JP5492413B2 - Conductive polyaniline composition and method for producing the same - Google Patents

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Description

本発明は、導電性ポリアニリン組成物及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、製造及び取り扱いが容易で、耐熱性が高く、かつ極めて優れた電気的特性を有する成形体を与える導電性ポリアニリン組成物及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a conductive polyaniline composition and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a conductive polyaniline composition that is easy to manufacture and handle, has high heat resistance, and provides a molded article having extremely excellent electrical characteristics, and a method for manufacturing the same.

ポリアニリンは、導電性高分子の1つとして周知の材料である。ポリアニリンは、その電気的な特性に加え、安価な材料であるアニリンから比較的簡便に合成できること、及び導電性を示す状態で空気等に対して優れた安定性を示すという利点を有する。   Polyaniline is a well-known material as one of conductive polymers. In addition to its electrical properties, polyaniline has the advantage that it can be synthesized relatively easily from aniline, which is an inexpensive material, and exhibits excellent stability against air and the like in a state of conductivity.

導電性ポリアニリン組成物について、特許文献1に、実質的に水と混和しない有機溶剤に溶解している、プロトネーションされた置換又は未置換ポリアニリン複合体、及びフェノール性水酸基を有する化合物を含む導電性ポリアニリン組成物が記載されている。この文献に記載された方法によって、簡便に高電導なポリアニリン成形体を得ることができる。
しかしながら、得られる成形体の耐熱性は必ずしも高いとは言えず、例えば、160℃程度の高温下に1日程度曝すと電導度が低下する傾向があった。
国際公開第2005/052058パンフレット
Regarding the conductive polyaniline composition, Patent Document 1 discloses a conductive material containing a compound having a protonated substituted or unsubstituted polyaniline complex dissolved in an organic solvent immiscible with water and a phenolic hydroxyl group. A polyaniline composition is described. By the method described in this document, a highly conductive polyaniline molded product can be obtained easily.
However, it cannot be said that the heat resistance of the obtained molded body is necessarily high. For example, when exposed to a high temperature of about 160 ° C. for about 1 day, the conductivity tends to decrease.
International Publication No. 2005/052058 Pamphlet

本発明は上記問題に鑑み、高電導でありながら、優れた耐熱性を示す成形体を与える導電性ポリアニリン組成物及びその製造方法を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the electroconductive polyaniline composition which gives the molded object which shows the outstanding heat resistance, and its manufacturing method in view of the said problem.

上記目的を達成するため、本発明者が鋭意研究を重ねた結果、上述した特許文献1の組成物において、フェノール性水酸基を有する化合物に芳香環を2個以上含むものを用いた場合、導電性が高く、かつ耐熱性に優れるポリアニリン成形体が得られることを見出し、本発明を完成させた。
本発明によれば、以下の導電性ポリアニリン組成物及びその製造方法が提供される。
1.実質的に水と混和しない有機溶剤に溶解している、プロトネーションされた置換又は未置換ポリアニリン複合体と、芳香環を2個以上有し、かつフェノール性水酸基を有する化合物と、を含む、又はから実質的になる導電性ポリアニリン組成物。
2.前記フェノール性水酸基を有する化合物が、下記式(1)で表される化合物である1に記載の導電性ポリアニリン組成物。
Ar−X−Ar’ (1)
[式中、Xは単結合、酸素原子、窒素原子を含む基、又は炭素原子を含む基であり、化合物中に1個又は2個存在する。2個存在する場合、2つのXは同一でも異なっていてもよい。Ar及びAr’は芳香環基であり、両者は同一でも異なってもよい。Ar及び/又はAr’は、少なくとも一つの水酸基を有する。ArとAr’は、ハロゲン原子、ニトロ基、ニトリル基、アミノ基、シアノ基及びカルボニル基からなる群から選択される置換基を1つ以上有してもよい。]
3.フェノール性水酸基を有する化合物が、多環芳香環に水酸基が結合した化合物である1に記載の導電性ポリアニリン組成物。
4.実質的に水と混和しない有機溶剤に溶解している、プロトネーションされた置換又は未置換ポリアニリン複合体に、芳香環を2個以上有し、かつフェノール性水酸基を有する化合物を添加する導電性ポリアニリン組成物の製造方法。
5.フェノール性水酸基を有する化合物が、下記式(1)で表される化合物又は多環芳香環に水酸基が結合した化合物である4に記載の導電性ポリアニリン組成物の製造方法。
Ar−X−Ar’ (1)
[式中、Xは単結合、酸素原子、窒素原子を含む基、又は炭素原子を含む基であり、化合物中に1個又は2個存在する。2個存在する場合、2つのXは同一でも異なっていてもよい。Ar及びAr’は芳香環基であり、両者は同一でも異なってもよい。Ar及び/又はAr’は、少なくとも一つの水酸基を有する。ArとAr’は、ハロゲン原子、ニトロ基、ニトリル基、アミノ基、シアノ基及びカルボニル基からなる群から選択される置換基を1つ以上有してもよい。]
6.上記1〜3のいずれかに記載の導電性ポリアニリン組成物を乾燥させて得られる導電性成形体。
In order to achieve the above object, as a result of intensive research conducted by the present inventors, in the composition of Patent Document 1 described above, when a compound having a phenolic hydroxyl group containing two or more aromatic rings is used, the conductive property It was found that a polyaniline molded article having a high temperature and excellent heat resistance was obtained, and the present invention was completed.
According to this invention, the following electroconductive polyaniline composition and its manufacturing method are provided.
1. Or a protonated substituted or unsubstituted polyaniline complex dissolved in an organic solvent substantially immiscible with water, and a compound having two or more aromatic rings and having a phenolic hydroxyl group, or A conductive polyaniline composition consisting essentially of
2. 2. The conductive polyaniline composition according to 1, wherein the compound having a phenolic hydroxyl group is a compound represented by the following formula (1).
Ar-X-Ar '(1)
[Wherein, X is a single bond, a group containing an oxygen atom, a nitrogen atom, or a group containing a carbon atom, and one or two are present in the compound. When two are present, the two Xs may be the same or different. Ar and Ar ′ are aromatic ring groups, and both may be the same or different. Ar and / or Ar ′ has at least one hydroxyl group. Ar and Ar ′ may have one or more substituents selected from the group consisting of a halogen atom, a nitro group, a nitrile group, an amino group, a cyano group, and a carbonyl group. ]
3. 2. The conductive polyaniline composition according to 1, wherein the compound having a phenolic hydroxyl group is a compound in which a hydroxyl group is bonded to a polycyclic aromatic ring.
4). Conductive polyaniline in which a compound having two or more aromatic rings and having a phenolic hydroxyl group is added to a protonated substituted or unsubstituted polyaniline complex dissolved in an organic solvent substantially immiscible with water A method for producing the composition.
5. 5. The method for producing a conductive polyaniline composition according to 4, wherein the compound having a phenolic hydroxyl group is a compound represented by the following formula (1) or a compound in which a hydroxyl group is bonded to a polycyclic aromatic ring.
Ar-X-Ar '(1)
[Wherein, X is a single bond, a group containing an oxygen atom, a nitrogen atom, or a group containing a carbon atom, and one or two are present in the compound. When two are present, the two Xs may be the same or different. Ar and Ar ′ are aromatic ring groups, and both may be the same or different. Ar and / or Ar ′ has at least one hydroxyl group. Ar and Ar ′ may have one or more substituents selected from the group consisting of a halogen atom, a nitro group, a nitrile group, an amino group, a cyano group, and a carbonyl group. ]
6). The electroconductive molded object obtained by drying the electroconductive polyaniline composition in any one of said 1-3.

