JP2019061763A - Conductive paste for lithium ion battery positive electrode and mixture paste for lithium ion battery positive electrode - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リチウムイオン電池正極用導電ペースト及びリチウムイオン電池正極用合材ペーストに関する。 The present invention relates to a conductive paste for a lithium ion battery positive electrode and a mixture paste for a lithium ion battery positive electrode.
リチウムイオン二次電池は、非水電解質二次電池の一種であって、電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担う二次電池である。リチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が高いこと、充電エネルギーの保持特性が優れていること、見た目上の容量が減るいわゆるメモリー現象が小さいこと等の優れた特性を有する。従って、リチウムイオン二次電池は、携帯電話、スマートフォン、パーソナルコンピュータ、ハイブリッド自動車、電気自動車等の幅広い分野で使用されている。 The lithium ion secondary battery is a type of non-aqueous electrolyte secondary battery, and is a secondary battery in which lithium ions in the electrolyte perform electrical conduction. The lithium ion secondary battery has excellent characteristics such as high energy density, excellent retention characteristics of charging energy, and small so-called memory phenomenon in which the apparent capacity is reduced. Therefore, lithium ion secondary batteries are used in a wide range of fields such as mobile phones, smart phones, personal computers, hybrid cars, and electric cars.
ここで、リチウムイオン二次電池は、主に正極板、負極板、これら正極板と負極板とを絶縁するためのセパレータ、非水電解液等を備えている。上記正極板は、正極芯材の表面に正極合材層が形成されたものである。当該正極合材層は、導電助剤(カーボン等)、バインダー及び溶剤を含む導電ペーストに電極活物質を混和した正極用合材ペーストを正極芯材の表面に塗布し、これを乾燥することで、製造することができる。 Here, the lithium ion secondary battery mainly includes a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator for insulating the positive electrode plate and the negative electrode plate, a non-aqueous electrolyte, and the like. The positive electrode plate has a positive electrode mixture layer formed on the surface of a positive electrode core material. The positive electrode mixture layer is formed by applying a positive electrode mixture material paste in which an electrode active material is mixed with a conductive paste containing a conductive auxiliary (carbon etc.), a binder and a solvent on the surface of a positive electrode core material and drying it. , Can be manufactured.
上記のように正極合材層の製造は正極芯材の表面に正極用合材ペーストを塗工することにより行われるため、上記正極用合材ペースト及びその構成材料である導電ペーストは、低粘度であることが求められる。かかる状況の下、導電助剤を導電ペースト又は分散液中に分散させるための分散剤を添加する方法が知られている(特許文献1、2)。また、特定のビニルアルコール系重合体をバインダーとして用いる方法も知られている(特許文献3)。 As described above, since the production of the positive electrode mixture layer is performed by applying the positive electrode mixture paste on the surface of the positive electrode core material, the above-mentioned positive electrode mixture paste and the conductive paste which is the constituent material thereof have low viscosity It is required that Under such circumstances, methods of adding a dispersant for dispersing the conductive aid in the conductive paste or dispersion are known (Patent Documents 1 and 2). In addition, a method of using a specific vinyl alcohol polymer as a binder is also known (Patent Document 3).
しかし、本発明の属する技術分野においては、依然として、導電ペースト及び正極用合材ペーストを低粘度化する方法の開発が熱望されている。 However, in the technical field to which the present invention belongs, development of a method for reducing the viscosity of the conductive paste and the positive electrode mixture paste is still eagerly desired.
本発明が解決すべき課題は、高粘度化が抑制され、塗工しやすい粘度を有するリチウムイオン電池正極用合材ペーストを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a mixture paste for a lithium ion battery positive electrode, which has a viscosity that is easy to coat and can be easily increased.
かかる状況の下、本発明者らは鋭意検討した結果、分散樹脂(A)、導電カーボン(B)、及び溶媒(D)を含有するリチウムイオン電池正極用導電ペーストに(メタ)アクリロイル基含有化合物(C)を添加して、リチウムイオン電池正極用導電ペースト中の(メタ)アクリロイル基含有化合物(C)の含有量を、導電カーボン(B)100質量部を基準として、0.001〜0.3質量%とすることにより上記課題を解決できることを見出した。本発明はかかる新規の知見に基づくものである。 Under these circumstances, the inventors of the present invention conducted intensive studies and found that the conductive paste for lithium ion battery positive electrode containing the dispersion resin (A), the conductive carbon (B) and the solvent (D) contains a (meth) acryloyl group-containing compound (C) is added, and the content of the (meth) acryloyl group-containing compound (C) in the conductive paste for a lithium ion battery positive electrode is 0.001 to 0. parts based on 100 parts by mass of the conductive carbon (B). It has been found that the problem can be solved by setting the content to 3% by mass. The present invention is based on such novel findings.
従って、本発明は以下の項を提供する:
項1.分散樹脂(A)、導電カーボン(B)、(メタ)アクリロイル基含有化合物(C)、及び溶媒(D)を含有するリチウムイオン電池正極用導電ペーストであって、
該(メタ)アクリロイル基含有化合物(C)の含有量が、導電カーボン(B)100質量部を基準として、0.002〜0.3質量%であることを特徴とするリチウムイオン電池正極用導電ペースト。
項2.さらに、ポリフッ化ビニリデン(E)を含有することを特徴とする項1に記載のリチウムイオン電池正極用導電ペースト。
項3.(メタ)アクリロイル基含有化合物(C)が、(メタ)アクリルアミド化合物(C−1)を含むことを特徴とする項1又は2に記載のリチウムイオン電池正極用導電ペースト。
項4.(メタ)アクリルアミド化合物(C−1)が、水酸基含有(メタ)アクリルアミド化合物(C−2)であることを特徴とする項3に記載のリチウムイオン電池正極用導電ペースト。
項5.(メタ)アクリロイル基含有化合物(C)の分子量が、70〜500であることを特徴とする項1〜4のいずれか1項に記載のリチウムイオン電池正極用導電ペースト。
項6.項1〜5のいずれか1項に記載の導電ペーストに、さらに電極活物質を配合してなるリチウムイオン電池正極用合材ペースト。
項7.項6に記載のリチウムイオン電池正極用合材ペーストを用いて得られるリチウムイオン電池正極用電極。
項8.項7に記載のリチウムイオン電池正極用電極を有するリチウムイオン電池。
Accordingly, the present invention provides the following items:
Item 1. It is a conductive paste for lithium ion battery positive electrodes containing dispersion resin (A), conductive carbon (B), (meth) acryloyl group containing compound (C), and solvent (D),
The content of the (meth) acryloyl group-containing compound (C) is 0.002 to 0.3% by mass based on 100 parts by mass of the conductive carbon (B). paste.
Item 2. The conductive paste for a lithium ion battery positive electrode according to item 1, further comprising polyvinylidene fluoride (E).
Item 3. Item 3. The conductive paste for lithium ion battery positive electrode according to Item 1 or 2, wherein the (meth) acryloyl group-containing compound (C) contains a (meth) acrylamide compound (C-1).
Item 4. The conductive paste for a lithium ion battery positive electrode according to Item 3, wherein the (meth) acrylamide compound (C-1) is a hydroxyl group-containing (meth) acrylamide compound (C-2).
Item 5. 5. The conductive paste for a lithium ion battery positive electrode according to any one of Items 1 to 4, wherein the molecular weight of the (meth) acryloyl group-containing compound (C) is 70 to 500.
Item 6. The mixed material paste for lithium ion battery positive electrodes formed by further mix | blending an electrode active material with the electrically conductive paste of any one of claim | item 1 -5.
Item 7. 7. An electrode for a lithium ion battery positive electrode obtained using the mixture paste for lithium ion battery positive electrode according to item 6.
Item 8. Item 8. A lithium ion battery having the lithium ion battery positive electrode according to Item 7.
本発明のリチウムイオン電池正極用導電ペースト及びリチウムイオン電池正極用合材ペーストは、前記構成上の特徴に起因して、従来のリチウムイオン電池正極用導電又は合材ペーストよりも高粘度化が抑制されており、塗工に適している。本発明のリチウムイオン電池正極用導電ペースト及びリチウムイオン電池正極用合材ペーストの高粘度化が抑制されている理由は明らかでないが、比較的水素結合力(ハンセン溶解度パラメーターにより測定が可能)が高い低分子化合物の存在により、導電カーボンや活物質との親和性が向上し、低粘度化できたことが推測される。(しかし、低分子化合物が多く含有されるとペーストの貯蔵性が悪くなる場合がある。) The conductive paste for a lithium ion battery positive electrode and the mixture paste for a lithium ion battery positive electrode according to the present invention have a higher viscosity than the conventional conductive or positive electrode paste for a lithium ion battery positive electrode due to the features of the configuration. It is suitable for coating. Although the reason why the increase in viscosity of the conductive paste for lithium ion battery positive electrode of the present invention and the composite material paste for lithium ion battery positive electrode is suppressed is not clear, the hydrogen bond strength (can be measured by Hansen solubility parameter) is relatively high. It is speculated that the presence of the low molecular weight compound improves the affinity to the conductive carbon and the active material, and the viscosity can be reduced. (However, if a large amount of low molecular weight compounds are contained, the storage properties of the paste may be deteriorated.)
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も含むものとして理解されるべきである。
Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described in detail.
The present invention is not limited to the following embodiments, and should be understood as including various modifications implemented within the scope of the present invention.
また、本明細書において、「(メタ)アクリレート」は、アクリレート及び/又はメタクリレートを意味し、「(メタ)アクリル酸」は、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を意味する。また、「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイル及び/又はメタクリロイルを意味する。また、「(メタ)アクリルアミド」は、アクリルアミド及び/又はメタクリルアミドを意味する。また、「重合性不飽和モノマー」とは、ラジカル重合しうる重合性不飽和基を有するモノマーを意味し、該重合性不飽和基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、アクリルアミド基、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、ビニルエーテル基等が挙げられる。また、本明細書において、顔料との用語を、導電カーボン、電極活物質等を含む概念として記載する。 Also, in the present specification, “(meth) acrylate” means acrylate and / or methacrylate, and “(meth) acrylic acid” means acrylic acid and / or methacrylic acid. Also, "(meth) acryloyl" means acryloyl and / or methacryloyl. Also, "(meth) acrylamide" means acrylamide and / or methacrylamide. Further, “polymerizable unsaturated monomer” means a monomer having a polymerizable unsaturated group capable of radical polymerization, and as the polymerizable unsaturated group, for example, (meth) acryloyl group, acrylamide group, vinyl group And allyl groups, (meth) acryloyloxy groups, vinyl ether groups and the like. Further, in the present specification, the term "pigment" is described as a concept including conductive carbon, an electrode active material, and the like.
リチウムイオン電池正極用導電ペースト
本発明は、分散樹脂(A)、導電カーボン(B)、(メタ)アクリロイル基含有化合物(C)、及び溶媒(D)を含有するリチウムイオン電池正極用導電ペーストであって、
該(メタ)アクリロイル基含有化合物(C)の含有量が、導電カーボン(B)100質量部を基準として、0.002〜0.3質量%であることを特徴とするリチウムイオン電池正極用導電ペーストを提供する。
Conductive paste for lithium ion battery positive electrode The present invention is a conductive paste for lithium ion battery positive electrode containing dispersion resin (A), conductive carbon (B), (meth) acryloyl group-containing compound (C), and solvent (D) There,
The content of the (meth) acryloyl group-containing compound (C) is 0.002 to 0.3% by mass based on 100 parts by mass of the conductive carbon (B). Provide a paste.
本発明にかかるリチウムイオン電池正極用導電ペーストは、(メタ)アクリロイル基含有化合物(C)の含有量が導電カーボン(B)100質量部を基準として、0.002〜0.3質量%であることを特徴とし、0.006〜0.1質量%が好ましく、0.01〜0.07質量%がより好ましい。 In the conductive paste for lithium ion battery positive electrode according to the present invention, the content of the (meth) acryloyl group-containing compound (C) is 0.002 to 0.3 mass% based on 100 parts by mass of the conductive carbon (B) It is characterized in that 0.006 to 0.1% by mass is preferable, and 0.01 to 0.07% by mass is more preferable.
本発明において、(メタ)アクリロイル基含有化合物(C)としては、(メタ)アクリロイル基を有する化合物であれば特に限定されないが、低分子化合物が好ましく、より具体的には、例えば、分子量が、70〜500のものが好ましく、80〜450のものがより好ましい。 In the present invention, the (meth) acryloyl group-containing compound (C) is not particularly limited as long as it is a compound having a (meth) acryloyl group, but a low molecular weight compound is preferable, and more specifically, for example, the molecular weight is 70-500 are preferable and 80-450 are more preferable.
本発明の好ましい実施形態において、(メタ)アクリロイル基含有化合物(C)としては、(メタ)アクリルアミド化合物(C−1)等が挙げられる。従って、本発明においては、(メタ)アクリルアミド化合物(C−1)の含有量が導電カーボン(B)100質量部を基準として、0.002〜0.3質量%であることが好ましく、0.006〜0.1質量%がより好ましく、0.01〜0.07質量%がさらに好ましい。 In a preferred embodiment of the present invention, examples of the (meth) acryloyl group-containing compound (C) include a (meth) acrylamide compound (C-1) and the like. Therefore, in the present invention, the content of the (meth) acrylamide compound (C-1) is preferably 0.002 to 0.3% by mass, based on 100 parts by mass of the conductive carbon (B). 00 to 0.1% by mass is more preferable, and 0.01 to 0.07% by mass is more preferable.
(メタ)アクリルアミド化合物としては、それ自体既知のものを特に制限なく用いることができ、具体的には、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、N−メチルアクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミドブチルエーテル、N−メチロールメタクリルアミドブチルエーテル、N−エチルアクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、N−n−プロピルアクリルアミド、N−n−プロピルメタクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−イソプロピルメタクリルアミド、N−シクロプロピルアクリルアミド、N−シクロプロピルメタクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミド、ダイアセトンメタクリルアミド、N−ヒドロキシメチルアクリルアミド、N−ヒドロキシメチルメタクリルアミド、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド、N−ヒドロキシプロピルアクリルアミド、N−ヒドロキシブチルアクリルアミド、N−ヒドロキシペンチルアクリルアミド、N−ヒドロキシメチル−N−エチルアクリルアミド、N−メチル−N−ヒドロキシエチルアクリルアミド、N,N−ジヒドロキシメチルアクリルアミド、N,N−ジヒドロキシエチルアクリルアミド、N,N−ジヒドロキシプロピルアクリルアミド、N,N−ジヒドロキシブチルアクリルアミド、N,N−ジヒドロキシペンチルアクリルアミド、N−ヒドロキシメチルメタクリルアミド、N−ヒドロキシエチルメタクリルアミド、N−ヒドロキシプロピルメタクリルアミド、N−ヒドロキシブチルメタクリルアミド、N−ヒドロキシペンチルメタクリルアミド、N−ヒドロキシメチル−N−エチルメタクリルアミド、N−メチル−N−ヒドロキシエチルメタクリルアミド、N,N−ジヒドロキシメチルメタクリルアミド、N,N−ジヒドロキシエチルメタクリルアミド、N,N−ジヒドロキシプロピルメタクリルアミド、N,N−ジヒドロキシブチルメタクリルアミド、N,N−ジヒドロキシペンチルメタクリルアミド、N,N−ジヒドロキシブチル(メタ)アクリルアミド、及びN−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル)アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N,N−ジエチルメタクリルアミド、N−メチル,N−エチルアクリルアミド、N−メチル,N−エチルメタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミドメチルエーテル、N−メチロールメタクリルアミドメチルエーテル、N−メチロールアクリルアミドエチルエーテル、N−メチロールメタクリルアミドエチルエーテル、N−メチロールアクリルアミドプロピルエーテル、N−メチロールメタクリルアミドプロピルエーテル、N−メチロールアクリルアミドブチルエーテル、N−メチロールメタクリルアミドブチルエーテル、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリルアミド等のアミノ基含有(メタ)アクリルアミド化合物、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライド(アクリエステルDMC、商品名、三菱レイヨン社製)等の第4級アンモニウム塩基含有アクリルアミド化合物、アクリロイルモルホリン等を挙げることができる。これらは1種を単独で又は2種以上を併用して用いることができる。 As the (meth) acrylamide compound, those known per se can be used without particular limitation, and specifically, for example, acrylamide, methacrylamide, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, N-methyl acrylamide, N-methyl methacrylamide, N-methylol acrylamidobutyl ether, N-methylol methacrylamido butyl ether, N-ethyl acrylamide, N-ethyl methacrylamide, N-n-propyl acrylamide, N-n-propyl methacrylamide, N-isopropyl acrylamide, N-isopropyl methacrylamide, N-cyclopropyl acrylamide, N-cyclopropyl methacrylamide, diacetone acrylamide, diacetone methacrylamide, N-hydroxy methacrylate Acrylamide, N-hydroxymethyl methacrylamide, N-hydroxyethyl acrylamide, N-hydroxypropyl acrylamide, N-hydroxybutyl acrylamide, N-hydroxypentyl acrylamide, N-hydroxymethyl-N-ethyl acrylamide, N-methyl-N- Hydroxyethyl acrylamide, N, N-dihydroxymethyl acrylamide, N, N-dihydroxyethyl acrylamide, N, N-dihydroxypropyl acrylamide, N, N-dihydroxybutyl acrylamide, N, N-dihydroxypentyl acrylamide, N-hydroxymethyl methacrylamide N-hydroxyethyl methacrylamide, N-hydroxy propyl methacrylamide, N-hydroxy butyl methacrylamide N-hydroxypentyl methacrylamide, N-hydroxymethyl-N-ethyl methacrylamide, N-methyl-N-hydroxyethyl methacrylamide, N, N-dihydroxymethyl methacrylamide, N, N-dihydroxyethyl methacrylamide, N, N-Dihydroxypropyl methacrylamide, N, N-dihydroxybutyl methacrylamide, N, N-dihydroxypentyl methacrylamide, N, N-dihydroxybutyl (meth) acrylamide, and N- [tris (hydroxymethyl) methyl) acrylamide, N , N-dimethyl acrylamide, N, N- dimethyl methacrylamide, N, N- diethyl acrylamide, N, N- diethyl methacrylamide, N- methyl, N- ethyl acrylamide, N- methyl, N- eth N-methylol acrylamido methyl ether, N-methylol methacrylamido methyl ether, N-methylol acrylamido ethyl ether, N-methylol methacrylamide ethyl ether, N-methylol acrylamidopropyl ether, N-methylol methacrylamidopropyl ether, N -Methylol acrylamido butyl ether, N-methylol methacrylamido butyl ether, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylamide, N, N -Amino group-containing (meth) acrylamide compounds such as dipropylaminoethyl (meth) acrylamide, methacryloyloxyethyl Trimethyl ammonium chloride (ACRYESTER DMC, tradename, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) Quaternary ammonium salt group-containing acrylamide compounds such as, can be exemplified acryloyl morpholine. These can be used singly or in combination of two or more.
