CN108565340A - 一种聚合物插层聚噻吩电池添加剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚合物插层聚噻吩电池添加剂，它是由下述重量份的原料组成的：丙烯酸铵30‑40、过氧化二异丙苯0.7‑1、噻吩100‑130、六水三氯化铁3‑4、三盐基硫酸铅0.03‑0.1、有机炭黑分散液10‑13，本发明以丙烯酰胺为单体，以有机改性的炭黑分散液为反应溶剂，在引发剂作用下聚合，之后再引入噻吩单体进行聚合，实现了聚丙烯酰胺在聚合物间的插层，从而提高了成品添加剂的导电稳定性和力学强度。

Description

一种聚合物插层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，具体涉及一种聚合物插层聚噻吩电池添加剂及其制备方法。
背景技术
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，聚噻吩因其良好的光学、电学和环境稳定性，受到科研工作者的重视。其与无机纳米材料复合形成有机无机纳米复合材料，不仅由于无机物的引入改善其原有性能，而且因纳米效应及聚噻吩与无机物之间的协同作用，使得复合材料的性能优于单一组分性能的简单加和，然而如果改善无机填料与聚噻吩的相容性，是目前研究的重点。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种聚合物插层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：
一种聚合物插层聚噻吩电池添加剂，它是由下述重量份的原料组成的：
丙烯酸铵30-40、过氧化二异丙苯0.7-1、噻吩100-130、六水三氯化铁3-4、三盐基硫酸铅0.03-0.1、有机炭黑分散液10-13。
所述的有机炭黑分散液是由下述重量份的原料组成的：
三乙醇胺2-3、乙炔炭黑1-2、甲基丙烯酸异辛酯0.7-1、硬脂酸1-2。
所述的有机炭黑分散液的制备方法，包括以下步骤：
(1)取乙炔炭黑、硬脂酸混合，在55-60℃下保温搅拌20-30分钟，加入到混合料重量10-14倍的去离子水中，搅拌均匀，得炭黑分散液；
(2)取三乙醇胺，加入到上述炭黑分散液中，在70-75℃下保温搅拌10-15分钟，加入甲基丙烯酸异辛酯，搅拌至常温，即得所述有机炭黑分散液。
一种聚合物插层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17-20倍的去离子水中，搅拌均匀，得氧化剂溶液；
(2)取过氧化二异丙苯，加入到其重量5-9倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得引发剂溶液；
(3)取丙烯酸铵，加入到上述有机炭黑分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为60-75℃，加入上述引发剂溶液，保温搅拌3-4小时，降低反应釜温度为10-15℃，加入噻吩、氧化剂溶液，搅拌反应10-13小时，出料，得插层改善聚噻吩溶液；
(4)取三盐基硫酸铅，加入到上述插层改善聚噻吩溶液中，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，送入烘箱中，在50-55℃下干燥1-2小时，冷却至常温，即得所述聚合物插层聚噻吩电池添加剂。
本发明的优点：
本发明采用硬脂酸与三乙醇胺共混反应处理乙炔炭黑，有效的改善了炭黑的表面活性，然后以丙烯酰胺为单体，以有机改性的炭黑分散液为反应溶剂，在引发剂作用下聚合，之后再引入噻吩单体进行聚合，实现了聚丙烯酰胺在聚合物间的插层，从而提高了成品添加剂的导电稳定性和力学强度。
具体实施方式
实施例1
一种聚合物插层聚噻吩电池添加剂，它是由下述重量份的原料组成的：
丙烯酸铵30、过氧化二异丙苯0.7、噻吩100、六水三氯化铁3、三盐基硫酸铅0.03、有机炭黑分散液10。
所述的有机炭黑分散液是由下述重量份的原料组成的：
三乙醇胺2、乙炔炭黑、甲基丙烯酸异辛酯0.7、硬脂酸1。
所述的有机炭黑分散液的制备方法，包括以下步骤：
(1)取乙炔炭黑、硬脂酸混合，在55℃下保温搅拌20分钟，加入到混合料重量10倍的去离子水中，搅拌均匀，得炭黑分散液；
(2)取三乙醇胺，加入到上述炭黑分散液中，在70℃下保温搅拌10分钟，加入甲基丙烯酸异辛酯，搅拌至常温，即得所述有机炭黑分散液。
一种聚合物插层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17倍的去离子水中，搅拌均匀，得氧化剂溶液；
(2)取过氧化二异丙苯，加入到其重量5倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得引发剂溶液；
(3)取丙烯酸铵，加入到上述有机炭黑分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为60℃，加入上述引发剂溶液，保温搅拌3小时，降低反应釜温度为10℃，加入噻吩、氧化剂溶液，搅拌反应10小时，出料，得插层改善聚噻吩溶液；
(4)取三盐基硫酸铅，加入到上述插层改善聚噻吩溶液中，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，送入烘箱中，在50℃下干燥1小时，冷却至常温，即得所述聚合物插层聚噻吩电池添加剂。
实施例2
一种聚合物插层聚噻吩电池添加剂，它是由下述重量份的原料组成的：
丙烯酸铵40、过氧化二异丙苯1、噻吩130、六水三氯化铁4、三盐基硫酸铅0.1、有机炭黑分散液13。
所述的有机炭黑分散液是由下述重量份的原料组成的：
三乙醇胺3、乙炔炭黑2、甲基丙烯酸异辛酯1、硬脂酸2。
所述的有机炭黑分散液的制备方法，包括以下步骤：
(1)取乙炔炭黑、硬脂酸混合，在60℃下保温搅拌30分钟，加入到混合料重量14倍的去离子水中，搅拌均匀，得炭黑分散液；
(2)取三乙醇胺，加入到上述炭黑分散液中，在75℃下保温搅拌15分钟，加入甲基丙烯酸异辛酯，搅拌至常温，即得所述有机炭黑分散液。
一种聚合物插层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)取过氧化二异丙苯，加入到其重量9倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得引发剂溶液；
(3)取丙烯酸铵，加入到上述有机炭黑分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为75℃，加入上述引发剂溶液，保温搅拌4小时，降低反应釜温度为15℃，加入噻吩、氧化剂溶液，搅拌反应10-13小时，出料，得插层改善聚噻吩溶液；
(4)取三盐基硫酸铅，加入到上述插层改善聚噻吩溶液中，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，送入烘箱中，在55℃下干燥2小时，冷却至常温，即得所述聚合物插层聚噻吩电池添加剂。
性能测试：
本发明聚合物插层聚噻吩电池添加剂的电导率为0.50-0.58S/cm、拉伸强度为23.3-27.1Mpa。

