本发明专利技术公开了一种聚合物分散体的制备方法及制得的聚合物分散体和用途，该方法包括：以第一聚合物分散体作为乳化剂与用于形成导电聚合物的单体一起采用pickering乳液聚合反应制备出第二聚合物分散体；其中所述第一聚合物分散体和第二分散体包含至少一种导电聚合物和至少一种聚阴离子，所述第二聚合物分散体的固含量和电导率高于所述第一聚合物分散体的固含量和电导率。本发明专利技术制得的聚合物分散体相比现有聚合物分散体具有更高的电导率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及导电高分子功能材料领域，具体涉及一种聚合物分散体的制备方法及制得的聚合物分散体及其用途。
技术介绍
导电聚合物在经济意义上越来越重要，这是由于这些聚合物在加工性、重量以及通过化学改性对性能进行有控制调节方面优于金属。公知的π-共轭聚合物的例子是聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔、聚亚苯基和聚(对-亚苯基-亚乙烯基)。导电聚合物层具有各种工业用途，例如用作电容中的聚合物电极，用作抗静电涂料或用于完全接触电路板。导电聚合物是通过化学或电化学的氧化方式从单体前体制备的，单体前体是例如任选取代的噻吩、吡咯和苯胺以及它们相应的衍生物，这些衍生物可以是低聚的。尤其化学氧化聚合是普遍的，因为这在技术上能容易地在液体介质中和在各种基材上实现。特别重要的在工业上应用的聚噻吩是聚(亚乙基-3,4-二氧噻吩)(PEDOT或PEDT)，其是通过将亚乙基-3,4-二氧噻吩(EDOT或EDT)进行化学聚合制备的，具有分子结构简单、能隙小、电导率高、较好的环境稳定性和薄膜透明性而受到广泛的光柱，被广泛用于固体电解电容器、有机薄膜太阳能电池材料、抗静电涂料、OLED(OrganicLight-EmittingDiode，有机发光二极管)材料、电致变色材料、透明电极材料、印刷线路板涂层等领域的研究。但由于PEDOT的共轭长链带来的不溶和不熔问题使其加工处理困难，从而限制了其商业应用，因此改善PEDOT的加工性能成为该领域重要且极具意义的研究。特别的工业意义是由PEDOT与聚苯乙烯磺酸(PSS)的分散体实现的，例如参见EP0440957。从这些分散体，可以获得透明的导电膜，应用非常广泛。但是，为了代替在触屏或有机发光二极管中的氧化铟锡(ITO)，从这些分散体获得的层的电导率以及这些层的透射率仍然过低。J.Y.Kim等描述了使用极性高沸点物质能显著提高PEDOT/PSS膜的电导率。向PEDOT/PSS分散体加入二甲基亚砜(DMSO)使得电导率提高了两个数量级，即从0.8S/cm提高到80S/cm。DMSO的使用可获得没有浑浊的透明导电膜，非常适合用作提高电导率的添加剂。但是，为了替代在触屏或有机发光二极管中的氧化铟锡(ITO)，80S/cm的电导率仍然不足。JP2006328276通过使用琥珀酰亚胺提高PEDOT/PSS分散体的电导率，由此可以达到200～1000S/cm的电导率。但是，琥珀酰亚胺仅仅有限地适用于生产非透明的导电层，这是因为琥珀酰亚胺熔点为123～135℃，且沸点为285～290℃。所以在100～200℃的常规干燥条件下，与二甲基亚砜不同，琥珀酰亚胺保留在最终的导电膜中，并形成结晶区域，这导致膜的浑浊。所以，此工序也不适用于获得透明的具有高电导率的层。随着PEDOT/PSS应用领域的不断扩大，对PEDOT/PSS的性能提出来越来越高的要求，因此开发出具有更高电导率、性能更为优越的PEDOT/PSS是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术提供一种聚合物分散体的制备方法及制得的聚合物分散体和用途，本专利技术制备的聚合物分散体具有高固含量和高电导率的特点。根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供一种聚合物分散体的制备方法，包括：以第一聚合物分散体作为乳化剂与用于形成导电聚合物的单体一起采用pickering乳液聚合反应制备出第二聚合物分散体；其中上述第一聚合物分散体和第二分散体包含至少一种导电聚合物和至少一种聚阴离子，上述第二聚合物分散体的固含量和电导率高于上述第一聚合物分散体的固含量和电导率。作为本专利技术的优选方案，除了上述第一聚合物分散体以外，还加入额外的聚阴离子作为乳化剂进行乳液聚合反应。作为本专利技术的优选方案，上述至少一种导电聚合物是任选取代的聚吡咯、任选取代的聚苯胺或任选取代的聚噻吩。