なかでも、下記式で表わされる(メタ)アクリルアミド化合物であることが好ましい。
CH2=C(−R1)−C(=O)−N(−R2)−R3
上記式中のR1は水素原子又はメチル基であり、R2及びR3は異なっていても同じでも良く、水素原子、水酸基を有する有機基及びアルキル基から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。さらにR2及びR3の両方又は片方が水酸基を有する有機基であることがより好ましく、具体的には、例えば、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシブチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチル−N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−メチル−N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル−N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル−N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシブチル−N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジヒドロキシブチル(メタ)アクリルアミド、及びN−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル)アクリルアミドから選ばれる少なくとも1種であることが特に好ましい。
Among them, (meth) acrylamide compounds represented by the following formula are preferable.
CH 2 = C (-R 1) -C (= O) -N (-R 2) -R 3
R 1 in the above formula is a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 and R 3 may be different or the same and at least one selected from a hydrogen atom, an organic group having a hydroxyl group and an alkyl group preferable. Furthermore, it is more preferable that both or one of R 2 and R 3 is an organic group having a hydroxyl group, and specifically, for example, N-hydroxymethyl (meth) acrylamide, N-hydroxyethyl (meth) acrylamide, N- Hydroxypropyl (meth) acrylamide, N-hydroxybutyl (meth) acrylamide, N-hydroxymethyl-N-ethyl (meth) acrylamide, N-methyl-N-hydroxyethyl (meth) acrylamide, N-ethyl-N-hydroxyethyl (Meth) acrylamide, N-hydroxyethyl-N-butyl (meth) acrylamide, N-hydroxybutyl-N-butyl (meth) acrylamide, N, N-dihydroxymethyl (meth) acrylamide, N, N-dihydroxyethyl (meth) ) Acrylamide, N, N Dihydroxypropyl (meth) acrylamide, N, and particularly preferably at least one selected from N- dihydroxy-butyl (meth) acrylamide, and N- [tris (hydroxymethyl) methyl) acrylamide.
また、本発明においては、(メタ)アクリルアミド化合物(C−1)としては、水酸基含有(メタ)アクリルアミド化合物(C−2)等が好ましい。水酸基含有(メタ)アクリルアミド化合物(C−2)としては、例えば、上記に挙げた化合物のうち、水酸基を含有するもの等が挙げられる。 Moreover, as a (meth) acrylamide compound (C-1) in this invention, a hydroxyl-containing (meth) acrylamide compound (C-2) etc. are preferable. As a hydroxyl-containing (meth) acrylamide compound (C-2), the thing containing a hydroxyl group etc. are mentioned among the compounds mentioned above, for example.
本発明のリチウムイオン電池正極用導電ペースト固形分中の分散樹脂(A)の固形分含有量の合計量は、通常30質量%以下、好ましくは20質量%以下であることが、顔料分散時の粘度、顔料分散性、分散安定性及び生産効率等の面から好適である。また、本発明のリチウムイオン電池正極用導電ペースト固形分中の分散樹脂(A)の固形分含有量の合計量は、通常0.1質量%以上、好ましくは1質量%以上であることが好適である。 The total solid content of the dispersion resin (A) in the solid content of the conductive paste for lithium ion battery positive electrode of the present invention is usually 30% by mass or less, preferably 20% by mass or less, at the time of pigment dispersion It is suitable from the aspects of viscosity, pigment dispersibility, dispersion stability and production efficiency. In addition, the total amount of the solid content of the dispersion resin (A) in the solid content of the conductive paste for lithium ion battery positive electrode of the present invention is usually 0.1 mass% or more, preferably 1 mass% or more. It is.
本発明のリチウムイオン電池正極用導電ペースト固形分中の導電カーボン(B)の固形分含有量は、通常、30質量%以上、かつ97質量%未満、好ましくは50質量%以上、かつ94質量%未満、より好ましくは70質量%以上、かつ91質量%未満が電池性能の点から好適である。また、本発明のリチウムイオン電池正極用導電ペースト中の溶媒(C)の含有量は、通常、30質量%以上、かつ95質量%未満、好ましくは45質量%以上、かつ92質量%未満、より好ましくは60質量%以上、かつ90質量%未満が乾燥効率、ペースト粘度の点から好適である。 The solid content of the conductive carbon (B) in the solid content of the conductive paste for lithium ion battery positive electrode of the present invention is usually 30% by mass or more and less than 97% by mass, preferably 50% by mass or more and 94% by mass Less than 70% by mass, and more preferably less than 91% by mass is preferable in terms of battery performance. The content of the solvent (C) in the conductive paste for lithium ion battery positive electrode of the present invention is usually 30% by mass or more and less than 95% by mass, preferably 45% by mass or more and less than 92% by mass Preferably, 60% by mass or more and less than 90% by mass are suitable from the viewpoint of drying efficiency and paste viscosity.
分散樹脂(A)
上記分散樹脂(A)としては、本発明の属する電池の分野において用いられている樹脂を適宜使用することができる。分散樹脂(A)としては、例えば、多環芳香族炭化水素基を有する樹脂(A1)、ポリビニルアルコール樹脂(A2)等が挙げられる。本発明においては、分散樹脂(A)は、多環芳香族炭化水素基を有する樹脂(A1)及びポリビニルアルコール樹脂(A2)を共に含むことが好ましい。
Dispersion resin (A)
As the dispersion resin (A), resins used in the field of batteries to which the present invention belongs can be appropriately used. As a dispersion resin (A), resin (A1) which has a polycyclic aromatic hydrocarbon group, polyvinyl alcohol resin (A2) etc. are mentioned, for example. In the present invention, the dispersion resin (A) preferably contains both a resin (A1) having a polycyclic aromatic hydrocarbon group and a polyvinyl alcohol resin (A2).
多環芳香族炭化水素基を有する樹脂(A1)
上記多環芳香族炭化水素基を有する樹脂(A1)は、モノマー混合物の固形分の総量を基準として、多環芳香族炭化水素を有するモノマー(A1−1)を、例えば、1〜70質量%含有するモノマー混合物を共重合することにより得ることができる。この場合の樹脂(A1)は、モノマー混合物の固形分の総量を基準として、多環芳香族炭化水素を有するモノマー(A1−1)を1〜70質量%含有するモノマー混合物の共重合体と言い換えることもできる。また、多環芳香族炭化水素を有さない樹脂を合成した後に多環芳香族炭化水素を付加することで多環芳香族炭化水素基を有する樹脂を得ることもできる。
Resin having polycyclic aromatic hydrocarbon group (A1)
The resin (A1) having a polycyclic aromatic hydrocarbon group is, for example, 1 to 70% by mass of a monomer (A1-1) having a polycyclic aromatic hydrocarbon, based on the total amount of solid components of the monomer mixture. It can be obtained by copolymerizing the monomer mixture contained. The resin (A1) in this case is rephrased as a copolymer of a monomer mixture containing 1 to 70% by mass of the monomer (A1-1) having a polycyclic aromatic hydrocarbon based on the total amount of solid components of the monomer mixture. It can also be done. Moreover, resin which has a polycyclic aromatic hydrocarbon group can also be obtained by adding polycyclic aromatic hydrocarbon, after synthesize | combining resin which does not have polycyclic aromatic hydrocarbon.
上記樹脂(A1)の種類としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリケート樹脂、塩素系樹脂、フッ素系樹脂、及びこれらの複合樹脂等が挙げられるが、特にアクリル樹脂が好ましい。 As a kind of said resin (A1), an acrylic resin, a polyester resin, an epoxy resin, a polyether resin, an alkyd resin, a urethane resin, a silicone resin, a polycarbonate resin, a silicate resin, a chlorine resin, a fluorine resin, and these are mentioned, for example. And the like, and acrylic resins are particularly preferable.
尚、本明細書において、「誘導体」とは、ある化合物に対し、官能基の導入、原子の置換、又はその他の化学反応により分子内の小部分(複数の部分でもよい)を変化させて得られる化合物を意味する。例えば、ナフタレンに、アルキル基、アルコキシ基、水酸基、スルホン酸基、カルボキシル基、アミノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基等の官能基を、1種又は2種以上導入した化合物はナフタレン誘導体である。 In the present specification, “derivative” is obtained by changing a small part (or a plurality of parts) in a molecule by introducing a functional group, substituting an atom, or other chemical reaction to a certain compound. Means a compound that For example, to naphthalene, one or more functional groups such as an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, a sulfonic acid group, a carboxyl group, an amino group, a nitro group, a halogen atom, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, etc. The introduced compound is a naphthalene derivative.
多環芳香族炭化水素を有するモノマー(A1−1)
上記多環芳香族炭化水素を有するモノマー(A1−1)の多環芳香族炭化水素としては、例えば、ナフタレン環、アントラセン環、トリフェニレン環、テトラフェン環、テトラセン環、クリセン環、ピレン環、ペンタセン環、ヘキサセン環、ヘプタセン環、コロネン環、ケクレン環を有する炭化水素基及びその誘導体が挙げられる。本発明の好ましい実施形態において、多環芳香族炭化水素を有するモノマー(A1−1)としては、上記多環芳香族のうち、ナフタレン環を有するもの、すなわち、ナフチル基を有する重合性不飽和モノマー又はその誘導体(A1−2)が挙げられる。ナフチル基を有する重合性不飽和モノマー又はその誘導体(A1−2)としては、例えば、後述する式(3)で表わされるナフチル基を有する重合性不飽和モノマー又はその誘導体(A1−1−2)等が挙げられる。
Monomer having polycyclic aromatic hydrocarbon (A1-1)
Examples of the polycyclic aromatic hydrocarbon of the monomer (A1-1) having the above-mentioned polycyclic aromatic hydrocarbon include naphthalene ring, anthracene ring, triphenylene ring, tetraphen ring, tetracene ring, chrysene ring, pyrene ring, pentacene Examples thereof include hydrocarbon groups having a ring, a hexacene ring, a heptacene ring, a coronene ring, and a keklen ring and derivatives thereof. In a preferred embodiment of the present invention, as the monomer (A1-1) having a polycyclic aromatic hydrocarbon, among the above polycyclic aromatics, one having a naphthalene ring, that is, a polymerizable unsaturated monomer having a naphthyl group Or its derivative (A1-2). As a polymerizable unsaturated monomer which has a naphthyl group, or its derivative (A1-2), the polymerizable unsaturated monomer which has a naphthyl group represented by Formula (3) mentioned later, or its derivative (A1-1-2) is mentioned, for example Etc.
また、上記多環芳香族炭化水素を有するモノマー(A1−1)としては、下記式(2)で表わされる多環芳香族炭化水素を有する重合性不飽和モノマー(A1−1−1)であることが好ましい。 Moreover, it is a polymerizable unsaturated monomer (A1-1-1) which has the polycyclic aromatic hydrocarbon represented by following formula (2) as a monomer (A1-1) which has the said polycyclic aromatic hydrocarbon Is preferred.
(式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Aは多環芳香族炭化水素基を示し、Wは存在しても存在しなくても良い。Wが存在する場合、Wは炭素原子、窒素原子及び/又は酸素原子の数が1〜20の有機基であり、Wが存在しない場合、WはAに直接結合する。) 尚、「重合性不飽和モノマー」は、ラジカル重合しうる重合性不飽和基を有するモノマーを意味し、該重合性不飽和基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、アクリルアミド基、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、ビニルエーテル基等が挙げられる。 (Wherein R represents a hydrogen atom or a methyl group, A represents a polycyclic aromatic hydrocarbon group, and W may or may not be present. When W is present, W is a carbon atom, The number of nitrogen atoms and / or oxygen atoms is an organic group having 1 to 20, and when W is absent, W is directly bonded to A. The "polymerizable unsaturated monomer" is a radically polymerizable polymerization A monomer having a heterocyclic unsaturated group, and examples of the polymerizable unsaturated group include (meth) acryloyl group, acrylamide group, vinyl group, allyl group, (meth) acryloyloxy group, vinyl ether group and the like .
上記多環芳香族炭化水素を有する重合性不飽和モノマー(A1−1−1)としては、具体的には、例えば、ビニルナフタレン、ナフチル(メタ)アクリレート、ナフチルアルキル(メタ)アクリレート、ビニルアントラセン、アントラセニル(メタ)アクリレート、アントラセニルアルキル(メタ)アクリレート、ビニルピレン、ピレニル(メタ)アクリレート、ピレニルアルキル(メタ)アクリレート、ビニルクリセン、ビニルナフタセン、ビニルペンタセン、及びこれらの誘導体等が挙げられる。また、グリシジル基やイソシアネート基等の反応性官能基を有する重合性不飽和基モノマーと、該反応性官能基と反応する官能基を有する多環芳香族炭化水素とを反応せしめたものも含まれる。互いに反応する官能基の組み合わせであればいずれも好適に使用できるが、カルボキシル基とグリシジル基、アミノ基とグリシジル基、水酸基とイソシアネート基の組み合わせがより好ましい。具体的には、例えば、グリシジル(メタ)アクリレートと1−ナフチル酢酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネートと1−ナフトール、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネートと1−(2−ナフチル)エタノールの組み合わせ等が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を併用して用いることができる。 Specific examples of the polymerizable unsaturated monomer (A1-1-1) having the polycyclic aromatic hydrocarbon include vinyl naphthalene, naphthyl (meth) acrylate, naphthyl alkyl (meth) acrylate, vinyl anthracene, and the like. Anthracenyl (meth) acrylate, anthracenyl alkyl (meth) acrylate, vinyl pyrene, pyrenyl (meth) acrylate, pyrenyl alkyl (meth) acrylate, vinyl chrysene, vinyl naphthacene, vinyl pentacene, and derivatives thereof, and the like can be mentioned. Also, those obtained by reacting a polymerizable unsaturated group monomer having a reactive functional group such as a glycidyl group or an isocyanate group with a polycyclic aromatic hydrocarbon having a functional group capable of reacting with the reactive functional group are included. . Any combination of functional groups that react with each other can be suitably used, but a combination of a carboxyl group and a glycidyl group, an amino group and a glycidyl group, and a hydroxyl group and an isocyanate group is more preferable. Specifically, for example, glycidyl (meth) acrylate and 1-naphthylacetic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl isocyanate and 1-naphthol, 2- (meth) acryloyloxyethyl isocyanate and 1- (2-naphthyl) ethanol Combinations of These can be used singly or in combination of two or more.
なかでも、多環芳香族炭化水素を有する重合性不飽和モノマー(A1−1−1)としては、下記式(3)で表わされるナフチル基を有する重合性不飽和モノマー又はその誘導体(A1−1−2)であることが好ましい。 Among them, as the polymerizable unsaturated monomer (A1-1-1) having a polycyclic aromatic hydrocarbon, a polymerizable unsaturated monomer having a naphthyl group represented by the following formula (3) or a derivative thereof (A1-1 -2) is preferable.
(式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、X及びYは同一であっても異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、ホスホリルオキシ基、水酸基、スルホン酸基、カルボキシル基、アミノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、アリールオキシ基、アルキルチオ基又はアリールチオ基のいずれかを示す。Wが存在する場合、Wは炭素原子、窒素原子及び/もしくは酸素原子の数が1〜20の有機基又は単結合である。) (Wherein R represents a hydrogen atom or a methyl group, and X and Y may be the same or different, and a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyloxy group, a phosphoryloxy group, a hydroxyl group, a sulfone Group represents any of an acid group, a carboxyl group, an amino group, a nitro group, a halogen atom, an aryloxy group, an alkylthio group or an arylthio group, and when W is present, W is the number of carbon atoms, nitrogen atoms and / or oxygen atoms Is an organic group of 1 to 20 or a single bond.)
上記ナフチル基を有する重合性不飽和モノマー又はその誘導体(A1−1−2)としては、例えば、ビニルナフタレン、ナフチル(メタ)アクリレート、ナフチルアルキル(メタ)アクリレート、及びこれらの誘導体等が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を併用して用いることができる。 As a polymerizable unsaturated monomer which has the said naphthyl group, or its derivative (A1-1-2), vinyl naphthalene, a naphthyl (meth) acrylate, a naphthyl alkyl (meth) acrylate, these derivatives, etc. are mentioned, for example. These can be used singly or in combination of two or more.
なかでも、ナフチル(メタ)アクリレート又はその誘導体(A1−1−2)が、下記式(4)で表わされるナフチル(メタ)アクリレート又はその誘導体(A1−1−3)であることが好ましい。 Especially, it is preferable that a naphthyl (meth) acrylate or its derivative (A1-1-2) is a naphthyl (meth) acrylate or its derivative (A1-1-3) represented by following formula (4).
(式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、X及びYは同一であっても異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、水酸基、スルホン酸基、カルボキシル基、アルコキシカルボニルオキシ基、ホスホリルオキシ基、アミノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、アリールオキシ基、アルキルチオ基又はアリールチオ基のいずれかを示す。) (Wherein R represents a hydrogen atom or a methyl group, and X and Y may be the same or different, and a hydrogen atom, an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, a sulfonic acid group, a carboxyl group, an alkoxycarbonyloxy Group represents a phosphoryloxy group, an amino group, a nitro group, a halogen atom, an aryloxy group, an alkylthio group or an arylthio group).
