CN105489264A - 一种复合聚苯胺导电材料及其制备方法 - Google Patents

一种复合聚苯胺导电材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种复合聚苯胺导电材料及其制备方法。导电材料组分包括：聚苯胺、聚对羟基苯甲酸酯、双酚A型聚芳酯、聚苯乙烯磺酸、磺化聚醚醚酮、N,N-二甲基甲酰胺、对羟基苯磺酸、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、浓硫酸。其制备方法为先将聚苯胺、聚对羟基苯甲酸酯、双酚A型聚芳酯、聚苯乙烯磺酸、磺化聚醚醚酮、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、浓硫酸混合所得混合液浇铸在玻璃板上，以红外灯烘干得复合膜，将其在水中浸泡，除去未完全挥发的N-甲基吡咯烷酮，最后将复合膜和剩余组分混合掺杂即得。本发明的导电材料具有良好的导电性、耐热稳定性和防静电效果；加上生产工艺简单的优势，在市场上有广阔的发展前景。

Description

一种复合聚苯胺导电材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及导电材料领域，具体涉及一种复合聚苯胺导电材料及其制备方法。
背景技术
高分子导电材料由于其特殊的功能而得到了众多研究人员的广泛关注，尤其是本征型共轭导电聚合物，它们在电子行业有着广阔的应用前景。在众多的共轭导电聚合物中，聚苯胺由于其诸多的优势而脱颖而出，其原料廉价易得、制备方法简单、电化学性能优异。然而，由于导电聚苯胺不溶和不熔的特点，使其在应用上受到了很大的限制。幸运的是，通过与普通聚合物材料复合，再通过功能质子酸的掺杂能制备出可溶性导电聚苯胺复合物，能大大改善其可溶性和加工性。这类复合聚苯胺导电材料可以大大提高导电性、耐热性等一系列特点，因而具有广阔的研究和应用前景。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供以聚苯胺为基料，将其加工复合成一种具有良好的导电性能、同时可以耐高温，防静电的导电材料。
技术方案：一种复合聚苯胺导电材料，以重量份计包括：聚苯胺30-40份、聚对羟基苯甲酸酯1-5份、双酚A型聚芳酯1-5份、聚苯乙烯磺酸1-2份、磺化聚醚醚酮1-5份、N,N-二甲基甲酰胺5-10份、对羟基苯磺酸1-2份、N-甲基吡咯烷酮5-10份、乙酸乙酯1-2份、浓硫酸0.1-0.5份。
进一步优选的，所述的一种复合聚苯胺导电材料，以重量份计包括：聚苯胺33-38份、聚对羟基苯甲酸酯2-4份、双酚A型聚芳酯2-4份、聚苯乙烯磺酸1.2-1.8份、磺化聚醚醚酮2-4份、N,N-二甲基甲酰胺6-9份、对羟基苯磺酸1.3-1.9份、N-甲基吡咯烷酮2-9份、乙酸乙酯1.3-1.8份、浓硫酸0.2-0.4份。
上述复合聚苯胺导电材料的制备方法包括以下步骤：
步骤1：将聚苯胺、聚对羟基苯甲酸酯、双酚A型聚芳酯、聚苯乙烯磺酸、磺化聚醚醚酮、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、浓硫酸充分混合搅拌10-20分钟得混合液；
步骤2：将混合液浇铸在玻璃板上，以红外灯烘干得共混复合膜；
步骤3：复合膜于水中浸泡24-28小时，除去未完全挥发的N-甲基吡咯烷酮；
步骤4：将复合膜、N,N-二甲基甲酰胺和对羟基苯磺酸混合掺杂成本发明。
进一步优选的，步骤1中搅拌时间为13-18分钟。
进一步优选的，步骤2中浸泡时间为25-27小时。
有益效果：本发明的复合聚苯胺导电材料是主要以聚苯胺为基料，采用复合加工成的一种导电材料，具有良好的导电性，最高可达2.1S/cm；耐热稳定性好，电导率在400℃下才有所波动，在600℃下重量才有明显的损失；同时其还具有防静电效果好、生产工艺简单的优势，在市场上具有广阔的发展前景。
具体实施方式
实施例1
一种复合聚苯胺导电材料，以重量份计包括：聚苯胺30份、聚对羟基苯甲酸酯1份、双酚A型聚芳酯1份、聚苯乙烯磺酸1份、磺化聚醚醚酮1份、N,N-二甲基甲酰胺5份、对羟基苯磺酸1份、N-甲基吡咯烷酮5份、乙酸乙酯1份、浓硫酸0.1份。
上述复合聚苯胺导电材料的制备方法为：先将聚苯胺、聚对羟基苯甲酸酯、双酚A型聚芳酯、聚苯乙烯磺酸、磺化聚醚醚酮、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、浓硫酸充分混合搅拌10分钟得混合液；将混合液浇铸在玻璃板上，用红外灯烘干得共混复合膜，然后将复合膜在水中浸泡24小时，除去未完全挥发的N-甲基吡咯烷酮，最后将复合膜、N,N-二甲基甲酰胺和对羟基苯磺酸混合掺杂即得本发明。
实施例2
一种复合聚苯胺导电材料，以重量份计包括：聚苯胺35份、聚对羟基苯甲酸酯3份、双酚A型聚芳酯3份、聚苯乙烯磺酸1.5份、磺化聚醚醚酮3份、N,N-二甲基甲酰胺7.5份、对羟基苯磺酸1.5份、N-甲基吡咯烷酮7.5份、乙酸乙酯1.5份、浓硫酸0.3份。
