一种MXene@银异质结构填料、聚乙烯醇导热电磁屏蔽复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种MXene@银异质结构填料、聚乙烯醇导热电磁屏蔽复合膜及其制备方法，涉及纳米材料技术领域。本发明专利技术提供的MXene@银异质结构填料，包括MXene纳米片以及负载在所述MXene纳米片上的银纳米颗粒。本发明专利技术提供的聚乙烯醇导热电磁屏蔽复合膜，以重量份数计，制备原料包括20～60份MXene@银异质结构填料，40～80份聚乙烯醇。采用本发明专利技术提供的MXene@银异质结构填料能够在低填料用量下实现聚乙烯醇复合膜导热性能的大幅提升，同时能够提升聚乙烯醇复合膜的电磁屏蔽性能。烯醇复合膜的电磁屏蔽性能。

【技术实现步骤摘要】
一种MXene@银异质结构填料、聚乙烯醇导热电磁屏蔽复合膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纳米材料
，具体涉及一种MXene@银异质结构填料、聚乙烯醇导热电磁屏蔽复合膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚乙烯醇具有良好的亲水性能，同时还具有优异的力学性能、耐热性能、耐有机溶剂性能、抗有机物污染性能和良好的成膜性能。因此，聚乙烯醇膜被广泛用作电子器件的包装和防护材料。然而，聚乙烯醇的本征导热系数较低，无法满足5G时代新一代高端电子器件的高效导热/散热需求。因此，如何提升聚乙烯醇及其复合膜的导热性能成为目前的一大研究热点。
[0003]国内外相关研究工作大多采取向聚乙烯醇基体中添加大量单一种类导热填料的方法以提升聚乙烯醇复合膜的导热性能。然而，过量填料的引入会不可避免地带来导热填料团聚、聚乙烯醇复合膜加工性能变差、力学性能骤降、成本变高等新问题。
[0004]此外，可穿戴电子设备的迅猛发展使得电磁波污染问题日益严重，其工作过程中产生的电磁辐射和电磁干扰对人类健康以及精密电子元器件的正常运行造成严重威胁。采用高性能的电磁屏蔽复合膜隔离电磁波辐射是解决上述问题的有效途径，但是纯聚乙烯醇膜不具备电磁屏蔽功能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种MXene@银异质结构填料、聚乙烯醇导热电磁屏蔽复合膜及其制备方法，采用本专利技术提供的MXene@银异质结构填料能够在低填料用量下实现聚乙烯醇复合膜导热性能的大幅提升，同时能够提升聚乙烯醇复合膜的电磁屏蔽性能。/>[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种MXene@银异质结构填料，包括MXene纳米片以及负载在所述MXene纳米片上的银纳米颗粒。
[0008]优选地，所述MXene纳米片和银纳米颗粒的质量比为2：1。
[0009]优选地，所述银纳米颗粒的粒径为50～150nm。
[0010]本专利技术提供了上述技术方案所述MXene@银异质结构填料的制备方法，包括以下步骤：
[0011]将MXene纳米片分散液和银盐溶液混合，进行原位还原反应，得到MXene@银异质结构填料。
[0012]优选地，所述原位还原反应的温度为常温；所述原位还原反应的时间为1～3h。
[0013]本专利技术提供一种聚乙烯醇导热电磁屏蔽复合膜，以重量份数计，制备原料包括20～60份上述技术方案所述MXene@银异质结构填料或上述技术方案所述制备方法制备得到的MXene@银异质结构填料，40～80份聚乙烯醇。
[0014]本专利技术提供了上述技术方案所述聚乙烯醇导热电磁屏蔽复合膜的制备方法，包括以下步骤：
[0015]将MXene@银异质结构填料和聚乙烯醇水溶液混合，得到混合分散液；
[0016]将所述混合分散液浇注入模具中，进行蒸发自组装，得到聚乙烯醇导热电磁屏蔽复合膜。
[0017]优选地，所述聚乙烯醇水溶液的质量浓度为7～9％。
[0018]优选地，所述蒸发自组装在常温、真空且含干燥剂的条件下进行。
[0019]优选地，所述蒸发自组装的时间为48～96h。
[0020]本专利技术提供了一种MXene@银异质结构填料，包括MXene纳米片以及负载在所述MXene纳米片上的银纳米颗粒。采用本专利技术提供的MXene@银异质结构填料能够在低填料用量下实现聚乙烯醇复合膜导热性能的大幅提升，同时能够提升聚乙烯醇复合膜的电磁屏蔽性能。
