专利名称：一种聚苯胺水性分散液及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种聚苯胺水性分散液及其制备方法，属于有机化学领域。
技术背景聚苯胺(本发明中所述的聚苯胺均为导电聚苯胺)的主链上含有交替的苯环和氮原子， 是一种特殊的导电聚合物，常用于制备传感器、电池、电容器等。聚苯胺的导电性能良好， 也可以用来制备水性抗静电涂料，但由于其可加工性较差，需要纳米级的聚苯胺才能改善其 可加工性。目前，制备纳米级聚苯胺颗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剂，不能直接使用，经破乳、过滤、洗涤、产物收集等繁杂的后处理 后纯度仍然不高，直接影响其性能。分散聚合法制备的聚苯胺分散液在选择适当的分散剂的 情况下可以直接使用，但分散稳定性较差。因此，本领域目前迫切需求一种可以直接使用、 分散稳定性好的聚苯胺水性分散液。发明内容本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种可以直接使用、分散稳定性好的聚苯胺水 性分散液。本发明聚苯胺水性分散液，在硅溶胶、有机酸和水组成的分散介质中，由氧化剂氧化单 体苯胺，聚合反应得到聚苯胺水性分散液；其中按重量比，苯胺:硅溶胶:水:有机酸= 100:10 500:1000 20000:100 500。其中，上述的氧化剂为过硫酸铵，过硫酸铵与苯胺的摩尔比为l: 1。 进一步的，为了使聚苯胺水性分散液的性能更好，上述的硅溶胶的粒径〈20nm，固含量 为5 30% 。本发明聚苯胺水性分散液，其原料组分中的有机酸可以是常用的有机酸，为了使聚苯胺 水性分散液的性能更好，上述的有机酸优选为草酸、酒石酸、柠檬酸中至少一种；最优选柠 檬酸。其中，上述的水作为聚苯胺水性分散液的溶剂，如果含有盐离子，则会影响聚苯胺水性 分散液的性能，如导电性等，因此，上述的水为去离子水。进一步的，为了使聚苯胺水性分散液的性能更好，上述的苯胺、硅溶胶、水和有机酸的重量比优选苯胺硅溶胶水有机酸=100:100 500:2500 5500:200 400;更优选苯 胺硅溶胶7K:有机酸=100:200 500:5000 5500:300 400 。本发明的第二个目的是提供一种上述的聚苯胺水性分散液的制备方法，该方法采用氧化 分散聚合法，其步骤为a、 按重量比，将苯胺、有机酸、硅溶胶加入水中，搅拌均匀；b、 边搅拌边滴加氧化剂溶液，聚合反应结束后继续搅拌2 24h，即得。 进一步的，上述的聚苯胺水性分散液的制备方法，还包括以下步骤c、 将b步骤制得聚苯胺水性分散液进行抽滤，所得滤饼再分散于水或硅溶胶中，并用有 机酸调节pH值，即得所需pH值的导电聚苯胺水性分散液。本发明聚苯胺水性分散液的制备方法简单，解决了聚苯胺可加工性差的技术难题。本发 明聚苯胺水性分散液，其聚苯胺颗粒的电导率可以达到55S/cm以上，稳定性好，可直接应用 于水性抗静电涂料、水性防腐涂料等方面，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式