本発明によれば、高電導でありながら、優れた耐熱性を示す成形体を与える導電性ポリアニリン組成物が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electroconductive polyaniline composition which gives the molded object which shows the outstanding heat resistance, while being highly conductive is provided.

本発明の導電性ポリアニリン組成物は、実質的に水と混和しない有機溶剤に溶解している、プロトネーションされた置換又は未置換ポリアニリン複合体と、芳香環を2個以上有し、かつフェノール性水酸基を有する化合物と、を含むことを特徴とする。   The conductive polyaniline composition of the present invention has a protonated substituted or unsubstituted polyaniline complex dissolved in an organic solvent substantially immiscible with water, two or more aromatic rings, and phenolic And a compound having a hydroxyl group.

本発明の組成物で用いる実質的に水と混和しない有機溶剤(水不混和性有機溶剤)としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、テトラリン等の炭化水素系溶剤;塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタン等の含ハロゲン系用剤;酢酸エチル等のエステル系溶剤等が挙げられる。これらの中では、ポリアニリン複合体の溶解性に優れる点でトルエン、キシレン、クロロホルム、トリクロロエタン、酢酸エチルが好ましい。   Examples of organic solvents that are substantially immiscible with water (water-immiscible organic solvents) used in the composition of the present invention include hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, and tetralin; methylene chloride, chloroform, Halogen-containing agents such as carbon tetrachloride, dichloroethane, tetrachloroethane; ester solvents such as ethyl acetate, and the like. Among these, toluene, xylene, chloroform, trichloroethane, and ethyl acetate are preferable in that the solubility of the polyaniline complex is excellent.

本発明の組成物で用いる、プロトネーションされた置換又は未置換ポリアニリン複合体(以下、ポリアニリン複合体という)としては、置換又は未置換ポリアニリン(以下、単にポリアニリンという)が、下記式(I)で示される有機プロトン酸又はその塩(以下、有機プロトン酸(I)又はその塩という)によってプロトネーションされてなるものが、導電性及び溶解性の点で好ましい。
M(YARn)m (I)
As the protonated substituted or unsubstituted polyaniline complex (hereinafter referred to as polyaniline complex) used in the composition of the present invention, a substituted or unsubstituted polyaniline (hereinafter simply referred to as polyaniline) is represented by the following formula (I). Those obtained by protonation with the organic protonic acid or a salt thereof (hereinafter referred to as organic protonic acid (I) or a salt thereof) shown are preferable in terms of conductivity and solubility.
M (YARn) m (I)

本発明において、置換又は未置換ポリアニリンの重量平均分子量は、10,000g/mol以上の高分子量体であることが好ましい。これにより組成物から得られる導電性物品の強度や延伸性を向上することができる。重量平均分子量の上限値は特に存在せず、重量平均分子量が数百万g/mol程度のポリアニリンも製造可能であり、本発明の導電性ポリアニリン組成物も製造できる。しかし、溶解の観点から、重量平均分子量は10,000,000程度以下であることが好ましい。
尚、ポリアニリンの分子量は、ゲルパーミェションクロマトグラフィ(GPC)により測定したものである。
置換ポリアニリンの置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、ヘキシル基、オクチル基等の直鎖又は分岐の炭化水素基、メトキシ基、フェノキシ基等のアルコキシル基、アリーロキシ基、CF基等の含ハロゲン炭化水素基等が挙げられる。
In the present invention, the weight average molecular weight of the substituted or unsubstituted polyaniline is preferably a high molecular weight body of 10,000 g / mol or more. Thereby, the intensity | strength and ductility of the electroconductive article obtained from a composition can be improved. There is no particular upper limit for the weight average molecular weight, polyaniline having a weight average molecular weight of about several million g / mol can be produced, and the conductive polyaniline composition of the present invention can also be produced. However, from the viewpoint of dissolution, the weight average molecular weight is preferably about 10,000,000 or less.
The molecular weight of polyaniline is measured by gel permeation chromatography (GPC).
Examples of the substituent of the substituted polyaniline include linear or branched hydrocarbon groups such as a methyl group, an ethyl group, a hexyl group, and an octyl group, an alkoxyl group such as a methoxy group and a phenoxy group, an aryloxy group, and a CF 3 group. And halogen-containing hydrocarbon groups.

上記式(I)において、Mは、水素原子又は有機若しくは無機遊離基である。有機遊離基としては、例えば、ピリジニウム基、イミダゾリウム基、アニリニウム基等が挙げられ、無機遊離基としては、例えば、ナトリウム、リチウム、カリウム、セリウム、アンモニウム等が挙げられる。
Yは、酸性基であり、例えば、−SO 基、−PO 2−基、−PO(OH)基、−OPO 2−基、−OPO(OH)基、−COO基等が挙げられる。これらの中では、酸性度が高く、ドープし易い点で−SO 基が好ましい。
Aは、置換基を含んでもよい炭化水素基であり、例えば、炭素数1〜24の直鎖若しくは分岐状のアルキルやアルケニル基、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、メンチル等の置換基を含んでいてもよいシクロアルキル基、ビシクロヘキシル、ノルボルニル、アダマンチル等の縮合してもよいジシクロアルキル基若しくはポリシクロアルキル基、フェニル、トシル、チオフェニル、ピローリニル、ピリジニル、フラニル等の置換基を含んでいてもよい芳香環を含むアリール基、ナフチル、アントラセニル、フルオレニル、1,2,3,4−テトラヒドロナフチル、インダニル、キノリニル、インドニル等の縮合していてもよいジアリール基若しくはポリアリール基、アルキルアリール基等が挙げられる。
Rは、それぞれ独立して、−R、−OR1、−COR、−COOR、−CO(COR)、―CO(COOR)である。ここで、Rは炭素数が4以上の置換基を含んでもよい炭化水素基、シリル基、アルキルシリル基、または−(R2O)x−R基、−(OSiR )x−OR(Rはアルキレン基、Rはそれぞれ同一でも異なってもいてもよい炭化水素基であり、xは1以上の整数である)である。Rが炭化水素基である場合の例としては、直鎖若しくは分岐のブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、ペンタデシル基、エイコサニル基等が挙げられる。
nは2以上の整数であるであり、mは、Mの価数である。
式(I)で示される化合物としては、ジアルキルベンゼンスルフォン酸、ジアルキルナフタレンスルフォン酸、スルホフタール酸エステル、下式(II)で表される化合物が、ドープし易い点から好ましく利用できる。
M(YCR(CR COOR)COOR (II)
上記式(II)において、Mは、式(I)の場合と同様に水素原子又は有機若しくは無機遊離基である。有機遊離基としては、例えば、ピリジニウム基、イミダゾリウム基、アニリニウム基等が挙げられ、無機遊離基としては、例えば、ナトリウム、リチウム、カリウム、セリウム、アンモニウム等が挙げられる。
In the above formula (I), M is a hydrogen atom or an organic or inorganic free radical. Examples of the organic free radical include a pyridinium group, an imidazolium group, and an anilinium group. Examples of the inorganic free radical include sodium, lithium, potassium, cerium, and ammonium.
Y is an acidic group, for example, —SO 3 group, —PO 3 2- group, —PO 4 (OH) group, —OPO 3 2- group, —OPO 2 (OH) group, —COO. - group and the like. Among these, high acidity, -SO 3 in terms easily doped - group.
A is a hydrocarbon group which may contain a substituent, for example, a linear or branched alkyl or alkenyl group having 1 to 24 carbon atoms, a substituent such as cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, menthyl and the like. Including optionally substituted cycloalkyl groups, dicyclohexyl groups such as bicyclohexyl, norbornyl, adamantyl or the like or polycycloalkyl groups, phenyl, tosyl, thiophenyl, pyrrolinyl, pyridinyl, furanyl and the like An aryl group containing an aromatic ring, naphthyl, anthracenyl, fluorenyl, 1,2,3,4-tetrahydronaphthyl, indanyl, quinolinyl, indonyl and the like may be condensed diaryl group or polyaryl group, alkylaryl group, etc. Is mentioned.
R is each independently —R 1 , —OR 1 , —COR 1 , —COOR 1 , —CO (COR 1 ), or —CO (COOR 1 ). Here, R 1 is a hydrocarbon group which may contain a substituent having 4 or more carbon atoms, a silyl group, an alkylsilyl group, or a — (R 2 O) x—R 3 group, — (OSiR 3 2 ) x—. OR 3 (R 2 is an alkylene group, R 3 is a hydrocarbon group which may be the same or different, and x is an integer of 1 or more). Examples of when R 1 is a hydrocarbon group include linear or branched butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, dodecyl, pentadecyl, eicosanyl, etc. Can be mentioned.
n is an integer of 2 or more, and m is the valence of M.
As the compound represented by the formula (I), dialkylbenzenesulfonic acid, dialkylnaphthalene sulfonic acid, sulfophthalic acid ester, and a compound represented by the following formula (II) can be preferably used from the viewpoint of easy doping.
M (YCR 4 (CR 5 2 COOR 6 ) COOR 7 ) p (II)
In the above formula (II), M is a hydrogen atom or an organic or inorganic free radical as in the case of the formula (I). Examples of the organic free radical include a pyridinium group, an imidazolium group, and an anilinium group. Examples of the inorganic free radical include sodium, lithium, potassium, cerium, and ammonium.

