[发明专利]涂覆制件的制备方法

说明书

本发明涉及电子导电聚合物，更特别涉及含电子导电聚合物的复合制件或聚合物共混体。

用静电涂漆法制备涂覆制件是已知的。在这种方法中，油漆或涂料是带电荷或电离的并喷涂在接地的制件上，油漆或涂料与接地的导电制件间的静电吸引的结果得到了漆料浪费较少的比较有效的涂漆方法和较厚的和比较一致的油漆涂层，特别是对形状复杂的制件。如果油漆金属制成的制件，金属本身导电，所以接地方便并可有效地进行涂覆。近年来，着重使用聚合材料制造制件，特别是在要求减轻重量和改进抗腐蚀能力的应用领域，如汽车应用中。但在这种方法中使用的聚合材料制件在静电涂覆时一般是导电不足难以有效地得到满意的油漆厚度和涂层。

制备静电涂覆的聚合物所用的一种方法是采用含导电纤维的组合物，如欧洲专利申请No.363,103所述。但如此大量的纤维状填料加入聚合物能对聚合物的物理性能和油漆的面饰产生相反的影响。US5,188,783公开了一种由含离子导电聚合物的复合材料制成静电涂覆制件的方法。然而，这种制件的导电性比静电涂覆方法中所要求的要低些。

PCT公开No.WO 94/07612公开了用掺入离子导电金属盐来制备可静电涂覆的聚氨酯组合物的方法，但此组合物的导电率可能是比某些静电涂覆方法中所要求的要低些。

本发明的一个方面是制备涂覆制件的方法，该方法包括电势涂覆导电率至少约为10^-14西门子/厘米(S/cm)的制件的步骤，该制件由一液态组合物进行模塑或挤塑，该液态组合物包括(a)和(b)的混合物：(a)热塑性聚合物、制备热固性聚合物的反应组分或它们的混合物；(b)一种电子导电的电荷迁移复合物或不同于(a)的固有半导聚合物。

现已发现，本发明的方法提供了一种手段，用此手段可以方便地制备电势涂覆的聚合物制件。从下面的叙述中可对本发明的各种优点一目了然。

本文所用“电子导电的电荷迁移复合物”一术语是指两种有机或无机分子(或它们的组合)，它们充分缔合，其结果是二者间有电子的部分或全部迁移。这样的复合物可以这样形成：例如通过氢键或离子键，诸如聚苯胺与锂的缔合。用于本发明方法的适合电子导电的电荷迁移复合物包括(1)有扩展的共轭兀电子基团的任何聚合物，电荷的迁移或氧化还原剂使其具有导电性以提供至少约为10^-12S/cm的导电率；(2)兀电子堆积化合物。

有扩展的共轭兀电子基团的聚合物称为“固有导电聚合物”或“ICP”。使聚合物导电的方法称为“掺杂”。给予导电和未给予导电的ICP称为“掺杂的”ICP和“未掺杂”的ICP。可用于掺杂过程给予ICP导电性的化合物或聚合物称为“掺杂剂”。用作组合物中的组分(a)的聚合物称为“基质”聚合物，即使它们在组合物中包括实际上低于50％的聚合物。包括组分(a)和(b)的组合物称为“复合料”。

兀电子堆积化合物的实例包括四硫代并四苯、金属酞菁、四氰基对醌二甲烷、四硫代富瓦烯、四氰基对醌二甲烷-四硫代富瓦烯、N-甲基吩嗪鎓-四氰基对醌二甲烷以及它们的混合物。

适合的ICP的实例包括聚苯胺、聚乙炔、聚对亚苯基、聚吡咯、聚噻吩、聚亚苯基硫醚、聚吲哚、它们的衍生物诸如聚(3-烷基噻吩)和聚(邻甲氧基苯胺)和它们的混合物。优选的ICP是聚苯胺、聚吡咯或聚噻吩，最优选的是聚苯胺。但是ICP的选择也可决定于它与特定的热塑或热固基质聚合物(组分(a))的相容性，如下面所讨论。例如聚吡咯与沿其主链能形成氢键的聚合物特别相容；聚烷基噻吩与聚烯烃和聚苯乙烯特别相容；聚乙炔与聚烯烃特别相容。

聚合形式的ICP可用来制备在本发明方法中有用的复合料，其法是将基质聚合物与ICP混合或由相应的单体在ICP中的分散体系就地聚合基质聚合物。另外，可将单体形式的ICP溶于或分散于基质聚合物并就地聚合ICP，或将ICP和基质聚合物就地聚合在一起。在本发明的另一具体实施方案中，可以使用热塑性聚合物和含氮化合物的接枝聚合物作为组分(b)。制备这样的共聚物的方法的实施例说明于US 5,278,241中。适合的固有半导聚合物的实例包括未掺杂的聚噻吩。