜7モルの範囲とすることがより好ましい。得られるπ共役系導電性高分子1モルに対する可溶化高分子の量を0.1モルより少なくすると、π共役系導電性高分子へのドーピング効果が弱くなる傾向にあり、導電性が不足することがある。その上、溶媒への溶解性が低くなり、均一な導電性高分子塗料を得ることが困難になる。また、π共役系導電性高分子1モルに対する可溶化高分子の量を10モルより多くすると、π共役系導電性高分子の含有割合が少なくなり、やはり充分な導電性が得られにくい。   The amount of the solubilized polymer is preferably in the range of 0.1 to 10 mol, more preferably in the range of 1 to 7 mol, with respect to 1 mol of the π-conjugated conductive polymer obtained. When the amount of the solubilized polymer with respect to 1 mol of the obtained π-conjugated conductive polymer is less than 0.1 mol, the doping effect on the π-conjugated conductive polymer tends to be weak, and the conductivity is insufficient. Sometimes. In addition, the solubility in a solvent becomes low, and it becomes difficult to obtain a uniform conductive polymer paint. Further, when the amount of the solubilized polymer with respect to 1 mol of the π-conjugated conductive polymer is more than 10 mol, the content ratio of the π-conjugated conductive polymer is decreased, and it is difficult to obtain sufficient conductivity.

可溶化高分子は、π共役系導電性高分子にアニオン基または電子吸引基を介して配位されており、その結果、π共役系導電性高分子と可溶化高分子とが複合体を形成している。該複合体において可溶化高分子がポリアニオンである場合には、π共役系導電性高分子のドーパントとして機能する。   The solubilized polymer is coordinated to the π-conjugated conductive polymer via an anion group or electron withdrawing group, and as a result, the π-conjugated conductive polymer and the solubilized polymer form a complex. is doing. When the solubilized polymer is a polyanion in the composite, it functions as a dopant for the π-conjugated conductive polymer.

(アミン化合物)
アミン化合物としては、可溶化高分子のアニオン基または電子吸引基に配位あるいは結合するものであれば限定されない。ここで、配位あるいは結合とは、可溶化高分子とアミン化合物とが電子を互いに供与/受容することにより、それらの分子間距離が短くなる結合形態のことである。
アミン化合物としては、1級アミン、2級アミン、3級アミン、芳香族アミン等が挙げられる。
具体的には、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、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、ステアリルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジデシルアミン、ジウンデシルアミン、ジドデシルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリデシルアミン、トリウンデシルアミン、トリドデシルアミン、イミダゾール、N−メチル−イミダゾール、N−エチル−イミダゾール、N−プロピル−イミダゾール、N−ブチル−イミダゾール、N−ペンチル−イミダゾール、N−ヘキシル−イミダゾール、N−ヘプチル−イミダゾール、N−オクチル−イミダゾール、N−デシル−イミダゾール、N−ウンデシル−イミダゾール、N−ドデシル−イミダゾール、2−ヘプチル−イミダゾール、ピリジンなどが挙げられる。
アミン化合物の分子量は、有機溶剤への溶解性を考慮すると、50〜2000であることが好ましい。
(Amine compound)
The amine compound is not limited as long as it is coordinated or bonded to the anion group or electron withdrawing group of the solubilized polymer. Here, the coordination or bond is a bond form in which the intermolecular distance is shortened when the solubilized polymer and the amine compound donate / accept electrons to each other.
Examples of amine compounds include primary amines, secondary amines, tertiary amines, and aromatic amines.
Specifically, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, pentylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, decylamine, undecylamine, dodecylamine, stearylamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine , Dipentylamine, dihexylamine, diheptylamine, dioctylamine, didecylamine, diundecylamine, didodecylamine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, tripentylamine, trihexylamine, triheptylamine, trioctylamine , Tridecylamine, triundecylamine, tridodecylamine, imidazole, N-methyl-imidazole, N-ethyl-imidazo N-propyl-imidazole, N-butyl-imidazole, N-pentyl-imidazole, N-hexyl-imidazole, N-heptyl-imidazole, N-octyl-imidazole, N-decyl-imidazole, N-undecyl-imidazole, N-dodecyl-imidazole, 2-heptyl-imidazole, pyridine and the like can be mentioned.
The molecular weight of the amine compound is preferably 50 to 2000 in consideration of solubility in an organic solvent.

アミン化合物の量は、π共役系導電性高分子のドープに寄与していない可溶化高分子のアニオン基および電子吸引基に対して0.1〜10モル当量であることが好ましく、0.5〜2.0モル当量であることがより好ましく、0.85〜1.25モル当量であることが特に好ましい。
アミン化合物の量が前記下限値以上であれば、アミン化合物が可溶化高分子のアニオン基および電子吸引基のほぼ全部に配位するため、π共役系導電性高分子の有機溶剤への溶解性がより高くなる。また、前記上限値以下であれば、余剰なアミン化合物が導電性高分子塗料中に含まれないから、得られる導電性塗膜の導電性や機械的物性の低下を防止できる。
The amount of the amine compound is preferably 0.1 to 10 molar equivalents relative to the anion group and electron withdrawing group of the solubilized polymer that does not contribute to the doping of the π-conjugated conductive polymer, More preferably, it is -2.0 molar equivalent, and it is especially preferable that it is 0.85-1.25 molar equivalent.
If the amount of the amine compound is equal to or greater than the lower limit, the amine compound coordinates to almost all of the anion group and electron withdrawing group of the solubilized polymer, so that the solubility of the π-conjugated conductive polymer in an organic solvent is increased. Becomes higher. Moreover, if it is below the said upper limit, since an excess amine compound is not contained in a conductive polymer coating material, the fall of the electroconductivity of a conductive film obtained and a mechanical physical property can be prevented.

