本發(fā)明涉及導(dǎo)電性優(yōu)異、并且強(qiáng)度優(yōu)異的導(dǎo)電原材及層疊體。
背景技術(shù):
已知有各種導(dǎo)電性優(yōu)異的高分子電解質(zhì)組合物。例如,開發(fā)了一種復(fù)合高分子電解質(zhì)組合物,其是通過將包含熔融鹽單體、及電荷遷移離子源的單體組合物在聚偏氟乙烯等氟系聚合物的存在下進(jìn)行接枝聚合而制造的,所述熔融鹽單體具有包含季銨陽(yáng)離子和含鹵素原子的陰離子的季銨鹽結(jié)構(gòu)和聚合性官能團(tuán)(專利文獻(xiàn)1~2)。專利文獻(xiàn)1~2中關(guān)于在上述高分子電解質(zhì)組合物中配合氟系聚合物沒有記載,進(jìn)而在專利文獻(xiàn)2中記載了將上述高分子電解質(zhì)組合物摻入塑料中,但關(guān)于配合氟系樹脂沒有記載。此外在專利文獻(xiàn)3中關(guān)于將使包含季銨陽(yáng)離子和含鹵素原子的陰離子的離子液體摻入樹脂中而得到的組合物制成中間層且在其兩側(cè)具有非導(dǎo)體樹脂層的層疊體進(jìn)行了記載,但關(guān)于使用具有聚合性官能團(tuán)的離子液體沒有記載,僅使用這樣的不具有聚合性官能團(tuán)的離子液體時(shí),導(dǎo)電耐久性、膜化的層的密合強(qiáng)度不能說是充分的。這也由后述的比較例3表明。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開wo2004/088671(權(quán)利要求書)
專利文獻(xiàn)2:國(guó)際公開wo2010/113971(權(quán)利要求書、0040)
專利文獻(xiàn)3:日本專利第4126602號(hào)(權(quán)利要求書、0024、0026)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
本發(fā)明的目的是提供導(dǎo)電性、導(dǎo)電耐久性優(yōu)異、并且強(qiáng)度優(yōu)異的導(dǎo)電原材及層疊體。
用于解決課題的方案
上述目的通過提供一種導(dǎo)電原材而達(dá)成,其具有在氟系聚合物(x2)中含有0.1~95重量%的高分子導(dǎo)電組合物(x1)的組合物,所述高分子導(dǎo)電組合物(x1)是在氟系聚合物上接枝聚合2~90摩爾%的熔融鹽單體而得到的,所述熔融鹽單體具有包含鎓陽(yáng)離子和含氟陰離子的鹽結(jié)構(gòu)、并且具有聚合性官能團(tuán)。
進(jìn)而,通過提供一種導(dǎo)電原材而更優(yōu)選地達(dá)成,其中,含有0.1~95重量%的包含鎓陽(yáng)離子和含氟陰離子的熔融鹽、具有包含鎓陽(yáng)離子和含氟陰離子的鹽結(jié)構(gòu)并且具有聚合性官能團(tuán)的熔融鹽單體鹽、上述熔融鹽單體的聚合物或共聚物中的至少1種。
上述目的通過提供一種導(dǎo)電原材而更優(yōu)選地達(dá)成,其中,進(jìn)一步含有0.1~95重量%的下述樹脂(y)。
樹脂(y):選自聚烯烴系樹脂、聚丙烯酸系樹脂、聚鹵素系樹脂、醋酸乙烯酯系樹脂、聚醚系樹脂、二烯系樹脂、聚酯系樹脂、聚酰胺系樹脂、聚砜系樹脂、聚苯硫醚系樹脂、聚酰亞胺系樹脂、硅系樹脂、聚氨酯系樹脂、環(huán)氧系樹脂、酚系樹脂、氨基系樹脂、天然系樹脂中的至少1種樹脂。
上述目的通過利用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合在氟系聚合物上接枝聚合熔融鹽單體而更優(yōu)選地達(dá)成。
上述目的通過熔融鹽單體為(a)選自由甲基丙烯酸三烷基氨基乙酯銨陽(yáng)離子、丙烯酸三烷基氨基乙酯銨陽(yáng)離子、三烷基氨基丙基丙烯酰胺銨陽(yáng)離子、2-(甲基丙烯酰氧基)二烷基銨陽(yáng)離子、1-烷基-3-乙烯基咪唑鎓陽(yáng)離子、4-乙烯基-1-烷基吡啶鎓陽(yáng)離子、1-(4-乙烯基芐基)-3-烷基咪唑鎓陽(yáng)離子、1-(乙烯氧基乙基)-3-烷基咪唑鎓陽(yáng)離子、1-乙烯基咪唑鎓陽(yáng)離子、1-烯丙基咪唑鎓陽(yáng)離子、n-烷基-n-烯丙基銨陽(yáng)離子、1-乙烯基-3-烷基咪唑鎓陽(yáng)離子、1-乙烯基-3-烷基咪唑鎓陽(yáng)離子、1-縮水甘油基-3-烷基-咪唑鎓陽(yáng)離子、n-烯丙基-n-烷基吡咯烷鎓陽(yáng)離子、鎓陽(yáng)離子及季二烯丙基二烷基銨陽(yáng)離子組成的組中的季銨陽(yáng)離子與(b)選自由雙{(三氟甲烷)磺酰}亞胺陰離子、2,2,2-三氟-n-{(三氟甲烷)磺?;?}乙酰亞胺陰離子、雙{(五氟乙烷)磺酰}亞胺陰離子、雙{(氟)磺酰}亞胺陰離子、四氟硼酸鹽陰離子、六氟磷酸鹽陰離子、三氟甲烷磺酰亞胺陰離子、全氟烷烴磺酸鹽陰離子、雙(全氟烷烴磺酰)亞胺陰離子、三(全氟烷烴磺?;?甲基化物陰離子組成的組中的陰離子的鹽而更優(yōu)選地達(dá)成。
上述目的通過為在偏氟乙烯上具有下式所示的單元的聚偏氟乙烯共聚物而更優(yōu)選地達(dá)成。
式:-(cr1r2-cfx)-
式中,x為除氟以外的鹵素原子,
r1及r2為氫原子或氟原子,
兩者可以相同也可以不同。
上述目的通過含有電荷遷移離子源、例如選自由libf4、lipf6、cnf2n+1co2li(n為1~4的整數(shù))、cnf2n+1so3li(n為1~4的整數(shù))、(fso2)2nli、(cf3so2)2nli、(c2f5so2)2nli、(fso2)2li、(cf3so2)3cli、(cf3so2-n-cocf3)li、(r-so2-n-so2cf3)li(r為脂肪族基或芳香族基)、及(cn-n)2cnf2n+1li(n為1~4的整數(shù))組成的組中的鋰鹽而更優(yōu)選地達(dá)成。
上述目的通過在電荷遷移離子源中進(jìn)一步配合四亞烷基二醇二烷基醚(tagdae)作為電荷遷移離子源的抗衡離子而更優(yōu)選地達(dá)成。
上述目的通過提供具有導(dǎo)電原材的導(dǎo)電粘合劑、導(dǎo)電粘接劑、導(dǎo)電涂料、成形用導(dǎo)電樹脂粉末、注塑成形用導(dǎo)電樹脂粒料、導(dǎo)電絲、導(dǎo)電片材、導(dǎo)電板或?qū)щ姽軤畛尚误w而更優(yōu)選地達(dá)成。
上述目的通過在導(dǎo)電原材中含有選自填充劑、分散劑、抗氧化劑、滑動(dòng)劑、抗粘連劑、紫外線吸收劑、染料及顏料中的至少一種而更優(yōu)選地達(dá)成。
