CN103525266A - 水性抗静电涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水性抗静电涂料及其制备方法。向羟基化水性导电聚合物体系的水溶液中加入多官能度水性异氰酸酯化合物，搅拌使各组分混合均匀，即可得到水性抗静电涂料；在所述的水性抗静电涂料中，羟基化水性导电聚合物体系的含量为0.1～2.5wt％；多官能度水性异氰酸酯化合物的含量为0.01～8wt％；余量为水。该水性抗静电涂料无需使用树脂，与塑料、玻璃、木材、地面、墙面等基材表面结合紧密，形成的抗静电涂层具有良好的抗静电效果以及良好的耐水性、耐乙醇性，可以广泛应用于胶卷底片包装、电子元器件包装、显示器保护膜、电磁屏蔽等领域。
Description
技术领域
本发明属于抗静电材料领域，涉及一种不使用树脂的水性抗静电涂料及其制备方法，特别涉及以羟基化水性导电聚合物体系做为导电物质的包括羟基化水性导电聚合物体系和多官能度水性异氰酸酯化合物的水性抗静电涂料。
背景技术
近些年来，导电聚合物以其优异的电学、光学性能受到很大关注，其中最引人注意的是聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩。聚苯胺易于低成本制备和大量生产，然而分子存在联苯胺结构，在降解过程中会产生有毒物质。相比而言，聚吡咯和聚噻吩对环境友好，但是它们具有不溶或不熔的缺点，这使得其在加工应用方面受到很大限制。为了解决这一问题人们制备了很多具有烷基、烷氧基和其它取代基的衍生物；其中聚(3,4-二氧乙基噻吩)(PEDOT)以其高电导率、环境稳定、低能隙最为引人注意，通过使用聚(苯乙烯磺酸)(PSS)作为对阴离子掺杂剂得到的PEDOT/PSS复合物可以在水中形成稳定分散的体系，在抗静电涂料领域中具有很大的应用空间。
US2009/02947735公开了一种有机溶剂体系的导电聚合物溶液，包括聚噻吩等含有π共轭结构的导电聚合物、含有至少一个阴离子基团或吸电子基团的水溶性高分子、铵盐等相转变催化剂、树脂、苯等有机溶剂，虽然有机溶剂可以增加导电聚合物与疏水性树脂的匹配度、减少涂料干燥的时间，但是需要大量使用有机溶剂，不利于环境保护。
CN101538435公开了一种抗静电涂布剂，其组成包括含有羧酸基的丙烯酸树脂、氮丙啶化合物、导电聚合物聚苯胺或聚噻吩。由于丙烯酸树脂存在耐溶剂性能差、低温发脆、高温发粘等缺点，既不利于涂层的耐溶剂性能，又限制了抗静电涂料在高温或者低温下的使用。
CN101921540和CN101643549分别公开了一种抗静电聚酯薄膜的制备方法，发明中使用聚噻吩导电聚合物、水性聚氨酯树脂与固化剂异氰酸酯、三聚氰胺或噁唑烷等组成的抗静电涂料，为了达到一定的固化效果，水性聚氨酯树脂和固化剂的使用量均较大，既降低了涂层的抗静电效果，又不利于环境保护。
此外，在上述的抗静电涂料中，导电聚合物起导电作用，经固化剂交联固化后的树脂起提高膜层附着力和牢度等性能的作用。由于树脂不具有导电性，树脂的引入降低了抗静电涂料的抗静电性能。
发明内容
本发明的目的之一是为了解决以上发明中需要大量使用有机溶剂、树脂和固化剂的缺点，提供一种以羟基化水性导电聚合物体系做为导电物质的包括羟基化水性导电聚合物体系和多官能度水性异氰酸酯化合物的水性抗静电涂料。
本发明的目的之二是提供一种目的一的水性抗静电涂料的制备方法。
本发明的水性抗静电涂料包括羟基化水性导电聚合物体系、多官能度水性异氰酸酯化合物和余量的水。
所述的水性抗静电涂料中：
羟基化水性导电聚合物体系的含量为0.1～2.5wt%，优选为0.3～2wt%；
多官能度水性异氰酸酯化合物的含量为0.01～8wt%，优选为0.02～5wt%；
水 余量。
本发明的水性抗静电涂料的制备方法为：向羟基化水性导电聚合物体系的水溶液中加入多官能度水性异氰酸酯化合物，搅拌使各组分混合均匀，即可得到所述的水性抗静电涂料；
所述的水性抗静电涂料中：
羟基化水性导电聚合物体系的含量为0.1～2.5wt%，优选为0.3～2wt%；
多官能度水性异氰酸酯化合物的含量为0.01～8wt%，优选为0.02～5wt%；
水 余量。
为保证水性抗静电涂料的使用效果，所得水性抗静电涂料在制备完成后一般须在24小时内使用；使用时将水性抗静电涂料均匀涂布于基材上，在20～250℃下干燥1～72小时，使羟基化水性导电聚合物体系和多官能度水性异氰酸酯化合物进行交联固化反应。
所述的羟基化水性导电聚合物体系是侧链上含有羟基基团的主链由共轭π键构成的导电聚合物经过掺杂剂掺杂后形成的体系。
所述的侧链上含有羟基基团的主链由共轭π键构成的导电聚合物的重均分子量约为1000～10000。可以选自羟基化噻吩衍生物形成的均聚物、至少一种不含羟基的噻吩衍生物与至少一种羟基化噻吩衍生物形成的共聚物和至少两种羟基化噻吩衍生物形成的共聚物中的一种或几种。
所述的羟基化噻吩衍生物形成的均聚物选自聚(2-噻吩甲醇)（简称P2TM）、聚(3-噻吩甲醇)（简称P3TM）、聚(2-噻吩乙醇)（简称P2TE）、聚(3-噻吩乙醇)（简称P3TE）和聚(3-(2-噻吩)丙醇)（简称P2TP)）等中的一种或几种。
所述的至少一种不含羟基的噻吩衍生物与至少一种羟基化噻吩衍生物形成的共聚物的分子结构中的羟基化噻吩衍生物聚合所形成的链段的摩尔百分含量为5%～99.9%，优选为20%~80%。其中，所述的羟基化噻吩衍生物选自2-噻吩甲醇（简称2TM）、3-噻吩甲醇（简称3TM）、2-噻吩乙醇（简称2TE）、3-噻吩乙醇（简称3TE）和3-(2-噻吩)丙醇（简称2TP）中的一种或几种；所述的不含羟基的噻吩衍生物选自3,4-二氧乙基噻吩(简称EDOT)、3-甲基噻吩(简称3MT)、3-乙基噻吩(简称3ET)、3-甲氧基噻吩（简称3MOT）、3-乙氧基噻吩(简称3EOT)和3-己基噻吩(简称3HT)中的一种或几种。
所述的至少两种羟基化噻吩衍生物形成的共聚物的分子结构中的羟基化噻吩衍生物选自2-噻吩甲醇（简称2TM）、3-噻吩甲醇（简称3TM）、2-噻吩乙醇（简称2TE）、3-噻吩乙醇（简称3TE）和3-(2-噻吩)丙醇（简称2TP）等中的一种或几种。
