專利名稱：聚苯胺/納米羥基鐵黃復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于納米材料領(lǐng)域，具體涉及一種聚苯胺/納米羥基鐵黃復(fù)合 材料的制備方法。
背景技術(shù)：
將無機(jī)磁性納米粒子與導(dǎo)電高分子進(jìn)行化學(xué)復(fù)合方面的研究已引起 人們的關(guān)注，由于該復(fù)合材料同時(shí)具有有機(jī)和無機(jī)材料的優(yōu)異性能，因而 展示了巨大的應(yīng)用潛力，特別是在光、電和^f茲等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用前景更引 起了各國研究者的高度重視，該研究不僅對有機(jī)-無機(jī)界面的作用機(jī)理及 相關(guān)的應(yīng)用具有重要意義，而且在雷達(dá)波吸收材料和電磁屏蔽材料等方面 具有廣闊的應(yīng)用前景。
導(dǎo)電高分子聚苯胺具有大的共軛7t電子體系，其導(dǎo)電率可在絕緣體、 半導(dǎo)體和金屬態(tài)范圍內(nèi)變化，在微波吸收、紅外吸收以及電磁干擾屏蔽方 面具有極大的應(yīng)用前景，因此聚苯胺/磁性粒子納米復(fù)合材料的研究較多。
如公開號為CN101161725的中國發(fā)明專利申請公開了一種聚苯胺包裹磁 性碳納米管復(fù)合材料及其制備方法，將碳納米管超聲分散在含三價(jià)鐵和二 價(jià)鐵離子的水溶液中，加氨水得碳納米管/四氧化三鐵復(fù)合材料，水洗和磁 性分離后，分散在含苯胺、磷酸和過疏酸銨混合溶液中，攪拌后得到復(fù)合 材料。又如汪忠柱等(導(dǎo)電聚苯胺-Fe203納米復(fù)合物的紅外與微波吸收性 能，磁性材料及器件，2008， 2)先用化學(xué)溶膠-凝膠法制備磁性Y-Fe203 納米粉體，然后采用原位復(fù)合法制備質(zhì)子酸摻雜的聚苯胺-Fe2CMA米復(fù)合 材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種工藝簡單，成本低廉的聚苯胺/納米羥基鐵黃復(fù)合 材料的制備方法，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
一種聚苯胺/納米羥基鐵黃復(fù)合材料的制備方法，先合成出納米級輕基鐵黃，然后在羥基鐵黃表面原位聚合出導(dǎo)電、防腐的聚苯胺結(jié)構(gòu)，包括
下述步驟將二價(jià)鐵離子鹽溶液(如FeS04溶液等)氧化成三價(jià)鐵離子鹽 溶液，調(diào)節(jié)溶液pH值至5-8，最優(yōu)為7;然后添加二價(jià)鐵離子鹽，使二價(jià) 鐵離子與三價(jià)鐵離子摩爾數(shù)之比為0.5-1， 60-80。C反應(yīng)2-3h后，得到納米 FeOOH;反應(yīng)體系冷卻至0-10。C后，加入苯胺和苯胺質(zhì)量1.5-2.5倍的十 二烷基苯磺酸，進(jìn)行原位聚合反應(yīng)，苯胺的加入量為反應(yīng)體系中鐵元素總 質(zhì)量的6%-18%;反應(yīng)結(jié)束后固液分離，將得到的固體成分干燥后粉碎， 得到納米復(fù)合材料。
將二價(jià)鐵離子氧化成三價(jià)鐵離子可采用常規(guī)的氧化劑，如雙氧水和次
氯酸鈉等。
原位聚合反應(yīng)中選用分散性和導(dǎo)電性好的十二烷基笨磺酸作為摻雜 劑，使得到的復(fù)合材料與樹脂配伍性和導(dǎo)電性優(yōu)異。
本發(fā)明在納米FeOOH表面原位聚合一層導(dǎo)電聚苯胺，納米FeOOH 的形狀為針狀，有一定的長徑比，再加上納米粒子表面效應(yīng)，棵露在粒子 外面的三價(jià)鐵離子，具有原位催化聚合性能，能使苯胺單體被氧化聚合在 針狀的納米FeOOH表面。并且通過調(diào)整反應(yīng)體系中二價(jià)鐵離子和三價(jià)鐵 離子的濃度，以及鐵元素與苯胺單體之間的質(zhì)量比，可以達(dá)到控制產(chǎn)品納 米粒徑的目的。
本發(fā)明方法具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、 原料及工價(jià)成本低；
2、 工藝簡單，易操作；
3、 工業(yè)反應(yīng)條件溫和，易于工業(yè)化生產(chǎn)；
4、 產(chǎn)品產(chǎn)率在95%以上；
5、 產(chǎn)品粒徑可調(diào)控。
并且利用本發(fā)明方法得到的聚苯胺/納米羥基鐵黃復(fù)合材料，具有導(dǎo) 電、防腐功能，在目前的防靜電領(lǐng)域以及防腐涂層方面有良好的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式