上述目的通過提供一種導(dǎo)電層疊體而更優(yōu)選地達(dá)成,其具有含有上述導(dǎo)電原材的粘合劑、粘接劑或涂料層、或以這些層作為中間層,且至少在單側(cè)具有不含有自由電子的絕緣體的下述非導(dǎo)體樹脂(w)層。
樹脂(w):選自聚烯烴系樹脂、聚丙烯酸系樹脂、聚鹵素系樹脂、醋酸乙烯酯系樹脂、聚醚系樹脂、二烯系樹脂、聚酯系樹脂、聚酰胺系樹脂、聚砜系樹脂、聚苯硫醚樹脂、聚酰亞胺系樹脂、包含剝離片材的硅系樹脂、聚氨酯系樹脂、環(huán)氧系樹脂、酚系樹脂、氨基系樹脂、天然系樹脂中的至少1種樹脂。
上述目的通過提供一種導(dǎo)電層疊體而更優(yōu)選地達(dá)成,其在樹脂(y)中含有0.1~40重量%的高分子電解質(zhì)組合物(x1)及氟系聚合物(x2)。
上述目的通過提供一種導(dǎo)電層疊體而更優(yōu)選地達(dá)成,其中,樹脂(w)為聚烯烴系樹脂、聚丙烯酸系樹脂、醋酸乙烯酯系樹脂、或聚酯系樹脂。
發(fā)明效果
通過本發(fā)明,如由后述的實(shí)施例也表明的那樣,能夠得到導(dǎo)電性、特別是導(dǎo)電耐久性優(yōu)異、并且強(qiáng)度優(yōu)異的導(dǎo)電原材。此外,具有導(dǎo)電原材層、或以導(dǎo)電原材層作為中間層的至少在單側(cè)設(shè)置有非導(dǎo)體樹脂(w)層的層疊體,即使是非導(dǎo)體樹脂層的表面也顯示極優(yōu)異的導(dǎo)電性,進(jìn)而能夠得到具有優(yōu)異的導(dǎo)電耐久性的導(dǎo)電原材。進(jìn)而得到的導(dǎo)電原材與非導(dǎo)體樹脂的密合性能也優(yōu)異。特別是導(dǎo)電性長(zhǎng)期地穩(wěn)定、只要沒有化學(xué)處理或物理性力量負(fù)荷、則能夠半永久性地維持導(dǎo)電性能的效果極大。此外,通過將所得到的導(dǎo)電原材進(jìn)行高純度純化而透明度提高,可得到與透明度相對(duì)高的丙烯酸樹脂同等的透明度。因此,通過將本發(fā)明的導(dǎo)電原材涂布到基材上,不會(huì)損害基材的色相或透明度。進(jìn)而,通過含有上述的電荷遷移離子源、或進(jìn)一步含有電荷遷移離子和作為電荷遷移離子源的抗衡離子的四亞烷基二醇二烷基醚(tagdae),能夠使導(dǎo)電性能進(jìn)一步提高。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明中,配合在氟系聚合物上接枝聚合熔融鹽單體而得到的高分子電解質(zhì)組合物(x1)和氟系聚合物(x2)是重要的,通過該配合,可發(fā)揮上述那樣的效果。
首先對(duì)高分子電解質(zhì)組合物(x1)進(jìn)行敘述。
作為在接枝聚合中使用的氟系聚合物,可列舉出聚偏氟乙烯聚合物或共聚物作為優(yōu)選例,
此外,作為聚偏氟乙烯共聚物,可列舉出在偏氟乙烯上具有下式所示的單元的共聚物作為優(yōu)選例。
式:-(cr1r2-cfx)-
式中,x為除氟以外的鹵素原子,r1及r2為氫原子或氟原子,兩者可相同或不同,其中,作為鹵素原子,氯原子最優(yōu)選,還可列舉出溴原子、碘原子,
此外,作為氟系聚合物,還可列舉出下式所示的共聚物,
式:-(cr3r4-cr5f)n-(cr1r2-cfx)m-
式中,x為除氟以外的鹵素原子,
r1、r2、r3、r4及r5為氫原子或氟原子,
它們可以相同也可以不同,
n為65~99摩爾%,
m為1~35摩爾%,
特別優(yōu)選下式所示的共聚物,
式;-(ch2-cf2)n-(cf2-cfcl)m-
式中,n為65~99摩爾%,
m為1~35摩爾%。
當(dāng)將n和m的合計(jì)設(shè)為100摩爾%時(shí),優(yōu)選n為65~99摩爾%、m為1~35摩爾%,更優(yōu)選n為67~97摩爾%、m為3~33摩爾%,最優(yōu)選n為70~90摩爾%、m為10~30摩爾%。
上述氟系聚合物可以為嵌段聚合物,也可以為無(wú)規(guī)共聚物。此外,還可以在不阻礙本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)使用其他的可共聚的單體。
上述氟系聚合物的分子量以重均分子量計(jì)優(yōu)選為30,000~2,000,000,更優(yōu)選為100,000~1,500,000。其中,重均分子量如后述那樣通過特性粘度法[η]而測(cè)定。
為了在上述氟系聚合物上接枝聚合熔融鹽單體,可以應(yīng)用使用過渡金屬絡(luò)合物的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法。在該絡(luò)合物上配位的過渡金屬將上述共聚物的除氟以外的鹵素原子(例如氯原子)、進(jìn)而氫原子也脫除而成為引發(fā)點(diǎn),熔融鹽單體在上述聚合物上進(jìn)行接枝聚合。
在本發(fā)明中使用的原子轉(zhuǎn)移自由基聚合中,優(yōu)選使用偏氟乙烯單體與包含氟及除氟以外的鹵素原子(例如氯原子)的乙烯基單體的共聚物。由于通過在干聚合物中具有氟原子和除氟原子以外的鹵素原子(例如氯原子),從而碳-鹵素間的結(jié)合能變低,所以利用過渡金屬的除氟以外的鹵素原子(例如氯原子)的脫除、進(jìn)而氫原子的脫除比氟原子容易地引起,引發(fā)熔融鹽單體的接枝聚合。此外本發(fā)明中也可以使用偏氟乙烯單體的均聚物。
原子轉(zhuǎn)移自由基聚合中使用的催化劑使用過渡金屬鹵化物,特別優(yōu)選使用氯化銅(i)、乙酰丙酮銅(ii)、cubr(i)、cui(i)等含有銅原子的銅催化劑。此外,作為形成絡(luò)合物的配位體,使用4,4’-二烷基-2,2’-聯(lián)吡啶(bpy等)(其中,作為烷基,優(yōu)選可列舉出甲基、乙基、丙基、丁基等c1~c8的烷基)、三(二甲基氨基乙基)胺(me6-tren)、n,n,n’,n”,n”-五甲基二亞乙基三胺(pmdeta)、n,n,n’,n’-四(2-吡啶基甲基)乙二胺(tpen)、三(2-吡啶基甲基)胺(tpma)等。其中,可以優(yōu)選使用由氯化銅(i)(cucl)和4,4’-二甲基-2,2’-聯(lián)吡啶(bpy)形成的過渡金屬鹵素化絡(luò)合物。
作為反應(yīng)溶劑,可以使用能夠溶解氟系聚合物的溶劑,可以使用將偏氟乙烯單體與包含氟及除氟以外的鹵素原子(例如氯原子)的乙烯基單體的共聚物溶解的n-甲基吡咯烷酮、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、丙酮等。反應(yīng)溫度根據(jù)所使用的絡(luò)合物的配位體而不同,但通常為10~110℃的范圍。
