CN112266699B - 一种木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合抗静电涂料及其制备与应用 - Google Patents

一种木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合抗静电涂料及其制备与应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于抗静电涂料的制备技术领域，公开一种木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4‑乙烯二氧噻吩)复合物抗静电涂料及其制备方法与应用。本发明采用可再生的生物质材料木质素，利用木质素磺酸钠的基团多样性、两亲性及其与聚苯胺和聚(3,4‑乙烯二氧噻吩)之间正负电荷和氢键相互作用，增加聚苯胺和聚(3,4‑乙烯二氧噻吩)的亲水性，将其均匀的分散在环氧树脂中，得到的涂层中高度分散的木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4‑乙烯二氧噻吩)可形成导电通道，使自由电子载流子自由传输，从而实现静电的消除。

Description

一种木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合抗静电 涂料及其制备与应用
技术领域
本发明属于抗静电涂料的制备技术领域，具体涉及一种木质素磺酸/聚苯胺/ 聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合抗静电涂料及其制备与应用。
背景技术
随着能源和环境问题的日益突出，人们利用可再生的生物质材料替代化石能源材料成为一种趋势。木质素作为一种可再生的生物质材料，其含量仅次于纤维素。木质素作为一种造纸废液的副产物常常被人忽视，利用木质素制备高附加值材料成为人们的研究热点。
静电若是在绝缘材料上大量积聚，会导致设备无法使用，比如导致精密仪器失真、电子元件报废等。抗静电涂料不仅可快速传导电流，消除静电荷，更因其工艺简单、施工方便、成本低廉而得到广泛应用。抗静电涂料按其组成和导电机理分为本征型和复合型(添加型)两种。本征型抗静电涂料是以具有导电功能的共轭π键高分子聚合物为成膜物质制备的抗静电涂料。然而并不是所有的材料含有共轭π键高分子聚合物，因此该类型涂料并不适用于所有的材料，需要复合型抗静电涂料作为它的补充。复合型抗静电涂料是在绝缘性通用高分子材料中添加抗静电剂或导电填料，通过分散、层积等方法制备的复合材料。主要可以分为三类：碳系导电填料、金属导电填料和金属氧化物导电填料。对于前者，易团聚，难分散是个问题；对于后两者，密度大，易沉降是个问题，因此需要考虑制备一种分散性好、密度小、不易沉降的抗静电剂。
发明内容
为克服现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合抗静电涂料。
本发明的另一目的在于提供由上述木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合抗静电剂的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩) 复合抗静电涂料在防止建材表面静电积聚中的应用。
本发明的再一目的在于提供一种上述木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合抗静电涂料的使用方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合抗静电涂料，其主要由以下原料制备得到：木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、环氧树脂、环氧树脂固化剂、溶剂；
其中所述的木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)与环氧树脂的质量比为0.5:100～5:100；
所述环氧树脂固化剂与环氧树脂的质量比为0.1：100～1：10；优选为0.5： 100。
所述的溶剂的用量满足：复合抗静电涂料中木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)的浓度为0.05～0.30mg/mL。
