含有导电性聚合物的分散液的制造方法_3

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键合于聚 合物主链上所键合的碳原子数1~7的烷基的末端、键合于聚合物主链上所键合的碳原子 数2~7的烯基的末端。
[0078] 可取代于聚阴离子中的氧基羰基优选直接键合于聚合物主链的烷氧基羰基、芳氧 基羰基、介由其它官能团而成的烷氧基羰基或芳氧基羰基。
[0079] 聚阴离子的聚合物主链没有特别限制。作为聚合物主链,例如可以举出:聚烯烃、 聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯等。其中,从合成及获得容易性的观点考虑,优选聚烯烃。
[0080] 聚烯烃为由烯属不饱和单体的重复单元构成的聚合物。聚烯烃也可以在主链具有 碳-碳双键。作为聚烯烃,例如可以举出:聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚戊烯、聚己烯、聚乙烯 醇、聚乙烯基苯酚、聚(3, 3, 3-三氟丙烯)、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙 烯、聚丁二烯、聚异戊二烯等。
[0081] 作为聚酰亚胺,可以举出:通过均苯四甲酸二酐、联苯四甲酸二酐、二苯甲酮四甲 酸二酐、2, 2, 3, 3-四羧基二苯基醚二酐、2, 2-[4, 4' -二(二羧基苯氧基)苯基]丙烷二酐 等酸酐和二氨基二苯醚、对苯二胺、间苯二胺、二苯甲酮二胺等二胺的缩聚反应得到的聚酰 亚胺。
[0082] 作为聚酰胺,可以举出:聚酰胺6、聚酰胺6, 6、聚酰胺6, 10等。
[0083] 作为聚酯,可以举出:聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对本二甲酸丁二醇酯等。
[0084] 作为可优选用作聚阴离子的具有磺酸基的聚合物的具体例,可举出聚乙烯基磺 酸、聚苯乙烯磺酸、聚烯丙基磺酸、聚丙烯酸乙基磺酸、聚丙烯酸丁基磺酸、聚(2-丙烯酰 胺-2-甲基丙磺酸)、聚异戊二烯磺酸等。这些可以为均聚物,也可以为2种以上的共聚物。 其中,从赋予导电性的方面考虑,优选聚苯乙烯磺酸、聚异戊二烯磺酸、聚丙烯酸乙基磺酸、 聚丙烯酸丁基磺酸,更优选聚苯乙烯磺酸[通称PSS]。
[0085] 聚阴离子、特别是具有磺酸基的聚合物可缓和共辄系导电性聚合物的热分解,提 高用于得到共辄系导电性聚合物的单体在分散介质中的分散性,进而作为共辄系导电性聚 合物的掺杂剂发挥作用。
[0086] 本发明中所使用的聚阴离子的重均分子量优选为1,000~1,000, 000,更优选为 5, 000~500, 000,进一步优选为10, 000~300, 000。若重均分子量在该范围,则聚阴离子 在分散介质中的溶解性、聚阴离子和共辄系导电性聚合物的相溶性变得良好。重均分子量 使用凝胶渗透色谱、以聚苯乙烯换算分子量的形式进行测定。
[0087] 聚阴离子可以为选自市售品中的具有上述特性的聚阴离子、或通过公知的方法合 成而得到的聚阴离子。作为聚阴离子的合成法,例如可以举出:Houben-Weyl, "Methoden derorganischen Chemle"Vol.E20,Makromolekulare Stoffe,No.2(1987)pll41 中记载的 方法及专利文献1~3等中记载的方法等。
[0088] 至于将种子粒子的保护胶体化中所使用的聚阴离子、聚合开始前预先加入的聚阴 离子或聚合过程中添加的聚阴离子合并的聚阴离子的总使用量,聚阴离子中的阴离子性基 团相对于用于得到共辄系导电性聚合物的单体1摩尔优选为〇. 25~30摩尔、更优选为 0. 8~25摩尔、进一步优选为1~20摩尔的量。