上記ナフチル(メタ)アクリレート又はその誘導体(A1−1−3)としては、例えば、1−ナフチル(メタ)アクリレート、2−ナフチル(メタ)アクリレート、及びこれらの誘導体等が挙げられ、これらは1種を単独で又は2種以上を併用して用いることができる。 As said naphthyl (meth) acrylate or its derivative (A1-1-3), 1-naphthyl (meth) acrylate, 2-naphthyl (meth) acrylate, these derivatives etc. are mentioned, for example, These are 1 type Can be used alone or in combination of two or more.
なかでも、ナフチル(メタ)アクリレート又はその誘導体(A1−1−3)が、下記式(5)で表わされる4−置換−1−ナフチル(メタ)アクリレート(A1−1−4)であることが好ましい。 Among them, naphthyl (meth) acrylate or its derivative (A1-1-3) is 4-substituted-1-naphthyl (meth) acrylate (A1-1-4) represented by the following formula (5) preferable.
(式中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Zは水酸基又は炭素数1〜8のアルコキシ基を示す。) (In the formula, R represents a hydrogen atom or a methyl group, and Z represents a hydroxyl group or an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms.)
上記式(5)中の置換基であるZがアルコキシ基の場合、アルコキシ基の炭素数としては、通常1〜8であり、好ましくは1〜4であり、より好ましくは1〜2であり、特に好ましくは1である。 When Z which is a substituent in the above formula (5) is an alkoxy group, the carbon number of the alkoxy group is usually 1 to 8, preferably 1 to 4, more preferably 1 to 2, Particularly preferably, it is 1.
上記4−置換−1−ナフチル(メタ)アクリレート(A1−1−4)としては、例えば、4−メチル−1−ナフチル(メタ)アクリレート、4−エチル−1−ナフチル(メタ)アクリレート、4−メトキシ−1−ナフチル(メタ)アクリレート、4−エトキシ−1−ナフチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシ−1−ナフチル(メタ)アクリレート、2−メトキシ−4−ヒドロキシ−1−ナフチル(メタ)アクリレート、2−エトキシ−4−ヒドロキシ−1−ナフチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−4−メトキシ−1−ナフチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−4−エトキシ−1−ナフチル(メタ)アクリレート、4−メトキシカルボニルオキシ−1−ナフチル(メタ)アクリレート、4−フェノキシカルボニルオキシ−1−ナフチル(メタ)アクリレート、及び4−ホスホリルオキシ−1−ナフチル(メタ)アクリレート、若しくはその誘導体等が挙げられ、これらは1種を単独で又は2種以上を併用して用いることができる。 Examples of the 4-substituted-1-naphthyl (meth) acrylate (A1-1-4) include 4-methyl-1-naphthyl (meth) acrylate, 4-ethyl-1-naphthyl (meth) acrylate, and Methoxy-1-naphthyl (meth) acrylate, 4-ethoxy-1-naphthyl (meth) acrylate, 4-hydroxy-1-naphthyl (meth) acrylate, 2-methoxy-4-hydroxy-1-naphthyl (meth) acrylate, 2-ethoxy-4-hydroxy-1-naphthyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-4-methoxy-1-naphthyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-4-ethoxy-1-naphthyl (meth) acrylate, 4- Methoxycarbonyloxy-1-naphthyl (meth) acrylate, 4-phenoxycarbonyl oxide -1-Naphthyl (meth) acrylate, 4-phosphoryloxy 1-naphthyl (meth) acrylate, or a derivative thereof, and the like, and these can be used singly or in combination of two or more. .
本発明の多環芳香族炭化水素を有する顔料分散樹脂が、顔料の分散性及び安定性に効果がある理由としては、詳しい事は解っていないが、例えば、顔料が芳香環を有している場合、顔料と顔料分散樹脂間のπ−π相互作用により安定化するためだと考えられる。尚、π−π相互作用とは、芳香環の間に働く分散力であり、2つの芳香環がコインを積み重ねたような配置で安定化する傾向があるため、スタッキング相互作用とも呼ばれる。 The reason why the pigment dispersion resin having polycyclic aromatic hydrocarbon of the present invention is effective for the dispersibility and stability of the pigment is not known in detail, but, for example, the pigment has an aromatic ring In this case, it is considered that the pigment is stabilized by π-π interaction between the pigment and the pigment dispersion resin. In addition, (pi)-(pi) interaction is dispersion force which works between aromatic rings, and since it tends to be stabilized by arrangement | positioning which two aromatic rings pile up coin, it is also called stacking interaction.
また、上記4−置換−1−ナフチル(メタ)アクリレート(A1−1−4)の置換基が、顔料の分散性及び安定性に効果がある理由としては、詳しい事は解っていないが、例えば、置換基を有することによって芳香環の静電ポテンシャルが上昇し顔料との親和性を高めるためだと推測している。 Moreover, although it is not understood in detail as a reason that the substituent of the said 4-substituted 1-naphthyl (meth) acrylate (A1-1-4) is effective in the dispersibility and stability of a pigment, for example, By having a substituent, it is speculated that the electrostatic potential of the aromatic ring is increased to enhance the affinity to the pigment.
多環芳香族炭化水素を有する重合性不飽和モノマー(A1−1)以外の重合性不飽和モノマー
上記多環芳香族炭化水素基を有する樹脂(A1)は、多環芳香族炭化水素を有する重合性不飽和モノマー(A1−1)と該(A1−1)以外の重合性不飽和モノマーを共重合して得ることができる。多環芳香族炭化水素を有する重合性不飽和モノマー(A1−1)以外の重合性不飽和モノマーとしては、通常、アクリル樹脂の合成で使用される重合性不飽和モノマーであれば特に制限なく用いることができ、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート等の炭素数3以下のアルキル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、n−ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、t−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、シクロドデシル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート等のアルキル又はシクロアルキル(メタ)アクリレート;イソボルニル(メタ)アクリレート等のイソボルニル基を有する重合性不飽和化合物;アダマンチル(メタ)アクリレート等のアダマンチル基を有する重合性不飽和化合物;ベンジル(メタ)アクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン等の芳香環含有重合性不飽和モノマー;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸と炭素数2〜8の2価アルコールとのモノエステル化物、該(メタ)アクリル酸と炭素数2〜8の2価アルコールとのモノエステル化物のε−カプロラクトン変性体、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、アリルアルコール、分子末端が水酸基であるポリオキシアルキレン鎖を有する(メタ)アクリレート等の水酸基含有重合性不飽和モノマー;(メタ)アクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、β−カルボキシエチルアクリレート等のカルボキシル基含有重合性不飽和モノマー;(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、グリシジル(メタ)アクリレートとアミン化合物との付加物等のウレタン結合を含まない含窒素重合性不飽和モノマー;イソシアネート基含有重合性不飽和モノマーと水酸基含有化合物との反応生成物又は水酸基含有重合性不飽和モノマーとイソシアネート基含有化合物との反応生成物等のウレタン結合を有する重合性不飽和モノマー;グリシジル(メタ)アクリレート、β−メチルグリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルプロピル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル等のエポキシ基含有重合性不飽和モノマー;分子末端がアルコキシ基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート;2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−スルホエチル(メタ)アクリレート、アリルスルホン酸、4−スチレンスルホン酸等、これらスルホン酸のナトリウム塩及びアンモニウム塩等のスルホン酸基を有する重合性不飽和モノマー;2−アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2−メタクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、2−アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、2−メタクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート等のリン酸基を有する重合性不飽和モノマー;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン等のアルコキシシリル基を有する重合性不飽和モノマー;パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート等のパーフルオロアルキル(メタ)アクリレート;フルオロオレフィン等のフッ素化アルキル基を有する重合性不飽和モノマー;マレイミド基等の光重合性官能基を有する重合性不飽和モノマー;分子末端がアルコキシ基であるポリオキシエチレン鎖を有する(メタ)アクリレート;アリル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、グリセロールジ(メタ)アクリレート、1,1,1−トリスヒドロキシメチルエタンジ(メタ)アクリレート、1,1,1−トリスヒドロキシメチルエタントリ(メタ)アクリレート、1,1,1−トリスヒドロキシメチルプロパントリ(メタ)アクリレート、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルテレフタレート、ジビニルベンゼン等の重合性不飽和基を1分子中に2個以上有する重合性不飽和モノマー等が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を併用して用いることができる。
Polymerizable unsaturated monomer other than polymerizable unsaturated monomer (A1-1) having polycyclic aromatic hydrocarbon The resin (A1) having the above-mentioned polycyclic aromatic hydrocarbon group is a polymerization having polycyclic aromatic hydrocarbon It can be obtained by copolymerizing a polymerizable unsaturated monomer (A1-1) and a polymerizable unsaturated monomer other than the (A1-1). As the polymerizable unsaturated monomer other than the polymerizable unsaturated monomer (A1-1) having a polycyclic aromatic hydrocarbon, any polymerizable unsaturated monomer generally used in the synthesis of an acrylic resin is used without particular limitation. For example, alkyl (meth) acrylate having 3 or less carbon atoms such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) Acrylate, i-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) Acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl Meta) acrylate, isostearyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, methyl cyclohexyl (meth) acrylate, t-butyl cyclohexyl (meth) acrylate, cyclododecyl (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, etc. Alkyl or cycloalkyl (meth) acrylate; polymerizable unsaturated compound having isobornyl group such as isobornyl (meth) acrylate; polymerizable unsaturated compound having an adamantyl group such as adamantyl (meth) acrylate; benzyl (meth) acrylate, styrene And aromatic ring-containing polymerizable unsaturated monomers such as α-methylstyrene and vinyltoluene; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydric acid Monoesters of (meth) acrylic acid and a C2-C8 dihydric alcohol such as roxypropyl (meth) acrylate and 4-hydroxybutyl (meth) acrylate; the (meth) acrylic acid and the C2-8 carbon Hydroxylated polymers such as ε-caprolactone modified products of monoesters with dihydric alcohols, N-hydroxymethyl (meth) acrylamide, allyl alcohol, and (meth) acrylates having a polyoxyalkylene chain whose molecular terminal is a hydroxyl group Unsaturated monomers; carboxyl group-containing polymerizable unsaturated monomers such as (meth) acrylic acid, maleic acid, crotonic acid and β-carboxyethyl acrylate; (meth) acrylonitrile, (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminoethyl ( (Meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl ( Nitrogen-containing polymerizable unsaturated monomers containing no urethane bond such as an adduct of (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, glycidyl (meth) acrylate and an amine compound; isocyanate group-containing polymerizable unsaturated Polymerizable unsaturated monomers having a urethane bond such as reaction products of monomers and hydroxyl group-containing compounds or reaction products of hydroxyl group-containing polymerizable unsaturated monomers and isocyanate group-containing compounds; glycidyl (meth) acrylate, β-methyl glycidyl (Meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylmethyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylethyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexylpropyl (meth) acrylate, epoxy group-containing allyl glycidyl ether, etc. Polymerizable unsaturated monomer; (meth) acrylate having a polyoxyethylene chain whose molecular end is an alkoxy group; 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, 2-sulfoethyl (meth) acrylate, allylsulfonic acid, 4-styrene Polymerizable unsaturated monomers having a sulfonic acid group such as sulfonic acid, sodium salt and ammonium salt of these sulfonic acids; 2-acryloyloxyethyl acid phosphate, 2-methacryloyloxyethyl acid phosphate, 2-acryloyloxypropyl acid phosphate, Polymerizable unsaturated monomers having a phosphoric acid group such as 2-methacryloyloxypropyl acid phosphate; vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) sila Polymerizable unsaturated monomers having an alkoxysilyl group such as gamma, γ- (meth) acryloyloxypropyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloyloxypropyltriethoxysilane, etc .; perfluorobutylethyl (meth) acrylate, perfluorooctyl Perfluoroalkyl (meth) acrylates such as ethyl (meth) acrylate; polymerizable unsaturated monomers having a fluorinated alkyl group such as fluoroolefins; polymerizable unsaturated monomers having a photopolymerizable functional group such as a maleimide group; molecular terminal (Meth) acrylate having a polyoxyethylene chain in which is an alkoxy group; allyl (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) a Crylates, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol Di (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, glycerol di (meth) acrylate, 1,1,1-trishydroxymethylethane di (meth) acrylate, 1,1,1 -Polymerizable unsaturated groups such as trishydroxymethylethane tri (meth) acrylate, 1,1,1-trishydroxymethylpropane tri (meth) acrylate, triallyl isocyanurate, diallyl terephthalate, divinylbenzene, etc. Polymerizable unsaturated monomers having two or more in the child and the like. These can be used singly or in combination of two or more.
なかでも、少なくとも1種のスチレンを含有していることが好ましく、重合性不飽和モノマー成分の総量を基準として、スチレンを5〜65質量%含有することがより好ましい。 Among them, it is preferable to contain at least one type of styrene, and it is more preferable to contain 5 to 65% by mass of styrene based on the total amount of the polymerizable unsaturated monomer component.
また、樹脂の立体反発層を形成し顔料分散ペーストの安定性を確保する観点から、重合性不飽和モノマー成分の総量を基準として、ポリアルキレングリコールマクロモノマーを含有することができる。 In addition, from the viewpoint of forming a steric repulsion layer of a resin to ensure the stability of the pigment dispersion paste, a polyalkylene glycol macromonomer can be contained based on the total amount of the polymerizable unsaturated monomer component.
また、ポリアルキレングリコールマクロモノマーは、下記式(6)で示される非イオン性の重合性不飽和モノマーであり、そのようなモノマーの具体例としては、例えば、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等を挙げることができる。これらのうち、特に、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)アクリレートが好適である。
CH2=C(R1)COO(CnH2nO)m−R2 ・・・式(6)
〔式中、R1は水素原子又はメチル基を表し、R2は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、mは4〜60、特に4〜55の整数であり、nは2〜3の整数であり、ここで、m個のオキシアルキレン単位(CnH2nO)は同じであっても又は互いに異なっていてもよい。〕
The polyalkylene glycol macromonomer is a nonionic polymerizable unsaturated monomer represented by the following formula (6), and specific examples of such a monomer include, for example, polyethylene glycol (meth) acrylate and polypropylene glycol Examples include (meth) acrylate, methoxy polyethylene glycol (meth) acrylate, ethoxy polyethylene glycol (meth) acrylate and the like. Among these, polyethylene glycol (meth) acrylate and polypropylene glycol (meth) acrylate are particularly preferable.
CH 2 = C (R 1) COO (C n H 2n O) m -R 2 ··· formula (6)
[Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, m is an integer of 4 to 60, particularly 4 to 55, and n is 2] It is an integer of ̃3, and the m oxyalkylene units (C n H 2 n O) may be the same or different from one another. ]
多環芳香族炭化水素基を有する樹脂(A1)の合成
上記多環芳香族炭化水素基を有する樹脂(A1)は、ラジカル重合開始剤の存在下に、有機溶剤中で溶液重合する方法、又は水性媒体中でエマルション重合する方法等の、それ自体既知のラジカル重合法によって得ることができる。
Synthesis of Resin (A1) Having Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Group The method of solution polymerization in an organic solvent in the presence of a radical polymerization initiator, or the resin (A1) having a polycyclic aromatic hydrocarbon group, or It can be obtained by a radical polymerization method known per se, such as a method of emulsion polymerization in an aqueous medium.
重合に用いられるラジカル重合開始剤としては、例えば、シクロヘキサノンパーオキサイド、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノンパーオキサイド、メチルシクロヘキサノンパーオキサイド、1,1−ビス(tert−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(tert−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、n−ブチル−4,4−ビス(tert−ブチルパーオキシ)バレレート、クメンハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジハイドロパーオキサイド、1,3−ビス(tert−ブチルパーオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジイソプロピルベンゼンパーオキサイド、tert−ブチルクミルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジ−tert−アミルパーオキサイド、ビス(tert−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート等の過酸化物系重合開始剤;2,2´−アゾビス(イソブチロニトリル)、1,1−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)、アゾクメン、2,2´−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2´−アゾビスジメチルバレロニトリル、4,4´−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2−(t−ブチルアゾ)−2−シアノプロパン、2,2´−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2,2´−アゾビス(2−メチルプロパン)、ジメチル2,2´−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等のアゾ系重合開始剤を挙げることができる。これらは1種を単独で又は2種以上を併用して用いることができる。 As a radical polymerization initiator used for polymerization, for example, cyclohexanone peroxide, 3,3,5-trimethylcyclohexanone peroxide, methylcyclohexanone peroxide, 1,1-bis (tert-butylperoxy) -3,3, 5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (tert-butylperoxy) cyclohexane, n-butyl-4,4-bis (tert-butylperoxy) valerate, cumene hydroperoxide, 2,5-dimethylhexane-2 5-Dihydroperoxide, 1,3-bis (tert-butylperoxy-m-isopropyl) benzene, 2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) hexane, diisopropylbenzene peroxide , Tert-Butylcumyl peroxide, Decanoylpa Oxide, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, di-tert-amyl peroxide, bis (tert-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, tert-butylperoxybenzoate, 2,5- Peroxide type polymerization initiators such as dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy) hexane and tert-butylperoxy-2-ethylhexanoate; 2,2'-azobis (isobutyronitrile), 1 1,2-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), azocumene, 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2′-azobisdimethylvaleronitrile, 4,4′-azobis (4- Cyanovaleric acid), 2- (t-butylazo) -2-cyanopropane, 2,2′-azobis ( Azo polymerization initiators such as 2,4,4-trimethylpentane), 2,2'-azobis (2-methylpropane), dimethyl 2,2'-azobis (2-methylpropionate) and the like can be mentioned . These can be used singly or in combination of two or more.