所述的环氧树脂固化剂为胺类固化剂，优选为乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和二乙氨基丙胺中的至少一种；更优选为三乙烯四胺；
所述的环氧树脂的环氧值为44～51；
所述溶剂为丙酮、乙醇、四氢呋喃、二甲苯，丁醇，二丁酯和异丙醇中的至少一种。
所述的木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)由以下方法制备得到：
(1)木质素磺酸/聚苯胺的制备：将过硫酸铵均匀溶于盐酸水溶液1中，得到过硫酸铵的盐酸溶液；将木质素磺酸钠溶于盐酸水溶液2中，再加入苯胺并搅拌使混合均匀，然后将过硫酸铵的盐酸溶液加入到其中，搅拌反应，反应结束后抽滤，水洗至滤液无色，最后冷干即得到木质素磺酸/聚苯胺纳米复合物；
(2)木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)的制备：将木质素磺酸/ 聚苯胺纳米复合物与3,4-乙烯二氧噻吩在水中配成混合液，超声分散均匀后，加入过硫酸铵进行反应，反应结束后将所得反应液进行透析，冷干得到木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合物。
步骤(1)中所述的木质素磺酸钠与苯胺的质量比为5：1～1：5，优选为1.3： 1；步骤(1)中所述苯胺与过硫酸铵的质量比为10：1～1:6，优选为1:1.3。
步骤(1)中，所述的盐酸水溶液1和盐酸水溶液2的浓度均相对独立的为 0.1mol/l～3.0mol/l，优选为1mol/l；步骤(1)中所述的盐酸溶液1和盐酸溶液2 均作为溶剂，因此并不需要限定两者的体积比，优选为1:2；步骤(1)中所述的过硫酸铵的盐酸溶液的浓度为4wt％～8wt％，优选为4.7％。步骤(1)中所述过硫酸铵的盐酸溶液优选为分三次等量加入到木质素磺酸钠和苯胺的混合溶液中；
步骤(1)中所述的混合均匀为通过磁子搅拌进行混合，以50～1000rpm的速度搅拌5～120min，搅拌速度优选为100rpm；搅拌时间优选为30min；
步骤(1)中所述的搅拌反应为磁子以50～1000rpm的速度在10-100℃搅拌 1h～72h，搅拌速度优选为100rpm，温度优选为25℃，搅拌时间优选为24h；
步骤(1)中所述的干燥优选为将滤饼真空冷冻干燥24h～72h，得到墨绿色固体粉末。
步骤(2)中，所述木质素磺酸/聚苯胺纳米复合物与3,4-乙烯二氧噻吩的质量比为5：1～1：5，优选为1：1；所述混合液中反应物(木质素磺酸/聚苯胺纳米复合物、3,4-乙烯二氧噻吩)的含量为0.1wt％～10wt％，优选为1.5wt％；所述过硫酸铵与3,4-乙烯二氧噻吩的摩尔比为5：1～1：5，优选为1：1。
步骤(2)中所述的木质素磺酸/聚苯胺纳米复合物在使用之前优选为先用研钵研磨，研磨时间为2min～60min,优选30min；步骤(2)中所述的超声分散优选为通过细胞粉碎机超声处理，超声功率为200W～500W，优选400W；超声时间为2min～120min,优选90min；
步骤(2)中所述的反应是指磁子以50～1000rpm的速度搅拌3h～72h，再用细胞粉碎机在400W超声处理90min，其中搅拌速度优选为100rpm，搅拌时间优选为24h；
步骤(2)中所述的透析，冷干是指将所得反应液用800～1200分子量的透析袋透析纯化，再将透析后的反应液冷冻干燥24h～72h，得到墨黑色复合物。
一种上述的木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合抗静电涂料的制备方法，包括以下步骤：将木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)分散在溶剂中，然后加入环氧树脂并在10～40kHz和15～30℃下超声分散30～60min，再以50～1000rpm的速度搅拌1～2小时，然后加入环氧树脂固化剂继续搅拌 5～30min；优选的，超声频率为20kHz，搅拌速度为100rpm。
上述木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合抗静电涂料在建材表面防静电中的应用。