做进一步的描述。 实施例l称取20g草酸、9.3g苯胺、10g硅溶胶(青岛海洋化工，JN-40)加入200g去离子水中， 使草酸、苯胺完全溶解后；将22.8g过硫酸铵溶于50g去离子水中；边搅拌苯胺溶液边滴加过 硫酸铵溶液，30min内滴完，再搅拌3h即可得到分散稳定的聚苯胺水性分散液。将分散液直 接过滤并在5(TC烘干24h后得到的粉体电导率为12. 5 S/cm。实施例2称取30g柠檬酸、9.3g苯胺、20g硅溶胶(阿克苏诺贝尔，R301)加入200g去离子水中， 使草酸、苯胺完全溶解后；将22.8g过硫酸铵溶于50g去离子水中；边搅拌苯胺溶液边滴加过 硫酸铵溶液，30min内滴完，再搅拌3h即可得到分散为稳定的导电聚苯胺水性分散液。将分 散液直接过滤并在5(TC烘干24h后得到的粉体电导率为55 S/cm。实施例3将实施例2得到的分散液经抽滤后得到的滤饼置于200g去离子水中搅拌分散30min，再超 声分散30min即可得到分散稳定的聚苯胺水性分散液。 实施例4将实施例2得到的分散液经抽滤后得到的滤饼置于含有20g硅溶胶(阿克苏诺贝尔，R301 )的200g去离子水中搅拌分散30min，再超声分散30min即可得到分散稳定的聚苯胺水性分散
权利要求
1. 一种聚苯胺水性分散液，其特征在于在硅溶胶、有机酸和水组成的分散介质中，由氧化剂氧化单体苯胺，聚合反应得到聚苯胺水性分散液；其中按重量比，苯胺∶硅溶胶∶水∶有机酸＝100∶10～500∶1000～20000∶100～500。
2.根据权利要求l所述的聚苯胺水性分散液，其特征在于所述氧 化剂为过硫酸铵，过硫酸铵与苯胺的摩尔比为l: 1。
3.根据权利要求l所述的聚苯胺水性分散液，其特征在于所述的 硅溶胶的粒径<2011111，固含量为5 30%。
4.根据权利要求l所述的聚苯胺水性分散液，其特征在于所述的有机酸为草酸、酒石酸、柠檬酸中至少一种。
5.根据权利要求l所述的聚苯胺水性分散液，其特征在于所述的有机酸为柠檬酸。
6.根据权利要求l所述的聚苯胺水性分散液，其特征在于所述的 水为去离子水。
7.根据权利要求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，苯胺硅溶胶7K:有机酸二100:100 500:2500 5500:200 400。
8.根据权利要求7所述的聚苯胺水性分散液，其特征在于按重量 比，苯胺硅溶胶7K:有机酸=100:200 500:5000 5500:300 400。
9.权利要求l所述的聚苯胺水性分散液的制备方法，采用氧化分散聚 合法，其特征在于包括一下步骤a、 按重量比，将苯胺、有机酸、硅溶胶加入水中，搅拌均匀；b、 边搅拌边滴加氧化剂溶液，聚合反应结束后继续搅拌2 24h，即得。
10.根据权利要求9所述的聚苯胺水性分散液的制备方法，其特征在 于还包括以下步骤c、 将b步骤制得聚苯胺水性分散液进行抽滤，所得滤饼再分散于水或硅溶胶中，并用有机酸调节pH值，即得所需pH值的导电聚苯胺水性分散液。
全文摘要
本发明涉及一种聚苯胺水性分散液及其制备方法，属于有机化学领域。本发明所解决的技术问题为提供了一种可以直接使用、分散稳定性好的聚苯胺水性分散液及该分散液的制备方法。本发明聚苯胺水性分散液，在硅溶胶、有机酸和水组成的分散介质中，由氧化剂氧化单体苯胺，聚合反应得到聚苯胺水性分散液；其中按重量比，苯胺∶硅溶胶∶水∶有机酸＝100∶10～500∶1000～20000∶100～500。本发明聚苯胺水性分散液的制备方法简单，解决了聚苯胺可加工性差的技术难题。本发明聚苯胺水性分散液，其聚苯胺颗粒的电导率可以达到55S/cm以上，稳定性好，可直接应用于水性抗静电涂料、水性防腐涂料等方面，具有广阔的应用前景。
文档编号H01B1/12GK101270186SQ200810301619
公开日2008年9月24日 申请日期2008年5月19日 优先权日2008年5月19日
发明者张勇刚, 冰 田, 邹永金, 马建权 申请人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司