[发明专利]一种高导电PEDOT涂层材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高导电PEDOT涂层材料，利用单宁酸溶液和水溶性Fe³⁺盐溶液在基体材料发生螯合反应，使基体材料的表面产生一层亲水性的Fe³⁺‑TA仿贻贝粘附层，然后反应制备得到高导电PEDOT涂层材料；还可以依次利用AgNO₃和水溶性Fe³⁺盐溶液对所述高导电PEDOT涂层材料上的Fe³⁺‑TA仿贻贝粘附层进行改性处理，进而得到表面生长出银粒的高导电PEDOT涂层材料。本发明提供的高导电PEDOT涂层材料的制备方法，使用的药品均是比较常见的化学试剂，而且基体处理环节简单易行，可以大幅降低制作成本，以实现廉价Fe盐的均匀涂覆，进而制备出了各种粘附性好、导电性能优异的高导电PEDOT涂层材料。

技术领域

本发明属于导电高分子材料技术领域，具体涉及一种高导电PEDOT涂层材料及其制备方法。

背景技术

聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)是一种导电聚合物，由于其出色的稳定性、透明度和电导率而广泛应用于有机电子产品，包括发光二极管(OLEDs)和太阳能技术。作为空穴注入层，PEDOT促进阳极和有机光电材料之间的电荷转移，延长了设备寿命、提高了导电效率。然而，PEDOT的共轭键结构导致其具有刚性的构象，也维持了电子的轨道重叠，有利于结晶，不容易熔融和溶解。因此，虽然PEDOT具有良好的化学和热稳定性，但是很难进行薄膜形式的加工。

EDOT聚合单体可以产生独立的PEDOT膜及涂层电极材料，总的电导率是大约300S/cm。EDOT在含氧化剂，如Fe Cl₃溶液或对甲苯磺酸铁溶液中进行化学氧化聚合得到的PEDOT具有相似的导电性，通过反应混溶液中的溶剂蒸发，聚合物覆盖到基体表面或将基体放入反应混合液中进行沉积，形成聚合物薄膜。气相沉积制备PEDOT膜：无溶剂方法不依赖于均匀地浸润基材表面，从而简化了在有机和无机材料表面的覆盖。

气相聚合用于像纤维和微孔等高比表面材料的保型涂覆的设备效率有着重要作用，然而离子引发的化学气相沉积得到的PEDOT，它的骨架共轭结构很难使电导率高于10^-3S/cm。另外，对于聚丙烯(PP)，聚乙烯(PE)这类疏水性材料如何进行导电改性，也是一个需要克服的问题。目前常使用对甲苯磺酸铁盐溶解于正丁醇溶剂中进行涂覆，而此方法中用到的对甲苯磺酸铁盐价格昂贵，成本较高，不利于其大规模应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种高导电PEDOT涂层材料及其制备方法，首先使用具有优异粘接性能的仿贻贝粘附分子，对各种材料进行表面修饰，改善基体材料的表面性能，达到对材料表面修饰的目的，以实现廉价Fe盐的均匀涂覆，进而制备各种粘附性好、导电性能优异的高导电PEDOT涂层材料。

本发明提供的一种高导电PEDOT涂层材料，利用单宁酸溶液和水溶性Fe³⁺盐溶液在基体材料发生螯合反应，使基体材料的表面产生一层亲水性的Fe³⁺-TA仿贻贝粘附层，得到高导电PEDOT涂层材料。

本发明提供的一种高导电PEDOT涂层材料，还包括依次利用AgNO₃和铁盐溶液对所述高导电PEDOT涂层材料上的Fe³⁺-TA仿贻贝粘附层进行改性处理，得到表面生长出银粒的高导电PEDOT涂层材料。

优选的，上述高导电PEDOT涂层材料中，所述基体材料为薄膜或纤维材料中的一种。

优选的，上述高导电PEDOT涂层材料中，所述基体材料为PP无纺布、PE纤维、PP薄膜、PET薄膜、PET纤维或者尼龙纤维中的一种。

本发明还提供了一种上述高导电PEDOT涂层材料的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1，将基体材料裁剪成一定尺寸，然后用去离子水清洗三次，除去基体材料表面杂质，得到干净基体材料；