[0089] 另外,聚阴离子相对于本发明的制造方法中的共辄系导电性聚合物100质量份的 使用量优选为10~30, 000质量份,更优选为50~25, 000质量份,进一步优选为100~ 20, 〇〇〇质量份。
[0090] 若聚阴离子的使用量过多,则存在导电性聚合物的导电性降低的倾向,若聚阴离 子的使用量过少则存在导电性聚合物在分散介质中的分散性降低的倾向。另外,在用于电 致发光装置的空穴注入层的情况下,为了提高发光效率,可以增加本发明的制造方法中的 聚阴离子相对于共辄系导电性聚合物的使用量。
[0091] (进行了保护胶体化的种子粒子的制造)
[0092] 种子粒子在分散介质体中利用聚阴离子进行保护胶体化,在分散介质中分散的进 行了保护胶体化的种子粒子的分散液可制造成树脂乳液。
[0093] 树脂乳液的聚合反应为自由基聚合反应,可使用常压反应器或耐压反应器通过间 歇式、半连续式、连续式中的任一方法进行。另外,从聚合时的反应稳定性和聚合物的均匀 性的方面考虑,优选使烯属不饱和单体及聚阴离子分别预先溶解于分散介质体中并乳化或 分散,在该含有聚阴离子的液体中连续或断续地添加烯属不饱和单体溶液进行聚合。
[0094] 通常以反应温度10~100°C进行,通常为30~90°C。反应时间没有特别限制,只 要根据各成分的使用量、聚合引发剂的种类及反应温度等适宜调整即可。
[0095] 在进行自由基聚合时,作为保护胶体的聚阴离子有助于乳液粒子的稳定性,但根 据需要也可以在聚合体系内添加阴离子性乳化剂、非离子性乳化剂及反应性乳化剂等的乳 化剂、脂肪族胺等。乳化剂、脂肪族胺的种类和使用量只要根据以聚阴离子的使用量、烯属 不饱和单体的组成为代表的各种条件适宜调节即可。
[0096] 作为这样的自由基聚合反应中使用的乳化剂,例如可以举出:烷基硫酸酯盐、烷基 苯磺酸盐、烷基磺基琥珀酸盐、烷基二苯基醚二磺酸盐、聚氧亚烷基烷基硫酸盐、聚氧亚烷 基烷基憐酸醋等阴尚子性乳化剂、聚氧亚烷基烷基酿、聚氧亚烷基烷基苯酸酿、聚氧亚烷基 脂肪酸酯、聚氧亚烷基山梨糖醇酐脂肪酸酯等非离子系表面活性剂。
[0097] 作为脂肪族胺,可以举出:辛基胺、月桂基胺、肉豆蔻基胺、硬脂基胺、油胺等伯胺、 二辛基胺、二月桂基胺、二硬脂基胺、二油胺等仲胺、N,N_二甲基月桂基胺、N,N_二甲基肉 豆蔻基胺、N,N-二甲基棕榈基胺、N,N-二甲基硬脂基胺、N. N-二甲基二十二烷基胺、N,N-二 甲基油胺、N-甲基二癸基胺、N-甲基二油胺等叔胺等。
[0098] 乳化剂及脂肪族胺可单独使用1种或组合使用2种以上。
[0099] 另外,也可以在不损害得到的导电性聚合物的特性的范围并用聚乙烯醇、甲基纤 维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙烯基吡咯烷酮等水溶性高分子。
[0100] 分散介质体为水性介质,可以举出:水、或水与水溶性溶剂的混合溶剂。混合溶剂 中的水溶性溶剂的比例优选0~30质量%。若水溶性溶剂的比例超过30质量%,则存在 使合成树脂乳液的聚合稳定性显著降低的倾向。作为水溶性溶剂,可以举出:甲醇、乙醇、异 丙醇等醇类、丙酮等酮类、乙二醇、丙二醇等二醇类、乙二醇单甲基醚、乙二醇单丁基醚等醚 类等。
[0101] 作为自由基聚合时所使用的聚合引发剂,可以使用公知惯用的聚合引发剂。聚合 引发剂例如可以举出:过氧化氢、过硫酸、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠等无机过氧化物 类、过氧化苯甲酰、过氧化叔丁基等有机过氧化物类、2, 2' -偶氮双异丁腈、4, 4' -偶氮双 (4-氰基戊酸)等偶氮化合物类。另外,也可以根据需要将这些聚合引发剂与甲醛次硫酸 氢钠、抗坏血酸类、亚硫酸盐类、酒石酸或其盐类、硫酸亚铁等组合而进行氧化还原聚合。另 外,根据需要也可以并用醇类、硫醇类等链转移剂。