(液状アクリル化合物)
液状アクリル化合物としては、例えば、ビスフェノールA・エチレンオキサイド変性ジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(ペンタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、グリセリンプロポキシトリアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、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、イソボルニルアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート等のアクリレート類、テトラエチレングリコールジメタクリレート、アルキルメタクリレート、アリルメタクリレート、1,3−ブチレングリコールジメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート等のメタクリレート類、アリルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、高級アルコールグリシジルエーデル、1,6−ヘキサンジオールグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル類、ダイアセトンアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、アクリロイルモルホリン、N−ビニルホルムアミド、N−メチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−t−ブチルアクリルアミド、N−フェニルアクリルアミド、アクリロイルピペリジン、2−ヒドロキシエチルアクリルアミド等のアクリル(メタクリル)アミド類、2−クロロエチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、トリエチレングリコールビニルエーテル等のビニルエーテル類、酪酸ビニル、モノクロロ酢酸ビニル、ピバリン酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル類の単官能モノマー並びに多官能モノマーが挙げられる。
液状アクリル化合物は、塗布後に重合されて、得られる導電性塗膜の一部となる。
(Liquid acrylic compound)
Examples of liquid acrylic compounds include bisphenol A / ethylene oxide-modified diacrylate, dipentaerythritol hexa (penta) acrylate, dipentaerythritol monohydroxypentaacrylate, dipropylene glycol diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, and glycerin propoxytriacrylate. 4-hydroxybutyl acrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, isobornyl acrylate, polyethylene glycol diacrylate, pentaerythritol triacrylate, tetrahydrofurfuryl acrylate, trimethylol Propane triacrylate, tripropylene glycol dia Acrylates such as relate, tetraethylene glycol dimethacrylate, alkyl methacrylate, allyl methacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, n-butyl methacrylate, benzyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, glycidyl methacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, isobornyl methacrylate, lauryl methacrylate, phenoxyethyl methacrylate, t-butyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, methacrylates such as trimethylolpropane trimethacrylate, allyl glycidyl ether , Butyl Glyci Glycidyl ethers such as ether, higher alcohol glycidyl edel, 1,6-hexanediol glycidyl ether, phenyl glycidyl ether, stearyl glycidyl ether, diacetone acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, dimethylaminopropyl acrylamide, dimethylaminopropyl methacrylamide , Methacrylamide, N-methylolacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, acryloylmorpholine, N-vinylformamide, N-methylacrylamide, N-isopropylacrylamide, Nt-butylacrylamide, N-phenylacrylamide, acryloylpiperidine, 2 -Acrylic (methacrylic) amides such as hydroxyethyl acrylamide, 2-chloroethyl vinyl Monofunctional and polyfunctional monomers such as vinyl ethers such as nyl ether, cyclohexyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, hydroxybutyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, triethylene glycol vinyl ether, and vinyl carboxylates such as vinyl butyrate, vinyl monochloroacetate and vinyl pivalate Can be mentioned.
The liquid acrylic compound is polymerized after application and becomes a part of the obtained conductive coating film.

液状アクリル化合物100質量%に対するπ共役系導電性高分子の量は0.01〜3.0質量%であることが好ましい。液状アクリル化合物に対するπ共役系導電性高分子の量が0.01質量%以上であれば、導電性高分子塗料中のπ共役系導電性高分子の分散性をより高くでき、3.0質量%以下であれば、導電性塗膜中でのπ共役系導電性高分子含有量を充分に確保できるため、導電性を高くできる。   The amount of the π-conjugated conductive polymer with respect to 100% by mass of the liquid acrylic compound is preferably 0.01 to 3.0% by mass. If the amount of the π-conjugated conductive polymer relative to the liquid acrylic compound is 0.01% by mass or more, the dispersibility of the π-conjugated conductive polymer in the conductive polymer coating can be further increased, and 3.0 mass. If it is% or less, the π-conjugated conductive polymer content in the conductive coating can be sufficiently ensured, so that the conductivity can be increased.

(光重合開始剤)
導電性高分子塗料には、液状アクリル化合物の重合を促進するための光重合開始剤が含まれることが好ましい。その光重合開始剤としては、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサントン類などが挙げられる。さらに、光増感剤として、n−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルホスフィン等を混合できる。
また、カチオン重合開始剤としては、アリールジアゾニウム塩類、ジアリールハロニウム塩類、トリフェニルスルホニウム塩類、シラノール/アルミニウムキレート、α−スルホニルオキシケトン類等が挙げられる。
(Photopolymerization initiator)
The conductive polymer paint preferably contains a photopolymerization initiator for accelerating the polymerization of the liquid acrylic compound. Examples of the photopolymerization initiator include acetophenones, benzophenones, Michler benzoylbenzoate, tetramethylthiuram monosulfide, and thioxanthones. Furthermore, n-butylamine, triethylamine, tri-n-butylphosphine, or the like can be mixed as a photosensitizer.
Examples of the cationic polymerization initiator include aryldiazonium salts, diarylhalonium salts, triphenylsulfonium salts, silanol / aluminum chelates, α-sulfonyloxyketones, and the like.

(ドーパント)
導電性高分子塗料には、ドーパントが含まれてもよい。
ドーパントとしては、π共役系導電性高分子を酸化還元させることができればドナー性のものであってもよく、アクセプタ性のものであってもよい。
ドーパントを添加した場合には、導電性をより向上させることができる。
(Dopant)
The conductive polymer paint may contain a dopant.
The dopant may be donor-type or acceptor-type as long as the π-conjugated conductive polymer can be oxidized and reduced.
When a dopant is added, the conductivity can be further improved.

[ドナー性ドーパント]
ドナー性ドーパントとしては、例えば、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、メチルトリエチルアンモニウム、ジメチルジエチルアンモニウム等の4級アミン化合物等が挙げられる。
[Donor dopant]
Examples of the donor dopant include alkali metals such as sodium and potassium, alkaline earth metals such as calcium and magnesium, tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetrabutylammonium, methyltriethylammonium, dimethyldiethylammonium, and the like. A quaternary amine compound etc. are mentioned.

[アクセプタ性ドーパント]
アクセプタ性ドーパントとしては、例えば、ハロゲン化合物、ルイス酸、プロトン酸、有機シアノ化合物、有機金属化合物、フラーレン、水素化フラーレン、水酸化フラーレン、カルボン酸化フラーレン、スルホン酸化フラーレン等を使用できる。
さらに、ハロゲン化合物としては、例えば、塩素(Cl)、臭素(Br2)、ヨウ素(I)、塩化ヨウ素(ICl)、臭化ヨウ素(IBr)、フッ化ヨウ素(IF)等が挙げられる。
ルイス酸としては、例えば、PF、AsF、SbF、BF、BCl、BBr、SO等が挙げられる。
有機シアノ化合物としては、共役結合に二つ以上のシアノ基を含む化合物が使用できる。例えば、テトラシアノエチレン、テトラシアノエチレンオキサイド、テトラシアノベンゼン、ジクロロジシアノベンゾキノン(DDQ)、テトラシアノキノジメタン、テトラシアノアザナフタレン等が挙げられる。
[Acceptor dopant]
As the acceptor dopant, for example, a halogen compound, Lewis acid, proton acid, organic cyano compound, organometallic compound, fullerene, hydrogenated fullerene, hydroxylated fullerene, carboxylated fullerene, sulfonated fullerene, or the like can be used.
Furthermore, examples of the halogen compound include chlorine (Cl 2 ), bromine (Br 2 ), iodine (I 2 ), iodine chloride (ICl), iodine bromide (IBr), and iodine fluoride (IF). .
Examples of the Lewis acid include PF 5 , AsF 5 , SbF 5 , BF 5 , BCl 5 , BBr 5 , SO 3 and the like.
As the organic cyano compound, a compound containing two or more cyano groups in a conjugated bond can be used. Examples include tetracyanoethylene, tetracyanoethylene oxide, tetracyanobenzene, dichlorodicyanobenzoquinone (DDQ), tetracyanoquinodimethane, and tetracyanoazanaphthalene.

