一种负载聚噻吩的导电性海绵及其制备方法和应用技术

本申请属于打印机辅助设备技术领域和导电性高分子技术领域，本申请公开了一种负载聚噻吩的导电性海绵及其制备方法和应用。上述负载聚噻吩的导电性海绵的制备方法包括以下步骤：（1）配置氧化剂溶液和噻吩的单体溶液；（2）将海绵浸入氧化剂溶液或单体溶液中使噻吩发生聚合反应；（3）清洗干燥和重复操作后得到导电性海绵。本申请还公开了一种采用上述负载聚噻吩的导电性海绵的制备方法制得的导电性海绵。上述导电性海绵的应用是将其制成打印机墨盒供粉辊。本申请提供的负载聚噻吩的导电性海绵的制备方法，可以将导电性均匀地赋予在多孔质海绵上，形成均匀导电性海绵，从而提供具有优异碳粉供应效果的全新墨盒供粉辊。优异碳粉供应效果的全新墨盒供粉辊。优异碳粉供应效果的全新墨盒供粉辊。

【技术实现步骤摘要】
一种负载聚噻吩的导电性海绵及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及打印机辅助设备
和导电性高分子
，尤其是涉及一种负载聚噻吩的导电性海绵及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]墨盒供粉辊是打印机中的为转印装置提供碳粉的重要部件，当供粉锟随感光鼓转到打印纸附近时，供粉锟中的碳粉带上感光鼓上的负电，同时纸张背面被施加转印高压，墨盒供粉辊上的碳粉在电场作用下被转印的打印纸上，然后打印纸上的碳粉通过消电和加热定影等步骤在纸上形成牢固的图文。
[0003]现有的墨盒供粉锟中的导电性海绵是通过将极细的石墨粉掺入到聚氨酯海绵中从而实现海绵整体的导电性，即将石墨粉与液体助剂相混合后再将海绵浸泡在助剂中，使用此方法时，为了让碳粉充分浸入聚氨酯海绵内部需要多次重复将海绵内的溶液助剂挤出后再浸泡。使用这种简单的共混方法对聚氨酯海绵进行改性存在着组分相容性差、各组分分布均一性不理想等缺点，会影响到产品的导电性及抗静电性能。此种技术方案的缺陷是很难将石墨粉均匀的分散到多孔质海绵内部的每个角落使形成具有均匀导电性的海绵，如果石墨粉在海绵内部分布不均，则导电性海绵各个部位对墨盒中碳粉的吸附能力不同，即供粉锟各部位吸附碳粉的量不同，这样会影响到最终打印纸上碳粉的量从而影响打印效果。因此形成具有均匀导电性的海绵一直是一个挑战。