上述复合聚苯胺导电材料的制备方法为：先将聚苯胺、聚对羟基苯甲酸酯、双酚A型聚芳酯、聚苯乙烯磺酸、磺化聚醚醚酮、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、浓硫酸充分混合搅拌15分钟得混合液；将混合液浇铸在玻璃板上，用红外灯烘干得共混复合膜，然后将复合膜在水中浸泡26小时，除去未完全挥发的N-甲基吡咯烷酮，最后将复合膜、N,N-二甲基甲酰胺和对羟基苯磺酸混合掺杂即得本发明。
实施例3
一种复合聚苯胺导电材料，以重量份计包括：甲聚苯胺33份、聚对羟基苯甲酸酯2份、双酚A型聚芳酯2份、聚苯乙烯磺酸1.2份、磺化聚醚醚酮2份、N,N-二甲基甲酰胺6份、对羟基苯磺酸1.3份、N-甲基吡咯烷酮2份、乙酸乙酯1.3份、浓硫酸0.2份。
上述复合聚苯胺导电材料的制备方法为：先将聚苯胺、聚对羟基苯甲酸酯、双酚A型聚芳酯、聚苯乙烯磺酸、磺化聚醚醚酮、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、浓硫酸充分混合搅拌13分钟得混合液；将混合液浇铸在玻璃板上，用红外灯烘干得共混复合膜，然后将复合膜在水中浸泡25小时，除去未完全挥发的N-甲基吡咯烷酮，最后将复合膜、N,N-二甲基甲酰胺和对羟基苯磺酸混合掺杂即得本发明。
实施例4
一种复合聚苯胺导电材料，以重量份计包括：聚苯胺38份、聚对羟基苯甲酸酯4份、双酚A型聚芳酯4份、聚苯乙烯磺酸1.8份、磺化聚醚醚酮4份、N,N-二甲基甲酰胺9份、对羟基苯磺酸1.9份、N-甲基吡咯烷酮9份、乙酸乙酯1.8份、浓硫酸0.4份。
上述复合聚苯胺导电材料的制备方法为：先将聚苯胺、聚对羟基苯甲酸酯、双酚A型聚芳酯、聚苯乙烯磺酸、磺化聚醚醚酮、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、浓硫酸充分混合搅拌18分钟得混合液；将混合液浇铸在玻璃板上，用红外灯烘干得共混复合膜，然后将复合膜在水中浸泡27小时，除去未完全挥发的N-甲基吡咯烷酮，最后将复合膜、N,N-二甲基甲酰胺和对羟基苯磺酸混合掺杂即得本发明。
实施例5
一种复合聚苯胺导电材料，以重量份计包括：聚苯胺40份、聚对羟基苯甲酸酯5份、双酚A型聚芳酯5份、聚苯乙烯磺酸2份、磺化聚醚醚酮5份、N,N-二甲基甲酰胺10份、对羟基苯磺酸2份、N-甲基吡咯烷酮10份、乙酸乙酯2份、浓硫酸0.5份。
上述复合聚苯胺导电材料的制备方法为：先将聚苯胺、聚对羟基苯甲酸酯、双酚A型聚芳酯、聚苯乙烯磺酸、磺化聚醚醚酮、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、浓硫酸充分混合搅拌20分钟得混合液；将混合液浇铸在玻璃板上，用红外灯烘干得共混复合膜，然后将复合膜在水中浸泡28小时，除去未完全挥发的N-甲基吡咯烷酮，最后将复合膜、N,N-二甲基甲酰胺和对羟基苯磺酸混合掺杂即得本发明。
对比例1
本实施例与实施例5的区别在于不含有磺化聚醚醚酮。具体地说是：
一种复合聚苯胺导电材料，以重量份计包括：聚苯胺40份、聚对羟基苯甲酸酯10份、双酚A型聚芳酯5份、聚苯乙烯磺酸2份、5份、N,N-二甲基甲酰胺10份、对羟基苯磺酸2份、N-甲基吡咯烷酮10份、乙酸乙酯2份、浓硫酸0.5份。
上述复合聚苯胺导电材料的制备方法为：先将聚苯胺、聚对羟基苯甲酸酯、双酚A型聚芳酯、聚苯乙烯磺酸、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、浓硫酸充分混合搅拌20分钟得混合液；将混合液浇铸在玻璃板上，用红外灯烘干得共混复合膜，然后将复合膜在水中浸泡28小时，除去未完全挥发的N-甲基吡咯烷酮，最后将复合膜、N,N-二甲基甲酰胺和对羟基苯磺酸混合掺杂即得本发明。
对比例2
本实施例与实施例5的区别在于不含有聚苯乙烯磺酸。具体地说是：
一种复合聚苯胺导电材料，以重量份计包括：聚苯胺40份、聚对羟基苯甲酸酯5份、双酚A型聚芳酯5份、磺化聚醚醚酮5份、N,N-二甲基甲酰胺10份、对羟基苯磺酸2份、N-甲基吡咯烷酮10份、乙酸乙酯2份、浓硫酸0.5份。
上述复合聚苯胺导电材料的制备方法为：先将聚苯胺、聚对羟基苯甲酸酯、双酚A型聚芳酯、磺化聚醚醚酮、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、浓硫酸充分混合搅拌20分钟得混合液；将混合液浇铸在玻璃板上，用红外灯烘干得共混复合膜，然后将复合膜在水中浸泡28小时，除去未完全挥发的N-甲基吡咯烷酮，最后将复合膜、N,N-二甲基甲酰胺和对羟基苯磺酸混合掺杂即得本发明。
将各实施例与对比例作对比，对比结果如下表1：
表1导电材料的性能指标
从表1可知，实施例1-5的电导率都大于2S/cm，最高可达2.1S/cm，说明其导电性非常好；从在600℃下的热失重情况下看，其热稳定性很好，另外其电导率在温度近400℃下才有所波动；表面电阻低于8.9×103Ω，防静电效果好。同对比例相比，可以发现由磺化聚醚醚酮和聚对羟基苯甲酸酯复配的实施例的耐热性明显优于单独的聚对羟基苯甲酸酯。同对比例2相比，发现对比例2的表面电阻达到了104，已不具有很好的防静电效果，说明聚苯乙烯磺酸在本发明中对抗静电效果具有很大的作用。而实施例4所得的导电材料的各项性能指标都最好，是本发明的最优实施例。

