CN109852237B - 一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层及其制备方法，属于电磁屏蔽涂料领域，具体方案如下：一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层，包括有机硅聚合物基体、电磁屏蔽填料和固化剂，所述有机硅聚合物基体为苯基‑缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷和氨基功能化聚硅氧烷，所述电磁屏蔽填料为表面功能化的MXene(Ti₃C₂T_x)纳米片。作为基体材料的苯基‑缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷和氨基功能化聚硅氧烷具有结构可控、耐热性能优异的特点，解决了现有技术中电磁屏蔽涂层聚合物基体耐热性差、结构不可控以及合成过程复杂的技术问题。

Description

一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层及其制备方法

技术领域

本发明属于电磁屏蔽涂料领域，尤其涉及一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层及其制备方法。

背景技术

随着信息技术的飞速发展，大量的电子通讯设备在交通、通讯、家用电器以及国防领域获得了广泛的应用。各种各样的电子设备会产生不同频率的电磁辐射，会对人类的生产和生活带来极大的不便，也是人类健康的潜在威胁。尤其是电子元器件小型化、集成化、数字化的发展趋势，电子元器件的精密度和灵敏度越来越高，电磁辐射带来的危害也越来越严重。电磁辐射的危害主要体现在电子元器件电磁信号的相互干扰、电磁信息泄露和电磁波对人体的危害。因此，电磁屏蔽技术显得尤为重要。近年来发展的电磁屏蔽技术主要有金属敷层屏蔽和电磁屏蔽涂层，金属敷层屏蔽存在成本高、粘接性较差、可镀性差等缺点，因此电磁屏蔽涂层成为进行电磁屏蔽的主要手段。

电磁屏蔽涂层主要由聚合物基体和导电填料两大部分组成，传统的聚合物基体的耐热性不高，导电材料在基体中分散不均匀，无法满足尖端领域对高性能电磁屏蔽涂层的需求。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中电磁屏蔽涂层聚合物基体耐热性差、结构不可控以及合成过程复杂的问题和现有方法中制备的电磁屏蔽涂层中填料与基体界面结合差、分散不均一的问题，本发明提供一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术方案：

一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层，包括有机硅聚合物基体、电磁屏蔽填料和固化剂，所述有机硅聚合物基体为苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷和氨基功能化聚硅氧烷，所述电磁屏蔽填料为表面功能化的MXene(Ti₃C₂T_x)纳米片。

进一步的，有机硅聚合物基体、电磁屏蔽填料和固化剂的质量比例范围为1:0.45～0.85:0.1～0.66。

进一步的，苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷与氨基功能化聚硅氧烷的质量比例范围为1:0.25～0.55。

进一步的，所述苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷的结构式为：

进一步的，所述氨基功能化聚硅氧烷的结构式为：

进一步的，所述苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷结构中R1与R2的摩尔比为1:0.5～3。

进一步的，所述固化剂为酚醛胺固化剂、酚醛酰胺固化剂、芳香族胺类固化剂、酸酐固化剂以及咪唑类固化剂、聚酰胺固化剂或聚苯并咪唑固化剂。

一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将缩水甘油醚硅烷试剂和苯基硅烷试剂按摩尔比为0.5～3:1的比例混合均匀得到混合溶液A，将混合溶液A加入到体积分数为90～95％的乙醇溶液中搅拌均匀得到混合溶液B，向混合溶液B中滴加HCl调控pH值为3～5，将混合溶液B置于50～60℃反应3～6h，反应结束后，去除乙醇、去离子水和HCl，得到苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷；其中混合溶液A与乙醇溶液的体积比为1：0.16～0.34；

步骤二、将氨基硅烷加入到体积分数为90～96％的乙醇溶液中得到混合溶液C，将混合溶液C置于50～60℃反应3～6h，反应结束后，去除乙醇和去离子水，得到氨基功能化聚硅氧烷；其中，氨基硅烷与乙醇溶液的体积比为0.16～0.40:1；

步骤三、将层状Ti₃C₂Tx分散到体积分数为90～95％的乙醇溶液中，加入层状Ti₃C₂Tx质量的1-3％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在氩气保护下室温搅拌反应24～48h，抽滤除去溶液得到产物，并用乙醇洗涤产物，将产物真空干燥后得到功能化MXene(Ti₃C₂Tx)纳米片，其中，层状Ti₃C₂Tx与乙醇溶液的质量体积比为1g:500ml～1000ml；