作为本专利技术的优选方案，上述至少一种导电聚合物是任选取代的聚噻吩，其含有通式(Ⅰ)的重复单元：其中：R1和R2各自独立地是H、任选取代的C1-C18烷基或任选取代的C1-C18烷氧基，或R1和R2一起是任选取代的C1-C8亚烷基，其中一个或多个碳原子可以被一个或多个选自O或S中的相同或不同的杂原子取代，优选任选取代的C1-C8氧基硫杂亚烷基或任选取代的C1-C8二硫杂亚烷基；或任选取代的C1-C8亚烯基，其中至少一个碳原子可以任选地被选自O或S中的杂原子代替。作为本专利技术的优选方案，上述至少一种导电聚合物是含有通式(Ⅰ-aaa)和/或通式(Ⅰ-aba)重复单元的聚噻吩：作为本专利技术的优选方案，上述聚阴离子为聚合磺酸或环烷磺酸或芳族磺酸的阴离子，特别优选的是聚苯乙烯磺酸。作为本专利技术的优选方案，上述乳液聚合反应在0～50℃进行，优选在0～25℃下进行；优选地，上述乳液聚合反应的时间为5～30小时。作为本专利技术的优选方案，上述乳液聚合反应在常压或低于大气压的压力下进行，优选在常压下进行。作为本专利技术的优选方案，按重量百分比计，上述第一聚合物分散体的固含量为0.1％～2.5％，优选为0.8％～2％。作为本专利技术的优选方案，以固含量计上述第一聚合物分散体与作为前驱体的上述单体的质量比为1:10～10:1，优选为1:1～1:5。作为本专利技术的优选方案，按重量百分比计，上述第二聚合物分散体的固含量为0.8％～10％，优选为1％～5％。作为本专利技术的优选方案，上述方法还包括：在反应介质已经被惰性气体惰化后，加入至少一种氧化剂和/或至少一种催化剂，以进行上述乳液聚合反应。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供一种根据第一方面所述的方法制备得到水性或非水性第二聚合物分散体，优选地，上述第二聚合物分散体的电导率为100S/cm～1000S/cm。根据本专利技术的第三方面，本专利技术提供一种根据第二方面所述的第二聚合物分散体作为导电材料的用途。本专利技术的有益效果是：本专利技术的方法以现有聚合物分散体作为乳化剂，采用pickering乳液聚合反应制备出具有高固含量和高电导率的聚合物分散体，即第二聚合物分散体，本专利技术制得的聚合物分散体相比现有聚合物分散体的突出优势体现在电导率更高。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术的关键构思在于，以现有聚合物分散体(即第一聚合物分散体)为乳化剂，以用于形成导电聚合物的单体为前驱体，通过pickering乳液聚合反应制备出具有高固含量和高电导率的聚合物分散体(即第二聚合物分散体)。需要说明的是本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚合物分散体的制备方法，其特征在于，所述方法包括：以第一聚合物分散体作为乳化剂与用于形成导电聚合物的单体一起采用pickering乳液聚合反应制备出第二聚合物分散体；其中所述第一聚合物分散体和第二分散体包含至少一种导电聚合物和至少一种聚阴离子，所述第二聚合物分散体的固含量和电导率高于所述第一聚合物分散体的固含量和电导率。
【技术特征摘要】
1.一种聚合物分散体的制备方法，其特征在于，所述方法包括：以第一聚
合物分散体作为乳化剂与用于形成导电聚合物的单体一起采用pickering乳液聚
合反应制备出第二聚合物分散体；其中所述第一聚合物分散体和第二分散体包
含至少一种导电聚合物和至少一种聚阴离子，所述第二聚合物分散体的固含量
和电导率高于所述第一聚合物分散体的固含量和电导率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，除了所述第一聚合物分散体
以外，还加入额外的聚阴离子作为乳化剂进行所述乳液聚合反应。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一种导电聚合物是
任选取代的聚吡咯、任选取代的聚苯胺或任选取代的聚噻吩；
优选地，所述至少一种导电聚合物是任选取代的聚噻吩，其含有通式(Ⅰ)
的重复单元：
其中：
R1和R2各自独立地是H、任选取代的C1-C18烷基或任选取代的C1-C18烷氧
基，或
R1和R2一起是任选取代的C1-C8亚烷基，其中一个或多个碳原子可以被一
个或多个选自O或S中的相同或不同的杂原子取代，优选任选取代的C1-C8氧
基硫杂亚烷基或任选取代的C1-C8二硫杂亚烷基；或任选取代的C1-C8亚烯基，
其中至少一个碳原子可以任选地被选自O或S中的杂原子代替；
更优选地，所述至少一种导电聚合物是含有通式(Ⅰ-aaa)和/或通式(Ⅰ-aba)
【专利技术属性】
技术研发人员：赵大成，刘春华，
申请(专利权)人：深圳新宙邦科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。