[发明专利]一种导电聚合物纳米复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电聚合物纳米复合材料及其制备方法，具体涉及一种以锑掺杂二氧化锡(以下称为ATO)纳米粉体为导电填料、可溶性绝缘聚合物为基体的导电复合材料及其制备方法。

背景技术

导电聚合物材料具有质轻、易成型、使用方便等特点，在抗静电防辐射领域有着广泛的应用前景。根据组成及导电机理，导电聚合物材料包括本征型和掺合型两种。在所有的导电复合材料中，浅色透明导电复合材料是目前国内外研究的重点领域，日本专利8-102227中介绍了一种导电膜，以含锡的氧化铟为导电细粉，用粘度为25cps或更低的含有聚合黏合剂的溶液浸渍基材，然后干燥或固化涂膜。然而氧化铟价格昂贵，且含锡的氧化铟为导电粉呈现特有的蓝黑色，无法大规模、宽领域的使用。

中国专利文献CN1765951A提供一种通过将ATO与原料单体进行原位聚合，达到改善所得聚酯树脂的抗静电性能之目的。然而要实现ATO对原料单体的原位聚合，首先要解决ATO在原料中的分散问题。中国专利ZL200510024671.2给出了一种两步法ATO的分散法可以较好的解决分散问题，但是其步骤冗长，不易规模化商业制备。

因此，导电复合材料的研究方向是：如何能制备工艺简单、环境友好、价格低廉、易于染色、功能多样化的高导电率复合材料。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种良好的机械性能、导电率高、可见光透过率高、造价低廉透明导电聚合物纳米复合材料及其制备方法。

本发明目的的实现方式为，一种导电聚合物纳米复合材料，是将聚合物溶于溶剂中，得聚合物溶液A，聚合物溶液A加入纳米锑掺杂二氧化锡的分散浆料得溶液B，溶液B加入到去离子水中絮凝沉淀所得材料，

其中聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和热固性环氧树脂中的一种，

聚合物溶剂为丙酮、氯仿、四氢呋喃、甲苯、苯、N，N-二甲基甲酰胺或二氯苯中的一种或者几种，

纳米ATO的分散浆料分散剂为丙酮、氯仿、四氢呋喃、甲苯、苯、N，N-二甲基甲酰胺或二氯苯中的一种或者几种，

纳米ATO中三氧化二锑和二氧化锡的重量比为1∶5～1∶10。

一种导电聚合物纳米复合材料的制备方法，具体步骤如下：

1)将聚合物在20～80℃下溶于溶剂中得聚合物溶液A，聚合物A的浓度为3一150毫克/毫升，

聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和热固性环氧树脂中的一种，

聚合物溶剂为丙酮、氯仿、四氢呋喃、甲苯、N，N-二甲基甲酰胺或二氯苯中的一种或者几种，

2)取聚合物溶液A装入装有搅拌装置的锥形瓶中，边搅拌边加入纳米ATO的分散浆料，形成均匀透明溶液B，

每100毫升聚合物溶液加入浆料0.5g-7.0g，浓度为5％-30％，

纳米ATO分散浆料的分散剂为丙酮、氯仿、四氢呋喃、甲苯、N，N-二甲基甲酰胺或二氯苯中的一种或者几种，

纳米ATO中三氧化二锑和二氧化锡的重量比为1∶5～1∶10，

3)将溶液B加入到150ml的去离子水中，加入过程中快速搅拌，加入完毕后将沉淀过滤、洗涤，在80℃下真空干燥，即可得导电聚合物纳米复合材料。

用本发明制备的复合材料具有质轻、易合成、价格低廉、环境友好和可见光透过率高等优点。当复合材料中锑掺杂二氧化锡(ATO)含量达到3％以上时，其体电阻率为10⁶Ω·cm数量级，可以有效起到防静电和屏蔽电磁波的作用，适用于制造抗静电塑料、抗静电纤维和抗静电涂料等多种产品。

具体实施方式

本发明的导电聚合物纳米复合材料，是将聚合物溶于溶剂中，得聚合物溶液A，聚合物溶液A加入纳米锑掺杂二氧化锡的分散浆料得溶液B，溶液B加入到去离子水絮凝沉淀所得材料。

制备方法是将聚合物溶于丙酮等有机溶剂中，聚合物溶液边搅拌边加入定量的ATO有机溶剂分散浆料，形成均匀透明溶液，混合溶液逐渐加入到去离子水中絮凝沉淀，过滤、洗涤干燥，得到导电聚合物纳米ATO复合材料。

取2g导电聚合物纳米复合材料放入平板硫化机中，120～220℃下熔融3～15分钟，0.2～3KN压力下保压2～15分钟，冷却至室温后取出，得导电聚合物纳米复合透明片材。