步骤四、将苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷、氨基功能化聚硅氧烷以及固化剂按质量比为1:0.25～0.55：0.125～1.023的比例溶解在无水乙醇中得到混合溶液E，向混合溶液E中加入功能化MXene(Ti₃C₂Tx)纳米片，惰性气体保护下搅拌30～60min，再超声分散30～60min，除去无水乙醇，得到混合产物F，将混合产物F置于烘箱中进行固化反应，得到具有电磁屏蔽功效的有机硅耐热涂层材料，所述功能化MXene(Ti₃C₂Tx)纳米片的质量占苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷、氨基功能化聚硅氧烷和固化剂总质量的27％～77％。

进一步的，步骤四中，固化反应的条件为80～120℃反应1～2h后升温至140～160℃反应1～3h，然后升温至170～185℃反应2～4h。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本发明合成的作为基体材料的苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷和氨基功能化聚硅氧烷具有结构可控、耐热性能优异的特点，解决了现有技术中电磁屏蔽涂层聚合物基体耐热性差、结构不可控以及合成过程复杂的技术问题，本发明制备的有机硅耐热涂层材料克服了现有方法制备的电磁屏蔽涂层中导电填料与基体界面结合差、分散不均一的问题，本发明制备的电磁屏蔽有机硅耐热涂层材料的初始热分解温度达到400℃以上，电磁屏蔽效能可达40dB以上。

附图说明

图1是MXene(Ti₃C₂T_x)的扫描电子显微镜照片；

图2是MXene(Ti₃C₂T_x)/聚硅氧烷复合材料断面的扫描电子显微镜照片及Ti元素的元素分布图。

具体实施方式

下面结合附图1和2对本发明做进一步的说明。

具体实施方式一

本发明记载了一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层及其制备方法，首先合成了两种结构可控的功能化的聚硅氧烷，即苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷和氨基功能化聚硅氧烷；然后利用化学刻蚀法制备了二维材料MXene(Ti₃C₂T_x，)，并对其进行了表面功能化；使用合成的结构可控、耐热性能优异的聚硅氧烷作为基体，利用表面功能化的MXene(Ti₃C₂T_x)纳米片为电磁屏蔽填料，通过原位聚合的方式制备了一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层。

一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层，包括有机硅聚合物基体、电磁屏蔽填料和固化剂，所述有机硅聚合物基体为苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷和氨基功能化聚硅氧烷，所述电磁屏蔽填料为表面功能化的MXene(Ti₃C₂T_x)纳米片。

进一步的，有机硅聚合物基体、电磁屏蔽填料和固化剂的质量比例范围为1:0.45～0.85:0.1～0.66。

进一步的，苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷与氨基功能化聚硅氧烷的质量比例范围为1:0.25～0.55。

进一步的，所述苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷的结构式为：

进一步的，所述氨基功能化聚硅氧烷的结构式为

进一步的，所述苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷结构中R1与R2的摩尔比为1:0.5～3。

进一步的，所述固化剂为酚醛胺固化剂、酚醛酰胺固化剂、芳香族胺类固化剂、酸酐类固化剂、咪唑类固化剂、聚酰胺固化剂或聚苯并咪唑固化剂。

进一步的，所述芳香族胺类固化剂为二氨基二苯基甲烷和/或二氨基二苯基砜；所述酸酐类固化剂为均苯四甲酸酐、偏苯四酸二酐、偏苯四酸二酐中的至少一种。

进一步的，所述咪唑类固化剂为2-苯基咪唑、2-乙基咪唑、2-甲基咪唑。

一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷的可控合成

(1)乙醇和去离子水按体积比为9～19:1加入到三口烧瓶中，室温下磁力搅拌5～15min配成体积分数为90～95％的乙醇溶液；(2)缩水甘油醚硅烷试剂和苯基硅烷试剂按摩尔比0.5～3:1的比例配制成均匀混合溶液A；(3)将混合溶液A加入到乙醇溶液中，室温下磁力搅拌5～15min得到混合溶液B，其中，混合溶液A与乙醇溶液的体积比为1：0.16～0.34；(4)在磁力搅拌的条件下，向混合溶液B中滴加浓度为10～12mol/L的浓HCl，调控PH值为3～5，在恒温反应器中50～60℃反应3～6h；(5)反应结束后，使用旋转蒸发仪40～60℃旋蒸30～60min，然后70～80℃旋蒸30～60min，除去乙醇、去离子水以及HCl，得到苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷。