Yは、酸性基であり、例えば、−SO 基、−PO 2−基、−PO(OH)基、−OPO 2−基、−OPO(OH)基、−COO基等が挙げられ、−SO 基が好ましい。Y is an acidic group, for example, —SO 3 group, —PO 3 2- group, —PO 4 (OH) group, —OPO 3 2- group, —OPO 2 (OH) group, —COO. - group and the like, -SO 3 - group.

及びRは、それぞれ独立して水素原子、炭化水素基又はR Si−基(ここで、Rは、炭化水素基であり、3つのRは同一又は異なっていてもよい)である。R及びRが炭化水素基である場合の炭化水素基としては、炭素数1〜24の直鎖若しくは分岐状のアルキル基、芳香環を含むアリール基、アルキルアリール基等が挙げられる。Rが炭化水素基である場合の炭化水素基としては、R及びRの場合と同様である。R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom, a hydrocarbon group or an R 8 3 Si— group (wherein R 8 is a hydrocarbon group, and three R 8 may be the same or different). ). Examples of the hydrocarbon group when R 4 and R 5 are hydrocarbon groups include a linear or branched alkyl group having 1 to 24 carbon atoms, an aryl group containing an aromatic ring, and an alkylaryl group. The hydrocarbon group when R 8 is a hydrocarbon group is the same as in the case of R 4 and R 5 .

及びRは、それぞれ独立して炭化水素基又は−(RO)−R10基[ここで、Rは炭化水素基又はシリレン基であり、R10は水素原子、炭化水素基又はR11 Si−(R11は、炭化水素基であり、3つのR11は同一又は異なっていてもよい)であり、qは1以上の整数である]である。R及びRが炭化水素基である場合の炭化水素基としては、炭素数1〜24の直鎖若しくは分岐状のアルキル基、芳香環を含むアリール基、アルキルアリール基等が挙げられる。これらの中では、水と混和しない有機溶剤に溶解しやすいポリアニリン複合体を得るという観点から炭素数4以上のものが好ましい。R及びRが炭化水素基である場合の炭化水素基の具体例としては、例えば、直鎖又は分岐状のブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基等が挙げられる。R 6 and R 7 are each independently a hydrocarbon group or — (R 9 O) q —R 10 group [wherein R 9 is a hydrocarbon group or a silylene group, and R 10 is a hydrogen atom or a hydrocarbon, A group or R 11 3 Si— (R 11 is a hydrocarbon group, three R 11 may be the same or different), and q is an integer of 1 or more. Examples of the hydrocarbon group when R 6 and R 7 are hydrocarbon groups include a linear or branched alkyl group having 1 to 24 carbon atoms, an aryl group containing an aromatic ring, and an alkylaryl group. Among these, those having 4 or more carbon atoms are preferable from the viewpoint of obtaining a polyaniline complex that is easily dissolved in an organic solvent immiscible with water. Specific examples of the hydrocarbon group when R 6 and R 7 are hydrocarbon groups include a linear or branched butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, decyl group and the like.

及びRにおける、Rが炭化水素基である場合の炭化水素基としては、炭素数1〜24の直鎖若しくは分岐状のアルキレン基、芳香環を含むアリーレン基、アルキルアリーレン基、アリールアルキレン基等である。また、R及びRにおける、R10及びR11が炭化水素基である場合の炭化水素基としては、R及びRの場合と同様であり、qは、1〜10であることが好ましい。In R 6 and R 7 , when R 9 is a hydrocarbon group, the hydrocarbon group includes a linear or branched alkylene group having 1 to 24 carbon atoms, an arylene group containing an aromatic ring, an alkylarylene group, an aryl An alkylene group and the like; The hydrocarbon group in R 6 and R 7 when R 10 and R 11 are hydrocarbon groups is the same as in the case of R 4 and R 5 , and q is 1 to 10. preferable.

及びRが−(RO)−R10基である場合の具体例としては、例えば、下記式で示される基が挙げられる。

Figure 0005492413
(式中、Yは−SO基等の酸性基である)Specific examples of the case where R 6 and R 7 are — (R 9 O) q —R 10 groups include groups represented by the following formulas.
Figure 0005492413
(Wherein Y is an acidic group such as —SO 3 group)

pは、上記Mの価数である。   p is the valence of M.

上記有機プロトン酸(II)又はその塩は、下記式(III)で示されるスルホコハク酸誘導体(以下、スルホコハク酸誘導体(III)という)であることが、導電性及び溶解性の点で更に好ましい。
M(OSCH(CHCOOR12)COOR13 (III)
上記式(III)において、M及びmは、上記式(I)と同様である。
The organic protonic acid (II) or a salt thereof is more preferably a sulfosuccinic acid derivative represented by the following formula (III) (hereinafter referred to as sulfosuccinic acid derivative (III)) from the viewpoint of conductivity and solubility.
M (O 3 SCH (CH 2 COOR 12 ) COOR 13 ) m (III)
In the above formula (III), M and m are the same as in the above formula (I).

12及びR13は、それぞれ独立して炭化水素基又は−(R14O)−R15基[ここで、R14は炭化水素基又はシリレン基であり、R15は水素原子、炭化水素基又はR16 Si−基(ここで、R16は炭化水素基であり、3つのR16は同一又は異なっていてもよい)であり、rは1以上の整数である]である。R 12 and R 13 are each independently a hydrocarbon group or — (R 14 O) r —R 15 group [wherein R 14 is a hydrocarbon group or a silylene group, and R 15 is a hydrogen atom or a hydrocarbon, A group or an R 16 3 Si— group (wherein R 16 is a hydrocarbon group, three R 16 may be the same or different), and r is an integer of 1 or more].