所述的掺杂剂可以选自对甲基苯磺酸(简称TSA)、对乙基苯磺酸（简称EPSA）、十二烷基苯磺酸(简称DBSA)等小分子烷基磺酸中的一种或几种；也可以选自聚(对苯乙烯磺酸)(简称PSS)、聚(乙烯磺酸)（简称PVS）等高分子烷基磺酸中的一种或几种；还可以是至少一种上述小分子烷基磺酸和至少一种上述高分子烷基磺酸以任意比例组成的混合物。
所述的高分子烷基磺酸的重均分子量约为10000～1000000。
所述的羟基化水性导电聚合物体系的水溶液可由以下方法制备得到：
步骤1）.将掺杂剂烷基磺酸溶解于去离子水中得到烷基磺酸水溶液，所述的烷基磺酸水溶液中烷基磺酸的浓度可以是0.5～5wt%，优选为1～3wt%；
所述的烷基磺酸可以选自TSA、EPSA、DBSA等小分子烷基磺酸中的一种或几种；也可以选自PSS、PVS等高分子烷基磺酸中的一种或几种；还可以是至少一种上述小分子烷基磺酸和至少一种上述高分子烷基磺酸以任意比例组成的混合物。
所述的高分子烷基磺酸的重均分子量约为10000～1000000。
步骤2）.向步骤1）得到的烷基磺酸水溶液中加入水溶性氧化剂，得到烷基磺酸和水溶性氧化剂的混合水溶液，其中所述的水溶性氧化剂的加入量是步骤1）中烷基磺酸加入量的10～1000wt%，优选为50～500wt%；
所述的水溶性氧化剂是常见的可以溶于水的氧化剂，如水溶性三价铁盐、水溶性过硫酸盐或它们的混合物等。所述的水溶性三价铁盐可以选自硫酸铁、氯化铁、硝酸铁和对甲基苯磺酸铁等水溶性三价铁盐中的一种或几种。所述的水溶性过硫酸盐可以选自过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵等水溶性过硫酸盐中的一种或几种。
步骤3）.将步骤2）中得到的烷基磺酸和水溶性氧化剂的混合水溶液由室温升温至50℃～90℃，然后向混合水溶液中加入噻吩单体，搅拌使噻吩单体分散均匀，反应1～24小时，得到初始产物体系，其中，噻吩单体的加入量是步骤1）中烷基磺酸加入量的10～1000wt%，优选为30～300wt%；
所述的噻吩类单体选自酯基化噻吩衍生物中的一种或几种，或者选自至少一种不含酯基的噻吩衍生物与至少一种酯基化噻吩衍生物形成的混合物中的一种或几种，其中：所述的混合物中的酯基化噻吩衍生物的摩尔百分数含量为5%～99.9%，优选为20%～80%。
所述的酯基化噻吩衍生物选自2-噻吩甲醇甲酸酯（简称2TMME）、2-噻吩甲醇乙酸酯（简称2TMAE）、3-噻吩甲醇甲酸酯（简称3TMME）、3-噻吩甲醇乙酸酯（简称3TMAE）、2-噻吩乙醇甲酸酯（简称2TEME）、2-噻吩乙醇乙酸酯（简称2TEAE）、3-噻吩乙醇甲酸酯（简称3TEME）、3-噻吩乙醇乙酸酯（简称3TEAE）、3-(2-噻吩)丙醇甲酸酯（简称2TPME）和3-(2-噻吩)丙醇乙酸酯（简称2TPAE）等中的一种或几种。
所述的不含酯基的噻吩衍生物选自3,4-二氧乙基噻吩(简称EDOT)、3-甲基噻吩(简称3MT)、3-乙基噻吩(简称3ET)、3-甲氧基噻吩（简称3MOT）、3-乙氧基噻吩(简称3EOT)和3-己基噻吩(简称3HT)中的一种或几种。
步骤4）.向步骤3）得到的初始产物体系中加入浓盐酸（浓度为37wt%），进行反应（一般反应的时间为1～24小时），使初始产物体系中的酯基基团水解成为羟基基团，将反应体系的温度降至室温，再加入阴离子交换树脂，浸泡10分钟～12小时后，抽滤除去阴离子交换树脂，再向滤液中加入阳离子交换树脂，浸泡10分钟～12小时后，抽滤除去阳离子交换树脂，再将滤液旋转蒸发得到固含量为0.5～3wt%的羟基化水性导电聚合物体系的水溶液；其中:所述的浓盐酸（浓度为37wt%）的加入量是步骤1）中烷基磺酸加入量的10～10000wt%，优选为100～1000wt%；所述的阴离子交换树脂的加入量是步骤1）中烷基磺酸加入量的1000～1000000wt%，优选为5000～500000wt%；所述的阳离子交换树脂的加入量是步骤1）中烷基磺酸加入量的1000～1000000wt%，优选为2000～200000wt%。
所述的阴离子交换树脂可以是201*7型阴离子交换树脂、D261型阴离子交换树脂或D370型阴离子交换树脂等；所述的阳离子交换树脂可以是001*7型阳离子交换树脂、D061型阳离子交换树脂或D113型阳离子交换树脂等。
所述的多官能度水性异氰酸酯化合物是作为固化剂使用，其分子结构中应至少含有两个异氰酸酯基团，通过异氰酸酯基团与所述的羟基化水性导电聚合物体系的羟基基团发生反应，从而使涂层固化。
所述的多官能度水性异氰酸酯化合物的结构通式如式1所示。
其中：R、R’独立地为碳原子数为1～10的烷基；m的值为2～5；n的值为2～50。
所述的多官能度水性异氰酸酯化合物优选为三官能度水性异氰酸酯化合物，如甘油聚氧乙烯醚三（六亚甲基二异氰酸酯），结构如式2所示，其中n1、n2、n3独立地为4～22。
所述的多官能度水性异氰酸酯化合物可以由以下方法制备得到：
取一定量的多官能度异氰酸酯至于反应容器中，将温度由室温升温至50～100℃，再向反应容器中加入适量的脂肪醇聚氧乙烯醚，反应1～12小时，即可得到所述的多官能度水性异氰酸酯化合物，其中所述的脂肪醇聚氧乙烯醚的加入量是所述的多官能度异氰酸酯的加入量的10～25wt%。
所述的多官能度异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和甲苯二异氰酸酯等中的一种或几种。
所述的脂肪醇聚氧乙烯醚的重均分子量为400～6000；选自甘油聚氧乙烯醚、乙二醇聚氧乙烯醚、丙二醇聚氧乙烯醚等中的一种或几种。
所述的水性抗静电涂料的抗静电性是指经涂覆本发明的水性抗静电涂料后的基材的表面电阻小于109Ω/sq，即可认为具有良好的抗静电性能。其中表面电阻测试仪器是美国DESCO公司19780SURFACE RESISTANCE METER表面电阻测试仪。
所述的耐水性是指使用2kg的力，用蘸有水的1#钢丝绒来回擦拭基材的涂料面25次(擦拭1来回计为1次)。若涂料的涂层基本完整，即可认为具有良好的耐水性。
所述的耐乙醇性是指使用2kg的力，用蘸有乙醇的1#钢丝绒来回擦拭基材的涂料面25次(擦拭1来回计为1次)。若涂料的涂层基本完整，即可认为具有良好的耐乙醇性。