[0021]本专利技术提供了一种聚乙烯醇导热电磁屏蔽复合膜，以重量份数计，制备原料包括20～60份MXene@银异质结构填料，40～80份聚乙烯醇。本专利技术以MXene@银异质结构填料为导热导电填料，以聚乙烯醇为基体，得到具有不同导热性能和电磁屏蔽性能的聚乙烯醇导热电磁屏蔽复合膜。实施例结果表明，本专利技术提供的聚乙烯醇导热电磁屏蔽复合膜的面内导热系数由0.91W/(m
·
K)最高提升到3.72W/(m
·
K)，面间导热系数由0.18W/(m
·
K)最高提升到0.41W/(m
·
K)，电磁屏蔽效能由0.3dB最高提升到32dB。
具体实施方式
[0022]本专利技术提供了一种MXene@银异质结构填料，包括MXene纳米片以及负载在所述MXene纳米片上的银纳米颗粒。
[0023]在本专利技术中，所述MXene纳米片和银纳米颗粒的质量比优选为2：1。
[0024]在本专利技术中，所述MXene纳米片的片层数优选为2～5层；所述MXene纳米片的尺寸优选为500～1000nm。在本专利技术中，所述MXene纳米片优选采用离子插层和超声辅助法制备得到。在本专利技术的具体实施例中，所述MXene纳米片的制备方法为：将54mL、浓度为10mol/L的浓盐酸和6mL去离子水置于反应釜中，再加入4.8g氟化锂，超声7～8min；随后在冰水浴条件下，加入3.0g Ti3AlC2粉末并磁力搅拌，混合均匀后密封，35℃条件下磁力搅拌24h；在3500rpm的转速下反复离心、水洗上述产物，直至离心得到的上清液接近中性，得到泥状沉淀物即为MXene；将得到的MXene分散在去离子水中稀释，并在氩气保护下超声处理1h，之后将分散液以3500rpm的转速离心1h，取上清液，得到MXene纳米片分散液。
[0025]在本专利技术中，所述银纳米颗粒的粒径优选为50～150nm。
[0026]本专利技术提供了上述技术方案所述MXene@银异质结构填料的制备方法，包括以下步骤：
[0027]将MXene纳米片分散液和银盐溶液混合，进行原位还原反应，得到MXene@银异质结构填料。
[0028]在本专利技术中，所述MXene纳米片分散液的浓度优选为5～20mg/mL，更优选为10mg/mL。在本专利技术中，所述MXene纳米片分散液的制备方法优选包括：将MXene纳米片分散于水中，进行超声分散，得到MXene纳米片分散液。在本专利技术中，所述水优选为去离子水。在本发
明中，所述超声分散的功率优选为100～300W，更优选为200W；所述超声分散的时间优选为5～20min，更优选为10min。
[0029]在本专利技术中，所述银盐溶液优选为硝酸银溶液或氟化银；所述银盐溶液的浓度优选为5～10mg/mL，更优选为7.87mg/mL。在本专利技术中，所述银盐溶液的制备方法优选包括：将银盐和水混合，进行超声溶解，得到银盐溶液。在本专利技术中，所述水优选为去离子水。在本专利技术中，所述超声溶解的功率优选为20～100W，更优选为50W；所述超声溶解的时间优选为2～10min，更优选为5min。
[0030]在本专利技术中，所述原位还原反应的温度优选为常温；所述原位还原反应的时间优选为1～3h，更优选为2h。在本专利技术中，所述原位还原反应优选在搅拌条件下进行，更优选为磁力搅拌；所述搅拌的速率优选为200r/min。
[0031]本专利技术优选在所述原位还原反应后，将所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MXene@银异质结构填料，包括MXene纳米片以及负载在所述MXene纳米片上的银纳米颗粒。2.根据权利要求1所述的MXene@银异质结构填料，其特征在于，所述MXene纳米片和银纳米颗粒的质量比为2：1。3.根据权利要求1或2所述的MXene@银异质结构填料，其特征在于，所述银纳米颗粒的粒径为50～150nm。4.权利要求1～3任一项所述MXene@银异质结构填料的制备方法，包括以下步骤：将MXene纳米片分散液和银盐溶液混合，进行原位还原反应，得到MXene@银异质结构填料。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述原位还原反应的温度为常温；所述原位还原反应的时间为1～3h。6.一种聚乙烯醇导热电磁屏蔽复合膜，以重量份数计，制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾军渭，李沐坤，阮坤鹏，
申请(专利权)人：西北工业大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：