12及びR13が炭化水素基である場合の炭化水素基としては、R及びRと同様である。The hydrocarbon group when R 12 and R 13 are hydrocarbon groups is the same as R 6 and R 7 .

12及びR13において、R14が炭化水素基である場合の炭化水素基としては、上記Rと同様である。また、R12及びR13において、R15及びR16が炭化水素基である場合の炭化水素基としては、上記R及びRと同様である。In R 12 and R 13 , the hydrocarbon group in the case where R 14 is a hydrocarbon group is the same as R 9 described above. In R 12 and R 13 , the hydrocarbon group in the case where R 15 and R 16 are hydrocarbon groups is the same as R 4 and R 5 described above.

rは、1〜10であることが好ましい。   r is preferably from 1 to 10.

12及びR13が−(R14O)−R15基である場合の具体例としては、R及びRにおける−(RO)−R10と同様である。Specific examples in the case where R 12 and R 13 are — (R 14 O) q —R 15 groups are the same as those of — (R 9 O) q —R 10 in R 6 and R 7 .

12及びR13が炭化水素基である場合の炭化水素基としては、R及びRと同様であり、水と混和しない有機溶剤に溶解しやすいポリアニリン複合体を得るという観点から、ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、デシル基等が好ましく挙げられる。In the case where R 12 and R 13 are hydrocarbon groups, the hydrocarbon group is the same as R 6 and R 7 and is a butyl group from the viewpoint of obtaining a polyaniline complex that is easily dissolved in an organic solvent immiscible with water. Hexyl group, 2-ethylhexyl group, decyl group and the like are preferable.

有機プロトン酸又はその塩は、ポリアニリンをプロトネーションする機能を有し、ポリアニリン複合体中においては、ドーパント(カウンターアニオン)として存在している。即ち、本発明の組成物においては、有機プロトン酸又はその塩、及び芳香環を2個以上有し、かつフェノール性水酸基を有する化合物の2種類の化合物がドーパントとして機能する。
ポリアニリン複合体において、ポリアニリンと有機プロトン酸又はその塩との組成比については特に限定されないが、ポリアニリンのモノマーユニット/有機プロトン酸又はその塩のモル比は、高い導電性を得るという観点から、通常2〜4、好ましくは2〜2.5である。
The organic protonic acid or a salt thereof has a function of protonating polyaniline, and exists as a dopant (counter anion) in the polyaniline complex. That is, in the composition of the present invention, two types of compounds function as dopants: an organic protonic acid or a salt thereof, and a compound having two or more aromatic rings and a phenolic hydroxyl group.
In the polyaniline complex, the composition ratio of the polyaniline and the organic protonic acid or a salt thereof is not particularly limited, but the molar ratio of the monomer unit of the polyaniline / the organic protonic acid or the salt thereof is usually from the viewpoint of obtaining high conductivity. 2 to 4, preferably 2 to 2.5.

ポリアニリン複合体は、化学酸化重合法や電解重合法により製造できる。具体的な製造条件については、上述した国際公開第2005/052058を参照すればよい。   The polyaniline complex can be produced by a chemical oxidative polymerization method or an electrolytic polymerization method. For specific manufacturing conditions, the above-mentioned International Publication No. 2005/052058 may be referred to.

芳香環を2個以上有し、かつフェノール性水酸基を有する化合物(以下、フェノール性化合物ということがある。)としては芳香族性を有していれば特に制限は無く、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ピリジン環、ピロール環等の芳香環を2つ以上有し、かつフェノール性水酸基を1つ以上有するものが使用できる。
このような化合物として、下記式(1)で表されるものが好ましく使用できる。
The compound having two or more aromatic rings and having a phenolic hydroxyl group (hereinafter sometimes referred to as a phenolic compound) is not particularly limited as long as it has aromaticity. For example, benzene ring, naphthalene What has 2 or more aromatic rings, such as a ring, anthracene ring, a pyridine ring, a pyrrole ring, and has 1 or more phenolic hydroxyl groups can be used.
As such a compound, a compound represented by the following formula (1) can be preferably used.

Ar−X−Ar’ (1)
[式中、Xは単結合、酸素原子、窒素原子を含む基、又は炭素原子を含む基であり、Ar及びAr’は芳香環基であり、両者は同一でも異なってもよい。Ar及び/又はAr’は、少なくとも一つの水酸基を有する。ArとAr’は、ハロゲン原子、ニトロ基、ニトリル基、アミノ基、シアノ基及びカルボニル基からなる群から選択される置換基を1つ以上有してもよい。]
Ar-X-Ar '(1)
[Wherein, X is a single bond, a group containing an oxygen atom, a nitrogen atom, or a group containing a carbon atom, and Ar and Ar ′ are aromatic ring groups, which may be the same or different. Ar and / or Ar ′ has at least one hydroxyl group. Ar and Ar ′ may have one or more substituents selected from the group consisting of a halogen atom, a nitro group, a nitrile group, an amino group, a cyano group, and a carbonyl group. ]

Xとしては、単結合、酸素原子、−NH−、−NHCO−、−COO−、−CO−、−COCH−、−OCO−、−CH−、−C−、−C−等が挙げられる。耐熱性と高い導電性を得るという観点から、好ましいXとして、酸素原子を挙げることができる。
Xは、フェノール性化合物中に1個又は2個存在させることができる。2個存在する場合、2つのXは同一でも異なっていても良い。このようなものとして、例えば、Xとして単結合と−CH−を有するフルオレン構造が挙げられる。
Ar、Ar’上の置換基のうち、炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t-ブチル基、イソブチル基などが挙げられる。
また、Ar、Ar’のその他の置換基としては、ハロゲン、アミノ基、シアノ基、ニトロ基、ニトリル基、カルボニル基等が挙げられる。
また、Ar又はAr’上の複数の置換基は、互いに結合して環を形成してもよい。環構造としては、例えば、シクロヘキシル環、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ピリジン環、ピロール環等が挙げられる。
X is a single bond, an oxygen atom, —NH—, —NHCO—, —COO—, —CO—, —COCH 2 —, —OCO—, —CH 2 —, —C 2 H 4 —, —C 3 H 6- and the like can be mentioned. From the standpoint of obtaining heat resistance and high electrical conductivity, preferred examples of X include an oxygen atom.
One or two X can be present in the phenolic compound. When two are present, the two Xs may be the same or different. As such, for example, a single bond and -CH 2 as X - fluorene structure having a like.
Of the substituents on Ar and Ar ′, examples of the hydrocarbon group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, a t-butyl group, and an isobutyl group.
Examples of other substituents for Ar and Ar ′ include halogen, amino group, cyano group, nitro group, nitrile group, and carbonyl group.
A plurality of substituents on Ar or Ar ′ may be bonded to each other to form a ring. Examples of the ring structure include a cyclohexyl ring, a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a pyridine ring, and a pyrrole ring.

