导电性聚合物水性悬浮液及其制备方法、导电性有机材料，以及固体电解电容器及其制备方法技术

一种导电性聚合物水性悬浮液通过将表面掺杂有聚酸的导电性聚合物粉末分散而制备，其中所述阴离子基团的数目相对于所述聚酸的重复单元的数目为50％以上且99％以下。通过使用所述导电性聚合物水性悬浮液，可以提供一种有机材料，所述有机材料在对基板的粘附性和耐湿性上出色，并且在电导率上高，以及在ESR上低并且在高湿度气氛中的可靠性上出色的固体电解电容器，以及其制备方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种导电性聚合物水性悬浮液通过将表面掺杂有聚酸的导电性聚合物粉末分散而制备，其中所述阴离子基团的数目相对于所述聚酸的重复单元的数目为50％以上且99％以下。通过使用所述导电性聚合物水性悬浮液，可以提供一种有机材料，所述有机材料在对基板的粘附性和耐湿性上出色，并且在电导率上高，以及在ESR上低并且在高湿度气氛中的可靠性上出色的固体电解电容器，以及其制备方法。【专利说明】导电性聚合物水性悬浮液及其制备方法、导电性有机材料， 以及固体电解电容器及其制备方法
本专利技术涉及一种导电性聚合物水性悬浮液及其制备方法，由所述导电性聚合物水 性悬浮液获得的导电性有机材料，以及使用所述导电性有机材料的固体电解电容器及其制 备方法。
技术介绍
导电性聚合物材料用于电容器的电极、染料敏化太阳能电池的电极、电致发光显 示器的电极。作为这种导电性聚合物材料，已知通过使一种或多种单体如吡咯、噻吩、3， 4-亚乙二氧基噻吩、苯胺聚合而获得的聚合物材料。作为专利文献I的JP2010-40776A公开了一种用于制备导电性聚合物水性悬浮液 的方法，所述方法包括:在含有包含低分子有机酸或其盐的掺杂剂的溶剂中，通过氧化剂对 提供导电性聚合物的单体进行化学氧化聚合，以合成导电性聚合物；提纯所述导电性聚合 物，并且之后将所述导电性聚合物与氧化剂在含有聚酸组分的水性溶剂中混合。专利文献 I还公开了一种用于制备通过将溶剂从导电性聚合物水性悬浮液移除而获得的导电性聚合 物材料的方法。引用列表专利文献专利文献1:JP2010-40776A
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在专利文献I中，导电性聚合物水性悬浮液通过使用其中阴离子基团的数目相对 于聚酸的重复单元的数目为100%的聚酸制备。然而，由这种导电性聚合物水性悬浮液获得 的导电性聚合物材料在吸湿性上高，因为充当亲水基团的大部分阴离子基团是游离态的， 所述导电性聚合物未掺杂。通常，如果使用具有高吸湿性的导电性聚合物材料或其复合材料作为电极材料， 电极可以归因于环境湿度上的变化而溶胀或收缩，导致对基板的粘附性上的降低。因此，使 用这种导电性聚合物材料或其复合材料的电极材料在高湿度气氛下的可靠性上是有问题 的。因此，本专利技术的目标是由有机聚合物材料提供导电性聚合物水性悬浮液，通过抑 制导电性聚合物材料的吸湿性，所述导电性聚合物水性悬浮液在耐湿性上是出色的并且在 电导率上高；以及用于制备所述导电性聚合物水性悬浮液的方法。此外,本专利技术的另一个目标是提供一种固体电解电容器，所述固体电解电容器在 对基板的粘附性上是出色的，在等效串联电阻(在下文中，ESR)上低并且在高湿度气氛中 的可靠性上出色；以及制备所述固体电解电容器的方法。用于解决问题的方式为了实现以上目标，本专利技术的特征在于一种通过分散其表面掺杂有聚酸的导电性 聚合物粉末而形成的导电性聚合物水性悬浮液，其中所述聚酸的阴离子基团的数目相对于 所述聚酸的重复单元的数目为50%以上且99%以下。此外，在根据本专利技术的导电性聚合物水性悬浮液中，聚酸的阴离子基团优选为磺基。此外，在根据本专利技术的导电性聚合物水性悬浮液中，导电性聚合物粉末优选为包 含由吡咯、噻吩、苯胺或其衍生物获得的聚合物的粉末，并且其掺杂有有机酸。在这里，有机酸优选为选自苯磺酸、萘磺酸、樟脑磺酸，其衍生物及其盐中的至少一种。