[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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1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1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

发明内容

本发明所要解决的技术问题

在专利文献1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，本发明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，本发明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，本发明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，在根据本发明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，在根据本发明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，根据本发明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，根据本发明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，根据本发明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，在根据本发明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渍电介质层的步骤；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。