導(dǎo)電性水分散性納米粒子的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及導(dǎo)電性水分散性納米粒子的制造方法，其包括如下步驟：a）在水溶性溶劑中對噻吩（thiophene）、吡咯（pyrrole）或者呋喃（furan）單體、選自由HCI、HF、HBr以及HI組成的組中的化合物、穩(wěn)定化劑以及第一氧化劑進(jìn)行混合后，制造乳液（emulsion）；b）在上述步驟a）的乳液中混合并攪拌第二氧化劑，從而制造乳液狀態(tài)的導(dǎo)電性粒子；以及c）對上述步驟b）的乳液狀態(tài)的導(dǎo)電性粒子進(jìn)行干燥。根據(jù)本發(fā)明所制造的導(dǎo)電性水分散性納米粒子與根據(jù)現(xiàn)有方法所制造的導(dǎo)電性水分散性納米粒子相比，具有優(yōu)良的加工性和高電導(dǎo)率。
【專利說明】導(dǎo)電性水分散性納米粒子的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及導(dǎo)電性水分散性納米粒子的制造方法，其根據(jù)現(xiàn)有方法，具有高聚合度，并且所制造的導(dǎo)電高分子具有優(yōu)良的加工性和電導(dǎo)率。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)電高分子作為一種能夠同時(shí)具有金屬的電、磁、光學(xué)性能和一般高分子的物理性質(zhì)及加工的易用性的物質(zhì)，其重量輕并且柔軟，并且可自由調(diào)節(jié)電導(dǎo)率及電子狀態(tài)。由此，能夠取代現(xiàn)有的金屬以及適用于電子材料等領(lǐng)域的范圍非常廣。一般的導(dǎo)電高分子的用途如下:1)抗靜電劑，通過涂覆等防止在塑料、高分子等表面產(chǎn)生的靜電；2)電容器(condenser),代替電解質(zhì)而使用；3)印刷電路基板(printed circuit board)涂覆，因?yàn)槟軌蛉〈F(xiàn)有的金屬鍍金，所以能夠?qū)Νh(huán)境污染進(jìn)行最小化；4)有機(jī)電致發(fā)光(EL，electrolumin escence)裝置,用作氧化銦錫(ΙΤ0, indium tin oxide)基板的空穴注入層(hole injecting layer)。
[0003]另外，導(dǎo)電高分子具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，但是與現(xiàn)有一般高分子相比，具有如下缺點(diǎn):例如加工性的機(jī)械性能稍微不足。換句話說，具有如下缺點(diǎn):熱穩(wěn)定性差，耐溶劑性(特別是耐堿性)低，以及長期使用的局限性。
[0004]特別是，導(dǎo)電高分子只有在P型摻雜的情況下才具有導(dǎo)電性，而在N型摻雜的情況下不具有導(dǎo)電性。
[0005]換句話說，摻雜物的作用很重要。通常，通過氧化高分子反應(yīng)所生成的聚噻吩(Polythiophene)因?yàn)樵谥圃旃に嚂r(shí)所使用的氧化劑執(zhí)行摻雜物作用,所以具有電導(dǎo)率。但是，通過氧化高分子反應(yīng)在有機(jī)溶劑條件下所制造的聚噻吩粉末具有不溶性，此外，在水溶液下所制造的摻雜的聚噻吩通過使用的表面活性劑等以分散于水溶液的狀態(tài)存在。換句話說，通過氧化高分子方法所制造的聚噻吩在任何溶劑中都具有不溶性。
[0006]此外，聚吡咯和聚呋喃不易溶于有機(jī)溶劑中，從而不易加工，并且對聚合物骨架(Backbone)的分子的活動性進(jìn)行限制，從而會影響導(dǎo)電性，并且不僅在聚吡咯和聚呋喃的摻雜步驟，而且在未摻雜的步驟中非常不穩(wěn)定。
[0007]由此，現(xiàn)在要求開發(fā)易于溶解在各種溶劑中的導(dǎo)電高分子，并且據(jù)此在韓國專利申請第10-2005-0093714號以及第10-2008-0064545號中記載有聚噻吩納米粒子的制造方法，但是依然迫切需要具有優(yōu)良的電導(dǎo)率以及加工性的導(dǎo)電性納米粒子的制造方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，其目的在于提供一種導(dǎo)電性水分散性納米粒子的制造方法及據(jù)此所制造的導(dǎo)電性水分散性納米粒子，上述導(dǎo)電性水分散性納米粒子聚合度高，并且所制造的導(dǎo)電高分子具有優(yōu)良的加工性和較高的電導(dǎo)率。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種導(dǎo)電性水分散性納米粒子的制造方法，其包括如下步驟:8)在水溶劑中對噻吩(1:11；[0卩116116)、吡咯(卩5^1'016)或者呋喃(；1!\1以11)單體、選自由HC1、HF、HBr以及HI組成的組中的化合物、穩(wěn)定劑以及第一氧化劑進(jìn)行混合后，制造乳液(emulsion)；
[0010]b)在上述步驟a)的乳液中混合并攪拌第二氧化劑，從而制造乳液狀態(tài)的導(dǎo)電性粒子；以及
[0011]c)對上述步驟b)的乳液狀態(tài)的導(dǎo)電性粒子進(jìn)行干燥。
[0012]此外，本發(fā)明提供一種根據(jù)上述方法制造的導(dǎo)電性水分散性納米粒子。
[0013]此外，本發(fā)明提供一種利用上述導(dǎo)電性水分散性納米粒子所制造的電子材料、光學(xué)材料、調(diào)色劑(toner)或者墨水。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的方法所制造的導(dǎo)電性水分散性納米粒子與現(xiàn)有的通常所制造的導(dǎo)電性納米粒子相比，表現(xiàn)出優(yōu)良的加工性和高電導(dǎo)率。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明的發(fā)明人為了克服現(xiàn)有技術(shù)的問題，在反復(fù)進(jìn)行研究中，著眼于以下并完成了本發(fā)明:作為氧化劑，利用如極微量鐵鹽一樣的第二氧化劑和其他氧化劑以及穩(wěn)定劑(Stabilizer)，上述其他氧化劑在上述第二氧化劑將要還原的情況下可對其再次進(jìn)行氧化，并且特別地，在同時(shí)執(zhí)行氧環(huán)境的組成和摻雜物(dopant)功能的物質(zhì)的存在下，在將要制造粒子的乳液的情況下，可制造具有優(yōu)良的加工性和導(dǎo)電性的聚噻吩、聚吡咯及聚呋喃粒子。