本发明的水性抗静电涂料与塑料、玻璃、木材、地面、墙面等基材表面结合紧密，形成的抗静电涂层具有良好的抗静电效果以及良好的耐水性，可以广泛的应用于胶卷底片包装、电子元器件包装、显示器保护膜、电磁屏蔽等领域。
具体实施方式
实施例1.制备羟基化水性导电聚合物体系的水溶液
制备固含量为0.5wt%的羟基化水性导电聚合物体系P3TM/DBSA的水溶液：
步骤1）：将0.25g DBSA溶解于49.75mL去离子水中得到浓度为0.5wt%的DBSA水溶液；
步骤2）：向步骤1）得到的DBSA水溶液中加入0.5g硫酸铁，得到DBSA和硫酸铁的混合水溶液；
步骤3）：将步骤2）得到的DBSA和硫酸铁的混合水溶液由室温升温至50℃，然后加入0.3g3TMME，搅拌使3TMME分散均匀，反应48小时得到初始产物体系；
步骤4）：向步骤3）得到的初始产物体系中加入9g浓盐酸（浓度为37wt%），反应12小时，使初始产物体系中的酯基基团水解成为羟基基团，将反应体系的温度降至室温，再加入350g201*7型阴离子交换树脂，浸泡10分钟后，抽滤除去阴离子交换树脂，再向滤液中加入200g001*7型阳离子交换树脂，浸泡10分钟后，抽滤除去阳离子交换树脂，再将滤液旋转蒸发得到固含量为0.5wt%的羟基化水性导电聚合物体系P3TM/DBSA的水溶液。
制备固含量为1.2wt%的羟基化水性导电聚合物体系P2TM/DBSA的水溶液：
步骤1）：将1.0g DBSA溶解于49mL去离子水中得到浓度为2wt%的DBSA水溶液；
步骤2）：向步骤1）得到的DBSA水溶液中加入3g过硫酸钾，得到DBSA和过硫酸钾的混合水溶液；
步骤3）：将步骤2）得到的DBSA和硫酸铁的混合水溶液由室温升温至90℃，然后加入1.5g2TMME，搅拌使2TMME分散均匀，反应1小时得到初始产物体系；
步骤4）：向步骤3）得到的初始产物体系中加入50g浓盐酸（浓度为37wt%），反应12小时，使初始产物体系中的酯基基团水解成为羟基基团，将反应体系的温度降至室温，再加入2500g D370型阴离子交换树脂，浸泡12小时后，抽滤除去阴离子交换树脂，再向滤液中加入1000g001*7型阳离子交换树脂，浸泡12小时后，抽滤除去阳离子交换树脂，再将滤液旋转蒸发得到固含量为1.2wt%的羟基化水性导电聚合物体系P2TM/DBSA的水溶液。
制备固含量为1.5wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(EDOT-3TM)/DBSA的水溶液：
步骤1）：将0.8g DBSA溶解于49.2mL去离子水中得到浓度为1.6wt%的DBSA水溶液；
步骤2）：向步骤1）得到的DBSA水溶液中加入0.125g硫酸铁，得到DBSA和硫酸铁的混合水溶液；
步骤3）：将步骤2）得到的DBSA和硫酸铁的混合水溶液由室温升温至60℃，然后加入0.1g EDOT和0.025g3TMME，搅拌使EDOT和3TMME分散均匀，反应24小时得到初始产物体系；
步骤4）：向步骤3）得到的初始产物体系中加入1.6g浓盐酸（浓度为37wt%），反应12小时，使初始产物体系中的酯基基团水解成为羟基基团，将反应体系的温度降至室温，再加入8g D261型阴离子交换树脂，浸泡4小时后，抽滤除去阴离子交换树脂，再向滤液中加入8g D061型阳离子交换树脂，浸泡4小时后，抽滤除去阳离子交换树脂，再将滤液旋转蒸发得到固含量为1.5wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(EDOT-3TM)/DBSA的水溶液。
制备固含量为1.5wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(EDOT-3TE)/DBSA的水溶液：
步骤1）：将1.5g DBSA溶解于48.5mL去离子水中得到浓度为3wt%的DBSA水溶液；
步骤2）：向步骤1）得到的DBSA水溶液中加入3.3g过硫酸铵，得到DBSA和硫酸铁的混合水溶液；
步骤3）：将步骤2）得到的DBSA和硫酸铁的混合水溶液由室温升温至70℃，然后加入0.475g EDOT和0.025g3TAa，搅拌使EDOT和3TAa分散均匀，反应24小时得到初始产物体系；
步骤4）：向步骤3）得到的初始产物体系中加入80g浓盐酸（浓度为37wt%），反应12小时，使初始产物体系中的酯基基团水解成为羟基基团，将反应体系的温度降至室温，再加入1250g201*7型阴离子交换树脂，浸泡5小时后，抽滤除去阴离子交换树脂，再向滤液中加入500g001*7型阳离子交换树脂，浸泡8小时后，抽滤除去阳离子交换树脂，再将滤液旋转蒸发得到固含量为1.5wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(EDOT-3TM)/DBSA的水溶液。
制备固含量为3.0wt%的羟基化水性导电聚合物体系P2TE/(DBSA-PSS)的水溶液：
步骤1）：将1.25g DBSA和1.25g PSS（重均分子量10000）溶解于47.5mL去离子水中得到浓度为5wt%的DBSA-PSS水溶液；
步骤2）：向步骤1）得到的DBSA-PSS水溶液中加入3g过硫酸钠和3.16g氯化铁，得到DBSA-PSS和过硫酸钠-氯化铁的混合水溶液；
步骤3）：将步骤2）得到的DBSA-PSS和过硫酸钠-氯化铁的混合水溶液由室温升温至65℃，然后加入0.75g2TEAE，搅拌使2TEAE分散均匀，反应30小时得到初始产物体系；
步骤4）：向步骤3）得到的初始产物体系中加入2.5g浓盐酸（浓度为37wt%），反应12小时，使初始产物体系中的酯基基团水解成为羟基基团，将反应体系的温度降至室温，再加入125g201*7型阴离子交换树脂，浸泡2小时后，抽滤除去阴离子交换树脂，再向滤液中加入50g D113型阳离子交换树脂，浸泡1小时后，抽滤除去阳离子交换树脂，再将滤液旋转蒸发得到固含量为3.0wt%的羟基化水性导电聚合物体系P2TE/(DBSA-PSS)的水溶液。
制备固含量为0.6wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(3HT-3TE)/PVS的水溶液：
步骤1）：将0.4g PVS（重均分子量1000000）溶解于49.6mL去离子水中得到浓度为0.8wt%的PVS水溶液；
