本發(fā)明涉及一種高分子功能材料領域，具體涉及一種pedot/pss水分散體的制備方法及用該水分散體制備的抗靜電涂料。

背景技術：

靜電對日常生活和生產(chǎn)會產(chǎn)生一定的危害。在電子元件的生產(chǎn)和使用過程中產(chǎn)生的靜電會給電子制造業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失。例如，在絕緣電子元件表面積累的電荷會形成電場并吸附粉塵引起短路；場發(fā)射半導體靜電積累可能造成電流回路，當電荷所產(chǎn)生的電壓大于晶體管介質(zhì)層的擊穿電壓時，會導致介電層損毀。隨著電子制造業(yè)的發(fā)展，抗靜電技術也急需快速發(fā)展。

聚（3,4-乙烯二氧噻吩）/聚（苯乙烯磺酸），簡稱（pedot/pss）是目前幾個可商業(yè)化生產(chǎn)的導電高分子中，唯一可在某種程度上同時確保高透光率和低阻值的原材料，該材料為近年來發(fā)展快速并最受重視的一種導電高分子之一。pedot/pss水分散體在抗靜電涂料中獲得巨大成功。例如，公開號為cn102731971a和cn104650545a的發(fā)明專利公開了高導電率pedot/pss水分散體的制備方法；公開號為cn103865364a、cn103237852a和cn104211969a的發(fā)明專利公開了pedot/pss水分散體在抗靜電涂料的制備方法及應用；公開號為cn101643549a和cn103302876a的發(fā)明專利分別公開了一種抗靜電涂層的制造方法和連續(xù)生產(chǎn)工藝；公開號為cn102476490a、cn103173108a、cn104194580a和cn104946124a的發(fā)明專利公開了提高pedot/pss抗靜電涂料的穩(wěn)定性方法；公開號為cn104893538a的發(fā)明專利公開了一種磺化石墨烯/pedot水分散體的制備方法及在抗靜電涂料中的應用；公開號為cn103881537a和cn103788859a的發(fā)明專利公開了光固化pedot/pss抗靜電涂料。上述專利公布的抗靜電涂料普遍存在的問題是抗靜電涂層的耐溶劑擦拭能力差，且固化時間長，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種pedot/pss水分散體，及用該水分散體制備的抗靜電涂料，抗靜電涂料在玻璃上涂覆形成的涂層附著力強，固化時間短，同時耐溶劑擦拭能力強。

上述目的是通過下述方案實現(xiàn)的：

一種pedot/pss水分散體的制備方法，其特征在于，所述方法依次包括如下步驟，其中原料的量均以質(zhì)量計：

（1）將25-35份聚苯乙烯磺酸鈉和0.75-0.9份十二烷基苯磺酸加入到2000-3600份去離子水中，形成溶液；

（2）向步驟（1）中的溶液中加入濃鹽酸，使溶液的ph為1.5-2.0，向其中加入10份的3,4-乙撐二氧噻吩，在室溫下高速攪拌2小時，形成反應液；

（3）將22份過硫酸銨和6份硫酸鐵溶于400-600份去離子水中，形成混合液，將該混合溶液逐滴加入到步驟（3）的反應液中，滴液所用時間為1小時；

（4）將完成滴液后的反應液在室溫下高速攪拌5小時，加入總份數(shù)為120-2200份的陰、陽離子樹脂后，緩慢攪拌10小時；

（5）將樹脂濾出，得到濾液，用高壓均質(zhì)機將濾液于100mpa下均質(zhì)10次，即得到pedot/pss水分散體。

一種使用上述的pedot/pss水分散體制備的水性可熱固化的耐溶劑型抗靜電涂料，其特征在于，所述涂料包括下述質(zhì)量份數(shù)的原料：pedot/pss水分散體50-65份、水性聚氨酯樹脂24-34份、偶聯(lián)劑0.25-0.5份、交聯(lián)劑0.01-0.2份、助溶劑10-15份、添加劑0.1-0.4份。

根據(jù)上述的抗靜電涂料，其特征在于，所述水性聚氨酯樹脂為sancure825、ru-71-035和xr-28-404中的一種或幾種。

根據(jù)上述的抗靜電涂料，其特征在于，所述交聯(lián)劑為氮丙啶交聯(lián)劑，包括xama-7、ql-gwd-d2和ql-a2000-cx中的一種或幾種。

根據(jù)上述的抗靜電涂料，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為tx-100、kh560和kh570中一種或幾種。