步骤二、氨基功能化聚硅氧烷的可控合成

(1)将氨基硅烷加入到体积分数为90-96％的乙醇溶液中，室温下磁力搅拌5-15min得到混合溶液C，其中，氨基硅烷与乙醇溶液的体积比为0.16～0.40:1；将混合容易C置于恒温反应器中50～60℃反应3～6h。(2)反应结束后，使用旋转蒸发仪40～60℃旋蒸30～60min，然后70～80℃旋蒸30～60min，除去醇、去离子水，得到氨基功能化聚硅氧烷。

步骤三、功能化MXene(Ti₃C₂Tx)纳米片的制备

通过现有技术中化学刻蚀法制备层状Ti₃C₂Tx，将层状Ti₃C₂Tx分散到体积分数为90～95％的乙醇溶液中，加入层状Ti₃C₂Tx质量的1-3％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在氩气保护下室温搅拌反应24-48h，抽滤除去溶液得到产物，并用无水乙醇洗涤产物5次，将产物置于60℃的真空烘箱中真空干燥12h即可得到功能化MXene(Ti₃C₂Tx)纳米片，其中，层状Ti₃C₂Tx与乙醇溶液的质量体积比为1g:500ml～1000ml。

步骤四、原位聚合法制备电磁屏蔽功效的有机硅耐热涂层

(1)将苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷、氨基功能化聚硅氧烷以及固化剂按质量比为1:0.25～0.55：0.125～1.023溶解在无水乙醇中得到混合溶液E，向混合溶液E中加入功能化MXene(Ti₃C₂Tx)纳米片，惰性气体保护下磁力搅拌30～60min，再超声分散30-60min，在45～60℃条件下旋蒸30～60min除去无水乙醇，得到混合产物F，其中超声的功率为200W～400W；所述功能化MXene(Ti₃C₂Tx)纳米片的质量占苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷、氨基功能化聚硅氧烷和固化剂总质量的27％～77％。(2)将得到的混合产物F置于烘箱中进行固化反应，固化反应的条件为80～120℃反应1～2h后升温至140～160℃反应1～3h，然后升温至170～185℃反应2～4h，得到具有电磁屏蔽功效的有机硅耐热涂层。

现有技术中化学刻蚀法制备层状Ti₃C₂Tx的具体步骤为：

(1)在通风良好的通风橱中，将Ti₃AlC₂粉末加入到40～50wt％的HF溶液中置于200mL的聚四氟乙烯烧杯中，室温条件下搅拌反应12～24h得到混合溶液D，其中Ti₃AlC₂粉末和HF的质量体积比为1g:12.5-15.6ml；

(2)将混合溶液D用0.1～0.22μm孔径的聚四氟乙烯滤膜抽滤，并用去离子水反复洗涤直至滤液PH>5，即可得到Ti₃C₂Tx滤饼，将滤饼置于60℃的真空烘箱中真空干燥8～24h，得到Ti₃C₂Tx粉末；

(3)将干燥的Ti₃C₂Tx粉末加入到DMSO(二甲基亚砜)溶液中搅拌8～24h；使用离心机3500rpm离心3～5min除去DMSO，将离心产物(沉淀物)分散在去离子水中，使用流动氩气鼓泡15～60min除去水中的溶解氧；在氩气保护下，超声剥离2～6h得到悬浊液；将剥离后的悬浊液使用3500rpm转速离心10～45min除去未剥离的颗粒，取上部悬浊液使用0.1-0.22μm滤膜抽滤，产物置于60℃的真空烘箱中真空干燥8～24h，得到层状Ti₃C₂Tx，其中，Ti₃C₂Tx粉末和DMSO溶液的质量体积比为1g:25-50ml。

实施例1

一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层，包括有机硅聚合物基体、电磁屏蔽填料和固化剂，所述有机硅聚合物基体为苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷和氨基功能化聚硅氧烷，所述电磁屏蔽填料为表面功能化的MXene(Ti₃C₂T_x)纳米片。

进一步的，有机硅聚合物基体、电磁屏蔽填料和固化剂的质量比例为1:0.45:0.1。

进一步的，苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷与氨基功能化聚硅氧烷的质量比例为1:0.25。

进一步的，所述苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷的结构式为：

进一步的，所述氨基功能化聚硅氧烷的结构式为

进一步的，所述苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷结构中R1与R2的摩尔比为1:0.5。