步骤2）：向步骤1）得到的PVS水溶液中加入4g硫酸铁，得到PVS和硫酸铁的混合水溶液；
步骤3）：将步骤2）得到的PVS和硫酸铁的混合水溶液由室温升温至90℃，然后加入3g3HT和1g3TEME，搅拌使3HT和3TEME分散均匀，反应1小时得到初始产物体系；
步骤4）：向步骤3）得到的初始产物体系中加入40g浓盐酸（浓度为37wt%），反应1小时，使初始产物体系中的酯基基团水解成为羟基基团，将反应体系的温度降至室温，再加入4000g D261型阴离子交换树脂，浸泡9小时后，抽滤除去阴离子交换树脂，再向滤液中加入4000g D061型阳离子交换树脂，浸泡11小时后，抽滤除去阳离子交换树脂，再将滤液旋转蒸发得到固含量为0.6wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(3HT-3TE)/PVS的水溶液。
制备固含量为1.7wt%羟基化水性导电聚合物体系P(3TM-3TE)/PVS的水溶液：
步骤1）：将0.5g PVS(重均分子量100000)溶解于49.5mL去离子水中得到浓度为1wt%的PVS水溶液；
步骤2）：向步骤1）得到的PVS水溶液中加入2.5g过硫酸钠，得到PVS和过硫酸钠的混合水溶液；
步骤3）：将步骤2）得到的PVS和过硫酸钠的混合水溶液由室温升温至55℃，然后中加入1g3TMME和0.5g3TEAE，搅拌使3TMME和3TEAE分散均匀，反应12小时得到初始产物体系；
步骤4）：向步骤3）得到的初始产物体系中加入50g浓盐酸（浓度为37wt%），反应12小时，使初始产物体系中的酯基基团水解成为羟基基团，将反应体系的温度降至室温，再加入2500g D261型阴离子交换树脂，浸泡8小时后，抽滤除去阴离子交换树脂，再向滤液中加入1000g D061型阳离子交换树脂，浸泡8小时后，抽滤除去阳离子交换树脂，再将滤液旋转蒸发得到固含量为1.7wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(3TM-3TE)/PVS的水溶液。
制备固含量为1.8wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(3MT-2TM)/PSS的水溶液：
步骤1）：将1.5g PSS(重均分子量1000000)溶解于48.5mL去离子水中得到浓度为3wt%的PSS水溶液；
步骤2）：向步骤1）得到的PSS水溶液中加入15g硝酸铁，得到PSS和硝酸铁的混合水溶液；
步骤3）：将步骤2）得到的PSS和硝酸铁的混合水溶液由室温升温至65℃，然后加入0.07g3MT和0.08g2TMAE，搅拌使3MT和2TMAE分散均匀，反应42小时得到初始产物体系；
步骤4）：向步骤3）得到的初始产物体系中加入0.15g浓盐酸（浓度为37wt%），反应12小时，使初始产物体系中的酯基基团水解成为羟基基团，将反应体系的温度降至室温，再加入150g201*7型阴离子交换树脂，浸泡10小时后，抽滤除去阴离子交换树脂，再向滤液中加入300g001*7型阳离子交换树脂，浸泡9小时后，抽滤除去阳离子交换树脂，再将滤液旋转蒸发得到固含量为1.8wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(3MT-2TM)/PSS的水溶液。
制备固含量为1.7wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(3ET-3MOT-3TE)/（PVS-TSA）的水溶液：
步骤1）：将0.5g PVS(重均分子量500000)和0.2g TSA溶解于49.3mL去离子水中得到浓度为1.4wt%的PVS-TSA水溶液；
步骤2）：向步骤1）得到的PVS-TSA水溶液中加入0.5g氯化铁和1.5g过硫酸酸铵，得到PVS-TSA和氯化铁-过硫酸铵的混合水溶液；
步骤3）：将步骤2）得到的PVS-TSA和氯化铁-过硫酸铵的混合水溶液由室温升温至80℃，然后加入0.1g3ET、0.1g3MOT和0.1g3TEAE，搅拌使3ET、3MOT和3TEAE分散均匀，反应48小时得到初始产物体系；
步骤4）：向步骤3）得到的初始产物体系中加入70g浓盐酸（浓度为37wt%），反应12小时，使初始产物体系中的酯基基团水解成为羟基基团，将反应体系的温度降至室温，再加入200g D261型阴离子交换树脂，浸泡12小时后，抽滤除去阴离子交换树脂，再向滤液中加入78g D061型阳离子交换树脂，浸泡12小时后，抽滤除去阳离子交换树脂，再将滤液旋转蒸发得到固含量为1.7wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(3ET-3MOT-3TE)/（PVS-TSA）的水溶液。
制备固含量为3.0wt%的羟基化水性导电聚合物体系P2TP/(PVS-EPSA)的水溶液：
步骤1）：将1.0g PVS(重均分子量300000)和0.5g EPSA溶解于48.5mL去离子水中得到浓度为3wt%的PVS-EPSA水溶液；
步骤2）：向步骤1）得到的PVS-EPSA水溶液中加入0.15g过硫酸铵，得到PVS-EPSA和过硫酸铵的混合水溶液；
步骤3）：将步骤2）得到的PVS-EPSA和过硫酸铵的混合水溶液由室温升温至70℃，然后加入0.15g2TPAE，搅拌使2TPAE分散均匀，反应30小时得到初始产物体系；
步骤4）：向步骤3）得到的初始产物体系中加入90g浓盐酸（浓度为37wt%），反应12小时，使初始产物体系中的酯基基团水解成为羟基基团，将反应体系的温度降至室温，再加入4500g D370型阴离子交换树脂，浸泡12小时后，抽滤除去阴离子交换树脂，再向滤液中加入1500g001*7型阳离子交换树脂，浸泡12小时后，抽滤除去阳离子交换树脂，再将滤液旋转蒸发得到固含量为3.0wt%的羟基化水性导电聚合物体系P2TP/(PVS-EPSA)的水溶液。
制备固含量为3.0wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(3EOT-2TE)/PSS的水溶液：
步骤1）：将1.25g PSS(重均分子量10000)溶解于48.75mL去离子水中得到浓度为2.5wt%的PSS水溶液；
