导电性聚合物组合物和使用该组合物的固体电解电容器制造技术

一种导电性聚合物组合物，含有由聚吡咯类及其衍生物，聚噻吩类及其衍生物，聚苯胺及其衍生物，聚乙醛类及其衍生物，聚１，２－亚乙烯基噻吩类及其衍生物，以及这些的共聚物构成的导电性聚合物和聚磺酸的导电性聚合物复合体，并且含有３个以上羟基的还原性化合物。此导电性聚合物组合物具有高导电性，而且在高温环境下也能维持导电性。一种固体电解电容器，其固体电解质层中含有导电性聚合物和聚磺酸的导电性聚合物复合体，以及含有３个以上羟基的还原性化合物。此电容器具有优异ＥＳＲ性能和高温安定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及导电性聚合物组合物，涉及用于固体电解电容器(electrolytic capacitor )中的固体电解质，还涉及使用该固体电解质的固体电解电容器和 表面装配传输线元件。
技术介绍
包括导电性聚合物的导电性聚合物组合物有望应用于需要电导的用途， 导电涂料，防静电剂，电磁波屏蔽材料，透明性导电材料，电池材料，电容器 材料，传感器，电子设备材料，半导电材料，静电式复印部件，转印部件，电 子照相材料等。特别是近年来，随着电子仪器的数字化，逐渐要求降低所使用的电容器在 高频区域的阻抗。为适应该要求，逐渐使用了具有例如由铝，钽，铌等阀作用 的金属的多孔体构成的阳极，由所述阀作用的金属的氧化膜构成的介电氧化物 膜，然后在该氧化物膜上形成作为固体电解质的导电性聚合物层，碳层，以及 银层而成的阴极来获得。作为该功能性电容器的固体电解质的导电性聚合物层，使用吡咯，噻吩， 苯胺等作为单体。当形成作为所述电容器固体电解质的导电聚合物时，主要使 用化学氧化聚合方法，该方法通过向导电聚合物中添加氧化剂和掺杂剂，从而 在金属多孔体的氧化物膜上引起反应形成导电聚合物层(参见专利文献l，例如日本未审专利申请公开专利特开平05-166681 )。另一方面，还使用下列技术，不在金属多孔体的氧化物膜上进行聚合，而 是通过独立地制备可溶性导电聚合物溶液，浸渍该聚合物溶液进入金属多孔体，然后干燥成涂膜，从而在氧化物膜上形成导电聚合物层(参见专利文献2，例如日本未审专利申请公开2001—023437)。在专利文献2的技术中，可溶性导电聚合物的分子量与在专利文献2的技 术中，可溶性导电聚合物的分子量与其进入多孔体内部的渗透性通常成反比关 系，而涂膜的电阻与导电聚合物的分子量则倾向于成比例。因此，如果只用可 溶性导电聚合物溶液来形成电容器的固体电解质，则电容器的ESR和电容具有 两者选一的关系，因此此类使用的实例是很少的。实际上，通常如此使用可溶性导电聚合物溶液(1) 尽管其进入多孔体的渗透性低，分子量大的可溶性聚合物被用以制备 能够形成具有低电阻的聚合物层的可溶性聚合物溶液，从而与化学氧化聚合方 法结合在多孔体的最外层表面附近形成大厚度的导电聚合物层.(2) 尽管其电阻高，分子量小的可溶性聚合物被用以制备甚至在多孔体内 部也可促进导电聚合物层形成的可溶性聚合物溶液，从而与电解聚合方法结合 将聚合物层用作电解聚合中的基质。3，4-乙烯二氧基噻吩(以下称作ED0T )是己经开始得到广泛应用的单 体，其一大特点就是能获得低电阻导电聚合物，因此，当EDOT用于可溶性导电 聚合物中时，常使用类似于(1)的使用方法。现在，使用类似(1 )的方法时， 与仅由化学氧化聚合形成的导电聚合物相比，由可溶性导电聚合物溶液形成的 导电聚合物只能形成具有几倍至100倍或更高电阻率的聚合物层，此外，其在 高温下的稳定性也差，而且电阻会在短时间内升高，在固体电解电容器应用中 是一个问题。通常，所谓导电性聚合物是聚吡咯类，聚噻吩类，聚乙炔类，聚亚苯类， 聚亚苯基l ， 2 -亚乙烯类，聚苯胺类，聚乙醛类，聚l ， 2 -亚乙烯基噻吩类，以及这些的共聚物等。这些导电性聚合物可以通过化学氧化聚合法和固体电解 聚合法制备。在固体电解聚合法中，在由可导电性聚合物的单体和掺杂剂构成的固体电 解质混合溶液中，加入预先形成的电极材料，在电极上将导电性聚合物形成为 薄膜状。因此，很难大量地制备。与此相比，在化学氧化聚合法中没有这样的限制，导电性聚合物的单体， 合适的氧化剂及催化剂，可以在溶液中聚合大量的导电性聚合物。但是，在化 学氧化聚合法中，随着导电性聚合物主链的生长，对于有机溶剂的溶解性降低。 因此，得到的多为不溶的固形粉体，因此，以这种状态很难应用。为解决这种问题，提出了这样的方案在通过导入适当的取代基或用聚阴 离子系化合物进行对有机溶剂的增溶化。作为可溶性导电性聚合物的例子，在市场上有H . C . Starck - V TECH Ltd .生产的Baytron- P等。然而，此聚合物具有高电阻并且在高温度下电阻显著增大。
技术实现思路