また、2個の芳香環がXを介して結合している式(1)化合物以外の好ましいフェノール性化合物として、ナフタレン環やアントラセン環のような多環芳香環に水酸基が付加したフェノール性化合物が挙げられる。このような化合物は、耐熱性と高い導電性が発現する点で好ましい。このような化合物として、例えば、α−ナフトールやβ−ナフトールが挙げられる。   Moreover, as a preferable phenolic compound other than the compound of the formula (1) in which two aromatic rings are bonded through X, a phenolic compound in which a hydroxyl group is added to a polycyclic aromatic ring such as a naphthalene ring or an anthracene ring is used. Can be mentioned. Such a compound is preferable in that it exhibits heat resistance and high conductivity. Examples of such a compound include α-naphthol and β-naphthol.

フェノール性化合物として、耐熱性と高い導電性を得るという観点から、特にフェノキシフェノール(2−フェノキシフェノール、3−フェノキシフェノール、又は4−フェノキシフェノール)又はナフトールが好ましい。
本発明で用いるフェノール性化合物は、ドーパントとして機能し、高い導電性の発現に寄与する。また、分子量が大きいために沸点が高く、揮発しにくいため高温下での使用においても導電性の低下が抑制されるものと考えられる。
As the phenolic compound, phenoxyphenol (2-phenoxyphenol, 3-phenoxyphenol, or 4-phenoxyphenol) or naphthol is particularly preferable from the viewpoint of obtaining heat resistance and high conductivity.
The phenolic compound used in the present invention functions as a dopant and contributes to the development of high conductivity. In addition, since the molecular weight is large, the boiling point is high and it is difficult to volatilize. Therefore, it is considered that the decrease in conductivity is suppressed even when used at high temperatures.

本発明のポリアニリン組成物は、水不混和性有機溶剤に溶解した状態の(a)ポリアニリン複合体に、(b)フェノール性化合物を添加することで製造できる。
水不混和性有機溶剤中の(a)ポリアニリン複合体の割合は、水不混和性有機溶剤の種類によるが、通常、900g/L以下であり、好ましくは0.01〜300g/L以下の範囲である。ポリアニリン複合体の含有量が多すぎると、溶液状態が保持できなくなり、成形体を成形する際の取り扱いが困難になり、成形体の均一性が損なわれ、ひいては成形体の電気特性や機械的強度、透明性の低下を生じる。一方、ポリアニリン複合体の含有量が少なすぎると、後述する方法により成膜したとき、非常に薄い膜しか製造できず、均一な導電性膜の製造が難しくなる恐れがある。
The polyaniline composition of the present invention can be produced by adding (b) a phenolic compound to (a) the polyaniline complex dissolved in a water-immiscible organic solvent.
The proportion of the (a) polyaniline complex in the water-immiscible organic solvent depends on the type of the water-immiscible organic solvent, but is usually 900 g / L or less, preferably 0.01 to 300 g / L or less. It is. If the content of the polyaniline complex is too high, the solution state cannot be maintained, and it becomes difficult to handle the molded body, the uniformity of the molded body is impaired, and consequently the electrical properties and mechanical strength of the molded body. , Resulting in a decrease in transparency. On the other hand, if the content of the polyaniline complex is too small, only a very thin film can be produced when the film is formed by the method described later, which may make it difficult to produce a uniform conductive film.

ポリアニリン複合体を水不混和性有機溶剤に溶解させた溶液に、フェノール性化合物を添加する。具体的には、フェノール性化合物を、固体状態又は液状で加えても、水不混和性溶剤中に溶解又は懸濁した状態で添加してもよい。好ましくは、添加後も溶解した状態になるように適切な溶剤添加法を選択する。
ポリアニリン組成物の全体に占めるフェノール性化合物のモル濃度は、0.01mol/L〜5mol/Lの範囲であることが好ましい。この範囲で特に優れた導電性が得られる。特に、0.2mol/L〜2mol/Lの範囲であることが好ましい。
A phenolic compound is added to a solution in which the polyaniline complex is dissolved in a water-immiscible organic solvent. Specifically, the phenolic compound may be added in a solid state or in a liquid state, or may be added in a state dissolved or suspended in a water-immiscible solvent. Preferably, an appropriate solvent addition method is selected so as to be in a dissolved state even after the addition.
The molar concentration of the phenolic compound in the entire polyaniline composition is preferably in the range of 0.01 mol / L to 5 mol / L. In this range, particularly excellent conductivity can be obtained. In particular, the range is preferably from 0.2 mol / L to 2 mol / L.

尚、本発明のポリアニリン組成物には、目的に応じて他の樹脂材料、無機材料、硬化剤、又は可塑剤等を添加してもよい。
他の樹脂材料は、例えば、バインダー基材や可塑剤、マトリックス基材等の目的で添加され、その具体例としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキサイド、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリビニルアルコール等が挙げられる。本発明の組成物は、他の樹脂材料を含む場合には、本発明の組成物は導電性複合材料となる。
In addition, you may add another resin material, an inorganic material, a hardening | curing agent, a plasticizer, etc. to the polyaniline composition of this invention according to the objective.
Other resin materials are added for the purpose of, for example, a binder substrate, a plasticizer, a matrix substrate, and specific examples thereof include, for example, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyethylene glycol, polyethylene oxide, Examples thereof include polyacrylic acid, polyacrylic acid ester, polymethacrylic acid ester, and polyvinyl alcohol. When the composition of the present invention contains other resin materials, the composition of the present invention becomes a conductive composite material.

無機材料は、例えば、強度、表面硬度、寸法安定性その他の機械的物性の向上等の目的で添加され、その具体例としては、例えば、シリカ(二酸化ケイ素)、チタニア(酸化チタン)、アルミナ(酸化アルミニウム)等が挙げられる。   Inorganic materials are added for the purpose of, for example, improving strength, surface hardness, dimensional stability and other mechanical properties. Specific examples thereof include silica (silicon dioxide), titania (titanium oxide), alumina ( Aluminum oxide) and the like.

硬化剤は、例えば、強度、表面硬度、寸法安定性その他の機械的物性の向上等の目的で添加され、その具体例としては、例えば、フェノール樹脂等の熱硬化剤、アクリレート系モノマーと光重合性開始剤による光硬化剤等が挙げられる。   The curing agent is added, for example, for the purpose of improving strength, surface hardness, dimensional stability and other mechanical properties, and specific examples thereof include, for example, thermosetting agents such as phenol resins, acrylate monomers and photopolymerization. Examples thereof include a photo-curing agent using a property initiator.

可塑剤は、例えば、引張強度や曲げ強度等の機械的特性の向上等の目的で添加され、その具体例としては、例えば、フタル酸エステル類やリン酸エステル類等が挙げられる。   The plasticizer is added for the purpose of improving mechanical properties such as tensile strength and bending strength, and specific examples thereof include phthalic acid esters and phosphoric acid esters.

本発明のポリアニリン組成物を乾燥し、有機溶剤を除去することにより、導電性成形体が得られる。
例えば、所望の形状を有するガラスや樹脂フィルム、シート等の基材に塗布し、有機溶剤を除去することによって導電性膜を製造できる。
By drying the polyaniline composition of the present invention and removing the organic solvent, a conductive molded body can be obtained.
For example, a conductive film can be manufactured by applying to a substrate such as glass, a resin film, or a sheet having a desired shape and removing the organic solvent.

本発明の組成物を基材に塗布する方法としては、キャスト法、スプレー法、ディップコート法、ドクターブレード法、バーコード法、スピンコート法、スクリーン印刷、グラビア印刷法等、公知の一般的な方法を用いることができる。   As a method for applying the composition of the present invention to a substrate, known general methods such as a casting method, a spray method, a dip coating method, a doctor blade method, a barcode method, a spin coating method, a screen printing, a gravure printing method, etc. The method can be used.