為了進(jìn)行接枝聚合,還可以照射紫外線(使用光聚合引發(fā)劑)或電子射線等放射線。電子射線聚合還可以期待聚合物自身的交聯(lián)反應(yīng)或單體與補(bǔ)強(qiáng)材料的接枝反應(yīng),為優(yōu)選的方式。照射量?jī)?yōu)選為0.1~50mrad,更優(yōu)選為1~20mrad。
按照成為構(gòu)成聚合物的單體單元98~10摩爾%和熔融鹽單體2~90摩爾%的摩爾比的范圍的方式、即按照接枝化率成為2~90摩爾%的方式,與作為目標(biāo)的增塑物性、ph穩(wěn)定性相匹配地進(jìn)行接枝聚合。在上述聚合物上接枝聚合熔融鹽單體時(shí),上述聚合物可以為溶液、固體中的任一者。這些接枝聚合物可以通過上述的本件申請(qǐng)人的現(xiàn)有專利wo2010/113971中記載的方法而得到。
本發(fā)明中,所謂具有包含鎓陽(yáng)離子和含氟原子的陰離子的鹽結(jié)構(gòu)、并且包含聚合性官能團(tuán)的熔融鹽單體的鹽結(jié)構(gòu)包含含有脂肪族、脂環(huán)族、芳香族或雜環(huán)的鎓陽(yáng)離子和含氟原子的陰離子的鹽結(jié)構(gòu)。其中所謂鎓陽(yáng)離子是指銨陽(yáng)離子、鏻陽(yáng)離子、锍陽(yáng)離子、氧鎓陽(yáng)離子、胍鎓陽(yáng)離子,作為銨陽(yáng)離子,可列舉出季銨陽(yáng)離子、咪唑鎓、吡啶鎓、哌啶鎓等雜環(huán)銨陽(yáng)離子等。優(yōu)選包含選自下述銨陽(yáng)離子組中的至少1個(gè)陽(yáng)離子與選自下述陰離子組中的至少1個(gè)陰離子的鹽結(jié)構(gòu)。
銨陽(yáng)離子組:
可列舉出吡咯鎓陽(yáng)離子、吡啶鎓陽(yáng)離子、咪唑鎓陽(yáng)離子、吡唑鎓陽(yáng)離子、苯并咪唑鎓陽(yáng)離子、吲哚鎓陽(yáng)離子、咔唑鎓陽(yáng)離子、喹啉鎓陽(yáng)離子、吡咯烷鎓陽(yáng)離子、哌啶鎓陽(yáng)離子、哌嗪鎓陽(yáng)離子、烷基銨陽(yáng)離子{其中,包含被碳原子數(shù)為1~30(例如碳原子數(shù)為1~10)的烷基、羥基烷基、烷氧基取代的陽(yáng)離子}。均包含在n和/或環(huán)上鍵合了碳原子數(shù)為1~30(例如碳原子數(shù)為1~10)的烷基、羥基烷基、烷氧基的陽(yáng)離子。
作為鏻陽(yáng)離子,可列舉出四烷基鏻陽(yáng)離子(碳原子數(shù)為1~30的烷基)、三甲基乙基鏻陽(yáng)離子、三乙基甲基鏻陽(yáng)離子、四氨基鏻陽(yáng)離子、三烷基十六烷基鏻陽(yáng)離子(碳原子數(shù)為1~30的烷基)、三苯基芐基鏻陽(yáng)離子、具有3個(gè)碳原子數(shù)為1~30的烷基的膦衍生物的鏻陽(yáng)離子、己基三甲基鏻陽(yáng)離子、三甲基辛基鏻陽(yáng)離子的非對(duì)稱鏻陽(yáng)離子、二甲基三胺丙基甲烷磷酸鹽等。
此外,作為锍陽(yáng)離子,可列舉出三烷基锍陽(yáng)離子(烷基)、二乙基甲基锍陽(yáng)離子、二甲基丙基锍、二甲基己基锍的非對(duì)稱锍陽(yáng)離子。
含氟原子的陰離子組:
可例示出bf4-、pf6-、cnf2n+1co2-(n為1~4的整數(shù))、cnf2n+1so3-(n為1~4的整數(shù))、(fso2)2n-、(cf3so2)2n-、(c2f5so2)2n-、(cf3so2)3n-、cf3so2-n-cocf3-、r-so2-n-so2cf3-(r為脂肪族基)、arso2-n-so2cf3-(ar為芳香族基)、cf3coo-等包含鹵素原子的陰離子。
上述鎓陽(yáng)離子、特別是銨陽(yáng)離子組及含氟原子的陰離子組中列舉的種類耐熱性、耐還原性或耐氧化性優(yōu)異,電化學(xué)窗口寬,不僅優(yōu)選用于對(duì)電壓區(qū)域從0.7到5.5v為止的高低電壓具有耐性的鋰離子二次電池或甚至-45℃的低溫特性優(yōu)異的鋰離子電容器,而且作為通用用途中的涂料、粘接劑、粘合劑、表面涂布劑、摻入添加劑能夠?qū)Ψ菍?dǎo)體樹脂賦予溫度特性優(yōu)異的功能性靜電防止性能。此外,在與樹脂的混合配方中對(duì)于樹脂或添加劑的分散性能或平滑性能也具有效果。
作為單體中的聚合性官能團(tuán),可例示出乙烯基、丙烯基、甲基丙烯基、丙烯酰胺基、烯丙(allyl)基等碳-碳不飽和基、具有環(huán)氧基、氧雜環(huán)丁烷基等的環(huán)狀醚類、四氫噻吩等環(huán)狀硫醚類或異氰酸酯基等。
作為(a)具有聚合性官能團(tuán)的鎓陽(yáng)離子、特別是銨陽(yáng)離子種,特別優(yōu)選可列舉出甲基丙烯酸三烷基氨基乙酯銨陽(yáng)離子、丙烯酸三烷基氨基乙酯銨陽(yáng)離子、三烷基氨基丙基丙烯酰胺銨陽(yáng)離子、1-烷基-3-乙烯基咪唑鎓陽(yáng)離子、4-乙烯基-1-烷基吡啶鎓陽(yáng)離子、1-(4-乙烯基芐基)-3-烷基咪唑鎓陽(yáng)離子、2-(甲基丙烯酰氧基)二烷基銨陽(yáng)離子、1-(乙烯氧基乙基)-3-烷基咪唑鎓陽(yáng)離子、1-乙烯基咪唑鎓陽(yáng)離子、1-烯丙基咪唑鎓陽(yáng)離子、n-烷基-n-烯丙基銨陽(yáng)離子、1-乙烯基-3-烷基咪唑鎓陽(yáng)離子、1-縮水甘油基-3-烷基-咪唑鎓陽(yáng)離子、n-烯丙基-n-烷基吡咯烷鎓陽(yáng)離子、及季二烯丙基二烷基銨陽(yáng)離子等。其中,烷基為碳原子數(shù)為1~10的烷基。
作為(b)含氟原子的陰離子種,特別優(yōu)選可列舉出雙{(三氟甲烷)磺酰}亞胺陰離子、雙(氟磺酰)亞胺陰離子、2,2,2-三氟-n-{(三氟甲烷)磺?;?}乙酰亞胺陰離子、雙{(五氟乙烷)磺酰}亞胺陰離子、四氟硼酸鹽陰離子、六氟磷酸鹽陰離子、三氟甲烷磺酰亞胺陰離子等陰離子。
