CN108565039A - 一种防水聚噻吩电池添加剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防水聚噻吩电池添加剂，它是由下述重量份的原料组成的：噻吩100‑130、1H，1H，2H，2H‑全氟癸基三乙氧基硅烷1‑2、六水三氯化铁4‑5、三梨醇酐单油酸脂0.7‑1、氨基三甲叉膦酸2‑3、正硅酸乙酯17‑20、对甲基苯磺酸1‑2，本发明得到含氟硅烷改性的聚噻吩溶液，通过该溶液制备的导电添加剂不仅具有很好的导电效果，而且稳定性高，表面防水性强，综合性能优越。

Description

一种防水聚噻吩电池添加剂及其制备方法
技术领域
本发明属于导电材料领域，具体涉及一种防水聚噻吩电池添加剂及其制备方法。
背景技术
聚噻吩的能隙较小，但氧化掺杂电位较高，故其氧化态在空气中很不稳定，迅速被还原为本征态。同时聚噻吩可以被还原掺杂。聚噻吩很容易在3位引入侧链，根据侧链的不同，聚噻吩的溶解性以及电化学性质有较大的区别，聚噻吩可用于有机太阳能电池，化学传感，电致发光器件等。聚噻吩的衍生物PEDOT是有机电致发光器件制备中重要的空穴传输层材料；
然而，目前随着电池材料的应用范围不断扩大，提高电池材料对各种环境的适应性的研究就显得特别必要，其中防水性能就是很重要的一点，这关乎导电材料的正常工作和使用的安全性。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种防水聚噻吩电池添加剂及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种防水聚噻吩电池添加剂，它是由下述重量份的原料组成的：
噻吩100-130、1H，1H，2H，2H-全氟癸基三乙氧基硅烷1-2、六水三氯化铁4-5、三梨醇酐单油酸脂0.7-1、氨基三甲叉膦酸2-3、正硅酸乙酯17-20、对甲基苯磺酸1-2。
一种防水聚噻吩电池添加剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)取六水三氯化铁，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀，得氧化剂溶液；
(2)取1H，1H，2H，2H-全氟癸基三乙氧基硅烷，加入到其重量6-10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入噻吩，超声2-3分钟，得硅烷分散液；
(3)取正硅酸乙酯，加入到其重量37-40倍的去离子水中，与上述硅烷分散液混合，搅拌反应4-5小时，得硅烷溶胶单体；
(4)取上述硅烷溶胶单体，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为65-70℃，加入上述氧化剂溶液，保温搅拌3-5小时，出料冷却，得硅烷聚合物溶液；
(5)取氨基三甲叉膦酸，加入到上述硅烷聚合物溶液中，搅拌均匀，升高温度为90-95℃，加入对甲基苯磺酸，保温搅拌1-2小时，加入三梨醇酐单油酸脂，搅拌至常温，抽滤，将滤饼水洗，送入烘箱中，在50-55℃下干燥100-120分钟，冷却，即得所述防水聚噻吩电池添加剂。
本发明的优点：
本发明首先采用1H，1H，2H，2H-全氟癸基三乙氧基硅烷处理噻吩，然后以正硅酸乙酯为前驱体，在硅烷分散液水溶液中水解，得硅烷溶胶单体，然后将其在氧化剂作用下聚合，得到含氟硅烷改性的聚噻吩溶液，通过该溶液制备的导电添加剂不仅具有很好的导电效果，而且稳定性高，表面防水性强，综合性能优越。
具体实施方式
实施例1
一种防水聚噻吩电池添加剂，它是由下述重量份的原料组成的：
噻吩100-130、1H，1H，2H，2H-全氟癸基三乙氧基硅烷1、六水三氯化铁4、三梨醇酐单油酸脂0.7、氨基三甲叉膦酸2、正硅酸乙酯17、对甲基苯磺酸1。
一种防水聚噻吩电池添加剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)取六水三氯化铁，加入到其重量20倍的去离子水中，搅拌均匀，得氧化剂溶液；
(2)取1H，1H，2H，2H-全氟癸基三乙氧基硅烷，加入到其重量6倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入噻吩，超声2分钟，得硅烷分散液；
(3)取正硅酸乙酯，加入到其重量37倍的去离子水中，与上述硅烷分散液混合，搅拌反应4小时，得硅烷溶胶单体；
(4)取上述硅烷溶胶单体，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为65℃，加入上述氧化剂溶液，保温搅拌3小时，出料冷却，得硅烷聚合物溶液；
(5)取氨基三甲叉膦酸，加入到上述硅烷聚合物溶液中，搅拌均匀，升高温度为90℃，加入对甲基苯磺酸，保温搅拌1小时，加入三梨醇酐单油酸脂，搅拌至常温，抽滤，将滤饼水洗，送入烘箱中，在50℃下干燥100分钟，冷却，即得所述防水聚噻吩电池添加剂。
实施例2
一种防水聚噻吩电池添加剂，它是由下述重量份的原料组成的：
噻吩100-130、1H，1H，2H，2H-全氟癸基三乙氧基硅烷2、六水三氯化铁5、三梨醇酐单油酸脂1、氨基三甲叉膦酸3、正硅酸乙酯20、对甲基苯磺酸2。
一种防水聚噻吩电池添加剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)取六水三氯化铁，加入到其重量30倍的去离子水中，搅拌均匀，得氧化剂溶液；
(2)取1H，1H，2H，2H-全氟癸基三乙氧基硅烷，加入到其重量10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入噻吩，超声3分钟，得硅烷分散液；
(3)取正硅酸乙酯，加入到其重量40倍的去离子水中，与上述硅烷分散液混合，搅拌反应5小时，得硅烷溶胶单体；
(4)取上述硅烷溶胶单体，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70℃，加入上述氧化剂溶液，保温搅拌3-5小时，出料冷却，得硅烷聚合物溶液；
(5)取氨基三甲叉膦酸，加入到上述硅烷聚合物溶液中，搅拌均匀，升高温度为95℃，加入对甲基苯磺酸，保温搅拌2小时，加入三梨醇酐单油酸脂，搅拌至常温，抽滤，将滤饼水洗，送入烘箱中，在55℃下干燥120分钟，冷却，即得所述防水聚噻吩电池添加剂。
性能测试：
本发明防水聚噻吩电池添加剂的电导率为0.21-0.26S/cm、拉伸强度为22.6-26.4Mpa。