水不混和性有機溶剤を除去するには、加熱して有機溶剤を揮発させればよい。水不混和性有機溶剤を揮発させる方法としては、例えば、空気気流下250℃以下、好ましくは50〜200℃の温度で加熱し、さらに、必要に応じて、減圧下に加熱する。なお、加熱温度及び加熱時間は、特に制限されず、用いる材料に応じて適宜選択すればよい。   In order to remove the water-immiscible organic solvent, the organic solvent may be volatilized by heating. As a method for volatilizing the water-immiscible organic solvent, for example, heating is performed at a temperature of 250 ° C. or less, preferably 50 to 200 ° C. under an air stream, and further, heating is performed under reduced pressure as necessary. Note that the heating temperature and the heating time are not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the material to be used.

また、基材を有しない自己支持型成形体とすることもできる。自己支持型成形体とする場合には、本発明の組成物に、上述した他の樹脂材料を添加することにより、所望の機械的強度を有する成形体を得ることができる。   Moreover, it can also be set as the self-supporting molded object which does not have a base material. In the case of forming a self-supporting molded article, a molded article having a desired mechanical strength can be obtained by adding the above-described other resin material to the composition of the present invention.

本発明の成形体が膜又はフィルムである場合、これらの厚さは、通常1mm以下、好ましくは10nm〜50μmの範囲である。この範囲の厚みの膜は、成膜時にひび割れが生じにくく、電気特性が均一であるなどの利点を有する。
[実施例]
When the molded product of the present invention is a film or a film, the thickness is usually 1 mm or less, preferably 10 nm to 50 μm. A film having a thickness in this range has advantages such as being hard to crack during film formation and having uniform electrical characteristics.
[Example]

製造例1
プロトネーションされたポリアニリン複合体の製造
和光純薬工業(株)製のエーロゾルOT(ジ−2−エチルヘキシルスルホこはく酸ナトリウム、純度75%以上)144gをトルエン4Lに撹拌溶解し、窒素気流下においた30Lのガラス反応器(機械式撹拌器、ジャケット、温度計、滴下ロート付)に、溶液を入れ、さらにこの溶液に、150gの原料アニリンを加え、撹拌溶解した。
冷媒によるフラスコの撹拌冷却を開始し、1N塩酸12Lを溶液に添加した。
次に溶液温度が−3℃に冷却された状態で、214gの過硫酸アンモニウムを1N塩酸4Lに溶解した溶液を滴下ロートで滴下し、3時間10分で完了した。滴下開始から18時間30分の間、溶液内温を0℃±1℃に保ったまま攪拌を行った。その後、トルエン8Lを加え、溶液温度を19℃に上昇させ、静置した。
静置により二相に分離した水相(下相)を反応器下部から抜き出し、粗ポリアニリン複合体トルエン溶液を得た。
さらに、この複合体溶液にイオン交換水4Lを加え撹拌した後、静置し、水相を分離した。この操作を再度行った後、1N塩酸水溶液4Lで同様に複合体溶液を洗浄し、静置後、酸性水溶液を分離して、ポリアニリン複合体のトルエン溶液を回収した。
Production Example 1
Production of Protonated Polyaniline Complex 144 g of Aerosol OT ( sodium di-2-ethylhexylsulfosuccinate , purity 75% or more) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was stirred and dissolved in 4 L of toluene and placed under a nitrogen stream. The solution was placed in a 30 L glass reactor (with a mechanical stirrer, jacket, thermometer, and dropping funnel), and 150 g of raw material aniline was further added to this solution and dissolved by stirring.
The flask was stirred and cooled with a refrigerant, and 12 L of 1N hydrochloric acid was added to the solution.
Next, in a state where the solution temperature was cooled to −3 ° C., a solution of 214 g of ammonium persulfate dissolved in 4 L of 1N hydrochloric acid was dropped with a dropping funnel, and the reaction was completed in 3 hours and 10 minutes. Stirring was performed for 18 hours and 30 minutes from the start of dropping while keeping the internal temperature of the solution at 0 ° C. ± 1 ° C. Thereafter, 8 L of toluene was added, the solution temperature was raised to 19 ° C., and the mixture was allowed to stand.
The aqueous phase (lower phase) separated into two phases by standing was withdrawn from the lower part of the reactor to obtain a crude polyaniline complex toluene solution.
Further, 4 L of ion exchange water was added to the complex solution and stirred, and then allowed to stand to separate the aqueous phase. After this operation was performed again, the complex solution was washed in the same manner with 4 L of 1N hydrochloric acid aqueous solution, allowed to stand, and then the acidic aqueous solution was separated to recover the toluene solution of the polyaniline complex.

この複合体溶液に含まれる若干の不溶物を#5Cの濾紙により除去し、トルエンに可溶なポリアニリン複合体のトルエン溶液を回収した。この溶液をエバポレーターに移し、60℃の湯浴で加温し、減圧することにより、揮発分を蒸発留去し、208gのポリアニリン複合体を得た。
このポリアニリン複合体から揮発分を実質的に取り除いたものの元素分析の結果は、炭素:61.7重量%、水素:8.2重量%、窒素:3.9重量%、硫黄:5.5重量%であった。
Some insoluble matter contained in this complex solution was removed with # 5C filter paper, and a toluene solution of a polyaniline complex soluble in toluene was recovered. This solution was transferred to an evaporator, heated in a hot water bath at 60 ° C., and reduced in pressure to evaporate and remove volatile components to obtain 208 g of a polyaniline complex.
The results of elemental analysis of the polyaniline complex from which volatile components were substantially removed were as follows: carbon: 61.7% by weight, hydrogen: 8.2% by weight, nitrogen: 3.9% by weight, sulfur: 5.5% by weight %Met.

アニリン原料に基づく窒素重量%とスルホコハク酸エステルに基づく硫黄重量%の比率から、本複合体中のポリアニリンのモノマーユニット/スルホコハク酸エステルのモル比は2.2であった。また、このポリアニリン複合体中のポリアニリン骨格の重量平均分子量はGPC測定から、100,000g/molであった。   From the ratio of the nitrogen weight percent based on the aniline raw material and the sulfur weight percent based on the sulfosuccinic acid ester, the molar ratio of monomer unit / sulfosuccinic acid ester of polyaniline in the composite was 2.2. Moreover, the weight average molecular weight of the polyaniline skeleton in this polyaniline complex was 100,000 g / mol from GPC measurement.

