KR102470928B1 - 조성물 및 적층체 - Google Patents

조성물 및 적층체 Download PDF

Info

Publication number
KR102470928B1
KR102470928B1 KR1020217007083A KR20217007083A KR102470928B1 KR 102470928 B1 KR102470928 B1 KR 102470928B1 KR 1020217007083 A KR1020217007083 A KR 1020217007083A KR 20217007083 A KR20217007083 A KR 20217007083A KR 102470928 B1 KR102470928 B1 KR 102470928B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
copolymer
inorganic filler
group
fluoromonomer
filler
Prior art date
Application number
KR1020217007083A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210041605A (ko
Inventor
유우키 스즈키
도시하루 시모오카
요시코 구와지마
도모야 히다카
시게아키 야마자키
Original Assignee
다이킨 고교 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 다이킨 고교 가부시키가이샤 filed Critical 다이킨 고교 가부시키가이샤
Publication of KR20210041605A publication Critical patent/KR20210041605A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102470928B1 publication Critical patent/KR102470928B1/ko

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/20—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C08K3/041—Carbon nanotubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F226/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen
    • C08F226/06—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen by a heterocyclic ring containing nitrogen
    • C08F226/10—N-Vinyl-pyrrolidone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/013—Fillers, pigments or reinforcing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/06—Elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08L27/16—Homopolymers or copolymers or vinylidene fluoride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08L27/18—Homopolymers or copolymers or tetrafluoroethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08L27/20—Homopolymers or copolymers of hexafluoropropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/18—Homopolymers or copolymers of nitriles
    • C08L33/20—Homopolymers or copolymers of acrylonitrile
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L39/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L39/04—Homopolymers or copolymers of monomers containing heterocyclic rings having nitrogen as ring member
    • C08L39/06—Homopolymers or copolymers of N-vinyl-pyrrolidones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D127/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D127/02—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09D127/12—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D127/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D127/02—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09D127/12—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C09D127/16—Homopolymers or copolymers of vinylidene fluoride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/18—Homopolymers or copolymers of nitriles
    • C09D133/20—Homopolymers or copolymers of acrylonitrile
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D139/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D139/04—Homopolymers or copolymers of monomers containing heterocyclic rings having nitrogen as ring member
    • C09D139/06—Homopolymers or copolymers of N-vinyl-pyrrolidones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/24—Electrically-conducting paints
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/04—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of carbon-silicon compounds, carbon or silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/24—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising carbon-silicon compounds, carbon or silicon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/14—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • H01M4/623—Binders being polymers fluorinated polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)

Abstract

무기 필러의 분산성 및 내산화성이 우수한 조성물을 제공한다. 무기 필러, 플루오로모노머와 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물의 공중합체, 및 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.

