一種復(fù)合導(dǎo)電薄膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電薄膜，尤其涉及一種復(fù)合導(dǎo)電薄膜。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合型導(dǎo)電薄膜是將導(dǎo)電填料加入單一或者多相聚合物中制備的一種具有導(dǎo)電功能的聚合物薄膜。復(fù)合型導(dǎo)電薄膜因?yàn)橥瑫r(shí)具有金屬的導(dǎo)電性和高分子材料的一系列優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的研究和應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有的導(dǎo)電薄膜通常是將具有導(dǎo)電功能的填充物加入到樹脂基體中，通過流延成型和吹塑成型的方式獲得導(dǎo)電薄膜。此類型的薄膜由于導(dǎo)電填料不能在樹脂基體中均勻的分散，因此薄膜的電導(dǎo)率相對(duì)較低，一般低于0.1S.cm 此外，由于采用單一的高分子樹脂為原料，導(dǎo)致薄膜的耐堿腐蝕性和耐久性也相對(duì)較差?，F(xiàn)有的導(dǎo)電薄膜常常因?yàn)閷?dǎo)電填料的含量過高而失去基體的一些特有性質(zhì)，或者犧牲導(dǎo)電薄膜的導(dǎo)電性為代價(jià)來保持較好的力學(xué)性能和耐腐蝕性能。
[0004]因此，開發(fā)出一種具有優(yōu)異耐腐蝕性能和導(dǎo)電性能的復(fù)合導(dǎo)電薄膜具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種復(fù)合導(dǎo)電薄膜。
[0006]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供一種復(fù)合導(dǎo)電薄膜，其通過以下步驟制得:
制備改性導(dǎo)電聚合物分散液:將導(dǎo)電聚合物加入到聚對(duì)苯乙烯磺酸鈉水溶液中，經(jīng)超聲振蕩后形成膠體分散液，再向所述分散液中加入帶氨基基團(tuán)的有機(jī)溶劑，經(jīng)攪拌后獲得改性導(dǎo)電聚合物分散液；
制備改性導(dǎo)電填料:使用具有一定導(dǎo)電性能的聚合物包覆ΑΤ0納米粒子，得到改性導(dǎo)電填料；
制備復(fù)合導(dǎo)電樹脂:將具有一定導(dǎo)電性能的聚合物與具有一定成膜能力的聚合物基材復(fù)合，獲得復(fù)合導(dǎo)電樹脂；
制備復(fù)合導(dǎo)電薄膜:將所述復(fù)合導(dǎo)電樹脂溶于有機(jī)溶劑，然后向溶液中加入所述改性導(dǎo)電聚合物分散液、所述改性導(dǎo)電填充料以及其他助劑，將攪拌均勻的前述溶液涂布于表面光潔的基體，干燥后得到所述導(dǎo)電薄膜。
[0007]優(yōu)選地，在制備改性導(dǎo)電聚合物分散液時(shí)，所述導(dǎo)電聚合物為聚噻吩或聚噻吩衍生物，所述帶氨基基團(tuán)的有機(jī)溶劑為Ν-Ν 二甲基乙酰胺。
[0008]優(yōu)選地，所述導(dǎo)電聚合物為聚3，4-乙撐二氧噻吩。
[0009]優(yōu)選地，在制備改性導(dǎo)電填料時(shí)，所述具有一定導(dǎo)電性能的聚合物為聚苯胺，聚苯胺包覆ΑΤ0納米粒子的方法為:將一定量的引發(fā)劑、ph值調(diào)節(jié)劑和去離子水配制成溶液，然后向前述溶液中加入一定量的ΑΤ0納米粒子，充分?jǐn)嚢枭鲜龌旌先芤?，然后向混合溶液中加入一定量的苯胺，在一定溫度下攪拌混合溶液，使苯胺發(fā)生聚合反應(yīng)，反應(yīng)完成后，通過離心分離、洗滌、烘干、研磨獲得聚苯胺包覆ΑΤΟ納米粒子。