Claims (2)

1.一种防水聚噻吩电池添加剂，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
噻吩100-130、1H，1H，2H，2H-全氟癸基三乙氧基硅烷1-2、六水三氯化铁4-5、三梨醇酐单油酸脂0.7-1、氨基三甲叉膦酸2-3、正硅酸乙酯17-20、对甲基苯磺酸1-2。
2.一种如权利要求1所述防水聚噻吩电池添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取六水三氯化铁，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀，得氧化剂溶液；
(2)取1H，1H，2H，2H-全氟癸基三乙氧基硅烷，加入到其重量6-10倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入噻吩，超声2-3分钟，得硅烷分散液；
(3)取正硅酸乙酯，加入到其重量37-40倍的去离子水中，与上述硅烷分散液混合，搅拌反应4-5小时，得硅烷溶胶单体；
(4)取上述硅烷溶胶单体，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为65-70℃，加入上述氧化剂溶液，保温搅拌3-5小时，出料冷却，得硅烷聚合物溶液；
(5)取氨基三甲叉膦酸，加入到上述硅烷聚合物溶液中，搅拌均匀，升高温度为90-95℃，加入对甲基苯磺酸，保温搅拌1-2小时，加入三梨醇酐单油酸脂，搅拌至常温，抽滤，将滤饼水洗，送入烘箱中，在50-55℃下干燥100-120分钟，冷却，即得所述防水聚噻吩电池添加剂。
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