Description

조성물 및 적층체
본 개시는, 조성물 및 적층체에 관한 것이다.
잉크, 고무, 도전성 필름, 전기 화학 디바이스(전지 등) 등의, 무기 필러를 사용하는 분야에서는, 무기 필러를 분산매에 균일하게 분산시키기 위해서, 분산제가 일반적으로 사용되고 있다.
예를 들어, 리튬 이온 전지 등의 이차 전지 분야에서는, 정극용 도전 조제로서 사용되는 카본 필러(아세틸렌 블랙, 오일 퍼니스 블랙, 카본 나노튜브, 그래핀 등)를 분산시키기 위한 분산제로서, 폴리비닐피롤리돈(PVP)이 널리 사용되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 내지 3 참조).
또한, 분산제 이외의 분야에서는, 친수화제, 수생 생물 부착 방지 재료, 생체 적합성 재료 등으로서, 테트라플루오로에틸렌과 N-비닐피롤리돈의 공중합체를 사용하는 것이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 4 내지 6 참조).
일본 특허 공개 제2005-162877호 일본 특허 공개 제2017-54649호 일본 특허 공개 제2016-25077호 국제 공개 제2016/133206호 국제 공개 제2016/204142호 국제 공개 제2016/204217호
본 개시는, 무기 필러의 분산성 및 내산화성이 우수한 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시는, 무기 필러, 플루오로모노머와 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물의 공중합체, 및 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물에 관한 것이다.
상기 무기 필러와 상기 공중합체의 질량비(무기 필러/공중합체)가, 0.1 내지 100인 것이 바람직하다.
상기 공중합체는 테트라플루오로에틸렌 및 헥사플루오로프로필렌으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 플루오로모노머와 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물의 공중합체이며, 전체 단량체 단위에 대하여, 플루오로모노머 단위가 65 내지 7몰％이며, 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물 단위가 35 내지 93몰％인 것이 바람직하다.
상기 무기 필러는 카본 필러인 것이 바람직하다.
상기 무기 필러는 섬유상 카본인 것도 바람직하다.
상기 무기 필러는 카본 나노튜브인 것도 바람직하다.
본 개시는, 기재와, 상기 기재 상에 형성된, 상기 조성물로 형성되는 도막을 구비하는 적층체에도 관한 것이다.
본 개시는, 상기 적층체를 구비하는 도전성 부재에도 관한 것이다.
본 개시는, 무기 필러를 용매에 분산시키기 위한 분산제이며, 플루오로모노머와 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물의 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산제에도 관한 것이다.
본 개시에 의하면, 무기 필러의 분산성 및 내산화성이 우수한 조성물을 제공할 수 있다.
이하, 본 개시를 구체적으로 설명한다.
본 개시는, 무기 필러, 플루오로모노머와 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물의 공중합체, 및 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물에 관한 것이다.
본 개시의 조성물은, 상기 공중합체를 포함하므로, 폴리비닐피롤리돈(PVP) 등을 사용하는 경우와 비교하여, 무기 필러의 분산성(용매에 대한 무기 필러의 분산성) 및 내산화성이 우수하다.
본 개시의 조성물은, 또한 상기 공중합체가 비교적 소량이어도, 무기 필러의 분산성 및 내산화성이 우수하다.
본 개시의 조성물은, 또한 장시간(예를 들어, 조제 후 7일 이상) 경과해도, 무기 필러의 분산성이 우수하다.
본 개시의 조성물은, 또한 점도 변화가 작다.
상기 무기 필러로서는, 카본 필러, 세라믹 필러, 금속 필러 등을 들 수 있다.
상기 카본 필러로서는, 카본 블랙(케첸 블랙, 아세틸렌 블랙, 퍼니스 블랙, 채널 블랙 등), 섬유상 카본(카본 섬유, 카본 나노튜브, 카본 나노파이버, 카본 나노혼, 카본 나노브러시 등), 시트상 카본(그래핀 등), 구상 카본(풀러렌 등), 나노포러스 카본, 그래파이트(천연 흑연, 인조 흑연) 등을 들 수 있다.
그 중에서도 섬유상 카본이 바람직하고, 카본 나노튜브(CNT)가 보다 바람직하다.
상기 카본 블랙은, 평균 입자 직경이 0.1nm 내지 100㎛인 것이 바람직하고, 1nm 내지 50㎛인 것이 보다 바람직하다.
상기 평균 입자 직경은 입도 분포계나 전자 현미경(SEM)에 의해 측정할 수 있다.
상기 섬유상 카본은, 평균 섬유 직경이 0.1nm 내지 500nm인 것이 바람직하고, 1 내지 200nm인 것이 보다 바람직하다.
상기 섬유상 카본은, 또한 평균 섬유 길이/평균 섬유 직경의 비율이 1 내지 5000인 것이 바람직하고, 1 내지 500인 것이 보다 바람직하다.
상기 평균 섬유 직경 및 평균 섬유 길이는 입도 분포계나 전자 현미경(SEM)에 의해 측정할 수 있다.
상기 시트상 카본은 단층, 또는 몇개의 시트가 적층된 다층이어도 되고, 다층인 경우에는 50층 이하가 바람직하고, 10층 이하가 보다 바람직하다.
상기 적층수는 라만 분광법에 의해 측정할 수 있다.
상기 시트상 카본은, 1층의 평균 두께가 0.1 내지 1nm인 것이 바람직하고, 0.2 내지 0.4nm인 것이 보다 바람직하다.
상기 시트상 카본은, 시트를 펼쳤을 때의 최장 부분의 평균 길이가 0.1nm 내지 1000㎛인 것이 바람직하고, 1nm 내지 100㎛인 것이 보다 바람직하다.
상기 평균 길이는 전자 현미경(SEM)에 의해 측정할 수 있다.
상기 구상 카본은, 평균 입자 직경이 0.1nm 내지 100㎛인 것이 바람직하고, 0.1nm 내지 1㎛인 것이 보다 바람직하다.
상기 평균 입자 직경은 입도 분포계나 전자 현미경(SEM)에 의해 측정할 수 있다.
상기 세라믹 필러로서는, 지르코늄, 탄탈, 티타늄, 텅스텐, 규소, 알루미늄, 베릴륨 등의 무기 질화물류, 탄화물류, 붕화물류, 산화물류 등의 입자를 들 수 있고, 구체적으로는 알루미나, 지르코니아, 질화알루미늄, 베릴리아, 질화지르코늄, 붕화지르코늄, 질화티타늄, 산화티타늄, 산화실리콘, 탄화탄탈, 탄화텅스텐, 탄화지르코늄, 탄화티타늄, 탄화규소, 붕화알루미늄, 붕화티타늄 등의 입자를 들 수 있다.
그 중에서도 알루미나, 산화티타늄, 산화실리콘이 바람직하다.