プロトン酸としては、無機酸、有機酸が挙げられる。さらに、無機酸としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、ホウフッ化水素酸、フッ化水素酸、過塩素酸等が挙げられる。また、有機酸としては、有機カルボン酸、フェノール類、有機スルホン酸等が挙げられる。   Examples of the protonic acid include inorganic acids and organic acids. Furthermore, examples of the inorganic acid include hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, borohydrofluoric acid, hydrofluoric acid, and perchloric acid. Examples of organic acids include organic carboxylic acids, phenols, and organic sulfonic acids.

有機カルボン酸としては、脂肪族、芳香族、環状脂肪族等にカルボキシル基を一つ又は二つ以上を含むものを使用できる。例えば、ギ酸、酢酸、シュウ酸、安息香酸、フタル酸、マレイン酸、フマル酸、マロン酸、酒石酸、クエン酸、乳酸、コハク酸、モノクロロ酢酸、ジクロロ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ニトロ酢酸、トリフェニル酢酸等が挙げられる。   As the organic carboxylic acid, aliphatic, aromatic, cycloaliphatic or the like containing one or more carboxyl groups can be used. For example, formic acid, acetic acid, oxalic acid, benzoic acid, phthalic acid, maleic acid, fumaric acid, malonic acid, tartaric acid, citric acid, lactic acid, succinic acid, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid, nitroacetic acid, And triphenylacetic acid.

有機スルホン酸としては、脂肪族、芳香族、環状脂肪族等にスルホ基を一つ又は二つ以上含むもの、又は、スルホ基を含む高分子を使用できる。
スルホ基を一つ含むものとして、例えば、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、1−プロパンスルホン酸、1−ブタンスルホン酸、1−ヘキサンスルホン酸、1−ヘプタンスルホン酸、1−オクタンスルホン酸、1−ノナンスルホン酸、1−デカンスルホン酸、1−ドデカンスルホン酸、1−テトラデカンスルホン酸、1−ペンタデカンスルホン酸、2−ブロモエタンスルホン酸、3−クロロ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、トリフルオロエタンスルホン酸、コリスチンメタンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、アミノメタンスルホン酸、1−アミノ−2−ナフトール−4−スルホン酸、2−アミノ−5−ナフトール−7−スルホン酸、3−アミノプロパンスルホン酸、N−シクロヘキシル−3−アミノプロパンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、アルキルベンゼンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、エチルベンゼンスルホン酸、プロピルベンゼンスルホン酸、ブチルベンゼンスルホン酸、ペンチルベンゼンスルホン酸、ヘキチルベンゼンスルホン酸、ヘプチルベンゼンスルホン酸、オクチルベンゼンスルホン酸、ノニルベンゼンスルホン酸、デシルベンゼンスルホン酸、ウンデシルベンゼンスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ペンタデシルベンゼンスルホン酸、ヘキサデシルベンゼンスルホン酸、2,4−ジメチルベンゼンスルホン酸、ジプロピルベンゼンスルホン酸、4−アミノベンゼンスルホン酸、o−アミノベンゼンスルホン酸、m−アミノベンゼンスルホン酸、4−アミノ−2−クロロトルエン−5−スルホン酸、4−アミノ−3−メチルベンゼン−1−スルホン酸、4−アミノ−5−メトキシ−2−メチルベンゼンスルホン酸、2−アミノ−5−メチルベンゼン−1−スルホン酸、4−アミノ−2−メチルベンゼン−1−スルホン酸、5−アミノ−2−メチルベンゼン−1−スルホン酸、4−アミノ−3−メチルベンゼン−1−スルホン酸、4−アセトアミド−3−クロロベンゼンスルホン酸、4−クロロ−3−ニトロベンゼンスルホン酸、p−クロロベンゼンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸、メチルナフタレンスルホン酸、プロピルナフタレンスルホン酸、ブチルナフタレンスルホン酸、ペンチルナフタレンスルホン酸、4−アミノ−1−ナフタレンスルホン酸、8−クロロナフタレン−1−スルホン酸、ナフタレンスルホン酸ホルマリン重縮合物、メラミンスルホン酸ホルマリン重縮合物、アントラキノンスルホン酸、ピレンスルホン酸等が挙げられる。また、これらの金属塩も使用できる。
As the organic sulfonic acid, aliphatic, aromatic, cycloaliphatic or the like containing one or more sulfo groups, or a polymer containing sulfo groups can be used.
As one containing one sulfo group, for example, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, 1-propanesulfonic acid, 1-butanesulfonic acid, 1-hexanesulfonic acid, 1-heptanesulfonic acid, 1-octanesulfonic acid, 1 -Nonanesulfonic acid, 1-decanesulfonic acid, 1-dodecanesulfonic acid, 1-tetradecanesulfonic acid, 1-pentadecanesulfonic acid, 2-bromoethanesulfonic acid, 3-chloro-2-hydroxypropanesulfonic acid, trifluoromethanesulfone Acid, trifluoroethanesulfonic acid, colistin methanesulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, aminomethanesulfonic acid, 1-amino-2-naphthol-4-sulfonic acid, 2-amino-5-naphthol- 7-sulfonic acid, 3-aminopropanesulfone N-cyclohexyl-3-aminopropanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, alkylbenzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, xylenesulfonic acid, ethylbenzenesulfonic acid, propylbenzenesulfonic acid, butylbenzenesulfonic acid, pentylbenzenesulfonic acid, hex Tylbenzenesulfonic acid, heptylbenzenesulfonic acid, octylbenzenesulfonic acid, nonylbenzenesulfonic acid, decylbenzenesulfonic acid, undecylbenzenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, pentadecylbenzenesulfonic acid, hexadecylbenzenesulfonic acid, 2, 4-dimethylbenzenesulfonic acid, dipropylbenzenesulfonic acid, 4-aminobenzenesulfonic acid, o-aminobenzenesulfonic acid, m-aminobenzenesulfonic acid 4-amino-2-chlorotoluene-5-sulfonic acid, 4-amino-3-methylbenzene-1-sulfonic acid, 4-amino-5-methoxy-2-methylbenzenesulfonic acid, 2-amino-5-methyl Benzene-1-sulfonic acid, 4-amino-2-methylbenzene-1-sulfonic acid, 5-amino-2-methylbenzene-1-sulfonic acid, 4-amino-3-methylbenzene-1-sulfonic acid, 4 -Acetamide-3-chlorobenzenesulfonic acid, 4-chloro-3-nitrobenzenesulfonic acid, p-chlorobenzenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid, methylnaphthalenesulfonic acid, propylnaphthalenesulfonic acid, butylnaphthalenesulfonic acid, pentylnaphthalenesulfonic acid, 4 -Amino-1-naphthalenesulfonic acid, 8-chloronaphthalene-1- Examples include sulfonic acid, naphthalene sulfonic acid formalin polycondensate, melamine sulfonic acid formalin polycondensate, anthraquinone sulfonic acid, and pyrene sulfonic acid. These metal salts can also be used.