步骤2）：向步骤1）得到的PSS水溶液中加入0.625g过硫酸钠，得到PSS和过硫酸钠的混合水溶液；
步骤3）：将步骤2）得到的PSS和过硫酸钠的混合水溶液由室温升温至85℃，然后加入0.225g3EOT和0.4g2TEME，搅拌使3EOT和2TEME分散均匀，反应48小时得到初始产物体系；
步骤4）：向步骤3）得到的初始产物体系中加入12.5g浓盐酸（浓度为37wt%），反应24小时，使初始产物体系中的酯基基团水解成为羟基基团，将反应体系的温度降至室温，再加入875g D261型阴离子交换树脂，浸泡5小时后，抽滤除去阴离子交换树脂，再向滤液中加入375g D113型阳离子交换树脂，浸泡7小时后，抽滤除去阳离子交换树脂，再将滤液旋转蒸发得到固含量为3.0wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(3EOT-2TE)/PSS的水溶液。
制备固含量为1.2wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(EDOT-3TM)/(TSA-DBSA)的水溶液：
步骤1）：将0.3g TSA和0.2g DBSA溶解于49.5mL去离子水中得到浓度为1wt%的TSA-DBSA水溶液；
步骤2）：向步骤1）得到的TSA-DBSA水溶液中加入1.2g过硫酸钾和0.8硝酸铁，得到TSA-DBSA和过硫酸钾-硝酸铁的混合水溶液；
步骤3）：将步骤2）得到的TSA-DBSA和过硫酸钾-硝酸铁的混合水溶液由室温升温至70℃，然后加入2g EDOT和1g3TMME，搅拌使EDOT和3TMME分散均匀，反应40小时得到初始产物体系；
步骤4）：向步骤3）得到的初始产物体系中加入25g浓盐酸（浓度为37wt%），反应12小时，使初始产物体系中的酯基基团水解成为羟基基团，将反应体系的温度降至室温，再加入1500g201*7型阴离子交换树脂，浸泡30分钟后，抽滤除去阴离子交换树脂，再向滤液中加入750g D061型阳离子交换树脂，浸泡10分钟后，抽滤除去阳离子交换树脂，再将滤液旋转蒸发得到固含量为1.2wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(EDOT-3TM)/(TSA-DBSA)的水溶液。
制备固含量为1.0wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(2TM-2TE)/(PSS-PVS)的水溶液：
步骤1）：将0.15g PSS(重均分子量500000)和0.10g PVS(重均分子量300000)溶解于49.75mL去离子水中得到浓度为0.5wt%的PSS-PVS水溶液；
步骤2）：向步骤1）得到的PSS-PVS水溶液中加入0.75g硫酸铁，得到PSS-PVS和硫酸铁的混合水溶液；
步骤3）：将步骤2）得到的PSS-PVS和硫酸铁的混合水溶液由室温升温至50℃，然后加入0.4g2TMAE和0.1g2TEAE，搅拌使2TMAE和2TEAE分散均匀，反应18小时得到初始产物体系；
步骤4）：向步骤3）得到的初始产物体系中加入0.25g浓盐酸（浓度为37wt%），反应12小时，使初始产物体系中的酯基基团水解成为羟基基团，将反应体系的温度降至室温，再加入6g D261型阴离子交换树脂，浸泡50分钟后，抽滤除去阴离子交换树脂，再向滤液中加入5g D061型阳离子交换树脂，浸泡2小时后，抽滤除去阳离子交换树脂，再将滤液旋转蒸发得到固含量为1.0wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(2TM-2TE)/(PSS-PVS)的水溶液。
制备固含量为3.0wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(EDOT-2TE)/(DBSA-PVS)的水溶液：
步骤1）：将0.5g DBSA和0.7g PVS(重均分子量300000)溶解于48.8mL去离子水中，得到浓度为2.4wt%的DBSA-PVS水溶液；
步骤2）：向步骤1）得到的DBSA-PVS水溶液中加入6g硫酸铁，得到DBSA-PVS和硫酸铁的混合水溶液；
步骤3）：将步骤2）得到的DBSA-PVS和硫酸铁的混合水溶液由室温升温至50℃，然后加入0.12g EDOT和0.48g2TEME，搅拌使EDOT和2TEME分散均匀，反应35小时得到初始产物体系；
步骤4）：向步骤3）得到的初始产物体系中加入84g浓盐酸（浓度为37wt%），反应12小时，使初始产物体系中的酯基基团水解成为羟基基团，将反应体系的温度降至室温，再加入300g201*7型阴离子交换树脂，浸泡10小时后，抽滤除去阴离交换树脂，再向滤液中加入360g D113型阳离子交换树脂，浸泡12小时后，抽滤除去阳离子交换树脂，再将滤液旋转蒸发得到固含量为3.0wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(EDOT-2TE)/(DBSA-PSS)的水溶液。实施例2.制备不含羟基的水性导电聚合物体系PEDOT/PSS的水溶液
步骤1）：将0.75g PSS(重均分子量500000)溶解于49.25mL去离子水中得到浓度为1.5wt%的PSS水溶液；
步骤2）：向步骤1）得到的PSS水溶液中加入1.25g过硫酸钠，得到含有过硫酸钠的PSS水溶液；
步骤3）：将步骤2）得到的含有过硫酸钠的PSS水溶液由室温升温至60℃，然后加入0.25g EDOT，搅拌使EDOT分散均匀，反应24小时得到初始产物体系；
步骤4）：向步骤3）得到的初始产物体系中加入25g201*7型阴离子交换树脂，浸泡5小时后，抽滤除去阴离子交换树脂，再向滤液中加入25g001*7型阳离子交换树脂，浸泡6小时后，抽滤除去阳离子交换树脂，再将滤液旋转蒸发得到固含量为1.6wt%的不含羟基的水性导电聚合物体系PEDOT/PSS的水溶液。
实施例3.制备多官能度水性异氰酸酯化合物
制备三官能度水性异氰酸酯化合物(a)：