상기 세라믹 필러는, 평균 입자 직경이 0.01nm 내지 100㎛인 것이 바람직하고, 0.1nm 내지 10㎛인 것이 보다 바람직하다.
상기 평균 입자 직경은 입도 분포계나 전자 현미경(SEM)에 의해 측정할 수 있다.
상기 금속 필러로서는, 금, 은, 구리, 니켈, 팔라듐, 주석, 알루미늄 등의 금속 입자를 들 수 있다.
그 중에서도 금, 은, 구리가 바람직하다.
상기 금속 필러는, 평균 입자 직경이 0.01nm 내지 100㎛인 것이 바람직하고, 0.1nm 내지 1㎛인 것이 보다 바람직하다.
상기 평균 입자 직경은 입도 분포계나 전자 현미경(SEM)에 의해 측정할 수 있다.
상기 무기 필러로서는, 도전성 무기 필러가 바람직하고, 카본 필러, 금속 필러가 보다 바람직하고, 카본 필러가 더욱 바람직하다.
상기 공중합체는, 플루오로모노머 단위 및 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물 단위를 포함하는 공중합체이며, 본 명세서에 있어서, 플루오로모노머/아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물 공중합체라고 기재하는 경우가 있다.
본 개시의 조성물에 있어서, 상기 공중합체는 상기 무기 필러를 상기 용매에 분산시키는 분산제로서 기능하는 것이면 된다.
상기 플루오로모노머/아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물 공중합체로서는, 분산성 및 내산화성이 한층 향상되는 점에서, 전체 단량체 단위에 대하여, 플루오로모노머 단위가 99.9 내지 0.1몰％, 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물 단위가 0.1 내지 99.9몰％인 것이 바람직하다. 또한, 플루오로모노머 단위가 65 내지 7몰％, 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물 단위가 35 내지 93몰％인 것이 보다 바람직하다. 또한, 플루오로모노머 단위가 55 내지 15몰％, 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물 단위가 45 내지 85몰％인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 플루오로모노머 단위가 45 내지 20몰％, 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물 단위가 55 내지 80몰％인 것이 특히 바람직하다.
아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물 단위가 99.9몰％를 초과하면, 내산화성이 악화될 우려가 있다. 또한, 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물 단위가 0.1몰％ 미만이면, 계면 활성능이 저하되고, 분산성이 악화될 우려가 있다.
또한 특히 플루오로모노머 단위와 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물 단위의 몰비(플루오로모노머 단위/아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물 단위)가, 0.07 내지 1.50의 범위인 것이 바람직하고, 0.25 내지 1.25의 범위인 것이 보다 바람직하다. 더욱 바람직하게는 0.25 내지 0.82의 범위이다. 몰비가 너무 작으면, 내산화성이 악화될 우려가 있고, 몰비가 너무 크면, 분산성이 악화될 우려가 있다.
상기 플루오로모노머로서는, (1) sp2 혼성 탄소 원자에 결합된 불소 원자를 갖는 올레핀, (2) 일반식: CH2=CX-COORf(식 중, X는 Cl, H 또는 알킬기, Rf는 플루오로알킬기)로 표시되는 모노머, (3) 일반식: CH2=CH-Rf(식 중, Rf는 플루오로알킬기)로 표시되는 모노머, (4) 일반식: CH2=CH-ORf(식 중, Rf는 플루오로알킬기)로 표시되는 모노머 등을 들 수 있다.
상기 알킬기로서는, 탄소수 1 내지 3의 알킬기를 들 수 있고, 메틸기가 바람직하다.
상기 플루오로알킬기로서는, 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지한 플루오로알킬기가 바람직하다.
상기 플루오로모노머로서는, 폴리머 주쇄를 구성하는 탄소 원자에 결합된 불소 원자를 상기 공중합체에 도입할 수 있고, 그것에 의해 상기 공중합체의 내산화성이 향상되는 점에서, (1)이 바람직하고, 불화비닐리덴, 트리플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 모노플루오로에틸렌, 트리플루오로스티렌, 및 일반식: CH2=CFRf1(식 중, Rf1은 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지한 플루오로알킬기)로 표시되는 플루오로모노머로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 보다 바람직하고, 불화비닐리덴, 트리플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 클로로트리플루오로에틸렌 및 트리플루오로스티렌으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 플루오로모노머로서는, 테트라플루오로에틸렌(TFE), 헥사플루오로프로필렌(HFP), 클로로트리플루오로에틸렌(CTFE), 불화비닐리덴, 트리플루오로에틸렌, 모노플루오로에틸렌, 플루오로알킬비닐에테르, 플루오로알킬에틸렌, 트리플루오로프로필렌, 펜타플루오로프로필렌, 트리플루오로부텐, 테트라플루오로이소부텐, 헥사플루오로이소부텐, 트리플루오로스티렌, 및 일반식: CH2=CFRf1(식 중, Rf1은 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지한 플루오로알킬기)로 표시되는 플루오로모노머로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하고, TFE, CTFE, 불화비닐리덴 및 HFP로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 보다 바람직하고, TFE 및 불화비닐리덴으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 분산성 및 내산화성이 한층 향상되는 점에서, 상기 플루오로모노머는, 불화에틸렌(하나 이상의 수소 원자가 불소 원자로 치환된 에틸렌) 및 불화프로필렌(하나 이상의 수소 원자가 불소 원자로 치환된 프로필렌)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하고, 테트라플루오로에틸렌(TFE) 및 헥사플루오로프로필렌(HFP)으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 보다 바람직하다.