进一步的，所述固化剂为聚苯并咪唑固化剂。

一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷的可控合成

(1)乙醇和去离子水按体积比为9:1加入到三口烧瓶中，室温下磁力搅拌5min配成体积分数为90％的乙醇溶液；(2)缩水甘油醚硅烷试剂和苯基硅烷试剂按摩尔比0.5:1的比例配制成均匀混合溶液A；(3)将混合溶液A加入到乙醇溶液中，室温下磁力搅拌5min得到混合溶液B，其中，混合溶液A与乙醇溶液的体积比为1：0.16；(4)在磁力搅拌的条件下，向混合溶液B中滴加浓度为10mol/L的浓HCl，调控PH值为3，在恒温反应器中50℃反应6h；(5)反应结束后，使用旋转蒸发仪40℃旋蒸60min，然后70℃旋蒸60min，除去醇、去离子水以及HCl，得到苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷。

步骤二、氨基功能化聚硅氧烷的可控合成

(1)将氨基硅烷加入到体积分数为90％的乙醇溶液中，室温下磁力搅拌5min得到混合溶液C，其中，氨基硅烷与乙醇溶液的体积比为0.16:1；将混合容易C置于恒温反应器中50℃反应6h，(2)反应结束后，使用旋转蒸发仪40℃旋蒸30min，然后70℃旋蒸60min除去乙醇和去离子水，得到氨基功能化聚硅氧烷。

步骤三、功能化MXene(Ti₃C₂Tx)纳米片的制备

通过现有技术中的化学刻蚀法制备得到层状Ti₃C₂Tx，将50mg层状Ti₃C₂Tx分散到50mL体积分数为90％的乙醇溶液中，加入层状Ti₃C₂Tx质量的1％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在氩气保护下室温搅拌反应24h；抽滤除去溶液得到产物，并用无水乙醇洗涤产物5次，将产物置于60℃的真空烘箱中真空干燥12h即可得到功能化MXene(Ti₃C₂Tx)纳米片。

步骤四、原位聚合法制备电磁屏蔽功效的有机硅耐热涂层材料

(1)将苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷、氨基功能化聚硅氧烷以及固化剂按质量比为1:0.25：0.125溶解在无水乙醇中得到混合溶液E，向混合溶液E中加入功能化MXene(Ti₃C₂Tx)纳米片，氩气保护下磁力搅拌30min，再超声分散60min，在45℃条件下旋蒸60min除去无水乙醇，得到混合产物F，其中超声的功率为200W，所述功能化MXene(Ti₃C₂Tx)纳米片的质量占苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷、氨基功能化聚硅氧烷和固化剂总质量的27％。

(2)将得到的混合产物F置于烘箱中进行固化反应，固化反应的条件为80℃反应2h后升温至140℃反应3h，然后升温至170℃反应4h，得到具有电磁屏蔽功效的有机硅耐热涂层材料。

实施例2

一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层，包括有机硅聚合物基体、电磁屏蔽填料和固化剂，所述有机硅聚合物基体为苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷和氨基功能化聚硅氧烷，所述电磁屏蔽填料为表面功能化的MXene(Ti₃C₂T_x)纳米片。

进一步的，有机硅聚合物基体、电磁屏蔽填料和固化剂的质量比例为1:0.85:0.66。

进一步的，苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷与氨基功能化聚硅氧烷的质量比例为1:0.55。

进一步的，所述苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷的结构式为：

进一步的，所述氨基功能化聚硅氧烷的结构式为

进一步的，所述苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷结构中R1与R2的摩尔比为1:3。

进一步的，所述固化剂为酚醛胺固化剂。

一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷的可控合成

(1)乙醇和去离子水按体积比为19:1加入到三口烧瓶中，室温下磁力搅拌15min配成体积分数为95％的乙醇溶液；(2)缩水甘油醚硅烷试剂和苯基硅烷试剂按摩尔比3:1的比例配制成均匀混合溶液A；(3)将混合溶液A加入到乙醇溶液中，室温下磁力搅拌15min得到混合溶液B，其中，混合溶液A与乙醇溶液的体积比为1：0.34；(4)在磁力搅拌的条件下，向混合溶液B中滴加浓度为12mol/L的浓HCl，调控PH值为5，在恒温反应器中60℃反应3h；(5)反应结束后，使用旋转蒸发仪60℃旋蒸30min，然后80℃旋蒸30min，除去醇、去离子水以及HCl，得到苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷。

