专利名称：导电性高分子组合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种导电性高分子组合物及其制备方法。更详细而言，涉及一种含有 JI共轭类高分子的导电性高分子组合物及其制备方法。
背景技术：
为了对π共轭类高分子赋予更高的导电性，从而实施利用掺杂剂而进行的掺杂。但是，本来π共轭发达的高分子，其高分子链的平面性较高，且由π健的亲和力引起的高分子链间的结晶性(堆积性)较高。当在这种η共轭类高分子中掺杂掺杂剂时， 上述平面性和结晶性将进一步提高。因此，掺杂有掺杂剂的η共轭类高分子的溶解性(由热或溶剂而实现的溶解性)通常会降低。因此，已知在π共轭类高分子中，难以兼具较高的电导率和较高的溶解性(由热或溶剂而实现的溶解性)。与此相对，在专利文献1中进行了如下尝试，即，制备出改善了溶解性的导电性聚苯胺。具体而言，在水溶液中，使聚苯胺的单体与由磺酸金属盐、磺酸铵盐或磷酸酯构成的表面活性剂反应，从而制备出双亲结构的苯胺_表面活性剂盐，并将该苯胺_表面活性剂盐作为单体而使其氧化聚合，其中，磺酸金属盐在分子结构中具有烷撑醚的重复结构。然后， 在所得导电性聚苯胺的水溶液中添加酮类溶剂或芳香族类溶剂并分离上清液，并在上清液中使导电性聚苯胺和上述溶剂相溶，从而制备出导电性涂膜形成用的导电性聚苯胺溶液。在先技术文献专利文献专利文献1 日本特许第4035353号公报
发明内容
发明所要解决的问题但是，在根据专利文献1而制备出的导电性聚苯胺溶液中，导电性聚苯胺以颗粒状的形式而残留，从而存在导电性聚苯胺没有均勻地溶解的问题。此外存在如下问题，即， 当由含有该颗粒状的导电性聚苯胺的溶液而形成被膜时，可以看到凸凹。此外，掺杂有掺杂剂的π共轭类高分子，优选作为用于形成染料敏化太阳能电池的电解质聚合物层的成分来使用。该染料敏化太阳能电池通常具有，依次层叠有透明基板、 光透电极、负载有色素的金属氧化物层、电解质聚合物层、相向电极以及相向电极基板的层叠结构(例如参照国际公开第2009-013942号手册)。在此，电解质聚合物层包含π共轭类高分子，其掺杂有掺杂剂；离子性化合物，其含有可以与该掺杂剂的掺杂剂离子物种相互置换的离子种类。另外，在上述染料敏化太阳能电池产生电动势的过程中，在电解质聚合物层中，上述离子物种相互置换而移送电荷。实际上，在形成上述电解质聚合物层时，溶液通过将掺杂有掺杂剂的η共轭类高分子和上述离子性化合物混合在溶剂中而进行制备。但是，在使用根据专利文献1而制备出的导电性聚苯胺溶液时，若对离子性化合物进行混合，则会出现该导电性聚苯胺发生聚集而沉淀的问题。此时，只能得到具有凹凸的被膜，而无法构成染料敏化太阳能电池。另外，虽然含有掺杂剂和π共轭类高分子，但对于没有形成掺杂剂被吸收进η共轭类高分子中的状态的导电性高分子组合物而言，如上所述，在其溶解性及溶解后的溶液的稳定性方面存在问题。因此，本发明的目的在于，提供一种能够均勻地在溶剂中溶解，并能够形成平滑的被膜的导电性高分子组合物。而且提供一种即使将上述导电性高分子组合物和离子性化合物一起混合在溶剂中，也不会发生聚集，从而能够形成平滑的被膜的导电性高分子组合物。 换言之，提供一种能够形成稳定性较高的溶液的导电性高分子组合物。用于解决问题的手段本发明所涉及的导电性高分子组合物的特征在于，含有高分子化合物(A)和π共轭类高分子(β )，其中，上述高分子化合物(A)为， 将具有磺酸基或磺酸盐基的单体(a-Ι)摩尔百分比10 50%、具有螯合能力的单体(a-2) 摩尔百分比10 90%、和其他的单体(a-3)摩尔百分比0 70%进行聚合而得到的高分子化合物，在此，将单体(a-Ι) (a_3)的总计量设为摩尔百分比100%，而上述π共轭类高分子(β)为，通过将选自下式(I) (III)所表示的单体中的至少一种单体进行聚合而得到的η共轭类高分子，化学式1
权利要求
