本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體涉及一種炭黑增強(qiáng)導(dǎo)電聚苯胺的制備方法。

背景技術(shù)：

聚苯胺作為導(dǎo)電高分子材料之一，因其化學(xué)穩(wěn)定性好、耐候性佳、原料廉價(jià)易得、合成方法簡(jiǎn)單以及導(dǎo)電性能等，被認(rèn)為是最具有商業(yè)應(yīng)用價(jià)值的結(jié)構(gòu)性導(dǎo)電高分子，在生物傳感器、防腐材料、吸波材料等領(lǐng)域有巨大市場(chǎng)需求。但聚苯胺電導(dǎo)率不高以及后期加工處理、穩(wěn)定性差的問題使其在推廣應(yīng)用上受到較大影響；

因此通過復(fù)合改性技術(shù)在一定程度上改善其加工性能差、穩(wěn)定性差并提高電導(dǎo)率成為一種有效途徑，不僅可以獲得功能性復(fù)合材料，也拓寬了它的應(yīng)用領(lǐng)域；

申請(qǐng)?zhí)?01610673248.3，公開了一種石墨烯-聚苯胺復(fù)合材料的制備及方法，其是將氧化石墨烯、苯胺的鹽酸溶液混合，通過熱處理，得到石墨烯-聚苯胺復(fù)合材料，該復(fù)合材料的制備方法中沒有對(duì)石墨烯進(jìn)行有機(jī)化處理，容易造成無機(jī)填料的團(tuán)聚，降低成品復(fù)合材料的穩(wěn)定性強(qiáng)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種炭黑增強(qiáng)導(dǎo)電聚苯胺的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種炭黑增強(qiáng)導(dǎo)電聚苯胺的制備方法，包括以下步驟：

(1)取10-13重量份的炭黑，與1-2重量份的四甲基氫氧化銨混合，加入到混合料重量2-10倍的、乙醇分散液中，攪拌均勻，升高溫度為60-65℃，加入1-3重量份的八甲基環(huán)四硅氧烷，保溫?cái)嚢?0-30分鐘，得炭黑硅烷醇分散液；

(2)取0.7-1重量份的雙咪唑烷基脲，加入到其重量10-14倍的去離子水中，攪拌均勻，加入1-2重量份的三乙胺，在40-50℃下保溫?cái)嚢?0-30分鐘，與上述炭黑硅烷醇分散液混合，攪拌均勻，得胺化炭黑硅烷醇分散液；

(3)取130-150重量份的苯胺、2-3重量份的蓖麻油酸混合，加入到混合料重量10-13倍的去離子水中，攪拌均勻，與上述胺化炭黑硅烷醇分散液混合，加入0.1-0.2重量份的辛酸亞錫，在40-50℃下保溫?cái)嚢?-2小時(shí)，出料冷卻，得酰胺化苯胺炭黑溶液；

(4)取上述酰胺化苯胺炭黑溶液，與4-6重量份的硫酸二甲酯混合，攪拌均勻，蒸餾除去乙醇，脫水，常溫干燥，升高溫度為50-65℃，加入到其重量1.6-2倍的四氫呋喃中，攪拌均勻，加入0.7-1重量份的氫化鋁鋰，在70-75℃下保溫?cái)嚢?-2小時(shí)，蒸餾除去四氫呋喃，得甲基酰胺化苯胺炭黑；

(5)取2-3重量份的過硫酸銨，加入到其重量140-150倍的去離子水中，攪拌均勻；

(6)取上述甲基酰胺化苯胺炭黑，與2-4重量份的乙酸混合，加入到混合料重量1-2倍的去離子水中，送入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)?，升高溫度?0-75℃，滴加上述過硫酸銨水溶液，滴加完畢后保溫?cái)嚢?-2小時(shí)，出料冷卻，脫水，真空80-85℃下干燥1-2小時(shí)，冷卻至常溫，即得所述炭黑增強(qiáng)導(dǎo)電聚苯胺。

所述的乙醇分散液的制備方法為：將1-2重量份的聚苯并咪唑加入到20-30倍的無水乙醇中，在70-75℃下保溫?cái)嚢?0-30分鐘，即得。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明首先將炭黑通過八甲基環(huán)四硅氧烷、三乙胺處理，得到胺化炭黑硅烷，然后與蓖麻油酸改性的苯胺混合，以醇分散液為溶劑，通過三乙胺與羧基的反應(yīng)，得到酰胺化苯胺，再以硫酸二甲酯為甲基化助劑，氫化鋁鋰為催化劑，得甲基酰胺化炭黑，然后與苯胺單體混合，以過硫酸銨為引發(fā)劑，經(jīng)聚合，得到炭黑增強(qiáng)導(dǎo)電聚苯胺；

本發(fā)明將炭黑與苯胺單體混合，再聚合，有效的提高了炭黑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，提高了斷裂伸長(zhǎng)率等力學(xué)性能，本發(fā)明加入的炭黑有效的提高了成品材料的導(dǎo)電性能。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種炭黑增強(qiáng)導(dǎo)電聚苯胺的制備方法，包括以下步驟：

