[发明专利]一种本征型导电高分子材料以及制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种本征型导电高分子材料以及制备方法和应用，属于导电高分子材料领域。一种本征型导电高分子材料，包括导电高分子‑改性多巴胺‑有机磺酸盐共聚物；所述导电高分子‑改性多巴胺‑有机磺酸盐共聚物含有脂肪链结构、羟基基团、苯环基团；所述导电高分子选自聚乙烯二氧噻吩、聚苯胺、聚吡咯中的至少一种；所述改性多巴胺含有双羟基基团和苯环基团；所述有机磺酸盐为含有脂肪链结构的磺酸盐聚阴离子。该材料在水溶液中具有优良的分散性和化学稳定性，在PET（涤纶树脂）等低表面能材料表面的附着力能达到1.5 MPa以上，导电率能达到2.5 S/cm，且在变形过程中仍能够保持良好的导电性能。

技术领域

本申请涉及一种本征型导电高分子材料以及制备方法和应用，属于导电高分子材料领域。

背景技术

目前，导电高分子材料已广泛应用于电子、电力、通讯、能源、化工、宇航等领域，被认为是最有发展前景的高分子材料之一。如电子行业的导电高分子封装材料，具有互联温度低、粘接强度大、柔顺性好、封装分辨率高、成本低、可印刷、环境友好等优势，在印制RFID、柔性印刷电路、可拉伸传感器等柔性电子领域中的应用潜力巨大。电力行业的导电高分子接地材料，能够从根本上解决传统的金属类接地材料的易腐蚀性，实现接地系统的全寿命周期服役。通讯行业的导电高分子电磁屏蔽材料，具有电磁屏蔽性能好、质量轻、易成型、生产效率高等优点。近年来，随着智能制造、新能源等新兴业态的不断发展，对导电材料的性能也提出更高和更新的要求。

然而，传统的导电高分子材料通常是由有机基体和导电填料组成的复合物，有机基体提供力学性能、粘接性能等，导电填料则为其提供导电性能，两者各司其职。在实际应用过程中，导电高分子材料要面临各种各样的环境考验，不能仅为了导电性能的要求而大幅减少高分子基体在导电复合材料中的占比。而在一些可靠性要求较高的领域中应用时，往往需要增加高分子材料用量，牺牲导电性能。此外，对于一些体积发生剧烈变化（充放电、机械作用等）的电子材料，导电粒子容易被挤开而失去有效的电子接触，导致整个导电网络结构的坍塌，降低导电性能。另外，导电粒子在有机基体中容易发生团聚难以分散，也严重影响的导电高分子材料的导电性能。因此，寻求能替代传统复合型导电高分子材料的新型材料，对于解决导电粒子分散性，以及兼具导电性能、良好机械性能和提高导电稳定性等问题，具有重要的意义，也是当前导电高分子材料亟需突破的难点问题。

本征型的导电高分子材料（聚乙炔、聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯及聚（3,4-乙撑二氧噻吩）等），由于具有特殊的π-π共轭结构、规整的链取向和优异的物理化学性能，近年来在导电高分子材料中得到了广泛的应用。如专利CN114032688A公开了一种通过在弹性材料表面沉积聚吡咯，制得本征可拉伸导电高分子材料的方法，解决了导电高分子复合材料在拉伸作用下电导率降低的问题。专利CN103396500A也公开了一种天然高分子衍生物-导电聚合物水性复合粘结剂，其采用水溶性天然高分子衍生物（壳聚糖衍生物等）和水溶性导电聚合物（聚（3,4-乙撑二氧噻吩）、聚苯胺、聚吡咯）通过二者物理混合制备而成，解决了导电粒子的浸润性差、易团聚分散的缺点，显著提高了电极材料的库伦效率和循环稳定性。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种本征型导电高分子材料，该本征型导电高分子材料由双键接枝改性的多巴胺单体、含双键的有机磺酸盐单体以及导电高分子单体，经两步聚合反应而得。其中，多巴胺结构中的双羟基基团赋予该高分子材料良好的粘接性能，聚阴离子结构赋予其优良柔韧性同时起到掺杂效果，导电高分子基团则赋予了其良好的导电性能。此外，多巴胺结构中的苯环基团进一步强化了π-π共轭结构的电子转移速率，进一步提高了材料的导电性。其在水溶液中具有优良的分散性和化学稳定性，在PET（涤纶树脂）等低表面能材料表面的附着力能达到1.5 MPa以上，导电率能达到2.5 S/cm，且在变形过程中仍能够保持良好的导电性能。

一种本征型导电高分子材料，包括导电高分子-改性多巴胺-有机磺酸盐共聚物；

所述导电高分子-改性多巴胺-有机磺酸盐共聚物含有脂肪链结构、羟基基团、苯环基团；