取10g异佛尔酮二异氰酸酯至于反应容器中，将温度由室温升温至80℃，再向反应容器中加入2g甘油聚氧乙烯醚（重均分子量800），反应6小时，即可得到三官能度水性异氰酸酯化合物(a)。
制备二官能度水性异氰酸酯化合物(b)：
取4g异佛尔酮二异氰酸酯和6g六亚甲基二异氰酸酯至于反应容器中，将温度由室温升温至50℃，再向反应容器中加入1g乙二醇聚氧乙烯醚（重均分子量400），反应12小时，即可得到二官能度水性异氰酸酯化合物(b)。
制备四官能度水性异氰酸酯化合物(c)：
取10g甲苯二异氰酸酯至于反应容器中，将温度由室温升温至100℃，再向反应容器中加入2.5g季戊四醇聚氧乙烯醚（重均分子量6000），反应1小时，即可得到四官能度水性异氰酸酯化合物(c)。
实施例4.制备水性抗静电涂料
向实施例1制备得到的固含量为0.5wt%的羟基化水性导电聚合物体系P3TM/DBSA的80g水溶液中加入实施例3制备得到的0.2g三官能度水性异氰酸酯化合物(a)和19.8ml水，搅拌均匀后，得到100g水性抗静电涂料，将所得的水性抗静电涂料均匀涂布于PET片基上，置于60℃下干燥24小时。涂料的配方如表1所示，涂层性能如表2所示。
实施例5.制备水性抗静电涂料
制备方法及条件基本与实施例4相同，只是将涂层置于120℃下干燥12小时。涂料的配方如表1所示，涂层性能如表2所示。
实施例6.制备水性抗静电涂料
制备方法及条件基本与实施例4相同，只是使用玻璃代替PET片基作为基材。涂料的配方如表1所示，涂层性能如表2所示。
实施例7.制备水性抗静电涂料
向实施例1制备得到的固含量为1.2wt%的羟基化水性导电聚合物体系P2TM/DBSA的41.7g水溶液中加入实施例3制备得到的0.02g三官能度水性异氰酸酯化合物(a)和58.28ml水，搅拌均匀后，得到100g水性抗静电涂料，将所得的水性抗静电涂料均匀涂布于PET片基上，置于60℃下干燥24小时。涂料的配方如表1所示，涂层性能如表2所示。
实施例8.制备水性抗静电涂料
向实施例1制备得到的固含量为1.5wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(EDOT-3TM)/DBSA的66.7g水溶液中加入实施例3制备得到的2.5g三官能度水性异氰酸酯化合物(a)和30.8ml水，搅拌均匀后，得到100g水性抗静电涂料，将所得的水性抗静电涂料均匀涂布于PET片基上，置于60℃下干燥24小时。涂料的配方如表1所示，涂层性能如表2所示。
实施例9.制备水性抗静电涂料
向实施例1制备得到的固含量为3.0wt%的羟基化水性导电聚合物体系P2TM/(DBSA-PSS)的83.3g水溶液中加入实施例3制备得到的7g三官能度水性异氰酸酯化合物(a)和9.7ml水，搅拌均匀后，得到100g水性抗静电涂料，将所得的水性抗静电涂料均匀涂布于PET片基上，置于60℃下干燥24小时。涂料的配方如表1所示，涂层性能如表2所示。
实施例10.制备水性抗静电涂料
向实施例1制备得到的固含量为0.6wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(3HT-3TE)/PVS的16.7g水溶液中加入实施例3制备得到的1g三官能度水性异氰酸酯化合物(a)和82.3ml水，搅拌均匀后，得到100g水性抗静电涂料，将所得的水性抗静电涂料均匀涂布于PET片基上，置于60℃下干燥24小时。涂料的配方如表1所示，涂层性能如表2所示。
实施例11.制备水性抗静电涂料
向实施例1制备得到的固含量为1.7wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(3TM-3TE)/PVS的88.2g水溶液中加入实施例3制备得到的2g三官能度水性异氰酸酯化合物(a)和9.8ml水，搅拌均匀后，得到100g水性抗静电涂料，将所得的水性抗静电涂料均匀涂布于PET片基上，置于60℃下干燥24小时。涂料的配方如表1所示，涂层性能如表2所示。
实施例12.制备水性抗静电涂料
向实施例1制备得到的固含量为1.8wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(3TM-2TM)/PSS的72.2g水溶液中加入实施例3制备得到的5g二官能度水性异氰酸酯化合物(b)和22.8ml水，搅拌均匀后，得到100g水性抗静电涂料，将所得的水性抗静电涂料均匀涂布于PET片基上，置于60℃下干燥24小时。涂料的配方如表1所示，涂层性能如表2所示。
实施例13.制备水性抗静电涂料
向实施例1制备得到的固含量为1.7wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(3ET-3MOT-3TE)/(PVS-TSA)的70.6g水溶液中加入实施例3制备得到的3g四官能度水性异氰酸酯化合物(c)和26.4ml水，搅拌均匀后，得到100g水性抗静电涂料，将所得的水性抗静电涂料均匀涂布于PET片基上，置于60℃下干燥24小时。涂料的配方如表1所示，涂层性能如表2所示。
实施例14.制备水性抗静电涂料
向实施例1制备得到的固含量为3wt%的羟基化水性导电聚合物体系P2TP/(PVS-EPSA)的80g水溶液中加入实施例3制备得到的4g三官能度水性异氰酸酯化合物(a)及4g二官能度水性异氰酸酯化合物(b)和12ml水，搅拌均匀后，得到100g水性抗静电涂料，将所得的水性抗静电涂料均匀涂布于PET片基上，置于60℃下干燥24小时。涂料的配方如表1所示，涂层性能如表2所示。
实施例15.制备水性抗静电涂料
向80g实施例1制备得到的固含量为3wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(3EOT-2TE)/PSS的水溶液中加入实施例3制备得到的4g三官能度水性异氰酸酯化合物(a)及1.5g四官能度水性异氰酸酯化合物(c)和14.5ml水，搅拌均匀后，得到100g水性抗静电涂料，将所得的水性抗静电涂料均匀涂布于PET片基上，置于60℃下干燥24小时。涂料的配方如表1所示，涂层性能如表2所示。
实施例16.制备水性抗静电涂料
