[发明专利]水性聚氨酯-MXene电磁屏蔽仿生纳米复合材料膜及制备方法

权利要求书

1.一种水性聚氨酯-MXene电磁屏蔽仿生纳米复合材料膜，其特征在于：MXene为Ti₃C₂T_x或Ti₂CT_x中的一种或二者的任意比例混合；其中：T_x代表-F，-OH及＝O。

2.一种权利要求1所述水性聚氨酯-MXene电磁屏蔽仿生纳米复合材料膜的制备方法，其特征在于步骤如下：

步骤1、WPU的合成：

步骤1a、将聚四氢呋喃醚二醇PTMEG在90～110℃真空烘箱中干燥2～24h，再置入带有搅拌装置的干燥反应器中，滴加二异氰酸酯；所述二异氰酸酯与PTMEG的摩尔比为1.2:1～3:1，然后升温至75～85℃反应2～4h；

步骤1b、将水性聚氨酯扩链剂溶解在除水后的强极性非质子溶剂中，然后加入到上述反应体系中，温度控制在75～85℃反应2～4h；所述扩链剂用量等于步骤1a反应结束后理论上所剩余的异氰酸酯基摩尔质量的0.8～1.2倍；

步骤1c、将步骤1b的体系降温至50℃以下，然后向体系加入中和剂，反应10～30min，中和剂的用量为步骤b所用扩链剂摩尔质量的0.9～1.1倍；

步骤1d、将搅拌速度调整至2000～5000rpm，加入去离子水乳化分散15～45min，得到WPU乳液；

步骤2、WPU-MXene复合分散液的制备：

步骤2a、将WPU用水稀释成质量分数为0.1％～20％的乳液；

步骤2b、将MXene配制成质量分数为0.01％～5％的水分散液；

步骤2c、将MXene分散液加入到WPU乳液中，持续搅拌2-8h使WPU充分吸附在MXene纳米片上，制成WPU与MXene质量比为9:1～0.5:9.5的复合分散液；

步骤3、纳米复合材料膜的制备：采用真空抽滤法、溶剂挥发法或涂布法，将WPU-MXene复合分散液制备厚度为2um～2mm的纳米复合材料膜。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述PTMEG的数均分子量为500～3000。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述二异氰酸酯包括但不限于异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、六亚甲基二异氰酸酯HDI、二环已基甲烷-4,4'-二异氰酸脂HMDI或甲苯二异氰酸酯TDI中的一种或几种的任意比混合。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述水性聚氨酯扩链剂包括但不限于二羟甲基丙酸DMPA或二羟甲基丁酸DMBA中的一种或二者的任意比例混合。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的强极性非质子溶剂包括但不限于N,N-二甲基甲酰DMF或N-甲基吡咯烷酮NMP中的一种或者二者的任意比例混合。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的中和剂是氨水、三乙胺或三乙醇胺中的一种或几种的任意比混合。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述扩链剂溶液的质量分数为10％-50％。