상기 중합성 비닐 화합물은 아미드 결합을 갖고 있으며, 아미드 결합에 더하여 중합성 비닐기를 갖고 있다. 상기 아미드 결합은 카르보닐기와 질소 원자 사이의 결합을 말한다.
상기 중합성 비닐기로서는, 비닐기, 알릴기, 비닐에테르기, 비닐에스테르기, 아크릴기 등을 들 수 있다.
상기 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물로서는, N-비닐-β-프로피오락탐, N-비닐-2-피롤리돈, N-비닐-γ-발레로락탐, N-비닐-2-피페리돈, N-비닐-헵토락탐 등의 N-비닐락탐 화합물, N-비닐포름아미드, N-메틸-N-비닐아세트아미드 등의 비환상의 N-비닐아미드 화합물, N-알릴-N-메틸포름아미드, 알릴요소 등의 비환상의 N-알릴아미드 화합물, 1-(2-프로페닐)-2-피롤리돈 등의 N-알릴락탐 화합물, (메트)아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, N-이소프로필아크릴아미드 등의 아크릴아미드 화합물을 들 수 있다.
상기 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물로서는, 또한
Figure 112021027428279-pct00001
(식 중, R1 및 R2는 독립적으로 H 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기)로 나타나는 화합물,
Figure 112021027428279-pct00002
(식 중, R1 및 R2는 독립적으로 H 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기)로 나타나는 화합물 등도 들 수 있다.
그 중에서도 N-비닐락탐 화합물 또는 비환상의 N-비닐아미드 화합물이 바람직하고, N-비닐-β-프로피오락탐, N-비닐-2-피롤리돈, N-비닐-γ-발레로락탐, N-비닐-2-피페리돈 및 N-비닐-헵토락탐으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 보다 바람직하고, N-비닐-2-피롤리돈 및 N-비닐-2-피페리돈으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 더욱 바람직하고, N-비닐-2-피롤리돈이 특히 바람직하다.
상기 플루오로모노머/아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물 공중합체는, 본 개시의 조성물 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 플루오로모노머 단위 및 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물 단위 이외의 다른 단량체 단위를 갖고 있어도 된다. 다른 단량체 단위로서는, 비닐에스테르모노머 단위, 비닐에테르모노머 단위, 폴리에틸렌글리콜을 측쇄에 갖는 (메트)아크릴모노머 단위, 폴리에틸렌글리콜을 측쇄에 갖는 비닐모노머 단위, 장쇄 탄화수소기를 갖는 (메트)아크릴모노머 단위, 장쇄 탄화수소기를 갖는 비닐모노머 단위 등을 들 수 있다. 다른 단량체 단위의 합계는 0 내지 50몰％이면 되고, 0 내지 40몰％이면 되고, 0 내지 30몰％이면 되고, 0 내지 15몰％이면 되고, 0 내지 5몰％이면 된다.
상기 플루오로모노머/아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물 공중합체는, 실질적으로 플루오로모노머 단위 및 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물 단위만을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 플루오로모노머/아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물 공중합체는, 중량 평균 분자량이 10000 이상인 것이 바람직하고, 15000 이상이 보다 바람직하고, 20000 이상이 더욱 바람직하고, 30000 이상이 특히 바람직하다. 보다 바람직하게는, 15000 내지 500000이며, 더욱 바람직하게는, 20000 내지 300000, 특히 바람직하게는 30000 내지 300000이다. 상기 중량 평균 분자량은 겔 침투 크로마토그래피(GPC)에 의해 구할 수 있다.
본 개시의 조성물에 있어서, 상기 무기 필러와 상기 공중합체의 질량비(무기 필러/공중합체)는, 0.1 내지 100인 것이 바람직하다. 상기 질량비는 0.2 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.4 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또한 50 이하인 것이 보다 바람직하고, 10 이하인 것이 더욱 바람직하고, 5 이하인 것이 특히 바람직하다.
본 개시의 조성물은, 상기 공중합체가 비교적 소량(상기 질량비가 비교적 큼)이어도, 무기 필러의 분산성 및 내산화성이 우수하다.
본 개시의 조성물은 추가로 용매를 포함한다. 상기 용매로서는, 물, 유기 용매를 들 수 있지만, 유기 용매가 바람직하다.
상기 유기 용매로서는, 예를 들어 N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸아세트아미드, 디메틸포름아미드 등의 질소 함유계 유기 용매; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤계 용매; 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르계 용매; 테트라히드로푸란, 디옥산, 에틸셀로솔브, 메틸셀로솔브, 디글라임, 트리글라임 등의 에테르계 용매; 크실렌, 톨루엔, 솔벤트 나프타 등의 방향족 탄화수소계 용매; n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, n-노난, n-데칸, n-운데칸, n-도데칸, 미네랄 스피릿 등의 지방족 탄화수소계 용매; 그들의 혼합 용제 등을 들 수 있다.
상기 용매의 양은, 상기 무기 필러 100질량부에 대하여 10만 내지 1000만질량부인 것이 바람직하고, 50만 내지 500만질량부인 것이 보다 바람직하다.
본 개시의 조성물은, 상기 무기 필러가 상기 용매에 분산된 분산액인 것이 바람직하다. 본 개시의 조성물은 상기 공중합체를 포함하므로, 상기 무기 필러가 상기 용매에 매우 양호하게 분산된다.
본 개시의 조성물은 도료 조성물이어도 된다.
본 개시의 조성물은 용도 등에 따라서 기타 성분을 더 포함해도 된다. 상기 기타 성분으로서는, 불소계 폴리머(단, 상기 플루오로모노머/아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물 공중합체를 제외함), 비불소계 폴리머, 유기 필러, 전극 활물질 등의 전극 재료, 잉크 안료 등을 들 수 있다.
