[发明专利]一种制备复合型导电聚合物的方法

说明书

本发明涉及一种复合型导电聚合物，其制备方法以及应用，所述复合型导电聚合物制备过程中采用了混合溶液A，其至少包括以下两种组分：(i)一种具有较强氧化性的试剂，选自高锰酸盐、过硫酸盐、重铬酸盐或高氯酸盐；(ii)一种含有能被还原为单质的金属离子的氧化剂。该制备工艺过程简单，成本低，环保性高，得到的复合型导电聚合物中，金属以单质形式存在，产品成膜性好，能完全覆盖绝缘基材表面，导电性能优良，能够广泛应用于电镀材料、半导体材料等领域。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体而言，涉及一种含金属的复合型导电聚合物，其制备方法以及应用。

背景技术

导电聚合物材料按照结构、组成及制备方法的不同可以分为复合型导电聚合物和结构型导电聚合物。复合型导电聚合物是以高分子结构材料为基体，掺入碳粉、金属粉等导电填料，采用分散、层积及表面复合等技术制备的具有导电能力的多相聚合物复合材料。复合型导电聚合物工艺简单，价格较低，具有较强的实用性，易于商业化生产，在技术上比结构型导电聚合物具有更成熟的优势。

目前，常见的复合型导电聚合物膜的合成方法主要有电化学聚合法和化学聚合法。采用电化学聚合法在导电基材上生成复合型导电聚合物，通过控制电流电压能控制生成膜的厚度。但是电化学聚合法的设备复杂、成本较高、基材必须导电并且难以规模化生产。采用化学聚合法制备复合型导电聚合物具有制备工艺简单、成本低、可批量生产的优点。然而现有技术中已知的化学聚合法制备复合型导电聚合物的工艺中往往还存在以下问题：1.合成过程中难以避免使用有毒性的溶剂如三氯甲烷、甲苯、四氢呋喃等；2.合成过程中使用单一氧化剂，导致聚合时间长，超过20h以上；3.一些复合型导电物中，掺杂物以离子形式存在，掺杂过程复杂，操作繁琐；4.大多数化学聚合法制备得到的复合型导电聚合物产品为固体粉末，难以成膜，极大限制了产品的应用领域。

发明内容

为了改善现有技术的不足，一方面，本发明提供了一种复合型导电聚合物，所述复合型导电聚合物主要由金属单质和聚合物组成，所述复合型导电聚合物合成的原料是混合溶液A和含单体的聚合溶液。

根据本发明的实施方案，所述复合型导电聚合物中，金属以单质形式存在，可以选自Cu，Pd，Ag，Pt和Au，优选为Cu，Ag。

所述聚合物合成的单体选自吡咯、苯胺、噻吩或噻吩衍生物中的一种或多种，优选为噻吩或其衍生物；所述噻吩衍生物优选为被C₁-C₁₀的烷基和/或C₁-C₁₀烷氧基取代的噻吩。

所述混合溶液A至少包括以下两种组分：

(i)一种具有较强氧化性的试剂，选自高锰酸盐、过硫酸盐、重铬酸盐或高氯酸盐；所述高锰酸盐、过硫酸盐、重铬酸盐或高氯酸盐优选为钾盐或钠盐。

(ii)一种含有能被还原为单质的金属离子的氧化剂；所述含有能被还原为单质的金属离子的氧化剂选自Cu盐，Pd盐，Ag盐，Pt盐和Au盐，优选为Cu²⁺盐或Ag⁺盐，例如CuCl₂，或AgNO₃。

所述混合溶液A还可以包括组分(iii)酸。所述酸可以选自硼酸、磷酸、含羧基的有机酸、含磺酸基(-SO₃H)的有机酸、含亚磺酸基的有机酸、含硫羧酸基(RCOSH)的有机酸中的一种或多种，优选为硼酸。

所述组分(i)在混合溶液中的浓度为0.2-1wt％，进一步例如为0.4-0.6wt％，还可以为0.5wt％；所述组分(ii)在混合溶液中的浓度例如为0.05-2.00mol/L，还例如为0.10-1.5mol/L，进一步例如为0.15-1.0mol/L；所述组分(iii)在混合溶液中的浓度优选为5-15g/L，进一步优选为8-12g/L，更优选为10g/L。