実施例1
(1)導電性ポリアニリン組成物の調製
製造例1で得た、導電性ポリアニリン複合体1gを20mlのトルエンに再度溶解し、均一な導電性ポリアニリン複合体溶液を調製した。この溶液に、3−フェノキシフェノール6.22mmolを添加して、3−フェノキシフェノール濃度が約0.30mol/Lの均一な導電性ポリアニリン組成物を得た。
(2)導電性ポリアニリン薄膜の製造
上記(1)で得た導電性ポリアニリン組成物約1mlを、30mm×30mm角のガラス基板上に展開し、2,000rpmで1分間スピンコートした。これを空気気流下160℃で30分乾燥し、ガラス基板上に透明で均質な薄膜を形成した。ロレスターGP(三菱化学社製;四探針法による抵抗率計)を用いて表面の抵抗を測定し、その値を初期値(R)とした。尚、初期値(R)は410.6Ω/□であった。
(3)導電性ポリアニリン成形体の耐熱性試験
上記(2)で得た導電性ポリアニリン組成物の薄膜をガラス基板のまま、窒素気流下160℃で、所定時間加熱した後に表面抵抗を測定した。所定時間経過後の表面抵抗値(R)と初期値との比(R/R)を算出し薄膜の耐熱性を評価した。表1に加熱時間と表面抵抗比(R/R)を示す。
Example 1
(1) Preparation of conductive polyaniline composition 1 g of the conductive polyaniline complex obtained in Production Example 1 was dissolved again in 20 ml of toluene to prepare a uniform conductive polyaniline complex solution. To this solution, 6.22 mmol of 3-phenoxyphenol was added to obtain a uniform conductive polyaniline composition having a 3-phenoxyphenol concentration of about 0.30 mol / L.
(2) Production of conductive polyaniline thin film About 1 ml of the conductive polyaniline composition obtained in (1) above was spread on a 30 mm × 30 mm square glass substrate and spin-coated at 2,000 rpm for 1 minute. This was dried at 160 ° C. for 30 minutes under an air stream to form a transparent and homogeneous thin film on the glass substrate. The resistance of the surface was measured using a Lorester GP (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; resistivity meter based on a four-probe method), and the value was defined as an initial value (R 0 ). The initial value (R 0 ) was 410.6Ω / □.
(3) Heat Resistance Test of Conductive Polyaniline Molded Product The surface resistance was measured after heating the thin film of the conductive polyaniline composition obtained in (2) above at 160 ° C. under a nitrogen stream in a nitrogen stream for a predetermined time. The ratio (R / R 0 ) between the surface resistance value (R) and the initial value after the lapse of a predetermined time was calculated to evaluate the heat resistance of the thin film. Table 1 shows the heating time and the surface resistance ratio (R / R 0 ).

実施例2
(1)導電性ポリアニリン組成物の調製
製造例1で得た、導電性ポリアニリン複合体1gを20mlのトルエンに再度溶解し、均一な導電性ポリアニリン複合体溶液を調製した。この溶液に、β−ナフトール8.03mmolを添加して、β−ナフトール濃度が約0.39mol/Lの均一な導電性ポリアニリン組成物を得た。
(2)導電性ポリアニリン薄膜の製造
上記(1)で得た導電性ポリアニリン組成物約1mlを、30mm×30mm角のガラス基板上に展開し、2,000rpmで1分間スピンコートした。これを空気気流下160℃で30分乾燥し、ガラス基板上に透明で均質な薄膜を形成した。ロレスターGP(三菱化学社製;四探針法による抵抗率計)を用いて表面の抵抗を測定し、その値を初期値(R)とした。尚、初期値(R)は385.2Ω/□であった。
(3)導電性ポリアニリン成形体の耐熱性試験
上記(2)で得た導電性ポリアニリン組成物の薄膜をガラス基板のまま、窒素気流下160℃で、所定時間加熱した後に表面抵抗を測定した。所定時間経過後の表面抵抗値(R)と初期値との比(R/R)を算出し薄膜の耐熱性を評価した。表1に加熱時間と表面抵抗比(R/R)を示す。
Example 2
(1) Preparation of conductive polyaniline composition 1 g of the conductive polyaniline complex obtained in Production Example 1 was dissolved again in 20 ml of toluene to prepare a uniform conductive polyaniline complex solution. To this solution, 8.03 mmol of β-naphthol was added to obtain a uniform conductive polyaniline composition having a β-naphthol concentration of about 0.39 mol / L.
(2) Production of conductive polyaniline thin film About 1 ml of the conductive polyaniline composition obtained in (1) above was spread on a 30 mm × 30 mm square glass substrate and spin-coated at 2,000 rpm for 1 minute. This was dried at 160 ° C. for 30 minutes under an air stream to form a transparent and homogeneous thin film on the glass substrate. The resistance of the surface was measured using a Lorester GP (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; resistivity meter based on a four-probe method), and the value was defined as an initial value (R 0 ). The initial value (R 0 ) was 385.2Ω / □.
(3) Heat Resistance Test of Conductive Polyaniline Molded Product The surface resistance was measured after heating the thin film of the conductive polyaniline composition obtained in (2) above at 160 ° C. under a nitrogen stream in a nitrogen stream for a predetermined time. The ratio (R / R 0 ) between the surface resistance value (R) and the initial value after the lapse of a predetermined time was calculated to evaluate the heat resistance of the thin film. Table 1 shows the heating time and the surface resistance ratio (R / R 0 ).

Figure 0005492413
Figure 0005492413

比較例1
(1)導電性ポリアニリン組成物の調製
上記製造例1で得た、導電性ポリアニリン複合体1gを20mlのトルエンに再度溶解し、均一な導電性ポリアニリン複合体溶液を調製した。この溶液に、m−クレゾール19mmolを添加して、m−クレゾール濃度が約0.86mol/Lの均一な導電性ポリアニリン組成物を得た。
(2)導電性ポリアニリン薄膜の製造
上記(1)で得た導電性ポリアニリン組成物約1mlを、30mm×30mm角のガラス基板上に展開し、2,000rpmで1分間スピンコートした。これを空気気流下80℃で1分間乾燥し、ガラス基板上に透明で均質な薄膜を形成した。ロレスターGP(三菱化学社製;四探針法による抵抗率計)を用いて表面の抵抗を測定し、その値を初期値(R)とした。尚、初期値(R)は162.7Ω/□であった。
(3)導電性ポリアニリン成形体の耐熱性試験
上記(2)で得た導電性ポリアニリン組成物の薄膜について、実施例1と同様に評価した。結果を表1に示す。
Comparative Example 1
(1) Preparation of conductive polyaniline composition 1 g of the conductive polyaniline complex obtained in Production Example 1 was dissolved again in 20 ml of toluene to prepare a uniform conductive polyaniline complex solution. To this solution, 19 mmol of m-cresol was added to obtain a uniform conductive polyaniline composition having an m-cresol concentration of about 0.86 mol / L.
(2) Production of conductive polyaniline thin film About 1 ml of the conductive polyaniline composition obtained in (1) above was spread on a 30 mm × 30 mm square glass substrate and spin-coated at 2,000 rpm for 1 minute. This was dried at 80 ° C. for 1 minute in an air stream to form a transparent and homogeneous thin film on the glass substrate. The resistance of the surface was measured using a Lorester GP (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation; resistivity meter based on a four-probe method), and the value was defined as an initial value (R 0 ). The initial value (R 0 ) was 162.7Ω / □.
(3) Heat resistance test of conductive polyaniline molded body The thin film of the conductive polyaniline composition obtained in the above (2) was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

m−クレゾールを添加した薄膜とフェノキシフェノール又はナフトールを添加した薄膜との耐熱試験データを比べると、フェノキシフェノール又はナフトールを添加した薄膜では表面抵抗値の上昇が抑制されていることが確認できた。   When the heat resistance test data of the thin film to which m-cresol was added and the thin film to which phenoxyphenol or naphthol was added were compared, it was confirmed that the increase in the surface resistance value was suppressed in the thin film to which phenoxyphenol or naphthol was added.

本発明のポリアニリン組成物は、特にパワーエレクトロニクス、オプトエレクトロニクス分野において、静電・帯電防止材料、透明電極や導電性フィルム材料、エレクトロルミネッセンス素子の材料、回路材料、コンデンサの誘電体・電解質、太陽電池や二次電池の極材料、燃料電池セパレータ材料等に利用できる。   The polyaniline composition of the present invention is particularly useful in the field of power electronics and optoelectronics. Electrostatic / antistatic materials, transparent electrodes, conductive film materials, electroluminescent element materials, circuit materials, capacitor dielectrics / electrolytes, solar cells And can be used as an electrode material for a secondary battery, a fuel cell separator material, and the like.