상기 불소계 폴리머는 불소 함유 에틸렌성 단량체를 중합하여 이루어지는 것이며, 불소 함유 에틸렌성 단량체와 불소 비함유 에틸렌성 단량체를 중합하여 이루어지는 것이어도 된다. 불소 함유 에틸렌성 단량체와 불소 비함유 에틸렌성 단량체는, 각각 1종 또는 2종 이상을 사용해도 된다.
상기 불소 함유 에틸렌성 단량체로서는, 예를 들어 테트라플루오로에틸렌, 불화비닐리덴, 트리클로로플루오로에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 불화비닐, 헥사플루오로프로필렌, 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(1234yf), 하기 일반식 (i):
CX1 2=CX2(CF2)nX3 (i)
(식 중, X1, X2 및 X3은 동일하거나 또는 다르고, 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, n은 1 내지 10의 정수를 나타낸다.)로 표시되는 플루오로올레핀, 하기 일반식 (ii):
CF2=CF-ORf2 (ii)
(식 중, Rf2는 탄소수 1 내지 5의 퍼플루오로알킬기를 나타낸다.)로 표시되는 퍼플루오로(알킬비닐에테르) 등을 들 수 있다.
상기 불소 비함유 에틸렌성 단량체로서는, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 2-부텐, 염화비닐, 하기 일반식 (iii):
Figure 112021027428279-pct00003
(식 중, R11 내지 R13은 각각 독립적으로 수소 원자, 염소 원자 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이며, X11은 주쇄가 원자수 1 내지 19로 구성되는 분자량 472 이하의 원자단이다.)으로 표시되는 단량체 (iii) 등을 들 수 있다.
상기 단량체 (iii)으로서는, 하기 식 (iii-1):
Figure 112021027428279-pct00004
(식 중, R11 내지 R13은 상술한 바와 같고, X111은 주쇄가 원자수 1 내지 18로 구성되는 분자량 456 이하의 원자단이다.)로 표시되는 단량체 (iii-1)이 바람직하다.
상기 불소계 폴리머로서는, 불화비닐리덴 호모폴리머, 불화비닐리덴과 테트라플루오로에틸렌을 포함하는 공중합체, 불화비닐리덴과 단량체 (iii)을 포함하는 공중합체, 불화비닐리덴과 테트라플루오로에틸렌과 단량체 (iii)을 포함하는 공중합체, 불화비닐리덴과 테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로필렌을 포함하는 공중합체, 불화비닐리덴과 테트라플루오로에틸렌과 헥사플루오로프로필렌과 단량체 (iii)을 포함하는 공중합체, 불화비닐리덴과 헥사플루오로프로필렌과 단량체 (iii)을 포함하는 공중합체 등이 바람직하다.
본 개시의 조성물은, 리튬 이온 전지 등의 이차 전지의 전극 형성용 조성물로서 적합하게 사용할 수 있다.
이차 전지의 전극에는 도전제가 포함되지만, 도전제의 분산성이 나쁘면, 전극 전체에 도전성이 부여되지 않아 성능이 악화된다. 또한, 도전제를 증량하여 이 문제에 대처하려고 하면, 에너지 밀도가 저하될 우려가 있다.
본 개시의 조성물은, 상기 무기 필러가 도전제(카본 필러 등의 도전성 무기 필러)인 경우도, 그 분산성이 우수하다. 또한, 상기 공중합체가 비교적 소량이어도 우수한 분산성을 발휘할 수 있다. 그 결과, 이차 전지의 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 종래 전지 분야에서 분산제로서 일반적으로 사용되고 있는 PVP는, 내산화성이 낮고, 4.45V 이상의 고전압에서 분해되어, 가스 발생이나 저항 증가의 원인이 될 우려가 있다.
본 개시의 조성물은, 내산화성이 우수하므로, 고전압의 이차 전지에도 적용할 수 있다.
또한, 본 개시의 조성물은, 분산제로서 PVP를 사용한 경우와 비교하여, 전극 합제 슬러리로 한 경우의 점도 변화가 작다.
본 개시의 조성물을 이차 전지의 전극 형성용 조성물로서 사용하는 경우에는, 상기 도전성 무기 필러, 상기 공중합체 및 상기 용매를 포함하는 것이 바람직하고, 추가로 전극 활물질, 결착제, 증점제 등을 포함해도 된다. 상기 결착제로서는, 예를 들어 상술한 불소계 폴리머(단, 상기 플루오로모노머/아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물 공중합체를 제외함)를 들 수 있다.
본 개시의 조성물은, 이차 전지의 정극 형성용 조성물로서 특히 적합하게 사용할 수 있다.
본 개시는, 기재와, 상기 기재 상에 형성된, 상술한 본 개시의 조성물로 형성되는 도막을 구비하는 적층체에도 관한 것이다.
상기 기재의 재료로서는, 금속, 세라믹, 수지, 유리 등을 들 수 있다.
상기 금속으로서는, 철, 스테인리스강, 구리, 알루미늄, 니켈, 티타늄 등을 들 수 있다. 상기 세라믹으로서는, 도기, 자기, 알루미나재, 지르코니아재, 산화규소재 등을 들 수 있다. 상기 수지로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리카르보네이트 수지, 실리콘 수지, 플루오로 실리콘 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 폴리페닐렌술피드 수지, 페놀 수지, 아크릴 수지, 폴리에테르술폰 수지 등을 들 수 있다.
상기 기재는 이차 전지용 집전체여도 된다. 상기 집전체(정극 집전체 및 부극 집전체)로서는, 예를 들어 철, 스테인리스강, 구리, 알루미늄, 니켈, 티타늄 등의 금속박 혹은 금속망 등을 들 수 있다. 그 중에서도 정극 집전체로서는, 알루미늄박 등이 바람직하고, 부극 집전체로서는 구리박 등이 바람직하다.
본 개시의 적층체는, 본 개시의 조성물을 상기 기재에 도포하고, 필요에 따라서 건조, 경화, 프레스 등을 행함으로써 제조할 수 있다.
상기 조성물로 형성되는 도막은, 상기 기재 상에 직접 형성되어도 되고, 다른 층을 개재하여 형성되어도 된다.
상기 조성물로 형성되는 도막의 두께는, 용도에 따라서 다르지만, 예를 들어 1 내지 1000㎛이면 된다.
본 개시의 적층체는 도전성 부재로서 적합하게 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 무기 필러는 도전성 무기 필러인 것이 바람직하다.
본 개시의 적층체를 구비하는 도전성 부재도, 본 개시 중 하나이다. 상기 도전성 부재는, 예를 들어 이차 전지의 전극인 것이 바람직하다.
