本发明专利技术公开了一种通过层层喷印制备的SPS:PEDOT/RGO复合导电涂层，该涂层的制备方法包括如下步骤：(1)分别制备SPS:PEDOT导电墨水、氧化石墨烯导电墨水；(2)将两种墨水分别放置于独立的两个墨盒中，通过家用打印机层层喷印在PET基材上，得到导电性良好的复合导电涂层。本发明专利技术分别解决了SPS:PEDOT与氧化石墨烯直接混合易沉降的缺点，既保留PEDOT的优越环境稳定性，又具有石墨烯优秀的导电性能和独特的结构特性，两种材料取长补短，将拥有非常广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
一种通过层层喷印制备的SPS:PEDOT/RGO复合导电涂层
本专利技术涉及导电材料
，尤其是涉及一种SPS:PEDOT/RGO复合导电涂层的制备方法。
技术介绍
聚3,4-二氧乙撑噻吩(PEDOT)因其具有较高的电导率、较窄的能隙宽度、出色的环境稳定性以及高透光率，成为目前研究最多的导电高分子材料之一。但是PEDOT具有不溶不熔的缺点，导致其加工性能变差。引入SPS以及其它酸性掺杂剂掺杂可以大幅提高PEDOT的水溶性以及氧化态PEDOT阳离子的稳定性，使得SPS:PEDOT导电墨水作为化学(生物)传感器的可能性被广泛地讨论。Eom等(OrgElectron，2009，10(8):536-542)以SPS:PEDOT为原料，通过喷墨打印在ITO上制备了聚合太阳能电池膜。但是由于SPS的结构与特性以及喷墨打印的技术要求，使得SPS:PEDOT膜的导电性之PEDOT大大降低，这也极大程度上影响了它的应用。氧化石墨烯因其具高电导、高热导、高硬度和高强度等奇特的性质，在各个方面都有着广泛的应用。值得注意的是，石墨烯本身带有负电荷，而PEDOT带有负电荷，两者之间可以通过层层自组装和π-π作用使石墨烯和微球吸附在一起，可以较好的改进SPS:PEDOT膜的导电性以制备性能优异的导电涂层，但是将SPS:PEDOT与氧化石墨烯直接混合在一起的时候，会因为正负电荷的相互作用而发生沉降，无法制备符合导电涂层。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种通过层层喷印制备的SPS:PEDOT/RGO复合导电涂层。本专利技术分别解决了SPS:PEDOT与氧化石墨烯直接混合易沉降的缺点，既保留PEDOT的优越环境稳定性，又具有石墨烯优秀的导电性能和独特的结构特性，两种材料取长补短，将拥有非常广阔的应用前景。本专利技术的技术方案如下：一种通过层层喷印制备的SPS:PEDOT/RGO复合导电涂层，所述涂层的制备方法包括如下步骤：(1)分别制备SPS:PEDOT导电墨水、氧化石墨烯导电墨水；(2)将两种墨水分别放置于独立的两个墨盒中，通过家用打印机层层喷印在PET基材上，得到导电性良好的复合导电涂层。所述SPS:PEDOT导电墨水由以下质量百分比含量的原料组成：所述SPS:PEDOT复合微球粉末的制备方法为：(1)将磺化苯乙烯微球与3,4-乙烯二氧噻吩单体按照10～4:1的质量比混合在20～50g去离子水中，倒入三口烧瓶中后，室温超声20～50min至3,4-乙烯二氧噻吩均匀的吸附在磺化苯乙烯微球的表面；所述超声的功率为50～600W；(2)用盐酸将反应溶液的pH值调为3～5，通氮气，在转速为300～700rpm的条件下磁力搅拌20min，再加入引发剂，室温下继续搅拌反应20～30h；所述引发剂为过硫酸铵与硫酸铁的混合溶液，其中过硫酸铵、硫酸铁与3,4-乙烯二氧噻吩的摩尔比为1～2:0.02～0.1:0.8～1.2；(3)将步骤(2)所得反应产物透析至pH值为6～7，通过冷冻干燥得到蓝色SPS:PEDOT复合微球粉末；所述SPS:PEDOT复合微球粉末的粒径为150～400nm。