复合材料，导电性材料，导电性粒子以及导电性薄膜制造技术

本发明专利技术提供一种复合材料，其在溶液中的分散性优异，且导电性提高。该复合材料含有碳材料、以及以物理或化学方式结合在所述碳材料上的导电性分散剂，其中，所述导电性分散剂由导电性高分子构成，所述导电性高分子的数均分子量为2000以上、100000以下。

Composite materials, conductive materials, conductive particles and conductive thin films.

The invention provides a composite material, which has excellent dispersion and high conductivity in solution. The composite contains a carbon material and a conductive dispersant on the carbon material in physical or chemical ways, in which the conductive dispersant is composed of conductive polymers, and the number average molecular weight of the conductive polymer is above 2000 and less than 100000.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】复合材料，导电性材料，导电性粒子以及导电性薄膜
本专利技术涉及含有碳材料的复合材料、导电性材料、导电性粒子以及导电性薄膜。
技术介绍
期待石墨烯、石墨、薄片化石墨以及碳纳米管等碳材料在材料工程、医疗工程以及电气电子工程等领域的应用。在下述专利文献1中，公开一种导电性涂料，其含有聚(3,4-乙烯二氧)噻吩(PEDOT)，聚苯乙烯磺酸(PSS)和氧化石墨烯。根据专利文献1中的记载，由于与PEDOT/PSS成分的相互作用增强，优选氧化石墨烯被充分氧化。此外，还记载通过使PEDOT/PSS成分吸附到导电性不高的氧化石墨烯上，导电性能够得到提高。在下面的专利文献2中，公开一种导电性高分子材料，其含有导电聚合物，以及掺杂在导电聚合物中的氟化石墨烯。专利文献2中记载了，可以使用聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺或其衍生物作为所述导电聚合物。另外，以下的非专利文献1中公开了具有表面活性剂的石墨烯分散液。现有专利文献专利文献1:日本特开2013-35966号公报专利文献2:日本特表2014-502653号公报非专利文献非专利文献1:L.Guadrdiaetal.,Carbon,49,1653(2011)
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题但是，碳材料，特别是石墨烯或薄片化石墨，有时会在溶剂中发生凝聚，物性降低或难以加工。在非专利文献1中，采用使表面活性剂吸附在石墨烯上的方法，但就吸附有表面活性剂的石墨烯而言，有时导电性不能得到充分提高。另外，专利文献1的导电性涂料和专利文献2的导电性高分子的导电性尚不充分。本专利技术的目的在于提供一种导电性材料，该导电性材料具备该复合材料以及该复合材料构成的复合材料层，所述复合材料在溶剂中的分散性优异，且导电性得到了提高。本专利技术的另一目的在于提供导电性优异的导电性粒子和导电膜。解决问题的技术手段在本专利技术的复合材料的广泛方式中，该复合材料含有碳材料、以及以物理或化学方式结合在所述碳材料上的导电性分散剂，所述导电性分散剂由导电性高分子构成，所述导电性高分子的数均分子量为2000以上、100000以下。根据本专利技术的复合材料的其他广泛方式，该复合材料含有碳材料、以及以物理或化学方式结合在所述碳材料上的导电性分散剂，所述碳材料的C/O比为4以上、20以下。在本专利技术的复合材料的某一特定方面中，所述碳材料为石墨烯或薄片化石墨。在本专利技术的复合材料的其它特定方面中，所述碳材料与所述导电性分散剂的重量比(碳材料/导电性分散剂)在0.2以上、20以下的范围。在本专利技术的复合材料的其它特定方面中，所述导电性分散剂由有机高分子构成。所述有机高分子是具有噻吩骨架的高分子。在本专利技术的复合材料的另一其它特定方面中，所述复合材料中掺杂有掺杂剂。本专利技术的导电性材料包含：基材和含有所述的复合材料的复合材料层，其中，所述基材表面的至少一部分被所述复合材料层覆盖。在本专利技术的导电性粒子的其他广泛方式中，该导电性粒子包括：基材粒子以及含有导电性分散剂的导电性分散剂层，所述基材粒子表面的至少一部分被所述导电性分散剂层覆盖，所述导电性分散剂包含导电性高分子，所述导电性高分子的数均分子量为2000以上、100000以下。在本专利技术的导电性粒子的其它特定方面中，所述基材粒子具有树脂粒子和金属层，所述树脂粒子的至少一部分被所述金属层覆盖。本专利技术的导电膜由本专利技术中的复合材料形成。专利技术的效果根据本专利技术，可以提供一种溶剂中分散性优异且导电性得到了提高的复合材料。