一種結(jié)構型光固化導電涂料的制備方法
【專利摘要】一種結(jié)構型光固化導電涂料的制備方法，屬于紫外光固化涂料【技術領域】。本發(fā)明先制備光固化水性聚氨酯丙烯酸酯預聚體，然后加入三乙胺中和，加水乳化得到光固化水性聚氨酯丙烯酸酯乳液，然后引入3，4-乙烯二氧噻吩合成導電高分子涂層材料。該結(jié)構型導電高分子涂膜在耐水性、耐候性、熱穩(wěn)定性、耐磨性、附著力等各個方面都有較好的性能，在導電方面可以解決傳統(tǒng)摻雜型導電涂料摻雜量大、摻雜不均等方面的不足。本涂層技術在玻璃板、顯示器等諸多導電領域都具有廣泛應用。
【專利說明】一種結(jié)構型光固化導電涂料的制備方法
【技術領域】
[0001]一種結(jié)構型光固化導電涂料的制備方法，屬于紫外光固化樹脂【技術領域】。
【背景技術】
[0002]紫外光固化體系與其他固化體系相比具有固化速度快、節(jié)能、生產(chǎn)效率高、涂層性能好等優(yōu)點，近20多年來得到了廣泛應用。但它也存在著一些不足之處，主要是反應性稀釋劑對人體的毒性和刺激性問題，而水性紫外光固化體系以水為稀釋劑，能很好地解決上述問題。
[0003]傳統(tǒng)型的導電高分子聚合物一般都是物理摻雜型，一般都是通過導電粉體與樹脂混合，分散均勻，達到導電的功能。但是，物理摻雜型導電聚合物具有很多缺點，如要達到摻雜均勻的目的，則需填充大量導電粉體，造成產(chǎn)物密度過大，影響涂膜的性能；另外，有機相和無機相能否混合得十分均勻也是一個難題，混合不均會大大影響聚合物的導電性能。利用水性聚氨酯丙烯酸酯和功能性導電材料制備一種結(jié)構型導電高分子聚合物，可以充分發(fā)揮水性聚氨酯的優(yōu)點，制得的產(chǎn)物在耐水性、耐候性、熱穩(wěn)定性、耐磨性、附著力、導電性等各個方面都有較好的性能。本涂層技術在玻璃板、顯示器等諸多導電領域都具有廣泛應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是設計出在熱穩(wěn)定性、耐候性、耐磨性、附著力，導電性等各個方面都有較好性能的光固化聚氨酯結(jié)構型導電高分子涂層材料，這種導電高分子涂料可以在電池、電容、電子、通訊等導電領域有廣泛應用。
[0005]它的設計思路是:設計在光固化聚氨酯預聚物的基礎上，通過引進3，4_乙烯二氧噻吩，與樹脂上的相應基團反應，制備得到結(jié)構型導電高分子聚合物。該技術的創(chuàng)新點在于采用光固化技術制得結(jié)構型導電高分子，而不是一般的物理摻雜，可以達到密度輕、導電均勻、環(huán)保、固化成膜速度快、適于自動化生產(chǎn)的目的。
[0006]本發(fā)明的技術方案:一種結(jié)構型光固化導電涂料的制備方法，具體步驟為:
[0007](1)間苯二甲酸丁二醇酯-5-磺酸鈉的制備:以間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉(SIPM)、1，4_ 丁二醇為原料，反應在裝有攪拌器、溫度計的干燥三口燒瓶中進行，燒瓶中加入一定量的SIPM和1，4-丁二醇，摩爾比為1: 10，在130°C恒溫0.5h除去原料中的水，然后升溫至170°C，繼續(xù)反應2~3h ;將所得產(chǎn)物進行減壓蒸餾，除去生成的甲醇和過量的1，4- 丁二醇，所得產(chǎn)物記為A，留待下一步反應使用。
[0008](2)光固化水性聚氨酯丙烯酸酯預聚物的合成:在裝有攪拌器、溫度計的干燥三口燒瓶中加入一定量的異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)，在滴液漏斗中加入一定量的產(chǎn)物A和催化劑二月桂酸二正丁錫(DBTL)搖勻，滴加，升溫至50°C，反應2h，再加入一定量的二羥甲基丙酸(DMPA)，升溫至70°C，反應2h ;最后加入一定量的甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，繼續(xù)反應4h ;其中每一步反應都以二正丁胺法監(jiān)測體系中NCO值的變化，當達到理論值時，加入下一種原料繼續(xù)反應，所得產(chǎn)物記為B。[0009](3)光固化水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的制備:在裝有攪拌器的干燥三口燒瓶中加入一定量預聚物B，計算預聚物中羧基含量，以1:1摩爾比計算三乙胺含量，將三乙胺加入滴液漏斗中，以2~3s/滴的速度滴加，在40°C下快速攪拌反應，滴加完畢，繼續(xù)反應0.5h，使三乙胺與預聚物充分反應；反應結(jié)束后，將一定量的去離子水加入滴液漏斗中，以2~3s/滴的速度滴加，快速攪拌反應3h ;反應結(jié)束后，將裝置從油浴鍋中取出，自然冷卻至室溫，所得產(chǎn)物記為C。
