專利名稱：低含水量酸摻雜的聚苯胺配制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚苯胺的摻雜方法，特別是指一種低含水量酸摻雜的聚苯胺配制方法。
由于利用聚苯胺制成的材料具有導(dǎo)電性，因此應(yīng)用的范圍相當(dāng)廣泛，例如有機(jī)發(fā)光體、二次電池、抗靜電涂料、導(dǎo)電粘著劑與涂料，電子束光阻劑、感測器、光開關(guān)、電磁波遮蔽體等。以往聚苯胺系列的導(dǎo)電材料的基本原料，是以未摻雜的聚苯胺，添加酸進(jìn)行中和反應(yīng)，再混摻粘稠狀的烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸，其反應(yīng)式如下
導(dǎo)電性聚苯胺材料應(yīng)用極為廣泛，但以往的制造方法仍有以下缺失(1)油膩性由于烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸本身含水且具粘稠性，因此當(dāng)聚苯胺粉末與烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸混合摻雜時(shí)，烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸與聚苯胺粉末不能完全進(jìn)行中和反應(yīng)，所生成的聚苯胺粉末與烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸的摻雜物也具有油膩性，而導(dǎo)致此種材料在作為抗靜電、導(dǎo)電涂料或作為光電性材料時(shí)，因粘稠油膩而影響涂膜。
(2)溶解度差由于聚苯胺粉末與烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸未完全摻雜，將導(dǎo)致聚苯胺粉末的酸摻雜物溶解度降低，在作為抗靜電、導(dǎo)電涂料或作為光電性材料應(yīng)用時(shí)，無法獲得較好的使用狀況。
本發(fā)明的主要目的在提供一種能使烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸完全地與聚苯胺粉末進(jìn)行摻雜，并可消除摻雜后聚苯胺粉末的粘稠性、增加其溶解性，及后續(xù)使用便利性的具低含水量酸摻雜的聚苯胺配制方法。
本發(fā)明低含水量酸摻雜的聚苯胺配制方法包括原料制備步驟、酸除水步驟、混摻成型步驟以及加熱步驟；該原料制備步驟是先配制聚苯胺粉末，烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸，干燥劑及酸性添加劑等原料；該酸除水步驟是將烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸與干燥劑混合，借干燥劑將烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸中的水份去除；該混摻成型步驟是將除水過后的烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸與聚苯胺粉末，酸性添加劑混合，產(chǎn)生放熱；該加熱步驟是使烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸在酸性添加劑及放熱溫度提升等條件輔助下加熱，增加烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸與聚苯胺粉末摻雜，進(jìn)而消除摻雜后聚苯胺粉末的粘稠性。
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明

圖1是本發(fā)明一較佳實(shí)施例的流程圖。
如圖1所示，本發(fā)明低含水量酸摻雜的聚苯胺配制方法主要包含有原料制備步驟1、酸除水步驟2、混摻成型步驟3、及加熱步驟4。
原料制備步驟1，是配制聚苯胺粉末，烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸，干燥劑及酸性添加劑等為原料，原料重量比為1∶1～3∶0.1～1∶0.1～0.3，干燥劑為五氧化二磷(P2O5)、硝酸酐(N2O5)等酸酐類及硫酸鈉等，而該酸性添加劑為磷酸(H3PO4)、鹽酸(HCl)、硝酸(HNO3)等；而酸除水步驟2，是將烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸與干燥劑混合，借干燥劑將其中的水份去除；混摻成型步驟3是將脫水過后的烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸與聚苯胺粉末、酸性添加劑混合，而產(chǎn)生放熱，同時(shí)并加熱至100-150℃再停留一分鐘到兩小時(shí)，使烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸在酸性添加劑及放熱溫度提升等條件下，增加烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸與聚苯胺粉末摻雜度，進(jìn)而消除摻雜后聚苯胺粉末的粘稠性并增加溶解性及后續(xù)使用的便利性。為進(jìn)一步證明所生成的聚苯胺粉末具有上述的特點(diǎn)，舉實(shí)驗(yàn)例說明如下本實(shí)驗(yàn)例先于原料制備步驟1中配制有烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸取烷基硫酸鈉、烷基磺酸鈉或烷基苯磺酸鈉加入氯仿配成10％的懸浮液，于攪拌中慢慢滴下濃硫酸到溶液變色為止，再攪拌，隔夜以后靜置兩小時(shí)再取上層液倒入培養(yǎng)皿中，趕走溶劑便獲得烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸。
本實(shí)驗(yàn)例先于混摻成型步驟3中備置有聚苯胺粉末、十二烷基苯磺酸(DBSA)、干燥劑(以硫酸鈉為例)及酸性添加劑(以鹽酸為例)等原料，重量比為1∶2∶1∶0.2；再將十二烷基苯磺酸與硫酸鈉混合，借干燥劑將十二烷基苯磺酸中的水份去除。
