本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域,具體涉及一種聚吡咯磁導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù):
導(dǎo)電高分子材料是具有導(dǎo)電功能(包括半導(dǎo)電性、金屬導(dǎo)電性和超導(dǎo)電性)、電導(dǎo)率在10s/m以上的聚合物材料。高分子導(dǎo)電材料具有密度小、易加工、耐腐蝕、可大面積成膜以及電導(dǎo)率可在十多個(gè)數(shù)量級的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)等特點(diǎn),不僅可作為多種金屬材料和無機(jī)導(dǎo)電材料的代用品,而且已成為許多先進(jìn)工業(yè)部門和尖端技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的一類材料,經(jīng)過多年世界范圍內(nèi)的廣泛研究,導(dǎo)電聚合物在新能源材料方面的應(yīng)用已獲得了很大的發(fā)展,但離實(shí)際大規(guī)模應(yīng)用還有一定的距離。這主要是因?yàn)槠浼庸ば圆缓煤头€(wěn)定性不高造成的,嚴(yán)重阻礙了導(dǎo)電高分材料在工業(yè)上的應(yīng)用。尤其在電器元件中的應(yīng)用,需要導(dǎo)電材料具有良好的強(qiáng)度、穩(wěn)定性,否則,即使其它性能再好也無法應(yīng)用;
申請?zhí)枺?01610885928.1公開了一種門的導(dǎo)電涂料,包括聚苯胺45-55份、聚吡咯18-20份、碳纖維25-40份、石油焦7-12份、碳化硅8-16份、石墨20-25份、銀粉6-9份、鎳粉7-11份、單壁碳納米管20-22份、氧化錫36-40份、氧化鋅23-25份、焦磷酸鈉22-24份、三乙基己基磷酸4-8份、六偏磷酸鈉16-20份、羧甲基纖維素鈉7-9份、氧化聚乙烯蠟11-15份、聚氯乙烯樹脂3-5份、雙馬來酰亞胺12-16份、丙烯酸乙酯20-25份、硝基纖維素6-10份和松油醇13-16份,其是將聚吡咯、單壁碳納米管預(yù)先混合,然后通過六偏磷酸鈉、羧甲基纖維素鈉等的分散作用來改善單壁碳納米管等無機(jī)填料在聚合物間的相容性;但是這種無機(jī)分散的方式很難改善無機(jī)填料的團(tuán)聚現(xiàn)象,容易降低成品的穩(wěn)定性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足,提供一種聚吡咯磁導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種聚吡咯磁導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)取二茂鐵,加入到其重量40-50倍的去離子水中,加入三羥甲基丙烷,升高溫度為50-60℃,加入對苯氧基苯甲酸,保溫?cái)嚢?-2小時(shí),過濾,將沉淀水洗,常溫干燥,得羧基化鐵;
(2)取吡咯,加入到其重量30-44倍的四氫呋喃中,攪拌均勻,送入到60-70℃的恒溫水浴中,加入金屬鉀,保溫?cái)嚢?0-40分鐘,出料冷卻,加入對甲苯磺酰氯,磁力攪拌20-24小時(shí),將產(chǎn)物加入到去離子水中,攪拌均勻,靜置10-15小時(shí),過濾,將沉淀水洗,真空60-70℃下干燥1-2小時(shí),得磺?;量?;
(3)取上述羧基化鐵、磺?;量┗旌?,加入到混合料重量2-3倍的四氫呋喃中,在80-85℃下保溫?cái)嚢?-2小時(shí),得復(fù)合分散液;
(4)取碳納米管,加入到其重量40-50倍的、96-98%的硫酸溶液中,在50-60℃下保溫?cái)嚢?-2小時(shí),過濾,將沉淀水洗,常溫干燥,加入到其重量4-6倍的無水乙醇中,攪拌均勻,加入氨丙基三乙氧基硅烷,超聲10-20分鐘,得硅烷化碳納米管醇溶液;
(5)取上述硅烷化碳納米管醇溶液、復(fù)合分散液混合,攪拌均勻,送入到反應(yīng)釜中,通入氮?dú)?,調(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為4-6℃,保溫反應(yīng)4-5小時(shí),出料,過濾,將沉淀水洗,真空70-75℃下干燥20-23小時(shí),冷卻至常溫,即得所述聚吡咯磁導(dǎo)電復(fù)合材料。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明以二茂鐵為原料,將其進(jìn)行羧基化,然后以吡啶為原料,通過對甲苯磺酰氯進(jìn)行磺酰化,然后將羧基化鐵與磺?;拎す不旖宦?lián),得到吡咯單體分散液,然后與表面有機(jī)化的碳納米管混合,進(jìn)行聚合反應(yīng),得到聚吡咯磁導(dǎo)電復(fù)合材料;
本發(fā)明的復(fù)合材料,將碳納米管參與到吡咯單體的聚合反應(yīng)中,有效的提高了碳納米管在聚合物間的分散性,有效的降低了團(tuán)聚,提高了成品材料的穩(wěn)定性強(qiáng)度,同時(shí)加入的二茂鐵為原料的羥基化鐵,能夠賦予成品材料很好的磁性,擴(kuò)大了成品材料的使用范圍,增強(qiáng)了其功能性。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種聚吡咯磁導(dǎo)電復(fù)合材料的制備方法,包括以下步驟:
(1)取二茂鐵,加入到其重量50倍的去離子水中,加入三羥甲基丙烷,升高溫度為50-60℃,加入對苯氧基苯甲酸,保溫?cái)嚢?小時(shí),過濾,將沉淀水洗,常溫干燥,得羧基化鐵;
(2)取吡咯,加入到其重量30倍的四氫呋喃中,攪拌均勻,送入到60℃的恒溫水浴中,加入金屬鉀,保溫?cái)嚢?0分鐘,出料冷卻,加入對甲苯磺酰氯,磁力攪拌20小時(shí),將產(chǎn)物加入到去離子水中,攪拌均勻,靜置10小時(shí),過濾,將沉淀水洗,真空60-70℃下干燥1小時(shí),得磺?;量?;
(3)取上述羧基化鐵、磺?;量┗旌希尤氲交旌狭现亓?-3倍的四氫呋喃中,在85℃下保溫?cái)嚢?小時(shí),得復(fù)合分散液;
(4)取碳納米管,加入到其重量50倍的、98%的硫酸溶液中,在60℃下保溫?cái)嚢?小時(shí),過濾,將沉淀水洗,常溫干燥,加入到其重量4倍的無水乙醇中,攪拌均勻,加入氨丙基三乙氧基硅烷,超聲20分鐘,得硅烷化碳納米管醇溶液;
(5)取上述硅烷化碳納米管醇溶液、復(fù)合分散液混合,攪拌均勻,送入到反應(yīng)釜中,通入氮?dú)猓{(diào)節(jié)反應(yīng)釜溫度為6℃,保溫反應(yīng)4小時(shí),出料,過濾,將沉淀水洗,真空75℃下干燥23小時(shí),冷卻至常溫,即得所述聚吡咯磁導(dǎo)電復(fù)合材料。