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

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
技术领域
1.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：

2.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。
3.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。


技术实现要素：

4.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。
5.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：
6.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；
7.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；
8.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。
9.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：
10.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；
11.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；
12.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；
13.s104、将步骤s103中通过加水后得到的产物，先用无水乙醚萃取至少两次，再用去离子水冲洗，最后用分液漏斗分离有机相和水相，收集得到有机相；
14.s105、先用无水硫酸镁加入有机相中除水，再通过旋转蒸发仪进行减压蒸馏除去有机相中的溶剂和未反应的1,6-二溴己烷，最后以石油醚作为洗脱剂进行硅胶色谱柱分离，得到无色液体的3-(6-溴己基)噻吩；
15.s106、在氮气保护及遮光的条件下，取步骤s105制备的3-(6-溴己基)噻吩，以及无水氯仿、冰乙酸、nbs加入反应容器内，在冰浴条件下磁力搅拌20-30min，然后在20-30℃下反应12-24h，反应结束后加入去离子水终止反应；
16.s107、将步骤s106中终止反应后的产物用二氯甲烷萃取至少两次得到有机相；
17.s108、采用4-6wt％的氢氧化钠溶液冲洗有机相，用以除去残留的冰乙酸，再用去离子水冲洗有机相至少两次；
18.s109、完成步骤s108后，将无水硫酸镁加入有机相中除水，静置8-12h，再通过旋转蒸发仪进行减压蒸馏除去溶剂，最后以石油醚作为洗脱剂进行硅胶色谱柱分离，得到无色液体的2,5-二溴-3-(6-溴己基)噻吩。
19.作为本发明的进一步优选技术方案，步骤s101-105中，以每10mmol的3-溴噻吩用量为基准，对应的正己烷的用量为10-15ml，浓度为2.5mol/l的正丁基锂溶液的用量为3-6ml，1,6-二溴己烷的用量为5-10ml，水的用量为4-8ml。
20.作为本发明的进一步优选技术方案，步骤s106中，以每1mmol的3-(6-溴己基)噻吩的用量为基准，对应的无水氯仿用量为6-10ml，冰乙酸用量为6-10ml，nbs用量为0.8-1.2mmol，去离子水的用量为5-10ml。
21.作为本发明的进一步优选技术方案，步骤s200中，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的具体操作，包括以下步骤：
22.s201，在氮气保护、无水无氧和冰浴的条件下，取2,5-二溴-3-(6-溴己基)噻吩和四氢呋喃混合搅拌10-20min，然后加入甲基溴化镁溶液在35-40℃下反应1.5-2h后，再加入1,3-双(二苯基膦丙烷)二氯化镍，继续反应3.5-4.5h后全部加入甲醇中，出现聚合物沉淀；
23.s202，将出现聚合物沉淀的反应产物，先过滤、真空干燥，然后依次用甲醇、正己烷和三氯甲烷进行索式提取，最后，旋蒸、真空干燥，得到棕红色固体的聚噻吩；
24.s203，在氮气保护的条件下，取乙腈和聚噻吩混合，待聚噻吩溶解后，在搅拌下缓慢滴加n-甲基咪唑，滴加完毕后，在60-70℃下搅拌2-3天，反应结束后收集固体产物；
25.s204，用四氢呋喃洗涤步骤s203中制备的固体产物，真空干燥，得到红棕色固体的荷电化聚噻吩。
26.作为本发明的进一步优选技术方案，步骤s201中，以每1mmol 2,5-二溴-3-(6-溴
己基)噻吩的用量为基准，甲基溴化镁溶液的用量为1-1.5ml，1,3-双(二苯基膦丙烷)二氯化镍的用量为0.008-0.02mmol，四氢呋喃的用量为16-40ml。
27.作为本发明的进一步优选技术方案，步骤s203中，以每1mmol聚噻吩用量为基准，对应的乙腈用量为20-30ml，n-甲基咪唑的用量为1-1.5mmol。
28.作为本发明的进一步优选技术方案，步骤s300中，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导热填料的具体操作，包括以下步骤：
29.s301，取碳钛化铝(max)缓慢加入到刻蚀剂中，待碳钛化铝完全加入后，继续搅拌20-30分钟，然后放置到油浴锅中，在35-45摄氏度的条件下磁力搅拌反应24-36h，搅拌转速为每分钟600-750转，其中，刻蚀剂由盐酸溶液和氟化锂混合配制而成，每1g的碳钛化铝的量对应刻蚀剂中氟化锂的用量为1-1.6g；
30.s302，待步骤s301的反应结束后，提取反应物，使用盐酸离心洗涤至少两次，离心转速为每分钟3200-3600转，以洗去未反应的氟化锂和刻蚀过程中产生的盐；
31.s303，将步骤s302中酸洗后的产物，先冰浴超声6-12分钟，再用去离子水离心洗涤，以此循环多次，直至离心后的上清液的ph值大于6，然后用每分钟250-300转的转速继续离心，取上清液，再将取得的上清液以每分钟7500-8000转的转速继续离心，直到离心后的上清液呈现墨绿色，随后取沉淀冷冻干燥24-36h，得到mxene纳米片；
32.s304，取荷电化聚噻吩加入到去离子水中形成p-n的水溶液，取步骤s303中制备的mxene纳米片缓慢加入到p-n的水溶液中，冰浴超声10分钟促进分散，然后在室温下磁力搅拌24-48h；
33.s305，待步骤s304中的搅拌结束后，用去离子水洗涤至少两次，以去除多余的荷电化聚噻吩，再抽滤分离，冷冻干燥24-36h，得到荷电化聚噻吩改性mxene导热填料。
34.作为本发明的进一步优选技术方案，步骤s304中，以每1g的荷电化聚噻吩的用量为基准，对应的去离子水的用量为40-60ml，mxene纳米片的用量为0.5-2g。
35.根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种导热复合材料，所述导热复合材料由荷电化聚噻吩改性mxene导热填料与pvdf溶液在室温下通过溶液共混搅拌均匀后，再通过刮膜工艺制备得到，该导热复合材料记作mxene@p-n/pvdf复合材料，其中，所述荷电化聚噻吩改性mxene导热填料由上述任一项所述的荷电化聚噻吩改性mxene导热填料的制备方法制备得到。
36.本发明的荷电化聚噻吩改性mxene导热填料的制备方法及导热复合材料，通过采用上述技术方案，可以达到如下有益效果：
37.1)本发明将荷电化聚噻吩与mxene纳米片通过溶液共混实现对mxene纳米片改性，以得到荷电化聚噻吩改性mxene导热填料，对于mxene的改性步骤操作便捷，只需进行简单的溶液共混，使用的溶剂为去离子水，绿色环保，并且不需要破坏mxene自身结构；
38.2)本发明的导热复合材料由荷电化聚噻吩改性mxene导热填料与pvdf溶液复合得到，其通过mxene与pvdf及mxene与p-n之间形成的氢键，增强了导热复合材料的热传导能力，同时，因为荷电化聚噻吩的存在，使得导热复合材料的填料与基材间的相容性得到了提升，进而促进了其导热性能的提升；
39.3)与现有技术的小分子改性剂相比，本发明的p-n作为大分子改性剂与填料之间
具有更强的相互作用力，效果更佳，从而可以有效的降低mxene间的界面热阻。
附图说明
40.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
41.图1为本发明实施例1中荷电化聚噻吩(p-n)的合成流程示意图；
42.图2为本发明实施例1的mxene@p-n的tem图及s、n的mapping图，其中(a)为mxene@p-n，(b)mxene的晶格条纹，(c)为n的mapping图，(d)为s的mapping；
43.图3为本发明实施例1的mxene@p-n的局部红外图谱；
44.图4为本发明实施例1-3和对比例1-3所得材料的热导率图。
45.本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
46.下面将结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述。较佳实施例中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
47.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，其目的在于以聚噻吩作为大分子改性剂，以其改性mxene，最后通过溶液共混法将pvdf(也称为聚偏氟乙烯)溶液与mxene@p-n混合均匀，再通过刮膜工艺制备成导热复合材料。利用刮膜工艺，在导热复合材料内部构建出热传导路径，这得益于mxene与pvdf及mxene与p-n之间形成的氢键作用，增强了热传导能力，同时，得益于氢键的形成，使得填料与基材间的相容性得到了提升，进而促进了聚合物复合材料的导热性能的提升。
48.为了让本领域技术人员进一步理解本发明的技术方案，以下通过具体实施例对本发明的技术方案做进一步地详细说明。
49.对比例1
50.本对比例按照如下步骤制备2.5wt％mxene@pvdf复合材料
51.步骤1、mxene纳米片的制备，采用原位生成氢氟酸的方法刻蚀max得到mxene。
52.将10ml去离子水和30ml 12m盐酸加入到聚四氟内衬中，配成9m的盐酸溶液，再称取3.2g氟化锂缓慢加入到聚四氟内衬中，搅拌30分钟得到刻蚀剂；
53.称取2gmax缓慢加入到聚四氟内衬中，每次加入一点点，待聚四氟内衬中没有气泡时再加入，直至max完全加入后，继续搅拌10分钟；接着放置到油浴锅中，在40摄氏度的条件下磁力搅拌反应24h，搅拌转速约每分钟700转；
54.上述反应结束后，配制1m盐酸溶液洗涤反应产物，由该1m盐酸洗涤离心3次，转速为每分钟3500转，以洗去未反应的氟化锂和刻蚀过程中产生的盐；
55.上述酸洗之后，先冰浴超声10分钟，再用去离子水洗涤且离心，以此循环多次直至离心后的上清液的ph值大于6；
56.待上清液的ph值大于6后，将沉淀分散到无水乙醇中，冰浴超声2h，冰浴超声时每20分钟摇晃一次，冰浴超声结束后，用每分钟3500转的转速离心15分钟，取上清液，用0.22μm的滤膜抽滤，随后真空干燥，得到mxene纳米片。
57.步骤2、mxene/pvdf复合材料的制备。
58.将1g的pvdf颗粒加入到5mldmf(也称为n,n-二甲基甲酰胺)溶剂中，在60℃下搅拌溶解得到pvdf溶液；
59.将0.025g mxene纳米片加入到上述pvdf溶液中，在室温下通过溶液共混法搅拌均匀，通过刮膜法以规格为1000μm的刮膜器在玻璃板上制得mxene@pvdf复合材料。。
60.对比例3
61.本对比例按照对比例1相同的方法制备5wt％mxene/pvdf复合材料，区别在于本对比例的步骤2中：mxene纳米片的用量为0.05g。
62.对比例4
63.本对比例按照对比例1相同的方法制备7.5wt％mxene/pvdf复合材料，区别在于本对比例的步骤2中：mxene纳米片的用量为0.075g。
64.实施例1
65.本实施例按照如下步骤制备2.5wt％mxene@p-n/pvdf复合材料：
66.步骤1、制备3-(6-溴己基)噻吩。
67.在氮气保护且无水无氧的条件下，将37.5ml正己烷和30.65mmol 3-溴噻吩加入到三口烧瓶中，使用低温反应器使其降温到-55℃后，然后用注射器抽取12.5ml正丁基锂溶液(2.5m)，缓慢滴加，滴加完毕后，反应10min，接着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-55℃下磁力搅拌1h，再升温至-10℃；
68.向上述三口烧瓶中中滴加18ml 1,6-二溴己烷，滴加完毕后，在25℃的条件下反应24h，待反应结束后加入15ml的水终止反应，
69.加水终止反应后，用无水乙醚萃取三次，用去离子水冲洗有机相，再用分液漏斗分离有机相和水相，收集得到有机相，
70.对收集的有机相用无水硫酸镁静置除水，然后通过旋转蒸发仪进行减压蒸馏除去溶剂和未反应的1,6-二溴己烷，接着以石油醚作为洗脱剂进行硅胶色谱柱分离，得到无色液体的3-(6-溴己基)噻吩。
71.步骤2、制备2,5-二溴-3-(6-溴己基)噻吩。
72.在氮气保护的条件下，以及冰浴和遮光的条件下，依次取4.5mmol 3-(6-溴己基)噻吩、37.5ml无水氯仿与37.5ml冰乙酸加入三口烧瓶中，然后缓慢加入4.95mmol nbs，加完后，在冰浴条件下磁力搅拌30min，然后在25℃下反应24h，反应结束后加入30ml去离子水终止反应；
73.加水终止反应后，先用二氯甲烷萃取三次(每次50ml)，再用75ml的5wt％氢氧化钠溶液冲洗有机相用以除去残留的冰乙酸，接着再用去离子水冲洗有机相三次(每次30ml)；
74.去离子水冲洗完成后，再用分液漏斗分离有机相和水相，将有机相用无水硫酸镁除水，静置12h，再通过旋转蒸发仪进行减压蒸馏除去溶剂，最后以石油醚作为洗脱剂进行硅胶色谱柱分离，得到无色液体的2,5-二溴-3-(6-溴己基)噻吩。
75.步骤3、制备聚噻吩(p)。
76.在氮气保护、无水无氧及冰浴的条件下，取3mmol 2,5-二溴-3-(6-溴己基)噻吩溶解在20ml的四氢呋喃中，搅拌20min后，加入3.3ml甲基溴化镁溶液(1m thf)，在25℃下反应2h后，再加入0.03mmol ni(dppp)cl2继续反应4h，反应完成后将反应后的产物全部倒入
100ml的甲醇中，出现聚合物沉淀；
77.将出现聚合物沉淀的产物先经过滤、真空干燥，再依次用甲醇、正己烷和三氯甲烷对产物进行索式提取，最后，旋蒸、真空干燥，得到棕红色固体的聚噻吩，记为p；
78.步骤4、制备荷电化聚噻吩(p-n)
79.在氮气保护的条件下，将2mmol聚噻吩和50ml的乙腈加入烧瓶中，搅拌下缓慢滴加2.2mmoln-甲基咪唑；滴加完毕后，在70℃下反应3天，反应结束后收集固体产物，用thf洗涤，真空干燥得到红棕色固体的荷电化聚噻吩，记为p-n；
80.步骤5、mxene纳米片的制备，采用原位生成氢氟酸的方法刻蚀max得到mxene。
81.将10ml去离子水和30ml 12m盐酸加入到聚四氟内衬中，配成9m的盐酸溶液，再称取3.2g氟化锂缓慢加入到聚四氟内衬中，搅拌30分钟得到刻蚀剂；
82.称取2gmax(碳钛化铝)缓慢加入到聚四氟内衬中，每次加入一点点，待聚四氟内衬中没有气泡时再加入，直至max完全加入后，继续搅拌10分钟；接着放置到油浴锅中，在40摄氏度的条件下磁力搅拌反应24h，搅拌转速约每分钟700转；
83.上述反应结束后，配制1m盐酸溶液洗涤反应产物，由该1m盐酸洗涤离心3次，转速为每分钟3500转，以洗去未反应的氟化锂和刻蚀过程中产生的盐；
84.上述酸洗之后，先冰浴超声10分钟，再用去离子水洗涤且离心，以此循环多次直至离心后的上清液的ph值大于6；
85.待上清液的ph值大于6后，将沉淀分散到无水乙醇中，冰浴超声2h，冰浴超声时每20分钟摇晃一次，冰浴超声结束后，用每分钟3500转的转速离心15分钟，取上清液，用0.22μm的滤膜抽滤，随后真空干燥，得到mxene纳米片。
86.步骤6、制备荷电化聚噻吩改性mxene导热填料(mxene@p-n)
87.将0.1g荷电化聚噻吩加入到50ml去离子水中，搅拌溶解得到p-n的水溶液；
88.取0.1gmxene缓慢加入到上述p-n的水溶液中，冰浴超声10分钟，促进分散，再在室温下磁力搅拌24h；
89.接着用去离子水洗涤三次，去除多余的p-n，抽滤分离，冷冻干燥24h，得到荷电化聚噻吩改性mxene导热填料，记作mxene@p-n。
90.步骤7、mxene@p-n/pvdf复合材料的制备
91.将1gpvdf颗粒加入到5mldmf溶剂中，在60℃下搅拌溶解得到pvdf溶液；
92.将0.025g荷电化聚噻吩改性mxene导热填料加入到pvdf溶液中，在室温下通过溶液共混法搅拌均匀，再通过刮膜法以规格为1000μm的刮膜器在玻璃板上制备得到导热复合材料，即mxene@p-n/pvdf复合材料。
93.实施例1中的荷电化聚噻吩(p-n)的合成流程示意图，参阅图1所示。
94.图2为p-n改性mxene的tem图，从图上可以看到mxene的片状结构和mxene的晶格条纹，以及s、n元素的mapping图能够证明非共价改性的成功。
95.图3为p-n改性mxene的红外光谱，-oh峰位置的红移能够说明聚噻吩与mxene之间形成了氢键，证明p-n接在mxene表面上。
96.实施例2
97.实施例按照实施例1相同的方法制备5wt％mxene@p-n/pvdf复合材料，区别在于本实施例的步骤2中：mxene纳米片的用量为0.05g。
98.实施例3
99.实施例按照实施例1相同的方法制备7.5wt％mxene@p-n/pvdf复合材料，区别在于本实施例的步骤2中：mxene纳米片的用量为0.075g。
100.将对比例1-3、实施例1-3的最终产物的热导率分别进行测试，测试结果参阅图4所示，从图上可以看到，随着填料量的增加，热导率均呈现增长的趋势；同时，在相同的填料量下，改性后填料所制备的复合材料的热导率高于未改性填料所制备的复合材料的热导率，这说明荷电化聚噻吩在mxene层间起到了有益作用，不仅对导热能力的提升有帮助，也增加了界面相容性，同时对导热路径的形成提供帮助。
101.虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式做出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。

技术特征：
1.一种荷电化聚噻吩改性mxene导热填料的制备方法，其特征在于，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；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。2.根据权利要求1所述的荷电化聚噻吩改性mxene导热填料的制备方法，其特征在于，所述步骤s100具体包括以下步骤：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；s104、将步骤s103中通过加水后得到的产物，先用无水乙醚萃取至少两次，再用去离子水冲洗，最后用分液漏斗分离有机相和水相，收集得到有机相；s105、先用无水硫酸镁加入有机相中除水，再通过旋转蒸发仪进行减压蒸馏除去有机相中的溶剂和未反应的1,6-二溴己烷，最后以石油醚作为洗脱剂进行硅胶色谱柱分离，得到无色液体的3-(6-溴己基)噻吩；s106、在氮气保护及遮光的条件下，取步骤s105制备的3-(6-溴己基)噻吩，以及无水氯仿、冰乙酸、nbs加入反应容器内，在冰浴条件下磁力搅拌20-30min，然后在20-30℃下反应12-24h，反应结束后加入去离子水终止反应；s107、将步骤s106中终止反应后的产物用二氯甲烷萃取至少两次得到有机相；s108、采用4-6wt％的氢氧化钠溶液冲洗有机相，用以除去残留的冰乙酸，再用去离子水冲洗有机相至少两次；s109、完成步骤s108后，将无水硫酸镁加入有机相中除水，静置8-12h，再通过旋转蒸发仪进行减压蒸馏除去溶剂，最后以石油醚作为洗脱剂进行硅胶色谱柱分离，得到无色液体的2,5-二溴-3-(6-溴己基)噻吩。3.根据权利要求2所述的荷电化聚噻吩改性mxene导热填料的制备方法，其特征在于，步骤s101-105中，以每10mmol的3-溴噻吩用量为基准，对应的正己烷的用量为10-15ml，浓度为2.5mol/l的正丁基锂溶液的用量为3-6ml，1,6-二溴己烷的用量为5-10ml，水的用量为4-8ml。4.根据权利要求2所述的荷电化聚噻吩改性mxene导热填料的制备方法，其特征在于，步骤s106中，以每1mmol的3-(6-溴己基)噻吩的用量为基准，对应的无水氯仿用量为6-10ml，冰乙酸用量为6-10ml，nbs用量为0.8-1.2mmol，去离子水的用量为5-10ml。5.根据权利要求1所述的荷电化聚噻吩改性mxene导热填料的制备方法，其特征在于，所述步骤s200具体包括以下步骤：
s201，在氮气保护、无水无氧和冰浴的条件下，取2,5-二溴-3-(6-溴己基)噻吩和四氢呋喃混合搅拌10-20min，然后加入甲基溴化镁溶液在35-40℃下反应1.5-2h后，再加入1,3-双(二苯基膦丙烷)二氯化镍，继续反应3.5-4.5h后全部加入甲醇中，出现聚合物沉淀；s202，将出现聚合物沉淀的反应产物，先过滤、真空干燥，然后依次用甲醇、正己烷和三氯甲烷进行索式提取，最后，旋蒸、真空干燥，得到棕红色固体的聚噻吩；s203，在氮气保护的条件下，取乙腈和聚噻吩混合，待聚噻吩溶解后，在搅拌下缓慢滴加n-甲基咪唑，滴加完毕后，在60-70℃下搅拌2-3天，反应结束后收集固体产物；s204，用四氢呋喃洗涤步骤s203中制备的固体产物，真空干燥，得到红棕色固体的荷电化聚噻吩。6.根据权利要求5所述的荷电化聚噻吩改性mxene导热填料的制备方法，其特征在于，步骤s201中，以每1mmol 2,5-二溴-3-(6-溴己基)噻吩的用量为基准，甲基溴化镁溶液的用量为1-1.5ml，1,3-双(二苯基膦丙烷)二氯化镍的用量为0.008-0.02mmol，四氢呋喃的用量为16-40ml。7.根据权利要求5所述的荷电化聚噻吩改性mxene导热填料的制备方法，其特征在于，步骤s203中，以每1mmol聚噻吩用量为基准，对应的乙腈用量为20-30ml，n-甲基咪唑的用量为1-1.5mmol。8.根据权利要求1所述的荷电化聚噻吩改性mxene导热填料的制备方法，其特征在于，所述步骤s300具体包括以下步骤：s301，取碳钛化铝缓慢加入到刻蚀剂中，待碳钛化铝完全加入后，继续搅拌20-30分钟，然后放置到油浴锅中，在35-45摄氏度的条件下磁力搅拌反应24-36h，搅拌转速为每分钟600-750转，其中，刻蚀剂由盐酸溶液和氟化锂混合配制而成，每1g的碳钛化铝的量对应刻蚀剂中氟化锂的用量为1-1.6g；s302，待步骤s301的反应结束后，提取反应物，使用盐酸离心洗涤至少两次，离心转速为每分钟3200-3600转，以洗去未反应的氟化锂和刻蚀过程中产生的盐；s303，将步骤s302中酸洗后的产物，先冰浴超声6-12分钟，再用去离子水离心洗涤，以此循环多次，直至离心后的上清液的ph值大于6，然后用每分钟250-300转的转速继续离心，取上清液，再将取得的上清液以每分钟7500-8000转的转速继续离心，直到离心后的上清液呈现墨绿色，随后取沉淀冷冻干燥24-36h，得到mxene纳米片；s304，取荷电化聚噻吩加入到去离子水中形成p-n的水溶液，取步骤s303中制备的mxene纳米片缓慢加入到p-n的水溶液中，冰浴超声10分钟促进分散，然后在室温下磁力搅拌24-48h；s305，待步骤s304中的搅拌结束后，用去离子水洗涤至少两次，以去除多余的荷电化聚噻吩，再抽滤分离，冷冻干燥24-36h，得到荷电化聚噻吩改性mxene导热填料。9.根据权利要求1所述的荷电化聚噻吩改性mxene导热填料的制备方法，其特征在于，步骤s304中，以每1g的荷电化聚噻吩的用量为基准，对应的去离子水的用量为40-60ml，mxene纳米片的用量为0.5-2g。10.一种导热复合材料，其特征在于，所述导热复合材料由荷电化聚噻吩改性mxene导热填料与pvdf溶液在室温下通过溶液共混搅拌均匀后，再通过刮膜工艺制备得到，其中，所述荷电化聚噻吩改性mxene导热填料由权利要求1-9任一项所述的荷电化聚噻吩改性mxene
导热填料的制备方法制备得到。

技术总结
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。得到荷电化聚噻吩改性MXene导热填料。得到荷电化聚噻吩改性MXene导热填料。


技术研发人员：钱家盛 丁伯阳 伍斌
受保护的技术使用者：安徽大学
技术研发日：2022.03.02
技术公布日：2022/5/25