スルホ基を二つ以上含むものとしては、例えば、エタンジスルホン酸、ブタンジスルホン酸、ペンタンジスルホン酸、デカンジスルホン酸、o−ベンゼンジスルホン酸、m−ベンゼンジスルホン酸、p−ベンゼンジスルホン酸、トルエンジスルホン酸、キシレンジスルホン酸、クロロベンゼンジスルホン酸、フルオロベンゼンジスルホン酸、ジメチルベンゼンジスルホン酸、ジエチルベンゼンジスルホン酸、アニリン−2,4−ジスルホン酸、アニリン−2,5−ジスルホン酸、3,4−ジヒドロキシ−1,3−ベンゼンジスルホン酸、ナフタレンジスルホン酸、メチルナフタレンジスルホン酸、エチルナフタレンジスルホン酸、ペンタデシルナフタレンジスルホン酸、3−アミノ−5−ヒドロキシ−2,7−ナフタレンジスルホン酸、1−アセトアミド−8−ヒドロキシ−3,6−ナフタレンジスルホン酸、2−アミノ−1,4−ベンゼンジスルホン酸、1−アミノ−3,8−ナフタレンジスルホン酸、3−アミノ−1,5−ナフタレンジスルホン酸、8−アミノ−1−ナフトール−3,6−ジスルホン酸、4−アミノ−5−ナフトール−2,7−ジスルホン酸、4−アセトアミド−4’−イソチオ−シアノトスチルベン−2,2’−ジスルホン酸、4−アセトアミド−4’−イソチオシアナトスチルベン−2,2’−ジスルホン酸、4−アセトアミド−4’−マレイミジルスチルベン−2,2’−ジスルホン酸、ナフタレントリスルホン酸、ジナフチルメタンジスルホン酸、アントラキノンジスルホン酸、アントラセンスルホン酸等が挙げられる。また、これらの金属塩も使用できる。   Examples of those containing two or more sulfo groups include ethanedisulfonic acid, butanedisulfonic acid, pentanedisulfonic acid, decanedisulfonic acid, o-benzenedisulfonic acid, m-benzenedisulfonic acid, p-benzenedisulfonic acid, and toluenedisulfonic acid. , Xylene disulfonic acid, chlorobenzene disulfonic acid, fluorobenzene disulfonic acid, dimethylbenzene disulfonic acid, diethylbenzene disulfonic acid, aniline-2,4-disulfonic acid, aniline-2,5-disulfonic acid, 3,4-dihydroxy-1,3 Benzene disulfonic acid, naphthalene disulfonic acid, methyl naphthalene disulfonic acid, ethyl naphthalene disulfonic acid, pentadecyl naphthalene disulfonic acid, 3-amino-5-hydroxy-2,7-naphthalene disulfonic acid, 1- Cetamide-8-hydroxy-3,6-naphthalenedisulfonic acid, 2-amino-1,4-benzenedisulfonic acid, 1-amino-3,8-naphthalenedisulfonic acid, 3-amino-1,5-naphthalenedisulfonic acid, 8-Amino-1-naphthol-3,6-disulfonic acid, 4-amino-5-naphthol-2,7-disulfonic acid, 4-acetamido-4'-isothio-cyanotostilbene-2,2'-disulfonic acid 4-acetamido-4′-isothiocyanatostilbene-2,2′-disulfonic acid, 4-acetamido-4′-maleimidylstilbene-2,2′-disulfonic acid, naphthalenetrisulfonic acid, dinaphthylmethanedisulfone An acid, anthraquinone disulfonic acid, anthracene sulfonic acid, etc. are mentioned. These metal salts can also be used.

以上説明した導電性高分子塗料では、可溶化高分子にアミン化合物が配位または結合しているため、可溶化高分子が油溶性になっている。その結果、π共役系導電性高分子と可溶化高分子との複合体も油溶性になって、液状有機化合物である液状アクリル化合物に溶解している。したがって、上記導電性高分子塗料は、π共役系導電性高分子の分散性が高い。
液状アクリル化合物は、加熱、紫外線照射および電子線照射により重合させて、硬化させることができる。そのため、基材等に塗布した導電性高分子塗料を加熱したり、導電性高分子塗料に紫外線照射および電子線照射させたりすることにより、液状アクリル化合物を硬化させて、導電性塗膜を形成できる。したがって、上記導電性高分子塗料では、導電性塗膜の形成の際に、溶媒の乾燥を必要としないため、塗膜形成時間を短縮でき、生産性に優れる上に、有機溶剤の大気への放出が防止されている。
In the conductive polymer coating material described above, the amine compound is coordinated or bonded to the solubilized polymer, so that the solubilized polymer is oil-soluble. As a result, the complex of the π-conjugated conductive polymer and the solubilized polymer is also oil-soluble and dissolved in the liquid acrylic compound that is a liquid organic compound. Therefore, the conductive polymer paint has a high dispersibility of the π-conjugated conductive polymer.
The liquid acrylic compound can be polymerized and cured by heating, ultraviolet irradiation and electron beam irradiation. Therefore, by heating the conductive polymer paint applied to the substrate, etc., or by irradiating the conductive polymer paint with ultraviolet rays and electron beams, the liquid acrylic compound is cured to form a conductive coating film. it can. Therefore, the conductive polymer coating does not require drying of the solvent when forming the conductive coating film, so that the coating film formation time can be shortened and the productivity is excellent. Release is prevented.

<導電性高分子塗料の製造方法>
本発明の導電性高分子塗料の製造方法は、導電性高分子水溶液を調製する工程(以下、第1の工程という。)と、該導電性高分子水溶液にアミン化合物を添加する工程(以下、第2の工程という。)と、アミン化合物を添加した導電性高分子水溶液を濃縮し、有機溶剤を添加して、導電性高分子の有機溶剤溶液を調製する工程(以下、第3の工程という。)と、該導電性高分子の有機溶剤溶液に液状アクリル化合物を添加する工程(以下、第4の工程という。)と、液状アクリル化合物を添加した導電性高分子の有機溶剤溶液から有機溶剤を除去する工程(以下、第5の工程という。)とを有する方法である。
<Method for producing conductive polymer paint>
The method for producing a conductive polymer paint according to the present invention includes a step of preparing a conductive polymer aqueous solution (hereinafter referred to as a first step), and a step of adding an amine compound to the conductive polymer aqueous solution (hereinafter referred to as the following step). And a step of concentrating the aqueous conductive polymer solution to which the amine compound is added and adding an organic solvent to prepare an organic solvent solution of the conductive polymer (hereinafter referred to as a third step). ), A step of adding a liquid acrylic compound to the organic solvent solution of the conductive polymer (hereinafter referred to as the fourth step), and an organic solvent from the organic solvent solution of the conductive polymer to which the liquid acrylic compound is added. And a step of removing (hereinafter referred to as a fifth step).