1.一种导电性高分子组合物，其特征在于，含有高分子化合物(A)和π共轭类高分子(β)，其中，所述高分子化合物(A)为，将具有磺酸基或磺酸盐基的单体(a-Ι)摩尔百分比10 50%、具有螯合能力的单体(a-2)摩尔百分比10 90%、和其他的单体(a_3)摩尔百分比 0 70%进行聚合而得到的高分子化合物，在此，将单体(a-Ι) (a_;3)的总计量设为摩尔百分比100%，所述η共轭类高分子(β)为，通过将选自下式(I) (III)所表示的单体中的至少一种单体进行聚合而得到的η共轭类高分子，化学式1
2.如权利要求1所述的导电性高分子组合物，其特征在于，所述导电性高分子组合物是通过使所述高分子化合物(A)掺杂在所述π共轭类高分子(β)中而得到的。
3.如权利要求2所述的导电性高分子组合物，其特征在于，所述导电性高分子组合物通过如下方式而得到，即，在电解性基质溶剂中，在所述高分子化合物(A)和氧化剂的存在下，使选自上式(I) (III)所表示的单体中的至少一种单体进行聚合，而生成所述η共轭类高分子(β )，且使所述高分子化合物(A)掺杂在所述π共轭类高分子(β)中。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的导电性高分子组合物，其特征在于，所述具有螯合能力的单体(a-幻为，具有下式(IV)所表示的基团或下式(V)所表示的基团的单体，化学式2
5.如权利要求1至3中任意一项所述的导电性高分子组合物，其特征在于，所述具有螯合能力的单体(a_2)为，具有吡啶基或二氮菲结构的单体。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的导电性高分子组合物，其特征在于，所述其他的单体(a_3)为(甲基)丙烯酸类单体。
7.一种导电性高分子组合物的制备方法，其特征在于，通过如下方法进行制备，即，在高分子化合物(A)和氧化剂的存在下，在电解性基质溶剂中，将选自下式(I) (III)所表示的单体中的至少一种单体进行聚合，而生成η共轭类高分子(β )，且使所述高分子化合物(A)掺杂在所述π共轭类高分子⑷中，其中，所述高分子化合物(A)为，通过将具有磺酸基或磺酸盐基的单体(a-Ι)摩尔百分比10 50%、具有螯合能力的单体(a-2)摩尔百分比10 90%、和其他的单体(a_3)摩尔百分比0 70%进行聚合而得到，在此，将单体(a-Ι) (a-3)的总计量设为摩尔百分比 100%,化学式3
8.如权利要求7所述的导电性高分子组合物的制备方法，其特征在于，所述具有螯合能力的单体(a-幻为，具有下式(IV)所表示的基团或下式(V)所表示的基团的单体，化学式4
9.如权利要求7所述的导电性高分子组合物的制备方法，其特征在于， 所述具有螯合能力的单体(a_2)为，具有吡啶基或二氮菲结构的单体。
10.如权利要求7 9中任意一项所述的导电性高分子组合物的制备方法，其特征在于，所述其他的单体(a_3)为(甲基)丙烯酸类单体。
全文摘要
本发明提供含有掺杂剂和π共轭类高分子的导电性高分子组合物，该导电性高分子组合物能够均匀地溶解在溶剂中，并能够形成平滑的被膜。本发明的导电性高分子组合物含有高分子化合物(A)和π共轭类高分子(β)，其中，所述高分子化合物(A)为，将具有磺酸基或磺酸盐基的单体(a-1)摩尔百分比10～50％、具有螯合能力的单体(a-2)摩尔百分比10～90％、和其他的单体(a-3)摩尔百分比0～70％进行聚合而得到的高分子化合物，而所述π共轭类高分子(β)为，通过将选自下式(I)～(III)所表示的单体中的至少一种单体进行聚合而得到的π共轭类高分子。
文档编号C08L79/00GK102471592SQ20108003075
公开日2012年5月23日 申请日期2010年7月7日 优先权日2009年7月8日
发明者冈本秀二, 小林文明 申请人:综研化学株式会社