导电性聚合物粉末是包含由吡咯、噻吩、苯胺或其衍生物获得的聚合物的粉末。导 电性聚合物粉末优选掺杂有有机酸。此外，根据本专利技术的用于制备导电性聚合物水性悬浮液的方法，其特征在于包 括:第一步骤，通过在含有有机酸或其盐作为掺杂剂的水、有机溶剂或混合有水的有 机溶剂中使用氧化剂对吡咯、噻吩、苯胺或它们的衍生物进行化学氧化聚合，以提供含有导 电性聚合物粉末的混合物；第二步骤，从所述混合物移除一种或多种杂质以回收所述导电性聚合物粉末；和第三步骤，使氧化剂对含有聚酸的水性溶剂中的所述导电性聚合物起作用，其中 所述聚酸的阴离子基团的数目相对于所述聚酸的重复单元的数目为50%以上且99%以 下。此外，在第三步骤中，优选使用聚酸的阴离子基团是磺基的聚酸。此外，根据本专利技术的导电性有机材料的特征在于导电性有机材料通过干燥导电性 聚合物水性悬浮液以移除溶剂而形成，其中聚酸的阴离子基团的数目相对于聚酸的重复单 元的数目为50%以上且99%以下。此外，根据本专利技术的固体电解电容器的特征在于包括包含阀金属的阳极导体、形 成在阳极导体的表面上的电介质层，以及电介质层上的含有导电性有机材料的电解质层。此外，在根据本专利技术的用于制备固体电解电容器的方法的第一方面中，所述方法 的特征在于包括:在包含阀金属的阳极导体的表面上形成电介质层的步骤；用导电性聚合物水性悬浮液涂布或浸溃电介质层的步骤；和移除导电性聚合物水性悬浮液的溶剂以形成电解质层的步骤。此外，在根据本专利技术的用于制备固体电解电容器的方法的第二方面中，所述方法 的特征在于包括:在包含阀金属的阳极导体的表面上形成电介质层的步骤；对用于提供导电性聚合物化合物的单体进行化学氧化聚合或电聚合以在所述电 介质层上形成第一电解质层的步骤；用导电性聚合物水性悬浮液涂布或浸溃第一电解质层的步骤；和移除导电性聚合物水性悬浮液的溶剂以形成第二电解质层的步骤。此外，在根据本专利技术的用于制备固体电解电容器的方法的第二方面中，所述方法 优选包括对选自吡咯、噻吩、苯胺及其衍生物中的至少一种进行化学氧化聚合或电聚合从 而在电介质层上形成第一电解质层的步骤。专利技术效果根据本专利技术，获得在耐湿性上出色并且在电导率上高的用于提供有机材料的导电 性聚合物水性悬浮液。还获得在对基板的粘附性上出色，在ESR上低并且在高湿度气氛中 的可靠性上出色的固体电解电容器。附图简述图1是示例分散在根据本专利技术的导电性聚合物的水性液体悬浮液中的导电 性聚合物粉末的形态的示意图。图2是示意性地示例根据本专利技术的固体电解电容器的结构的横截面图。实施方案详述在下文中，将详细描述根据本专利技术的导电性聚合物水性悬浮液及其制备方法，由 所述水性悬浮液获得的导电性有机材料，以及使用所述导电性有机材料的电解电容器及其 制备方法。(导电性聚合物水性悬浮液)图1是示例分散在根据本专利技术的导电性聚合物的水性液体悬浮液中的导电性聚 合物粉末的形态的示意图。在图1中，导电性聚合物粉末1，即包含导电性聚合物的粒子以 下列结构设置:其中聚酸2配位并且稳定化在导电性聚合物粉末I的表面上。导电性聚合 物粉末I的表面掺杂有一些聚酸2的阴离子基团3。因此，聚酸的阴离子基团部分地物理结 合至导电性聚合物粒子(粉末)的表面，其中聚酸作为导电性聚合物的掺杂剂设置在导电 性聚合物粒子(粉末)的表面上。根据本专利技术的导电性聚合物水性悬浮液包含其上聚酸结合至表面的导电性聚合 物粉末，以及含有水作为主要组分的溶剂，其中导电性聚合物粉末以分散在溶剂中的状态 含有。相对于聚酸的重复单元的数目，聚酸的阴离子基团的数目优选为50%以上且99%以 下，并且更优选60 %以上且90 %以下。在这里，导电性聚合物水性悬浮液意指其中其溶剂 以50%以上的量含有水的一类。在其中聚酸的阴离子基团的数目相对于聚酸的重复单元的数目超过99%的情况 下，未掺杂的游离态下的阴离子基团过量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：菅原康久，信田知希，吉田雄次，铃木聪史，富冈泰宏，
申请(专利权)人：NEC东金株式会社，
类型：
国别省市：