(第1の工程)
第1の工程では、導電性高分子水溶液を調製するために、可溶化高分子の存在下、水中でπ共役系導電性高分子の前駆体モノマーを重合する。
π共役系導電性高分子の前駆体モノマーの具体例としては、ピロール、N−メチルピロール、3−メチルピロール、3−エチルピロール、3−n−プロピルピロール、3−ブチルピロール、3−オクチルピロール、3−デシルピロール、3−ドデシルピロール、3,4−ジメチルピロール、3,4−ジブチルピロール、3−カルボキシルピロール、3−メチル−4−カルボキシルピロール、3−メチル−4−カルボキシエチルピロール、3−メチル−4−カルボキシブチルピロール、3−ヒドロキシピロール、3−メトキシピロール、3−エトキシピロール、3−ブトキシピロール、3−ヘキシルオキシピロール、3−メチル−4−ヘキシルオキシピロール、3−メチル−4−ヘキシルオキシピロール、チオフェン、3−メチルチオフェン、3−エチルチオフェン、3−プロピルチオフェン、3−ブチルチオフェン、3−ヘキシルチオフェン、3−ヘプチルチオフェン、3−オクチルチオフェン、3−デシルチオフェン、3−ドデシルチオフェン、3−オクタデシルチオフェン、3−ブロモチオフェン、3−クロロチオフェン、3−ヨードチオフェン、3−シアノチオフェン、3−フェニルチオフェン、3,4−ジメチルチオフェン、3,4−ジブチルチオフェン、3−ヒドロキシチオフェン、3−メトキシチオフェン、3−エトキシチオフェン、3−ブトキシチオフェン、3−ヘキシルオキシチオフェン、3−ヘプチルオキシチオフェン、3−オクチルオキシチオフェン、3−デシルオキシチオフェン、3−ドデシルオキシチオフェン、3−オクタデシルオキシチオフェン、3,4−ジヒドロキシチオフェン、3,4−ジメトキシチオフェン、3,4−ジエトキシチオフェン、3,4−ジプロポキシチオフェン、3,4−ジブトキシチオフェン、3,4−ジヘキシルオキシチオフェン、3,4−ジヘプチルオキシチオフェン、3,4−ジオクチルオキシチオフェン、3,4−ジデシルオキシチオフェン、3,4−ジドデシルオキシチオフェン、3,4−エチレンジオキシチオフェン、3,4−プロピレンジオキシチオフェン、3,4−ブテンジオキシチオフェン、3−メチル−4−メトキシチオフェン、3−メチル−4−エトキシチオフェン、3−カルボキシチオフェン、3−メチル−4−カルボキシチオフェン、3−メチル−4−カルボキシエチルチオフェン、3−メチル−4−カルボキシブチルチオフェン、アニリン、2−メチルアニリン、3−イソブチルアニリン、2−アニリンスルホン酸、3−アニリンスルホン酸等が挙げられる。
(First step)
In the first step, in order to prepare an aqueous conductive polymer solution, a precursor monomer of a π-conjugated conductive polymer is polymerized in water in the presence of a solubilized polymer.
Specific examples of the precursor monomer of the π-conjugated conductive polymer include pyrrole, N-methylpyrrole, 3-methylpyrrole, 3-ethylpyrrole, 3-n-propylpyrrole, 3-butylpyrrole, and 3-octylpyrrole. 3-decylpyrrole, 3-dodecylpyrrole, 3,4-dimethylpyrrole, 3,4-dibutylpyrrole, 3-carboxylpyrrole, 3-methyl-4-carboxylpyrrole, 3-methyl-4-carboxyethylpyrrole, 3 -Methyl-4-carboxybutylpyrrole, 3-hydroxypyrrole, 3-methoxypyrrole, 3-ethoxypyrrole, 3-butoxypyrrole, 3-hexyloxypyrrole, 3-methyl-4-hexyloxypyrrole, 3-methyl-4 -Hexyloxypyrrole, thiophene, 3-methylthiophene, -Ethylthiophene, 3-propylthiophene, 3-butylthiophene, 3-hexylthiophene, 3-heptylthiophene, 3-octylthiophene, 3-decylthiophene, 3-dodecylthiophene, 3-octadecylthiophene, 3-bromothiophene, 3 -Chlorothiophene, 3-iodothiophene, 3-cyanothiophene, 3-phenylthiophene, 3,4-dimethylthiophene, 3,4-dibutylthiophene, 3-hydroxythiophene, 3-methoxythiophene, 3-ethoxythiophene, 3- Butoxythiophene, 3-hexyloxythiophene, 3-heptyloxythiophene, 3-octyloxythiophene, 3-decyloxythiophene, 3-dodecyloxythiophene, 3-octadecyloxythiophene, 3,4 -Dihydroxythiophene, 3,4-dimethoxythiophene, 3,4-diethoxythiophene, 3,4-dipropoxythiophene, 3,4-dibutoxythiophene, 3,4-dihexyloxythiophene, 3,4-diheptyloxy Thiophene, 3,4-dioctyloxythiophene, 3,4-didecyloxythiophene, 3,4-didodecyloxythiophene, 3,4-ethylenedioxythiophene, 3,4-propylenedioxythiophene, 3,4- Butenedioxythiophene, 3-methyl-4-methoxythiophene, 3-methyl-4-ethoxythiophene, 3-carboxythiophene, 3-methyl-4-carboxythiophene, 3-methyl-4-carboxyethylthiophene, 3-methyl -4-carboxybutylthiophene, aniline 2-methylaniline, 3-isobutyl aniline, 2-aniline sulfonic acid, and 3-aniline sulfonic acid.

上記前駆体モノマーの重合に際して使用する酸化剤及び酸化触媒としては、例えば、ぺルオキソ二硫酸アンモニウム(過硫酸アンモニウム)、ぺルオキソ二硫酸ナトリウム(過硫酸ナトリウム)、ぺルオキソ二硫酸カリウム(過硫酸カリウム)等のぺルオキソ二硫酸塩、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、三フッ化ホウ素などの金属ハロゲン化合物、酸化銀、酸化セシウム等の金属酸化物、過酸化水素、オゾン等の過酸化物、過酸化ベンゾイル等の有機過酸化物、酸素等が挙げられる。   Examples of the oxidizing agent and oxidation catalyst used in the polymerization of the precursor monomer include ammonium peroxodisulfate (ammonium persulfate), sodium peroxodisulfate (sodium persulfate), potassium peroxodisulfate (potassium persulfate), and the like. Peroxodisulfate, transition metal compounds such as ferric chloride, ferric sulfate, ferric nitrate, cupric chloride, metal halides such as boron trifluoride, metals such as silver oxide and cesium oxide Examples thereof include oxides, peroxides such as hydrogen peroxide and ozone, organic peroxides such as benzoyl peroxide, and oxygen.

(第2の工程)
第2の工程におけるアミン化合物の添加量は、導電性高分子塗料中のアミン化合物含有量と同様である。
(Second step)
The addition amount of the amine compound in the second step is the same as the amine compound content in the conductive polymer paint.