[0016]本發(fā)明的導(dǎo)電性水分散性納米粒子的制造方法包括如下步驟:a)在水溶劑中對噻吩、吡咯或者呋喃單體、選自由HC1、HF、HBr以及HI組成的組中的化合物、穩(wěn)定劑以及第一氧化劑進(jìn)行混合后，制造乳液(emulsion);b)在上述步驟a)的乳液中混合并攪拌第二氧化齊U，從而制造乳液狀態(tài)的導(dǎo)電性粒子；以及c)對上述步驟b)的乳液狀態(tài)的導(dǎo)電性粒子進(jìn)行干燥。
[0017]在本發(fā)明中所制造的導(dǎo)電性水分散性納米粒子可表示為以下化學(xué)式I。
[0018][化學(xué)式I]
[0019]
W
[0020]上述化學(xué)式I中X表示硫、氮、氧、磷、硅樹脂或者砷，RJPR2分別獨(dú)立地可以是氫、齒素(halogen)、輕基、C1-C10燒基、燒氧基、羰基、3至8元脂環(huán)族(membered alicyclic)或者芳族環(huán)(Aromatic ring)結(jié)構(gòu)的亞烴基(alkyIene)、亞鏈烯基(Alkenylene)、鏈烯氧基(Alkenyloxy)、鏈烯二氧基(Alkenyl dioxy)、炔氧基(alkynyloxy)、炔二氧基(alkynyldioxy)，上述除了氫、碳、氧原子之外，可含有氮、硫、磷、硒、硅樹脂等原子。
[0021]在本發(fā)明中，作為上述原料(Starting Material)的噻吩、卩比咯或者呋喃單體是通過聚合反應(yīng)制造為聚噻吩、聚吡咯以及聚呋喃的原料，如果是在所屬領(lǐng)域中通常所使用的噻吩、吡咯以及呋喃，則使用任何一個(gè)都無妨，并且作為一個(gè)例子，可表示為以下化學(xué)式2，優(yōu)選為利用從燒基環(huán)氧(alkyl ethoxy)、羧基(Carboxyl group) / 磺基(Sulfone group)或者上述中所選擇的一個(gè)以上的取代基來取代的噻吩、吡咯或者呋喃。[0022][化學(xué)式2]
[0023]
【權(quán)利要求】
1.一種導(dǎo)電性水分散性納米粒子的制造方法，其特征在于，包括如下步驟: a)在水溶劑中對噻吩、吡咯或者呋喃單體、選自由HC1、HF、HBr以及HI組成的組中的化合物、穩(wěn)定劑以及第一氧化劑進(jìn)行混合后，制造乳液； b)在上述步驟a)的乳液中混合并攪拌第二氧化劑，從而制造乳液狀態(tài)的導(dǎo)電性粒子；以及 c)對上述步驟b)的乳液狀態(tài)的導(dǎo)電性粒子進(jìn)行干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電性水分散性納米粒子的制造方法，其特征在于: 在上述步驟a)中使用HCI。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電性水分散性納米粒子的制造方法，其特征在于: 在上述步驟a)中，將選自由HC1、HF、HBr以及HI組成的組中的化合物按照上述單體的1-100摩爾比例(mole ratio)進(jìn)行投入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電性水分散性納米粒子的制造方法，其特征在于: 在上述步驟a)中，相對于所使用的單體100重量份，投入0.01-2000重量份的穩(wěn)定劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電性水分散性納米粒子的制造方法，其特征在于: 在上述步驟a)中，將第一氧化劑按照上述單體的0.01至10摩爾比例(mole ratio)進(jìn)行投入。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電性水分散性納米粒子的制造方法，其特征在于: 在上述步驟b)中，將第二氧化劑按照上述單體的0.001至5.0摩爾比例(mole ratio)進(jìn)行投入。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電性水分散性納米粒子的制造方法，其特征在于: 上述穩(wěn)定劑為聚苯乙烯磺酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電性水分散性納米粒子的制造方法，其特征在于: 上述第一氧化劑是選自由H202、(NH4) 2S208,HMnO4,HNO3>HCIO4,F2,Cl2以及Br2組成的組中的一種以上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電性水分散性納米粒子的制造方法，其特征在于: 上述第二氧化劑是選自由FeCI3、Fe (SO4) 2.6Η20以及鐵(II )螯合物組成的組中的一種以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法制造的導(dǎo)電性水分散性納米粒子。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的導(dǎo)電性水分散性納米粒子的制造方法，其特征在于: 上述導(dǎo)電性水分散性納米粒子的大小為10-1000nm。
12.利用權(quán)利要求10所記載的導(dǎo)電性水分散性納米粒子來制造的電子材料、光學(xué)材料、調(diào)色劑或者墨水。
【文檔編號】B82B3/00GK103748032SQ201280028262
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2012年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月7日
【發(fā)明者】金重賢, 金炳郁, 李宣宗 申請人:株式會社韓國恩瑅肯