包含导电聚合物粒子和与水形成共沸物的有机溶剂的液态组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种液态组合物，其包含i)包含聚噻吩与聚阴离子的复合物的粒子；ii)液相，其中所述液相包含iia)水和iib)至少一种有机溶剂，其具有

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含导电聚合物粒子和与水形成共沸物的有机溶剂的液态组合物
[0001]本专利技术涉及包括含聚噻吩与聚阴离子的复合物的粒子的液态组合物、用于制备层状体的方法、可通过此类方法获得的层状体以及液态组合物的用途。
[0002]导电聚合物在经济上的重要性日益增加，因为聚合物在可加工性、重量和通过化学改性有目的地调整特性方面要比金属有优势。已知π共轭聚合物的实例是聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔、聚苯和聚(对亚苯基-亚乙烯基)。由导电聚合物形成的层被用于不同工业用途，例如作为电容器中的聚合物反电极或用于电子电路板的贯穿电镀。导电聚合物是通过从单体前体，如任选被取代的噻吩、吡咯和苯胺以及其特定任选的寡聚衍生物氧化，以化学或电化学方式制备。具体来说，广泛使用化学氧化聚合，因为所述方法在工业上易于在液体介质中或在不同衬底上实现。
[0003]工业上使用的特别重要的聚噻吩是聚(3,4-亚乙二氧基-噻吩)(PEDOT或PEDT)，其描述于例如EP 0 339 340 A2中且通过使3,4-亚乙二氧基噻吩(EDOT或EDT)化学聚合来制备，且其氧化形式具有极高电导率。A.埃尔施纳(A.Elschner),S.基希迈尔(S.Kirchmeyer),W.洛韦尼奇(W.),U.默克(U.Merker),K.路特(K.Reuter),“PEDOT本质导电聚合物的原理和应用(PEDOT Principles and Applications of an Intrinsically Conductive Polymer)”,CRC出版社(CRC Press)2011提供关于多种聚(3,4-亚烷二氧基噻吩)衍生物，特别是聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)衍生物和其单体单元、合成和用途的概述。通常，3,4-亚乙二氧基噻吩是在如聚苯乙烯磺酸根(PSS)的聚阴离子存在下于水中聚合，由此获得含有阳离子性聚噻吩与聚阴离子的复合物(通常称为“PEDOT/PSS”)的水性组合物。此类方法例如公开于EP 0 440 957 A2中。归因于PEDOT作为聚阳离子且PSS作为聚阴离子的聚电解质特性，这些组合物并非真溶液，而是分散液。聚合物或所述聚合物的部分在此环境中溶解或分散的程度取决于聚阳离子与聚阴离子的重量比、聚合物的电荷密度、所述环境的盐浓度和周围介质的性质(V.卡巴诺夫(V.Kabanov),俄罗斯化学评论(Russian Chemical Reviews)74,2005,3-20)。
[0004]PEDOT/PSS分散液具有特殊的工业意义。透明导电膜具有多种用途，例如在电子组件中作为抗静电涂层或作为导电层，例如在有机发光二极管(OLED)中作为空穴注入层、在有机光伏元件(OPV元件)中或在有机光检测器(OPD)中作为中间层、或作为电磁干扰(EMI)屏蔽材料。所述导电膜也常用于在固体电解质电容器的制造中形成导电聚合物层，特别是固体电解质层或聚合物外部层。
[0005]然而，从现有技术所知的水性PEDOT/PSS分散液在接触空气时通常极快地干燥，导致堵塞用于将这些分散液施加到衬底上的装置，如狭缝式涂布机、喷墨印刷机或喷涂喷嘴。为了减小水性PEDOT/PSS分散液的干燥速度，已经添加高沸点溶剂，如乙二醇和DMSO(即，沸点高于水的沸点的溶剂)。此类方法例如公开于EP 0 686 662 A2中。不过，添加此类高沸点溶剂也使所得导电聚合物膜的薄层电阻显著减小，而当使用导电聚合物层作为抗静电涂层、作为电磁辐射屏蔽或在有机发光二极管(OLED)中或在有机光伏(OPV)元件中或有机光检测器(OPD)中作为空穴传输层时，此薄层电阻显著减小是不合需要的。
[0006]本专利技术是基于克服由现有技术引起的与包含聚噻吩的液态组合物，特别是与PEDOT/PSS分散液相关的缺点的目标。
[0007]确切地说，本专利技术是基于提供一种包含聚噻吩的液态组合物的目标，所述液态组合物可用于形成具有足够高薄层电阻的导电层，由此允许使用所述组合物形成抗静电涂层或电磁辐射屏蔽或用于制备有机发光二极管(OLED)中或有机光伏(OPV)元件中或有机光检测器(OPD)中的空穴传输层，其中所述液态组合物不会导致堵塞用于将所述分散液施加到衬底上的装置，如喷墨印刷机或喷涂喷嘴。
实施例
[0008]|1|一种液态组合物，其包含：