上記の重合又は希釈に使用される溶媒としては、特に制限はなく、水や有機溶剤、又はその混合物等を挙げることができる。有機溶剤としては、例えば、n−ブタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロブタン等の炭化水素溶剤;トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤;メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤;n−ブチルエーテル、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコール等のエーテル系溶剤;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ブチルカルビトールアセテート等のエステル系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン等のケトン系溶剤;エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、イソブタノール等の等のアルコール系溶剤;エクアミド(商品名、出光興産株式会社製、アミド系溶剤)、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N−メチルプロピオアミド、N−メチル−2−ピロリドン等のアミド系溶剤等、従来公知の溶剤を挙げることができる。これらは1種を単独で又は2種以上を併用して用いることができる。 There is no restriction | limiting in particular as a solvent used for said superposition | polymerization or dilution, Water, an organic solvent, or its mixture etc. can be mentioned. Examples of the organic solvent include hydrocarbon solvents such as n-butane, n-hexane, n-heptane, n-octane, cyclopentane, cyclohexane and cyclobutane; aromatic solvents such as toluene and xylene; methyl isobutyl ketone and the like Ketone solvents; ether solvents such as n-butyl ether, dioxane, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol; ethyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, Ester solvents such as ethylene glycol monomethyl ether acetate and butyl carbitol acetate; ketone solvents such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and diisobutyl ketone; Alcohol solvents such as alcohol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, isobutanol, etc .; Equamide (trade name, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd., amide solvent), N, N-dimethylformamide, N, N- Known solvents such as amide solvents such as dimethylacetamide, N-methylformamide, N-methylacetamide, N-methylpropioamide, N-methyl-2-pyrrolidone and the like can be mentioned. These can be used singly or in combination of two or more.
有機溶剤中での溶液重合において重合開始剤、重合性不飽和モノマー成分、及び有機溶剤を混合し、攪拌しながら加熱する方法、反応熱による系の温度上昇を抑えるために有機溶剤を反応槽に仕込み、60℃〜200℃の温度で攪拌しながら必要に応じて窒素やアルゴン等の不活性ガスを吹き込みながら、重合性不飽和モノマー成分と重合開始剤を所定の時間かけて混合滴下又は分離滴下する方法等が用いられる。 Method of mixing a polymerization initiator, a polymerizable unsaturated monomer component, and an organic solvent in solution polymerization in an organic solvent and heating while stirring, an organic solvent in a reaction tank to suppress the temperature rise of the system due to the heat of reaction Charge, while stirring at a temperature of 60 ° C. to 200 ° C. As necessary, while blowing in an inert gas such as nitrogen or argon, the polymerizable unsaturated monomer component and the polymerization initiator are mixed dropwise or separated dropwise over a predetermined time Methods etc. are used.
重合は、一般に1〜10時間程度行うことができる。各段階の重合の後に必要に応じて重合開始剤を滴下しながら反応槽を加熱する追加触媒工程を設けてもよい。 The polymerization can generally be carried out for about 1 to 10 hours. After the polymerization of each step, an additional catalyst step may be provided to heat the reaction vessel while dropping a polymerization initiator as needed.
上記の通り得られる本発明の顔料分散樹脂は、重量平均分子量が好ましくは1,000〜100,000、より好ましくは3,000〜50,000の範囲内であることが好適である。 The pigment dispersion resin of the present invention obtained as described above preferably has a weight average molecular weight of preferably 1,000 to 100,000, more preferably 3,000 to 50,000.
上記樹脂(A1)は、合成終了後に脱溶媒及び/又は溶媒置換することで、固体又は任意の溶媒に置き換えた樹脂溶液にすることができる。置換溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、アルコール系溶媒等が好ましい。 The resin (A1) can be converted into a solid or a resin solution replaced with an arbitrary solvent by desolvation and / or solvent substitution after the completion of synthesis. As the substitution solvent, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, propylene glycol monomethyl ether, alcohol solvents and the like are preferable.
脱溶媒の方法としては、常圧で加熱により行ってもよいし、減圧下で脱溶媒してもよい。溶媒置換の方法としては、脱溶媒前、脱溶媒途中、又は脱溶媒後のいずれの段階で置換溶媒を投入してもよい。 The solvent may be removed by heating at normal pressure or may be removed under reduced pressure. As a method of solvent substitution, the substitution solvent may be introduced at any stage before solvent removal, during solvent removal, or after solvent removal.
尚、本明細書において、数平均分子量及び重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)を用いて測定した保持時間(保持容量)を、同一条件で測定した分子量既知の標準ポリスチレンの保持時間(保持容量)によりポリスチレンの分子量に換算して求めた値である。具体的には、ゲルパーミュエーションクロマトグラフとして、「HLC8120GPC」(商品名、東ソー社製)を使用し、カラムとして、「TSKgel G−4000HXL」、「TSKgel G−3000HXL」、「TSKgel G−2500HXL」及び「TSKgel G−2000HXL」(商品名、いずれも東ソー社製)の4本を使用し、移動相テトラヒドロフラン、測定温度40℃、流速1mL/min及び検出器RIの条件下で測定することができる。 In the present specification, the number average molecular weight and the weight average molecular weight are the retention times of standard polystyrenes of known molecular weight whose retention time (retention volume) measured using gel permeation chromatography (GPC) was measured under the same conditions. (Retention capacity) is a value determined by converting into molecular weight of polystyrene. Specifically, “HLC 8120 GPC” (trade name, manufactured by Tosoh Corporation) is used as a gel permeation chromatograph, and “TSKgel G-4000HXL”, “TSKgel G-3000HXL”, “TSKgel G-2500HXL” as a column And using “TSKgel G-2000HXL” (trade name, all manufactured by Tosoh Corporation), under the conditions of mobile phase tetrahydrofuran, measurement temperature 40 ° C., flow rate 1 mL / min and detector RI it can.
ポリビニルアルコール樹脂(A2)
上記ポリビニルアルコール樹脂(A2)としては、下記式(1)で示される重合性不飽和基含有モノマー(A2a−1)とその他の重合性不飽和モノマーとを共重合して得られる樹脂(本明細書において、単にポリビニルアルコール樹脂(A2a)又は樹脂(A2a)と示すこともある)、スルホン酸変性ポリビニルアルコール樹脂(A2b)(本明細書において、単にポリビニルアルコール樹脂(A2b)又は樹脂(A2b)と示すこともある)、及び樹脂(A2a)と樹脂(A2b)以外のポリビニルアルコール樹脂(A2c)(本明細書において、単にポリビニルアルコール樹脂(A2c)又は樹脂(A2c)と示すこともある)が挙げられる:
Polyvinyl alcohol resin (A2)
As the polyvinyl alcohol resin (A2), a resin obtained by copolymerizing a polymerizable unsaturated group-containing monomer (A2a-1) represented by the following formula (1) with another polymerizable unsaturated monomer (this specification In the examples, it may be simply referred to as polyvinyl alcohol resin (A2a) or resin (A2a), sulfonic acid-modified polyvinyl alcohol resin (A2b) (herein, simply referred to as polyvinyl alcohol resin (A2b) or resin (A2b) And polyvinyl alcohol resin (A2c) other than resin (A2a) and resin (A2b) (sometimes referred to herein as polyvinyl alcohol resin (A2c) or resin (A2c)). Will be:
(式中、R1、R2、R3及びR4は、同一又は異なって、水素原子、炭化水素基、水酸基、メチロール基からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、かつR1、R2、R3及びR4の少なくとも1つが水酸基である。また、Xは存在しても存在しなくても良く、Xが存在する場合、Xは1種以上の原子からなる連結鎖である。)。 (Wherein, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or different and at least one selected from the group consisting of a hydrogen atom, a hydrocarbon group, a hydroxyl group and a methylol group, and R 1 and R 4 At least one of R 2 , R 3 and R 4 is a hydroxyl group, X may or may not be present, and when X is present, X is a linking chain consisting of one or more atoms. ).
本発明においては、ポリビニルアルコール樹脂(A2)として、ポリビニルアルコール樹脂(A2a)及び/又はポリビニルアルコール樹脂(A2b)を好適に用いることができるが、さらにポリビニルアルコール樹脂(A2c)を併用して用いることが好ましい。 In the present invention, polyvinyl alcohol resin (A2a) and / or polyvinyl alcohol resin (A2b) can be suitably used as polyvinyl alcohol resin (A2), but polyvinyl alcohol resin (A2c) may be used in combination. Is preferred.
ポリビニルアルコール樹脂(A2a)
ポリビニルアルコール樹脂(A2a)は、前記式(1)で示される重合性不飽和基含有モノマー(A2a−1)とその他の重合性不飽和モノマーとを共重合して得られる樹脂である。本発明において、「重合性不飽和基含有モノマー(A2a−1)を構成成分の1つとする樹脂」とは、重合性不飽和基含有モノマー(A2a−1)を含む原料モノマーの(共)重合により得られる樹脂を意味する。同様に、本発明において、モノマーXを「構成成分とする」樹脂とは、モノマーXを含む原料を(共)重合することにより得られる樹脂を意味する。また、上記ポリビニルアルコール樹脂(A2a)はスルホン酸変性をしておらず、スルホン酸変性ポリビニルアルコール樹脂(A2b)とは明確に区別できる。
Polyvinyl alcohol resin (A2a)
A polyvinyl alcohol resin (A2a) is a resin obtained by copolymerizing the polymerizable unsaturated group containing monomer (A2a-1) shown by said Formula (1), and another polymerizable unsaturated monomer. In the present invention, “a resin having the polymerizable unsaturated group-containing monomer (A2a-1) as one of the constituent components” means (co) polymerization of a raw material monomer containing the polymerizable unsaturated group-containing monomer (A2a-1) Mean the resin obtained by Similarly, in the present invention, a resin that “consists of monomer X” means a resin obtained by (co) polymerizing a raw material containing monomer X. Further, the polyvinyl alcohol resin (A2a) is not subjected to sulfonic acid modification, and can be clearly distinguished from the sulfonic acid-modified polyvinyl alcohol resin (A2b).
前記式(1)で表わされる重合性不飽和基含有モノマー(A2a−1)中のR1、R2、R3及びR4は、同一又は異なって、水素原子、炭化水素基、水酸基、メチロール基から選ばれる少なくとも1種であり、かつR1、R2、R3及びR4の少なくとも1つ(例えば、1〜3個が好ましく、2〜3個がより好ましい)が水酸基である。また、前記式(1)で表わされるモノマー中のXは、存在しても存在しなくても良く、存在しない場合は単結合であり、Xが存在する場合は1種以上の原子からなる連結鎖である。かかる連結鎖としては特に限定されないが、アルキレン(例えば、炭素数1〜6の直鎖又は分枝鎖状のアルキレン)、アルケニレン(例えば、炭素数2〜6の直鎖又は分枝鎖状であり、2重結合を1〜2個(好ましくは1個)有するアルケニレン)、アルキニレン(例えば、炭素数2〜6の直鎖又は分枝鎖状であり、3重結合を1〜2個(好ましくは1個)有するアルキニレン)、フェニレン、ナフチレン等の炭化水素基(これらの炭化水素基はフッ素、塩素、臭素等のハロゲン等で置換されていても良い)の他、−O−、−(R−O)m−、−(O−R)m−、−(R−O)m−R−、−C(=O)−、−R(−OH)−、−C(=O)−O−、−R−C(=O)−O−、−C(=O)−O−R−、−C(=O)−N(−R)−、−C(=O)−N(−R)−R−、−R−C(=O)−N(−R)−、−R−C(=O)−N(−R)−R−、等が挙げられる。(上記のRは各々独立して任意の置換基であり、水素原子、アルキル基が好ましい。また、mは1以上の整数である。)
中でも、単結合(Xは存在しない)、炭化水素基、エステル基〔−C(=O)−O−〕、アミド基〔−C(=O)−NH−〕、アミドメチル基〔−C(=O)NH−CH2−〕から選ばれる連結鎖であることが好ましく、単結合(Xは存在しない)であることがより好ましい。
R 1 , R 2 , R 3 and R 4 in the polymerizable unsaturated group-containing monomer (A2a-1) represented by the above formula (1) are the same or different, and a hydrogen atom, a hydrocarbon group, a hydroxyl group, a methylol At least one selected from groups, and at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 (for example, 1 to 3 are preferable, and 2 to 3 are more preferable) is a hydroxyl group. Furthermore, X in the monomer represented by the above formula (1) may or may not be present, and is a single bond when it is absent, and a linkage consisting of one or more atoms when X is present It is a chain. Such a linking chain is not particularly limited, and is, for example, alkylene (for example, linear or branched alkylene having 1 to 6 carbon atoms) or alkenylene (for example, linear or branched having 2 to 6 carbon atoms) , An alkenylene having one or two double bonds (preferably one), an alkynylene (for example, a straight or branched chain having 2 to 6 carbon atoms, and one or two triple bonds (preferably) 1) Alkynylenes), hydrocarbon groups such as phenylene and naphthylene (these hydrocarbon groups may be substituted with halogens such as fluorine, chlorine, bromine and the like), -O-,-(R- O) m -,-(O-R) m -,-(R-O) m -R-, -C (= O)-, -R (-OH)-, -C (= O) -O- , -RC (= O) -O-, -C (= O) -O-R-, -C (= O) -N (-R)-, -C = O) -N (-R) -R-, -RC (= O) -N (-R)-, -RC (= O) -N (-R) -R-, etc. Be (The above R is each independently an arbitrary substituent, preferably a hydrogen atom or an alkyl group. M is an integer of 1 or more.)
Among them, a single bond (X does not exist), a hydrocarbon group, an ester group [-C (= O) -O-], an amido group [-C (= O) -NH-], an amidomethyl group [-C (= It is preferable that it is a connection chain chosen from O) NH-CH2-, and it is more preferable that it is a single bond (X is absent).
かかるモノマー(A2a−1)としては、具体的には、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートの開環物、2ープロペン−1−オール、1−プロペン−1,3−ジオール、1ープロペン−2−オール、2−メチル−2−プロペン−1−オール、2−ブテン−1−オール、2−メチル−2−ブテン−1−オール、1−メチル−2−ブテン−1−オール、2−ブテン−1,4−ジオール、1−ブテン−3,4−ジオール、2−メチル−2−ブテン−1,4−ジオール、4−ペンテン−2−オール、3−ペンテン−1−オール、4−ペンテン−2−オール、4−ペンテン−1−オール、1−ペンテン−4,5−ジオール、2−ペンテン−1,5−ジオール、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−(1−メチル−2−ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、2,3−ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド、1,2−ジヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、及びその誘導体等が挙げられる。 As such a monomer (A2a-1), specifically, for example, hydroxyethyl (meth) acrylate, a ring-opened product of glycidyl (meth) acrylate, 2-propen-1-ol, 1-propene-1,3-diol , 1-propen-2-ol, 2-methyl-2-propen-1-ol, 2-buten-1-ol, 2-methyl-2-buten-1-ol, 1-methyl-2-buten-1-ol , 2-butene-1,4-diol, 1-butene-3,4-diol, 2-methyl-2-butene-1,4-diol, 4-penten-2-ol, 3-pentene-1- 1 -Ol, 4-penten-2-ol, 4-penten-1-ol, 1-pentene-4,5-diol, 2-pentene-1,5-diol, N-hydroxymethyl (meth) acrylamide N-hydroxyethyl (meth) acrylamide, N-hydroxyisopropyl (meth) acrylamide, N- (1-methyl-2-hydroxyethyl) (meth) acrylamide, 2,3-dihydroxypropyl (meth) acrylamide, 1,2- Dihydroxyethyl (meth) acrylamide, its derivative, etc. are mentioned.
これらは1種を単独で又は2種以上を併用して用いることができる。中でも、2つ以上の水酸基を持つものが好ましい。 These can be used singly or in combination of two or more. Among them, those having two or more hydroxyl groups are preferable.
また、前記式(1)で表わされるモノマー(A2a−1)中のX、R3、及びR4中の炭素原子と酸素原子の合計数が、3以上であることが好ましい。 The total number of carbon atoms and oxygen atoms in X, R 3 and R 4 in the monomer (A2a-1) represented by the formula (1) is preferably 3 or more.
樹脂(A2a)中の重合性不飽和基含有モノマー(A2a−1)の含有割合としては、0.01〜20質量%の範囲内であることが好ましく、0.1〜15質量%の範囲内であることがより好ましく、0.5〜10質量%の範囲内であることが特に好ましい。本発明において、「樹脂(A2a)中の重合性不飽和基含有モノマー(A2a−1)の含有割合」とは、樹脂(A2a)の原料となるモノマー混合物中の重合性不飽和基含有モノマー(A2a−1)の含有割合を意味する。従って、樹脂(A2a)中の重合性不飽和基含有モノマー(A2a−1)の含有割合が0.1〜20質量%である、とは、樹脂(A2a)が、重合性不飽和基含有モノマー(A2a−1)を0.1〜20質量%含む原料モノマーの共重合体であることを意味する。同様に、「樹脂Y中のモノマーXの含有割合」とは、樹脂Yの原料となるモノマー混合物中のモノマーXの含有割合を意味する。従って、樹脂Y中の重合性不飽和基含有モノマーXの含有割合がa質量%である、とは、樹脂Yが、モノマーXをa質量%含む原料モノマーの共重合体であることを意味する。 The content ratio of the polymerizable unsaturated group-containing monomer (A2a-1) in the resin (A2a) is preferably in the range of 0.01 to 20% by mass, and in the range of 0.1 to 15% by mass It is more preferable that it is, and it is especially preferable that it is in the range of 0.5-10 mass%. In the present invention, “the content ratio of the polymerizable unsaturated group-containing monomer (A2a-1) in the resin (A2a)” means a polymerizable unsaturated group-containing monomer in the monomer mixture which is a raw material of the resin (A2a) It means the content ratio of A2a-1). Therefore, the content ratio of the polymerizable unsaturated group-containing monomer (A2a-1) in the resin (A2a) is 0.1 to 20% by mass means that the resin (A2a) is a polymerizable unsaturated group-containing monomer It means that it is a copolymer of the raw material monomer which contains 0.1-20 mass% of (A2a-1). Similarly, the “content ratio of the monomer X in the resin Y” means the content ratio of the monomer X in the monomer mixture that is the raw material of the resin Y. Therefore, that the content ratio of the polymerizable unsaturated group-containing monomer X in the resin Y is a mass% means that the resin Y is a copolymer of a raw material monomer containing a mass% of the monomer X. .
