专利名称：聚苯胺/纳米羟基铁黄复合材料的制备方法
技术领域：
本发明属于纳米材料领域，具体涉及一种聚苯胺/纳米羟基铁黄复合 材料的制备方法。
背景技术：
将无机磁性纳米粒子与导电高分子进行化学复合方面的研究已引起 人们的关注，由于该复合材料同时具有有机和无机材料的优异性能，因而 展示了巨大的应用潜力，特別是在光、电和^f兹等领域的潜在应用前景更引 起了各国研究者的高度重视，该研究不仅对有机-无机界面的作用机理及 相关的应用具有重要意义，而且在雷达波吸收材料和电磁屏蔽材料等方面 具有广阔的应用前景。
导电高分子聚苯胺具有大的共轭7t电子体系，其导电率可在绝缘体、 半导体和金属态范围内变化，在微波吸收、红外吸收以及电磁干扰屏蔽方 面具有极大的应用前景，因此聚苯胺/磁性粒子纳米复合材料的研究较多。
如公开号为CN101161725的中国发明专利申请公开了一种聚苯胺包裹磁 性碳纳米管复合材料及其制备方法，将碳纳米管超声分散在含三价铁和二 价铁离子的水溶液中，加氨水得碳纳米管/四氧化三铁复合材料，水洗和磁 性分离后，分散在含苯胺、磷酸和过疏酸铵混合溶液中，搅拌后得到复合 材料。又如汪忠柱等(导电聚苯胺-Fe203纳米复合物的红外与微波吸收性 能，磁性材料及器件，2008， 2)先用化学溶胶-凝胶法制备磁性Y-Fe203 纳米粉体，然后采用原位复合法制备质子酸掺杂的聚苯胺-Fe2CMA米复合 材料。
发明内容
本发明提供了 一种工艺简单，成本低廉的聚苯胺/纳米羟基铁黄复合 材料的制备方法，适合工业化生产。
一种聚苯胺/纳米羟基铁黄复合材料的制备方法，先合成出纳米级轻基铁黄，然后在羟基铁黄表面原位聚合出导电、防腐的聚苯胺结构，包括
下述步骤将二价铁离子盐溶液(如FeS04溶液等)氧化成三价铁离子盐 溶液，调节溶液pH值至5-8，最优为7;然后添加二价铁离子盐，使二价 铁离子与三价铁离子摩尔数之比为0.5-1， 60-80。C反应2-3h后，得到纳米 FeOOH;反应体系冷却至0-10。C后，加入苯胺和苯胺质量1.5-2.5倍的十 二烷基苯磺酸，进行原位聚合反应，苯胺的加入量为反应体系中铁元素总 质量的6%-18%;反应结束后固液分离，将得到的固体成分干燥后粉碎， 得到纳米复合材料。
将二价铁离子氧化成三价铁离子可采用常规的氧化剂，如双氧水和次
氯酸钠等。
原位聚合反应中选用分散性和导电性好的十二烷基笨磺酸作为掺杂 剂，使得到的复合材料与树脂配伍性和导电性优异。
本发明在纳米FeOOH表面原位聚合一层导电聚苯胺，纳米FeOOH 的形状为针状，有一定的长径比，再加上纳米粒子表面效应，棵露在粒子 外面的三价铁离子，具有原位催化聚合性能，能使苯胺单体被氧化聚合在 针状的纳米FeOOH表面。并且通过调整反应体系中二价铁离子和三价铁 离子的浓度，以及铁元素与苯胺单体之间的质量比，可以达到控制产品纳 米粒径的目的。
本发明方法具有如下优点
1、 原料及工价成本低；
2、 工艺简单，易操作；
3、 工业反应条件温和，易于工业化生产；
4、 产品产率在95%以上；
5、 产品粒径可调控。
并且利用本发明方法得到的聚苯胺/纳米羟基铁黄复合材料，具有导 电、防腐功能，在目前的防静电领域以及防腐涂层方面有良好的应用前景。
具体实施例方式
以下提到的溶液百分浓度均为质量百分浓度。 实施例1
在100ml 20%的FeS04溶液中加入10g次氯酸钠将二Y介4夹离子氧化成