根據(jù)上述的抗靜電涂料，其特征在于，所述助溶劑為dmso和eg中的一種或兩種。

根據(jù)上述的抗靜電涂料，其特征在于，所述添加劑為咪唑和2-甲基咪唑中一種或兩種。

一種上述的抗靜電涂料的制備方法，其特征在于，將所述pedot/pss水分散體、水性聚氨酯樹脂、偶聯(lián)劑、助溶劑、添加劑按比例混合，在室溫下攪拌2小時，加入所述交聯(lián)劑，攪拌均勻，得到所述的抗靜電涂料。

一種使用上述的抗靜電涂料制備的抗靜電涂層的制備方法，其特征在于，所述方法依次包括以下步驟：

（1）將異丙醇和水按體積比1:1混合，制成混合溶劑，將所述的涂料用所述混合溶劑稀釋10倍；

（2）將步驟（1）中稀釋后的涂料用線棒涂覆在pet塑料或玻璃基材上，于110℃下干燥1分鐘，即得到所述抗靜電涂層。

本發(fā)明的有益效果：

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明是以pedot/pss為導電組分，以水性聚氨酯樹脂為基體樹脂，加入偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑、助溶劑及添加劑，通過熱固化制備得到耐溶劑擦拭的抗靜電涂層。在玻璃上涂覆形成的涂層附著力強，表面電阻為104~106ω/□，透光率＞98%，耐候性好，用乙醇或甲苯擦拭200次，涂層表面電阻保持在105~108ω/□。

具體實施方式

pedot/pss水分散體的制備依次包括如下步驟，其中原料的量均以質(zhì)量計：

（1）將25-35份聚苯乙烯磺酸鈉和0.75-0.9份十二烷基苯磺酸加入到2000-3600份去離子水中，形成溶液；

（2）向步驟（1）中的溶液中加入濃鹽酸，使溶液的ph為1.5-2.0，向其中加入10份3,4-乙撐二氧噻吩，在室溫下高速攪拌2小時，形成反應液；

（3）將22份過硫酸銨和6份硫酸鐵溶于400-600份去離子水中，形成混合液，將混合溶液逐滴加入到步驟（3）的反應液中，滴液所用時間為1小時；

（4）將完成滴液后的反應液在室溫下高速攪拌5小時，加入總份數(shù)為120-2200份的陰、陽離子樹脂后，緩慢攪拌10小時；

（5）將樹脂濾出，得到濾液，用高壓均質(zhì)機將濾液于100mpa下均質(zhì)10次，即得到pedot/pss水分散體。

本發(fā)明的水性可熱固化的耐溶劑型抗靜電涂料包括下述質(zhì)量份數(shù)的原料：pedot/pss水分散體50-65份、水性聚氨酯樹脂24-34份、偶聯(lián)劑0.25-0.5份、交聯(lián)劑0.01-0.2份、助溶劑10-15份、添加劑0.1-0.4份。其中，水性聚氨酯樹脂為德國路博潤的sancure825、ru-71-035和xr-28-404中的一種或幾種，sancure825為德國路博潤公司生產(chǎn)的水性聚氨酯樹脂，ru-71-035和xr-28-404為斯塔爾精細涂料（蘇州）有限公司生產(chǎn)的水性聚氨酯樹脂；交聯(lián)劑為氮丙啶交聯(lián)劑，包括xama-7、ql-gwd-d2和ql-a2000-cx一種或幾種，其中，xama-7為德國拜耳公司生產(chǎn)的氮丙啶交聯(lián)劑，ql-gwd-d2和ql-a2000-cx為武漢強龍化工新材料有限公司生產(chǎn)的氮丙啶交聯(lián)劑；偶聯(lián)劑為tx-100、kh560和kh570中一種或幾種，其中，tx-100為sigma-aldrich（西格瑪奧德里奇）生產(chǎn)的偶聯(lián)劑，kh560和kh570為安耐吉化學公司生產(chǎn)的偶聯(lián)劑；助溶劑為dmso（二甲基亞砜）和eg（乙二醇）中的一種或兩種；添加劑為咪唑和2-甲基咪唑中一種或兩種。

將pedot/pss水分散體、水性聚氨酯樹脂、偶聯(lián)劑、助溶劑、添加劑按比例混合，在室溫下攪拌2小時，再加入交聯(lián)劑，攪拌均勻，即可得到抗靜電涂料。

