[发明专利]荷电化聚噻吩改性MXene导热填料的制备方法及导热复合材料

说明书

一种荷电化聚噻吩改性MXene导热填料的制备方法及导热复合材料，其中制备方法包括步骤：以3‑溴噻吩为原料，经锂卤交换反应得到3‑(6‑溴己基)噻吩，再通过溴化反应，得到2,5‑二溴‑3‑(6‑溴己基)噻吩；以2,5‑二溴‑3‑(6‑溴己基)噻吩作为单体，先通过聚合反应得到聚噻吩，再通过荷电化反应得到荷电化聚噻吩；将荷电化聚噻吩与MXene纳米片通过溶液共混对MXene纳米片改性，得到荷电化聚噻吩改性MXene导热填料。本发明荷电化聚噻吩改性MXene导热填料的制备方法及导热复合材料将荷电化聚噻吩与MXene纳米片通过溶液共混法实现对MXene纳米片改性，得到荷电化聚噻吩改性MXene导热填料。

技术领域

本发明涉及导热高分子复合材料领域，具体涉及一种荷电化聚噻吩改性MXene导热填料的制备方法及导热复合材料。

背景技术

目前，随着各方面技术的飞速发展，尤其在电子产品方面，散热问题与器件的能耗与使用寿命息息相关。因此，研究发明轻质的导热复合材料至关重要。在精密的电子设备中，研究高导热复合材料是对于帮助解决电子设备的热量堆积导致的设备运行结果的准确性和电子设备寿命的有效方法，复合材料可以通过导热通路的构建以及降低界面热阻去提高热传导能力。而聚合物基复合材料由于具有相对较强的机械性能，成为电子器件中热管理材料的良好选择，其也可以通过对于基材和填料的改性去调控填料与基材或者填料与填料之间的界面热阻。改性可以分为共价改性和非共价改性，共价改性会破坏材料的本身结构，固然能通过化学键的形成来讲改性剂连接到材料上，但是对导热能力也会有一定的影响；而非共价改性能够在保证材料本身结构不被破坏的前提下达到与共价改性相似的作用，如通过氢键相互作用、π-π相互作用等方式形成非共价键。非共价改性既可以改性材料本身，也可以降低界面热阻。

因此，在导热高分子复合材料领域，通过基材和填料的改性去调控填料与基材或者填料与填料之间的界面热阻问题，是目前研究的重要课题，亟需进一步探究。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种荷电化聚噻吩改性MXene导热填料的制备方法及导热复合材料，该制备方法将荷电化聚噻吩与MXene纳米片通过溶液共混法实现对MXene纳米片改性，得到荷电化聚噻吩改性MXene导热填料。

为实现上述目的，本发明提供了一种荷电化聚噻吩改性MXene导热填料的制备方法，其包括以下步骤：

S100、以3-溴噻吩为原料，经锂卤交换反应得到3-(6-溴己基)噻吩，再通过溴化反应，得到2,5-二溴-3-(6-溴己基)噻吩；

S200、以2,5-二溴-3-(6-溴己基)噻吩作为单体，先通过聚合反应得到聚噻吩，再通过荷电化反应得到荷电化聚噻吩，记为P-N；

S300、使用去离子水，将荷电化聚噻吩与MXene纳米片通过溶液共混对MXene纳米片改性，得到荷电化聚噻吩改性MXene导热填料，记为MXene@P-N。

作为本发明的进一步优选技术方案，步骤S1中，以3-溴噻吩为原料，经锂卤交换反应得到3-(6-溴己基)噻吩，再通过溴化反应，得到2,5-二溴-3-(6-溴己基)噻吩的具体操作，包括以下步骤：

S101、在氮气保护且无水无氧的条件下，取3-溴噻吩和正己烷加入反应容器，使用低温反应器使其降温到-50-60℃后，取正丁基锂溶液缓慢滴加到反应容器，滴加完毕后，反应8-10min；

S102、待步骤S101反应结束后，再滴加适量四氢呋喃，使烧瓶中呈现出白色浑浊状态，继续在-50-60℃下通过磁力搅拌0.5-1h；

S103、待步骤S102的搅拌完成后，先将反应容器升温至-8-10℃，然后滴加1,6-二溴己烷，接着在20-30℃的条件下反应12-24h，反应结束后加入水终止反应；