본 개시는, 무기 필러를 용매에 분산시키기 위한 분산제이며, 플루오로모노머와 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물의 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산제에도 관한 것이다.
본 개시의 분산제는 상기 공중합체를 포함하므로, 폴리비닐피롤리돈(PVP) 등을 포함하는 분산제와 비교하여, 무기 필러의 분산성(용매에 대한 무기 필러의 분산성) 및 내산화성이 우수하다.
본 개시의 분산제는, 또한 사용량이 비교적 소량이어도, 무기 필러의 분산성 및 내산화성이 우수하다.
본 개시의 분산제는, 또한 장시간(예를 들어, 조제 후 7일 이상) 경과해도, 무기 필러의 분산성이 우수한 조성물(무기 필러 분산액)을 부여할 수 있다.
본 개시의 분산제는, 또한 점도 변화가 작은 조성물(무기 필러 분산액)을 부여할 수 있다.
본 개시의 분산제에 있어서의 상기 공중합체로서는, 본 개시의 조성물에 있어서의 플루오로모노머와 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물의 공중합체와 마찬가지의 공중합체를 사용할 수 있고, 바람직한 예도 마찬가지이다.
본 개시의 분산제는 상기 공중합체만을 포함하는 것이면 된다.
본 개시의 분산제를 적용하는 대상이 되는 무기 필러 및 용매로서는, 본 개시의 조성물에 사용 가능한 무기 필러 및 용매와 마찬가지의 것을 들 수 있고, 바람직한 예도 마찬가지이다.
본 개시의 분산제는, 상기 무기 필러와 상기 공중합체의 질량비(무기 필러/공중합체)가, 0.1 내지 100이 되는 비율로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 질량비는 0.2 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.4 이상인 것이 더욱 바람직하고, 또한 50 이하인 것이 보다 바람직하고, 10 이하인 것이 더욱 바람직하고, 5 이하인 것이 특히 바람직하다.
본 개시의 분산제는, 사용량이 비교적 소량(상기 질량비가 비교적 큼)이어도, 무기 필러의 분산성 및 내산화성이 우수하다.
본 개시의 분산제는, 상기 무기 필러를, 상기 무기 필러 100질량부에 대하여 10만 내지 1000만질량부의 상기 용매에 분산시키기 위한 분산제인 것이 바람직하고, 50만 내지 500만질량부의 상기 용매에 분산시키기 위한 분산제인 것이 보다 바람직하다.
본 개시의 조성물, 적층체 및 분산제는, 무기 필러의 분산성이나, 내산화성이 요구되는 각종 분야에서 적합하게 사용할 수 있다.
예를 들어, 잉크, 고무, 도전성 필름, 전기 화학 디바이스(전지 등) 등에 적합하게 사용할 수 있다. 그 중에서도 이차 전지에 사용하는 것이 바람직하고, 이차 전지의 전극에 사용하는 것이 보다 바람직하다.
실시예
다음에 실시예를 들어 본 개시를 더욱 상세하게 설명하지만, 본 개시가 이들 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예에서는, 이하의 성분을 사용하였다.
SWCNT: 단층 CNT(CNTs2, SUSN사제)
알루미나: 평균 입경 0.5㎛의 알루미나 입자(시판품)
NMP: N-메틸-2-피롤리돈(수용성 유기 용매, 도쿄 가세이사제)
PVP K30: 중량 평균 분자량 4.0×104의 폴리비닐피롤리돈(도쿄 가세이사제)
분산제 1: 중량 평균 분자량 4.6×104, 테트라플루오로에틸렌 단위 48mol％, N-비닐-2-피롤리돈 단위 52mol％의 공중합체
분산제 2: 중량 평균 분자량 4.5×104, 테트라플루오로에틸렌 단위 36mol％, N-비닐-2-피롤리돈 단위 64mol％의 공중합체
첨가제 1: PVdF(폴리불화비닐리덴)(#7200, 쿠레하제)
<분산액의 조제>
실시예 1
SWCNT(10mg)와 분산제 1(100mg)을 NMP(100g)에 첨가하고, 초음파(37kHz)로 1시간 처리하여 SWCNT의 분산액 1을 조제하였다.
실시예 2
실시예 1의 분산제 1을 100mg으로부터 50mg으로 변경하여 분산액 2를 조제하였다.
실시예 3
실시예 1의 분산제 1을 100mg으로부터 20mg으로 변경하여 분산액 3을 조제하였다.
실시예 4
실시예 1의 분산제 1을 100mg으로부터 10mg으로 변경하여 분산액 4를 조제하였다.
실시예 5
실시예 3의 분산제 1을 분산제 2(20mg)로 변경하여 분산액 5를 조제하였다.
실시예 6
실시예 3의 무기 필러를 알루미나(10mg)로 변경하여 분산액 6을 조제하였다.
실시예 7
실시예 6의 분산제 1을 분산제 2(20mg)로 변경하여 분산액 7을 조제하였다.
실시예 8
실시예 3의 분산액 3에 첨가제 1(100mg)을 추가하여 분산액 8을 조제하였다.
실시예 9
실시예 5의 분산액 5에 첨가제 1(100mg)을 추가하여 분산액 9를 조제하였다.
비교예 1
SWCNT(10mg)를 NMP(100g)에 첨가하고, 초음파(37kHz)로 1시간 처리하여 SWCNT의 분산액 10을 조제하였다.
비교예 2
SWCNT(10mg)와 PVP K30(100mg)을 NMP(100g)에 첨가하고, 초음파(37kHz)로 1시간 처리하여 SWCNT의 분산액 11을 조제하였다.
비교예 3
비교예 2의 PVP K30을 100mg으로부터 20mg으로 변경하여 분산액 12를 조제하였다.
비교예 4
비교예 3의 분산액 12에 첨가제 1(100mg)을 추가하여 분산액 13을 조제하였다.
<분산성 평가>
분산액 1 내지 13을 실온에서 5시간 정치하고, 5mL 스크류관에 각 샘플을 약 2mL 넣고, 눈으로 보아 관찰하여 침전의 유무를 확인하였다. 또한 동 분산액을 정치하여 7일 후의 침전의 유무를 확인하였다. 침전이 보인 것을 ×, 보이지 않는 것을 ○로 평가하였다.
결과를 표 1에 나타낸다.
<내산화성 평가>
LSV(선형 주사 전위)법에 의한 측정을 행하여, 내산화성을 평가하였다. LSV 측정은, 1.0M의 LiPF6을 전해질로 하고, 에틸렌카르보네이트와 에틸메틸카르보네이트를 체적비 3:7로 혼합한 용액을 표준 측정 용매로서 사용하였다. 표준 측정 용매에 PVP K30, 분산제 1, 분산제 2를 각각 1.0중량％ 첨가하고, 또한 각각의 용액에 SWCNT를 0.1질량％ 첨가하여 3종의 측정 용액을 조제하였다. 측정 용기에 미리 조제한 각 측정 용액을 넣고, 작용극에 백금 전극, 대향극 및 참조극에 리튬 전극을 침지한 것을 LSV 측정용 셀로 하고, OCV(Open Circuit Voltage)로부터 스위프 속도 5mV/s로, 산화측에 8V(vs.Li+/Li)까지 전위를 스위프시켜, 반응 개시 전위를 측정하였다. 반응 개시 전위는, 응답 전류가 5mA/cm2가 된 시점의 전위로 하여 판단하였다.
결과를 표 2에 나타낸다.
Figure 112021027428279-pct00005
Figure 112021027428279-pct00006

