[发明专利]具有荧光功能的多色彩导电聚合物乳液的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能材料领域，特别涉及一种具有荧光功能的多色彩导电聚合物乳液的制备方法。

背景技术

导电聚合物作为近年来功能材料领域的研究热点，具有电导率可逆可调、分子结构可控、易于多功能化等特点，在有机电致发光器件、电致变色器件、电子纸、塑料存储器、太阳能电池、电解电容器、传感器等高新科技领域有着诱人的应用前景，同时它们还在防静电材料、电磁屏蔽、吸波材料、防腐蚀材料、导电纤维等领域获得广泛应用。

导电聚合物在很多应用领域中，获得成膜性良好的薄膜是其应用性能提高的关键因素之一，而其多功能化对于拓宽其应用领域也非常重要。因此，在本发明中，我们以水溶性磺化聚合物为主掺杂剂，同时采用酸性荧光染料作为副掺杂剂及荧光增色剂，烷基磺酸类材料为乳化剂，水溶性聚合物为成膜助剂，通过化学氧化法制得了成膜性良好且色彩鲜艳具有荧光功能的导电聚合物乳液。该种方法还尚未见文献报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有荧光功能的多色彩导电聚合物乳液的制备方法，即以水溶性磺化聚合物为主掺杂剂，同时以酸性荧光染料作为副掺杂剂及荧光增色剂，烷基磺酸类材料为乳化剂，水溶性聚合物为成膜助剂，通过化学氧化法制得导电聚合物乳液。采用该方法所得到的导电聚合物乳液，色彩鲜艳、电导率高、成膜性良好，具有对比度梯级可调、电导率高、溶解性好的特点，且具有荧光功能和电致变色功能，其作为电致变色材料具有对比度高、颜色性能好，变色范围宽的特点，应用性能良好。此外，该制备方法工艺简单，成本低廉，易于工业化生产。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的具有荧光功能的多色彩导电聚合物乳液的制备方法，其为：将导电聚合物单体、水溶性磺化聚合物类主掺杂剂、酸性荧光染料副掺杂剂、烷基磺酸类乳化剂和水均匀混合，然后加入氧化剂反应一定时间，之后再加入水溶性聚合物成膜助剂，再进行反应一定时间后得到具有荧光功能的多色彩导电聚合物乳液；其具体制备步骤如下：

在-30～+50℃的条件下，将导电聚合物单体、水溶性磺化聚合物类主掺杂剂、酸性荧光染料副掺杂剂、乳化剂和水按重量份配比为1∶2～50∶0～5∶0.1～20∶10～2000的比例均匀混配，然后加入氧化剂，反应4～6h后，再加入水溶性聚合物成膜助剂，继续反应4～18h结束反应，经过滤得到导电聚合物乳液；

所述氧化剂与导电聚合物单体的重量份配比为1～50∶1；

所述水溶性聚合物成膜助剂与导电聚合物单体的重量份配比为0.1～10∶1。

所述的导电聚合物单体为3，4-乙撑二氧噻吩、苯胺、吡咯或它们的衍生物。

所述的氧化剂为过硫酸钠、过硫酸铵、三氯化铁、硫酸铁、对甲苯磺酸铁或它们的组合。

所述的水溶性磺化聚合物类主掺杂剂为：聚对苯乙烯磺酸、聚对苯乙烯磺酸钠、聚乙烯磺酸或聚乙烯磺酸钠。

所述的酸性荧光染料副掺杂剂为：酸性荧光玫红、酸性荧光红BA、酸性荧光黄184、酸性荧光黄GDC、酸性荧光黄GG、酸性荧光绿、酸性荧光蓝9或酸性荧光蓝AND。

所述的乳化剂为十二烷基苯磺酸、十二烷基苯磺酸钠、二烷基苯磺酸钠、石油磺酸钠、丁基萘磺酸钠、二丁基萘磺酸钠或羟基烷基磺酸钠。

所述的成膜助剂为聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇或聚醋酸乙烯酯、聚氧乙烯。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.本发明制备的具有荧光功能的多色彩导电聚合物乳液，可具有多种不同的颜色，且颜色范围、色泽对比度、荧光强度和电导率大小，均可以通过控制导电聚合物单体和掺杂剂和其他反应添加剂的比例，以及聚合反应温度、时间等条件来调节，以满足不同技术应用的需求。

2.作为副掺杂剂的酸性荧光染料，不仅具有掺杂功能，而且具有着色剂和荧光剂的功能，由于酸性荧光染料种类众多，色谱齐全，因此最终得到的产品色彩多样，且具有荧光功能。

3.本发明的制备方法简单易行，设备简单，适用于大规模生产。

4.本发明提供的多色彩、荧光功能导电聚合物乳液，可通过涂覆加工方法，如旋涂、丝网印刷、浸渍、喷涂、刮涂等所有传统方法非常方便地进行加工，直接得到导电涂层和薄膜，也可以和多种通用高分子材料共混，还可以用作填料，而在电子器件、电致发光或电致变色材料、电子纸墨水、防静电材料、电磁屏蔽、吸波材料、防腐蚀材料、导电纤维等方面获得广泛应用。

附图说明