上記重合性不飽和基含有モノマー(A2a−1)と共重合するその他の重合性不飽和モノマーとしては、該モノマー(A2a−1)と共重合可能なモノマーであれば、特に制限なく使用することができ、具体的には、例えば、酢酸ビニル等の脂肪酸ビニルエステル;エチレン、プロピレン等のオレフィン系モノマー;アルキル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリロイル基含有モノマー;アリルグリシジルエーテル等のアリルエーテル;塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル系化合物;アルキルビニルエーテル等のビニルエーテル等が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を併用して用いることができ、中でも、脂肪酸ビニルエステル(A2a−2)が好ましい。脂肪酸ビニルエステル(A2a−2)としては、具体的には、例えば、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、カプリン酸ビニル、カプリル酸ビニル、カプロン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ミリスチン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、オクチル酸ビニル、モノクロロ酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニル、クロトン酸ビニル、アジピン酸ジビニル、及びその誘導体が挙げられ、中でも、酢酸ビニルが好ましい。 As other polymerizable unsaturated monomers copolymerizable with the above-mentioned polymerizable unsaturated group-containing monomer (A2a-1), any monomers copolymerizable with the monomer (A2a-1) can be used without particular limitation. Specifically, for example, fatty acid vinyl esters such as vinyl acetate; olefin monomers such as ethylene and propylene; (meth) acryloyl group-containing monomers such as alkyl (meth) acrylate; allyl ethers such as allyl glycidyl ether; Examples thereof include halogenated vinyl compounds such as vinyl chloride, vinylidene chloride and vinyl fluoride; and vinyl ethers such as alkyl vinyl ethers. These can be used singly or in combination of two or more. Among them, fatty acid vinyl esters (A2a-2) are preferable. Specific examples of the fatty acid vinyl ester (A2a-2) include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl caprate, vinyl caprylate, vinyl caproate, vinyl laurate and vinyl myristate. And vinyl palmitate, vinyl stearate, vinyl pivalate, vinyl octylate, vinyl monochlorate, vinyl benzoate, vinyl cinnamate, vinyl crotonate, vinyl adipate, and derivatives thereof, with vinyl acetate being preferred. .
さらに共重合して得られた樹脂(A2a)をケン化することで、脂肪酸ビニルエステル単位の全部又は一部を加水分解してビニルアルコール単位にすることが分散性及び溶解性の観点から好ましい。 Further, by saponifying the resin (A2a) obtained by copolymerization, it is preferable to hydrolyze all or part of the fatty acid vinyl ester unit to form a vinyl alcohol unit from the viewpoint of dispersibility and solubility.
ケン化度としては、50〜100mol%の範囲内であることが好ましく、70〜100mol%の範囲内であることがより好ましく、86〜100mol%の範囲内であることが更に好ましく、88〜99.9mol%の範囲内であることが特に好ましい。
言い換えると、少なくとも1種の重合性不飽和基含有モノマー(A2a−1)と少なくとも1種の脂肪酸ビニルエステル(A2a−2)の共重合体をケン化することによって、樹脂(A2a)が、重合性不飽和基含有モノマー(A2a−1)、脂肪酸ビニルエステル(A2a−2)、及びビニルアルコール(A2a−3)を構成成分とする樹脂となることが特に好ましい。
The degree of saponification is preferably in the range of 50 to 100 mol%, more preferably in the range of 70 to 100 mol%, still more preferably in the range of 86 to 100 mol%, and 88 to 99 It is particularly preferable to be in the range of 9 mol%.
In other words, the resin (A2a) is polymerized by saponifying a copolymer of at least one polymerizable unsaturated group-containing monomer (A2a-1) and at least one fatty acid vinyl ester (A2a-2). It is particularly preferable that the resin is a resin having the unsaturated unsaturated group-containing monomer (A2a-1), the fatty acid vinyl ester (A2a-2), and the vinyl alcohol (A2a-3) as constituent components.
通常、高ケン化度(高極性)になると、カーボン等の無機顔料への吸着性は良くなるものの、溶媒(NMP等)との溶解性は落ち、立体反発層が形成できず分散性は劣ることとなる。しかし、本発明において、上記重合性不飽和基含有モノマー(A2a−1)を構成成分の1つとする樹脂(A2a)が導電ペーストの分散性に効果を奏する理由としては、樹脂の側鎖に特定の官能基を導入することにより、比較的嵩高い側鎖官能基が立体障害となることで樹脂の融点を低下させ、また、特定の水酸基の水素結合によって樹脂の結晶性を低下させることができるため、溶媒への溶解性と顔料への吸着性が両立できたと考えられる。 Usually, when the degree of saponification (high polarity) is high, the adsorptivity to inorganic pigments such as carbon is improved, but the solubility with solvents (NMP etc.) is reduced, the steric repulsion layer can not be formed, and the dispersibility is inferior. It will be. However, in the present invention, as the reason that the resin (A2a) having the above-mentioned polymerizable unsaturated group-containing monomer (A2a-1) as one of the constituent components exerts an effect on the dispersibility of the conductive paste, it is specified to the side chain of the resin By introducing a functional group of the above, the relatively bulky side chain functional group causes steric hindrance, thereby lowering the melting point of the resin, and reducing the crystallinity of the resin by hydrogen bonding of specific hydroxyl groups. Therefore, it is considered that the solubility in the solvent and the adsorptivity to the pigment were compatible.
上記樹脂(A2a)の重合方法としては、それ自体既知の重合方法、例えば、有機溶媒中で溶液重合する方法により製造することができるが、これに限られるものではなく、例えば、バルク重合や乳化重合や懸濁重合等でもよい。溶液重合を行う場合には、連続重合でもよいしバッチ重合でもよく、モノマーは一括して仕込んでもよいし、分割して仕込んでもよく、あるいは連続的又は断続的に添加してもよい。 The resin (A2a) may be produced by a polymerization method known per se, for example, a method of solution polymerization in an organic solvent, but it is not limited thereto. For example, bulk polymerization or emulsification It may be polymerization, suspension polymerization or the like. When solution polymerization is performed, continuous polymerization or batch polymerization may be performed, and the monomers may be charged all at once, divided and added, or may be continuously or intermittently added.
溶液重合において使用する重合開始剤は、特に限定するものではないが、具体的には、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス−2,4−ジメチルパレロニトリル、アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルパレロニトリル)等のアゾ化合物;アセチルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキシド、2,4,4−トリメチルペンチル−2−パーオキシフェノキシアセテート等の過酸化物;ジイソプピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジエトキシエチルパーオキシジカーボネート等のパーカーボネート化合物;t−ブチルパーオキシネオデカネート、α−クミルパーオキシネオデカネート、t−ブチルパーオキシネオデカネート等のパーエステル化合物;アゾビスジメチルバレロニトリル、アゾビスメトキシバレロニトリル等の公知のラジカル重合開始剤を使用することができる。 The polymerization initiator used in the solution polymerization is not particularly limited. Specifically, for example, azobisisobutyronitrile, azobis-2,4-dimethylparellonitrile, azobis (4-methoxy-2 Azo compounds such as 4, 4-dimethylpaleronitrile); peroxides such as acetyl peroxide, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, acetylcyclohexylsulfonyl peroxide, 2,4,4-trimethylpentyl-2-peroxyphenoxy acetate, etc. Percarbonate compounds such as diisopyrpyr peroxy dicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxy dicarbonate, diethoxyethyl peroxy dicarbonate, etc .; t-Butyl peroxy neodecanate, α-cumyl peroxy neodecanate , T-butyl per Perester compounds such as carboxymethyl neodecanate; azobisdimethylvaleronitrile can be used a known radical polymerization initiator such as azo-bis-methoxy valeronitrile.
重合反応温度は、特に限定するものではないが、通常30〜200℃程度の範囲で設定することができる。 The polymerization reaction temperature is not particularly limited, but can usually be set in the range of about 30 to 200 ° C.
ケン化をする場合の条件としては、特に限定されず、公知の方法でケン化することができる。例えば、メタノール等のアルコール溶液中において、アルカリ触媒又は酸触媒の存在下で、分子中のエステル部を加水分解することで行うことができる。 The conditions for saponification are not particularly limited, and can be saponified by a known method. For example, it can be carried out by hydrolyzing the ester moiety in the molecule in the presence of an alkali catalyst or an acid catalyst in an alcohol solution such as methanol.
アルカリ触媒としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメチラート、ナトリウムエチラート、カリウムメチラート等のアルカリ金属の水酸化物や、アルコラート等を用いることができる。酸触媒としては、例えば、塩酸、硫酸等の無機酸水溶液、p−トルエンスルホン酸等の有機酸を用いることができるが、水酸化ナトリウムを用いることが望ましい。 As the alkali catalyst, for example, hydroxides of alkali metals such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium methylate, sodium ethylate, potassium methylate and the like, alcoholates and the like can be used. As an acid catalyst, for example, an inorganic acid aqueous solution such as hydrochloric acid or sulfuric acid, or an organic acid such as p-toluenesulfonic acid can be used, and sodium hydroxide is preferably used.
ケン化反応の温度は、特に限定されないが、好ましくは10〜70℃、より好ましくは30〜40℃の範囲であることが望ましい。反応時間は、特に限定されないが、30分〜3時間の範囲で行なうことが望ましい。 The temperature of the saponification reaction is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 70 ° C., more preferably 30 to 40 ° C. The reaction time is not particularly limited, but is preferably in the range of 30 minutes to 3 hours.
上記樹脂(A2a)は、合成終了後に脱溶媒及び/又は溶媒置換することで、固体又は任意の溶媒に置き換えた樹脂溶液にすることができる。置換溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、アルコール系溶媒等が好ましい。 The resin (A2a) can be converted into a solid or a resin solution replaced with an optional solvent by desolvation and / or solvent substitution after the completion of synthesis. As the substitution solvent, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, propylene glycol monomethyl ether, alcohol solvents and the like are preferable.
脱溶媒の方法としては、常圧で加熱により行ってもよいし、減圧下で脱溶媒してもよい。溶媒置換の方法としては、脱溶媒前、脱溶媒途中、又は脱溶媒後のいずれの段階で置換溶媒を投入してもよい。 The solvent may be removed by heating at normal pressure or may be removed under reduced pressure. As a method of solvent substitution, the substitution solvent may be introduced at any stage before solvent removal, during solvent removal, or after solvent removal.
スルホン酸変性ポリビニルアルコール樹脂(A2b)
スルホン酸変性ポリビニルアルコール樹脂(A2b)は、以下の製造方法でスルホン酸を付与したポリアルコール樹脂のことである。また、ポリビニルアルコール樹脂(A2b)は前記式(1)で示される重合性不飽和基含有モノマー(A2a−1)を含有しておらず、ポリビニルアルコール樹脂(A2a)とは明確に区別できる。
(1)スルホン酸基及び重合性不飽和基を含有する化合物と、酢酸ビニル等の脂肪酸ビニルエステルとを共重合し、得られる重合体を更にケン化する方法。
(2)ビニルスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等をポリビニルアルコールにマイケル付加させる方法。
(3)ポリビニルアルコールを硫酸化合物溶液(硫酸水溶液や亜硫酸ナトリウム水溶液等)で加熱する方法。
(4)ポリビニルアルコールをスルホン酸基含有アルデヒド化合物でアセタール化する方法。
(5)スルホン酸基を有するアルコール、アルデヒド及びチオール等の官能基を有する化合物を連鎖移動剤として共存させ、ポリビニルアルコールの重合をする方法。
Sulfonic acid modified polyvinyl alcohol resin (A2b)
The sulfonic acid-modified polyvinyl alcohol resin (A2b) is a polyalcohol resin to which a sulfonic acid is imparted by the following production method. Moreover, polyvinyl alcohol resin (A2b) does not contain the polymerizable unsaturated group containing monomer (A2a-1) shown by said Formula (1), and it can distinguish with polyvinyl alcohol resin (A2a) clearly.
(1) A method of further saponifying a polymer obtained by copolymerizing a compound having a sulfonic acid group and a polymerizable unsaturated group with a fatty acid vinyl ester such as vinyl acetate.
(2) A method of Michael addition of vinyl sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid and the like to polyvinyl alcohol.
(3) A method of heating polyvinyl alcohol with a sulfuric acid compound solution (a sulfuric acid aqueous solution, a sodium sulfite aqueous solution or the like).
(4) A method of acetalizing polyvinyl alcohol with a sulfonic acid group-containing aldehyde compound.
(5) A method of polymerizing polyvinyl alcohol by causing a compound having a functional group such as alcohol having an sulfonic acid group, aldehyde and thiol to coexist as a chain transfer agent.
いずれの製造方法でも好適に用いることができるが、特に(1)のスルホン酸基及び重合性不飽和基を含有する化合物とその他の重合性不飽和モノマー(特に酢酸ビニル等の脂肪酸ビニルエステルが好ましい)とを共重合し、得られる重合体を更にケン化する方法が好ましい。 Although any production method can be suitably used, a compound having a sulfonic acid group and a polymerizable unsaturated group of (1) and other polymerizable unsaturated monomers (particularly fatty acid vinyl esters such as vinyl acetate are particularly preferable) And the method of further saponifying the polymer obtained by copolymerizing with.
上記スルホン酸基及び重合性不飽和基を含有する化合物(本明細書において、単にスルホン酸基を有する重合性不飽和モノマーと示すこともある)としては、脂肪酸ビニルエステルと共重合が可能な化合物であれば特に制限なく用いることができ、具体的には、例えば、ビニルスルホン酸、イソプレンスルホン酸、エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸;ナトリウムスルホプロピル2−エチルヘキシルマレート、ナトリウムスルホプロピルトリデシルマレート、ナトリウムスルホプロピルエイコシルマレート等のスルホアルキルマレート;2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、N−スルホイソブチレンアクリルアミドナトリウム等のスルホアルキル(メタ)アクリルアミド;3−メタクリロイルオキシプロパンスルホン酸、4−メタクリロイルオキシブタンスルホン酸、3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、3−アクリロイルオキシプロパンスルホン酸、スルホエチル(メタ)アクリレート、メタクリル酸ナトリウム−4−スチレンスルホネート、ナトリウム2−スルホエチルアクリレート等のスルホアルキル(メタ)アクリレート;アリルオキシベンゼンスルホン酸、メタアリルオキシベンゼンスルホン酸、スチレンスルホン酸、オレイル2−ヒドロキシ−〔3−アリルオキシ〕−プロピルスルホサクシネートアンモニウム塩等が挙げられ、これらは1種を単独で又は2種以上を併用して用いることができる。 As the above-mentioned compound containing a sulfonic acid group and a polymerizable unsaturated group (sometimes referred to herein as a polymerizable unsaturated monomer having a sulfonic acid group), a compound capable of copolymerizing with a fatty acid vinyl ester As long as it is not particularly limited, specifically, for example, olefin sulfonic acids such as vinyl sulfonic acid, isoprene sulfonic acid, ethylene sulfonic acid, allyl sulfonic acid and methallyl sulfonic acid; sodium sulfopropyl 2-ethylhexyl Sulfoalkyl malates such as malate, sodium sulfopropyl tridecyl malate, sodium sulfopropyl eicosyl malate; sulfoalkyl (meth) such as 2- (meth) acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, sodium N-sulfoisobutylene acrylamide Ak Luamide; 3-methacryloyloxypropane sulfonic acid, 4-methacryloyloxybutane sulfonic acid, 3-methacryloyloxy-2-hydroxypropane sulfonic acid, 3-acryloyloxypropane sulfonic acid, sulfoethyl (meth) acrylate, sodium methacrylate-4- Sulfoalkyl (meth) acrylates such as styrene sulfonate, sodium 2-sulfoethyl acrylate; allyloxybenzenesulfonic acid, methallyloxybenzenesulfonic acid, styrenesulfonic acid, oleyl 2-hydroxy- [3-allyloxy] -propylsulfosuccinate Ammonium salts etc. are mentioned, These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
本発明においては、スルホン酸基は遊離の酸の形であっても、あるいはナトリウム塩やカリウム塩等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩等の形であってもよい。 In the present invention, the sulfonic acid group may be in the form of a free acid, or in the form of an alkali metal salt such as sodium salt or potassium salt, ammonium salt and the like.
スルホン酸変性ポリビニルアルコール樹脂(A2b)中におけるスルホン酸基を有する重合性不飽和モノマーの含有割合は、0.1〜10質量%が好ましく、より好ましくは0.2〜5質量%である。本発明において、「樹脂(A2b)におけるスルホン酸基を有するモノマーの含有割合」とは、樹脂(A2b)の原料となるモノマー混合物中のスルホン酸基を有するモノマーの含有割合を意味する。従って、樹脂(A2b)中のスルホン酸基を有するモノマーの含有割合が0.1〜10質量%である、とは、樹脂(A2b)が、スルホン酸基を有するモノマーを0.1〜10質量%含む原料モノマーの共重合体であることを意味する。 The content of the polymerizable unsaturated monomer having a sulfonic acid group in the sulfonic acid-modified polyvinyl alcohol resin (A2b) is preferably 0.1 to 10% by mass, and more preferably 0.2 to 5% by mass. In the present invention, the “content ratio of the monomer having a sulfonic acid group in the resin (A2b)” means the content ratio of the monomer having a sulfonic acid group in the monomer mixture as a raw material of the resin (A2b). Therefore, the content ratio of the monomer having a sulfonic acid group in the resin (A2b) is 0.1 to 10% by mass, that the resin (A2b) is 0.1 to 10 mass of a monomer having a sulfonic acid group. It means that it is a copolymer of the raw material monomer containing%.
上記スルホン酸基及び重合性不飽和基を含有する化合物と共重合するその他の重合性不飽和モノマーとしては、スルホン酸基を有する重合性不飽和モノマーと共重合可能なモノマーであれば、特に制限なく使用することができる。〔ただし、前記重合性不飽和基含有モノマー(A2a−1)以外のモノマーに限る。〕具体的には、例えば、酢酸ビニル等の脂肪酸ビニルエステル;エチレン、プロピレン等のオレフィン系モノマー;アルキル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリロイル基含有モノマー;アリルグリシジルエーテル等のアリルエーテル;塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル系化合物;アルキルビニルエーテル等のビニルエーテル等が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を併用して用いることができ、中でも、脂肪酸ビニルエステルが好ましい。脂肪酸ビニルエステルとしては、脂肪酸ビニルエステル(A2a−2)で例示した脂肪酸ビニルエステルの中から1種又は2種以上を好適に用いることができ、なかでも酢酸ビニルが好ましい。 The other polymerizable unsaturated monomers copolymerized with the above-mentioned compound containing a sulfonic acid group and a polymerizable unsaturated group are particularly limited as long as they are monomers copolymerizable with a polymerizable unsaturated monomer having a sulfonic acid group. It can be used without. [However, it limits to monomers other than the said polymerizable unsaturated group containing monomer (A2a-1). Specifically, for example, fatty acid vinyl esters such as vinyl acetate; olefin monomers such as ethylene and propylene; (meth) acryloyl group-containing monomers such as alkyl (meth) acrylate; allyl ethers such as allyl glycidyl ether; vinyl chloride And halogenated vinyl compounds such as vinylidene chloride and vinyl fluoride; and vinyl ethers such as alkyl vinyl ethers. These can be used singly or in combination of two or more, and among them, fatty acid vinyl esters are preferred. Among fatty acid vinyl esters exemplified as the fatty acid vinyl ester (A2a-2), one or two or more can be suitably used as the fatty acid vinyl ester, and among these, vinyl acetate is preferable.