技术实现思路

[0004]为了解决上述至少一种技术问题，开发一种可将导电性聚合物均匀地分布在海绵上的制备方法，从而制得导电均匀的海绵，进而提供具有优异碳粉供应效果的全新墨盒供粉辊。本申请提供一种负载聚噻吩的导电性海绵及其制备方法和应用。
[0005]一方面，本申请提供的一种负载聚噻吩的导电性海绵的制备方法，包括以下步骤：S1、将有机溶剂分成两份,将噻吩或者噻吩衍生物溶于其中一份有机溶剂中，制得单体溶液；将氧化剂溶于另一份有机溶剂中，制得均相的氧化剂溶液；所述单体溶液或所述氧化剂溶液中还包括掺杂剂；S2、将海绵先浸入氧化剂溶液中，之后取出静置，干燥，再将干燥后的海绵浸泡于单体溶液中，浸泡过程中海绵上形成黑色物质；或者将海绵先浸入单体溶液，之后取出静置，再将静置后的海绵浸入氧化剂溶液中，之后取出海绵并将其停留于空气中，海绵上形成黑色物质；S3、用水和乙醇分别冲洗反应结束后的海绵，除去附着的其他药剂，清洗后进行干燥；S4、依次重复上述S2、S3中的操作，共重复3次，制得导电性海绵。
[0006]通过采用上述技术方案，以由绝缘性材料形成的海绵为载体，通过原位化学氧化法将导电高分子聚噻吩均匀负载到海绵上，利用海绵的吸附特性，将导电的聚合物直接负
载在海绵上，获得导电性均匀的海绵。海绵质轻、强度大、机械性能好、耐冲击，海绵的泡孔细致均匀，大部分气泡之间相互贯通，通过泡棱相互连接，泡棱结构组成了海绵的整个骨架结构，海绵的内部质地均匀，形成了稳定的三维网络结构。聚噻吩具有很好的热稳定性、环境稳定性尤其是较高的储存电荷能力从而是适合被选择为一种聚合物负载到海绵上制作成一种导电性海绵。聚噻吩的合成过程中，氧化剂起到引发链增长的作用会夺去噻吩单体上的硫原子的电子，使其发生质子化，然后通过链引发反应开始噻吩单体的聚合过程。在掺杂过程中，掺杂剂中的阴离子基团作为电子受体从聚噻吩共轭π电子云中拉出电子，即是从价带中移出部分电荷，使聚噻吩分子链中形成移动载流子，从而降低聚噻吩能级，提高聚噻吩导电率。部分极性较强的基团掺杂在聚合物中能够赋予聚合物良好的离子性质，促进聚合物溶解在水溶液中，增强其导电性。制备了一种高比电容且导电性均匀的导电性海绵，储存电量性能好，海绵使用时间持久，吸附墨粉的能力强，供电锟充一次电可以长时间持续供应墨粉。
[0007]可选的，所述步骤S2中，所述海绵的原料选自聚氨酯、硅橡胶、氯醚橡胶、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、三聚氰胺和TDI中的一种，所述海绵的密度为70
‑
90kg/m3，所述海绵的Asker
‑
F硬度为50
‑
65
°
。
[0008]可选的，所述步骤S1中，单体溶液中噻吩的含量为10
‑
20wt％。
[0009]可选的，所述步骤S1中，所述噻吩衍生物选自3，4
‑
乙烯二氧噻吩、3，4
‑
二氧乙基噻吩、α
‑
氯甲基噻吩和α
‑
乙酰噻吩中的一种。
[0010]可选的，所述步骤S1中，所述氧化剂选自过硫酸盐、脂族磺酸铁盐、芳族磺酸铁盐、过氧化氢和三氯化铁中的一种，所述氧化剂溶液中氧化剂的含量为10
‑
15wt％。
[0011]可选的，所述步骤S1中，所述掺杂剂选自柠檬酸、对甲基苯磺酸、醋酸、十二烷基苯磺酸中的一种，所述掺杂剂在单体溶液或氧化剂溶液中的含量为5
‑
10wt％。
[0012]可选的，所述步骤S1中，所述溶剂为低级醇溶液，低级醇选自碳原子数为1
‑
4的一元醇中的一种或多种，所述溶剂中低级醇的含量为30
‑
50wt％。
[0013]可选的，所述步骤S2中，所述海绵先浸入氧化剂溶液时，浸入时间为10
‑
20min，取出后的干燥温度为45
‑
55℃，所述海绵在单体溶液中的浸泡反应时间为25
‑
60min，控制浸泡温度在10
‑
30℃；所述步骤S2中，所述海绵先浸入单体溶液时，所述海绵在氧化剂溶液中的浸泡时间为0.5min，同时控制氧化剂溶液温度保持在
‑
10
‑
10℃，浸泡后海绵在空气中停留时间为10
‑
20min。
[0014]第二方面，本申请提供了采用上述负载聚噻吩的导电性海绵的制备方法制得的导电性海绵。
[0015]第三方面，本申请还提供了采用上述负载聚噻吩的导电性海绵的制备方法制得的导电性海绵在墨盒供粉辊领域的应用。
[0016]将导电性海绵压入墨盒供粉辊的铁轴上，将导电性海绵研磨后制成墨盒供粉辊。
[0017]综上所述，本专利技术包括以下至少一种有益技术效果：1.通过化学方法在多孔质海绵内部负载导电性高分子，从而实现对绝缘性海绵导电性的赋予，还能将导电性均匀地赋予在多孔质海绵，形成均匀导电性海绵，从而提供具有优异碳粉供应效果的全新墨盒供粉辊。
[0018]2.本专利技术采用的原材料价格低廉，生产成本较低，生产工序简单，制备的产品导电
性较均匀且海绵上负载的导电高分子能够持久发挥作用，抗氧化能力强，将其应用到打印机供粉辊上可以长时间使用。
附图说明
[0019]图1为本专利技术提供的墨盒供粉辊的结构示意图；图2为采用实施例1的导电性海绵制得的墨盒供粉辊在LL环境中打印耐久性试验结果折线图；图3为采用实施例1的导电性海绵制得的墨盒供粉辊在HH环境中打印耐久性试验结果折线图；附图标记说明：1、供粉辊铁轴；2、导电性海绵。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负载聚噻吩的导电性海绵的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将有机溶剂分成两份,将噻吩或者噻吩衍生物溶于其中一份有机溶剂中，制得单体溶液；将氧化剂溶于另一份有机溶剂中，制得均相的氧化剂溶液；所述单体溶液或所述氧化剂溶液中还包括掺杂剂；S2、将海绵先浸入氧化剂溶液中，之后取出静置，干燥，再将干燥后的海绵浸泡于单体溶液中，浸泡过程中海绵上形成黑色物质；或者将海绵先浸入单体溶液，之后取出静置，再将静置后的海绵浸入氧化剂溶液中，之后取出海绵并将其停留于空气中，海绵上形成黑色物质；S3、用水和乙醇分别冲洗反应结束后的海绵，除去附着的其他药剂，清洗后进行干燥；S4、依次重复上述S2、S3中的操作，共重复3次，制得导电性海绵。2.根据权利要求1所述的负载聚噻吩的导电性海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，海绵的原料选自聚氨酯、硅橡胶、氯醚橡胶、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、三聚氰胺和TDI中的一种，所述海绵的密度为70
‑
90kg/m3，所述海绵的Asker
‑
F硬度为50
‑
65
°
。3.根据权利要求1所述的负载聚噻吩的导电性海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，单体溶液中噻吩的含量为10
‑
20wt%。4.根据权利要求1所述的负载聚噻吩的导电性海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述噻吩衍生物选自3，4
‑
乙烯二氧噻吩、3，4
‑
二氧乙基噻吩、α
‑
氯甲基噻吩和α
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乙酰噻吩中的一种。5.根据权利要求1所述的负载聚噻吩的导电性海绵的制备方法，其特征在于，所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：天野公辅，马娟，
申请(专利权)人：天贵电子科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：