一种聚吡咯磁导电复合材料的制备方法与流程

文档序号:11270980阅读:235来源:国知局

本发明属于材料领域,具体涉及一种聚吡咯磁导电复合材料的制备方法。



背景技术:

导电高分子材料是具有导电功能(包括半导电性、金属导电性和超导电性)、电导率在10s/m以上的聚合物材料。高分子导电材料具有密度小、易加工、耐腐蚀、可大面积成膜以及电导率可在十多个数量级的范围内进行调节等特点,不仅可作为多种金属材料和无机导电材料的代用品,而且已成为许多先进工业部门和尖端技术领域不可缺少的一类材料,经过多年世界范围内的广泛研究,导电聚合物在新能源材料方面的应用已获得了很大的发展,但离实际大规模应用还有一定的距离。这主要是因为其加工性不好和稳定性不高造成的,严重阻碍了导电高分材料在工业上的应用。尤其在电器元件中的应用,需要导电材料具有良好的强度、稳定性,否则,即使其它性能再好也无法应用;

申请号:201610885928.1公开了一种门的导电涂料,包括聚苯胺45-55份、聚吡咯18-20份、碳纤维25-40份、石油焦7-12份、碳化硅8-16份、石墨20-25份、银粉6-9份、镍粉7-11份、单壁碳纳米管20-22份、氧化锡36-40份、氧化锌23-25份、焦磷酸钠22-24份、三乙基己基磷酸4-8份、六偏磷酸钠16-20份、羧甲基纤维素钠7-9份、氧化聚乙烯蜡11-15份、聚氯乙烯树脂3-5份、双马来酰亚胺12-16份、丙烯酸乙酯20-25份、硝基纤维素6-10份和松油醇13-16份,其是将聚吡咯、单壁碳纳米管预先混合,然后通过六偏磷酸钠、羧甲基纤维素钠等的分散作用来改善单壁碳纳米管等无机填料在聚合物间的相容性;但是这种无机分散的方式很难改善无机填料的团聚现象,容易降低成品的稳定性。



技术实现要素:

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足,提供一种聚吡咯磁导电复合材料的制备方法。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种聚吡咯磁导电复合材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)取二茂铁,加入到其重量40-50倍的去离子水中,加入三羟甲基丙烷,升高温度为50-60℃,加入对苯氧基苯甲酸,保温搅拌1-2小时,过滤,将沉淀水洗,常温干燥,得羧基化铁;

(2)取吡咯,加入到其重量30-44倍的四氢呋喃中,搅拌均匀,送入到60-70℃的恒温水浴中,加入金属钾,保温搅拌30-40分钟,出料冷却,加入对甲苯磺酰氯,磁力搅拌20-24小时,将产物加入到去离子水中,搅拌均匀,静置10-15小时,过滤,将沉淀水洗,真空60-70℃下干燥1-2小时,得磺酰基吡咯;

(3)取上述羧基化铁、磺酰基吡咯混合,加入到混合料重量2-3倍的四氢呋喃中,在80-85℃下保温搅拌1-2小时,得复合分散液;

(4)取碳纳米管,加入到其重量40-50倍的、96-98%的硫酸溶液中,在50-60℃下保温搅拌1-2小时,过滤,将沉淀水洗,常温干燥,加入到其重量4-6倍的无水乙醇中,搅拌均匀,加入氨丙基三乙氧基硅烷,超声10-20分钟,得硅烷化碳纳米管醇溶液;

(5)取上述硅烷化碳纳米管醇溶液、复合分散液混合,搅拌均匀,送入到反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度为4-6℃,保温反应4-5小时,出料,过滤,将沉淀水洗,真空70-75℃下干燥20-23小时,冷却至常温,即得所述聚吡咯磁导电复合材料。

本发明的优点:

本发明以二茂铁为原料,将其进行羧基化,然后以吡啶为原料,通过对甲苯磺酰氯进行磺酰化,然后将羧基化铁与磺酰化吡啶共混交联,得到吡咯单体分散液,然后与表面有机化的碳纳米管混合,进行聚合反应,得到聚吡咯磁导电复合材料;

本发明的复合材料,将碳纳米管参与到吡咯单体的聚合反应中,有效的提高了碳纳米管在聚合物间的分散性,有效的降低了团聚,提高了成品材料的稳定性强度,同时加入的二茂铁为原料的羟基化铁,能够赋予成品材料很好的磁性,扩大了成品材料的使用范围,增强了其功能性。

具体实施方式

实施例1

一种聚吡咯磁导电复合材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)取二茂铁,加入到其重量50倍的去离子水中,加入三羟甲基丙烷,升高温度为50-60℃,加入对苯氧基苯甲酸,保温搅拌2小时,过滤,将沉淀水洗,常温干燥,得羧基化铁;

(2)取吡咯,加入到其重量30倍的四氢呋喃中,搅拌均匀,送入到60℃的恒温水浴中,加入金属钾,保温搅拌30分钟,出料冷却,加入对甲苯磺酰氯,磁力搅拌20小时,将产物加入到去离子水中,搅拌均匀,静置10小时,过滤,将沉淀水洗,真空60-70℃下干燥1小时,得磺酰基吡咯;

(3)取上述羧基化铁、磺酰基吡咯混合,加入到混合料重量2-3倍的四氢呋喃中,在85℃下保温搅拌1小时,得复合分散液;

(4)取碳纳米管,加入到其重量50倍的、98%的硫酸溶液中,在60℃下保温搅拌2小时,过滤,将沉淀水洗,常温干燥,加入到其重量4倍的无水乙醇中,搅拌均匀,加入氨丙基三乙氧基硅烷,超声20分钟,得硅烷化碳纳米管醇溶液;

(5)取上述硅烷化碳纳米管醇溶液、复合分散液混合,搅拌均匀,送入到反应釜中,通入氮气,调节反应釜温度为6℃,保温反应4小时,出料,过滤,将沉淀水洗,真空75℃下干燥23小时,冷却至常温,即得所述聚吡咯磁导电复合材料。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种聚吡咯磁导电复合材料的制备方法,本发明的复合材料,将碳纳米管参与到吡咯单体的聚合反应中,有效的提高了碳纳米管在聚合物间的分散性,有效的降低了团聚,提高了成品材料的稳定性强度,同时加入的二茂铁为原料的羟基化铁,能够赋予成品材料很好的磁性,扩大了成品材料的使用范围,增强了其功能性。

技术研发人员:张娟
受保护的技术使用者:张娟
技术研发日:2017.07.21
技术公布日:2017.09.26
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