一種電鍍導(dǎo)電聚合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電鍍技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電鍍導(dǎo)電聚合物及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于1977年高導(dǎo)電摻雜聚乙炔（電導(dǎo)率達(dá)103S/cm)的發(fā)現(xiàn)和研究，導(dǎo)電聚合物 進(jìn)入了人們的視野。并且它的發(fā)現(xiàn)者AlanJ.Heeger,HidekiShirakawa和AlanG. MacDiarmid于2000年被授予諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。一般來講，導(dǎo)電聚合物分為非本征型導(dǎo)電 聚合物（ExtrinsicallyConductivePolymers)和本征型導(dǎo)電聚合物（Intrinsically ConductivePolymers, (ICPs))，本征型導(dǎo)電聚合物的主鏈?zhǔn)怯晒捕筘ｆI構(gòu)成，常見 的導(dǎo)電聚合物有聚乙炔（(P〇lyacetylene，PA),聚苯胺（Polyaniline，PANI),聚舭略 (Polypyrrole,PPy),聚曝吩（Polythiophene,PTH)等。
[0003] 導(dǎo)電聚合物在本征態(tài)時(shí)并不導(dǎo)電，只有經(jīng)氧化或還原反應(yīng)"摻雜"后才具有導(dǎo)電的 性質(zhì)，其室溫電導(dǎo)率提升數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí)。相對(duì)于無機(jī)半導(dǎo)體原子代替摻雜的含義相比，導(dǎo)電高 聚物的摻雜一方面摻雜效率高，高分子主鏈上可移動(dòng)電荷摻雜量可高達(dá)百分之五十；另一 方面因?yàn)樵趽诫s時(shí)為氧化/還原反應(yīng)，因此可以再通過氧化/還原手段進(jìn)行導(dǎo)電高分子特 有的解摻雜。
[0004] 作為一種非常重要的電子產(chǎn)品，PCB在各種電子產(chǎn)品中應(yīng)用十分廣泛；在PCB生產(chǎn) 加工過程中，PCB需要經(jīng)過電鍍加工，對(duì)于PCB而言，其鍍層的導(dǎo)電率直接影響著PCB的質(zhì) 量。因此，有必要研發(fā)一種能提高鍍層導(dǎo)電率的電鍍導(dǎo)電聚合物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種電鍍導(dǎo)電聚 合物，該電鍍導(dǎo)電聚合物具有高的電導(dǎo)率，優(yōu)良的穩(wěn)定性，對(duì)二氧化氮、氨氣以及部分有機(jī) 氣體具有較好的敏感特性。
[0006] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種電鍍導(dǎo)電聚合物的制備方法，該制備方法工藝簡 單，操作控制方便，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)成本低，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
[0007] 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種電鍍導(dǎo)電聚合物，所述電鍍導(dǎo)電聚合 物由如下原料組成： 3, 4-乙烯二氧噻吩 100_150g/L 助溶劑 100-150g/L 主催化劑 50-100g/L 輔催化劑 40-80g/L 去尚子水 余量。
[0008] 相比于其它導(dǎo)電聚合物，聚（3, 4-乙烯二氧噻吩）（PED0T)的環(huán)境穩(wěn)定性相對(duì)較 好，這是由于烷氧基團(tuán)(例如醚基團(tuán)）可以作為電子給體來降低聚曝吩的氧化電勢，從而提 高其穩(wěn)定性。并且3, 4-乙烯二氧噻吩（ED0T)與噻吩相比，烷氧基團(tuán)可以降低聚合反應(yīng)電 勢。同時(shí)，由于取代基的側(cè)鏈不是很長，所以摻雜態(tài)更穩(wěn)定，也不會(huì)造成主鏈扭曲破壞能隙 帶。
[0009] 本發(fā)明的電鍍導(dǎo)電聚合物具有高的電導(dǎo)率，優(yōu)良的穩(wěn)定性，對(duì)二氧化氮、氨氣以 及部分有機(jī)氣體具有較好的敏感特性。
[0010]優(yōu)選的，所述電鍍導(dǎo)電聚合物由如下原料組成： 3, 4-乙烯二氧噻吩 110-140g/L 助溶劑 110-140g/L 主催化劑 60-90g/L 輔催化劑 50-70g/L 去尚子水 余量。
[0011]更為優(yōu)選的，所述電鍍導(dǎo)電聚合物由如下原料組成： 3, 4-乙稀二氧噻吩 125g/L 助溶劑 125g/L 主催化劑 75g/L 輔催化劑 60g/L 去尚子水 余量。
[0012] 優(yōu)選的，所述助溶劑為聚醚多元醇。本發(fā)明通過采用聚醚多元醇作為溶劑，使得 3, 4-乙烯二氧噻吩的溶解性好，有利于反應(yīng)活性中心的形成，提高反應(yīng)速率。
