[發(fā)明專利]導電性高分子組合物及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080030752.2
• 申請日: 2010-07-07
• 公開（公告）號: CN102471592A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岡本秀二;小林文明
• 申請（專利權(quán)）人: 綜研化學株式會社
• 主分類號: C08L101/02
• 分類號: C08L101/02;C08G61/12;C08G73/02;C08L65/00;C08L79/00
• 代理公司: 北京金信立方知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11225
• 代理人: 朱梅;劉曄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種導電性高分子組合物及其制備方法。更詳細而言，涉及一種含有π共軛類高分子的導電性高分子組合物及其制備方法。

背景技術(shù)

為了對π共軛類高分子賦予更高的導電性，從而實施利用摻雜劑而進行的摻雜。

但是，本來π共軛發(fā)達的高分子，其高分子鏈的平面性較高，且由π健的親和力引起的高分子鏈間的結(jié)晶性(堆積性)較高。當在這種π共軛類高分子中摻雜摻雜劑時，上述平面性和結(jié)晶性將進一步提高。因此，摻雜有摻雜劑的π共軛類高分子的溶解性(由熱或溶劑而實現(xiàn)的溶解性)通常會降低。

因此，已知在π共軛類高分子中，難以兼具較高的電導率和較高的溶解性(由熱或溶劑而實現(xiàn)的溶解性)。

與此相對，在專利文獻1中進行了如下嘗試，即，制備出改善了溶解性的導電性聚苯胺。具體而言，在水溶液中，使聚苯胺的單體與由磺酸金屬鹽、磺酸銨鹽或磷酸酯構(gòu)成的表面活性劑反應，從而制備出雙親結(jié)構(gòu)的苯胺-表面活性劑鹽，并將該苯胺-表面活性劑鹽作為單體而使其氧化聚合，其中，磺酸金屬鹽在分子結(jié)構(gòu)中具有烷撐醚的重復結(jié)構(gòu)。然后，在所得導電性聚苯胺的水溶液中添加酮類溶劑或芳香族類溶劑并分離上清液，并在上清液中使導電性聚苯胺和上述溶劑相溶，從而制備出導電性涂膜形成用的導電性聚苯胺溶液。

在先技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特許第4035353號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的問題

但是，在根據(jù)專利文獻1而制備出的導電性聚苯胺溶液中，導電性聚苯胺以顆粒狀的形式而殘留，從而存在導電性聚苯胺沒有均勻地溶解的問題。此外存在如下問題，即，當由含有該顆粒狀的導電性聚苯胺的溶液而形成被膜時，可以看到凸凹。

此外，摻雜有摻雜劑的π共軛類高分子，優(yōu)選作為用于形成染料敏化太陽能電池的電解質(zhì)聚合物層的成分來使用。該染料敏化太陽能電池通常具有，依次層疊有透明基板、光透電極、負載有色素的金屬氧化物層、電解質(zhì)聚合物層、相向電極以及相向電極基板的層疊結(jié)構(gòu)(例如參照國際公開第2009-013942號手冊)。在此，電解質(zhì)聚合物層包含：π共軛類高分子，其摻雜有摻雜劑；離子性化合物，其含有可以與該摻雜劑的摻雜劑離子物種相互置換的離子種類。另外，在上述染料敏化太陽能電池產(chǎn)生電動勢的過程中，在電解質(zhì)聚合物層中，上述離子物種相互置換而移送電荷。實際上，在形成上述電解質(zhì)聚合物層時，溶液通過將摻雜有摻雜劑的π共軛類高分子和上述離子性化合物混合在溶劑中而進行制備。但是，在使用根據(jù)專利文獻1而制備出的導電性聚苯胺溶液時，若對離子性化合物進行混合，則會出現(xiàn)該導電性聚苯胺發(fā)生聚集而沉淀的問題。此時，只能得到具有凹凸的被膜，而無法構(gòu)成染料敏化太陽能電池。

另外，雖然含有摻雜劑和π共軛類高分子，但對于沒有形成摻雜劑被吸收進π共軛類高分子中的狀態(tài)的導電性高分子組合物而言，如上所述，在其溶解性及溶解后的溶液的穩(wěn)定性方面存在問題。

因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠均勻地在溶劑中溶解，并能夠形成平滑的被膜的導電性高分子組合物。而且提供一種即使將上述導電性高分子組合物和離子性化合物一起混合在溶劑中，也不會發(fā)生聚集，從而能夠形成平滑的被膜的導電性高分子組合物。換言之，提供一種能夠形成穩(wěn)定性較高的溶液的導電性高分子組合物。

用于解決問題的手段

本發(fā)明所涉及的導電性高分子組合物的特征在于，

含有高分子化合物(A)和π共軛類高分子(β)，其中，上述高分子化合物(A)為，將具有磺酸基或磺酸鹽基的單體(a-1)摩爾百分比10～50％、具有螯合能力的單體(a-2)摩爾百分比10～90％、和其他的單體(a-3)摩爾百分比0～70％進行聚合而得到的高分子化合物，在此，將單體(a-1)～(a-3)的總計量設(shè)為摩爾百分比100％，

而上述π共軛類高分子(β)為，通過將選自下式(I)～(III)所表示的單體中的至少一種單體進行聚合而得到的π共軛類高分子，

【化學式1】

上式中、R₁～R₆分別獨立地表示氫原子、碳原子數(shù)為1～12的烷基或碳原子數(shù)為1～10的烷氧基，R₇表示氫原子、碳原子數(shù)為1～12的烷基或芳香族基團，R₅和R₆可以相互結(jié)合而形成碳原子數(shù)為1～8的烷撐二氧基。

優(yōu)選為，上述導電性高分子組合物通過使上述高分子化合物(A)摻雜在上述π共軛類高分子(β)中而得到。