[0102] 另外,相对于进行了保护胶体化的种子粒子的制造中的聚阴离子的使用量100质 量份,烯属不饱和单体的使用量优选为10~100质量份,更优选为20~90质量份,进一步 优选为10~60质量份。若烯属不饱和单体的上述使用量低于10质量份,则共辄系导电性 聚合物中含有利用聚阴离子进行了保护胶体化的种子粒子的导电性聚合物所占的比例变 小,不易得到聚合时的增粘抑制效果。若超过100质量份,则进行了保护胶体化的种子粒子 的稳定性有可能降低。
[0103] [含有导电性聚合物的分散液的制造方法]
[0104] 本发明的制造方法的特征在于,具有使用于得到共辄系导电性聚合物的单体聚合 的工序。上述聚合工序在含有用于得到共辄系导电性聚合物的单体和利用聚阴离子进行了 保护胶体化的种子粒子的分散介质中进行。
[0105] (聚合中的分散液的粘度)
[0106] 聚合中的分散液的粘度的最大值优选为5000mPa*s以下,更优选为4500mPa*s以 下,进一步优选为4000mPa?s以下。若聚合中的分散液的粘度的最大值为5000mPa?s以 下,则工业上操作变得容易,可减少大量生产时送液所需的能量。另外,聚合中的分散液的 粘度为在25°C下使用B型粘度计且使用No. 2的转子测得的值。
[0107] (单体液)
[0108] 为了使用于得到共辄系导电性聚合物的单体在分散介质中聚合,将该单体、利用 聚阴离子进行了保护胶体化的种子粒子的分散液(树脂乳液)及根据需要的添加剂添加于 分散介质,得到含有单体和进行了保护胶体化的种子粒子的分散液(以下,有时简称为单 体液)。
[0109] 上述单体液也可通过利用剪切力或者空化的可进行乳化?分散的搅拌装置来制 备。作为上述搅拌装置,可以举出:超高压均质器、高压均质器、低压均质器、均质混合器、高 剪切混合器、分散器、球磨机、超声波装置、超临界装置。也可以为Ramond Nanomixer (注册 商标)这样的不具有驱动部的静止型流体混合器。优选通过超声波照射制备上述单体液。 超声波照射能量只要可得到均匀的单体液就没有特别限定。超声波照射优选以消耗电力 5~500W/L(升)、照射时间0. 1~2小时/L(升)进行。另外,代替超声波照射或与超声 波照射一起利用高剪切混合器等(例如Magic Lab、Clearmix、Milder、Cavitron等)强力 的乳化?分散装置进行单体液的制备。
[0110] 另外,在聚合开始前的含有用于得到共辄系导电性聚合物的单体和利用聚阴离子 进行了保护胶体化的种子粒子的分散液中,从抑制聚合的过程中生成的共辄系导电性聚合 物的凝聚的观点考虑,除了上述进行了保护胶体化的种子粒子的分散液之外,可以进一步 含有聚阴离子。
[0111] 上述聚阴离子通过添加于单体液并溶解、乳化或分散而含有在单体液中。在单体 液中除进行了保护胶体化的种子粒子的分散液以外进一步含有聚阴离子的情况下,其聚合 开始前的量优选所使用的聚阴离子的除种子粒子的保护胶体以外的总量的5~99质量%, 更优选10~90质量%,进一步优选20~80质量%。
[0112] (分散介质)
[0113] 单体的聚合中所使用的分散介质只要可使包含共辄系导电性聚合物和利用聚阴 离子进行了保护胶体化的种子粒子的导电性聚合物分散就没有特别限定
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