進(jìn)而,作為熔融鹽單體(上述陽(yáng)離子種與陰離子種的鹽),特別優(yōu)選可例示出甲基丙烯酸三烷基氨基乙酯銨(其中,烷基為c1~c10烷基)雙(氟磺酰)亞胺(其中,烷基為c1~c10烷基)、2-(甲基丙烯酰氧基)二烷基銨雙(氟磺酰)亞胺(其中,烷基為c1~c10烷基)、n-烷基-n-烯丙基銨雙{(三氟甲烷)磺酰}亞胺(其中,烷基為c1~c10烷基)、1-乙烯基-3-烷基咪唑鎓雙{(三氟甲烷)磺酰}亞胺(其中,烷基為c1~c10烷基)、1-乙烯基-3-烷基咪唑鎓四氟硼酸鹽(其中,烷基為c1~c10烷基)、4-乙烯基-1-烷基吡啶鎓雙{(三氟甲烷)磺酰}亞胺(其中,烷基為c1~c10烷基)、4-乙烯基-1-烷基吡啶鎓四氟硼酸鹽(其中,烷基為c1~c10烷基)、1-(4-乙烯基芐基)-3-烷基咪唑鎓雙{(三氟甲烷)磺酰}亞胺(其中,烷基為c1~c10烷基)、1-(4-乙烯基芐基)-3-烷基咪唑鎓四氟硼酸鹽(其中,烷基為c1~c10烷基)、1-縮水甘油基-3-烷基-咪唑鎓雙{(三氟甲烷)磺酰}亞胺(其中,烷基為c1~c10烷基)、甲基丙烯酸三烷基氨基乙酯銨三氟甲烷磺酰亞胺(其中,烷基為c1~c10烷基)、1-縮水甘油基-3-烷基-咪唑鎓四氟硼酸鹽(其中,烷基為c1~c10烷基)、n-乙烯基咔唑鎓四氟硼酸鹽(其中,烷基為c1~c10烷基)等。這些熔融鹽單體可以使用1種或2種以上。這些熔融鹽單體可以通過上述的本件申請(qǐng)人的現(xiàn)有專利wo2010/113971中記載的方法而得到。
上述氟系聚合物上的熔融鹽單體的接枝化率優(yōu)選為2~90摩爾%,進(jìn)一步優(yōu)選為10~80摩爾%,最優(yōu)選為20~75摩爾%。通過滿足該范圍的接枝化率,能夠更優(yōu)選地達(dá)成本發(fā)明的目的。在接枝化率比較低的區(qū)域、例如2~40摩爾%、優(yōu)選10~35摩爾%、進(jìn)一步優(yōu)選13~30摩爾%的區(qū)域中,能夠保持海綿性狀的柔軟性,能夠期待與支撐體的結(jié)合密合性、彈力性、粘接性改良這樣的效果。此外在接枝化率比較高的區(qū)域、例如42~90摩爾%、特別是45~90摩爾%、進(jìn)一步優(yōu)選45~75摩爾%的區(qū)域中,由于粘彈性增加,所以能夠期待密合強(qiáng)度提高、進(jìn)而粘合性、耐沖擊性、顏料等粒子原材的分散平滑性、ph穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、進(jìn)而導(dǎo)電性能提高這樣的效果。接枝化率的測(cè)定法在后述的實(shí)施例中敘述。
熔融鹽單體的接枝聚合可以單獨(dú)使用,或者也可以和能夠與其共聚的其他單體共聚。
另外,其中,在高分子電解質(zhì)組合物(x1)中,包含含有碳酸亞乙烯酯類、乙酸亞乙烯酯、2-氰基呋喃、2-噻吩甲腈、丙烯腈等sei(固體電解質(zhì)界面相:solidelectrolyteinterphase)膜形成原材或溶劑等的單體組合物。
本發(fā)明中,由于通過在進(jìn)行上述的接枝聚合而得到的高分子導(dǎo)電組合物(x1)中配合氟系聚合物(x2),能夠得到優(yōu)異的導(dǎo)電原材,所以以下對(duì)氟系聚合物(x2)進(jìn)行敘述。
作為氟系聚合物(x2),可列舉出上述的接枝聚合中使用的氟聚合物、特別是聚偏氟乙烯聚合物或共聚物作為優(yōu)選例。進(jìn)而還可列舉出三氟化樹脂等聚氯氟代烯(烯為乙烯、丙烯、丁烯等)、四氟化樹脂(聚四氟乙烯)、聚氟乙烯、四氟乙烯·全氟烷基乙烯基醚(烷基為甲基、丙基、丁基等)共聚物等、進(jìn)而在這些氟系聚合物上加成(單、二、三)氟代烯(烯為乙烯、丙烯、丁烯等)而得到的氟系樹脂。
關(guān)于進(jìn)行接枝聚合而得到的高分子導(dǎo)電組合物(x1)的配合比例,相對(duì)于高分子導(dǎo)電組合物(x1)和氟系聚合物(x2)的合計(jì)量配合0.1~95重量%、優(yōu)選5~80重量%。
本發(fā)明中,通過進(jìn)一步配合包含鎓陽(yáng)離子和含氟陰離子的熔融鹽、具有包含鎓陽(yáng)離子和含氟陰離子的鹽結(jié)構(gòu)并且具有聚合性官能團(tuán)的熔融鹽單體鹽、上述熔融鹽單體的聚合物或共聚物中的至少1種,由此導(dǎo)電性、導(dǎo)電耐久性進(jìn)一步提高。關(guān)于它們的配合比例,相對(duì)于高分子導(dǎo)電組合物和氟系聚合物的合計(jì)量為0.1~95重量%,優(yōu)選為0.1~60重量%,進(jìn)一步優(yōu)選為0.1~40重量%。
其中,作為包含鎓陽(yáng)離子和含氟陰離子的熔融鹽,優(yōu)選由上述的銨陽(yáng)離子組和含氟陰離子組構(gòu)成的熔融鹽。此外,所謂具有包含鎓陽(yáng)離子和含氟陰離子的鹽結(jié)構(gòu)并且具有聚合性官能團(tuán)的熔融鹽單體可列舉出上述的接枝聚合中使用的熔融鹽單體。
此外,作為熔融鹽單體的聚合物或共聚物,可列舉出上述熔融鹽單體的均聚物作為優(yōu)選例。這些均聚物中,可列舉出1-烷基-3-乙烯基咪唑鎓陽(yáng)離子(avi)、4-乙烯基-1-烷基吡啶鎓陽(yáng)離子、1-(4-乙烯基芐基)-3-烷基咪唑鎓陽(yáng)離子、1-(乙烯氧基乙基)-3-烷基咪唑鎓陽(yáng)離子、1-乙烯基咪唑鎓陽(yáng)離子、季二烯丙基二烷基銨陽(yáng)離子(daa)、2(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基銨(moetma)}陽(yáng)離子、二烷基(氨基烷基)丙烯酰胺、丙烯酸二烷基(氨基烷基)酯、甲基丙烯酸羥基烷基酯的均聚物、或這些單體的2種以上的共聚物,優(yōu)選均聚物。此外可列舉出上述熔融鹽單體與其他共聚單體的共聚物。
這些熔融鹽單體的聚合物或共聚物可以通過使用偶氮系聚合引發(fā)劑(aibn等)、過氧化物系聚合引發(fā)劑(bpo等)的自由基聚合、或利用布朗斯特酸或路易斯酸等聚合引發(fā)劑的陽(yáng)離子聚合反應(yīng)、使用aibn或bpo的活性自由基聚合而得到。這些聚合中優(yōu)選活性自由基聚合。
此外,本發(fā)明中,通過配合電荷遷移離子源,導(dǎo)電性、導(dǎo)電耐久性提高。其中,作為電荷遷移離子源,典型地為鋰鹽,優(yōu)選使用包含下述的鋰陽(yáng)離子和含氟原子的陰離子的鋰鹽。
作為電荷遷移離子源,可列舉出選自由libf4、lipf6、cnf2n+1co2li(n為1~4的整數(shù))、cnf2n+1so3li(n為1~4的整數(shù))、(fso2)2nli、(cf3so2)2nli、(c2f5so2)2nli、(fso2)2li、(cf3so2)3cli、(cf3so2-n-cocf3)li、(r-so2-n-so2cf3)li(r為烷基等脂肪族基或芳香族基)及(cn-n)2cnf2n+1li(n為1~4的整數(shù))組成的組中的鋰鹽等。進(jìn)而作為除鋰鹽以外的電荷遷移離子源,還可列舉出氧化錫銦(tio)、碳酸鹽等電荷遷移離子源。