附图说明[图1]图1是表示实施例中制备的分散液1～5中的吸收光谱测定结果的图。[图2]图2是表示实施例2中的导电膜形成于滤纸上后的状态的500倍光学显微镜照片。[图3]图3是表示在比较例4中，薄片状石墨在滤纸上凝聚(成卷形)的状态的500倍光学显微镜照片。[图4]图4为表示实施例中制备的分散液3，6～8中的吸收光谱测定结果的图。[图5]图5为表示实施例6中得到的导电性粒子的观察照片的图。[图6]图6为表示实施例6中得到的导电性粒子的拉曼光谱的图。具体实施方式下面，详细地对本专利技术进行说明。(复合材料)本专利技术的复合材料含有碳材料和导电性分散剂。所述导电性分散剂通过物理或化学方式结合在所述碳材料上。本专利技术的复合材料含有碳材料、以及以物理或化学方式结合在所述碳材料上的导电性分散剂，因此该复合材料在例如甲苯等有机溶剂中分散性优异，切导电性得到了提高。第1专利技术中，所述导电性分散剂由导电性高分子构成。另外，导电性高分子的数均分子量为2000以上、100000以下。第1专利技术中，由于导电性高分子的数均分子量在所述范围内，因此复合材料在溶剂中的分散性得到了更进一步提高。并且，其理由如下进行说明。导电性高分子的数均分子量在所述下限以上时，在溶剂中，与碳材料进行凝聚的力相比，导电性高分子抑制碳材料凝聚的作用力更容易变强。一方面，导电性高分子的数均分子量在所述上限以下时，制造工程中，吸附于碳材料上的导电性高分子不易阻碍还未吸附于碳材料上的其他导电性高分子向碳材料上的吸附。因此，可以进一步增加碳材料上的导电性高分子吸附量。基于所述理由，导电性高分子的数均分子量在所述范围内时，可进一步提高碳材料在溶剂中的分散性。即，复合材料在溶剂的分散性进一步提高。第2专利技术中，碳材料的C/O比为4以上、20以下。需要说明的是，在本专利技术中，C/O比是通过元素分析得到的C/O比。通过元素分析得到的C/O比是指，通过元素分析得到的碳原子与氧原子的摩尔数之比。在第2专利技术中，碳材料的C/O比在所述范围内，因此复合材料的导电性进一步得到了提高。第1专利技术和第2专利技术可以组合使用。即，碳材料的C/O比为4以上、20以下，且导电性高分子的数均分子量可为2000以上100000以下。第1专利技术和第2专利技术组合使用时，可更进一步提高复合材料的分散性和导电性。以下，将本申请的第1专利技术和第2专利技术合称为本专利技术。本专利技术的复合材料中可掺杂有掺杂剂。所述情况下，可更进一步提高复合材料的导电性。作为所述掺杂剂，可以使用如下物质，例如，四氰基对苯醌二甲烷，硫酸，盐酸，硝酸，四氯金酸，硝基甲烷等有机氰基化合物。下面，对构成本专利技术的复合材料的各种材料的详细情况进行说明。(碳材料)作为碳材料，没有特别限定，可列举石墨烯，炭黑，碳纳米管，石墨或薄片化石墨等。作为碳材料的形状，没有特别限定，从更进一步提高阻气性的观点出发，优选平板状。因此，所述碳材料优选石墨烯或薄片化石墨。众所周知，石墨是多个石墨烯片的叠层体。石墨的石墨烯片的叠层数量约为10万层～100万层左右。作为石墨，可以使用天然石墨、人造石墨，膨胀石墨等。与普通石墨相比，膨胀石墨的石墨烯片之间的层距较大。薄片化石墨是通过对原石墨进行剥离处理而得到的，是比原石墨薄的石墨烯片叠层体。薄片化石墨中的石墨烯片的叠层数小于原石墨即可。薄片化石墨中，石墨烯片的叠层数优选2层以上，更加优选5层以上，优选300层以下，更加优选200层以下，进一步优选100层以下。所述薄片化石墨可以使用市售的薄片化石墨。另外，也可使用通过剥离等各种处理获得的薄片化石墨。另外，石墨烯和薄片化石墨，通常卷成卷状和管状。因此，使用石墨烯和薄片化石墨作为碳材料时，石墨烯之间或薄片化石墨之间，或者与其他导电性材料之间的接触面积变小。因此，有时不能得到高导电性。另外，石墨烯和薄片化石墨卷成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料，其含有：碳材料、以及以物理或化学方式结合在所述碳材料上的导电性分散剂，其中，所述导电性分散剂由导电性高分子构成，所述导电性高分子的数均分子量为2000以上、100000以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.22 JP 2016-030829;2016.08.19 JP 2016-161301.一种复合材料，其含有：碳材料、以及以物理或化学方式结合在所述碳材料上的导电性分散剂，其中，所述导电性分散剂由导电性高分子构成，所述导电性高分子的数均分子量为2000以上、100000以下。2.一种复合材料，其含有：碳材料、以及以物理或化学方式结合在所述碳材料上的导电性分散剂，所述碳材料的C/O比为4以上、20以下。3.如权利要求1或2所述的复合材料，其中，所述碳材料为石墨烯或薄片化石墨。4.如权利要求1～3中任一项所述的复合材料，其中，所述碳材料与所述导电性分散剂的重量比在0.2以上、20以下的范围。5.如权利要求1～4中任一项所述的复合材料，其中，所述导电性分散剂由有机高分子构成。6.如权利要求5所述的复合材...

【专利技术属性】
技术研发人员：丸山达生，井口博贵，森敦纪，中寿贺章，
申请(专利权)人：积水化学工业株式会社，国立大学法人神户大学，
类型：发明
国别省市：日本,JP