[0010](4)結(jié)構型光固化導電高分子的制備:稱取一定量的3，4-乙烯二氧噻吩(EDOT)加入到制備的產(chǎn)物C中，摩爾比為1: 1.8~2.0，再加入一定量的氧化劑過硫酸銨、催化劑硫酸鐵、異丙醇，30°C下恒溫快速攪拌反應24h，得到的深藍色水分散體記為產(chǎn)物D。
[0011](5)結(jié)構型紫外光固化導電涂料的合成:在D中加入適量的光引發(fā)劑2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(I 173)，即制得結(jié)構型光固化導電涂料，可經(jīng)紫外光輻射固化成膜。
【具體實施方式】
[0012]實施例1:
[0013]在裝有攪拌器、溫度計的干燥三口燒瓶中加入29.6g間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉(SIPM)和90g 1,4- 丁二醇，130°C恒溫攪拌0.5h除去原料中的水，然后升溫至170°C，繼續(xù)反應2~3h ;將所得產(chǎn)物進行減壓蒸餾，除去生成的甲醇和過量的1，4_ 丁二醇，所得產(chǎn)物記為A。在裝有攪拌器、溫度計的干燥三口燒瓶中加入35.2g異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)，在滴液漏斗中加入41.3g產(chǎn)物A和0.5g 二月桂酸二正丁錫(DBTL)，搖勻，滴加，升溫至50°C，反應2h ;再 加入3.76g 二羥甲基丙酸(DMPA)，升溫至70°C，反應2h ;最后加入3.47g甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，繼續(xù)反應4h ;其中每一步反應都以二正丁胺法監(jiān)測體系中NCO值的變化，當達到理論值時，加入下一種原料繼續(xù)反應，所得產(chǎn)物記為B。在裝有攪拌器的干燥三口燒瓶中加入預聚物B，以預聚物中羧基含量1:1摩爾比計算三乙胺含量，將三乙胺加入滴液漏斗中，以2~3s/滴的速度滴加，在40°C下快速攪拌反應，滴加完畢，繼續(xù)反應0.5h，使三乙胺與預聚物充分反應；反應結(jié)束后，將一定量的去離子水加入滴液漏斗中，以2~3s/滴的速度滴加，快速攪拌反應3h ;反應結(jié)束后，將裝置從油浴鍋中取出，自然冷卻至室溫，所得產(chǎn)物記為C。稱取2g 3，4-乙烯二氧噻吩(EDOT)加入到制備的產(chǎn)物C中，再加入2.4g過硫酸銨、0.01g硫酸鐵、2g異丙醇，30°C下恒溫快速攪拌反應24h，得到的深藍色水分散體記為產(chǎn)物D。稱取50g產(chǎn)物D，在D中加入2.5g光引發(fā)劑2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)，即制得結(jié)構型光固化導電涂料，可經(jīng)紫外光輻射固化成膜。
[0014]實施例2:
[0015]在裝有攪拌器、溫度計的干燥三口燒瓶中加入23.7g間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉(SIPM)和72g 1,4- 丁二醇，130°C恒溫攪拌0.5h除去原料中的水，然后升溫至170°C，繼續(xù)反應2~3h ;將所得產(chǎn)物進行減壓蒸餾，除去生成的甲醇和過量的1，4_ 丁二醇，所得產(chǎn)物記為A。在裝有攪拌器、溫度計的干燥三口燒瓶中加入25.3g異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)，在滴液漏斗中 加入23.5g產(chǎn)物A和0.6g 二月桂酸二正丁錫(DBTL)，搖勻，滴加，升溫至50°C，反應2h ;再加入3.65g 二羥甲基丙酸(DMPA)，升溫至70°C，反應2h ;最后加入