(1)取13重量份的炭黑，與2重量份的四甲基氫氧化銨混合，加入到混合料重量10倍的、乙醇分散液中，攪拌均勻，升高溫度為65℃，加入3重量份的八甲基環(huán)四硅氧烷，保溫?cái)嚢?0分鐘，得炭黑硅烷醇分散液；

(2)取1重量份的雙咪唑烷基脲，加入到其重量14倍的去離子水中，攪拌均勻，加入2重量份的三乙胺，在50℃下保溫?cái)嚢?0分鐘，與上述炭黑硅烷醇分散液混合，攪拌均勻，得胺化炭黑硅烷醇分散液；

(3)取150重量份的苯胺、2重量份的蓖麻油酸混合，加入到混合料重量10倍的去離子水中，攪拌均勻，與上述胺化炭黑硅烷醇分散液混合，加入0.1重量份的辛酸亞錫，在40℃下保溫?cái)嚢?小時(shí)，出料冷卻，得酰胺化苯胺炭黑溶液；

(4)取上述酰胺化苯胺炭黑溶液，與6重量份的硫酸二甲酯混合，攪拌均勻，蒸餾除去乙醇，脫水，常溫干燥，升高溫度為65℃，加入到其重量2倍的四氫呋喃中，攪拌均勻，加入1重量份的氫化鋁鋰，在75℃下保溫?cái)嚢?小時(shí)，蒸餾除去四氫呋喃，得甲基酰胺苯胺炭黑；

(5)取2-3重量份的過硫酸銨，加入到其重量140-150倍的去離子水中，攪拌均勻；

(6)取上述甲基酰胺苯胺炭黑，與4重量份的乙酸混合，加入到混合料重量2倍的去離子水中，送入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)?，升高溫度?5℃，滴加上述過硫酸銨水溶液，滴加完畢后保溫?cái)嚢?小時(shí)，出料冷卻，脫水，真空85℃下干燥2小時(shí)，冷卻至常溫，即得所述炭黑增強(qiáng)導(dǎo)電聚苯胺。

所述的乙醇分散液的制備方法為：將2重量份的聚苯并咪唑加入到30倍的無水乙醇中，在75℃下保溫?cái)嚢?0分鐘，即得。

實(shí)施例2

(1)取10重量份的炭黑，與1重量份的四甲基氫氧化銨混合，加入到混合料重量2倍的、乙醇分散液中，攪拌均勻，升高溫度為60℃，加入1重量份的八甲基環(huán)四硅氧烷，保溫?cái)嚢?0分鐘，得炭黑硅烷醇分散液；

(2)取0.7重量份的雙咪唑烷基脲，加入到其重量10倍的去離子水中，攪拌均勻，加入1重量份的三乙胺，在40℃下保溫?cái)嚢?0分鐘，與上述炭黑硅烷醇分散液混合，攪拌均勻，得胺化炭黑硅烷醇分散液；

(3)取130重量份的苯胺、2重量份的蓖麻油酸混合，加入到混合料重量13倍的去離子水中，攪拌均勻，與上述胺化炭黑硅烷醇分散液混合，加入0.2重量份的辛酸亞錫，在50℃下保溫?cái)嚢?小時(shí)，出料冷卻，得酰胺化苯胺炭黑溶液；

(4)取上述酰胺化苯胺炭黑溶液，與4重量份的硫酸二甲酯混合，攪拌均勻，蒸餾除去乙醇，脫水，常溫干燥，升高溫度為50℃，加入到其重量1.6倍的四氫呋喃中，攪拌均勻，加入0.7重量份的氫化鋁鋰，在70℃下保溫?cái)嚢?小時(shí)，蒸餾除去四氫呋喃，得甲基酰胺化苯胺炭黑；

(5)取2重量份的過硫酸銨，加入到其重量140倍的去離子水中，攪拌均勻；

(6)取上述甲基酰胺化苯胺炭黑，與2重量份的乙酸混合，加入到混合料重量1倍的去離子水中，送入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)?，升高溫度?0℃，滴加上述過硫酸銨水溶液，滴加完畢后保溫?cái)嚢?小時(shí)，出料冷卻，脫水，真空80℃下干燥1小時(shí)，冷卻至常溫，即得所述炭黑增強(qiáng)導(dǎo)電聚苯胺。

所述的乙醇分散液的制備方法為：將1重量份的聚苯并咪唑加入到20倍的無水乙醇中，在70℃下保溫?cái)嚢?0分鐘，即得。

性能測(cè)試：

傳統(tǒng)聚苯胺的電導(dǎo)率為2.2-2.5s/cm、本發(fā)明導(dǎo)電聚苯胺材料的電導(dǎo)率為18-23s/cm；

傳統(tǒng)聚苯胺的斷裂伸長(zhǎng)率為20-35％，本發(fā)明導(dǎo)電聚苯胺材料的斷裂伸長(zhǎng)率為150-180％；

可以看出，本發(fā)明材料的電導(dǎo)率、斷裂伸長(zhǎng)率具有明顯的提高。