所述磺化苯乙烯微球的制备方法为：(1)将苯乙烯磺酸钠与苯乙烯按1:8～3:1的摩尔比在10～50g去离子水中混合，倒入三口烧瓶中后，室温超声10～40min至形成粗乳化液体；所述超声的功率为50～600W；(2)再在室温下，将步骤(1)制得的微乳化液体通过250～500rpm机械搅拌下通氮气处理20～40min，然后升温至65～85℃，冷凝回流1～3h至形成细乳化液体；(3)再将质量浓度为5～30％的过硫酸铵水溶液滴入步骤(2)得到的细乳化液体中，继续反应18～30h结束反应；所述过硫酸铵水溶液中过硫酸铵的质量与苯乙烯磺酸钠和苯乙烯总量的比为0.02～0.06:1；(4)将步骤(3)的反应产物依次经过离心、无水乙醇洗3～5次、水洗3～5次，最后冷冻干燥得到磺化苯乙烯微球粉末。所述SPS:PEDOT导电墨水的制备方法包括如下步骤：(1)将0.1～5％的SPS:PEDOT复合微球粉末溶于75～98％的溶剂中，再加入0.5～10％的掺杂剂、1～10％的保湿剂和0.1～5％的表面活性剂，经搅拌，超声得到分散均匀的混合溶液；所述搅拌为磁力搅拌，搅拌转速为200～600rpm，搅拌时间为1～36h；所述超声的功率为50～600W，时间为20～60min；(2)将步骤(1)所得混合液通过孔径为0.10μm～0.45μm的微孔滤膜过滤，即得所述SPS:PEDOT导电墨水。所述氧化石墨烯导电墨水由以下质量百分比含量的原料组成：所述氧化石墨烯粉末的制备方法为改良后的Hummers氧化法：将浓硫酸、硝酸钠、石墨粉，按照20:5:1～5的质量比混合，冰水浴下，加入高锰酸钾粉末，在20～40℃下加入质量浓度为30％～50％的过氧化氢除去未反应的高锰酸钾，得到氧化后的石墨液体，透析除去过量的酸及金属离子后，冷冻干燥得到氧化石墨烯粉末；所述高锰酸钾粉末与石墨粉的质量比为10～5:1。所述氧化石墨烯导电墨水的制备方法包括如下步骤：(1)将0.1～5％的氧化石墨烯粉末溶于75～98％的溶剂中，再加入0.5～10％的掺杂剂，1～10％的保湿剂和0.1～5％的表面活性剂，经搅拌，超声得到均匀分散的混合溶液；所述搅拌为磁力搅拌，搅拌转速为200～600rpm，搅拌时间为1～36h；所述超声的功率为50～600W，时间为20～60min；(2)将步骤(1)所得混合液通过孔径为0.10μm～0.45μm的微孔滤膜过滤，即得所述氧化石墨烯导电墨水。所述保湿剂为山梨醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇、已二醇中的一种或多种；所述掺杂剂为乙二醇、丁二醇、DMSO中的一种或多种；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、聚苯乙烯磺酸钠、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种；所述溶剂为去离子水、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、四氢呋喃、乙二醇丁醚中的一种或多种。所述层层喷印的方式为：将SPS:PEDOT导电墨水、氧化石墨烯墨水分别放置于家用打印机的两个独立墨盒中，按照喷一层SPS:PEDOT导电墨水、再喷印一层氧化石墨烯导电墨水的方式，逐层喷印；最终喷印SPS:PEDOT墨水15～35层，氧化石墨烯墨水15～35层。一种所述复合导电涂层的应用，该复合导电涂层可用做湿敏传感器。本专利技术有益的技术效果在于：(1)本专利技术采用模板法合成了可分散在水中的SPS:PEDOT复合微球，采用hummers氧化法合成了氧化石墨烯，通过加入乙醇，乙二醇丁醚等调节SPS:PEDOT复合微球及氧化石墨烯水分散体的表面张力，得到可用于喷墨打印的SPS:PEDOT导电墨水及氧化石墨烯水分散体。