[发明专利]对有机溶剂具有分散性的导电性聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够分散在各种有机溶剂中的导电性聚合物的制备方法，尤其是关于一种在导电性聚合物合成时利用了在有机溶剂中具有高溶解性的掺杂剂，因而容易分散在有机溶剂中并具有高导电性的导电性聚合物的制备方法。

背景技术

与传统的电绝缘聚合物不同，导电性聚合物，如聚苯胺(polyaniline)、聚吡咯(polypyrrole)、聚噻吩(polythiophene)以及其衍生物，通过掺杂而显示可变的导电性。因此，为将此种导电性聚合物应用在包括抗静电材料、电容器、电致变色(electrochromic)装置或显示器薄膜材料等领域上，已做了许多努力。

然而，导电性聚合物由于强烈的分子间引力以及用作掺杂剂的阴离子的影响无法溶解于溶剂中，而导致加工性降低。即使在克服上述问题且目前商业上可购得的聚(3，4-乙烯二氧噻吩)(3，4-ethylenedioxythiophene)/聚苯乙烯酸(Clevios P，其可购自于德国，H.C.Starck Gmbh公司)的情况下，其仅能提供分散在水中的形式，因此只能应用在特定的领域。

为了解上述问题，已设计出各种不同的方法。

例如，美国专利第2003/0088032A1号公开了一种制备导电性聚合物的方法，此方法通过将杂环芳香(heteroaromatic)导电性聚合物嵌段(polymer block)与能够赋予有机溶剂溶解性的环氧乙烷嵌段(ethyleneoxide block)进行共聚(copolymerizing)，或者在导电性聚合物低聚体上封端(end-capping)甲基丙烯酸酯或其他丙烯酸酯基，从而能够分散在硝基甲烷(nitromethane)、碳酸丙烯酯(propylenecarbonate)等有机溶剂中。

上述方法通过改变导电性聚合物链的键结构本身以赋予在有机溶剂中的分散性，合成与聚合过程为多阶段，因此制备难，不容易控制物性，且合成的导电性聚合物的导电性变低。

另外，还报导过一种合成导电性聚合化合物的方法，其中使用例如聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯或纤维素衍生物的立体结构稳定剂，使所合成的聚合化合物颗粒具有小尺寸，因而促进聚合化合物分散于溶液中(Polymer，vol.33，pp.4857，1992)。然而，由于聚乙烯醇仅被用作分散稳定剂而不能作为掺杂剂，当最终形成导电性薄膜时，其作为杂质会降低导电性。

发明内容

因此，本发明旨在解决现有技术中的上述问题，而提供一种利用在各种有机溶解中具有溶解性的掺杂化合物，因而易于分散在有机溶剂中且具有高导电性的导电性聚合物及其制备方法。但本发明所要解决的技术问题并不限于此，未提及的其他技术问题，本领域技术人员可从以下说明中清楚地理解。

根据本发明的对有机溶剂具有分散性的导电性聚合物，通过由下列化学式1所示的导电性聚合物单体作为掺杂剂与由下列化学式2所示的对有机溶剂具有分散性的磷酸酯化合物进行聚合而制得。

化学式1

在化学式1中，R₁与R₂一起构成3至8元(membered)脂环族环或芳香环结构的亚烃基(alkylene)、亚烯基(alkenylene)、烯氧基(alkenyloxy)、烯二氧基(alkenyldioxy)、炔氧基(alkynyloxy)或炔二氧基(alkynyldioxy)，或分别为氢、卤素、C₁-C₁₅的烷基、烷氧基、羰基或羟基，且杂原子(hetero atom)X选自硫(S)、氧(O)、硒(Se)以及NH。

化学式2

在化学式2中，R₃与R₄分别为选自C₁-C₂₀的烷基、异烷基、烷氧基、烷氧烷基(alkoxyalkyl)、烷基磺酰基(alkylsulfonyl)、烷氧磺酰基(alkoxysulfonyl)、烷基硅烷(alkylsilane)以及烷氧硅烷(alkoxysilane)中的一种。

另外，本发明还提供一种为赋予通过上述方法制备的导电性聚合物多种功能，而与各种粘合剂混合的导电性聚合物复合体的制备方法。

有益效果