向实施例1制备得到的固含量为1wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(EDOT-3TM)/(TSA-DBSA)的80g水溶液中加入实施例3制备得到的0.02g二官能度水性异氰酸酯化合物(b)及0.01g四官能度水性异氰酸酯化合物(c)和19.97ml水，搅拌均匀后，得到100g水性抗静电涂料，将所得的水性抗静电涂料均匀涂布于PET片基上，置于60℃下干燥24小时。涂料的配方如表1所示，涂层性能如表2所示。
实施例17.制备水性抗静电涂料
向60g实施例1制备得到的固含量为1wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(2TM-2TE)/(PSS-PVS)的水溶液中加入实施例3制备得到的0.1g三官能度水性异氰酸酯化合物(a)和39.9ml水，搅拌均匀后，得到100g水性抗静电涂料，将所得的水性抗静电涂料均匀涂布于PET片基上，置于60℃下干燥24小时。涂料的配方如表1所示，涂层性能如表2所示。
实施例18.制备水性抗静电涂料
向66.7g实施例1制备得到的固含量为3wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(EDOT-2TE)/(DBSA-PVS)的水溶液中加入实施例3制备得到的0.01g三官能度水性异氰酸酯化合物(a)和33.29ml水，搅拌均匀后，得到100g水性抗静电涂料，将所得的水性抗静电涂料均匀涂布于PET片基上，置于60℃下干燥24小时。涂料的配方如表1所示，涂层性能如表2所示。
实施例19.制备水性抗静电涂料
将12g实施例1制备得到的固含量为1.7wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(3TM-3TE)/PVS的水溶液和20g实施例1制备得到的固含量为3.0wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(EDOT-2TE)/（DBSA-PVS）的水溶液混合均匀，得到羟基化水性导电聚合物体系P(3TM-3TE)/PVS)和P(EDOT-2TE)/（DBSA-PVS）混合物的水溶液，再加入实施例3制备得到的1.5g三官能度水性异氰酸酯化合物(a)和66.5ml水，搅拌均匀后，得到100g水性抗静电涂料，将所得的水性抗静电涂料均匀涂布于PET片基上，置于60℃下干燥40小时。涂料的配方如表1所示，涂层性能如表2所示。
实施例20.制备水性抗静电涂料
向83g实施例1制备得到的固含量为0.6wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(3HT-3TE)/PVS的水溶液中加入实施例3制备得到的0.2g二官能度水性异氰酸酯化合物(b)和16.8ml水，搅拌均匀后，得到100g水性抗静电涂料，将所得的水性抗静电涂料均匀涂布于PET片基上，置于60℃下干燥24小时。涂料的配方如表1所示，涂层性能如表2所示。
实施例21.制备水性抗静电涂料
向80g实施例1制备得到的固含量为1.0wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(2TM-2TE)/(PSS-PVS)的水溶液中加入实施例3制备得到的0.2g四官能度水性异氰酸酯化合物(c)和19.8ml水，搅拌均匀后，得到100g水性抗静电涂料，将所得的水性抗静电涂料均匀涂布于PET片基上，置于60℃下干燥24小时。涂料的配方如表1所示，涂层性能如表2所示。
对比例1.
向50g实施例2制备得到的固含量为1.6wt%的不含羟基的水性导电聚合物体系PEDOT/PSS的水溶液中加入实施例3制备得到的0.6g三官能度水性异氰酸酯化合物(a)和49.4ml水，搅拌均匀后，得到100g水性抗静电涂料，将所得的水性抗静电涂料均匀涂布于PET片基上，置于60℃下干燥48小时。涂料的配方如表1所示，涂层性能如表2所示。
对比例2.
向66.7g实施例1制备得到的固含量为1.2wt%的羟基化水性导电聚合物体系P(EDOT-3TM)/(TSA-DBSA)的水溶液中加入0.6g己基异氰酸酯亚硫酸钠盐（单官能度水溶性异氰酸酯化合物）和32.7ml水，搅拌均匀后，得到100g水性抗静电涂料，将所得的水性抗静电涂料均匀涂布于PET片基上，置于200℃下干燥4小时。涂料的配方如表1所示，涂层性能如表2所示。
表1.各实施例及对比例的水性抗静电涂料配方
*：不含羟基的水性导电聚合物体系PEDOT/PSS
**：单官能度异氰酸酯化合物
[抗静电涂料的性能]
实施例4～21、对比例1和对比例2的抗静电涂料性能如表2所示：
表2.各实施例及对比例得到的涂层性能*
| 抗静电效果 | 耐水性能 | 耐乙醇性能 | |
| 实施例4 | √ | √ | √ |
| 实施例5 | √ | √ | √ |
| 实施例6 | √ | √ | √ |
| 实施例7 | √ | √ | √ |
| 实施例8 | √ | √ | √ |
| 实施例9 | √ | √ | √ |
| 实施例10 | √ | √ | √ |
| 实施例11 | √ | √ | √ |
| 实施例12 | √ | √ | √ |
| 实施例13 | √ | √ | √ |
| 实施例14 | √ | √ | √ |
| 实施例15 | √ | √ | √ |
| 实施例16 | √ | √ | √ |
| 实施例17 | √ | √ | √ |
| 实施例18 | √ | √ | √ |
| 实施例19 | √ | √ | √ |
| 实施例20 | √ | √ | √ |
| 实施例21 | √ | √ | √ |
| 对比例1 | √ | × | × |
| 对比例2 | √ | × | × |
*：√表示性能良好，×表示性能差
Claims (10)
1.一种水性抗静电涂料，其特征是，所述的水性抗静电涂料包括：
羟基化水性导电聚合物体系的含量为0.1～2.5wt%；
多官能度水性异氰酸酯化合物的含量为0.01～8wt%；
水余量；
所述的羟基化水性导电聚合物体系是侧链上含有羟基基团的主链由共轭π键构成的导电聚合物经过掺杂剂掺杂后形成的体系；