以下提到的溶液百分濃度均為質(zhì)量百分濃度。 實(shí)施例1
在100ml 20%的FeS04溶液中加入10g次氯酸鈉將二Y介4夾離子氧化成
4三價(jià)鐵離子，加入400ml去離子水后加入10%的NaOH溶液中和到pH值 為7,再加入20%的FeSO4溶液50ml，升溫到65。C反應(yīng)2-3h后，冷卻到 0-10。C，加入2.7g十二烷基苯磺酸和1.8g苯胺，開始原位聚合，聚合反 應(yīng)2-3h后，通過旋風(fēng)分離器將固液分離3-4次后，過濾、干燥、然后粉碎成品。
反應(yīng)后成品粒徑為長軸在80-100納米，短軸在20-30納米，在導(dǎo)電 防腐涂料方面應(yīng)用測試后，涂膜均勻，無明顯顆粒物，符合涂料要求，涂 料表面電阻達(dá)到105^等防靜電要求。
實(shí)施例2
在100ml 20%的FeS04溶液中加入4.5g雙氧水將二價(jià)鐵離子氧化成 三價(jià)鐵離子，加入400ml去離子水后加入10%的NaOH溶液中和到pH值 為7，再加入20%的FeS04溶液100ml，升溫到65。C反應(yīng)2-3h后，冷卻到 0-10。C，加入3.6g十二烷基苯磺酸和2.4g苯胺，開始原位聚合，聚合反 應(yīng)2-3h后，通過旋風(fēng)分離器將固液分離3-4次后，過濾、干燥、然后粉碎 成品。
反應(yīng)后成品粒徑為長軸在100-150納米，短軸在50-70納米，成品在 導(dǎo)電防腐涂料方面應(yīng)用測試后，涂膜均勻，無明顯顆粒物，符合涂料要求， 涂料表面電阻達(dá)到1050等防靜電要求。
對比例
在100ml 20%的FeS04溶液中加入10g次氯S吏鈉將二價(jià)鐵離子氧化成 三價(jià)鐵離子，加入400ml去離子水后加入10%的NaOH溶液中和到pH值 為7后，再加入20%的FeSO4溶液50ml，升溫到65。C反應(yīng)2-3h后，冷卻 到0-10。C，加入2.7g對曱苯磺酸和1.8g苯胺，開始原位聚合，聚合反應(yīng) 2-3h后，通過旋風(fēng)分離器將固液分離3-4次后，過濾、干燥、然后粉碎成口口。
反應(yīng)后成品粒徑為長軸在60-80納米，短軸在20-30納米，在導(dǎo)電防 腐涂料方面應(yīng)用測試后，涂膜流平較差，電阻108。，復(fù)合材料與樹脂配 伍性和導(dǎo)電性差，主要原因是摻雜劑是低碳鏈的對曱苯磺酸，無十二烷基 苯磺酸^t和導(dǎo)電性好。
權(quán)利要求
1、一種聚苯胺/納米羥基鐵黃復(fù)合材料的制備方法，包括將二價(jià)鐵離子鹽溶液氧化成三價(jià)鐵離子鹽溶液，調(diào)節(jié)溶液pH值至5-8；然后添加二價(jià)鐵離子鹽，使二價(jià)鐵離子與三價(jià)鐵離子摩爾數(shù)之比為0.5-1，60-80℃反應(yīng)2-3h；反應(yīng)體系冷卻至0-10℃后，加入苯胺和苯胺質(zhì)量1.5-2.5倍的十二烷基苯磺酸，進(jìn)行原位聚合反應(yīng)，苯胺的加入量為反應(yīng)體系中鐵元素總質(zhì)量的6％-18％；反應(yīng)結(jié)束后固液分離，將得到的固體成分干燥后粉碎，得到納米復(fù)合材料。
2、 如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于調(diào)節(jié)溶液pH值至7。
3、 全權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的二價(jià)鐵離子 鹽為硫酸亞鐵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚苯胺/納米羥基鐵黃復(fù)合材料的制備方法，將二價(jià)鐵離子鹽溶液氧化成三價(jià)鐵離子鹽溶液，調(diào)節(jié)溶液pH值至5-8；然后添加二價(jià)鐵離子鹽，60-80℃反應(yīng)2-3h；反應(yīng)體系冷卻至0-10℃后，加入苯胺和十二烷基苯磺酸，進(jìn)行原位聚合反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后固液分離，將得到的固體成分干燥后粉碎，得到納米復(fù)合材料本發(fā)明方法工藝簡單，成本低廉，產(chǎn)品產(chǎn)率高，性能優(yōu)越，可廣泛用于電子、涂料、軍工等行業(yè)。
文檔編號C08K3/00GK101440217SQ20081016338
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月18日
發(fā)明者勇 湯 申請人:上虞市佳華高分子材料有限公司