(2)本专利技术通过加入不同比例的表面活性剂、保湿剂、掺杂剂，使SPS:PEDOT导电墨水与氧化石墨烯导电墨水表面张力，粘度，粒径，等均适用于EPSON1390型打印机进行喷墨打印。(3)本专利技术将SPS:PEDOT导电墨水与氧化石墨烯导电墨水通过家用喷墨打印机EPSON1390层层喷印，从而将SPS:PEDOT与氧化石墨烯通过层层自组装和π-π作用复合在一起，可在柔性PET基材上制备导电性能良好的SPS:PEDOT/氧化石墨烯复合涂层，良好的解决了传统PED本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种通过层层喷印制备的SPS:PEDOT/RGO复合导电涂层，其特征在于所述涂层的制备方法包括如下步骤：(1)分别制备SPS:PEDOT导电墨水、氧化石墨烯导电墨水；(2)将两种墨水分别放置于独立的两个墨盒中，通过家用打印机层层喷印在PET基材上，得到导电性良好的复合导电涂层。
【技术特征摘要】
1.一种通过层层喷印制备的SPS:PEDOT/RGO复合导电涂层，其特征在于所述涂层的制备方法包括如下步骤：(1)分别制备SPS:PEDOT导电墨水、氧化石墨烯导电墨水；(2)将两种墨水分别放置于独立的两个墨盒中，通过家用打印机层层喷印在PET基材上，得到导电性良好的复合导电涂层。2.根据权利要求1所述的复合导电涂层，其特征在于所述SPS:PEDOT导电墨水由以下质量百分比含量的原料组成：3.根据权利要求2所述的复合导电涂层，其特征在于所述SPS:PEDOT复合微球粉末的制备方法为：(1)将磺化苯乙烯微球与3,4-乙烯二氧噻吩单体按照10～4:1的质量比混合在20～50g去离子水中，倒入三口烧瓶中后，室温超声20～50min至3,4-乙烯二氧噻吩均匀的吸附在磺化苯乙烯微球的表面；所述超声的功率为50～600W；(2)用盐酸将反应溶液的pH值调为3～5，通氮气，在转速为300～700rpm的条件下磁力搅拌20min，再加入引发剂，室温下继续搅拌反应20～30h；所述引发剂为过硫酸铵与硫酸铁的混合溶液，其中过硫酸铵、硫酸铁与3,4-乙烯二氧噻吩的摩尔比为1～2:0.02～0.1:0.8～1.2；(3)将步骤(2)所得反应产物透析至pH值为6～7，通过冷冻干燥得到蓝色SPS:PEDOT复合微球粉末；所述SPS:PEDOT复合微球粉末的粒径为150～400nm。4.根据权利要求3所述的复合导电涂层，其特征在于所述磺化苯乙烯微球的制备方法为：(1)将苯乙烯磺酸钠与苯乙烯按1:8～3:1的摩尔比在10～50g去离子水中混合，倒入三口烧瓶中后，室温超声10～40min至形成粗乳化液体；所述超声的功率为50～600W；(2)再在室温下，将步骤(1)制得的微乳化液体通过250～500rpm机械搅拌下通氮气处理20～40min，然后升温至65～85℃，冷凝回流1～3h至形成细乳化液体；(3)再将质量浓度为5～30％的过硫酸铵水溶液滴入步骤(2)得到的细乳化液体中，继续反应18～30h结束反应；所述过硫酸铵水溶液中过硫酸铵的质量与苯乙烯磺酸钠和苯乙烯总量的比为0.02～0.06:1；(4)将步骤(3)的反应产物依次经过离心、无水乙醇洗3～5次、水洗3～5次，最后冷冻干燥得到磺化苯乙烯微球粉末。5.根据权利要求1所述的复合导电涂层，其特征在于所述SPS:PEDOT导电墨水的制备方法包括如下步骤：(1)将0.1～5％的SPS:PEDOT复合微球粉末溶于75～98％...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁妍，李聪，彭博，刘仁，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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。