Claims (9)

  1. 무기 필러, 플루오로모노머와 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물의 공중합체, 및 용매를 포함하고,
    상기 무기 필러는, 카본 필러, 세라믹 필러, 및 금속 필러로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이며,
    상기 플루오로모노머는, 불화비닐리덴, 트리플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 모노플루오로에틸렌, 트리플루오로스티렌, 및 일반식: CH2=CFRf1(식 중, Rf1은 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지한 플루오로알킬기)로 표시되는 플루오로모노머로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이며,
    상기 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물은, N-비닐락탐 화합물, 비환상의 N-비닐아미드 화합물, 비환상의 N-알릴아미드 화합물, 및 N-알릴락탐 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이며,
    상기 공중합체는 전체 단량체 단위에 대하여, 플루오로모노머 단위가 55 내지 15몰％, 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물 단위가 45 내지 85몰％, 다른 단량체 단위가 0 내지 5몰％인 공중합체이며,
    상기 무기 필러와 상기 공중합체의 질량비(무기 필러/공중합체)는, 0.1 내지 1.0이며,
    상기 용매는, 질소 함유계 유기 용매, 케톤계 용매, 에스테르계 용매, 에테르계 용매, 방향족 탄화수소계 용매, 지방족 탄화수소계 용매, 및 그들의 혼합 용제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인
    것을 특징으로 하는 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 플루오로모노머는, 테트라플루오로에틸렌 및 헥사플루오로프로필렌으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 조성물.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 무기 필러는 카본 필러인 조성물.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 무기 필러는 섬유상 카본인 조성물.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 무기 필러는 카본 나노튜브인 조성물.
  7. 기재와, 상기 기재 상에 형성된, 제1항 또는 제3항에 기재된 조성물로 형성되는 도막을 구비하는 적층체.
  8. 제7항에 기재된 적층체를 구비하는 도전성 부재.
  9. 무기 필러를 용매에 분산시키기 위한 분산제이며, 플루오로모노머와 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물의 공중합체를 포함하고,
    상기 무기 필러는, 카본 필러, 세라믹 필러, 및 금속 필러로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이며,
    상기 플루오로모노머는, 불화비닐리덴, 트리플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 모노플루오로에틸렌, 트리플루오로스티렌, 및 일반식: CH2=CFRf1(식 중, Rf1은 탄소수 1 내지 12의 직쇄 또는 분지한 플루오로알킬기)로 표시되는 플루오로모노머로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이며,
    상기 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물은, N-비닐락탐 화합물, 비환상의 N-비닐아미드 화합물, 비환상의 N-알릴아미드 화합물, 및 N-알릴락탐 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이며,
    상기 공중합체는 전체 단량체 단위에 대하여, 플루오로모노머 단위가 55 내지 15몰％, 아미드 결합을 갖는 중합성 비닐 화합물 단위가 45 내지 85몰％, 다른 단량체 단위가 0 내지 5몰％인 공중합체이며,
    상기 무기 필러와 상기 공중합체의 질량비(무기 필러/공중합체)는, 0.1 내지 1.0의 비율로 사용되며,
    상기 용매는, 질소 함유계 유기 용매, 케톤계 용매, 에스테르계 용매, 에테르계 용매, 방향족 탄화수소계 용매, 지방족 탄화수소계 용매, 및 그들의 혼합 용제로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인
    것을 특징으로 하는 분산제.
KR1020217007083A 2018-09-14 2019-07-16 조성물 및 적층체 KR102470928B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2018-172490 2018-09-14
JP2018172490 2018-09-14
PCT/JP2019/027852 WO2020054210A1 (ja) 2018-09-14 2019-07-16 組成物及び積層体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210041605A KR20210041605A (ko) 2021-04-15
KR102470928B1 true KR102470928B1 (ko) 2022-11-29