(第3の工程)
第3の工程において、アミン化合物を添加した導電性高分子水溶液を濃縮する際には、限外ろ過を適用する。
限外ろ過は膜分離の1種で、例えば、多孔質支持基材上にそれよりも小さい細孔を有する高分子膜を有した限外ろ過膜を用いて成分を分離する手法である。
限外ろ過に用いられる限外ろ過膜としては、分画分子量が1万〜50万のものが好ましい。分画分子量が1万未満であると、溶媒が限外ろ過膜を透過しにくくなり、濃縮が困難になる傾向にあり、50万を超えると、高分子成分も限外ろ過膜を透過しやすくなるため、やはり濃縮が困難になる傾向にある。
(Third step)
In the third step, ultrafiltration is applied when the aqueous conductive polymer solution to which the amine compound is added is concentrated.
Ultrafiltration is one type of membrane separation, and is a method of separating components using, for example, an ultrafiltration membrane having a polymer membrane having pores smaller than that on a porous support substrate.
As an ultrafiltration membrane used for ultrafiltration, those having a fractional molecular weight of 10,000 to 500,000 are preferable. If the molecular weight cut-off is less than 10,000, the solvent will not easily permeate the ultrafiltration membrane and tend to be difficult to concentrate. Therefore, it tends to be difficult to concentrate.

限外ろ過による導電性高分子水溶液の濃縮と有機溶剤の添加とは複数回繰り返すことが好ましい。導電性高分子水溶液の濃縮と有機溶剤の添加とを複数回繰り返せば、得られる導電性高分子の有機溶媒溶液中の水分量を少なく、具体的には5質量%以下にすることができる。   It is preferable to repeat the concentration of the aqueous conductive polymer solution by ultrafiltration and the addition of the organic solvent a plurality of times. If the concentration of the conductive polymer aqueous solution and the addition of the organic solvent are repeated a plurality of times, the amount of water in the organic solvent solution of the obtained conductive polymer can be reduced, specifically, 5% by mass or less.

第3の工程において、有機溶剤は、導電性高分子水溶液の濃縮前に添加してもよいし、濃縮後に添加してもよい。
有機溶剤としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチレンホスホルトリアミド、アセトニトリル、ベンゾニトリル等の極性溶媒、クレゾール、フェノール、キシレノール等のフェノール類、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、ヘキサン、ベンゼン、トルエン等の炭化水素類、ギ酸、酢酸等のカルボン酸、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート化合物、ジオキサン、ジエチルエーテル等のエーテル化合物、エチレングリコールジアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ポリエチレングリコールジアルキルエーテル、ポリプロピレングリコールジアルキルエーテル等の鎖状エーテル類、3−メチル−2−オキサゾリジノン等の複素環化合物、アセトニトリル、グルタロジニトリル、メトキシアセトニトリル、プロピオニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル化合物等を使用する。これらの有機溶剤は、単独で用いてもよいし、2種類以上の混合物としてもよいし、他の有機溶剤との混合物としてもよい。
In the third step, the organic solvent may be added before the concentration of the aqueous conductive polymer solution or may be added after the concentration.
Examples of the organic solvent include polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylene phosphortriamide, acetonitrile, benzonitrile, cresol, phenol , Phenols such as xylenol, alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, hydrocarbons such as hexane, benzene and toluene, carboxylic acids such as formic acid and acetic acid, ethylene carbonate, propylene Carbonate compounds such as carbonate, ether compounds such as dioxane and diethyl ether, ethylene glycol dialkyl ether, propylene glycol dialkyl ether, polyethylene glycol dia Use chain ethers such as kill ether and polypropylene glycol dialkyl ether, heterocyclic compounds such as 3-methyl-2-oxazolidinone, nitrile compounds such as acetonitrile, glutarodinitrile, methoxyacetonitrile, propionitrile, and benzonitrile. . These organic solvents may be used alone, as a mixture of two or more kinds, or as a mixture with other organic solvents.

(第4の工程)
第4の工程における液状アクリル化合物の添加量は、導電性高分子塗料中の液状アクリル化合物含有量と同様である。
(Fourth process)
The addition amount of the liquid acrylic compound in the fourth step is the same as the content of the liquid acrylic compound in the conductive polymer paint.

(第5の工程)
第5の工程における有機溶剤の除去方法としては、例えば、エバポレータを用いて有機溶剤を除去する方法等が挙げられる。
(Fifth step)
Examples of the method for removing the organic solvent in the fifth step include a method for removing the organic solvent using an evaporator.

上述した導電性高分子塗料の製造方法によれば、アミン化合物が配位または結合した可溶化高分子と、可溶化高分子に配位したπ共役系導電性高分子とが、有機化合物である液状アクリル化合物に溶解した上記導電性高分子塗料を容易に製造できる。   According to the method for producing a conductive polymer paint described above, the solubilized polymer in which the amine compound is coordinated or bonded and the π-conjugated conductive polymer coordinated in the solubilized polymer are organic compounds. The conductive polymer paint dissolved in the liquid acrylic compound can be easily produced.

<導電性塗膜>
本発明の導電性塗膜は、上述した導電性高分子塗料が塗布され、液状アクリル化合物が重合されて形成されたものである。すなわち、導電性塗膜には、π共役系導電性高分子と可溶化高分子とアミン化合物と液状アクリル化合物の重合体が含まれている。
<Conductive coating film>
The conductive coating film of the present invention is formed by applying the above-described conductive polymer coating and polymerizing a liquid acrylic compound. That is, the conductive coating film contains a polymer of a π-conjugated conductive polymer, a solubilized polymer, an amine compound, and a liquid acrylic compound.

導電性高分子塗料の塗布方法としては、例えば、浸漬、コンマコート、スプレーコート、ロールコート、グラビア印刷などが挙げられる。
重合方法としては、加熱による重合、紫外線照射による重合などを適用することができる。
加熱方法としては、例えば、熱風加熱や赤外線加熱などの通常の方法を採用できる。加熱温度としては、50〜200℃が好ましい。加熱温度が50℃以上であれば、速やかに液状アクリル化合物を重合でき、200℃以下であれば、過剰な加熱を抑制できる。
紫外線照射方法としては、例えば、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプなどの光源から紫外線を照射する方法を採用できる。
液状アクリル化合物を重合する導電性塗膜の形成方法によれば、溶媒の乾燥を必要としないため、塗膜形成時間を短縮でき、生産性に優れる上に、有機溶剤の大気への放出が防止される。
Examples of the method for applying the conductive polymer coating include immersion, comma coating, spray coating, roll coating, and gravure printing.
As the polymerization method, polymerization by heating, polymerization by ultraviolet irradiation, or the like can be applied.
As a heating method, for example, a normal method such as hot air heating or infrared heating can be employed. As heating temperature, 50-200 degreeC is preferable. If the heating temperature is 50 ° C. or higher, the liquid acrylic compound can be polymerized quickly, and if it is 200 ° C. or lower, excessive heating can be suppressed.
As the ultraviolet irradiation method, for example, a method of irradiating ultraviolet rays from a light source such as an ultrahigh pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, a carbon arc, a xenon arc, or a metal halide lamp can be employed.
According to the method for forming a conductive coating film that polymerizes a liquid acrylic compound, drying of the solvent is not required, so the coating film formation time can be shortened, the productivity is excellent, and the release of organic solvents to the atmosphere is prevented. Is done.