最后再將除水后的十二烷基苯磺酸與聚苯胺粉末及鹽酸混合3～5分鐘，所產(chǎn)生的放熱溫度可升高到70℃左右，雖然添加鹽酸，十二烷基苯磺酸與聚苯胺粉末進(jìn)行的摻雜并不完全，但若再外加熱源100-150℃，及加熱5分鐘～1小時(shí)，將可使十二烷基苯磺酸在硫酸鈉及放熱溫度提升的雙重條件輔助下，更能增加十二烷基苯磺酸與聚苯胺粉末的摻雜，其反應(yīng)式如下
因此，配制的聚苯胺粉末，所添加的十二烷基烷基苯磺酸可完全摻雜在聚苯胺粉末內(nèi)，可消除十二烷基苯磺酸因未完全摻雜所產(chǎn)生的粘稠性，使得用該摻雜物所制成的導(dǎo)電涂料或粘著劑，涂膜強(qiáng)度好，對后續(xù)的使用增加了便利性。
由以上實(shí)驗(yàn)例可知，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)使用上方便由于烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸易吸水且呈粘稠性，因此本發(fā)明利用干燥劑先將烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸中的水份去除，最后再將除水后的烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸與聚苯胺粉末及酸性添加劑混摻，再配合熱源的加熱，使聚苯胺粉末與烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸在酸性添加劑及熱源的加熱等雙重條件輔助下，使烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸與聚苯胺粉末能完全的摻雜，所生成的聚苯胺粉末與烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸能完全反應(yīng)完成，而不會(huì)粘稠。以制成涂料應(yīng)用于防靜電、防磁波干擾或?qū)щ娦圆牧蠒r(shí)為例，其涂膜流動(dòng)性及涂膜強(qiáng)度佳，對后續(xù)的使用增加了便利性。
(2)溶解度佳由于烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸事前經(jīng)過干燥劑的除水處理，再配合酸性添加劑，使放熱溫度達(dá)到70℃，由于該溫度仍然不足，因此需再藉由外加熱源的輔助，才可使摻雜后聚苯胺粉末的溶解度增加，使烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸與聚苯胺粉末完全摻雜，所生成的聚苯胺粉末原料則不會(huì)有粘稠的現(xiàn)象產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1.一種低含水量酸摻雜的聚苯胺配制方法，其特征在于，該方法包括原料制備步驟、酸除水步驟、混摻成型步驟以及加熱步驟；所述的原料制備步驟是先配制聚苯胺粉末，烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸，干燥劑及酸性添加劑原料；所述的酸除水步驟是將烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸與干燥劑混合，借干燥劑將烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸中的水份去除；所述的混摻成型步驟是將除水過后的烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸與聚苯胺粉末，酸性添加劑混合，產(chǎn)生放熱；所述的加熱步驟是使烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸在酸性添加劑及放熱溫度提升等條件輔助下加熱，增加烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸與聚苯胺粉末摻雜，進(jìn)而消除摻雜后聚苯胺粉末的粘稠性。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該粉末，烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸，干燥劑及酸性添加劑重量比為1∶1～3∶0.1～1∶0.1～0.3。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于除水過后的烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸與聚苯胺粉末、酸性添加劑混合后的加熱步驟是將混合物放置于烘箱中加熱至100-150℃停留一分鐘至兩小時(shí)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該干燥劑為磷酸酐、硝酸酐、硫酸酐、醋酸酐、鄰苯二甲酐、硫酸鈉、硫酸鎂及氯化鈣。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸是以氯仿萃取酸化的烷基硫酸鈉、烷基磺酸鈉或烷基苯磺酸鈉制成的。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該酸性添加劑可為磷酸、鹽酸、硝酸或醋酸。
全文摘要
一種低含水量酸摻雜的聚苯胺配制方法,包含:一、原料制備步驟:先配制聚苯胺粉末,烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸,干燥劑及酸性添加劑。二、酸除水步驟:將烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸與干燥劑混合,借干燥劑將烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸中的水分去除。三、混摻成型步驟:將除水過后的烷基硫酸、烷基磺酸或烷基苯磺酸與聚苯胺粉末,酸性添加劑混合。四、加熱步驟:外加熱源加熱,進(jìn)行摻雜反應(yīng)。
文檔編號(hào)C08L79/02GK1249315SQ9812006
公開日2000年4月5日 申請日期1998年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月29日
發(fā)明者何國賢, 謝達(dá)華 申請人:鏮鉑鋰科技股份有限公司