一种硅基导电材料及其制备方法与流程

文档序号:15208046发布日期:2018-08-21 12:35阅读:240来源:国知局

本发明属于导电材料领域,具体涉及一种硅基导电材料及其制备方法。



背景技术:

结构型高分子导电材料,是指高分子结构本身或经过掺杂之后具有导电功能的高分子材料。根据电导率的大小又可分为高分子半导体、高分子金属和高分子超导体。按照导电机理可分为电子导电高分子材料和离子导电高分子材料。电子导电高分子材料的结构特点是具有线型或面型大共轭体系,在热或光的作用下通过共轭π电子的活化而进行导电,电导率一般在半导体的范围。采用掺杂技术可使这类材料的导电性能大大提高。如在聚乙炔中掺杂少量碘,电导率可提高12个数量级,成为“高分子金属”。

经掺杂后的聚氮化硫,在超低温下可转变成高分子超导体。结构型高分子导电材料用于试制轻质塑料蓄电池、太阳能电池、传感器件、微波吸收材料以及试制半导体元器件等。;

然而,目前,这类材料还存在稳定性差(特别是掺杂后的材料在空气中的氧化稳定性差)以及加工成型性、机械性能方面的缺陷。



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,提供一种硅基导电材料及其制备方法。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种硅基导电材料,它是由下述重量份的原料组成的:

吡咯110-130、过硫酸铵4-5、正硅酸乙酯17-20、硅烷偶联剂kh5501-2、三乙醇胺油酸皂0.7-1、三氯异氰尿酸2-3、8-羟基喹啉铜0.1-0.5、硅藻土6-7。

一种硅基导电材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)取硅藻土,在700-800℃下煅烧1-2小时,冷却后磨成细粉,与三氯异氰尿酸混合,升高温度为60-65℃,保温搅拌30-40分钟,加入到混合料重量4-7倍的去离子水中,搅拌均匀,得硅藻土分散液;

(2)取三乙醇胺油酸皂,加入到其重量100-130倍的去离子水中,搅拌均匀,得水分散液;

(3)取8-羟基喹啉铜,加入到其重量7-9倍的无水乙醇中,升高温度为60-65℃下,加入硅烷偶联剂kh550,保温搅拌1-2小时,蒸馏除去乙醇,加入上述水分散液,搅拌均匀,得氨基溶液;

(4)取过硫酸铵,加入到其重量15-20倍的去离子水中,搅拌均匀;

(5)取正硅酸乙酯,加入到上述氨基溶液中,搅拌3-4小时,加入吡咯,搅拌均匀,送入到反应釜中,通入氮气,加入上述过硫酸铵水溶液,调节反应釜温度为65-70℃,保温搅拌3-4小时,出料,得溶胶聚合物乳液;

(6)取上述硅藻土分散液、溶胶聚合物乳液混合,搅拌均匀,在70-75℃下保温搅拌1-2小时,抽滤,将滤饼水洗,常温干燥,即得。

本发明的优点:

本发明采用氨基硅烷偶联剂处理8-羟基喹啉铜,再以正硅酸乙酯为前驱体,在氨基溶液中水解,以该水解液为溶剂,以吡咯为单体,在引发剂作用下聚合,得到溶胶聚合物乳液,再将该溶胶聚合物乳液与酸化处理的硅藻土共混,通过氨基与酸的反应,实现了各原料间的分散相容性,从而提高了成品材料的力学稳定性。

具体实施方式

实施例1

一种硅基导电材料,它是由下述重量份的原料组成的:

吡咯110、过硫酸铵4、正硅酸乙酯17、硅烷偶联剂kh5501、三乙醇胺油酸皂0.7、三氯异氰尿酸2、8-羟基喹啉铜0.1、硅藻土6。

一种硅基导电材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)取硅藻土,在700℃下煅烧1小时,冷却后磨成细粉,与三氯异氰尿酸混合,升高温度为60℃,保温搅拌30分钟,加入到混合料重量4倍的去离子水中,搅拌均匀,得硅藻土分散液;

(2)取三乙醇胺油酸皂,加入到其重量100倍的去离子水中,搅拌均匀,得水分散液;

(3)取8-羟基喹啉铜,加入到其重量7倍的无水乙醇中,升高温度为60℃下,加入硅烷偶联剂kh550,保温搅拌1小时,蒸馏除去乙醇,加入上述水分散液,搅拌均匀,得氨基溶液;

(4)取过硫酸铵,加入到其重量15倍的去离子水中,搅拌均匀;

(5)取正硅酸乙酯,加入到上述氨基溶液中,搅拌3小时,加入吡咯,搅拌均匀,送入到反应釜中,通入氮气,加入上述过硫酸铵水溶液,调节反应釜温度为65℃,保温搅拌3小时,出料,得溶胶聚合物乳液;

(6)取上述硅藻土分散液、溶胶聚合物乳液混合,搅拌均匀,在70℃下保温搅拌1小时,抽滤,将滤饼水洗,常温干燥,即得。

实施例2

一种硅基导电材料,它是由下述重量份的原料组成的:

吡咯130、过硫酸铵5、正硅酸乙酯20、硅烷偶联剂kh5502、三乙醇胺油酸皂1、三氯异氰尿酸3、8-羟基喹啉铜0.5、硅藻土6。

一种硅基导电材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)取硅藻土,在800℃下煅烧2小时,冷却后磨成细粉,与三氯异氰尿酸混合,升高温度为65℃,保温搅拌40分钟,加入到混合料重量7倍的去离子水中,搅拌均匀,得硅藻土分散液;

(2)取三乙醇胺油酸皂,加入到其重量130倍的去离子水中,搅拌均匀,得水分散液;

(3)取8-羟基喹啉铜,加入到其重量9倍的无水乙醇中,升高温度为65℃下,加入硅烷偶联剂kh550,保温搅拌2小时,蒸馏除去乙醇,加入上述水分散液,搅拌均匀,得氨基溶液;

(4)取过硫酸铵,加入到其重量20倍的去离子水中,搅拌均匀;

(5)取正硅酸乙酯,加入到上述氨基溶液中,搅拌4小时,加入吡咯,搅拌均匀,送入到反应釜中,通入氮气,加入上述过硫酸铵水溶液,调节反应釜温度为70℃,保温搅拌4小时,出料,得溶胶聚合物乳液;

(6)取上述硅藻土分散液、溶胶聚合物乳液混合,搅拌均匀,在75℃下保温搅拌2小时,抽滤,将滤饼水洗,常温干燥,即得。

性能测试:

将本发明的硅基导电材料进行充放电测试,在0.2a/g充放电条件下的比电容为160.4-168.2f/g;拉伸强度为177.8-184.4mpa。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种硅基导电材料,它是由下述重量份的原料组成的:吡咯110‑130、过硫酸铵4‑5、正硅酸乙酯17‑20、硅烷偶联剂kh550 1‑2、三乙醇胺油酸皂0.7‑1、三氯异氰尿酸2‑3、8‑羟基喹啉铜0.1‑0.5、硅藻土6‑7。本发明将溶胶聚合物乳液与酸化处理的硅藻土共混,通过氨基与酸的反应,实现了各原料间的分散相容性,从而提高了成品材料的力学稳定性。

技术研发人员:段国凡
受保护的技术使用者:芜湖天科生物科技有限公司
技术研发日:2018.04.27
技术公布日:2018.08.21
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