[發(fā)明專利]一種聚苯胺水性分散液及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810301619.0
• 申請日: 2008-05-19
• 公開（公告）號: CN101270186A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發(fā)明（設計）人: 馬建權;田冰;張勇剛;鄒永金
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02;C08J3/03;H01B1/12
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所
• 代理人: 武森濤

技術領域

本發(fā)明涉及一種聚苯胺水性分散液及其制備方法，屬于有機化學領域。

背景技術

聚苯胺(本發(fā)明中所述的聚苯胺均為導電聚苯胺)的主鏈上含有交替的苯環(huán)和氮原子，是一種特殊的導電聚合物，常用于制備傳感器、電池、電容器等。聚苯胺的導電性能良好，也可以用來制備水性抗靜電涂料，但由于其可加工性較差，需要納米級的聚苯胺才能改善其可加工性。目前，制備納米級聚苯胺顆粒的方法主要有微乳液聚合法和分散聚合法。微乳液聚合法需要大量的乳化劑，不能直接使用，經(jīng)破乳、過濾、洗滌、產(chǎn)物收集等繁雜的后處理后純度仍然不高，直接影響其性能。分散聚合法制備的聚苯胺分散液在選擇適當?shù)姆稚┑那闆r下可以直接使用，但分散穩(wěn)定性較差。因此，本領域目前迫切需求一種可以直接使用、分散穩(wěn)定性好的聚苯胺水性分散液。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的第一個技術問題是提供一種可以直接使用、分散穩(wěn)定性好的聚苯胺水性分散液。

本發(fā)明聚苯胺水性分散液，在硅溶膠、有機酸和水組成的分散介質中，由氧化劑氧化單體苯胺，聚合反應得到聚苯胺水性分散液；其中按重量比，苯胺∶硅溶膠∶水∶有機酸＝100∶10～500∶1000～20000∶100～500。

其中，上述的氧化劑為過硫酸銨，過硫酸銨與苯胺的摩爾比為1∶1。

進一步的，為了使聚苯胺水性分散液的性能更好，上述的硅溶膠的粒徑＜20nm，固含量為5～30％。

本發(fā)明聚苯胺水性分散液，其原料組分中的有機酸可以是常用的有機酸，為了使聚苯胺水性分散液的性能更好，上述的有機酸優(yōu)選為草酸、酒石酸、檸檬酸中至少一種；最優(yōu)選檸檬酸。

其中，上述的水作為聚苯胺水性分散液的溶劑，如果含有鹽離子，則會影響聚苯胺水性分散液的性能，如導電性等，因此，上述的水為去離子水。

進一步的，為了使聚苯胺水性分散液的性能更好，上述的苯胺、硅溶膠、水和有機酸的重量比優(yōu)選：苯胺∶硅溶膠∶水∶有機酸＝100∶100～500∶2500～5500∶200～400；更優(yōu)選：苯胺∶硅溶膠∶水∶有機酸＝100∶200～500∶5000～5500∶300～400。

本發(fā)明的第二個目的是提供一種上述的聚苯胺水性分散液的制備方法，該方法采用氧化分散聚合法，其步驟為：

a、按重量比，將苯胺、有機酸、硅溶膠加入水中，攪拌均勻；

b、邊攪拌邊滴加氧化劑溶液，聚合反應結束后繼續(xù)攪拌2～24h，即得。

進一步的，上述的聚苯胺水性分散液的制備方法，還包括以下步驟：

c、將b步驟制得聚苯胺水性分散液進行抽濾，所得濾餅再分散于水或硅溶膠中，并用有機酸調節(jié)pH值，即得所需pH值的導電聚苯胺水性分散液。

本發(fā)明聚苯胺水性分散液的制備方法簡單，解決了聚苯胺可加工性差的技術難題。本發(fā)明聚苯胺水性分散液，其聚苯胺顆粒的電導率可以達到55S/cm以上，穩(wěn)定性好，可直接應用于水性抗靜電涂料、水性防腐涂料等方面，具有廣闊的應用前景。

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明的具體實施方式做進一步的描述。

實施例1

稱取20g草酸、9.3g苯胺、10g硅溶膠(青島海洋化工，JN-40)加入200g去離子水中，使草酸、苯胺完全溶解后；將22.8g過硫酸銨溶于50g去離子水中；邊攪拌苯胺溶液邊滴加過硫酸銨溶液，30min內滴完，再攪拌3h即可得到分散穩(wěn)定的聚苯胺水性分散液。將分散液直接過濾并在50℃烘干24h后得到的粉體電導率為12.5S/cm。

實施例2

稱取30g檸檬酸、9.3g苯胺、20g硅溶膠(阿克蘇諾貝爾，R301)加入200g去離子水中，使草酸、苯胺完全溶解后；將22.8g過硫酸銨溶于50g去離子水中；邊攪拌苯胺溶液邊滴加過硫酸銨溶液，30min內滴完，再攪拌3h即可得到分散為穩(wěn)定的導電聚苯胺水性分散液。將分散液直接過濾并在50℃烘干24h后得到的粉體電導率為55S/cm。

實施例3

將實施例2得到的分散液經(jīng)抽濾后得到的濾餅置于200g去離子水中攪拌分散30min，再超聲分散30min即可得到分散穩(wěn)定的聚苯胺水性分散液。

實施例4

將實施例2得到的分散液經(jīng)抽濾后得到的濾餅置于含有20g硅溶膠(阿克蘇諾貝爾，R301)的200g去離子水中攪拌分散30min，再超聲分散30min即可得到分散穩(wěn)定的聚苯胺水性分散液。