4三价铁离子，加入400ml去离子水后加入10%的NaOH溶液中和到pH值 为7,再加入20%的FeSO4溶液50ml，升温到65。C反应2-3h后，冷却到 0-10。C，加入2.7g十二烷基苯磺酸和1.8g苯胺，开始原位聚合，聚合反 应2-3h后，通过旋风分离器将固液分离3-4次后，过滤、干燥、然后粉碎成品。
反应后成品粒径为长轴在80-100纳米，短轴在20-30纳米，在导电 防腐涂料方面应用测试后，涂膜均匀，无明显颗粒物，符合涂料要求，涂 料表面电阻达到105^等防静电要求。
实施例2
在100ml 20%的FeS04溶液中加入4.5g双氧水将二价铁离子氧化成 三价铁离子，加入400ml去离子水后加入10%的NaOH溶液中和到pH值 为7，再加入20%的FeS04溶液100ml，升温到65。C反应2-3h后，冷却到 0-10。C，加入3.6g十二烷基苯磺酸和2.4g苯胺，开始原位聚合，聚合反 应2-3h后，通过旋风分离器将固液分离3-4次后，过滤、干燥、然后粉碎 成品。
反应后成品粒径为长轴在100-150纳米，短轴在50-70纳米，成品在 导电防腐涂料方面应用测试后，涂膜均匀，无明显颗粒物，符合涂料要求， 涂料表面电阻达到1050等防静电要求。
对比例
在100ml 20%的FeS04溶液中加入10g次氯S吏钠将二价铁离子氧化成 三价铁离子，加入400ml去离子水后加入10%的NaOH溶液中和到pH值 为7后，再加入20%的FeSO4溶液50ml，升温到65。C反应2-3h后，冷却 到0-10。C，加入2.7g对曱苯磺酸和1.8g苯胺，开始原位聚合，聚合反应 2-3h后，通过旋风分离器将固液分离3-4次后，过滤、干燥、然后粉碎成口口。
反应后成品粒径为长轴在60-80纳米，短轴在20-30纳米，在导电防 腐涂料方面应用测试后，涂膜流平较差，电阻108。，复合材料与树脂配 伍性和导电性差，主要原因是掺杂剂是低碳链的对曱苯磺酸，无十二烷基 苯磺酸^t和导电性好。
权利要求
1、一种聚苯胺/纳米羟基铁黄复合材料的制备方法，包括将二价铁离子盐溶液氧化成三价铁离子盐溶液，调节溶液pH值至5-8；然后添加二价铁离子盐，使二价铁离子与三价铁离子摩尔数之比为0.5-1，60-80℃反应2-3h；反应体系冷却至0-10℃后，加入苯胺和苯胺质量1.5-2.5倍的十二烷基苯磺酸，进行原位聚合反应，苯胺的加入量为反应体系中铁元素总质量的6％-18％；反应结束后固液分离，将得到的固体成分干燥后粉碎，得到纳米复合材料。
2、 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于调节溶液pH值至7。
3、 全权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的二价铁离子 盐为硫酸亚铁。
全文摘要
本发明公开了一种聚苯胺/纳米羟基铁黄复合材料的制备方法，将二价铁离子盐溶液氧化成三价铁离子盐溶液，调节溶液pH值至5-8；然后添加二价铁离子盐，60-80℃反应2-3h；反应体系冷却至0-10℃后，加入苯胺和十二烷基苯磺酸，进行原位聚合反应；反应结束后固液分离，将得到的固体成分干燥后粉碎，得到纳米复合材料本发明方法工艺简单，成本低廉，产品产率高，性能优越，可广泛用于电子、涂料、军工等行业。
文档编号C08K3/00GK101440217SQ20081016338
公开日2009年5月27日 申请日期2008年12月18日 优先权日2008年12月18日
发明者勇 汤 申请人:上虞市佳华高分子材料有限公司