[0010]優(yōu)選地，在制備復(fù)合導(dǎo)電樹脂時(shí)，所述具有一定成膜能力的聚合物基材為聚甲基丙烯酸甲酯，用于生成所述具有一定導(dǎo)電性能的聚合物的單體為吡咯，制備所述復(fù)合導(dǎo)電樹脂的方法為:將聚甲基丙烯酸甲酯溶解于溶劑中形成溶液，然后將氧化劑以及吡咯單體加入前述溶液中，吡咯發(fā)生原位化學(xué)氧化聚合物，最終獲得聚吡咯/聚甲基丙烯酸甲酯復(fù)合導(dǎo)電樹脂。
[0011]優(yōu)選地，在制備復(fù)合導(dǎo)電薄膜時(shí)，所述有機(jī)溶劑為甲醇和四氫呋喃的質(zhì)量比1:1的混合液，所述助劑包括耐腐蝕助劑、分散劑、增韌劑、消泡劑和硅烷偶聯(lián)劑。
[0012]優(yōu)選地，所述耐腐蝕助劑為三氟氯乙烯-烷氧基乙烯基醚共聚物。
[0013]本發(fā)明的上述優(yōu)選實(shí)施例具有以下有益效果:本發(fā)明制備得到的復(fù)合導(dǎo)電薄膜的具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，與傳統(tǒng)的導(dǎo)電薄膜的電導(dǎo)率相比有極大的提高；通過選用三氟氯乙烯-烷氧基乙烯基醚共聚物為薄膜的耐腐蝕助劑，使得薄膜具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下描述用于揭露本發(fā)明以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。以下描述中的優(yōu)選實(shí)施例只作為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其他顯而易見的變型。
[0015]本發(fā)明的復(fù)合導(dǎo)電薄膜的制備包括以下步驟:
(一)制備改性導(dǎo)電聚合物分散液:將導(dǎo)電聚合物加入到聚對(duì)苯乙烯磺酸鈉水溶液中，經(jīng)超聲振蕩后形成膠體分散液，再向所述分散液中加入帶氨基基團(tuán)的有機(jī)溶劑，經(jīng)攪拌后獲得改性導(dǎo)電聚合物分散液；
(二)制備導(dǎo)電聚合物包覆的ΑΤ0(摻銻二氧化錫)納米粒子；
(三)制備復(fù)合導(dǎo)電樹脂:將具有一定導(dǎo)電性能的聚合物與具有一定成膜能力的聚合物基材復(fù)合，獲得復(fù)合導(dǎo)電樹脂；
(四)制備復(fù)合導(dǎo)電薄膜:將所述復(fù)合導(dǎo)電樹脂溶于有機(jī)溶劑，然后向溶液中加入所述改性導(dǎo)電聚合物分散液、所述改性導(dǎo)電填充料以及其他助劑，將攪拌均勻的前述溶液涂布于表面光潔的基體，干燥后得到所述導(dǎo)電薄膜。
[0016]優(yōu)選地，步驟(一)中的導(dǎo)電聚合物為聚噻吩或聚噻吩衍生物，如聚3，4-乙撐二氧噻吩。所述帶氨基基團(tuán)的有機(jī)溶劑為Ν-Ν 二甲基乙酰胺。值得一提的是，步驟(一)中，選擇聚對(duì)苯乙烯磺酸鈉對(duì)導(dǎo)電聚合物進(jìn)行改性的目的是進(jìn)一步提高導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電性能，同時(shí)選擇帶氨基基團(tuán)的有機(jī)溶劑作為溶劑也是為了提高導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電性能。
[0017]步驟(一)具體的為:將一定量的聚對(duì)苯乙烯磺酸鈉溶于去離子水中，然后將一定量的聚3，4-乙撐二氧噻吩溶于上述溶液中，超聲振蕩一定時(shí)間后形成膠體分散液，然后向所述分散液中加入一定量的Ν-Ν 二甲基乙酰胺，在一定的溫度下攪拌一定時(shí)間后獲得改性導(dǎo)電聚合物分散液。
[0018]優(yōu)選地，步驟(二 )中選用聚苯胺包覆ΑΤ0納米粒子。聚苯胺具有優(yōu)良的電性能，使用聚苯胺包覆ΑΤ0納米粒子一方面可以提高ΑΤ0納米粒子與聚合物中的相容性，另一方面也有利于提高導(dǎo)電填充料的導(dǎo)電性能。優(yōu)選地，ΑΤ0納米粒子的粒徑為50-60nm。
