一种高导电的聚苯胺-聚乙烯醇共聚物防腐材料及其制法制造技术

本发明专利技术涉及聚乙烯醇材料技术领域，且公开了一种高导电的聚苯胺‑聚乙烯醇共聚物防腐材料，包括以下配方原料及组分：纳米银修饰氨基化碳纳米管、环氧化聚乙烯醇、苯胺、氧化剂。该一种高导电的聚苯胺‑聚乙烯醇共聚物防腐材料，碳纳米管中的氨基与Ag

【技术实现步骤摘要】
一种高导电的聚苯胺-聚乙烯醇共聚物防腐材料及其制法
本专利技术涉及聚乙烯醇材料
，具体为一种高导电的聚苯胺-聚乙烯醇共聚物防腐材料及其制法。
技术介绍
腐蚀是金属和非金属材料在水、空气、酸、碱等周围介质的作用下产生损耗与破坏的过程，一般可以分为化学腐蚀、电化学腐蚀和微生物腐蚀，通常腐蚀产生的化合物不稳定，容易溶解并且与材料结合不牢固，腐蚀产物从材料表面脱落，导致材料受到损损耗和破坏，导电材料可以分为良导体材料和高电阻材料两类，可以用于输送和传导电流，如导电塑料和导电橡胶，可以将玻璃镀银、铝镀银、银等导电颗粒均匀分布在硅橡胶材料中，起到橡胶材料的导电效果。聚乙烯醇是一种可生物降解的乙烯基聚合物高分子材料，以由非石油路线规模化生产并且价格低廉，其耐油、耐溶剂性能优异，气体阻隔性能良好，可以制造聚乙烯醇缩醛、维尼纶合成纤维、耐汽油管道、纸张涂层、粘合剂等材料，在食品包装、药品包装等领域具有广泛的应用，但是聚乙烯醇的本征电阻率较高，内电阻较大，导电性能很差，限制了聚乙烯醇材料的应用，并且聚乙烯醇容易被细菌等微生物者产生微生物腐蚀，而导致材料基体被损耗和分解。(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高导电的聚苯胺-聚乙烯醇共聚物防腐材料及其制法，解决了聚乙烯醇材料导电性不好和防腐蚀性能较差的问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高导电的聚苯胺-聚乙烯醇共聚物防腐材料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：2-5份纳米银修饰氨基化碳纳米管、38-50份环氧化聚乙烯醇、28-32份苯胺、20-25份氧化剂，氧化剂为过硫酸钾或过硫酸胺的任意一种。优选的，所述纳米银修饰氨基化碳纳米管制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中通入氮气，加入乙二醇和油胺的混合溶剂，两者体积比为1:1.5-2.5，再加入氨基化碳纳米管，置于超声分散仪中，在40-60℃下进行超声分散处理30-60min，超声频率为25-35KHz，再加入乙酰丙酮银、分散剂聚乙烯吡咯烷酮，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至50-80℃，匀速搅拌10-15h，将温度降至30-40℃，再加入还原剂硼氢化钠，匀速搅拌反应3-6h，将溶液过滤除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到纳米银修饰氨基化碳纳米管。优选的，所述氨基化碳纳米管、乙酰丙酮银、聚乙烯吡咯烷酮和硼氢化钠的质量比为1:1.5-2:3-6:2.5-4。优选的，所述超声分散仪包括仪器主体、仪器主体的上方活动连接有盖板、盖板的两侧设置有插销、盖板的表面设置有反应瓶过孔、反应瓶过孔活动连接有调节阀、调节阀与调节块活动连接，调节块的中部设置有与调节阀相适配的螺纹槽，仪器主体的内部固定连接有保温内胆，保温内胆与加热圈固定连接，保温内胆的内表面固定连接有超声波发射器，仪器主体的下方设置有出水管、出水管与出水阀活动连接。优选的，所述环氧化聚乙烯醇制备方法包括包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入蒸馏水和聚乙烯醇，搅拌溶解后加入氢氧化钾调节溶液pH至11-12，再加入环氧氯丙烷，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至75-85℃，匀速搅拌反应2-6h，向反应瓶中加入稀盐酸调节溶液pH至中性，将溶液除去溶剂，使用乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到环氧化聚乙烯醇。优选的，所述聚乙烯醇和环氧氯丙烷的质量比为1:0.2-0.5。优选的，所述高导电的聚苯胺-聚乙烯醇共聚物防腐材料制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入蒸馏水溶剂、38-50份环氧化聚乙烯醇和28-32份苯胺，将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至75-90℃，匀速搅拌反应2-5h，再加入2-5份纳米银修饰氨基化碳纳米管，将反应瓶置于超声分散仪中，在40-60℃下进行超声分散处理1-2h，超声频率为25-35KHz，将溶液置于低温恒温仪中，在0-5℃中加入盐酸调节溶液pH至1-2，加入20-25份氧化剂，匀速搅拌反应25-35h，将溶液真空干燥除去溶剂，使用乙醚洗涤固体产物并充分干燥，固体产物溶解后，倒入成膜模具中流延成膜并充分干燥，制备得到高导电的聚苯胺-聚乙烯醇共聚物防腐材料。(三)有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：该一种高导电的聚苯胺-聚乙烯醇共聚物防腐材料，使用以聚乙烯吡咯烷酮为分散剂，氨基化碳纳米管中的氨基与乙酰丙酮银中的Ag+发生络合作用，将Ag+均匀吸附和分散在氨基化碳纳米管巨大的比表面积上，再以硼氢化钠和还原剂，制备得到纳米银修饰氨基化碳纳米管，两者结合紧密，并且纳米银在碳纳米管的表面分散均匀。该一种高导电的聚苯胺-聚乙烯醇共聚物防腐材料，聚乙烯醇中的羟基和环氧氯丙烷反应，生成环氧化聚乙烯醇，环氧基团再和苯胺的氨基发生开环反应，使苯胺接枝聚乙烯醇，再通过原位聚合法，以纳米银修饰氨基化碳纳米管为聚合中性，碳纳米管的氨基和苯胺交联聚合，形成聚乙烯醇-聚苯胺-氨基化碳纳米管的三元共聚物，通过化学键结合的方法，将三者有机结合，大幅改善了碳纳米管和纳米银在聚乙烯醇-聚苯胺共聚物中的分散性和相容性，碳纳米管和纳米银具有非常高的导电率，并且聚苯胺也属于导电聚合物，赋予了聚乙烯醇材料优异的导电性。该一种高导电的聚苯胺-聚乙烯醇共聚物防腐材料，碳纳米管具有纳米尺寸效应，分散均匀的碳纳米管加入聚合物基体的孔隙中，可以阻隔氧气和水分子，有效地抑制了材料发生化学腐蚀，同时纳米银具有很强的抑制和杀灭细菌和微生物的功能，赋予了聚乙烯醇材料良好的抗菌性能和防微生物腐蚀功能。附图说明图1是仪器主体正面示意图；图2是盖板正面示意图；图3是盖板俯视意图；图4是反应瓶过孔俯视示意图；图5是调节块调节示意图。1、仪器主体；2、盖板；3、插销；4、反应瓶过孔；5、调节阀；6、调节块；7、螺纹槽；8、保温内胆；9、加热圈；10、超声波发射器；11、出水管；12、出水阀。具体实施方式为实现上述目的，本专利技术提供如下具体实施方式和实施例：一种高导电的聚苯胺-聚乙烯醇共聚物防腐材料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：2-5份纳米银修饰氨基化碳纳米管、38-50份环氧化聚乙烯醇、28-32份苯胺、20-25份氧化剂，氧化剂为过硫酸钾或过硫酸胺的任意一种纳米银修饰氨基化碳纳米管制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中通入氮气，加入乙二醇和油胺的混合溶剂，两者体积比为1:1.5-2.5，再加入氨基化碳纳米管，置于超声分散仪中，超声分散仪包括仪器主体、仪器主体的上方活动连接有盖板、盖板的两侧设置有插销、盖板的表面设置有反应瓶过孔、反应瓶过孔活动连接有调节阀、调节阀与调节块活动连接，调节块的中部设置有与调节阀相适配的螺纹槽，仪器主体的内部固定连接有保温内胆，保温内胆与加热圈固定连接，保温内胆的内表面固定连接有超声波发射器，仪器主体的下方设置有出水管、出水管与出水阀活动连接，在40-60℃下进行超声分散处理30-60min，超声频率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高导电的聚苯胺-聚乙烯醇共聚物防腐材料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分，其特征在于：2-5份纳米银修饰氨基化碳纳米管、38-50份环氧化聚乙烯醇、28-32份苯胺、20-25份氧化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种高导电的聚苯胺-聚乙烯醇共聚物防腐材料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分，其特征在于：2-5份纳米银修饰氨基化碳纳米管、38-50份环氧化聚乙烯醇、28-32份苯胺、20-25份氧化剂。


