[发明专利]一种单分散聚合物金属复合导电微球的制备方法

说明书

本发明公开了一种单分散聚合物金属复合导电微球的制备方法，属于新材料领域，利用原位聚合技术在聚合物微球表面直接构筑氯甲基化功能基团，然后利用微球表面的氯甲基与巯基化合物反应使其表面带有巯基，再将表面带有巯基的微球进行敏化处理，加入银氨溶液化学镀金属层，构筑聚合物银基微球，最后将聚合物银基微球在氯金酸中进行置换反应，制备单分散聚合物金导电微球。该方法避免了传统制备聚合物金属微球过程中的粗化过程，提高的生产效率，反应更安全。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，特别涉及一种单分散聚合物金属复合导电微球的制备方法。

背景技术

单分散聚合物金属复合导电微球是一种新型复合材料，主要应用于导电橡胶、导电胶黏剂、抗静电屏蔽涂层、抗静电橡胶等领域。聚合物金属复合导电微球通常是以聚合物微球为模板，采用化学镀或电镀的方法在其表面构筑金属层，一般而言，常见的聚合物金属复合微球通常是聚苯乙烯/镍复合微球、聚苯乙烯/铜复合微球、聚苯乙烯/银复合微球以及聚苯乙烯/金复合微球等。聚合物金属复合导电微球具备质量轻、分散均匀、导电性好而备受电工电子领域的青睐。

相比于单纯的金属微球而言，聚合物金属复合微球的制作成本相对较低，因此在其市场竞争中具备很强的竞争优势。但是在合成聚合物金属复合微球方面却存在着能耗高、制备周期长等缺点。如专利CN102658071A中提出了一种制备聚合物金属复合微球的方法，其过程是将单分散聚苯乙烯微球利用氯磺酸在二氯甲烷中进行氯磺化处理，处理后的聚苯乙烯微球表面具有氯磺酸基团，这样再将氯磺化的聚苯乙烯微球进行进一步的巯基化处理，最后再进行化学镀，最终制备出聚苯乙烯金属复合微球，在制备方法中由于氯磺化过程而导致大量的废水，而磺氯化反应后的离心干燥过程更是延长了制备周期，增加了生产成本。专利CN105478152A中提出将单分散聚合物微球利用浓硝酸和硫酸进行硝化处理，在利用还原剂进行还原使其表面带有氨基，再将带有氨基的聚合物微球在羧基金溶胶中进行生长，最终获得聚合物/金聚合物微球，此过程中也涉及到了聚合物微球的表面处理过程。此外，聚苯乙烯磺化或硝化的过程也会使其聚合物微球交联，氯磺化或硝度过小会影响后续敏化过程，氯磺化度或硝化度过高会导致聚苯乙烯微球链段中氯磺酸基团或硝基含量过高，吸水性增强等等，总之此过程给聚合物金属微球的制备带了较多的困扰，严重影响的聚合物金属微球的生产效率。

为了避免制备聚苯乙烯/金属复合微球制备过程中的磺化过程，文献中研究人员(JournalofMaterialsChemistryC2015，3，3318-3328)采用了一种新的方法来制备聚合物金属复合微球，其是利用无皂乳液聚合技术在聚合后期引入交联剂二乙烯基苯和硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷，利用自由基共聚的方法在聚苯乙烯微球表面修饰上硅氧基基团，然后再利用巯丙基三甲氧基硅烷继续修饰，使其微球表面带有巯基基团，再利用巯基的电负性吸氯化锡进行活化，吸附银氨溶液，最后利用葡萄糖进行还原制备出聚苯乙烯银金属复合微球，此种方法避免了聚合物微球的磺化过程，有效提高了导电微球的生产效率。但是此种方法制备导电微球有机相和金属相界面存在二氧化硅层，且受到此方法制备的聚合物金属复合微球尺寸在亚微米范围内，使用范围受限制。因此，如何提供一种新的单分散聚合物金属复合导电微球的制备方法是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种单分散聚合物金属复合导电微球的制备方法，采用分散聚合为手段制备乙烯基聚合单体，在聚合后期通过引入氯甲基乙烯基单体在聚合物微球表面构筑含有氯元素基团，进而再将聚合物微球与巯基化合物进行反应使其制备出表面含有巯基的聚合物微球，最后利用氯化锡进行敏化，利用活化剂将其活化，最终制备成聚合物金属复合微球。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种单分散聚合物金属复合导电微球的制备方法，原料均以质量份数计，具体包括以下步骤：