專利名稱：聚磷酸摻雜聚苯胺的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚苯胺制備，尤其是一種聚磷酸摻雜聚苯胺的制備方法。
背景技術(shù)：
聚苯胺是一種具有廣泛應(yīng)用的高分子化合物，由于具有良好導(dǎo)電性、環(huán)境穩(wěn)定性、 制備工藝簡單、原材料價廉易得等優(yōu)點，使其大量用于抗靜電涂料、防污防腐涂料和電極材料等行業(yè)。在太陽能電池、傳感器元件、隱身材料等領(lǐng)域也具有潛在應(yīng)用前景。
采用質(zhì)子酸摻雜是制備導(dǎo)電聚苯胺的一類重要方法，所用質(zhì)子酸主要有無機酸和有機酸兩類。關(guān)于這方面研究已有大量文獻報導(dǎo)，如祝勇等人(廣東化工，2010，37 (3) 85-86)研究了鹽酸、硫酸、水楊酸、苯甲酸、檸檬酸、焦性食子酸、草酸、三氯乙酸等不同質(zhì)子酸摻雜對聚苯胺產(chǎn)量和導(dǎo)電率的影響，得出鹽酸、硫酸摻雜的聚苯胺具有較強的導(dǎo)電性；李捃杰等人(材料科學(xué)與工程學(xué)報，2010，28 (2):263-266)報道了高氯酸、硫酸、對甲苯磺酸、 樟腦磺酸對摻雜態(tài)聚苯胺熱電性能的影響，得出對甲苯磺酸摻雜聚苯胺的導(dǎo)電率最高，高氯酸摻雜的聚苯胺熱穩(wěn)定性最好；張學(xué)敏等人(專利號200510019515.
公開日2006年03 月29日)公開了一種磷酸摻雜聚苯胺，并與三聚磷酸鋁和磷酸鹽復(fù)配制備防銹磷化底漆的方法；張紅明等人(專利申請?zhí)?01110278134.
公開日2012年05月02日)公開了水性聚苯胺及其制備方法，其中主要采用的摻雜酸為含有乙氧基基團的磷酸酯或磺酸脂，合成的聚苯胺具有規(guī)整的線性結(jié)構(gòu)，比表面積較大且水溶性優(yōu)良。
可見，對聚苯胺的研究更多關(guān)注的是通過選擇不同質(zhì)子酸或在質(zhì)子酸的分子結(jié)構(gòu)中引入某種基團以提高聚苯胺的導(dǎo)電性、分散性和溶解性，而對通過功能質(zhì)子酸摻雜制備具有較高阻燃性能和導(dǎo)電性能的聚苯胺卻少有報道。雖然已公開的磷酸或磷酸酯摻雜聚苯胺也有一定阻燃性，但由于存在摻雜量、熱穩(wěn)定性較低和磷含量偏低的問題，使其難以發(fā)揮阻燃性能。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種聚磷酸摻雜聚苯胺的制備方法，使生產(chǎn)出的聚苯胺具備優(yōu)良的阻燃性、導(dǎo)電性、防腐性等多功能化的特點。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案聚磷酸摻雜聚苯胺的制備方法， 其特征在于包括以下步驟
(I)稱取聚磷酸，用3 10倍重量的蒸餾水稀釋，配制得聚磷酸溶液；
(2)在冰水浴中將聚磷酸溶液冷卻至O 30°C后，按聚磷酸與苯胺的重量比2 4:1，邊攪拌邊滴加苯胺，使其反應(yīng)生成透明或近似乳狀的聚磷酸苯胺鹽的混合液；
(3)按過硫酸銨與苯胺的重量比I. 8 4:1，稱取過硫酸銨固體，用3 8倍重量的蒸餾水常溫攪拌使其完全溶解，得過硫酸銨溶液；
(4)將過硫酸銨溶液在攪拌下緩慢加入聚磷酸苯胺鹽的混合液中，控制加入時間在O. 2 2小時，反應(yīng)溫度維持在O 30°C，然后繼續(xù)反應(yīng)I 8小時結(jié)束；
(5)反應(yīng)完成后減壓過濾，用質(zhì)量濃度2%的聚磷酸溶液洗滌過濾后的固體至所得洗滌液顏色澄清，然后于常壓常溫干燥12小時，即得深藍(lán)色松散的聚磷酸摻雜聚苯胺固體。
聚磷酸的結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1.一種聚磷酸摻雜聚苯胺的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)稱取聚磷酸，用3 10倍重量的蒸餾水稀釋，配制得聚磷酸溶液；(2)在冰水浴中將聚磷酸溶液冷卻至O 30°C后，按聚磷酸與苯胺的重量比2 4:1，邊攪拌邊滴加苯胺，使其反應(yīng)生成透明或近似乳狀的聚磷酸苯胺鹽的混合液；(3)按過硫酸銨與苯胺的重量比I.8 4:1，稱取過硫酸銨固體，用3 8倍重量的蒸餾水常溫攪拌使其完全溶解，得過硫酸銨溶液；(4)將過硫酸銨溶液在攪拌下緩慢加入聚磷酸苯胺鹽的混合液中，控制加入時間在O.2 2小時，反應(yīng)溫度維持在O 30°C，然后繼續(xù)反應(yīng)I 8小時結(jié)束；(5 )反應(yīng)完成后減壓過濾，用質(zhì)量濃度2 %的聚磷酸溶液洗滌過濾后的固體至所得洗滌液顏色澄清，然后于常壓常溫干燥12小時，即得深藍(lán)色松散的聚磷酸摻雜聚苯胺固體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚磷酸摻雜聚苯胺的制備方法，其特征在于所述聚磷酸的結(jié)構(gòu)式為
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚磷酸摻雜聚苯胺的制備方法，其特征在于所述η為38。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚磷酸摻雜聚苯胺的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述聚磷酸與苯胺的重量比為2. 8。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚磷酸摻雜聚苯胺的制備方法，其特征在于步驟(3)中所述過硫酸銨與苯胺的重量比為2. 5,蒸懼水為過硫酸銨的6倍重量。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚磷酸摻雜聚苯胺的制備方法，其特征在于步驟(4)中所述反應(yīng)溫度為5 10°C，繼續(xù)反應(yīng)5 6小時。全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚磷酸摻雜聚苯胺的制備方法，通過向苯胺中添加聚磷酸制得纖維狀的聚磷酸摻雜聚苯胺高分子，使該型聚苯胺材料具備優(yōu)良的阻燃性、導(dǎo)電性、防腐性等多功能化的特點。
文檔編號C08G73/02GK102924716SQ20121048758
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者尹作棟, 張濤, 陳笑 申請人:廣西大學(xué)