步骤二、氨基功能化聚硅氧烷的可控合成

(1)将氨基硅烷加入到体积分数为96％的乙醇溶液中，室温下磁力搅拌15min得到混合溶液C，其中，氨基硅烷与乙醇溶液的体积比为0.40:1；将混合容易C置于恒温反应器中60℃反应3h。(2)反应结束后，使用旋转蒸发仪60℃旋蒸30min，然后80℃旋蒸30min，除去醇、去离子水，得到氨基功能化聚硅氧烷。

步骤三、功能化MXene(Ti₃C₂Tx)纳米片的制备

将50mg通过现有技术中的化学刻蚀法制备得到的层状Ti₃C₂Tx分散到25ml体积分数为95％的乙醇溶液中，加入层状Ti₃C₂Tx质量的3％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在氩气保护下室温搅拌反应48h；抽滤除去溶液得到产物，并用无水乙醇洗涤产物5次，将产物置于60℃的真空烘箱中真空干燥12h即可得到功能化MXene(Ti₃C₂Tx)纳米片。

步骤四、原位聚合法制备电磁屏蔽功效的有机硅耐热涂层材料

(1)将苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷、氨基功能化聚硅氧烷以及固化剂按质量比为1:0.55：1.023溶解在无水乙醇中得到混合溶液E，向混合溶液E中加入功能化MXene(Ti₃C₂Tx)纳米片，氩气保护下磁力搅拌1h，再超声分散30min，在60℃条件下旋蒸30min除去无水乙醇，得到混合产物F，其中超声的功率为400W，所述功能化MXene(Ti₃C₂Tx)纳米片的质量占苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷、氨基功能化聚硅氧烷和固化剂总质量的77％。

(2)将得到的混合产物F置于烘箱中进行固化反应，固化反应的条件为120℃反应1后升温至160℃反应1h，然后升温至185℃反应2h，得到具有电磁屏蔽功效的有机硅耐热涂层材料。

实施例3

一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层，包括有机硅聚合物基体、电磁屏蔽填料和固化剂，所述有机硅聚合物基体为苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷和氨基功能化聚硅氧烷，所述电磁屏蔽填料为表面功能化的MXene(Ti₃C₂T_x)纳米片。

进一步的，有机硅聚合物基体、电磁屏蔽填料和固化剂的质量比例为1:0.6:0.3。

进一步的，所述苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷与氨基功能化聚硅氧烷的质量比例为1:0.4。

进一步的，所述苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷的结构式为：

进一步的，所述氨基功能化聚硅氧烷的结构式为

进一步的，所述苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷结构中R1与R2的摩尔比为1:2。

进一步的，所述固化剂为偏苯四酸二酐。

一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷的可控合成

(1)乙醇和去离子水按体积比为15:1加入到三口烧瓶中，室温下磁力搅拌10min配成体积分数为93.8％的乙醇溶液；(2)缩水甘油醚硅烷试剂和苯基硅烷试剂按摩尔比2:1的比例配制成均匀混合溶液A；(3)将混合溶液A加入到乙醇溶液中，室温下磁力搅拌10min得到混合溶液B，其中，混合溶液A与乙醇溶液的体积比为1：0.23；(4)在磁力搅拌的条件下，向混合溶液B中滴加浓度为11mol/L的浓HCl，调控PH值为4，在恒温反应器中55℃反应4.5h；(5)反应结束后，使用旋转蒸发仪50℃旋蒸45min，然后75℃旋蒸45min，除去醇、去离子水以及HCl，得到苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷。

步骤二、氨基功能化聚硅氧烷的可控合成

(1)将氨基硅烷加入到体积分数为93％的乙醇溶液中，室温下磁力搅拌10min得到混合溶液C，其中，氨基硅烷与乙醇溶液的体积比为0.3:1；将混合溶液C置于恒温反应器中55℃反应4.5h，(2)反应结束后，使用旋转蒸发仪50℃旋蒸45min，然后75℃旋蒸45min，除去醇、去离子水，得到氨基功能化聚硅氧烷。

步骤三、功能化MXene(Ti₃C₂Tx)纳米片的制备

将50mg通过现有技术中的化学刻蚀法制备得到的层状Ti₃C₂Tx分散到体积分数为40ml 92.5％的乙醇溶液中，加入层状Ti₃C₂Tx质量的2％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在氩气保护下室温搅拌反应35h；抽滤除去溶液得到产物，并用无水乙醇洗涤产物5次，将产物置于60℃的真空烘箱中真空干燥12h即可得到功能化MXene(Ti₃C₂Tx)纳米片。