Family

ID=69778237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217007083A KR102470928B1 (ko) 2018-09-14 2019-07-16 조성물 및 적층체

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20210198453A1 (ko)
EP (1) EP3851491A4 (ko)
JP (1) JP7319554B2 (ko)
KR (1) KR102470928B1 (ko)
CN (1) CN112639018B (ko)
RU (1) RU2768740C1 (ko)
WO (1) WO2020054210A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113366683A (zh) * 2019-01-31 2021-09-07 大金工业株式会社 结构体、复合体、电池以及复合体的制造方法
WO2023223607A1 (ja) * 2022-05-19 2023-11-23 ダイキン工業株式会社 組成物、電気化学デバイス用セパレータ、電気化学デバイスおよび二次電池

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004349240A (ja) 2002-12-25 2004-12-09 Daikin Ind Ltd 含フッ素エーテル鎖を含む含フッ素ポリマーからなる固体電解質
JP2006169399A (ja) 2004-12-16 2006-06-29 Asahi Glass Co Ltd 含フッ素共重合体組成物及びそれからなる成形品
WO2016017759A1 (ja) * 2014-07-31 2016-02-04 富士フイルム株式会社 全固体二次電池、固体電解質組成物、これを用いた電池用電極シート、電池用電極シートの製造方法および全固体二次電池の製造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61284761A (ja) * 1985-06-11 1986-12-15 Konishiroku Photo Ind Co Ltd 写真感光材料
CN100380531C (zh) * 2002-12-25 2008-04-09 大金工业株式会社 含有具有含氟醚链的含氟聚合物的固体电解质
KR101139267B1 (ko) * 2003-09-16 2012-05-22 후지필름 가부시키가이샤 광학 기능 필름, 반사 방지 필름, 편광판, 및 화상 표시 장치
JP4182215B2 (ja) 2003-12-02 2008-11-19 独立行政法人産業技術総合研究所 カーボンナノチューブ分散極性有機溶媒及びその製造方法
FR2982866B1 (fr) * 2011-11-18 2015-02-20 Arkema France Procede de preparation d'une composition pateuse a base de charges conductrices carbonees
US9963564B2 (en) * 2014-01-08 2018-05-08 Daikin Industries, Ltd. Modified fluorine-containing copolymer and fluorine resin molded article
KR102305509B1 (ko) 2014-07-22 2021-09-28 씨-나노 테크놀로지 리미티드 배터리용 전극 조성물
WO2016133206A1 (ja) 2015-02-20 2016-08-25 ダイキン工業株式会社 親水化剤、親水化剤を含む組成物及び高分子多孔質膜
WO2016204217A1 (ja) * 2015-06-16 2016-12-22 国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 生体適合性材料、コーティング組成物、コーティング膜及び物品
WO2016204142A1 (ja) * 2015-06-16 2016-12-22 ダイキン工業株式会社 水生生物付着防止材料、水生生物付着防止塗料、水生生物付着防止パネル、水中構造物、水中構造物に水生生物が付着することを防止するための方法及び成形品
JP6720488B2 (ja) 2015-09-08 2020-07-08 株式会社豊田自動織機 複数の正極活物質、導電助剤、結着剤及び溶剤を含む組成物の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004349240A (ja) 2002-12-25 2004-12-09 Daikin Ind Ltd 含フッ素エーテル鎖を含む含フッ素ポリマーからなる固体電解質
JP2006169399A (ja) 2004-12-16 2006-06-29 Asahi Glass Co Ltd 含フッ素共重合体組成物及びそれからなる成形品
WO2016017759A1 (ja) * 2014-07-31 2016-02-04 富士フイルム株式会社 全固体二次電池、固体電解質組成物、これを用いた電池用電極シート、電池用電極シートの製造方法および全固体二次電池の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112639018A (zh) 2021-04-09
JP7319554B2 (ja) 2023-08-02
EP3851491A1 (en) 2021-07-21
EP3851491A4 (en) 2022-06-22
RU2768740C1 (ru) 2022-03-24
CN112639018B (zh) 2023-05-02
KR20210041605A (ko) 2021-04-15
WO2020054210A1 (ja) 2020-03-19
US20210198453A1 (en) 2021-07-01
JPWO2020054210A1 (ja) 2021-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6009579B2 (ja) ポリ（フッ化ビニリデン）系ポリマーおよび少なくとも１種の導電性ポリマーのグラフトコポリマーの形成方法
KR102470928B1 (ko) 조성물 및 적층체
WO2015022229A1 (en) Solid composite fluoropolymer separator
KR101762983B1 (ko) 이차 전지용 바인더 조성물, 그것을 사용한 이차 전지용 전극 합제, 및 이차 전지
KR20130042657A (ko) 비수계 전지용 정극 합제 및 정극 구조체
US20200407543A1 (en) Fluoropolymer dispersion for separator coating
KR20140004156A (ko) 이차 전지용 다공막, 이차 전지 다공막용 슬러리 및 이차 전지
JP2011086378A (ja) 蓄電素子電極形成用水性ペースト
JP2009146871A (ja) 環境負荷の小さな蓄電素子電極形成用水性ペースト
KR20130115293A (ko) 전기 이중층 캐패시터용 전해액
KR101687588B1 (ko) 폴리프로필렌옥사이드 블록 및 폴리에틸렌옥사이드 블록을 포함하는 블록 공중합체가 가지결합하여 형성된 고분자를 함유하는 바인더
JPWO2010134465A1 (ja) 含フッ素結着剤
KR20160032146A (ko) 플루오로중합체 섬유
JP2021507960A (ja) フッ素化ブロックコポリマー及びそれらの適用
US20210184224A1 (en) Manufacturing method of gas diffusion layer with microporous layer, and manufacturing method of fuel cell
CN111051403A (zh) 用于使氟化聚合物的水性分散体稳定的方法
KR20170082496A (ko) 축전 디바이스용 바인더 조성물, 축전 디바이스용 전극 합제, 축전 디바이스용 전극, 및 이차 전지
JP7277234B2 (ja) 非水電解液二次電池用積層セパレータ
WO2021084074A1 (en) Compositions and films comprising a polymer and tis2 particles, and their preparation and uses
EP3792304A1 (en) Compositions and films comprising a vinylidene fluoride (co)polymer and an aromatic compound, and their preparation and uses
Liu et al. Conductive polymer emulsion
WO2023007933A1 (ja) 負極合剤、負極および二次電池
JP2023129132A (ja) 非水電解液二次電池用セパレータ、非水電解液二次電池用部材、非水電解液二次電池
KR20190045869A (ko) 비수전해액 이차 전지용 다공질층
KR20240004687A (ko) 플루오로폴리머 결합제

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant