[发明专利]一种基于MXene的热界面材料及其制备方法

权利要求书

1.一种基于MXene的热界面材料，其特征在于，包括聚合物基体、交联剂、扩链剂、抑制剂和催化剂，以及分散于其中的导热填料，其中，所述导热填料的表面包覆有一层所述MXene。

2.根据权利要求1所述的基于MXene的热界面材料，其特征在于，在所述导热填料的表面利用静电自组装技术包覆有一层所述MXene，所述导热填料先进行表面电负性处理，使其带正电荷。

3.根据权利要求1所述的基于MXene的热界面材料，其特征在于，所述导热填料为氧化铝粉末，所述聚合物基体为乙烯基硅油，所述交联剂为侧链含氢硅油，所述扩链剂为端氢硅油，所述抑制剂为环己醇，所述催化剂为铂催化剂。

4.根据权利要求3所述的基于MXene的热界面材料，其特征在于，乙烯基硅油:侧链含氢硅油:端氢硅油:环己醇:铂催化剂的质量比为50:(1.5～2.5):(0.08～0.12):(0.03～0.05):(0.2～0.3)。

5.一种如权利要求1-4任意一项所述的基于MXene的热界面材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

对所述导热填料进行表面电负性处理，使其带正电荷；

合成所述MXene，制备所述MXene的分散液；

按比例混合进行电负性处理后的导热填料和所述MXene分散液，静电自组装反应，再抽滤、洗涤、干燥，得到MXene包裹的导热填料；

按比例称取所述MXene包裹的导热填料与聚合物基体、交联剂、扩链剂、抑制剂和催化剂的混合物，混合均匀后得到所述基于MXene的热界面材料。

6.根据权利要求5所述的基于MXene的热界面材料的制备方法，其特征在于，所述MXene的合成过程如下：

按(1.9g～2g):(18ml～22ml)的比例称取LiF和盐酸进行反应，其中，盐酸浓度为9mol/L；再缓慢加入1.8g～2.2g Ti₃AlC₂粉末，反应20h～30h；其中，反应过程中控制温度为35℃～45℃，且同时采用磁力搅拌，磁力搅拌的转速为300rpm～400rpm；

反应完之后，将反应液用500ml的去离子水进行稀释，然后在离型机中离心，离心速度为3000rpm～4500rpm，离心时间为25min～35min；

将澄清液体倒掉，保留沉淀物，重复上面的稀释、离心处理，重复5～10次，得到的沉淀物为所述MXene。

7.根据权利要求6所述的基于MXene的热界面材料的制备方法，其特征在于，制备所述MXene的分散液的过程如下：

将所述MXene用去离子水稀释至10～15mg/ml，即得所述MXene的分散液。

8.根据权利要求7所述的基于MXene的热界面材料的制备方法，其特征在于，所述导电填料为氧化铝粉末，由2μm～6μm和12μm～15μm两种粒径分布的氧化铝粉末复合组成，其中，两种粒径分布的氧化铝的质量比为2:8～3:7；对氧化铝粉末进行表面电负性处理的过程如下：

将氧化铝粉末、KH550、甲酸、无水乙醇、去离子水按(4g～5g):(0.8g～1.2g):(0.3g～0.5g):(300ml～400ml):(15ml～25ml)的比例称取，置于带有冷凝管的1000ml容量的三口烧瓶中边搅拌边反应；其中，反应温度为85℃～90℃，反应时间为36h～42h；搅拌采用磁力搅拌，磁力搅拌的速度为300rpm～400rpm；

反应完成之后，进行真空抽滤、洗涤、烘干，到表面带有正电荷的氧化铝粉末。

9.根据权利要求8所述的基于MXene的热界面材料的制备方法，其特征在于，所述带有正电荷的氧化铝粉末和MXene的分散液的称取比例为10g:(15ml～20ml)；静电自组装反应的反应温度为25℃～40℃，反应时间为1.5h～3h；采用真空抽滤得到反应产物，采用去离子水洗涤5～8次，置于烘箱中60℃下干燥24h，得到所述MXene包裹的导热填料。

10.根据权利要求9所述的基于MXene的热界面材料的制备方法，其特征在于，所述MXene包裹的导热填料与聚合物基体、交联剂、扩链剂、抑制剂和催化剂的混合物的质量比为100：(1400～1600)；采用搅拌机以800rpm～1500rpm的转速进行真空搅拌混合，搅拌时间为2min～3min。