[发明专利]用于固态电解电容器的导电聚合物

说明书

优先权声明

本申请要求于2012年5月29日提交的日本专利申请2012-121,549的优先权，将其全部内容通过引用并入本文用于所有的目的。

技术领域

本发明涉及一种用于固态电解电容器的导电聚合物。更具体地说，本发明涉及一种具有作为掺杂剂起作用的取代基的导电聚合物。

背景技术

近年来，对于增加电子材料柔韧性的需求日益增长。与其一致，对π共轭基聚合物导电材料、电荷传输材料以及光学功能材料的应用进行了大量的研究。特别地，作为用于固态电解电容器的电解质和作为用于导电功能材料的抗静电剂已付诸实践。

为降低电容器领域中高频区的阻抗，通过对铝、钽、铌及其它氧化涂层(介电涂层)进行蚀刻以提供多孔体涂层，在该表面上形成由多元醇、聚噻吩和其它π共轭聚合物制得的层(导电聚合物层)，并将导电聚合物电容器作为阴极。

至关重要的是进一步提高导电性和加工性以及提高环境稳定性，该环境稳定性包含所得到的导电薄膜的耐热性和防潮性，以便扩展π共轭聚合物的实用性。特别地，导电涂层经长时间加热会导致掺杂剂的解吸附和导电性下降是公知的。

已经提出了得到具有改善的耐热性的导电涂层的方法，该方法包含制备作为掺杂剂和热稳定剂的有机磺酸酯/盐化合物以及导电聚合物的复合材料。例如，在专利文件1中提出了一种方法，该方法包含将芳基磺酸酯/盐化合物和聚噻吩的前体单体混合，使其聚合然后形成导电涂层。但是，专利文件1中所记载的方法在加工性方面存在问题，因为对于所得到的导电聚合物没有适宜的溶剂。

已提出另一项提议，通过在含有特定取代基的聚噻吩上使用硫酸进行掺杂并进行热处理以提高耐热性来制备导电涂层，该含有特定取代基的聚噻吩在溶剂中具有优异的溶解性(例如，专利文件2)。

通过向包括含有磺酸基和/或羰基的水溶性导电聚合物的组合物中添加碱性化合物以提高所得到的导电涂层的耐热性(例如，专利文件3)。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文件1]公开的未经审查的专利申请7-238149

[专利文件2]公开的未经审查的专利申请2010-248487

[专利文件3]公开的未经审查的专利申请2010-116441

[发明概述]

[本发明所要解决的问题]

但是，虽然如专利文件2中所述的导电涂层具有改善的耐热性，但由于长时间加热导致的掺杂剂的解吸附或者由于聚噻吩主链骨架的氧化和分解以及其它因素，导电率下降，以致对长时间处于高温环境的耐热性仍具有提高的空间。

另外，尽管如专利文件3中所述的导电聚合物的耐热性已经提高，但对于导电性以及溶剂中的溶解性或溶剂中的分散性仍有改善的空间。这意味着当所述聚合物的溶解性或者溶剂分散性不好时，存在如下问题：其不能充分地浸渗至多孔体涂层中，以致内电阻低且不能形成静电容量大的导电涂层。

注意到上述问题，本发明的目的是提供用于固态电解电容器的导电聚合物，该导电聚合物在溶剂中具有优异的溶解性或分散性以及优异的可加工性，并且可制造在高温环境中具有优异的电容器性能的电容器。

[用于解决问题的手段]

为达到上述目的进行大量研究之后，发明人得到了本发明。这意味着本发明为一种用于固态电解电容器的导电聚合物(A)，其包括取代的聚噻吩(P)，该取代的聚噻吩(P)具有：

被至少一种基团(s)取代的噻吩重复单元(D)，该基团(s)选自由下列基团所组成的组：

聚醚基团(a)；

含有1至15个碳原子的烷氧基(b)；

由通式(2)表示的烷氧基烷基(c)；

含有1至15个碳原子的烷基(d)；

以及由通式(3)表示的基团(e)；以及

其中噻吩环的3位和4位上的氢原子被基团(s)和磺酸基(-SO₃H)(f)取代的噻吩重复单元(E)，

-(OR¹)_k–OR²(1)

[其中OR¹为含有2至4个碳原子的氧基亚烷基；R²为含有1至15个碳原子的烷基；以及k为1至9的整数]

-R³–OR⁴(2)