所述的侧链上含有羟基基团的主链由共轭π键构成的导电聚合物选自羟基化噻吩衍生物形成的均聚物、至少一种不含羟基的噻吩衍生物与至少一种羟基化噻吩衍生物形成的共聚物、至少两种羟基化噻吩衍生物形成的共聚物中的一种或几种；
所述的掺杂剂选自烷基磺酸中的对甲基苯磺酸、对乙基苯磺酸、十二烷基苯磺酸、聚(对苯乙烯磺酸)和聚(乙烯磺酸)中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的水性抗静电涂料，其特征是：所述的侧链上含有羟基基团的主链由共轭π键构成的导电聚合物的重均分子量为1000～10000。
3.根据权利要求1所述的水性抗静电涂料，其特征是：
所述的羟基化噻吩衍生物形成的均聚物选自聚(2-噻吩甲醇)、聚(3-噻吩甲醇)、聚(2-噻吩乙醇)、聚(3-噻吩乙醇)和聚(3-(2-噻吩)丙醇)中的一种或几种；
所述的至少一种不含羟基的噻吩衍生物与至少一种羟基化噻吩衍生物形成的共聚物的分子结构中的羟基化噻吩衍生物聚合所形成的链段的摩尔百分含量为5%～99.9%；其中，所述的羟基化噻吩衍生物选自2-噻吩甲醇、3-噻吩甲醇、2-噻吩乙醇、3-噻吩乙醇和3-(2-噻吩)丙醇中的一种或几种；所述的不含羟基的噻吩衍生物选自3,4-二氧乙基噻吩、3-甲基噻吩、3-乙基噻吩、3-甲氧基噻吩、3-乙氧基噻吩和3-己基噻吩中的一种或几种；
所述的至少两种羟基化噻吩衍生物形成的共聚物的分子结构中的羟基化噻吩衍生物选自2-噻吩甲醇、3-噻吩甲醇、2-噻吩乙醇、3-噻吩乙醇和3-(2-噻吩丙醇中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的水性抗静电涂料，其特征是：所述的聚(对苯乙烯磺酸)和聚(乙烯磺酸)的重均分子量都为10000～1000000。
5.根据权利要求1所述的水性抗静电涂料，其特征是：所述的多官能度水性异氰酸酯化合物具有式1所示的通式结构；
其中：R、R’独立地为碳原子数为1～10的烷基；m的值为2～5；n的值为2～50。
6.根据权利要求5所述的水性抗静电涂料，其特征是：所述的多官能度水性异氰酸酯化合物为甘油聚氧乙烯醚三（六亚甲基二异氰酸酯），其具有式2所示的结构，其中n1、n2、n3独立地为4～22；
7.一种根据权利要求1～6任意一项所述的水性抗静电涂料的制备方法，其特征是：向羟基化水性导电聚合物体系的水溶液中加入多官能度水性异氰酸酯化合物，搅拌使各组分混合均匀，得到水性抗静电涂料；所述的水性抗静电涂料中：
羟基化水性导电聚合物体系的含量为0.1～2.5wt%；
多官能度氮丙啶化合物的含量为0.01～8wt%；
水余量；
所述的羟基化水性导电聚合物体系是侧链上含有羟基基团的主链由共轭π键构成的导电聚合物经过掺杂剂掺杂后形成的体系；
所述的侧链上含有羟基基团的主链由共轭π键构成的导电聚合物选自羟基化噻吩衍生物形成的均聚物、至少一种不含羟基的噻吩衍生物与至少一种羟基化噻吩衍生物形成的共聚物、至少两种羟基化噻吩衍生物形成的共聚物中的一种或几种；
所述的掺杂剂选自烷基磺酸中的对甲基苯磺酸、对乙基苯磺酸、十二烷基苯磺酸、聚(对苯乙烯磺酸)和聚(乙烯磺酸)中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征是：所述的羟基化水性导电聚合物体系的水溶液是由以下方法制备得到：
步骤1）.将掺杂剂烷基磺酸溶解于去离子水中得到烷基磺酸水溶液，所述的烷基磺酸水溶液中的烷基磺酸的浓度是0.5～5wt%；
所述的烷基磺酸选自对甲基苯磺酸、对乙基苯磺酸、十二烷基苯磺酸、聚(对苯乙烯磺酸)和聚(乙烯磺酸)中的一种或几种；
步骤2）.向步骤1）得到的烷基磺酸水溶液中加入水溶性氧化剂，得到烷基磺酸和水溶性氧化剂的混合水溶液，其中所述的水溶性氧化剂的加入量是步骤1）中烷基磺酸加入量的10～1000wt%；
所述的水溶性氧化剂是水溶性三价铁盐、水溶性过硫酸盐或它们的混合物；
步骤3）.将步骤2）中得到的烷基磺酸和水溶性氧化剂的混合水溶液由室温升温至50℃～90℃，然后向混合水溶液中加入噻吩单体，搅拌使噻吩单体分散均匀，反应1～48小时，得到初始产物体系，其中，噻吩单体的加入量是步骤1）中烷基磺酸加入量的10～1000wt%；
所述的噻吩单体选自酯基化噻吩衍生物中的一种或几种，或者选自至少一种不含酯基的噻吩衍生物与至少一种酯基化噻吩衍生物形成的混合物中的一种或几种，其中：所述的混合物中的酯基化噻吩衍生物的摩尔百分数含量为5%～99.9%；
步骤4）.向步骤3）得到的初始产物体系中加入浓盐酸进行反应，使初始产物体系中的酯基基团水解成为羟基基团，将反应体系的温度降至室温，再加入阴离子交换树脂，浸泡10分钟～12小时后，抽滤除去阴离子交换树脂，再向滤液中加入阳离子交换树脂，浸泡10分钟～12小时后，抽滤除去阳离子交换树脂，再将滤液旋转蒸发得到固含量为0.5～3wt%的羟基化水性导电聚合物体系的水溶液；其中:所述的浓盐酸的加入量是步骤1）中烷基磺酸加入量的10～10000wt%；所述的阴离子交换树脂的加入量是步骤1）中烷基磺酸加入量的1000～1000000wt%；所述的阳离子交换树脂的加入量是步骤1）中烷基磺酸加入量的1000～1000000wt%。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征是：所述的水溶性三价铁盐选自硫酸铁、氯化铁、硝酸铁和对甲基苯磺酸铁中的一种或几种；
所述的水溶性过硫酸盐选自过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵中的一种或几种。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征是：所述的酯基化噻吩衍生物选自2-噻吩甲醇甲酸酯、2-噻吩甲醇乙酸酯、3-噻吩甲醇甲酸酯、3-噻吩甲醇乙酸酯、2-噻吩乙醇甲酸酯、2-噻吩乙醇乙酸酯、3-噻吩乙醇甲酸酯、3-噻吩乙醇乙酸酯、3-(2-噻吩)丙醇甲酸酯和3-(2-噻吩)丙醇乙酸酯中的一种或几种；
所述的不含酯基的噻吩衍生物选自3,4-二氧乙基噻吩、3-甲基噻吩、3-乙基噻吩、3-甲氧基噻吩、3-乙氧基噻吩和3-己基噻吩中的一种或几种。
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