上述した導電性塗膜は、π共役系導電性高分子の分散性が高い導電性高分子塗料を用いて形成されたものであり、導電性塗膜中のπ共役系導電性高分子の分散性も高いため、充分な導電性が確保されている。
さらには、上記導電性塗膜は、液状アクリル化合物の重合体を含んでいるため、耐傷性や表面硬度が高く、また、基材との密着性も高い。
The conductive coating film described above is formed using a conductive polymer coating material having high dispersibility of the π-conjugated conductive polymer, and the dispersion of the π-conjugated conductive polymer in the conductive coating film. Therefore, sufficient conductivity is ensured.
Furthermore, since the conductive coating film contains a polymer of a liquid acrylic compound, the scratch resistance and surface hardness are high, and the adhesion to the substrate is also high.

(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℃で攪拌しながら、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、この溶液を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約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、得られたろ液に約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。
(Production Example 1) Production of polystyrene sulfonic acid 206 g of sodium styrene sulfonate was dissolved in 1000 ml of ion-exchanged water, and 1.14 g of ammonium persulfate oxidizing agent solution previously dissolved in 10 ml of water was stirred at 80 ° C. The solution was added dropwise for 20 minutes, and the solution was stirred for 12 hours.
To the obtained sodium styrenesulfonate-containing solution, 1000 ml of sulfuric acid diluted to 10% by mass was added, about 1000 ml of the polystyrenesulfonic acid-containing solution was removed using an ultrafiltration method, and 2000 ml of ion-exchanged water was added to the remaining liquid. And about 2000 ml solution was removed using ultrafiltration. The above ultrafiltration operation was repeated three times.
Further, about 2000 ml of ion-exchanged water was added to the obtained filtrate, and about 2000 ml of solution was removed using an ultrafiltration method. This ultrafiltration operation was repeated three times. Water in the obtained solution was removed under reduced pressure to obtain a colorless solid.

(製造例2)PEDOT−PSSの水溶液の製造
14.2gの3,4−エチレンジオキシチオフェンと、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、掻き混ぜながら、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。
そして、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、約1.2質量%の青色のPEDOT−PSSの水溶液を得た。
(Production Example 2) Production of aqueous solution of PEDOT-PSS 14.2 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and a solution of 36.7 g of polystyrene sulfonic acid dissolved in 2000 ml of ion-exchanged water were mixed at 20 ° C. .
While maintaining the mixed solution thus obtained at 20 ° C. and stirring, 29.64 g of ammonium persulfate dissolved in 200 ml of ion exchange water and 8.0 g of ferric sulfate oxidation catalyst solution were slowly added, The reaction was stirred for 3 hours.
2000 ml of ion-exchanged water was added to the resulting reaction solution, and about 2000 ml of solution was removed using an ultrafiltration method. This operation was repeated three times.
Then, 200 ml of sulfuric acid diluted to 10% by mass and 2000 ml of ion-exchanged water are added to the resulting solution, and about 2000 ml of solution is removed using an ultrafiltration method, and 2000 ml of ion-exchanged water is added thereto. About 2000 ml of liquid was removed using an ultrafiltration method. This operation was repeated three times.
Furthermore, 2000 ml of ion-exchanged water was added to the obtained solution, and about 2000 ml of the solution was removed using an ultrafiltration method. This operation was repeated 5 times to obtain an aqueous solution of about 1.2% by mass of blue PEDOT-PSS.

(実施例1)
前記PEDOT−PSS水溶液の400mLに、トリプロピルアミン1.70gを溶解したイソプロパノール400mLを添加し、限外ろ過機(ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社社製FB02−CC−FUS1582)により水およびイソプロパノールの300mLを除去して濃縮した。得られた濃縮溶液500mLにイソプロパノール3000mLを添加し、限外ろ過機により水およびイソプロパノールの3000mLを除去して濃縮した。次いで、ナノマイザ処理して、800mLのPEDOT−PSSのトリプロピルアンモニウム塩の0.6質量%イソプロパノール溶液(水分量1.6質量%)を得た。
この溶液50gに、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート50gを添加した後、エバポレータによりイソプロパノールを除去して、PEDOT−PSSのトリプロピルアンモニウム塩の0.6質量%ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート溶液からなる導電性高分子塗料50gを得た。
この導電性高分子塗料に、イルガキュア754(チバ・スパシャルティ・ケミカルズ社製)1gを添加し、これを#16のバーコータによりポリエチレンテレフタレートフィルム(三菱ポリエステル社製T680E)上に塗布し、紫外線を照射した。これにより、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを紫外線硬化させて導電性塗膜を形成した。この導電性塗膜の表面抵抗値をハイレスタ(三菱化学製)により測定した。その結果を表1に示す。
Example 1
400 mL of isopropanol in which 1.70 g of tripropylamine is dissolved is added to 400 mL of the aqueous solution of PEDOT-PSS, and 300 mL of water and isopropanol are obtained using an ultrafilter (FB02-CC-FUS1582 manufactured by Daisen Membrane Systems Co., Ltd.). And concentrated. To 500 mL of the resulting concentrated solution, 3000 mL of isopropanol was added, and 3000 mL of water and isopropanol were removed using an ultrafilter, and the mixture was concentrated. Then, nanomizer treatment was performed to obtain a 0.6 mass% isopropanol solution (water content 1.6 mass%) of 800 mL of PEDOT-PSS tripropylammonium salt.
After adding 50 g of dipentaerythritol hexaacrylate to 50 g of this solution, isopropanol was removed by an evaporator, and a conductive polymer comprising a 0.6 mass% dipentaerythritol hexaacrylate solution of tripropylammonium salt of PEDOT-PSS. 50 g of paint was obtained.
1 g of Irgacure 754 (manufactured by Ciba Spatialty Chemicals) was added to this conductive polymer paint, and this was applied onto a polyethylene terephthalate film (T680E manufactured by Mitsubishi Polyester) using a # 16 bar coater and irradiated with ultraviolet rays. . Thus, dipentaerythritol hexaacrylate was cured with ultraviolet rays to form a conductive coating film. The surface resistance value of the conductive coating film was measured by Hiresta (Mitsubishi Chemical). The results are shown in Table 1.