此外,作為電荷遷移離子源,還使用含有氮的鹽、優(yōu)選包含下述的烷基銨陽(yáng)離子(例如四乙基銨陽(yáng)離子、三乙基甲基銨陽(yáng)離子)和含氟原子的陰離子的鹽,
et4-n+bf4-、et3me-n+bf4-
et4-n+pf6-、et3me-n+pf6-等。
上述電荷遷移離子源也可以配合2種以上。
上述電荷遷移離子源的配合量相對(duì)于高分子電解質(zhì)組合物(x1)為0.5~2摩爾,優(yōu)選為0.7~1.5摩爾。
作為電荷遷移離子源的抗衡離子即四亞烷基二醇二烷基醚(tagdae)的亞烷基,可列舉出亞甲基、亞乙基、亞丙基等碳數(shù)為1~30的亞烷基,作為烷基,可列舉出甲基、乙基、丙基等碳數(shù)為1~30的烷基。它們中,最優(yōu)選四乙二醇二甲基醚(tegdme)。tagdae相對(duì)于電荷遷移離子源的配合比例為0.2~2.0摩爾,優(yōu)選為0.4~1.5摩爾。
此外,作為支撐上述電荷遷移離子源的陰離子(離子導(dǎo)電支撐鹽),雙{(三氟甲烷)磺酰}亞胺、2,2,2-三氟-n-{(三氟甲烷)磺酰基)}乙酰亞胺、雙{(五氟乙烷)磺酰}亞胺、雙{(氟)磺酰}亞胺、四氟硼酸鹽、六氟磷酸鹽及三氟甲烷磺酰亞胺等有效地發(fā)揮功能。
進(jìn)而,本發(fā)明中,通過在下述樹脂(y)中配合這樣得到的高分子導(dǎo)電組合物(含有x1及x2),進(jìn)而導(dǎo)電性、導(dǎo)電耐久性等提高。作為將高分子導(dǎo)電組合物與樹脂(y)混和的方法,可列舉出混煉的方法、使用溶劑的方法等。作為混煉的方法,優(yōu)選制作這些樹脂的粒料、并制作作為目標(biāo)的配合比例的組合物的方法。高分子導(dǎo)電組合物的配合比例相對(duì)于高分子導(dǎo)電組合物和樹脂(y)的合計(jì)量為0.1~95重量%,優(yōu)選為0.1~60重量%,進(jìn)一步優(yōu)選為0.1~40重量%。
優(yōu)選以下方法:將高分子導(dǎo)電組合物以高濃度、例如5~98重量%、優(yōu)選10~80重量%配合到(y)中進(jìn)行熔融混煉并擠出成形,切斷而制作粒料(母料),將該粒料配合到樹脂(y)中,使其含有0.1~40重量%的高分子導(dǎo)電組合物。通過配合(y),能夠使非導(dǎo)體樹脂形成云結(jié)構(gòu)和/或介由質(zhì)子基的離子跳躍(ionhopping)結(jié)構(gòu)而制成更優(yōu)異的導(dǎo)電性樹脂。
其中,作為樹脂(y),可列舉出選自聚烯烴系樹脂、聚丙烯酸系樹脂、聚鹵素系樹脂、醋酸乙烯酯系樹脂、聚醚系樹脂、二烯系樹脂、聚酯系樹脂、聚酰胺系樹脂、聚砜系樹脂、聚苯硫醚、聚酰亞胺系樹脂、硅系樹脂、聚氨酯系樹脂、環(huán)氧系樹脂、酚系樹脂、氨基系樹脂、天然系樹脂中的至少1種樹脂。
其中,作為聚烯烴系樹脂,可列舉出聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚苯乙烯等,作為聚丙烯酸系樹脂,可列舉出聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚丙烯酸鹽等,作為聚鹵素系樹脂,可列舉出聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、四氟化樹脂等。此外,作為醋酸乙烯酯系樹脂,可列舉出聚醋酸乙烯酯、聚乙烯基醇等,作為聚醚系樹脂,可列舉出聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚醚酮,作為二烯系樹脂,可列舉出丁二烯系橡膠、氯丁二烯系橡膠、異戊二烯系橡膠等。此外,作為聚酯系樹脂,可列舉出聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚氧苯甲酸酯、不飽和聚酯、聚碳酸酯、聚碳酸酯-聚酯聚合物合金樹脂等,作為聚酰胺系樹脂,可列舉出聚己內(nèi)酰胺系樹脂、聚己二酸己二醇酯系樹脂、聚芳香族聚酰胺系樹脂等,作為聚砜系樹脂,可列舉出聚砜、聚醚砜,作為硅系樹脂,可列舉出硅橡膠、有機(jī)硅樹脂、聚合性有機(jī)硅樹脂等,作為氨基系樹脂,可列舉出尿素樹脂、三聚氰胺樹脂等,作為天然系樹脂,可列舉出纖維素系樹脂、天然橡膠系樹脂、蛋白質(zhì)系樹脂、瓜爾膠、羅望子膠、刺槐豆膠、黃原膠、卡拉膠等。
它們中,優(yōu)選聚丙烯酸系樹脂、二烯系樹脂、硅系樹脂、聚烯烴系樹脂、聚醚系樹脂、聚酰亞胺系樹脂。特別是最優(yōu)選聚丙烯酸系樹脂,作為聚丙烯酸系樹脂,優(yōu)選丙烯酸烷基酯或(甲基)丙烯酸烷基酯的聚合物或共聚物,作為共聚物,可列舉出羥基乙基丙烯酰胺、二烷基丙烯酰胺、二烷基氨基烷基丙烯酰胺、丙烯酰嗎啉、丙烯酸丁酯-丙烯酸芐基酯-4-丙烯酸羥基丁酯的共聚物或丙烯酸丁酯-丙烯酸芐基酯-丙烯酸苯氧基乙酯-丙烯酸4-羥基丁酯-丙烯酸共聚物。
在高分子電解質(zhì)組合物中配合氟系聚合物等而使用時(shí),優(yōu)選根據(jù)目的而分別適當(dāng)配合相容化劑、分散劑、抗氧化劑、滑動(dòng)劑、抗粘連劑、填充劑(二氧化硅、碳酸鈣、氫氧化鎂、滑石、陶瓷等)、紫外線吸收劑、染料、顏料等。其中,作為相容化劑或分散劑,優(yōu)選使用低分子化合物(1,2-聚丁二烯、聚酰胺·聚苯醚共聚物、天然橡膠膠乳、液狀異戊二烯聚合物乳液)、進(jìn)而酞菁(含有羥基的石油樹脂“l(fā)ionolblue”東洋油墨制造(株)制)等。此外填充劑優(yōu)選相對(duì)于樹脂(x1和/或x2與y的合計(jì)量)配合5~50重量%。作為配合配方中使用的稀釋溶劑,可以使用芳香族溶劑、醚系溶劑、2-丙醇、n-甲基吡咯烷酮、酮系溶劑、丙酮、氯代烯系溶劑、酯系溶劑、鹵素系溶劑、二甲基亞砜(dmso)、醋酸丁酯、醋酸溶纖劑等。特別是通過含有紫外線吸收劑,作為紫外線固化涂料不需要加熱培養(yǎng)等的高效的涂膜形成成為可能,此外涂膜層的強(qiáng)度也提高。
