本发明涉及功能材料技术领域,具体涉及一种UV固化聚吡咯和聚氨酯导电涂膜的制备方法。
背景技术:
导电聚合物领域的研究自上世纪70年代以来得到了快速发展,聚毗咯就是发现较早并经过系统研究的导电聚合物之一。与其他导电高分子相比,聚吡咯具有导电率高、易成膜、抗氧化性强、合成简单等优点,因而受到广泛的关注。
热塑性聚氨酯具有高强度、高弹性、耐低温、耐老化等优良性能,作为导电材料的底材,可以制得性能优异的导电复合材料。传统的高分子导电材料多利用热固化技术,和热固化相比,光固化技术具有许多传统固化技术所不具备的优点,如能量利用率高、适用热敏基材、无污染、固化速度快、固化质量高和适合连续化大生产,总体来说就是节能,环保,高效。以光固化制备PPy-十二烷基苯磺酸/TPU导电复合涂层材料的相关研究国内鲜有报道。
技术实现要素:
本发明旨在提出一种UV固化聚吡咯和聚氨酯导电涂膜的制备方法。
本发明的技术方案在于:
UV固化聚吡咯和聚氨酯导电涂膜的制备方法,包括如下步骤:
(1)光固化聚氨酯的合成
称取13.6g 异佛尔酮二异氰酸酯,置于三口烧瓶中,在搅拌的情况下,室温下以3s/滴的速度缓慢滴加24.0g PTMGl000与0.1g二月桂酸二正丁锡的混合液,温度控制为50℃,滴加完毕后,继续反应lh后加入2.3g1,4-丁二醇,同时升温至70℃,反应1.5h后,加入1.8g甲基丙烯酸羟乙酯继续反应5h,结束后制成光固化聚氨酯;
(2)PPy-十二烷基苯磺酸的合成
称取24.0g 十二烷基苯磺酸,加入盛有60mL 四氢呋喃的三口烧瓶中,搅拌均匀;向混合溶液中加入10g吡咯单体,剧烈搅拌0.5h,再滴加3.65g过硫酸铵的水溶液,继续搅拌,冰水浴反应12h,达到反应时间后向反应体系中加入过量的甲醇终止反应,得到的黑色物质依次用去离子水、甲醇、丙酮洗涤,抽滤,60℃真空干燥至恒重,即得PPy-十二烷基苯磺酸;
(3)PPy-十二烷基苯磺酸/TPU的合成
在盛有40mL 四氢呋喃的三口烧瓶中加入109 TPU,加入PPy-十二烷基苯磺酸,50℃搅拌反应8h即制得PPy-十二烷基苯磺酸/TPU;
(4)PPy-十二烷基苯磺酸/TPU复合膜的制备
称取PPy-十二烷基苯磺酸/TPU,加入二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、光引发剂,混合搅拌均匀反应,所得预聚物在干净玻璃板上成膜,待溶剂挥发后,光固化,即得到PPy-十二烷基苯磺酸/TPU复合膜。
所述的步骤(4)光固化在紫外灯下完成。
本发明的技术效果在于:
本发明方法简单,易于操作。制成的UV固化聚吡咯和聚氨酯导电涂膜导电性能好,且节能,环保,高效。
具体实施方式
UV固化聚吡咯和聚氨酯导电涂膜的制备方法,包括如下步骤:
(1)光固化聚氨酯的合成
称取13.6g 异佛尔酮二异氰酸酯,置于三口烧瓶中,在搅拌的情况下,室温下以3s/滴的速度缓慢滴加24.0g PTMGl000与0.1g二月桂酸二正丁锡的混合液,温度控制为50℃,滴加完毕后,继续反应lh后加入2.3g1,4-丁二醇,同时升温至70℃,反应1.5h后,加入1.8g甲基丙烯酸羟乙酯继续反应5h,结束后制成光固化聚氨酯;
(2)PPy-十二烷基苯磺酸的合成
称取24.0g 十二烷基苯磺酸,加入盛有60mL 四氢呋喃的三口烧瓶中,搅拌均匀;向混合溶液中加入10g吡咯单体,剧烈搅拌0.5h,再滴加3.65g过硫酸铵的水溶液,继续搅拌,冰水浴反应12h,达到反应时间后向反应体系中加入过量的甲醇终止反应,得到的黑色物质依次用去离子水、甲醇、丙酮洗涤,抽滤,60℃真空干燥至恒重,即得PPy-十二烷基苯磺酸;
(3)PPy-十二烷基苯磺酸/TPU的合成
在盛有40mL 四氢呋喃的三口烧瓶中加入109 TPU,加入PPy-十二烷基苯磺酸,50℃搅拌反应8h即制得PPy-十二烷基苯磺酸/TPU;
(4)PPy-十二烷基苯磺酸/TPU复合膜的制备
称取PPy-十二烷基苯磺酸/TPU,加入二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、光引发剂,混合搅拌均匀反应,所得预聚物在干净玻璃板上成膜,待溶剂挥发后,光固化,即得到PPy-十二烷基苯磺酸/TPU复合膜。
其中,所述的步骤(4)光固化在紫外灯下完成。
本发明制备的复合膜导电的原因是PPy-DBSA在TPU中形成类似于导线的导电通路,随着PPy-DBSA含量的不断增大,导电通路越来越多,这些导电通路交织分布,形成导电网络,导电率不断增大。