Claims (6)

炭化水素系溶剤、含ハロゲン系溶剤、又はエステル系溶剤に溶解している、式(I)で示される有機プロトン酸又はその塩によってプロトネーションされた置換又は未置換ポリアニリン複合体と、
芳香環を2個以上有し、かつフェノール性水酸基を有する化合物と、を含む導電性ポリアニリン組成物。
M(YARn)m (I)
(式(I)において、Mは、水素原子又は有機若しくは無機遊離基である。Yは、酸性基である。Aは、置換基を含んでもよい炭化水素基である。Rは、それぞれ独立して、−R、−OR1、−COR、−COOR、−CO(COR)、―CO(COOR)である。Rは炭素数が4以上の置換基を含んでもよい炭化水素基、シリル基、アルキルシリル基、または−(R2O)x−R基、−(OSiR )x−OR(Rはアルキレン基、Rはそれぞれ同一でも異なっていてもよい炭化水素基であり、xは1以上の整数である)である。nは2以上の整数であり、mはMの価数である。)
A substituted or unsubstituted polyaniline complex that is protonated with an organic protonic acid represented by the formula (I) or a salt thereof dissolved in a hydrocarbon solvent, a halogen-containing solvent, or an ester solvent;
A conductive polyaniline composition comprising a compound having two or more aromatic rings and a phenolic hydroxyl group.
M (YARn) m (I)
(In Formula (I), M is a hydrogen atom or an organic or inorganic free radical. Y is an acidic group. A is a hydrocarbon group that may contain a substituent. R is independently selected. -R 1 , -OR 1 , -COR 1 , -COOR 1 , -CO (COR 1 ), and -CO (COOR 1 ), where R 1 may contain a substituent having 4 or more carbon atoms. hydrogen group, a silyl group, an alkylsilyl group, or - (R 2 O) x- R 3 group, - (OSiR 3 2) x -oR 3 (R 2 represents an alkylene group, also R 3 is different from each identical Tei It is a good hydrocarbon group, x is an integer of 1 or more), n is an integer of 2 or more, and m is the valence of M.)
前記フェノール性水酸基を有する化合物が、下記式(1)で表される化合物である請求項1に記載の導電性ポリアニリン組成物。
Ar−X−Ar’ (1)
[式中、Xは単結合、酸素原子、窒素原子を含む基、又は炭素原子を含む基である。Ar及びAr’は芳香環基であり、両者は同一でも異なってもよい。Ar及び/又はAr’は、少なくとも一つの水酸基を有する。ArとAr’は、ハロゲン原子、ニトロ基、ニトリル基、アミノ基及びカルボニル基からなる群から選択される置換基を1つ以上有してもよい。]
The conductive polyaniline composition according to claim 1, wherein the compound having a phenolic hydroxyl group is a compound represented by the following formula (1 ) .
Ar-X-Ar '(1)
[Wherein, X is a single bond, a group containing an oxygen atom, a nitrogen atom, or a group containing a carbon atom . A r and Ar 'is an aromatic ring group, it may be the same or different. Ar and / or Ar ′ has at least one hydroxyl group. Ar and Ar ′ may have one or more substituents selected from the group consisting of a halogen atom, a nitro group, a nitrile group, an amino group, and a carbonyl group. ]
フェノール性水酸基を有する化合物が、多環芳香環に水酸基が結合した化合物である請求項1に記載の導電性ポリアニリン組成物。   The conductive polyaniline composition according to claim 1, wherein the compound having a phenolic hydroxyl group is a compound in which a hydroxyl group is bonded to a polycyclic aromatic ring. 炭化水素系溶剤、含ハロゲン系溶剤、又はエステル系溶剤に溶解している、式(I)で示される有機プロトン酸又はその塩によってプロトネーションされた置換又は未置換ポリアニリン複合体に、芳香環を2個以上有し、かつフェノール性水酸基を有する化合物を添加する導電性ポリアニリン組成物の製造方法。
M(YARn)m (I)
(式(I)において、Mは、水素原子又は有機若しくは無機遊離基である。Yは、酸性基である。Aは、置換基を含んでもよい炭化水素基である。Rは、それぞれ独立して、−R、−OR1、−COR、−COOR、−CO(COR)、―CO(COOR)である。Rは炭素数が4以上の置換基を含んでもよい炭化水素基、シリル基、アルキルシリル基、または−(R2O)x−R基、−(OSiR )x−OR(Rはアルキレン基、Rはそれぞれ同一でも異なっていてもよい炭化水素基であり、xは1以上の整数である)である。nは2以上の整数であり、mはMの価数である。)
An aromatic ring is attached to a substituted or unsubstituted polyaniline complex that is protonated with an organic protonic acid represented by the formula (I) or a salt thereof dissolved in a hydrocarbon solvent, a halogen-containing solvent, or an ester solvent. A method for producing a conductive polyaniline composition comprising adding a compound having two or more and having a phenolic hydroxyl group.
M (YARn) m (I)
(In Formula (I), M is a hydrogen atom or an organic or inorganic free radical. Y is an acidic group. A is a hydrocarbon group that may contain a substituent. R is independently selected. -R 1 , -OR 1 , -COR 1 , -COOR 1 , -CO (COR 1 ), and -CO (COOR 1 ), where R 1 may contain a substituent having 4 or more carbon atoms. hydrogen group, a silyl group, an alkylsilyl group, or - (R 2 O) x- R 3 group, - (OSiR 3 2) x -oR 3 (R 2 represents an alkylene group, also R 3 is different from each identical Tei It is a good hydrocarbon group, x is an integer of 1 or more), n is an integer of 2 or more, and m is the valence of M.)
フェノール性水酸基を有する化合物が、下記式(1)で表される化合物又は多環芳香環に水酸基が結合した化合物である請求項4に記載の導電性ポリアニリン組成物の製造方法。
Ar−X−Ar’ (1)
[式中、Xは単結合、酸素原子、窒素原子を含む基、又は炭素原子を含む基である。Ar及びAr’は芳香環基であり、両者は同一でも異なってもよい。Ar及び/又はAr’は、少なくとも一つの水酸基を有する。ArとAr’は、ハロゲン原子、ニトロ基、ニトリル基、アミノ基及びカルボニル基からなる群から選択される置換基を1つ以上有してもよい。]
The method for producing a conductive polyaniline composition according to claim 4, wherein the compound having a phenolic hydroxyl group is a compound represented by the following formula (1 ) or a compound in which a hydroxyl group is bonded to a polycyclic aromatic ring.
Ar-X-Ar '(1)
[Wherein, X is a single bond, a group containing an oxygen atom, a nitrogen atom, or a group containing a carbon atom . A r and Ar 'is an aromatic ring group, it may be the same or different. Ar and / or Ar ′ has at least one hydroxyl group. Ar and Ar ′ may have one or more substituents selected from the group consisting of a halogen atom, a nitro group, a nitrile group, an amino group, and a carbonyl group. ]
請求項1〜3のいずれかに記載の導電性ポリアニリン組成物を乾燥させて得られる導電性成形体。   The electroconductive molded object obtained by drying the electroconductive polyaniline composition in any one of Claims 1-3.
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