一种上述木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合抗静电涂料的使用方法，具体为将抗静电涂料脱泡后涂覆在基底材料的表面，固化后得到木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合抗静电涂层。
其中，所述的基底材料为玻璃板、铝片或Q235碳钢；所述的固化条件为在室温条件下静置固化12～24h；所述的木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩) 复合抗静电涂层的厚度为25～70μm。
本发明所述室温和未指明的温度均为15～35℃。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
(1)本发明通过木质素磺酸钠含有大量的酚羟基和醇羟基的特点，利用其两亲性以及木质素磺酸钠和聚苯胺的N原子，以及聚(3,4-乙烯二氧噻吩)的S 原子之间的正负电荷和氢键相互作用，使得木质素磺酸钠与聚苯胺和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)之间形成紧密接触，可改变聚苯胺和聚(3,4-乙烯二氧噻吩)的疏水性，使得木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)均匀的分散在环氧树脂中，并且增加聚苯胺和聚(3，4-乙烯二氧噻吩)和环氧树脂的相容性。
(2)本发明中木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合抗静电涂料的制备工艺简单，可操作性强。由于利用的木质素为可再生的生物质材料，因此绿色环保，成本较低，使用方便。涂层中高度分散的木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4- 乙烯二氧噻吩)可形成导电通道，使自由电子载流子自由传输，从而实现静电的消除，该涂料可广泛应用于裸露的金属基材和其他建材表面，延长被保护基体的服役寿命。通过四探针测试仪测试其电阻率，可低至0.438kΩ·cm。
附图说明
图1为实施例7的木质素磺酸钠、苯胺、EDOT、木质素磺酸钠/聚苯胺、木质素磺酸钠/聚苯胺/PEDOT的傅里叶红外表征图。
图2为实施例7制备的木质素磺酸钠/聚苯胺/PEDOT抗静电涂料的SEM图。
图3为实施例7制备的木质素磺酸钠/聚苯胺/PEDOT分散在丙酮溶液中溶液的光学显微镜图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例中所用试剂如无特殊说明均可从市场常规购得。
实施例1
本实施例提供一种木质素磺酸/聚苯胺/聚(3,4-乙烯二氧噻吩)复合物抗静电涂层和木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物抗静电涂层的制备方法。
(1)将5g的木质素磺酸钠加入500ml烧瓶中，加入200ml,1mol/L的盐酸溶液，搅拌至全部溶解。然后向其中加入4.0ml苯胺，将混合液置于25℃水浴锅中恒温30min。另外称取4.94g过硫酸铵于250ml的烧瓶中，加入100ml，1mol/L 的盐酸溶液，25℃下恒温30min，搅拌至过硫酸铵完全溶解，再将其加入上述混合液中，磁子搅拌(100rpm)24h。将所得到墨绿色产物抽滤，用去离子水水洗至滤液无色，再用冷冻干燥机真空冷冻干燥48h，得到木质素磺酸钠/聚苯胺纳米复合物粉末。
(2)将木质素磺酸钠/聚苯胺纳米复合物放入研钵中研磨30min，然后称取研磨好的木质素磺酸钠/聚苯胺纳米复合物3.01g于反应瓶中，加入400ml的去离子水，再加入2.99g的3，4-乙烯二氧噻吩(木质素磺酸/聚苯胺纳米复合物与 3，4-乙烯二氧噻吩单体的质量比为1：1)，配成反应物浓度为1.5％的混合液，于室温下，采用细胞粉碎机，400W，超声90分钟，再加入4.80g的过硫酸铵(过硫酸铵与3，4-乙烯二氧噻吩单体的摩尔比为1：1)，用磁子搅拌(100rpm)12h，再用细胞粉碎机超声90min(400W)。将反应液装入800～1200的透析膜中透析 48h,取出透析液，放入冰箱冷冻，冻好后放入冷冻干燥机中真空冷冻干燥24h，得到木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物粉末。
(3)将木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物分散在丙酮中得到分散液，使分散液的浓度为0.05mg/mL，将分散液与e-51环氧树脂按照木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物与e-51环氧树脂的质量比为0.5:100 混合，在20kHz和25℃超声30min，100rpm搅拌1小时，再加入和环氧树脂质量比为7:100的三乙烯四胺固化剂混合搅拌15min混合均匀得到抗静电涂料，在真空烘箱中，真空抽除气泡得到抗静电涂料；利用旋涂仪将抗静电涂料在Q235碳钢上涂成45μm厚的涂层。室温条件下固化12h，得到所述的木质素磺酸/聚苯胺/聚(3， 4-乙烯二氧噻吩)复合物抗静电涂层。
实施例2
本实施例提供一种木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物抗静电涂层的制备方法。
(1)木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物的制备采取实施例1相同的方法
(2)将木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物分散在丙酮中得到分散液，使分散液的浓度为0.05mg/mL，将分散液与e-51环氧树脂按照木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物与e-51环氧树脂的质量比为 2:100混合，在20kHz和25℃超声30min，100rpm搅拌1小时，再加入和环氧树脂质量比为7:100的三乙烯四胺固化剂混合搅拌15min混合均匀得到抗静电涂料，在真空烘箱中，真空抽除气泡得到抗静电涂料；利用旋涂仪将抗静电涂料在Q235碳钢上涂成45μm厚的涂层。室温条件下固化12h，得到所述的木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物抗静电涂层。
实施例3
本实施例提供木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物抗静电涂层的制备方法。
(1)木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物的制备采取实施例1相同的方法。
(2)将木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物分散在丙酮中，使分散液得浓度为0.05mg/mL，将分散液与e-51环氧树脂按照木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物与e-51环氧树脂的质量比为5:100混合，然后在20kHz和25℃下超声30min，100rpm搅拌1小时，再加入和环氧树脂质量比为7:100的三乙烯四胺固化剂混合搅拌15min混合均匀，在真空烘箱条件下，真空抽除气泡得到抗静电涂料；利用旋涂仪将抗静电涂料在Q235碳钢上涂成 45μm厚的涂层。室温条件下固化12h，得到所述的木质素磺酸/聚苯胺/聚(3， 4-乙烯二氧噻吩)复合物抗静电涂层。
实施例4
本实施例提供一种木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物抗静电涂层的制备方法。
(1)采用实施例1的方法制备木质素磺酸/聚苯胺纳米复合物。将木质素磺酸钠/聚苯胺纳米复合物放入研钵中研磨30min，然后称取研磨好的木质素磺酸/ 聚苯胺纳米复合物3.01g于反应瓶中，加入334ml的去离子水，再加入2.00g的 3，4-乙烯二氧噻吩(木质素磺酸/聚苯胺纳米复合物与3，4-乙烯二氧噻吩单体的质量比为1.5：1)，配成反应物浓度为1.5％的混合液，于室温下，采用细胞粉碎机，400W，超声90分钟，再加入3.22g的过硫酸铵(过硫酸铵与3，4-乙烯二氧噻吩单体得到摩尔比为1：1)，用磁子搅拌(100rpm)12h，再用细胞粉碎机超声90min。将反应液装入800～1200的透析膜中透析48h,取出透析液，放入冰箱冷冻，冻好后放入冷冻干燥机中真空冷冻干燥24h，得到木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物粉末。
(2)将木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物分散在丙酮中，使分散液得浓度为0.05mg/mL，按照分散液中木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物的质量与e-51环氧树脂的质量比为0.5:100混合，然后在20kHz 和25℃下超声30min，100rpm搅拌1小时，再加入和环氧树脂质量比为7:100 的三乙烯四胺固化剂混合搅拌15min混合均匀，在真空烘箱条件下，真空抽除气泡得到抗静电涂料；利用旋涂仪将抗静电涂料在Q235碳钢上涂成45μm厚的涂层。室温条件下固化12h，得到所述的木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物抗静电涂层。
实施例5
本实施例提供一种木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物抗静电涂层的制备方法。
(1)采用实施例1的方法制备木质素磺酸/聚苯胺纳米复合物。将木质素磺酸钠/聚苯胺纳米复合物放入研钵中研磨30min，然后称取研磨好的木质素磺酸/聚苯胺纳米复合物3.01g于反应瓶中，加入301ml的去离子水，再加入1.51g的3， 4-乙烯二氧噻吩(木质素磺酸/聚苯胺纳米复合物与3，4-乙烯二氧噻吩单体的质量比为2：1)，配成反应物浓度为1.5％的混合液，于室温下，采用细胞粉碎机， 400W，超声90分钟，再加入2.42g的过硫酸铵(过硫酸铵与3，4-乙烯二氧噻吩单体得到摩尔比为1：1)，用磁子搅拌(100rpm)12h，再用细胞粉碎机超声 90min。将反应液装入800～1200的透析膜中透析48h,取出透析液，放入冰箱冷冻，冻好后放入冷冻干燥机中真空冷冻干燥24h，得到木质素磺酸/聚苯胺/聚(3， 4-乙烯二氧噻吩)复合物粉末。
(2)将木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物分散在丙酮中，使分散液得浓度为0.05mg/mL，按照分散液中木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物的质量与e-51环氧树脂的质量比为0.5:100混合，然后在20kHz 和25℃下超声30min，100rpm搅拌1小时，再加入和环氧树脂质量比为7:100 的三乙烯四胺固化剂混合搅拌15min混合均匀，在真空烘箱条件下，真空抽除气泡得到抗静电涂料；利用旋涂仪将抗静电涂料在Q235碳钢上涂成45μm厚的涂层。室温条件下固化12h，得到所述的木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物抗静电涂层。
实施例6
本实施例提供木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物抗静电涂层的制备方法。
(1)木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物的制备采取实施例1相同的方法。
(2)将木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物分散在丙酮中，使分散液得浓度为0.15mg/mL，将分散液与e-51环氧树脂按照木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物与e-51环氧树脂的质量比为5:100混合，然后在20kHz和25℃下超声30min，100rpm搅拌1小时，再加入和环氧树脂质量比为7:100的三乙烯四胺固化剂混合搅拌15min混合均匀，在真空烘箱条件下，真空抽除气泡得到抗静电涂料；利用旋涂仪将抗静电涂料在Q235碳钢上涂成 45μm厚的涂层。室温条件下固化12h，得到所述的木质素磺酸/聚苯胺/聚(3， 4-乙烯二氧噻吩)复合物抗静电涂层。
实施例7
本实施例提供木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物抗静电涂层的制备方法。
(1)木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物的制备采取实施例1相同的方法。
(2)将木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物分散在丙酮中，使分散液得浓度为0.3mg/mL，将分散液与e-51环氧树脂按照木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物与e-51环氧树脂的质量比为5:100混合，然后在20kHz和25℃下超声30min，100rpm搅拌1小时，再加入和环氧树脂质量比为7:100的三乙烯四胺固化剂混合搅拌15min混合均匀，在真空烘箱条件下，真空抽除气泡得到抗静电涂料；利用旋涂仪将抗静电涂料在Q235碳钢上涂成 45μm厚的涂层。室温条件下固化12h，得到所述的木质素磺酸/聚苯胺/聚(3，4-乙烯二氧噻吩)复合物抗静电涂层。
对比例1
(1)e-51环氧树脂(EP)抗静电涂层的制备：
按照实施例1的步骤(3)中丙酮和e-51环氧树脂的加入量，取环氧树脂加入丙酮中，然后在20kHz和25℃下超声30min，100rpm搅拌1小时，再加入和环氧树脂质量比为7:100的三乙烯四胺固化剂混合搅拌15min混合均匀，在真空烘箱条件下，真空抽除气泡得到抗静电涂料；利用旋涂仪将抗静电涂料在Q235 碳钢上涂成45μm厚的涂层。室温条件下固化12h，得到所述的e-51环氧树脂抗静电涂层。
(2)聚(3，4-乙烯二氧噻吩)抗静电涂层的制备：
将聚(3，4-乙烯二氧噻吩)分散在丙酮中得到分散液，使分散液得浓度为0.05mg/mL，将分散液与e-51环氧树脂按照聚(3，4-乙烯二氧噻吩)与e-51环氧树脂的质量比为0.5:100混合，然后在20kHz和25℃下超声30min，100rpm 搅拌1小时，再加入和环氧树脂质量比为7:100的三乙烯四胺固化剂混合搅拌 15min混合均匀，在真空烘箱条件下，真空抽除气泡；待气泡除尽后得到抗静电的涂料，利用旋涂仪将抗静电涂料在Q235碳钢上涂成45μm厚的涂层。室温条件下固化12h，得到所述的聚(3，4-乙烯二氧噻吩)基复合抗静电涂层。
图1为实施例7的木质素磺酸钠(LS)、苯胺(AN)、EDOT、木质素磺酸钠/聚苯胺(LS/PAN)、木质素磺酸钠/聚苯胺/PEDOT(LS/PAN/PEDOT)的傅里叶红外表征图，实施例1-6中产物的IR图与图1基本一致。结合相关文献和书籍，从图1可以看出，本发明成功的制备了木质素磺酸钠/聚苯胺(LS/PAN)、木质素磺酸钠/聚苯胺/PEDOT(LS/PAN/PEDOT)。
图2为实施例7制备的木质素磺酸钠/聚苯胺/PEDOT抗静电涂料的SEM图。从图2中可以看出，制备的木质素磺酸钠/聚苯胺/PEDOT的粒径大约在100nm 左右。
图3为实施例7制备的木质素磺酸钠/聚苯胺/PEDOT分散在丙酮溶液中溶液的光学显微镜图。从图3中可以看出，制备的木质素磺酸钠/聚苯胺/PEDOT 在丙酮中分散性良好。
实施例7制备的木质素磺酸钠/聚苯胺/PEDOT的电阻率测试结果如表1所示，表1采用四探针法测试电阻率，具体测试结果如下表1所示：
表1四探针法测试电阻率的结果数据
Figure BDA0002731060280000111
从结果可以看出，该抗静电涂料的电阻率为438Ω·cm，换算成电导率为 2.28*10-3S·cm-1，满足抗静电要求。通过同样的方法对实施例1-6中的抗静电涂料进行同样的测试，实施例1-6中抗静电涂料的电阻率如下：实例1：685Ω·cm；实例2：603Ω·cm；实例3：546Ω·cm；实例4：611Ω·cm；实例5：560Ω·cm；实例6：475Ω·cm；实例7：438Ω·cm。对比例1中步骤(1)制备的e-51环氧树脂抗静电涂层的电阻率大于20MΩ·cm，对比例1中步骤(2)制备的聚(3， 4-乙烯二氧噻吩)基复合抗静电涂层的电阻率为105Ω·cm。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种木质素磺酸钠/聚苯胺/聚（3，4-乙烯二氧噻吩）复合物抗静电涂料，其特征在于主要由以下原料制备得到：木质素磺酸钠/聚苯胺/聚（3,4-乙烯二氧噻吩）、环氧树脂、环氧树脂固化剂、溶剂;
所述的木质素磺酸钠/聚苯胺/聚（3,4-乙烯二氧噻吩）由以下方法制备得到：
步骤（1）木质素磺酸钠/聚苯胺的制备：将过硫酸铵均匀溶于盐酸水溶液1中，得到过硫酸铵的盐酸溶液；将木质素磺酸钠溶于盐酸水溶液2中，再加入苯胺并搅拌使混合均匀，然后将过硫酸铵的盐酸溶液加入到其中，搅拌反应，反应结束后抽滤，水洗至滤液无色，最后冷干即得到木质素磺酸钠/聚苯胺纳米复合物；
步骤（2）木质素磺酸钠/聚苯胺/聚（3,4-乙烯二氧噻吩）的制备：将木质素磺酸钠/聚苯胺纳米复合物与3,4-乙烯二氧噻吩在水中配成混合液，超声分散均匀后，加入过硫酸铵进行反应，反应结束后将所得反应液进行透析，冷干得到木质素磺酸钠/聚苯胺/聚（3,4-乙烯二氧噻吩）复合物;
步骤(2)中，所述木质素磺酸钠/聚苯胺纳米复合物与3 ,4-乙烯二氧噻吩的质量比为1：1。
2.根据权利要求1所述的木质素磺酸钠/聚苯胺/聚（3，4-乙烯二氧噻吩）复合物抗静电涂料，其特征在于：
所述的木质素磺酸钠/聚苯胺/聚（3,4-乙烯二氧噻吩）与环氧树脂的质量比为0.5:100～5:100；
所述环氧树脂固化剂与环氧树脂的质量比为0.1：100~1：10；
所述的溶剂的用量满足：复合抗静电涂料中木质素磺酸钠/聚苯胺/聚（3,4-乙烯二氧噻吩）的浓度为0.05~0.30mg/mL。
3.根据权利要求1所述的木质素磺酸钠/聚苯胺/聚（3，4-乙烯二氧噻吩）复合物抗静电涂料，其特征在于：
所述的环氧树脂固化剂为胺类固化剂；
所述的环氧树脂的环氧值为44~51；
所述溶剂为丙酮、乙醇、四氢呋喃、二甲苯，丁醇，二丁酯和异丙醇中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的木质素磺酸钠/聚苯胺/聚（3，4-乙烯二氧噻吩）复合物抗静电涂料，其特征在于：
步骤（1）中所述的木质素磺酸钠与苯胺的质量比为5：1~1：5；所述苯胺与过硫酸铵的质量比为10:1~1:6；
步骤（1）中所述的搅拌反应为磁子以50~1000rpm的速度在10-100℃搅拌1h~72h；
步骤（1）中所述的冷干为将滤饼真空冷冻干燥24h~72h，得到墨绿色固体粉末。
5.根据权利要求1所述的木质素磺酸钠/聚苯胺/聚（3，4-乙烯二氧噻吩）复合物抗静电涂料，其特征在于：
所述混合液中反应物的含量为0.1wt%~10wt%；所述过硫酸铵与3,4-乙烯二氧噻吩的摩尔比为5：1~1：5；
步骤（2）中所述的超声分散为通过细胞粉碎机超声处理，超声功率为200W~500W，超声时间为2min~120min；
步骤（2）中所述的反应是指磁子以50~1000rpm的速度搅拌3h~72h，再用细胞粉碎机在400W超声处理90min；
步骤（2）中所述的透析，冷干是指将所得反应液用800~1200分子量的透析袋透析纯化，再将透析后的反应液冷冻干燥24h~72h，得到墨黑色复合物。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的木质素磺酸钠/聚苯胺/聚（3,4-乙烯二氧噻吩）复合物抗静电涂料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将木质素磺酸钠/聚苯胺/聚（3,4-乙烯二氧噻吩）、环氧树脂和环氧树脂固化剂在溶剂中混合均匀，得到抗静电涂料。
7.根据权利要求6所述的木质素磺酸钠/聚苯胺/聚（3,4-乙烯二氧噻吩）复合物抗静电涂料的制备方法，其特征在于具体包括以下步骤：
将木质素磺酸钠/聚苯胺/聚（3,4-乙烯二氧噻吩）分散在溶剂中，然后加入环氧树脂并在10~40kHz和15～30℃下超声分散30～60min，再以50~1000rpm的速度搅拌1~2小时，然后加入环氧树脂固化剂继续搅拌5~30min，得到抗静电涂料。
8.根据权利要求1-5任一项所述的木质素磺酸钠/聚苯胺/聚（3,4-乙烯二氧噻吩）复合物抗静电涂料在建材表面防静电的应用。
9.一种根据权利要求1-5任一项所述木质素磺酸钠/聚苯胺/聚（3,4-乙烯二氧噻吩）复合物抗静电涂料的使用方法，其特征在于，具体步骤为：
将抗静电涂料脱泡后涂覆在基底材料的表面，固化后得到木质素磺酸钠/聚苯胺/聚（3,4-乙烯二氧噻吩）复合物抗静电涂层；
其中，所述的基底材料为玻璃板、铝片或Q235碳钢；所述的固化的条件为在室温条件下固化12～24h；所述的木质素磺酸钠/聚苯胺/聚（3,4-乙烯二氧噻吩）复合物抗静电涂层的厚度为25～70μm。
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