本發(fā)明的抗靜電涂料在使用時，將異丙醇和水按體積比1:1混合，制成混合溶劑，將抗靜電涂料用混合溶劑稀釋10倍，再將稀釋后的涂料用線棒涂覆在pet塑料或玻璃基材上，于110℃下干燥1分鐘，即得到抗靜電涂層。

下面用具體實施例對本發(fā)明進行進一步的說明。

實施例1

準確稱取30份聚苯乙烯磺酸鈉和0.9份十二烷基苯磺酸，加入3600份去離子水中，形成溶液。使用濃鹽酸，調(diào)節(jié)溶液ph為1.5，向其中中加入10份的3,4-乙撐二氧噻吩室溫高速攪拌2h，形成反應液。將22份過硫酸銨和6份硫酸鐵溶于400份去離子水中，將該混合溶液逐滴加入反應液中，1h滴加完畢，室溫高速攪拌5h，加入陰、陽離子樹脂各200份，300rpm攪拌10小時，濾出樹脂，用高壓均質(zhì)機將濾液于100mpa下均質(zhì)10次，得到中性pedot/pss水分散體。

實施例2

準確稱取由實施例1制備的65%pedot/pss水分散體、24.4%水性聚氨酯樹脂（sancure825）、0.25%kh560、8%dmso，2%eg和0.15%咪唑加入到燒杯中，室溫攪拌2h，0.2%xama-7加入上述溶液中，攪拌均勻即制得中性抗靜電涂料。將所得涂料用水和異丙醇混合溶劑（1:1v/v）稀釋10倍后，用8μm線棒涂覆于石英玻璃上，110℃下干燥1min，用可見光波段透光率儀測試透光率為98.2%，用表面電阻率儀測得表面電阻為2.5×10⁶ω/□。用乙醇擦拭200次，再次測量表面電阻為2.1×10⁷ω/□。用甲苯擦拭200次，再次測量表面電阻為8.7×10⁶ω/□，暴露于空氣中1個月，涂層表面電阻1.4×10⁸ω/□。

實施例3：

準確稱取由實施例1制備的65%pedot/pss水分散體、24.5%水性聚氨酯樹脂（ru-71-035）、0.25%kh560，10%dmso和0.10%咪唑加入到燒杯中，室溫攪拌2h，0.15%xama-7加入上述溶液中，攪拌均勻即制得中性抗靜電涂料。將所得涂料用水和異丙醇混合溶劑（1:1v/v）稀釋10倍后，用8μm線棒涂覆于pet上，110℃下干燥1min，用可見光波段透光率儀測試透光率為98.4%，用表面電阻率儀測得表面電阻為1.0×10⁶ω/□。用乙醇擦拭200次，再次測量表面電阻為3.6×10⁷ω/□。用甲苯擦拭200次，再次測量表面電阻為2.7×10⁷ω/□，暴露于空氣中1個月，涂層表面電阻2.2×10⁸ω/□。

實施例4：

準確稱取由實施例1制備50%pedot/pss水分散體、34.5%水性聚氨酯樹脂（xr-28-404）、0.25%kh560，15%dmso和0.10%咪唑加入到燒杯中，室溫攪拌2h，0.15%xama-7加入上述溶液中，攪拌均勻即制得中性抗靜電涂料。將所得涂料用水和異丙醇混合溶劑（1:1v/v）稀釋10倍后，用8μm線棒涂覆于石英玻璃上，110℃下干燥1min，用可見光波段透光率儀測試透光率為98.5%，用表面電阻率儀測得表面電阻為6.6×10⁶ω/□。用乙醇擦拭200次，再次測量表面電阻為5.6×10⁸ω/□。用甲苯擦拭200次，再次測量表面電阻為5.7×10⁸ω/□，暴露于空氣中1個月，涂層表面電阻9.0×10⁸ω/□。

實施例5

準確稱取25份聚苯乙烯磺酸鈉、和0.78份十二烷基苯磺酸加入3000份去離子水中，形成溶液。濃鹽酸調(diào)節(jié)溶液ph為1.5，向其中加入10份的3,4-乙撐二氧噻吩，室溫高速攪拌2h，形成反應液。將22份過硫酸銨和6份硫酸鐵溶于600份去離子水中，形成混合溶液，將混合溶液逐滴加入反應液中，1h滴加完畢，室溫高速攪拌5h，加入陰、陽離子樹脂各200份，300rpm攪拌10小時，濾出樹脂，用高壓均質(zhì)機將濾液于100mpa下均質(zhì)10次，得到中性pedot/pss水分散體。