本發(fā)明的導(dǎo)電原材作為為導(dǎo)電粘合劑、導(dǎo)電粘接劑、導(dǎo)電涂料、成形用導(dǎo)電樹脂粉末、注塑成形用導(dǎo)電樹脂粒料、導(dǎo)電絲、導(dǎo)電片材、導(dǎo)電板或?qū)щ姽軤畛尚误w的導(dǎo)電原材是有用的,特別是作為導(dǎo)電性粘合劑極其有用。進(jìn)而,本發(fā)明的導(dǎo)電原材作為聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚酰亞胺膜等隔膜的單面或兩面的涂布劑也是有用的。作為涂布到單面或兩面的方法,可列舉出浸漬法、壓延涂布法、模涂法、噴霧涂布法等,通過將其自然干燥或熱干燥能夠制作導(dǎo)電隔膜原材。
進(jìn)而,由于本發(fā)明的導(dǎo)電原材作為層疊體也極為有用,所以以下對(duì)層疊體進(jìn)行敘述。
層疊體可以通過下述方法等而得到:在不具有自由電子的絕緣體的非導(dǎo)體樹脂(w)層的單面涂布上述的樹脂組合物(例如粘合劑或粘接劑)的方法、或在其上重疊非導(dǎo)體樹脂(w)層的方法、或在非導(dǎo)體樹脂層(w)的單面涂布樹脂組合物且在其上將非導(dǎo)體樹脂(w)層擠出成形的方法、或?qū)?層或3層以上共擠出成形。在設(shè)置兩側(cè)的非導(dǎo)體樹脂(w)層時(shí),非導(dǎo)體樹脂(w)可以相同也可以不同。非導(dǎo)體樹脂(w)層優(yōu)選為膜。
作為非導(dǎo)體樹脂(w),可列舉出上述的樹脂(y),優(yōu)選聚烯烴系樹脂(聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚苯乙烯)、醋酸乙烯酯系樹脂(聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇)、聚酯系樹脂(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、聚氧苯甲酸酯、不飽和聚酯、聚碳酸酯)。
由樹脂組合物形成的層、進(jìn)而中間層的厚度優(yōu)選為1~100微米,進(jìn)一步優(yōu)選為5~50微米。此外非導(dǎo)體樹脂(w)層的單面的厚度優(yōu)選為1~200微米,進(jìn)一步優(yōu)選為5~50微米。進(jìn)而包含3層的層疊體的總厚度優(yōu)選為5~300微米,進(jìn)一步優(yōu)選為15~150微米。
作為層疊體的層構(gòu)成,制成樹脂組合物層/w層/樹脂組合物層、w層/樹脂組合物層、w層/樹脂組合物層/w層、w層/樹脂組合物層/w層/樹脂組合物層/w層、w層/樹脂組合物層/w層/樹脂組合物層/w層/樹脂組合物層/w層等多層結(jié)構(gòu)是自由的。此外,本發(fā)明的層構(gòu)成優(yōu)選為w層/樹脂組合物層、w層/樹脂組合物層/w層、樹脂組合物層/w層/樹脂組合物層,在其上進(jìn)一步設(shè)置層、例如樹脂、金屬、玻璃、木材、紙、纖維、編織物、無(wú)紡布等的層是自由的。
這樣得到的層疊體如由后述的實(shí)施例也表明的那樣,即使是非導(dǎo)體樹脂(w)層的表面也顯示極為優(yōu)異的導(dǎo)電性、及優(yōu)異的導(dǎo)電耐久性,進(jìn)而層疊體的密合強(qiáng)度也優(yōu)異。即,即使不在樹脂組合物層上形成導(dǎo)電性團(tuán)簇,也能夠使樹脂組合物層中的離子(陰離子或陽(yáng)離子)在w層表面更高效地進(jìn)行電子轉(zhuǎn)移,能夠大幅地改善導(dǎo)電性、導(dǎo)電耐久性。樹脂組合物層也可以不成為片層結(jié)構(gòu),但通過制成片層結(jié)構(gòu)能夠更有效地促進(jìn)電子轉(zhuǎn)移。
接著通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行說明。
實(shí)施例
[接枝聚合物1]
作為偏氟乙烯(pvdf)-三氟氯乙烯(ctfe)共聚物,使用-(ch2-cf2)n-(cf2-cfcl)m-{n為96摩爾%、m為4摩爾%、吳羽化學(xué)工業(yè)社制、商品名#7500、特性粘度〔η〕=2.55(使用奧斯特瓦爾特粘度計(jì)、溶劑為dmac、測(cè)定溫度為25℃)由〔η〕推算的分子量為120萬(wàn)},通過下述的條件在其上接枝聚合熔融鹽單體。
在1l三口燒瓶上安裝冷凝機(jī)、攪拌裝置及滴液裝置,加入pvdf-ctfe共聚物#75006g和n-甲基吡咯烷酮(nmp)80g,在油浴中加溫至80℃,進(jìn)行攪拌溶解。接著以氬氣將氣氛充分置換后,加入熔融鹽單體{化合物名甲基丙烯酸三甲基氨基乙酯雙{(三氟甲基)磺酰}亞胺(tmaema·tfsi)}和預(yù)先溶解于20g的nmp中的n,n,n’,n’-四(2-吡啶基甲基)乙二胺(tpen)0.46g和cucl0.08g。進(jìn)一步以氬氣置換并升溫至90℃,反應(yīng)23小時(shí)。
反應(yīng)后冷卻至40℃,用丙酮進(jìn)行稀釋,一邊攪拌一邊注入到50%甲醇水溶液中而使其析出。反應(yīng)生成物進(jìn)一步用甲醇溶液洗滌后進(jìn)行干燥,得到粗制聚合物。
接著,將粗制聚合物粉碎,加入丙酮40%、甲醇60%的混合溶劑并攪拌。由于沒有接枝的離子性液體聚合物及未反應(yīng)熔融鹽單體溶解,而接枝聚合物發(fā)生溶脹并沉降,所以用離心分離器進(jìn)行分離。重復(fù)該提取操作而得到接枝聚合物1。進(jìn)而用30℃、真空干燥機(jī)干燥,測(cè)定收量,此外測(cè)定紅外光譜,算出接枝化率(摩爾%),結(jié)果顯示71.7摩爾%。
注1)接枝化率(摩爾%)
改變pvdf-ctfe共聚物和接枝聚合物的配合比例,測(cè)定紅外光譜并制作標(biāo)準(zhǔn)曲線,使用該標(biāo)準(zhǔn)曲線,求出試樣的接枝聚合物的接枝化率(摩爾%)。
[接枝聚合物2~6]
在上述接枝聚合物1的制法中,使用ctfe7摩爾%的共聚物即-(ch2-cf2)n-(cf2-cfcl)m-{n為93摩爾%、m為7摩爾%、吳羽化學(xué)工業(yè)社制、商品名fd3145、特性粘度[η]=2.42(使用奧斯特瓦爾特粘度計(jì)、溶劑為二甲基乙酰胺(dmac)、測(cè)定溫度為25℃)、由[η]推算的分子量111萬(wàn)}來代替ctfe4摩爾%的共聚物,此外作為熔融鹽單體使用其他的熔融鹽單體來代替tmaema·tfsi,進(jìn)而作為接枝聚合的條件使用cubr來代替催化劑cucl,進(jìn)而適當(dāng)變更c(diǎn)ubr的使用量,除此以外同樣地操作而得到接枝聚合物2~6。將結(jié)果示于表1中。
[表1]
接枝聚合物2:
作為熔融鹽單體為使用2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基銨鹽的雙氟磺酰亞胺(fsi)化物(moetma·fsi)的接枝聚合物。進(jìn)而用30℃、真空干燥機(jī)進(jìn)行干燥并測(cè)定收量,此外測(cè)定紅外光譜并算出接枝化率(摩爾%),結(jié)果顯示60.8摩爾%。
接枝聚合物3:
作為熔融鹽單體為使用2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基銨鹽的雙氟磺酰亞胺(fsi)化物(moetma·fsi)的接枝聚合物。進(jìn)而用30℃、真空干燥機(jī)進(jìn)行干燥并測(cè)定收量,此外測(cè)定紅外光譜并算出接枝化率(摩爾%),結(jié)果顯示45.6摩爾%。
接枝聚合物4:
作為熔融鹽單體為使用2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基銨鹽的雙氟磺酰亞胺(fsi)化物(moetma·fsi)的接枝聚合物。進(jìn)而用30℃、真空干燥機(jī)進(jìn)行干燥并測(cè)定收量,此外測(cè)定紅外光譜并算出接枝化率(摩爾%),結(jié)果顯示23.3摩爾%。
接枝聚合物5:
作為熔融鹽單體為使用2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基銨鹽的雙氟磺酰亞胺(fsi)化物(moetma·fsi)的接枝聚合物。進(jìn)而用30℃、真空干燥機(jī)進(jìn)行干燥并測(cè)定收量,此外測(cè)定紅外光譜并算出接枝化率(摩爾%),結(jié)果顯示17.8摩爾%。
接枝聚合物6:
作為熔融鹽單體為使用2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基銨鹽的雙氟磺酰亞胺(fsi)化物(moetma·fsi)的接枝聚合物。進(jìn)而用30℃、真空干燥機(jī)進(jìn)行干燥并測(cè)定收量,此外測(cè)定紅外光譜并算出接枝化率(摩爾%),結(jié)果顯示7.1摩爾%。
均聚物(z-1):
作為熔融鹽單體,使用2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基銨鹽的雙氟磺酰亞胺(fsi)化物(moetma·fsi),將50g溶解到丙酮中,使用5g偶氮系聚合引發(fā)劑并升溫至60℃而進(jìn)行活性聚合,得到目標(biāo)均聚物。將所得到的均聚物溶解到乙醇中實(shí)施純化。將溶劑干燥而得到均聚物。
均聚物(z-2)
上述的熔融鹽單體使用二甲基氨基丙基丙烯酰胺的雙氟磺酰亞胺(fsi)化物(dmapaa·fsi),在與上述均聚物(z-1)同樣的條件下進(jìn)行活性聚合,得到均聚物。
實(shí)施例1(導(dǎo)電原材=粘合劑)
在上述的接枝聚合物1{高分子導(dǎo)電組合物(x1)}30重量%、氟系聚合物(聚偏氟乙烯)(x2)70重量%中,將相對(duì)于(x1)和(x2)的總和為10重量%的分散劑酞菁(含有羥基的石油樹脂“l(fā)ionolblue”東洋油墨制造(株)制)熔融混合到n-甲基吡咯烷酮中,得到10重量%固體成分的導(dǎo)電粘合劑。
實(shí)施例2(導(dǎo)電原材=粘合劑)
在上述的接枝聚合物2(高分子電解質(zhì)組合物)(x1)10重量%、氟系聚合物(聚偏氟乙烯)(x2)20重量%、丙烯酸樹脂(商品名“br-106”mitsubishirayonco.,ltd.制)70重量%(y)中,將相對(duì)于(x1)和(x2)的總和為10重量%的分散劑酞菁(含有羥基的石油樹脂“l(fā)ionolblue”東洋油墨制造(株)制)熔融混合到n-甲基吡咯烷酮中,得到10重量%固體成分的導(dǎo)電粘合劑。
實(shí)施例3(導(dǎo)電原材=粘合劑)
在上述的接枝聚合物3(高分子電解質(zhì)組合物)(x1)20重量%、氟系聚合物(聚偏氟乙烯)(x2)70重量%、不具有聚合性基的熔融鹽{1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟磺酰亞胺(emi-tfsi)}10重量%中,相對(duì)于與(x1)的總和添加1.0摩爾電荷遷移離子源(四氟磺酰亞胺鋰),將相對(duì)于(x1)和(x2)及不具有聚合性基的熔融鹽的總和為10重量%的分散劑酞菁(商品名含有羥基的石油樹脂“l(fā)ionolblue”東洋油墨制造(株)制)熔融混合到n-甲基吡咯烷酮中,得到10重量%固體成分的導(dǎo)電粘合劑。
實(shí)施例4(導(dǎo)電原材=樹脂粒料)
在上述的接枝聚合物4(高分子電解質(zhì)組合物)(x1)30重量%、氟系聚合物(聚偏氟乙烯聚合物)(x2)65重量%、具有聚合性基的熔融鹽(亞乙基乙烯基咪唑雙氟磺酰亞胺)5重量%中,相對(duì)于(x1)與具有聚合基的熔融鹽的總和添加1.0摩爾電荷遷移離子源(四氟磺酰亞胺鋰),將相對(duì)于(x1)和(x2)的總和為10重量%的分散劑酞菁(商品名含有羥基的石油樹脂“l(fā)ionolblue”東洋油墨制造(株)制)熔融混煉,得到樹脂混和物,接著將該混和物按照x相對(duì)于y成為5重量%的方式混煉到“通用聚酯樹脂”中,進(jìn)行擠出成形,得到樹脂粒料。
實(shí)施例5(導(dǎo)電原材=涂料)
相對(duì)于上述的接枝聚合物5(高分子電解質(zhì)組合物)(x1)15重量%、氟系聚合物(聚偏氟乙烯共聚物)(x2)70重量%、熔融鹽單體的均聚物(z‐1)15重量%,配合2-甲基-1,3-丙二醇55重量%和流平劑(byk制品:byk-331)20重量%,進(jìn)一步相對(duì)于(x1)和(z‐1)的總和添加0.5重量%的二月桂酸二丁基錫催化劑,以溶劑二甲苯/醋酸丁酯/醋酸溶纖劑的6:3:1配合進(jìn)行稀釋,制作固體成分濃度為30%的涂料。
實(shí)施例6(導(dǎo)電原材=片材)
在上述的接枝聚合物6(高分子電解質(zhì)組合物)(x1)20重量%、氟系聚合物(聚偏氟乙烯共聚物)(x2)70重量%、具有聚合基的熔融鹽單體(moetma·fsi)的均聚物(z-1)10重量%的混和物中,相對(duì)于(x1)和(x2)和(z-1)總和配合2.0重量%的熱聚合催化劑(和光純藥制:偶氮聚合引發(fā)劑v-60aibn),用溶劑芐基醇進(jìn)行熔融攪拌而制作10重量%固體成分的涂裝溶液。將該溶液流延到聚酯膜上并在65℃下加熱而制作導(dǎo)電片材。
實(shí)施例7(導(dǎo)電原材=絲)