スルホン酸変性ポリビニルアルコール樹脂(A2b)のケン化度としては、30〜100mol%の範囲内であることが好ましく、50〜100mol%の範囲内であることがより好ましく、86〜100mol%の範囲内であることが更に好ましく、88〜99.9mol%の範囲内であることが特に好ましい。 The saponification degree of the sulfonic acid-modified polyvinyl alcohol resin (A2b) is preferably in the range of 30 to 100 mol%, more preferably in the range of 50 to 100 mol%, and in the range of 86 to 100 mol% It is more preferable that it is, and it is especially preferable that it is in the range of 88-99.9 mol%.
通常、高ケン化度(高極性)になると、カーボン等の無機顔料への吸着性は良くなるものの、溶媒(NMP等)との溶解性は落ち、立体反発層が形成できず分散性は劣ることとなる。しかし、本発明において、スルホン酸変性ポリビニルアルコール樹脂(A2b)が導電ペーストの分散性に効果を奏する理由としては、樹脂の側鎖に特定の官能基を導入することにより、比較的嵩高い側鎖官能基(スルホン酸を含有する官能基)が立体障害となることで樹脂の融点を低下させ、また、高極性の側鎖官能基(スルホン酸を含有する官能基)によって樹脂の結晶性を低下させることができるため、溶媒への溶解性と顔料への吸着性が両立できたと考えられる。 Usually, when the degree of saponification (high polarity) is high, the adsorptivity to inorganic pigments such as carbon is improved, but the solubility with solvents (NMP etc.) is reduced, the steric repulsion layer can not be formed, and the dispersibility is inferior. It will be. However, in the present invention, as a reason that the sulfonic acid-modified polyvinyl alcohol resin (A2b) exerts an effect on the dispersibility of the conductive paste, a relatively bulky side chain is obtained by introducing a specific functional group into the side chain of the resin. The functional group (functional group containing sulfonic acid) causes steric hindrance to lower the melting point of the resin, and the highly polar side chain functional group (functional group containing sulfonic acid) lowers the crystallinity of the resin It can be considered that the solubility in the solvent and the adsorptivity to the pigment are compatible because it can be
上記樹脂(A2b)の重合方法としては、前出した樹脂(A2a)と同様の方法を用いることができる。 As a polymerization method of the above resin (A2b), the same method as the resin (A2a) described above can be used.
樹脂(A2a)及び樹脂(A2b)以外のポリビニルアルコール樹脂(A2c)
分散樹脂(A)は、前記重合性不飽和基含有モノマー(A2a−1)を含まず、スルホン酸変性をしていないケン化度30〜100mol%のポリビニルアルコール樹脂(A2c)を含有することができる。本発明において、「重合性不飽和基含有モノマー(A2a−1)を含まないポリビニルアルコール樹脂」とは、重合性不飽和基含有モノマー(A2a−1)を含まない原料モノマーの(共)重合により得られるポリビニルアルコール樹脂を意味する。また、「スルホン酸変性をしていないポリビニルアルコール樹脂」とは、スルホン酸基を含有しない原料モノマーの(共)重合により得られるポリビニルアルコール樹脂またはポリビニルアルコール樹脂を前述した変性等によりスルホン酸基を付加していない樹脂を意味する。
Polyvinyl alcohol resin (A2c) other than resin (A2a) and resin (A2b)
The dispersion resin (A) may contain a polyvinyl alcohol resin (A2c) having a saponification degree of 30 to 100 mol% which does not contain the polymerizable unsaturated group-containing monomer (A2a-1) and is not subjected to sulfonic acid modification. it can. In the present invention, the “polyvinyl alcohol resin not containing the polymerizable unsaturated group-containing monomer (A2a-1)” means (co) polymerization of a raw material monomer not containing the polymerizable unsaturated group-containing monomer (A2a-1) The obtained polyvinyl alcohol resin is meant. In addition, “a polyvinyl alcohol resin not subjected to sulfonic acid modification” refers to a polyvinyl alcohol resin or a polyvinyl alcohol resin obtained by (co) polymerization of a raw material monomer not containing a sulfonic acid group, such as a sulfonic acid group It means a resin not added.
上記ポリビニルアルコール樹脂(A2c)としては、それ自体既知の重合方法、例えば、酢酸ビニルに代表される脂肪酸ビニルエステルを重合し、加水分解することにより得ることができる。 The polyvinyl alcohol resin (A2c) can be obtained by a polymerization method known per se, for example, by polymerizing and hydrolyzing a fatty acid vinyl ester represented by vinyl acetate.
上記脂肪酸ビニルエステルとしては、脂肪酸ビニルエステル(A2a−2)で例示した脂肪酸ビニルエステルの中から1種又は2種以上を好適に用いることができ、なかでも酢酸ビニルが好ましい。 As said fatty-acid vinyl ester, 1 type (s) or 2 or more types can be used suitably among fatty-acid vinyl ester illustrated by fatty-acid vinyl ester (A2a-2), Among these, vinyl acetate is preferable.
上記ポリビニルアルコール樹脂(A2c)は、脂肪酸ビニルエステル以外の重合性不飽和モノマーと共重合して得ることができる。〔ただし、前記重合性不飽和基含有モノマー(A2a−1)とスルホン酸基を有する重合性不飽和モノマー以外のモノマーに限る。〕 脂肪酸ビニルエステルと共重合可能な重合性不飽和モノマーとしては、前記重合性不飽和基含有モノマー(A2a−1)とスルホン酸基を有する重合性不飽和モノマー以外のモノマーであれば特に制限なく使用することができ、例えば、エチレン、プロピレン等のオレフィン系モノマー;アルキル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリロイル基含有モノマー;アリルグリシジルエーテル等のアリルエーテル;塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル系化合物;アルキルビニルエーテル、4−ヒドロキシビニルエーテル等のビニルエーテル等が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を併用して用いることができる。 The polyvinyl alcohol resin (A2c) can be obtained by copolymerizing with a polymerizable unsaturated monomer other than fatty acid vinyl ester. [However, it is limited to monomers other than the said polymerizable unsaturated group containing monomer (A2a-1) and the polymerizable unsaturated monomer which has a sulfonic acid group. The polymerizable unsaturated monomer copolymerizable with the fatty acid vinyl ester is not particularly limited as long as it is a monomer other than the polymerizable unsaturated group-containing monomer (A2a-1) and the polymerizable unsaturated monomer having a sulfonic acid group. For example, olefin monomers such as ethylene and propylene; (meth) acryloyl group-containing monomers such as alkyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and glycidyl (meth) acrylate; allyl glycidyl ether And allyl ethers such as vinyl chloride, vinylidene chloride compounds such as vinyl chloride, vinylidene chloride and vinyl fluoride, and vinyl ethers such as alkyl vinyl ether and 4-hydroxy vinyl ether. These can be used singly or in combination of two or more.
尚、以下において、主として酢酸ビニルを引用して説明を行うが、本発明はそれに限定されるものではない。 The following description will be made mainly with reference to vinyl acetate, but the present invention is not limited thereto.
上記ポリビニルアルコール樹脂(A2c)の重合方法は、それ自体既知の重合方法、例えば、酢酸ビニルをアルコール系有機溶媒中で溶液重合してポリ酢酸ビニルを製造し、これをケン化する等の方法により製造することができるが、これに限られるものではなく、例えば、バルク重合や乳化重合や懸濁重合等でもよい。溶液重合を行う場合には、連続重合でもよいしバッチ重合でもよく、単量体は一括して仕込んでもよいし、分割して仕込んでもよく、あるいは連続的又は断続的に添加してもよい。 The polymerization method of the polyvinyl alcohol resin (A2c) is a polymerization method known per se, for example, a method of solution polymerization of vinyl acetate in an alcohol-based organic solvent to produce polyvinyl acetate and saponification thereof. Although it can manufacture, it is not restricted to this, For example, bulk polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, etc. may be sufficient. When solution polymerization is carried out, continuous polymerization or batch polymerization may be carried out, and the monomers may be charged all at once, divided and charged, or may be added continuously or intermittently.
溶液重合において使用する重合開始剤は、特に限定するものではないが、具体的には、例えば、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス−2,4−ジメチルパレロニトリル、アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルパレロニトリル)等のアゾ化合物;アセチルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキシド、2,4,4−トリメチルペンチル−2−パーオキシフェノキシアセテート等の過酸化物;ジイソプピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジエトキシエチルパーオキシジカーボネート等のパーカーボネート化合物;t−ブチルパーオキシネオデカネート、α−クミルパーオキシネオデカネート、t−ブチルパーオキシネオデカネート等のパーエステル化合物;アゾビスジメチルバレロニトリル、アゾビスメトキシバレロニトリル等の公知のラジカル重合開始剤を使用することができる。 The polymerization initiator used in the solution polymerization is not particularly limited. Specifically, for example, azobisisobutyronitrile, azobis-2,4-dimethylparellonitrile, azobis (4-methoxy-2 Azo compounds such as 4, 4-dimethylpaleronitrile); peroxides such as acetyl peroxide, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, acetylcyclohexylsulfonyl peroxide, 2,4,4-trimethylpentyl-2-peroxyphenoxy acetate, etc. Percarbonate compounds such as diisopyrpyr peroxy dicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxy dicarbonate, diethoxyethyl peroxy dicarbonate, etc .; t-Butyl peroxy neodecanate, α-cumyl peroxy neodecanate , T-butyl per Perester compounds such as carboxymethyl neodecanate; azobisdimethylvaleronitrile can be used a known radical polymerization initiator such as azo-bis-methoxy valeronitrile.
重合反応温度は、特に限定するものではないが、通常30〜200℃程度の範囲で設定することができる。 The polymerization reaction temperature is not particularly limited, but can usually be set in the range of about 30 to 200 ° C.
ポリビニルアルコール樹脂(A2c)を製造する際のケン化条件は、特に限定されず、公知の方法でケン化することができる。一般的には、メタノール等のアルコール溶液中において、アルカリ触媒又は酸触媒の存在下で、分子中のエステル部を加水分解することで行うことができる。 The saponification conditions at the time of manufacturing polyvinyl alcohol resin (A2c) are not specifically limited, It can saponify by a well-known method. Generally, it can be carried out by hydrolyzing the ester moiety in the molecule in the presence of an alkali catalyst or an acid catalyst in an alcohol solution such as methanol.
アルカリ触媒としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメチラート、ナトリウムエチラート、カリウムメチラート等のアルカリ金属の水酸化物や、アルコラート等を用いることができる。酸触媒としては、例えば、塩酸、硫酸等の無機酸水溶液、p−トルエンスルホン酸等の有機酸を用いることができるが、水酸化ナトリウムを用いることが望ましい。 As the alkali catalyst, for example, hydroxides of alkali metals such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium methylate, sodium ethylate, potassium methylate and the like, alcoholates and the like can be used. As an acid catalyst, for example, an inorganic acid aqueous solution such as hydrochloric acid or sulfuric acid, or an organic acid such as p-toluenesulfonic acid can be used, and sodium hydroxide is preferably used.
ケン化反応の温度は、特に限定されないが、好ましくは10〜70℃、より好ましくは30〜40℃の範囲であることが望ましい。反応時間は、特に限定されないが、30分〜3時間の範囲で行なうことが望ましい。 The temperature of the saponification reaction is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 70 ° C., more preferably 30 to 40 ° C. The reaction time is not particularly limited, but is preferably in the range of 30 minutes to 3 hours.
このようにして得ることができるポリビニルアルコール樹脂は、重合度が100〜4,000であることが好ましく、100〜3,000であることがより好ましい。
また、ケン化度は、通常30〜100mol%の範囲内であり、好ましくは32〜94mol%の範囲内である。
The polyvinyl alcohol resin obtainable in this manner preferably has a degree of polymerization of 100 to 4,000, and more preferably 100 to 3,000.
The degree of saponification is usually in the range of 30 to 100 mol%, preferably in the range of 32 to 94 mol%.
本発明においてポリビニルアルコール樹脂(A2c)のケン化度とは、ポリビニルアルコール樹脂(A2c)に含まれる脂肪酸ビニルエステル由来の構成単位のうち、エステル結合が加水分解されているものの割合(mol%)を意味する。ケン化度は、ポリビニルアルコール樹脂を水酸化ナトリウムのようなアルカリ性物質で完全にケン化し、得られた脂肪酸塩(例えば酢酸塩)の量を測定することにより測定することができる。(完全にケン化したかは赤外吸光分析により確認することができる。)
尚、上記ポリビニルアルコール樹脂(A2c)は市販品であっても良い。
In the present invention, the degree of saponification of the polyvinyl alcohol resin (A2c) refers to the proportion (mol%) of those in which the ester bond is hydrolyzed among the structural units derived from fatty acid vinyl ester contained in the polyvinyl alcohol resin (A2c) means. The degree of saponification can be measured by completely saponifying the polyvinyl alcohol resin with an alkaline substance such as sodium hydroxide and measuring the amount of fatty acid salt (eg acetate) obtained. (It can be confirmed by infrared absorption analysis whether completely saponified.)
The polyvinyl alcohol resin (A2c) may be a commercially available product.
上記ポリビニルアルコール樹脂(A2c)は、合成終了後に脱溶媒及び/又は溶媒置換することで、固体又は任意の溶媒に置き換えた樹脂溶液にすることができる。置換溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、アルコール系溶媒等が好ましい。 The polyvinyl alcohol resin (A2c) can be converted to a solid or a resin solution replaced with any solvent by desolvation and / or solvent substitution after completion of synthesis. As the substitution solvent, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, propylene glycol monomethyl ether, alcohol solvents and the like are preferable.
脱溶媒の方法としては、常圧で加熱により行ってもよいし、減圧下で脱溶媒してもよい。溶媒置換の方法としては、脱溶媒前、脱溶媒途中、又は脱溶媒後のいずれの段階で置換溶媒を投入してもよい。 The solvent may be removed by heating at normal pressure or may be removed under reduced pressure. As a method of solvent substitution, the substitution solvent may be introduced at any stage before solvent removal, during solvent removal, or after solvent removal.
本発明の導電ペーストにおいて、高極性の樹脂(A2a)及び/又は(A2b)と比較的低極性のポリビニルアルコール樹脂(A2c)とを併用することによって樹脂同士が相溶化され、該樹脂混合物により、溶媒溶解性と顔料吸着性が更に両立できたと考えられる。 In the conductive paste of the present invention, the resins are made compatible by using the highly polar resin (A2a) and / or (A2b) and the relatively low polar polyvinyl alcohol resin (A2c) in combination, and the resin mixture makes it possible to It is considered that the solvent solubility and the pigment adsorption are further compatible.
分散樹脂(A)中に多環芳香族炭化水素基を有する樹脂(A1)及びポリビニルアルコール樹脂(A2)が含まれる場合、その配合割合は限定されないが、分散樹脂(A)の固形分100質量部に対し、多環芳香族炭化水素基を有する樹脂(A1)の固形分を、通常5〜95質量部、好ましくは10〜50質量部の範囲、ポリビニルアルコール樹脂(A2)の固形分を、通常5〜95質量部、好ましくは50〜90質量部の範囲とすることが、粘度及び電池性能の観点から好ましい。ポリビニルアルコール(A2)が前記ポリビニルアルコール樹脂(A2a)及び/又は(A2b)と前記ポリビニルアルコール(A2c)を共に含む場合、その配合割合は限定されないが、ポリビニルアルコール樹脂(A2a)と樹脂(A2b)とを合計した固形分100質量部に対し、ポリビニルアルコール(A2c)の固形分を、通常5〜100質量部、好ましくは15〜70質量部の範囲とすることが、粘度及び電池性能の観点から好ましい。 When the resin (A1) having a polycyclic aromatic hydrocarbon group and the polyvinyl alcohol resin (A2) are contained in the dispersion resin (A), the blending ratio is not limited, but the solid content 100 mass of the dispersion resin (A) The solid content of the resin (A1) having a polycyclic aromatic hydrocarbon group is usually 5 to 95 parts by mass, preferably 10 to 50 parts by mass, and the solid content of the polyvinyl alcohol resin (A2) is preferably It is preferable from the viewpoint of viscosity and battery performance that the range is usually 5 to 95 parts by mass, preferably 50 to 90 parts by mass. When the polyvinyl alcohol (A2) contains both the polyvinyl alcohol resin (A2a) and / or (A2b) and the polyvinyl alcohol (A2c), the blending ratio is not limited, but the polyvinyl alcohol resin (A2a) and the resin (A2b) And the solid content of the polyvinyl alcohol (A2c) is usually in the range of 5 to 100 parts by mass, preferably 15 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solid content obtained by adding preferable.
その他の分散樹脂
分散樹脂(A)には、上記の樹脂(A1)及び樹脂(A2)以外の樹脂を任意選択で配合してもよい。例えば、樹脂(A1)及び樹脂(A2)以外のアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリケート樹脂、塩素系樹脂、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)以外のフッ素系樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、及びこれらの複合樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は1種を単独で又は2種以上を併用して用いることができる。なかでも、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、フッ素樹脂の中から選ばれる少なくとも1種の樹脂を併用して用いることが好ましい。また、これらの樹脂は、顔料分散樹脂として、又は顔料分散後の添加樹脂として導電ペーストに配合することができる。
In the other dispersion resin dispersion resin (A), resins other than the above resin (A1) and resin (A2) may be optionally blended. For example, acrylic resin other than resin (A1) and resin (A2), polyester resin, epoxy resin, polyether resin, alkyd resin, urethane resin, silicone resin, polycarbonate resin, polycarbonate resin, silicate resin, chlorine resin, polyvinylidene fluoride (PVDF ), Polyvinyl pyrrolidone resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl acetal resins, composite resins of these, and the like. These resins can be used alone or in combination of two or more. Among them, it is preferable to use at least one resin selected from polyvinyl acetal resin, polyvinyl pyrrolidone resin and fluorine resin in combination. Moreover, these resins can be mix | blended with a conductive paste as pigment dispersion resin or as addition resin after pigment dispersion.
