[发明专利]导电组合物

说明书

本发明涉及导电聚合物，更具体地说涉及由聚苯胺及其混合物制成的导电组合物与成形制品，如零件、容器、纤维、带状物、膜、涂层等，并且涉及该组合物与上述导电制品的应用。更具体地说，本发明涉及液相可加工的导电聚苯胺组合物，该组合物包含同时形成氢键并且分别与导电聚苯胺的-NH基和6员环发生环-环相互作用的特定取代芳族和脂环化合物。本发明的导电聚苯胺组合物的加工性很好，其与绝缘或半导体材料的混合物的电性能得到明显的改善。    

导电热塑性聚合物配混料在举例来说，包装电子仪器和零件以及在解决静电放电、静电散逸和电磁屏蔽之类范围广泛问题方面的实用价值在增长。这些配混料通常通过使固体导电颗粒如炭黑、不锈钢纤维、银或铝片或涂镍纤维与绝缘本体热塑性塑料如聚苯乙烯、聚烯烃、尼龙、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABC)等混合而制成。这些被填充的配混料随后通过常规的塑料加工方法如挤出、注塑等被加工成为预期形状与制品。与上述所谓“填充的”热塑性配混料相关的主要问题在于这些材料的加工过程并非无关紧要，而是通常与机器磨损过度相联系，最终配混料与未被填充的基质聚合物的对应特性相比经常表现出不希望有的机械特性如脆性和被降低的延展性，导致其破裂。

最近，人们对于使用具备导电本性的聚合物及其与常见绝缘聚合物的混合物代替这类炭黑或金属颗粒填充的配混料产生了浓厚的兴趣。前者体系被认为在价格上更具有竞争性、更易于加工并且表现出需要的机械性能。在各类导电聚合物中，聚苯胺尤其受到人们的特别注意，原因在于它们具备极佳的环境稳定性，其生产成本较低。

聚苯胺属本领域公知内容，举例来说，通过使聚苯胺与质子酸接触形成盐配合物来制备与合成该聚合物的导电形式，这已被公布于

Green, A.G., and Woodhead, A.E.,"Aniline-black and Allied Compounds,Part 1,"J. Chem. Soc., Vol.101,pp.1117(1912)；Kobayashi,et al.,"ElectrochemicalReactions ... of Polyaniline Film-Coated Electrodes,"J.Electroanl.Chem.,Vol.177,pp.281-91(1984)；US Patent Nos.3,963,498,4,025,463,4,983,322 and 5,232,631；Chiang,J.-C.and MacDiarmid,A.G.,"Polyaniline Protonic Acid Doping of theEmeraldine Form to the Metallic Regime",Synthetic Metals,Vol.13,p.196(1966)；Salaneck,W.R.el al.,"A Two-Dimensional-Surface"State"Diagram for Polyaniline",Synlhetic Metals,Vol.13,p.297(1986)上述先有技术中典型的质子酸有如HCl、H₂SO₄、磺酸R₁-SO₃H、磷酸等。这类酸与聚苯胺形成呈现10^-3S/cm或更高导电性的盐配合物，它们的导电性使得这些所谓的“掺杂”聚苯胺[或正如下文所述聚苯胺盐配合物]、它们与普通绝缘本体聚合物形成的掺混合和配混料适用于多种目前由金属或炭黑充填体系发挥作用的抗静电与屏蔽应用场合。

在多种专利与专利申请中都已对不同形式的聚苯胺的加工作过报道。根据聚苯胺是被加工成非掺杂/非导电形式，还是被加工成导电盐配合物的形式并且根据该材料在加工操作过程中是固态还是液态，选用明显不同的工艺，最终产品的性能也大不相同。一般情况下，聚苯胺优选以其导电盐配合物形式存在并且在加工过程中呈液态。上述条件消除了累赘而又不经济的后处理掺杂的必要；优选呈液相这一条件保证形成与固体加工过程出现的有限可能性相比更均匀、种类更多样化的产品。