[發明專利]一種以十二烷基苯磺酸摻雜聚吡咯為導電組份的導電混凝土及其制備方法

有效

• 申請號: 201610041632.1
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105753399B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 徐祖順;廖光福;張勇;曾維國;張博曉
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C08G73/06;C08K5/42;C04B14/06;C04B24/16;C04B24/28
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本發明屬于復合材料領域，具體涉及一種以十二烷基苯磺酸摻雜聚吡咯為導電組份的導電混凝土及其制備方法。

背景技術

隨著科學技術的發展，對材料的性能提出了更高的要求。導電混凝土賦予了混凝土導電性能和機敏性能，其在電工、工業防靜電、建筑采暖、路面融雪化冰等工程中有著非常重要的作用。聚吡咯因其易于制備、良好的環境穩定性和熱穩定性、較高的機械性能和較高的導電率被認為是最有商業價值的導電高分子材料之一,在電催化材料、傳感器、金屬防腐材料、二次電池電極材料、藥物釋放材料和電控離子交換等諸多領域得到了廣泛的研究與應用。本征態的聚吡咯的加工性能和導電性能較差，選擇合適的摻雜劑對本征態的聚吡咯進行摻雜可以得到電導率較高的聚吡咯。以高電導率的聚吡咯制備導電混凝土，可預期制得的導電混凝土具有部分聚吡咯的特性，即具有良好的環境穩定性、熱穩定性和較高的機械性能等。本發明選用十二烷基苯磺酸作為摻雜劑，得到的十二烷基苯磺酸摻雜的聚吡咯具有較高的電導率，可達110S/cm。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種以十二烷基苯磺酸摻雜聚吡咯為導電組分的導電混凝土，其具有優異的導電性能、機械性能、耐高溫性能和耐環境穩定性能。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種以十二烷基苯磺酸摻雜聚吡咯為導電組份的導電混凝土，包括如下重量份數的原料:水泥100-200份，砂100-200份，十二烷基苯磺酸摻雜聚吡咯10-100份，分散劑0.1-1份，水80-180份。

其中，所述十二烷基苯磺酸摻雜聚吡咯可由以下方法制備：將十二烷基苯磺酸、吡咯和去離子水按照0.7-0.8：0.9-1：150-200的摩爾比例混合并充分攪拌得均勻乳液體系，隨后在0℃下向所述乳液體系內逐滴滴加濃度為0.5-1mol/L的三氯化鐵溶液至三氯化鐵的摩爾數為上述吡咯的0.5-1倍，滴加完畢后在0℃下繼續反應24h以上，反應完成后將反應物離心并過濾，濾餅用無水乙醇和去離子水洗滌多次，最后在50℃下真空干燥12小時以上，所得產物即為十二烷基苯磺酸摻雜聚吡咯。

優選的，在均勻乳液體系中所述十二烷基苯磺酸、吡咯和去離子水的摩爾比例為0.7：1：170。

具體的，所述十二烷基苯磺酸摻雜聚吡咯的電導率為50-110S/cm。

具體的，所述分散劑為Tego 760W、Tego 755W或海明斯德謙FX 600水性分散劑中的任一種，所述水泥為硅酸鹽復合水泥，所述砂為山砂或河砂。

具體的，所述分散劑與十二烷基苯磺酸摻雜聚吡咯的重量比例為1：100。

本發明還提供上述以十二烷基苯磺酸摻雜聚吡咯為導電組份的導電混凝土的制備方法，包括如下步驟:各原料的重量份數按同一重量單位計，

S1:將十二烷基苯磺酸摻雜聚吡咯10-100份、水80-180份和分散劑0.1-1份混合后進行球磨分散處理，得到十二烷基苯磺酸摻雜聚吡咯在水中的分散液；

S2:將水泥100-200份、砂100-200份和S1制備的全部分散液一起加入攪拌機中充分攪拌，得各原料混合均勻的混合物；

S3:將S2中制備的混合物倒入模具中制樣，充分振搗后在室溫下靜置1天，拆模，取出樣塊，放入混凝土養護箱中進行標準養護；

S4:將S3中的樣塊從養護箱中取出，置于室溫和干燥條件下養護7天，得以十二烷基苯磺酸摻雜聚吡咯為導電組分的導電混凝土。

具體的，S3中所述的標準養護為在20±2℃和相對濕度95％以上的環境下養護28天。

本發明的有益效果是：相較于現有技術，本發明提供了一種以十二烷基苯磺酸摻雜聚吡咯為導電組分的導電混凝土及其制備方法，本發明制備的導電混凝土還具有優異的機械性能、耐環境穩定性能、耐高溫性能等；作為導電組分的十二烷基苯磺酸摻雜聚吡咯以本發明提供的方法制備可具有很高的電導率，以其制備的導電混凝土的導電性能優異；本發明提供的制備導電混凝土的方法簡單，使用的原料易得，適用于大規模工業生產；制得的導電混凝土試樣不僅具有優異的導電性能(電阻率低至15Ω·cm)，并且具有非常優異的機械性能(耐壓強度達到46.1MPa)、耐環境穩定性能和耐高溫性能，未來其將會具有良好的應用前景。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能一次限定本發明的保護范圍。

本發明中所使用的方法，如無特殊規定，均為常規方法，本發明所使用的試劑，如無特殊規定，均為市售產品。

實施例1