[0019]具體的包覆ΑΤ0納米粒子的方法為:將一定量的引發(fā)劑、ph值調(diào)節(jié)劑和去離子水配制成溶液，然后向前述溶液中加入一定量的ΑΤ0納米粒子，充分?jǐn)嚢枭鲜龌旌先芤海缓笙蚧旌先芤褐屑尤胍欢康谋桨?，在一定溫度下攪拌混合溶液，使苯胺發(fā)生聚合反應(yīng)，反應(yīng)完成后，通過離心分離、洗滌、烘干、研磨等步驟獲得聚苯胺包覆ΑΤΟ納米粒子。
[0020]具體的，在步驟(三)中，是將具有成膜能力的聚合物基材溶解于溶劑中形成溶液，然后向上述溶液中加入氧化劑以及用于生成具有導(dǎo)電性能的聚合物的單體，通過原位化學(xué)氧化聚合法，形成導(dǎo)電聚合物與基材復(fù)合的導(dǎo)電樹脂。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，具有成膜能力的聚合物基材選用聚甲基丙烯酸甲酯，用于生成具有導(dǎo)電性能的聚合物的單體為吡咯。制備復(fù)合導(dǎo)電樹脂具體的為:將聚甲基丙烯酸甲酯溶解于溶劑中形成溶液，然后將氧化劑以及吡咯單體加入前述溶液中，吡咯發(fā)生原位化學(xué)氧化聚合物，最終獲得聚吡咯/聚甲基丙烯酸甲酯復(fù)合導(dǎo)電樹脂。
[0021]步驟(四)中其他助劑包括耐腐蝕助劑、分散劑、增韌劑、消泡劑和硅烷偶聯(lián)劑。通過在混合溶液中添加耐腐蝕助劑，賦予了復(fù)合導(dǎo)電薄膜一定的耐腐蝕性，優(yōu)選地，耐腐蝕助劑選用三氟氯乙烯-烷氧基乙烯基醚共聚物
[0022]實(shí)施例1
[0023](一 )制備改性導(dǎo)電聚合物分散液:
[0024]首先稱取5.8g的聚對(duì)苯乙稀磺酸鈉溶于100g的去離子水中，然后稱取4.6g的聚3，4-乙撐二氧噻吩溶于上述溶液中，超聲振蕩lOmin形成膠體分散液；然后加入0.54g的N-N 二甲基乙酰胺于上述分散液中，在30°C下、500r/min轉(zhuǎn)速下攪拌3h即可獲得有機(jī)改性的聚3，4-乙撐二氧噻吩/聚對(duì)苯乙烯磺酸鈉導(dǎo)電聚合物分散液。
[0025]( 二)制備改性導(dǎo)電填料:
[0026]首先稱取5.7g六水三氯化鐵、1.5g水楊酸、500g去離子水配制成溶液，然后加入8g的納米ΑΤ0粒子于上述溶液中，在500r/min下攪拌lOmin形成均勾的混合液，最后加入0.93g的苯胺于上述混合液中，在25°C、500r/min攪拌速度下保持反應(yīng)24h ;反應(yīng)完成后，通過離心分離、去離子水和甲醇洗滌，70°C烘干、研磨后獲得聚苯胺包覆納米ΑΤ0粒子。
[0027](三)制備復(fù)合導(dǎo)電樹脂:
[0028]首先稱取6.2g的聚甲基丙烯酸甲酯溶于100g的乙酸乙酯溶液，然后加入(λ 57g的三氯化鐵于上述溶液中，在500r/min速度下攪拌均勾，加入0.67g的卩比略于上述溶液中發(fā)生原位化學(xué)氧化聚合反應(yīng)，反應(yīng)在25°C、500r/min攪拌速度下保持反應(yīng)10h，最后獲得聚吡咯/聚甲基丙烯酸甲酯復(fù)合導(dǎo)電樹脂。
[0029](四)制備復(fù)合導(dǎo)電薄膜:
[0030]首先將8g步驟(三)中得到的復(fù)合導(dǎo)電樹脂溶于40mL有機(jī)溶劑中，其中有機(jī)溶劑為甲醇和四氫呋喃的質(zhì)量比1:1的混合液，然后加入10mL步驟(一)中得到的改性導(dǎo)電聚合物分散液和4g步驟(二 )中得到的導(dǎo)電填充料，500r/min轉(zhuǎn)速下攪拌30min后，依次加入0.2g分散劑、0.15g增韌劑和0.lg消泡劑在同樣轉(zhuǎn)速下再繼續(xù)攪拌lh，攪拌均勻后加入0.05g硅烷偶聯(lián)劑攪拌均勻，完成后涂布于表面光潔的玻璃基體上，在25°C下靜置干燥3h，然后采用5mL的表面處理劑對(duì)表面進(jìn)行清洗處理，最后在65°C下烘干成膜。其中分散劑為(2-乙基己酯)琥珀磺酸鈉，增韌劑為乙酰檸檬酸三丁酯，消泡劑為5%重量