[发明专利]聚苯胺加成预聚物、聚苯胺加成预聚物的制备方法、聚苯胺接枝聚合物、聚苯胺接枝聚合物的制备方法、交联材料和油漆

说明书

发明背景

1.发明领域

本发明涉及新聚苯胺加成预聚物和制备聚苯胺加成预聚物的方法。另外，本发明涉及通过使聚苯胺加成预聚物加聚而得到的聚苯胺接枝聚合物和制备聚苯胺接枝聚合物的方法。另外，本发明涉及聚苯胺接枝聚合物的三维交联材料。此外，本发明涉及含有聚苯胺接枝聚合物或聚苯胺接枝聚合物的三维交联材料作为涂料组分的油漆。

2.相关技术描述

聚苯胺(PANI)也称为苯胺黑，为以这种方式得到的黑色粉状聚合物质：使苯胺经受氧化化学聚合或电化学聚合。聚苯胺为导电聚合物，所以，近年来，已研究了聚苯胺作为新电子材料或传导材料应用于广泛领域中，例如在电池组用的电极材料、抗静电材料、电磁波屏蔽材料、光电子转换装置、光储存器、各种传感器的功能器件等，显示设备、各种混合材料、透明导体和各种终端设备中。

然而，聚苯胺通常具有高度发达的p-共轭体系。聚合物主链为刚性的且分子链之间的相互作用强。另外，大量强氢键存在于分子链之间，所以聚苯胺不溶于几乎所有有机溶剂中。另外，甚至当将它加热时，聚苯胺也不熔融，所以，它具有差的可成形性，并且难以将它制成膜等。因此，根据相关技术，将单体浸入基础原料如具有所需形状的纤维或聚合材料的多孔体中，然后使单体与足够的聚合催化剂接触以通过电解氧化聚合，或单体在热塑性聚合物粉末的存在下聚合以得到导电性复合材料。

J.Chem.Soc.，Chem.Commun.，1989，1736描述了通过选择聚合催化剂和反应温度而合成且可溶于N-甲基-2-吡咯烷酮中的聚苯胺。然而，该聚苯胺也几乎不溶于其它通常的有机溶剂中，且聚苯胺的适用范围有限。另外，各种聚苯胺衍生物用于合成可溶于有机溶剂中的聚苯胺衍生物；然而，仍未制得具有充分挠性的膜。此外，还已研究了取代基，例如烷基链的引入；然而，这导致引入这些取代基的聚苯胺的耐热性降低。

日本专利申请出版物No.6-100691(JP-A-6-100691)描述了具有接枝结构的聚苯胺衍生物。使聚苯胺与在末端具有与氨基反应的基团的聚硅氧烷反应。因此，聚苯胺衍生物能在有机溶剂中溶解或溶胀，并能形成具有高耐热性的挠性自支撑膜或纤维。然而，形成该聚苯胺衍生物，使得苯醌二亚胺(quinodiimine)结构单元和亚氨基-1，4-亚苯基结构单元中任一个或二者随意地与N-聚硅氧烷接枝-亚氨基-1，4-亚苯基结构单元组合。因此，制备聚苯胺的方法是复杂的，另外，聚苯胺不具有当用于油漆等时所需的溶剂分散性和长期分散稳定性。

另一方面，聚苯胺具有钝化铁表面的功能。关注该功能，还已研究了聚苯胺应用于防腐漆。然而，如上所述，聚苯胺为不溶性聚合物，且除部分溶剂(N-甲基-2-吡咯烷酮等)外，基本不溶于溶剂中。于是，主要使用这一方法：当应用于防腐漆时，将聚合物本体物理地压碎以降低粒径，然后与油漆混合。然而，通过物理压碎聚合物本体而降低粒径是有限的。因此，聚苯胺的稳定性在油漆中降低，粒子最后沉淀而从油漆中分离。此外，聚苯胺的分散体在涂料中是不足的。

如上所述，聚苯胺为当用作油漆时难以处理的材料。

发明概述

本发明提供一种在制备聚苯胺接枝聚合物中作为中间体的合成原料。本发明提供长期稳定地分散或溶解在各种溶剂中且能形成涂层或自支撑膜的聚苯胺接枝聚合物。另外，本发明提供一种含有利用这些性能作为涂料组分的聚苯胺接枝聚合物的油漆。

即，本发明提供一种新聚苯胺加成预聚物和一种制备聚苯胺加成预聚物的方法，通过将聚苯胺加成聚合物加聚得到的聚苯胺接枝聚合物，和一种制备聚苯胺接枝聚合物的方法，和含聚苯胺接枝聚合物作为涂料组分的油漆。

本发明第一方面涉及包含含有缩水甘油基或异氰酸酯基团的(甲基)丙烯酸酯并向其中加入聚苯胺的聚苯胺加成预聚物。

在根据以上方面的聚苯胺加成预聚物中，含缩水甘油基的(甲基)丙烯酸酯为(甲基)丙烯酸缩水甘油酯，含异氰酸酯基团的(甲基)丙烯酸酯为(甲基)丙烯酸-2-异氰酸酯基乙酯(2-isocyanate ethyl(meth)acrylate)。

本发明第二方面涉及一种制备聚苯胺加成预聚物的方法。该方法包括将聚苯胺加入含有缩水甘油基或异氰酸酯基团的(甲基)丙烯酸酯中。

在根据以上方面的方法中，含缩水甘油基的(甲基)丙烯酸酯为(甲基)丙烯酸缩水甘油酯，含异氰酸酯基团的(甲基)丙烯酸酯为(甲基)丙烯酸-2-异氰酸酯基乙酯。