Claims (4)

1.一种聚合物插层聚噻吩电池添加剂，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
丙烯酸铵30-40、过氧化二异丙苯0.7-1、噻吩100-130、六水三氯化铁3-4、三盐基硫酸铅0.03-0.1、有机炭黑分散液10-13。
2.根据权利要求1所述的一种聚合物插层聚噻吩电池添加剂，其特征在于，所述的有机炭黑分散液是由下述重量份的原料组成的：
三乙醇胺2-3、乙炔炭黑1-2、甲基丙烯酸异辛酯0.7-1、硬脂酸1-2。
3.根据权利要求2所述的一种聚合物插层聚噻吩电池添加剂，其特征在于，所述的有机炭黑分散液的制备方法，包括以下步骤：
(1)取乙炔炭黑、硬脂酸混合，在55-60℃下保温搅拌20-30分钟，加入到混合料重量10-14倍的去离子水中，搅拌均匀，得炭黑分散液；
(2)取三乙醇胺，加入到上述炭黑分散液中，在70-75℃下保温搅拌10-15分钟，加入甲基丙烯酸异辛酯，搅拌至常温，即得所述有机炭黑分散液。
4.一种如权利要求1所述聚合物插层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17-20倍的去离子水中，搅拌均匀，得氧化剂溶液；
(2)取过氧化二异丙苯，加入到其重量5-9倍的无水乙醇中，搅拌均匀，得引发剂溶液；
(3)取丙烯酸铵，加入到上述有机炭黑分散液中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为60-75℃，加入上述引发剂溶液，保温搅拌3-4小时，降低反应釜温度为10-15℃，加入噻吩、氧化剂溶液，搅拌反应10-13小时，出料，得插层改善聚噻吩溶液；
(4)取三盐基硫酸铅，加入到上述插层改善聚噻吩溶液中，搅拌均匀，抽滤，将滤饼水洗，送入烘箱中，在50-55℃下干燥1-2小时，冷却至常温，即得所述聚合物插层聚噻吩电池添加剂。
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