[0009]i)包含聚噻吩与聚阴离子的复合物的粒子；
[0010]ii)液相，其中所述液相包含
[0011]iia)水，和
[0012]iib)至少一种有机溶剂，其具有
[0013]-在1013毫巴的压力下测定的在110到250℃范围内，优选地在120到225℃范围内且最优选地在130到200℃范围内的沸点，和
[0014]-在25℃下测定的至少10wt％、优选地至少25wt％、更优选地至少50wt％且最优选地至少90wt％的水中溶解度；
[0015]其中所述液相是共沸物或能够形成共沸物。
[0016]|2|根据实施例|1|的液态组合物，其中所述液态组合物是分散液，其中粒子i)是分散于所述液相ii)中。
[0017]|3|根据实施例|1|或|2|的液态组合物，其中所述聚噻吩是聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)(PEDOT)。
[0018]|4|根据实施例|1|到|3|中任一项的液态组合物，其中所述聚阴离子是聚苯乙烯磺酸(PSS)的阴离子。
[0019]|5|根据实施例|1|到|4|中任一项的液态组合物，其中所述聚噻吩与聚阴离子的复合物是PEDOT/PSS复合物。
[0020]|6|根据实施例|1|到|5|中任一项的液态组合物，其中粒子i)的重量平均直径(d
50
)是在10nm到2,000nm范围内，更优选地在20nm到500nm范围内，且更优选地在25nm到50nm范围内。
[0021]|7|根据实施例|1|到|6|中任一项的液态组合物，其中所述有机溶剂iib)是醇，优选地为乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚或二丙酮醇；醚，优选地为二乙二醇二甲醚(diethylene glycol dimethyl ether/Diglyme)；或其混合物。
[0022]|8|根据实施例|7|的液态组合物，其中所述有机溶剂iib)是醇。
[0023]|9|根据实施例|8|的液态组合物，其中所述醇选自由乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二丙酮醇或其混合物组成的群组。
[0024]|10|根据实施例|9|的液态组合物，其中所述醇是二丙酮醇。
[0025]|11|根据实施例|9|的液态组合物，其中所述醇是乙二醇单乙醚。
[0026]|12|根据实施例|9|的液态组合物，其中所述醇是乙二醇单丁醚。
[0027]|13|根据实施例|1|到|12|中任一项的液态组合物，其中所述液态组合物进一步包含
[0028]iii)至少一种添加剂，其选自由UV稳定剂、表面活性物质、低沸点溶剂、pH调节剂、交联剂、流变改性剂或所述添加剂中至少两种的组合组成的群组。
[0029]|14|根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种液态组合物，其包含：i)包含聚噻吩与聚阴离子的复合物的粒子；ii)液相，其中所述液相包含iia)水，和iib)至少一种有机溶剂，其具有-在1013毫巴压力下测定的在110到250℃范围内的沸点，和-在25℃下测定的至少10wt％的水中溶解度；其中所述液相是共沸物或能够形成共沸物。2.根据权利要求1所述的液态组合物，其中所述聚噻吩是聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)且其中所述聚阴离子是聚苯乙烯磺酸的阴离子。3.根据权利要求1或2所述的液态组合物，其中所述有机溶剂iib)是醇、醚或其混合物。4.根据权利要求3所述的液态组合物，其中所述醇选自由乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二丙酮醇、二乙二醇二甲醚或其混合物组成的群组。5.根据权利要求4所述的液态组合物，其中所述醇是二丙酮醇。6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的液态组合物，其中所述液态组合物进一步包含低沸点溶剂作为至少一种其它添加剂iii)，其中所述低沸点溶剂是乙醇。7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的液态组合物，其中所述液态组合物进一步包含交联剂作为至少一种其它添加剂iii)，其中所述交联剂是正硅酸四乙酯(TEOS)。8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的液态组合物，其中所述液态组合物包含以所述液态组合物的总重量计在0.001到2.5wt％...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：贺利氏德国有限两合公司，
类型：发明
国别省市：