3.35g甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，繼續(xù)反應4h ;其中每一步反應都以二正丁胺法監(jiān)測體系中NCO值的變化，當達到理論值時，加入下一種原料繼續(xù)反應，所得產(chǎn)物記為B。在裝有攪拌器的干燥三口燒瓶中加入預聚物B，以預聚物中羧基含量1:1摩爾比計算三乙胺含量，將三乙胺加入滴液漏斗中，以2~3s/滴的速度滴加，在40°C下快速攪拌反應，滴加完畢，繼續(xù)反應0.5h，使三乙胺與預聚物充分反應；反應結(jié)束后，將一定量的去離子水加入滴液漏斗中，以2~3s/滴的速度滴加，快速攪拌反應3h ;反應結(jié)束后，將裝置從油浴鍋中取出，自然冷卻至室溫，所得產(chǎn)物記為C。稱取Ig 3，4-乙烯二氧噻吩(EDOT)加入到制備的產(chǎn)物C中，再加入1.8g過硫酸銨、0.006g硫酸鐵、Ig異丙醇，30°C下恒溫快速攪拌反應24h，得到的深藍色水分散體記為產(chǎn)物D。稱取80g產(chǎn)物D，在D中加入4g光引發(fā)劑2-羥基-2-甲 基-1-苯基-1-丙酮(1173)，即制得結(jié)構型光固化導電涂料，可經(jīng)紫外光輻射固化成膜。
【權利要求】
1.一種結(jié)構型光固化導電涂料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)間苯二甲酸丁二醇酯-5-磺酸鈉的制備:以間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉(SIPM)、1，4_ 丁二醇為原料，反應在裝有攪拌器、溫度計的干燥三口燒瓶中進行，燒瓶中加入一定量的SIPM和1，4-丁二醇，摩爾比為1: 10，在130°C恒溫0.5h除去原料中的水，然后升溫至170°C，繼續(xù)反應2~3h ;將所得產(chǎn)物進行減壓蒸餾，除去生成的甲醇和過量的I，4- 丁二醇，所得產(chǎn)物記為A，留待下一步反應使用。 (2)光固化水性聚氨酯丙烯酸酯預聚物的合成:在裝有攪拌器、溫度計的干燥三口燒瓶中加入一定量的異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)，在滴液漏斗中加入一定量的產(chǎn)物A和催化劑二月桂酸二正丁錫(DBTL)搖勻，滴加，升溫至50°C，反應2h，再加入一定量的二羥甲基丙酸(DMPA)，升溫至70°C，反應2h ;最后加入一定量的甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)，繼續(xù)反應4h ;其中每一步反應都以二正丁胺法監(jiān)測體系中NCO值的變化，當達到理論值時，加入下一種原料繼續(xù)反應，所得產(chǎn)物記為B。 (3)光固化水性聚氨酯丙烯酸酯乳液的制備:在裝有攪拌器的干燥三口燒瓶中加入一定量預聚物B，計算預聚物中羧基含量，以1:1摩爾比計算三乙胺含量，將三乙胺加入滴液漏斗中，以2~3s/滴的速度滴加，在40°C下快速攪拌反應，滴加完畢，繼續(xù)反應0.5h，使三乙胺與預聚物充分反應；反應結(jié)束后，將一定量的去離子水加入滴液漏斗中，以2~3s/滴的速度滴加，快速攪拌反應3h;反應結(jié)束后，將裝置從油浴鍋中取出，自然冷卻至室溫，所得產(chǎn)物記為C。 (4)結(jié)構型光固化導電高分子的制備:稱取一定量的3，4-乙烯二氧噻吩(EDOT)加入到制備的產(chǎn)物C中，摩爾比為1: 1.8~2.0，再加入一定量的氧化劑過硫酸銨、催化劑硫酸鐵、異丙醇，30°C下恒溫快速攪拌反應24h，得到的深藍色水分散體記為產(chǎn)物D。 (5)結(jié)構型紫外光固化導電涂料的合成:在D中加入適量的光引發(fā)劑2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)，即制得結(jié)構型光固化導電涂料，可經(jīng)紫外光輻射固化成膜。
【文檔編號】C08G61/12GK103881554SQ201210556211
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年12月20日 優(yōu)先權日:2012年12月20日
【發(fā)明者】姚伯龍, 韓兵, 李根龍, 倪才華 申請人:江南大學