[0013] 更為優(yōu)選的，所述聚醚多元醇是由分子量為800-2000的丙二醇聚醚和分子量為 400-4000的三羥甲基丙烷聚醚以重量比1. 5-2. 5:1組成的混合物。本發(fā)明通過采用分子量 為800-2000的丙二醇聚醚和分子量為400-4000的三羥甲基丙烷聚醚作為聚醚多元醇復(fù)配 使用，并控制其重量比為1. 5-2. 5: 1，其溶解性好，可以使物料充分分散，提高反應(yīng)速率。
[0014] 優(yōu)選的，所述主催化劑為有機(jī)磺酸或有機(jī)磺酸鹽。本發(fā)明通過采用有機(jī)磺酸或有 機(jī)磺酸鹽作為主催化劑，可以提高提高反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時(shí)間，提高產(chǎn)物收率。
[0015] 優(yōu)選的，所述有機(jī)磺酸的化學(xué)式為R-S03H，其中，R為碳原子數(shù)為1-15的烷基、烯 基、芳香基或碳原子數(shù)為3-15的環(huán)烷基、環(huán)烯基。本發(fā)明通過采用上述有機(jī)磺酸作為主催 化劑，反應(yīng)速度快，產(chǎn)物收率高，副產(chǎn)物少。更為優(yōu)選的，所述有機(jī)磺酸為甲基磺酸、乙基磺 酸、丙基磺酸、1- 丁基磺酸、乙烯基磺酸和苯磺酸中的至少一種。
[0016] 優(yōu)選的，所述有機(jī)磺酸鹽為下式（1)所示的有機(jī)磺酸鹽： B.；-S(〇-M+),(OH54^^. (1) 其中，R1為碳原子數(shù)為1-15的烷基、羥烷基、鹵烷基、烯基、羥烯基、芳基、羥芳基或碳原 子數(shù)為3-15的環(huán)烷基、環(huán)烯基，M為鋰、鈉、鉀、銣、銫或銨基，p=l~3,且q=l~（4 -p)。 本發(fā)明通過采用上述有機(jī)磺酸鹽作為主催化劑，反應(yīng)速度快，產(chǎn)物收率高，副產(chǎn)物少。更為 優(yōu)選的，所述有機(jī)磺酸鹽為甲基磺酸鈉、甲基磺酸鉀、乙基磺酸鈉、羥乙基磺酸鈉、2-氯乙基 磺酸鈉、三氟甲基磺酸鈉、三氟甲基磺酸鉀、丙烯磺酸鈉、甲基丙烯磺酸鈉、二甲基苯磺酸鈉 和4-甲基苯磺酸鋰中的至少一種。
[0017] 優(yōu)選的，所述輔催化劑是由錳離子和鋰離子以重量比3-5 :1_2組成的混合物。本 發(fā)明通過采用錳離子和鋰離子作為輔催化劑復(fù)配使用，并控制其重量比為3-5 :1-2,可以 輔助催化，提尚反應(yīng)速率，并提尚廣物的穩(wěn)定性。
[0018] 本發(fā)明的另一目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種電鍍導(dǎo)電聚合物的制備方法，包 括如下步驟： (1) 在容器中加入去離子水，在攪拌的狀態(tài)下，按配比依次加入助溶劑和3, 4-乙烯二 氧噻吩，攪拌至完全溶解； (2) 在攪拌的狀態(tài)下，按配比勾速加入主催化齊I」，至完全溶解，繼續(xù)攪拌5-10min; (3) 在攪拌的狀態(tài)下，按配比勻速加入輔催化劑，完成后繼續(xù)攪拌5-10min，制得電鍍導(dǎo) 電聚合物。
[0019] 本發(fā)明的制備方法工藝簡單，操作控制方便，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)成本低，適合工業(yè)化 生產(chǎn)。
[0020] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的電鍍導(dǎo)電聚合物具有高的電導(dǎo)率，優(yōu)良的穩(wěn)定 性，對(duì)二氧化氮、氨氣以及部分有機(jī)氣體具有較好的敏感特性。
[0021] 本發(fā)明的制備方法工藝簡單，操作控制方便，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)成本低，適合工業(yè)化 生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，實(shí) 施方式提及的內(nèi)容并非對(duì)本發(fā)明的限定。
[0023] 實(shí)施例1 一種電鍍導(dǎo)電聚合物，所述電鍍導(dǎo)電聚合物由如下原料組成： 3, 4-乙稀二氧噻吩 100g/L助溶劑 l〇〇g/L 主催化劑 50g/L 輔催化劑 40g/L 去離子水 余量。
[0024] 所述助溶劑為聚醚多元醇。
[0025] 所述聚醚多元醇是由分子量為800的丙二醇聚醚和分子量為400的三羥甲基丙烷 聚醚以重量比1. 5:1組成的混合物。 所述主催化劑為有機(jī)磺酸。
[0026] 所述有機(jī)磺酸為甲基磺酸(或乙基磺酸、丙基磺酸、1- 丁基磺酸)。
[0027] 所述輔催化劑是由錳離子和鋰離子以重量比3 :1組成的混合物。
[0028] -種電鍍導(dǎo)電聚合物的制備方法，包括如下步驟： (1) 在容器中加入去離子水，在攪拌的狀態(tài)下，按配比依次加入助溶劑和3, 4-乙烯二 氧噻吩，攪拌至完全溶解； (2) 在攪拌的狀態(tài)下，按配比勾速加入主催化劑，至完全溶解，繼續(xù)攪拌5min; (3) 在攪拌的狀態(tài)下，按配比勻速加入輔催化劑，完成后繼續(xù)攪拌5min，制得電鍍導(dǎo)電 聚合物。
[0029] 實(shí)施例2 一種電鍍導(dǎo)電聚合物，所述電鍍導(dǎo)電聚合物由如下原料組成： 3