本专利技术为解决导电性聚合物的高电阻问题，在高温度下电阻显著增大问题。 而且解决使用聚合后的导电性聚合物的固体电解电容器的性能，以及解决高温 环境下的性能低下等问题。本专利技术是提供一种能够获得涂膜的导电性聚合物组合物，此涂膜是具有减 小的电阻率，而且在高温环境下也能维持低电阻率。该导电性聚合物组合物是 具有导电性聚合物-聚阴离子的复合体和还原性化合物的物质来组成。本专利技术的另一个目的是通过应用上述导电性聚合物组合物的涂膜，提供一 种具有优异ESR性能的固体电解电容器和应用该固体电解电容器的电路板。而 且在高温环境下也能维持固体电解电容器的性能。本专利技术的导电性聚合物组合物是具有导电性聚合物-聚磺酸的复合体，以及 包含有3个以上的羟基还原性化合物等来组成。作为还原性化合物侧链上至少含有羧基(C00R)，氨基(NH)，羰基(C0)中 的一种官能团，优选糖类，维生素类化合物。本专利技术的导电性聚合物组合物中，还可以含掺杂剂，导电性调整结合剂， 树脂成分，导电性微粒子。本专利技术的固体电解电容器的固体电解质层中，包含导电性聚合物和聚磺酸的复合体，以及含有3个以上羟基的还原性化合物。固体电解质层中的还原性化合物侧链上至少含有羧基(C00R)，氨基(NH)， 羰基(C0)中的一种官能团，优选糖类，维生素类化合物。固体电解质层中还可以含掺杂剂，导电性调整结合剂，树脂成分，导电性 微粒子。固体电解质层中还可以含离子导电性化合物。在本专利技术中的导电性聚合物组合物，可得到具有高电导率，电导率相对外 部环境的稳定性优良，且耐热性，耐湿性，长期稳定性等。本专利技术的固体电解电容器，可得到具有优异ESR性能的固体电解电容器。 而且在高温环境下也能维持固体电解电容器的性能。 具体实施例方式下面，对本专利技术的优选例进行说明。但是，本专利技术并不局限于以下各例。 例如，这些例子及方式的构成要素彼此间可相互对应或适当组合。该导电性聚合物组合物是具有导电性聚合物-聚磺酸的复合体，以及包含有 3个以上的羟基还原性化合物，树脂成分等来组成。 (导电性聚合物-聚磺酸的复合体)本专利技术的导电性聚合物-聚磺酸的复合体是在聚磺酸的存在下，用化学氧化 聚合法而得到，在氧化剂或催化剂氧化可聚合的导电性聚合物单体时，聚磺酸 和导电性聚合物产生化学氧化掺杂效果，得到导电性聚合物和聚磺酸的盐。聚 磺酸只要高分子化合物上有磺酸基团的复合体具有优选。 (聚磺酸)在本专利技术的导电性聚合物组合物中，作为聚磺酸只要是侧链存在有磺酸基 团(-S03X)即可，没有特殊限制。例如；主链由亚甲基反复而构成的聚亚烷基 化合物；主链含乙烯基的构成单位构成的聚亚烯基化合物；主链由聚醋树脂， 聚酞胺树脂，聚酞亚胺树脂，氟树脂；乙烯树脂；环氧树脂；二甲苯树脂；芳 族聚酸胺树脂；聚氨醋系树脂；密胺树脂；苯酚树脂；聚醚；丙烯酸树脂以及 这些物质的共聚树脂等组成。聚磺酸可以由磺酸系聚合性单体以聚合法来得到， 根据需要也可以和其他聚合性单体得共聚物。磺酸系聚合性单体可列举取代或未取代的乙烯磺酸化合物，取代或未取 代的苯乙烯磺酸化合物，取代或未取代的杂环磺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导电性聚合物组合物，至少包含导电性聚合物和聚磺酸的复合体，以及含有３个以上羟基的还原性化合物，其特征在于所述的导电性聚合物是由聚吡咯类及其衍生物，聚噻吩类及其衍生物，聚苯胺及其衍生物，聚乙醛类及其衍生物，聚１，２－亚乙烯基噻吩类及其衍生物，以及这些的共聚物中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种导电性聚合物组合物，至少包含导电性聚合物和聚磺酸的复合体，以及含有3个以上羟基的还原性化合物，其特征在于所述的导电性聚合物是由聚吡咯类及其衍生物，聚噻吩类及其衍生物，聚苯胺及其衍生物，聚乙醛类及其衍生物，聚1，2-亚乙烯基噻吩类及其衍生物，以及这些的共聚物中的至少一种。2.根据权利要求1所述的导电性聚合物组合物，其特征在于所述的还原性化合物 的侧链上至少含有羧基，氨基，羰基中的一种官能团。3.根据权利要求1所述的导电性聚合物组合物，其特征在于所述的还原性化合物 是糖类，维生素类化合物。4.根据权利要求l所述的导电性聚合物组合物,，其特征在于还含有掺杂剂，导电 性调整结合剂，树脂成分，导电性微粒子中的至少一种。5. —种固体电解电容器，其具有由阀作用的金属的多孔体制成的阳极体，形成 于所述起阀作用的金属表面上的氧化物膜构成的介质层，氧化物膜构成的介质层和阴...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉萍，姬峰，李昊，
申请(专利权)人：郑州泰达电子材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]