將上述的接枝聚合物6(高分子電解質(zhì)組合物)(x1)20重量%、氟系共聚物(四氟乙烯·全氟甲基乙烯基醚共聚物)(x2)65重量%、熔融鹽單體的均聚物(z-1)15重量%的總和30重量%與聚醚樹脂(一液性聚氨酯樹脂;urich-57nipponpolyurethane制、液狀固化劑;該公司制millionatemtl)(y)的70重量%的混和物用乙醇溶劑進(jìn)行熔融攪拌而制作10重量%固體成分的涂裝溶液。在該溶液浴中浸漬聚酯絲,在90℃下干燥而制作導(dǎo)電絲。成為加工對(duì)象的絲的種類為天然原材絲或聚醚絲等沒有特別限定。
實(shí)施例8(導(dǎo)電原材=板狀)
在上述的接枝聚合物6(高分子電解質(zhì)組合物)(x1)10重量%、氟系聚合物(聚偏氟乙烯聚合物)(x2)80重量%、熔融鹽單體的均聚物(z-1)10重量%中,將1.0摩爾電荷遷移離子源(四氟磺酰亞胺鋰的混合物)與通用環(huán)氧樹脂(y)混和,在與實(shí)施例6同樣的條件下制作涂液。將該溶液以50微米厚度流延到丙烯酸樹脂板上,加溫至65℃而制作導(dǎo)電層膜樹脂板。
實(shí)施例9(導(dǎo)電原材=中空形狀管狀)
在上述的接枝聚合物6(高分子電解質(zhì)組合物)(x1)30重量%、氟系聚合物(聚偏氟乙烯聚合物)(x2)60重量%、熔融鹽單體的均聚物(z-2)10重量%中,將1.0摩爾電荷遷移離子源(四氟磺酰亞胺鋰的混合物)30重量%與鑄型用氨基甲酸酯樹脂(diccorporation制pandexp-910)(y)70重量%混和,在與實(shí)施例6同樣的條件下制作溶液。將該成形溶液材料投入到模具的模腔中,一邊加熱一邊注入空氣而制作中空形狀管狀的導(dǎo)電原材。該成形法也可以是注塑吹塑成形。
實(shí)施例10
在實(shí)施例1中,相對(duì)于x1配合1.0摩爾的電荷遷移離子源{(fso2)2nli},與以下實(shí)施例1同樣地操作而得到導(dǎo)電粘合劑。
實(shí)施例11
在實(shí)施例1中,相對(duì)于x1配合1.0摩爾的電荷遷移離子源,進(jìn)一步相對(duì)于電荷遷移離子源配合0.5摩爾的四乙二醇二甲基醚(tegdme),以下與實(shí)施例1同樣地操作而得到導(dǎo)電粘合劑。
比較例1
使用1-乙基-3-甲基咪唑鎓雙-{(三氟甲基)磺酰}亞胺(emi·tfsi)的甲苯-甲基乙基酮溶液來代替實(shí)施例1中使用的接枝聚合物1,除此以外與實(shí)施例1同樣地操作而得到粘合劑。
比較例2
實(shí)施例1中沒有使用氟系聚合物,除此以外與實(shí)施例1同樣地操作而得到粘合劑。
實(shí)施例12(層疊體)
將實(shí)施例1中得到的粘合劑涂布到聚酯膜(50微米)的單面上,在其上重疊聚酯膜(50微米),以100℃、10kg/cm2進(jìn)行2分鐘熱壓接,得到層疊膜。中間層的粘合劑層的厚度為10微米,層疊體的總厚度為110微米。
實(shí)施例13(層疊體)
將實(shí)施例2中得到的粘合劑涂布到聚酯膜(50微米)的單面上,在其上將使聚丙烯樹脂用擠出機(jī)進(jìn)行熔融并從230℃的t-模擠出的熔融膜擠出涂敷到與50℃的冷硬軋輥密合的上述聚酯膜的粘合劑面上。接著,一邊用設(shè)置于冷硬軋輥上的夾持輥擠壓一邊冷卻,使其固化,得到與聚丙烯膜(72微米)的層疊膜。中間層的粘合劑層的厚度為15微米,層疊體的總厚度為137微米。
實(shí)施例14(層疊體)
將實(shí)施例3中得到的粘合劑涂布到聚酯膜(50微米)的單面上,在其上重疊聚酯膜(50微米),以100℃、10kg/cm2進(jìn)行2分鐘熱壓接,得到層疊膜。中間層的粘合劑層的厚度為10微米,層疊體的總厚度為110微米。
實(shí)施例15(層疊體)
將實(shí)施例4中得到的粘合劑涂布到聚酯膜(50微米)的單面上,在其上重疊聚酯膜(50微米),以100℃、10kg/cm2進(jìn)行2分鐘熱壓接,得到層疊膜。中間層的粘合劑層的厚度為10微米,層疊體的總厚度為110微米。
實(shí)施例16(層疊體)
將實(shí)施例3中得到的粘合劑涂布到聚酰亞胺膜(50微米)的單面上,在其上重疊聚酯膜(50微米),以100℃、10kg/cm2進(jìn)行2分鐘熱壓接,得到層疊膜。中間層的粘合劑層的厚度為10微米,層疊體的總厚度為110微米。
比較例3
將比較例1中得到的粘合劑涂布到聚酯膜(50微米)的單面上,在其上重疊聚酯膜(50微米),以100℃、10kg/cm2進(jìn)行2分鐘熱壓接,得到層疊膜。中間層的粘合劑層的厚度為10微米,層疊體的總厚度為110微米。
比較例4
將比較例2中得到的粘合劑涂布到聚酯膜(50微米)的單面上,在其上重疊聚酯膜(50微米),以100℃、10kg/cm2進(jìn)行2分鐘熱壓接,得到層疊膜。中間層的粘合劑層的厚度為10微米,層疊體的總厚度為110微米。
[表2]
[表+3]
注1)密合強(qiáng)度:mpas(兆帕),將層疊體的聚酯膜以5cm/分鐘進(jìn)行180度剝離,求出剝離強(qiáng)度。
注2)導(dǎo)電性:s/cm(每單位cm的siemens),在電極面積為0.95cm2的鉑電極間夾入試樣,以20℃、65%rh,通過交流阻抗法(0.1v、頻率1hz~10mhz)測(cè)定膜電阻,算出膜導(dǎo)電性能。
注3)導(dǎo)電耐久性:測(cè)定在40℃-rh50%的條件下放置6個(gè)月后的導(dǎo)電性。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的導(dǎo)電原材由于具有優(yōu)異的強(qiáng)度、優(yōu)異的導(dǎo)電性和優(yōu)異的導(dǎo)電耐久性,所以作為導(dǎo)電粘合劑、導(dǎo)電粘接劑、導(dǎo)電涂料、導(dǎo)電絲、導(dǎo)電片材、導(dǎo)電板狀體、導(dǎo)電中空管體等是有用的,此外作為鋰離子二次電池、電容器、燃料電池等的導(dǎo)電隔膜(過濾器)是有用的,進(jìn)而層疊體在偏振板等光學(xué)用層疊體、磁帶層疊體等要求導(dǎo)電性的領(lǐng)域是有用的。此外,配合lto等金屬或碳而制成導(dǎo)通體的粘合劑·粘接劑·涂料色相受到限制、或者在透明性有制約等的應(yīng)用用途領(lǐng)域中有限制,但應(yīng)用了本發(fā)明的導(dǎo)電原材的上述材料能夠消除對(duì)色相的影響,還能夠應(yīng)用于要求與丙烯酸樹脂的透明度相匹敵的透明性的導(dǎo)電原材。