導電カーボン(B)
上記導電カーボン(B)としては、本発明の属する電池の分野において用いられている導電カーボンを適宜使用することができる。上記導電カーボン(B)としては、例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャネルブラック、ケッチェンブラック、バルカン、カーボンナノチューブ、グラフェン、気相成長カーボンファイバー(VGCF)、黒鉛等が挙げられる。好ましくは、アセチレンブラック、黒鉛等が挙げられ、より好ましくはアセチレンブラック等が挙げられる。また、本発明の好ましい実施形態において、導電カーボン(B)は、アセチレンブラック及び黒鉛の両方を含んでいてもよい。これらの導電カーボンは、1種単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。
Conductive carbon (B)
As the conductive carbon (B), conductive carbon used in the field of the battery to which the present invention belongs can be appropriately used. Examples of the conductive carbon (B) include acetylene black, furnace black, thermal black, channel black, ketjen black, vulcan, carbon nanotubes, graphene, vapor grown carbon fiber (VGCF), graphite and the like. Preferably, acetylene black, graphite and the like are mentioned, and more preferably acetylene black and the like are mentioned. In a preferred embodiment of the present invention, the conductive carbon (B) may contain both acetylene black and graphite. These conductive carbons can be used singly or in combination of two or more.
溶媒(D)
上記溶媒(D)としては、リチウムイオン電池正極用導電ペーストの分野において既知のものを広く用いることができ、前述した多環芳香族炭化水素基を有する樹脂(A1)の重合又は希釈に使用される水以外の溶媒を好適に用いることができる。好ましい溶媒(D)の具体例としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、メタノール等が挙げられ、好ましくはN−メチル−2−ピロリドン等が挙げられる。これらの溶媒は、1種単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。
Solvent (D)
As the solvent (D), those widely known in the field of conductive pastes for lithium ion battery positive electrodes can be widely used, and are used for polymerization or dilution of the above-described resin (A1) having a polycyclic aromatic hydrocarbon group Solvents other than water can be suitably used. Specific examples of preferred solvents (D) include, for example, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, propylene glycol monomethyl ether, methanol and the like, preferably N-methyl-2-pyrrolidone and the like. Can be mentioned. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
その他の成分
リチウムイオン電池正極用導電ペーストには、上記成分(A)、(B)、(C)及び(D)以外の成分を配合してもよく、例えば、ポリフッ化ビニリデン(E)、脱水剤、添加剤を用いることができ、特にポリフッ化ビニリデンを用いることが好ましい。
Other Components The conductive paste for lithium ion battery positive electrode may contain components other than the above components (A), (B), (C) and (D), for example, polyvinylidene fluoride (E), dehydration Agents and additives can be used, and in particular, polyvinylidene fluoride is preferably used.
ポリフッ化ビニリデン(E)
上記ポリフッ化ビニリデンとしては、発明が属するリチウムイオン電池正極用導電ペーストの分野において耕地のものを広く用いることができる。ポリフッ化ビニリデンの重量平均分子量は特に限定されないが、通常10,000〜2,000,000が好ましく、50,000〜1,700,000がより好ましく、100,000〜1,500,000が特に好ましい。上記ポリフッ化ビニリデンは、導電カーボンの分散樹脂として用いてもよく、または導電カーボンの分散後に添加してもよい。ポリフッ化ビニリデン(E)を用いる場合、リチウムイオン電池正極用導電ペースト固形分中のポリフッ化ビニリデン(E)の固形分含有量は、通常、1質量%以上、かつ30質量%未満、好ましくは2質量%以上、かつ25質量%未満、より好ましくは4質量%以上、かつ20質量%未満が電池性能の点から好適である。
Polyvinylidene fluoride (E)
As said polyvinylidene fluoride, the thing of a cultivated land can be widely used in the field | area of the electrically conductive paste for lithium ion battery positive electrodes to which an invention belongs. The weight-average molecular weight of polyvinylidene fluoride is not particularly limited, but usually 10,000 to 2,000,000 is preferable, 50,000 to 1,700,000 is more preferable, and 100,000 to 1,500,000 is particularly preferable. preferable. The polyvinylidene fluoride may be used as a dispersion resin of conductive carbon, or may be added after dispersion of conductive carbon. When using polyvinylidene fluoride (E), the solid content of polyvinylidene fluoride (E) in the conductive paste solid content for lithium ion battery positive electrode is usually 1% by mass or more and less than 30% by mass, preferably 2 From the viewpoint of battery performance, mass% or more and less than 25% by mass, more preferably 4% by mass or more and less than 20% by mass are preferable.
脱水剤
上記脱水剤としては、脱水作用を有するものであれば公知のものを特に制限なく用いることができる。導電ペーストの溶媒(D)に溶解しない固体の脱水剤でもよいし、溶媒(D)に溶解する脱水剤でもよい。具体的には、例えば、ゼオライト、シリカゲル、酸化カルシウム、モレキュラーシーブ、活性アルミナ、酸化バリウム、水素化カルシウム、硫酸ナトリウム等の固形脱水剤;トリメチルホスフェイト、トリ−2−プロピルホスフェイト、トリブチルホスフェイト、テトライソプロピルエチレンホスホネート等のリン酸エステル;トルブチルホスフィンオキサイド、トリオクチルホスフィンオキサイド、トリフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィンオキサイド;オルト蟻酸メチルエステル、オルト蟻酸エチルエステル、オルト酢酸メチルエステル、オルト酢酸エチルエステル、オルト安息香酸エチルエステル等のオルトエステル類;無水シュウ酸、無水酢酸、プロピオン酸無水物、酪酸無水物、安息香酸無水物、トリフルオロ酢酸無水物、二硫酸、五酸化二窒素、二リン酸、五酸化二リン、三酸化二リン、五酸化二ヒ素、三酸化二ヒ素、メタンスルホン酸無水物、トリフルオロメタンスルホン酸無水物、スルホ安息香酸無水物等の酸無水物などが挙げられ、これらは1種を単独で又は2種以上を併用して用いることができる。
Dehydrating Agent As the above dehydrating agent, any known one can be used without particular limitation as long as it has a dehydrating action. It may be a solid dehydrating agent that does not dissolve in the solvent (D) of the conductive paste, or may be a dehydrating agent that dissolves in the solvent (D). Specifically, for example, solid dehydrating agents such as zeolite, silica gel, calcium oxide, molecular sieve, activated alumina, barium oxide, calcium hydride and sodium sulfate; trimethyl phosphate, tri-2-propyl phosphate, tributyl phosphate Phosphoric acid esters such as tetraisopropyl ethylene phosphonate; phosphine oxides such as tolubutyl phosphine oxide, trioctyl phosphine oxide, triphenyl phosphine oxide; ortho formate methyl ester, ortho formate ethyl ester, ortho acetate methyl ester, ortho acetate ethyl ester, Ortho esters such as orthobenzoic acid ethyl ester; oxalic anhydride, acetic anhydride, propionic acid anhydride, butyric anhydride, benzoic acid anhydride, trifluoroacetic acid anhydride Disulfuric acid, dinitrogen pentoxide, diphosphoric acid, diphosphorus pentoxide, diphosphorus trioxide, diarsenic pentoxide, diarsenic pentoxide, diarsenic trioxide, methanesulfonic acid anhydride, trifluoromethanesulfonic acid anhydride, sulfobenzoic acid anhydride And acid anhydrides, etc., and these can be used alone or in combination of two or more.
添加剤
添加剤としては、例えば、中和剤、顔料分散剤、消泡剤、防腐剤、防錆剤、可塑剤、結着剤(バインダー)等を挙げることができる。
Additives As additives, for example, neutralizing agents, pigment dispersants, antifoaming agents, preservatives, rust inhibitors, plasticizers, binders (binders) and the like can be mentioned.
顔料分散剤及び/又は結着剤としては、例えば、上記分散樹脂(A)及びポリフッ化ビニリデン以外のアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリケート樹脂、塩素系樹脂、フッ素系樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、及びこれらの複合樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は1種を単独で又は2種以上を併用して用いることができる。 As a pigment dispersant and / or binder, for example, acrylic resin other than the dispersion resin (A) and polyvinylidene fluoride, polyester resin, epoxy resin, polyether resin, alkyd resin, urethane resin, silicone resin, polycarbonate resin And silicate resins, chlorine resins, fluorine resins, polyvinyl pyrrolidone resins, polyvinyl alcohol resins, polyvinyl acetal resins, and composite resins of these, and the like. These resins can be used alone or in combination of two or more.
リチウムイオン電池正極用導電ペーストの製造方法
本発明のリチウムイオン電池正極用導電ペーストは、以上に述べた各成分を、例えば、ペイントシェーカー、サンドミル、ボールミル、ペブルミル、LMZミル、DCPパールミル、遊星ボールミル、ホモジナイザー、二軸混練機、薄膜旋回型高速ミキサー等の従来公知の分散機を用いて均一に混合、分散させることにより調製することができる。
Method of producing conductive paste for lithium ion battery positive electrode The conductive paste for lithium ion battery positive electrode of the present invention can be obtained by, for example, paint shaker, sand mill, ball mill, pebble mill, LMZ mill, DCP pearl mill, planetary ball mill, It can be prepared by uniformly mixing and dispersing using a conventionally known disperser such as a homogenizer, a twin-screw kneader, a thin film swirl type high speed mixer or the like.
本発明のリチウムイオン電池正極用導電ペーストは、後述するように、電極活物質と混和してリチウムイオン電池正極用合材ペーストを製造するために用いることができる。 The conductive paste for a lithium ion battery positive electrode according to the present invention can be used for producing a mixture paste for a lithium ion battery positive electrode by being mixed with an electrode active material as described later.
リチウムイオン電池正極用合材ペースト
本発明は、前述した本発明のリチウムイオン電池正極用導電ペーストに、さらに電極活物質を配合してなるリチウムイオン電池正極用合材ペーストを提供する。
Mixture paste for lithium ion battery positive electrode The present invention provides a mixture paste for lithium ion battery positive electrode, which is obtained by further blending an electrode active material with the above-described conductive paste for lithium ion battery positive electrode of the present invention.
電極活物質
上記電極活物質としては、本発明の属する電池の分野において用いられている電極活物質を適宜使用することができる。リチウムイオン電池正極用合材ペーストの分野において既知のものを広く用いることができる。例えば、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(LiMn2O4)、コバルト酸リチウム(LiCoO2)、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2等のリチウム複合酸化物等が挙げられる。これらの電極活物質は、1種単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。本発明のリチウムイオン電池正極用合材ペースト固形分中の電極活物質の固形分含有量は、通常30質量%以上、かつ99質量%未満、好ましくは50質量%以上、かつ95質量%未満であることが、電池容量、電池抵抗等の面から好適である。
Electrode Active Material As the electrode active material, an electrode active material used in the field of batteries to which the present invention belongs can be appropriately used. A wide range of materials known in the field of lithium ion battery positive electrode mixture paste can be used. For example, lithium composite oxides such as lithium nickelate (LiNiO 2 ), lithium manganate (LiMn 2 O 4 ), lithium cobaltate (LiCoO 2 ), LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 and the like It can be mentioned. These electrode active materials can be used singly or in combination of two or more. The solid content of the electrode active material in the solid material of the mixture paste for lithium ion battery positive electrode of the present invention is usually 30% by mass or more and less than 99% by mass, preferably 50% by mass or more and less than 95% by mass It is preferable from the viewpoint of battery capacity, battery resistance, etc.
上記水酸化リチウム量は、電極活物質を脱イオン水などの溶媒で過希釈し、遠心分離を行なった後、その上澄み液を塩酸で中和滴定する方法により測定することができる。 The amount of lithium hydroxide can be measured by a method in which the electrode active material is excessively diluted with a solvent such as deionized water and centrifuged, and then the supernatant is subjected to neutralization titration with hydrochloric acid.
本発明のリチウムイオン電池正極用合材ペースト固形分中の分散樹脂(A)の固形分含有量の合計量は、通常0.001〜20質量%、好ましくは0.005〜10質量%であることが、電池性能、ペースト粘度等の面から好適である。 The total amount of solid content of the dispersion resin (A) in the solid content of the mixture paste for lithium ion battery positive electrode of the present invention is usually 0.001 to 20% by mass, preferably 0.005 to 10% by mass Is preferable in terms of battery performance, paste viscosity, and the like.
本発明のリチウムイオン電池正極用合材ペースト固形分中の導電カーボン(B)の固形分含有量は、通常、0.01〜30質量%、好ましくは0.05〜20質量%、より好ましくは0.1〜15質量%が電池性能の点から好適である。 The solid content of the conductive carbon (B) in the solid content of the mixture paste for a lithium ion battery positive electrode of the present invention is usually 0.01 to 30% by mass, preferably 0.05 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 15% by mass is preferable in terms of battery performance.
本発明のリチウムイオン電池正極用合材ペースト中の溶媒(D)の含有量は、通常、0.1〜60質量%、好ましくは0.5〜50質量%、より好ましくは1〜45質量%が電極乾燥効率、ペースト粘度の点から好適である。 The content of the solvent (D) in the mixture paste for a lithium ion battery positive electrode of the present invention is usually 0.1 to 60% by mass, preferably 0.5 to 50% by mass, more preferably 1 to 45% by mass Is preferred in terms of electrode drying efficiency and paste viscosity.
ポリフッ化ビニリデン(E)を用いる場合、本発明のリチウムイオン電池正極用合材ペースト固形分中のポリフッ化ビニリデンの固形分含有量は、通常、0質量%以上、かつ3質量%未満、好ましくは0.1質量%以上、かつ2.5質量%未満、より好ましくは0.5質量%以上、かつ2質量%未満が好適である。 When using polyvinylidene fluoride (E), the solid content of polyvinylidene fluoride in the solid content of the mixture paste for lithium ion battery positive electrode of the present invention is usually 0% by mass or more and less than 3% by mass, preferably 0.1 mass% or more and less than 2.5 mass%, more preferably 0.5 mass% or more and less than 2 mass% are suitable.
本発明のリチウムイオン電池正極用合材ペーストの製造方法としては、例えば、前述したリチウムイオン電池正極用導電ペーストをまず調製し、当該導電ペーストに電極活物質を混合することにより得ることができる。 As a manufacturing method of the mixture paste for lithium ion battery positive electrodes of the present invention, it can obtain by, for example, preparing the conductive paste for lithium ion battery positive electrodes mentioned above first, and mixing an electrode active material with the conductive paste concerned.
また、本発明の製造方法で得られるリチウムイオン電池正極用導電ペーストの用途としては、合材層のペーストとして用いる以外に、正極芯材と合成層との間のプライマー層としても用いることができる。 Moreover, as a use of the electrically conductive paste for lithium ion battery positive electrodes obtained by the manufacturing method of this invention, it can use also as a primer layer between a positive electrode core material and a synthetic layer other than using as a paste of a composite material layer .
リチウムイオン電池正極用電極
本発明は、前述した本発明のリチウムイオン電池正極用合材ペーストを用いて得られるリチウムイオン電池正極用電極を提供する。
Lithium ion battery positive electrode The present invention provides a lithium ion battery positive electrode obtained by using the above-mentioned lithium ion battery positive electrode mixture paste of the present invention.
前述したように、リチウムイオン電池正極用電極は、リチウムイオン電池正極用合材ペーストを正極芯材の表面に塗布し、これを乾燥することで、製造することができる。また、本発明の製造方法で得られるリチウムイオン電池正極用導電ペーストの用途としては、合材層のペーストとして用いる以外に、正極芯材と合成層との間のプライマー層としても用いることができる。 As described above, the lithium ion battery positive electrode can be manufactured by applying the lithium ion battery positive electrode mixture paste on the surface of the positive electrode core material and drying it. Moreover, as a use of the electrically conductive paste for lithium ion battery positive electrodes obtained by the manufacturing method of this invention, it can use also as a primer layer between a positive electrode core material and a synthetic layer other than using as a paste of a composite material layer .
リチウムイオン電池正極用合材ペーストの塗布方法は、ダイコーター等を用いた自体公知の方法により行うことができる。リチウムイオン電池正極用合材ペーストの塗布量は特に限定されないが、例えば、乾燥後の正極合材層の厚みが0.04〜0.30mm、好ましくは0.06〜0.24mmの範囲となるように設定することができる。乾燥工程の温度としては、例えば、80〜200℃、好ましくは100〜180℃の範囲内で適宜設定することができる。乾燥工程の時間としては、例えば、5〜120秒、好ましくは5〜60秒の範囲内で適宜設定することができる。 The method of applying the lithium ion battery positive electrode mixture paste can be performed by a method known per se using a die coater or the like. Although the application amount of the lithium ion battery positive electrode mixture paste is not particularly limited, for example, the thickness of the dried positive electrode mixture layer is in the range of 0.04 to 0.30 mm, preferably 0.06 to 0.24 mm. It can be set as As a temperature of a drying process, it can set suitably within the limits of 80-200 ° C, preferably 100-180 ° C, for example. As time of a drying process, it can set suitably within the limits of 5 to 120 seconds, preferably 5 to 60 seconds, for example.
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。 The present invention will be more specifically described by way of the following examples.
以下、製造例、実施例及び比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。各例中の「部」は質量部、「%」は質量%を示す。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of Production Examples, Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto. "Part" in each example shows a mass part and "%" shows the mass%.