步骤四、原位聚合法制备电磁屏蔽功效的有机硅耐热涂层材料

(1)将苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷、氨基功能化聚硅氧烷以及固化剂按质量比为1:0.4：0.6溶解在无水乙醇中得到混合溶液E，向混合溶液E中加入功能化MXene(Ti₃C₂Tx)纳米片，氩气保护下磁力搅拌45min，再超声分散45min，在53℃条件下旋蒸45min除去无水乙醇，得到混合产物F，其中超声的功率为300W，所述功能化MXene(Ti₃C₂Tx)纳米片的质量占苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷、氨基功能化聚硅氧烷和固化剂总质量的50％。

(2)将得到的混合产物F置于烘箱中进行固化反应，固化反应的条件为100℃反应1.5h后升温至150℃反应2h，然后升温至178℃反应3h，得到具有电磁屏蔽功效的有机硅耐热涂层材料。

Claims (7)

1.一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层，包括有机硅聚合物基体、电磁屏蔽填料和固化剂，其特征在于：所述有机硅聚合物基体为苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷和氨基功能化聚硅氧烷，所述电磁屏蔽填料为γ-氨丙基三乙氧基硅烷表面功能化的Ti₃C₂T_x纳米片，所述苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷的结构式为

所述氨基功能化聚硅氧烷的结构式为：

2.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层，其特征在于：有机硅聚合物基体、电磁屏蔽填料和固化剂的质量比例范围为1:0.45～0.85:0.1～0.66。

3.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层，其特征在于：苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷与氨基功能化聚硅氧烷的质量比例范围为1:0.25～0.55。

4.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层，其特征在于：所述苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷结构中R1与R2的摩尔比为1:0.5～3。

5.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层，其特征在于：所述固化剂为酚醛胺固化剂、酚醛酰胺固化剂、芳香族胺类固化剂、酸酐固化剂以及咪唑类固化剂、聚酰胺固化剂或聚苯并咪唑固化剂。

6.一种权利要求1-5任一权利要求所述的具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将缩水甘油醚硅烷试剂和苯基硅烷试剂按摩尔比为0.5～3:1的比例混合均匀得到混合溶液A，将混合溶液A加入到体积分数为90～95％的乙醇溶液中搅拌均匀得到混合溶液B，向混合溶液B中滴加HCl调控pH值为3～5，将混合溶液B置于50～60℃反应3～6h，反应结束后，去除乙醇、去离子水和HCl，得到苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷；其中混合溶液A与乙醇溶液的体积比为1：0.16～0.34；

步骤二、将氨基硅烷加入到体积分数为90～96％的乙醇溶液中得到混合溶液C，将混合溶液C置于50～60℃反应3～6h，反应结束后，去除乙醇和去离子水，得到氨基功能化聚硅氧烷；其中，氨基硅烷与乙醇溶液的体积比为0.16～0.40:1；

步骤三、将层状Ti₃C₂T_x分散到体积分数为90～95％的乙醇溶液中，加入层状Ti₃C₂Tx质量的1-3％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在氩气保护下室温搅拌反应24～48h，抽滤除去溶液得到产物，并用乙醇洗涤产物，将产物真空干燥后得到功能化Ti₃C₂T_x纳米片，其中，层状Ti₃C₂Tx与乙醇溶液的质量体积比为1g:500ml～1000ml；

步骤四、将苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷、氨基功能化聚硅氧烷以及固化剂按质量比为1:0.25～0.55：0.125～1.023的比例溶解在无水乙醇中得到混合溶液E，向混合溶液E中加入功能化Ti₃C₂T_x纳米片，惰性气体保护下搅拌30～60min，再超声分散30～60min，除去无水乙醇，得到混合产物F，将混合产物F置于烘箱中进行固化反应，得到具有电磁屏蔽功效的有机硅耐热涂层材料，所述功能化Ti₃C₂T_x纳米片的质量占苯基-缩水甘油醚基功能化聚硅氧烷、氨基功能化聚硅氧烷和固化剂总质量的27％～77％。

7.根据权利要求6所述的一种具有电磁屏蔽效应的有机硅耐热涂层的制备方法，其特征在于：步骤四中，固化反应的条件为80～120℃反应1～2h后升温至140～160℃反应1～3h，然后升温至170～185℃反应2～4h。

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