Claims (5)

1.一种复合聚苯胺导电材料，其特征在于：以重量份计包括：聚苯胺30-40份、聚对羟基苯甲酸酯1-5份、双酚A型聚芳酯1-5份、聚苯乙烯磺酸1-2份、磺化聚醚醚酮1-5份、N,N-二甲基甲酰胺5-10份、对羟基苯磺酸1-2份、N-甲基吡咯烷酮5-10份、乙酸乙酯1-2份、浓硫酸0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种复合聚苯胺导电材料，其特征在于：以重量份计包括：聚苯胺33-38份、聚对羟基苯甲酸酯2-4份、双酚A型聚芳酯2-4份、聚苯乙烯磺酸1.2-1.8份、磺化聚醚醚酮2-4份、N,N-二甲基甲酰胺6-9份、对羟基苯磺酸1.3-1.9份、N-甲基吡咯烷酮2-9份、乙酸乙酯1.3-1.8份、浓硫酸0.2-0.4份。
3.权利要求1至2任一项所述的一种复合聚苯胺导电材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将聚苯胺、聚对羟基苯甲酸酯、双酚A型聚芳酯、聚苯乙烯磺酸、磺化聚醚醚酮、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、浓硫酸充分混合搅拌10-20分钟得混合液；
步骤2：将混合液浇铸在玻璃板上，以红外灯烘干得共混复合膜；
步骤3：复合膜于水中浸泡24-28小时，除去未完全挥发的N-甲基吡咯烷酮；
步骤4：将复合膜、N,N-二甲基甲酰胺和对羟基苯磺酸混合掺杂成本发明。
4.根据权利要求7所述的一种复合聚苯胺导电材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中搅拌时间为13-18分钟。
5.根据权利要求7所述的一种复合聚苯胺导电材料的制备方法，其特征在于：所述步骤2中浸泡时间为25-27小时。
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Patentee after: Jinyao Technology Co.,Ltd.

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