實施例6

準確稱取由實施例5制備的65%pedot/pss水分散體、6.1%水性聚氨酯樹脂（sancure825）、18.3%水性聚氨酯樹脂ru-71-035、0.25%kh560、7.5%dmso，2.5%eg和0.15%咪唑加入到燒杯中，室溫攪拌2h，0.2%xama-7加入上述溶液中，攪拌均勻即制得中性抗靜電涂料。將所得涂料用水和異丙醇混合溶劑（1:1v/v）稀釋10倍后，用8μm線棒涂覆于pet上，110℃下干燥1min，用可見光波段透光率儀測試透光率為98.0%，用表面電阻率儀測得表面電阻為8.9×10⁴ω/□。用乙醇擦拭200次，再次測量表面電阻為1.1×10⁶ω/□。用甲苯擦拭200次，再次測量表面電阻為7.0×10⁵ω/□，暴露于空氣中1個月，涂層表面電阻2.4×10⁶ω/□。

實施例7

準確稱取由實施例5制備的50%pedot/pss水分散體、9.4%水性聚氨酯樹脂（sancure825）、28.0%水性聚氨酯樹脂ru-71-035、0.25%kh560、10%dmso，2.0%eg和0.15%咪唑加入到燒杯中，室溫攪拌2h，0.2%xama-7加入上述溶液中，攪拌均勻即制得中性抗靜電涂料。將所得涂料用水和異丙醇混合溶劑（1:1v/v）稀釋10倍后，用8μm線棒涂覆于pet上，110℃下干燥1min，用可見光波段透光率儀測試透光率為98.0%，用表面電阻率儀測得表面電阻為5.7×10⁵ω/□。用乙醇擦拭200次，再次測量表面電阻為4.1×10⁶ω/□。用甲苯擦拭200次，再次測量表面電阻為6.5×10⁶ω/□，暴露于空氣中1個月，涂層表面電阻8.4×10⁶ω/□。

實施例8

準確稱取由實施例5制備的50%pedot/pss水分散體、9.1%水性聚氨酯樹脂（sancure825）、27.3%水性聚氨酯樹脂ru-71-035、0.25%kh560、12%dmso，1.0%eg和0.15%咪唑加入到燒杯中，室溫攪拌2h，0.12%xama-7、0.05%ql-gwd-d2、0.03%ql-a2000-cx加入上述溶液中，攪拌均勻即制得中性抗靜電涂料。將所得涂料用水和異丙醇混合溶劑（1:1v/v）稀釋10倍后，用8μm線棒涂覆于pet上，110℃下干燥1min，用可見光波段透光率儀測試透光率為98.1%，用表面電阻率儀測得表面電阻為1.1×10⁵ω/□。用乙醇擦拭200次，再次測量表面電阻為3.1×10⁶ω/□。用甲苯擦拭200次，再次測量表面電阻為4.9×10⁶ω/□，暴露于空氣中1個月，涂層表面電阻8.0×10⁷ω/□。

實施例9

準確稱取由實施例1制備的65%pedot/pss水分散體、24.6%水性聚氨酯樹脂（sancure825）、0.25%kh560、8%dmso，2%eg和0.15%咪唑加入到燒杯中，室溫攪拌2h即制得中性抗靜電涂料。將所得涂料用水和異丙醇混合溶劑（1:1v/v）稀釋10倍后，用8μm線棒涂覆于石英玻璃上，110℃下干燥1min，用可見光波段透光率儀測試透光率為98.3%，用表面電阻率儀測得表面電阻為1.7×10⁵ω/□。用乙醇擦拭200次或用甲苯擦拭200次，無抗靜電能力，暴露于空氣中1個月，涂層表面電阻7.1×10⁶ω/□。

實施例10

準確稱取由實施例5制備的65%pedot/pss水分散體、6.1%水性聚氨酯樹脂（sancure825）、18.3%水性聚氨酯樹脂ru-71-035、0.25%kh560、7.5%dmso，2.5%eg和0.15%咪唑加入到燒杯中室溫攪拌2h即制得中性抗靜電涂料。將所得涂料用水和異丙醇混合溶劑（1:1v/v）稀釋10倍后，用8μm線棒涂覆于pet上，110℃下干燥1min，用可見光波段透光率儀測試透光率為98.5%，用表面電阻率儀測得表面電阻為2.1×10⁴ω/□。用乙醇擦拭或甲苯擦拭200次，無抗靜電能力，暴露于空氣中1個月，涂層表面電阻1.3×10⁶ω/□。