專利名稱：一種聚苯胺水性分散液及其制備方法
技術領域：
本發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。
技術背景聚苯胺(本發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，經破乳、過濾、洗滌、產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的分散劑的 情況下可以直接使用，但分散穩定性較差。因此，本領域目前迫切需求一種可以直接使用、 分散穩定性好的聚苯胺水性分散液。發明內容本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種可以直接使用、分散穩定性好的聚苯胺水 性分散液。本發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l: 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，上述的有機酸優選為草酸、酒石酸、檸檬酸中至少一種；最優選檸 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選苯胺硅溶膠水有機酸=100:100 500:2500 5500:200 400;更優選苯 胺硅溶膠7K:有機酸=100:200 500:5000 5500:300 400 。本發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pH值，即得所需pH值的導電聚苯胺水性分散液。本發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 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明的具體實施方式
做進一步的描述。 實施例l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即可得到分散穩定的聚苯胺水性分散液。將分散液直 接過濾并在5(TC烘干24h后得到的粉體電導率為12. 5 S/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即可得到分散為穩定的導電聚苯胺水性分散液。將分 散液直接過濾并在5(TC烘干24h后得到的粉體電導率為55 S/cm。實施例3將實施例2得到的分散液經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即可得到分散穩定的聚苯胺水性分散
權利要求
1. 一種聚苯胺水性分散液，其特征在于在硅溶膠、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。
2.根據權利要求l所述的聚苯胺水性分散液，其特征在于所述氧 化劑為過硫酸銨，過硫酸銨與苯胺的摩爾比為l: 1。
3.根據權利要求l所述的聚苯胺水性分散液，其特征在于所述的 硅溶膠的粒徑<2011111，固含量為5 30%。
4.根據權利要求l所述的聚苯胺水性分散液，其特征在于所述的有機酸為草酸、酒石酸、檸檬酸中至少一種。
5.根據權利要求l所述的聚苯胺水性分散液，其特征在于所述的有機酸為檸檬酸。
6.根據權利要求l所述的聚苯胺水性分散液，其特征在于所述的 水為去離子水。
7.根據權利要求1 6任一相所述的聚苯胺水性分散液，其特征在于 :按重量比，苯胺硅溶膠7K:有機酸二100:100 500:2500 5500:200 400。
8.根據權利要求7所述的聚苯胺水性分散液，其特征在于按重量 比，苯胺硅溶膠7K:有機酸=100:200 500:5000 5500:300 400。
9.權利要求l所述的聚苯胺水性分散液的制備方法，采用氧化分散聚 合法，其特征在于包括一下步驟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攪拌2 24h，即得。
10.根據權利要求9所述的聚苯胺水性分散液的制備方法，其特征在 于還包括以下步驟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pH值，即得所需pH值的導電聚苯胺水性分散液。
全文摘要
本發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。本發明所解決的技術問題為提供了一種可以直接使用、分散穩定性好的聚苯胺水性分散液及該分散液的制備方法。本發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。本發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。
文檔編號H01B1/12GK101270186SQ200810301619
公開日2008年9月24日 申請日期2008年5月19日 優先權日2008年5月19日
發明者張勇剛, 冰 田, 鄒永金, 馬建權 申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司