2.根据权利要求1所述的一种高导电的聚苯胺-聚乙烯醇共聚物防腐材料，其特征在于：所述氧化剂为过硫酸钾或过硫酸胺的任意一种。


3.根据权利要求1所述的一种高导电的聚苯胺-聚乙烯醇共聚物防腐材料，其特征在于：所述纳米银修饰氨基化碳纳米管制备方法包括以下步骤：
(1)向反应瓶中通入氮气，加入体积比为1:1.5-2.5的乙二醇和油胺的混合溶剂以及氨基化碳纳米管，置于超声分散仪中，在40-60℃下进行超声分散处理30-60min，超声频率为25-35KHz，再加入乙酰丙酮银、分散剂聚乙烯吡咯烷酮，加热至50-80℃，匀速搅拌10-15h，将温度降至30-40℃，加入还原剂硼氢化钠，反应3-6h，过滤、洗涤并干燥，制备得到纳米银修饰氨基化碳纳米管。


4.根据权利要求3所述的一种高导电的聚苯胺-聚乙烯醇共聚物防腐材料，其特征在于：所述氨基化碳纳米管、乙酰丙酮银、聚乙烯吡咯烷酮和硼氢化钠的质量比为1:1.5-2:3-6:2.5-4。


5.根据权利要求3所述的一种高导电的聚苯胺-聚乙烯醇共聚物防腐材料，其特征在于：所述超声分散仪包括仪器主体、仪器主体的上方活动连接有盖板、盖板的两侧设置有插销、盖板的表面设置有反应瓶过孔、反应瓶过孔活动连接有调节阀、调节阀与调节块活动连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐金华，
申请(专利权)人：徐金华，
类型：发明
国别省市：浙江;33