Figure 0005026054
Figure 0005026054

(実施例2)
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートをペンタエリスリトールトリアクリレートに代えたこと以外は実施例1と同様にして、PEDOT−PSSのトリオクチルアンモニウム塩の0.6質量%ペンタエリスリトールトリアクリレート溶液からなる導電性高分子塗料50gを得た。
この導電性高分子塗料を用いて、実施例1と同様にして導電性塗膜を形成し、その導電性塗膜の表面抵抗値をハイレスタ(三菱化学製)により測定した。その結果を表1に示す。
(Example 2)
A conductive polymer coating comprising a 0.6 mass% pentaerythritol triacrylate solution of trioctylammonium salt of PEDOT-PSS in the same manner as in Example 1 except that dipentaerythritol hexaacrylate is replaced with pentaerythritol triacrylate. 50 g was obtained.
Using this conductive polymer paint, a conductive coating film was formed in the same manner as in Example 1, and the surface resistance value of the conductive coating film was measured with Hiresta (manufactured by Mitsubishi Chemical). The results are shown in Table 1.

(実施例3)
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートをヒドロキシエチルアクリレートに代えたこと以外は実施例1と同様にして、PEDOT−PSSのトリオクチルアンモニウム塩の0.6質量%ヒドロキシエチルアクリレート溶液からなる導電性高分子塗料50gを得た。
この導電性高分子塗料を用いて、実施例1と同様にして導電性塗膜を形成し、その導電性塗膜の表面抵抗値をハイレスタ(三菱化学製)により測定した。その結果を表1に示す。
(Example 3)
In the same manner as in Example 1 except that dipentaerythritol hexaacrylate was replaced with hydroxyethyl acrylate, 50 g of a conductive polymer paint comprising a 0.6 mass% hydroxyethyl acrylate solution of PEDOT-PSS trioctylammonium salt was prepared. Obtained.
Using this conductive polymer paint, a conductive coating film was formed in the same manner as in Example 1, and the surface resistance value of the conductive coating film was measured with Hiresta (manufactured by Mitsubishi Chemical). The results are shown in Table 1.

(比較例1)
前記PEDOT−PSS水溶液の400mLに、イソプロパノール400mLを添加し、限外ろ過機により水およびイソプロパノールの300mLを除去して濃縮した。得られた濃縮溶液500mLにイソプロパノール3000mLを添加し、限外ろ過機により水およびイソプロパノールの2700mLを除去して濃縮した。次いで、ナノマイザ処理して、800mLのPEDOT−PSSの0.6質量%イソプロパノール溶液(水分量1.6質量%)を得た。
この溶液50gに、ペンタエリスリトールトリアクリレート50gを添加した後、エバポレータによりイソプロパノールを除去したところ、PEDOT−PSSが凝集した。したがって、導電性高分子塗料を得ることができなかった。
(Comparative Example 1)
To 400 mL of the aqueous PEDOT-PSS solution, 400 mL of isopropanol was added, and 300 mL of water and isopropanol were removed by an ultrafilter and concentrated. To 500 mL of the obtained concentrated solution, 3000 mL of isopropanol was added, and 2700 mL of water and isopropanol were removed with an ultrafilter to concentrate. Then, nanomizer treatment was performed to obtain 800 mL of 0.6 mass% isopropanol solution of PEDOT-PSS (water content 1.6 mass%).
When 50 g of pentaerythritol triacrylate was added to 50 g of this solution and isopropanol was removed by an evaporator, PEDOT-PSS aggregated. Therefore, a conductive polymer paint could not be obtained.

導電性高分子水溶液にアミン化合物と液状アクリル化合物とを含有する実施例1〜3の導電性高分子塗料は、π共役系導電性高分子の分散性に優れていた。また、これらの導電性高分子塗料によれば、液状アクリル化合物を硬化させて導電性塗膜を形成できるため、塗膜の生産性に優れていた上に、有機溶剤の大気への放出が防止されていた。しかも、得られた導電性塗膜は導電性に優れていた。   The conductive polymer paints of Examples 1 to 3 containing an amine compound and a liquid acrylic compound in a conductive polymer aqueous solution were excellent in dispersibility of the π-conjugated conductive polymer. Moreover, according to these conductive polymer coatings, the liquid acrylic compound can be cured to form a conductive coating film, so that the productivity of the coating film was excellent and the release of organic solvents into the atmosphere was prevented. It had been. And the obtained electroconductive coating film was excellent in electroconductivity.

Claims (2)

可溶化高分子の存在下、水中でπ共役系導電性高分子の前駆体モノマーを重合して、導電性高分子水溶液を調製する工程と、
該導電性高分子水溶液にアミン化合物を添加する工程と、
アミン化合物を添加した導電性高分子水溶液を限外ろ過により濃縮し、有機溶剤を添加して、導電性高分子の有機溶剤溶液を調製する工程と、
該導電性高分子の有機溶剤溶液に液状アクリル化合物を添加する工程と、
液状アクリル化合物を添加した導電性高分子の有機溶剤溶液から有機溶剤を除去する工程とを有することを特徴とする導電性高分子塗料の製造方法。
A step of polymerizing a precursor monomer of a π-conjugated conductive polymer in water in the presence of a solubilized polymer to prepare a conductive polymer aqueous solution;
Adding an amine compound to the conductive polymer aqueous solution;
A step of concentrating an aqueous conductive polymer solution to which an amine compound has been added by ultrafiltration, adding an organic solvent, and preparing an organic solvent solution of the conductive polymer;
Adding a liquid acrylic compound to the organic solvent solution of the conductive polymer;
And a step of removing the organic solvent from the organic solvent solution of the conductive polymer to which the liquid acrylic compound has been added.
可溶化高分子の存在下、水中でπ共役系導電性高分子の前駆体モノマーを重合して、導電性高分子水溶液を調製する工程と、A step of polymerizing a precursor monomer of a π-conjugated conductive polymer in water in the presence of a solubilized polymer to prepare a conductive polymer aqueous solution;
該導電性高分子水溶液にアミン化合物を添加する工程と、Adding an amine compound to the conductive polymer aqueous solution;
アミン化合物を添加した導電性高分子水溶液を限外ろ過により濃縮し、有機溶剤を添加して、導電性高分子の有機溶剤溶液を調製する工程と、A step of concentrating an aqueous conductive polymer solution to which an amine compound has been added by ultrafiltration, adding an organic solvent, and preparing an organic solvent solution of the conductive polymer;
該導電性高分子の有機溶剤溶液に液状アクリル化合物を添加する工程と、Adding a liquid acrylic compound to the organic solvent solution of the conductive polymer;
液状アクリル化合物を添加した導電性高分子の有機溶剤溶液から有機溶剤を除去して導電性高分子塗料を得る工程と、Removing the organic solvent from the organic solvent solution of the conductive polymer to which the liquid acrylic compound is added to obtain a conductive polymer paint;
該導電性高分子塗料を塗布し、液状アクリル化合物を重合する工程とを有することを特徴とする導電性塗膜の製造方法。Applying the conductive polymer coating and polymerizing the liquid acrylic compound.
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