分散樹脂(A)の製造
多環芳香環含有樹脂の製造
製造例1
攪拌加熱装置と冷却管を備えた反応容器に、プロピレングリコールモノメチルエーテル300部を仕込み、窒素置換後、105℃に保った。この中に、以下に示すモノマー混合物を3時間かけて滴下した。
<モノマー混合物>
4−ヒドロキシ−1−ナフチルメタクリレート 250部
2−メトキシ−4−ヒドロキシ−1−ナフチルアクリレート 250部
スチレン 50部
2−ヒドロキシエチルアクリレート 50部
N,N−ジメチルアクリルアミド 200部
N−エチル−N−ヒドロキシエチルアクリルアミド 200部
2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル) 40部
滴下終了後から1時間経過後、この中に2,2´−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)5部をプロピレングリコールモノメチルエーテル100部に溶かした溶液を1時間かけて滴下した。滴下終了後、これをさらに1時間105℃に保持したのち、排出して熱風乾燥機で乾燥した。最終的に固形分100%の多環芳香環含有樹脂No.1を得た。多環芳香環含有樹脂No.1は、重量平均分子量11,000であった。
Production of dispersed resin (A)
Production Example 1 of Polycyclic Aromatic Ring-Containing Resin
In a reaction vessel equipped with a stirring heater and a cooling pipe, 300 parts of propylene glycol monomethyl ether was charged, and after nitrogen substitution, the temperature was maintained at 105 ° C. Into this, the monomer mixture shown below was dropped over 3 hours.
<Monomer mixture>
4-hydroxy-1-naphthyl methacrylate 250 parts 2-methoxy-4-hydroxy-1-naphthyl acrylate 250 parts styrene 50 parts 2-hydroxyethyl acrylate 50 parts N, N-dimethyl acrylamide 200 parts N-ethyl-N-hydroxyethyl Acrylamide 200 parts 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile) 40 parts After 1 hour from the end of dropwise addition, 5 parts of 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile) in propylene glycol A solution dissolved in 100 parts of monomethyl ether was added dropwise over 1 hour. After completion of the dropwise addition, this was kept at 105 ° C. for one hour, discharged and dried by a hot air drier. Finally, the polycyclic aromatic ring-containing resin No. 1 having a solid content of 100%. I got one. Polycyclic aromatic ring containing resin No. The weight average molecular weight of 1 was 11,000.
製造例2
製造例1のモノマー組成を下記表1の種類及び配合量とする以外は、製造例1と同じ組成及び製造方法で多環芳香環含有樹脂No.2及を製造した。(重量平均分子量は11,000であった。)
Production Example 2
Polycyclic aromatic ring-containing resin No. 1 was prepared by the same composition and production method as in Production Example 1 except that the monomer composition in Production Example 1 was changed to the type and blending amount in Table 1 below. 2 produced. (The weight average molecular weight was 11,000.)
ポリビニルアルコール樹脂の製造
製造例3
温度計、環流冷却管、窒素ガス導入管および撹拌機を備えた反応容器に、重合性モノマーとして酢酸ビニル90質量部及び2−ブテン−1,4−ジオール10質量部、溶媒としてメタノール、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルを約60度の温度で共重合反応を行った後、減圧下に未反応のモノマーを除去し、樹脂溶液を得た。次いで、水酸化ナトリウムのメタノール溶液を添加してケン化反応を行い、よく洗浄した後、熱風乾燥機で乾燥した。最終的に、重合度300、ケン化度95モル%のポリビニルアルコール樹脂No.1を得た。
Production Example 3 of Polyvinyl Alcohol Resin
In a reaction vessel equipped with a thermometer, a reflux condenser, a nitrogen gas inlet pipe and a stirrer, 90 parts by mass of vinyl acetate as a polymerizable monomer and 10 parts by mass of 2-butene-1,4-diol, methanol as a solvent, polymerization start After copolymerization reaction of azobisisobutyronitrile as an agent at a temperature of about 60 ° C., unreacted monomers were removed under reduced pressure to obtain a resin solution. Next, a saponification reaction was carried out by adding a methanol solution of sodium hydroxide, thoroughly washed, and then dried with a hot air drier. Finally, for polyvinyl alcohol resin No. 1 having a degree of polymerization of 300 and a degree of saponification of 95 mol%. I got one.
製造例4
温度計、環流冷却管、窒素ガス導入管および撹拌機を備えた反応容器に、重合性モノマーとして酢酸ビニル90質量部及び1−ブテン−3,4−ジオール10質量部、溶媒としてメタノール、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルを用いて約60度の温度で共重合反応を行った後、減圧下に未反応のモノマーを除去し、樹脂溶液を得た。次いで、水酸化ナトリウムのメタノール溶液を添加してケン化反応を行い、よく洗浄した後、熱風乾燥機で乾燥した。最終的に、重合度300、ケン化度95モル%のポリビニルアルコール樹脂No.2を得た。
Production Example 4
In a reaction vessel equipped with a thermometer, a reflux condenser, a nitrogen gas inlet pipe and a stirrer, 90 parts by mass of vinyl acetate as a polymerizable monomer and 10 parts by mass of 1-butene-3,4-diol, methanol as a solvent, polymerization initiation After copolymerization reaction was performed at a temperature of about 60 ° C. using azobisisobutyronitrile as an agent, unreacted monomers were removed under reduced pressure to obtain a resin solution. Next, a saponification reaction was carried out by adding a methanol solution of sodium hydroxide, thoroughly washed, and then dried with a hot air drier. Finally, for polyvinyl alcohol resin No. 1 having a degree of polymerization of 300 and a degree of saponification of 95 mol%. I got two.
製造例5
温度計、環流冷却管、窒素ガス導入管および撹拌機を備えた反応容器に、重合性モノマーとして酢酸ビニル90質量部及び1−ペンテン−4,5−ジオール10質量部、溶媒としてメタノール、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルを用いて約60度の温度で共重合反応を行った後、減圧下に未反応のモノマーを除去し、樹脂溶液を得た。次いで、水酸化ナトリウムのメタノール溶液を添加してケン化反応を行い、よく洗浄した後、熱風乾燥機で乾燥した。最終的に、重合度300、ケン化度95モル%のポリビニルアルコール樹脂No.3を得た。
Production Example 5
In a reaction vessel equipped with a thermometer, a reflux condenser, a nitrogen gas inlet pipe and a stirrer, 90 parts by mass of vinyl acetate as a polymerizable monomer and 10 parts by mass of 1-pentene-4,5-diol, methanol as a solvent, polymerization initiation After copolymerization reaction was performed at a temperature of about 60 ° C. using azobisisobutyronitrile as an agent, unreacted monomers were removed under reduced pressure to obtain a resin solution. Next, a saponification reaction was carried out by adding a methanol solution of sodium hydroxide, thoroughly washed, and then dried with a hot air drier. Finally, for polyvinyl alcohol resin No. 1 having a degree of polymerization of 300 and a degree of saponification of 95 mol%. I got three.
製造例6
温度計、環流冷却管、窒素ガス導入管および撹拌機を備えた反応容器に、重合性モノマーとして酢酸ビニル97質量部及びアリルスルホン酸ナトリウム3.0質量部、溶媒としてメタノール、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルを用いて約60度の温度で共重合反応を行った後、減圧下に未反応のモノマーを除去し、樹脂溶液を得た。次いで、水酸化ナトリウムのメタノール溶液を添加してケン化反応を行い、よく洗浄した後、熱風乾燥機で乾燥した。最終的に、重合度300、ケン化度95モル%のポリビニルアルコール樹脂No.4を得た。
Production Example 6
In a reaction vessel equipped with a thermometer, a reflux condenser, a nitrogen gas inlet pipe, and a stirrer, 97 parts by mass of vinyl acetate as a polymerizable monomer and 3.0 parts by mass of sodium allylsulfonate, methanol as a solvent, azo as a polymerization initiator After the copolymerization reaction was carried out using bisisobutyronitrile at a temperature of about 60 ° C., unreacted monomers were removed under reduced pressure to obtain a resin solution. Next, a saponification reaction was carried out by adding a methanol solution of sodium hydroxide, thoroughly washed, and then dried with a hot air drier. Finally, for polyvinyl alcohol resin No. 1 having a degree of polymerization of 300 and a degree of saponification of 95 mol%. I got four.
製造例7
温度計、環流冷却管、窒素ガス導入管および撹拌機を備えた反応容器に、重合性モノマーとして酢酸ビニル、溶媒としてメタノール、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルを用いて約60度の温度で共重合反応を行った後、減圧下に未反応のモノマーを除去し、樹脂溶液を得た。次いで、水酸化ナトリウムのメタノール溶液を添加してケン化反応を行い、よく洗浄した後、熱風乾燥機で乾燥した。最終的に、重合度500、ケン化度57モル%のポリビニルアルコール樹脂No.5を得た。
Production Example 7
A reaction vessel equipped with a thermometer, a reflux condenser, a nitrogen gas inlet pipe and a stirrer, using vinyl acetate as a polymerizable monomer, methanol as a solvent, azobisisobutyronitrile as a polymerization initiator, and a temperature of about 60 ° C. After the copolymerization reaction was carried out, the unreacted monomer was removed under reduced pressure to obtain a resin solution. Next, a saponification reaction was carried out by adding a methanol solution of sodium hydroxide, thoroughly washed, and then dried with a hot air drier. Finally, for polyvinyl alcohol resin No. 5 having a degree of polymerization of 500 and a degree of saponification of 57 mol%. I got five.
製造例8
温度計、環流冷却管、窒素ガス導入管および撹拌機を備えた反応容器に、重合性モノマーとして酢酸ビニル、溶媒としてメタノール、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルを用いて約60度の温度で共重合反応を行った後、減圧下に未反応のモノマーを除去し、樹脂溶液を得た。次いで、水酸化ナトリウムのメタノール溶液を添加してケン化反応を行い、よく洗浄した後、熱風乾燥機で乾燥した。最終的に、重合度500、ケン化度75モル%のポリビニルアルコール樹脂No.6を得た。
Production Example 8
A reaction vessel equipped with a thermometer, a reflux condenser, a nitrogen gas inlet pipe and a stirrer, using vinyl acetate as a polymerizable monomer, methanol as a solvent, azobisisobutyronitrile as a polymerization initiator, and a temperature of about 60 ° C. After the copolymerization reaction was carried out, the unreacted monomer was removed under reduced pressure to obtain a resin solution. Next, a saponification reaction was carried out by adding a methanol solution of sodium hydroxide, thoroughly washed, and then dried with a hot air drier. Finally, polyvinyl alcohol resin No. 5 having a degree of polymerization of 500 and a degree of saponification of 75 mol%. I got six.
製造例9
温度計、環流冷却管、窒素ガス導入管および撹拌機を備えた反応容器に、重合性モノマーとして酢酸ビニル、溶媒としてメタノール、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルを用いて約60度の温度で共重合反応を行った後、減圧下に未反応のモノマーを除去し、樹脂溶液を得た。次いで、水酸化ナトリウムのメタノール溶液を添加してケン化反応を行い、よく洗浄した後、熱風乾燥機で乾燥した。最終的に、重合度500、ケン化度92モル%のポリビニルアルコール樹脂No.7を得た。
Production Example 9
A reaction vessel equipped with a thermometer, a reflux condenser, a nitrogen gas inlet pipe and a stirrer, using vinyl acetate as a polymerizable monomer, methanol as a solvent, azobisisobutyronitrile as a polymerization initiator, and a temperature of about 60 ° C. After the copolymerization reaction was carried out, the unreacted monomer was removed under reduced pressure to obtain a resin solution. Next, a saponification reaction was carried out by adding a methanol solution of sodium hydroxide, thoroughly washed, and then dried with a hot air drier. Finally, polyvinyl alcohol resin No. 1 having a degree of polymerization of 500 and a degree of saponification of 92 mol% was used. I got seven.
導電ペーストの製造
実施例1
製造例1で得られた多環芳香環含有樹脂No.1 6部(固形分6部)、製造例4で得られたポリビニルアルコール樹脂No.2 9部(固形分9部)、製造例5で得られたポリビニルアルコール樹脂No.3 9部(固形分9部)、製造例9で得られたポリビニルアルコール樹脂No.7 6部(固形分6部)、アセチレンブラック1200部、KFポリマーW#7300(商品名、ポリフッ化ビニリデン、クレハ社製、水分量100ppm)220部、N−メチル−2−ピロリドン8500部、及び脱水剤6部(五酸化二リン1.5部、無水酢酸1.5部、メタンスルホン酸無水物1.5部、オルト蟻酸エチルエステル1.5部)、N−ヒドロキシエチルアクリルアミド0.03部を混合してボールミルにて5時間分散し、導電ペーストX−1を得た。
Production Example 1 of Conductive Paste
Polycyclic aromatic ring-containing resin No. 1 obtained in Production Example 1 6 parts (solid part 6 parts), polyvinyl alcohol resin No. 1 obtained in Production Example 4 9 parts (solid part 9 parts), polyvinyl alcohol resin No. 1 obtained in Production Example 5 No. 3 9 parts (solid part 9 parts), polyvinyl alcohol resin No. 1 obtained in Production Example 9 7 parts (solid content: 6 parts), acetylene black: 1200 parts, KF polymer W # 7300 (trade name: polyvinylidene fluoride, Kleha company make, water content: 100 ppm) 220 parts, N-methyl-2-pyrrolidone 8500 parts, and 6 parts of dehydrating agent (1.5 parts of phosphorus pentoxide, 1.5 parts of acetic anhydride, 1.5 parts of methanesulfonic anhydride, 1.5 parts of ethyl orthoformate ester), 0.03 parts of N-hydroxyethyl acrylamide And dispersed in a ball mill for 5 hours to obtain a conductive paste X-1.
実施例2〜14、比較例1〜5
下記表2のものとする以外は、実施例1と同様にして、導電ペーストX−2〜X−19を製造した。尚、表中の樹脂配合量は全て固形分の値である。
Examples 2-14, Comparative Examples 1-5
Conductive pastes X-2 to X-19 were produced in the same manner as in Example 1 except that the following Table 2 was used. In addition, all resin compounding quantities in the table are values of solid content.
合材ペーストの製造
実施例15
実施例1で得られた導電ペーストX−1 100部、及び活物質粒子(組成式LiNi0.5Mn1.5O4で表されるスピネル構造のリチウムニッケルマンガン酸化物粒子。平均粒径6μm、BET比表面積0.7m2/g)150部を混合して合材ペーストY−1を製造した。
Compound paste production example 15
100 parts of conductive paste X-1 obtained in Example 1 and active material particles (lithium nickel manganese oxide particles of spinel structure represented by the composition formula LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4. Average particle diameter 6 μm And 150 parts of a BET specific surface area of 0.7 m 2 / g) to prepare a mixture paste Y-1.
実施例16〜28、比較例6〜10
下記表3のものとする以外は、実施例15と同様にして、合材ペーストY−2〜Y−19を製造した。
Examples 16-28, Comparative Examples 6-10
Compound pastes Y-2 to Y-19 were manufactured in the same manner as in Example 15, except that the materials in Table 3 below were used.
上記表3に後述する評価試験の結果(導電ペーストの粘度、合材ペーストの貯蔵性)を記載する。不合格の評価結果「D」が出た場合、その導電ペースト及び合材ペーストは不合格である。 The results (the viscosity of the conductive paste, the storage property of the mixture paste) of the evaluation test to be described later are described in Table 3 above. When the evaluation result of rejection "D" comes out, the conductive paste and the mixture paste are rejection.
評価試験
<導電ペーストの粘度>
実施例及び比較例で得られた導電ペーストをコーン&プレート型粘度計「Mars2」(商品名、HAAKE社製)を用い、シアーレート10sec−1で粘度を測定し、下記基準により評価した。評価としては、S、A、B、Cが合格で、Dが不合格である。
S:粘度が、1Pa・s未満である。
A:粘度が、1Pa・s以上、かつ5Pa・s未満である。
B:粘度が、5Pa・s以上、かつ10Pa・s未満である。
C:粘度が、10Pa・s以上、かつ20Pa・s未満である。
D:粘度が、20Pa・s以上である。
Evaluation test <Viscosity of conductive paste>
The viscosity of the conductive paste obtained in Examples and Comparative Examples was measured at a shear rate of 10 sec- 1 using a cone and plate viscometer "Mars 2" (trade name, manufactured by HAAKE), and evaluated according to the following criteria. As evaluation, S, A, B, and C pass, D fails.
S: The viscosity is less than 1 Pa · s.
A: The viscosity is 1 Pa · s or more and less than 5 Pa · s.
B: The viscosity is 5 Pa · s or more and less than 10 Pa · s.
C: The viscosity is 10 Pa · s or more and less than 20 Pa · s.
D: The viscosity is 20 Pa · s or more.
<合材ペーストの貯蔵性>
実施例及び比較例で得られた合材ペーストを密封容器に入れ、50℃で7日間貯蔵し、貯蔵前の粘度と比較する。評価としては、A、B、Cが合格で、Dが不合格である。
A:貯蔵前に比べ、貯蔵後のペーストの粘度上昇率が、5%未満である。
B:貯蔵前に比べ、貯蔵後のペーストの粘度上昇率が、5%以上、かつ10%未満である。
C:貯蔵前に比べ、貯蔵後のペーストの粘度上昇率が、10%以上、かつ20%未満である。
D:貯蔵前に比べ、貯蔵後のペーストの粘度上昇率が、20%以上である。
<Storability of mixture paste>
The material pastes obtained in Examples and Comparative Examples are placed in a sealed container, stored at 50 ° C. for 7 days, and compared with the viscosity before storage. As evaluation, A, B, and C pass, D fails.
A: The viscosity increase rate of the paste after storage is less than 5% compared to before storage.
B: The viscosity increase rate of the paste after storage is 5% or more and less than 10% as compared to that before storage.
C: The viscosity increase rate of the paste after storage is 10% or more and less than 20% compared to before storage.
D: The viscosity increase rate of the paste after storage is 20% or more compared to that before storage.
Claims (8)
該(メタ)アクリロイル基含有化合物(C)の含有量が、導電カーボン(B)100質量部を基準として、0.002〜0.3質量%であることを特徴とするリチウムイオン電池正極用導電ペースト。 It is a conductive paste for lithium ion battery positive electrodes containing dispersion resin (A), conductive carbon (B), (meth) acryloyl group containing compound (C), and solvent (D),
The content of the (meth) acryloyl group-containing compound (C) is 0.002 to 0.3% by mass based on 100 parts by mass of the conductive carbon (B). paste.
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