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专利号: 2021107971020
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般喷射或雾化;对表面涂覆液体或其他流体的一般方法〔2〕
更新日期:2023-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种制备纤维素纳米晶体/MXene自组装的阻燃抗静电涂层的方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)以纤维素纳米晶体为模板,含磷酸为掺杂酸,含氮化合物为单体,在水溶液中原位氧化聚合并包覆纤维素纳米晶体,制备纤维素纳米晶体分散液;

(2)用盐酸和氟化锂选择性刻蚀Ti3AlC2 MXene,分离收集固体,获得Ti3C2Tx胶体;将Ti3C2Tx胶体分散在含多酚的Tri‑HCl溶液中,对Ti3C2Tx进行剥离,得到2D的Ti3C2Tx纳米片水分散液;其中,Tx为表面端基,包含羟基、氟、氧或其组合;

(3)将基体交替浸在步骤(1)所得的纤维素纳米晶体分散液和步骤(2)所得的Ti3C2Tx纳米片水分散液中,两种分散液通过氢键层层自组装,在基体表面构筑得到阻燃抗静电涂层;

含磷酸为己二胺四亚甲基磷酸、植酸、羟基乙叉二磷酸、磷酰基羟基乙酸中的一种或多种;含氮化合物为苯胺、吡咯、聚噻吩中的一种或两种;多酚为3,4‑二羟基苯丙氨酸、单宁酸、多巴胺的一种或多种;

所述步骤(1)中纤维素纳米晶体分散液的固含量为0.2wt%~0.4wt%。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)分散液的组分按重量份数配比,包括:5~10份含磷酸、10~12份含氮化合物、1~3份纤维素纳米晶体。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)中Ti3C2Tx纳米片水分散液的浓度为1~5mg/mL。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(2)中,多酚与Ti3C2Tx胶体的质量比为1:(0.6‑4)。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(1)分散液中,植酸与纤维素纳米晶体质量比为(1‑10):3。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基体为玻璃钢。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤(3)中,基体交替浸入两种分散液的次数为10‑20次。

8.一种阻燃抗静电涂层,其特征在于,其组分包括:含磷酸掺杂含氮聚合物包覆纤维素纳米晶体和多酚辅助剥离的MXene;

其中,含磷酸掺杂含氮聚合物包覆纤维素纳米晶体通过如下过程制备:以纤维素纳米晶体为模板,含磷酸为掺杂酸,含氮化合物为单体,在水溶液中原位氧化聚合并包覆纤维素纳米晶体;

多酚辅助剥离的MXene通过如下过程制备:用盐酸和氟化锂选择性刻蚀Ti3AlC2 MXene,分离、收集固体,获得Ti3C2Tx胶体;将Ti3C2Tx胶体分散在含多酚的Tri‑HCl溶液中,对Ti3C2Tx进行剥离,得到2D的Ti3C2Tx纳米片水分散液;其中,Tx为表面端基,包含羟基、氟、氧或其组合。

9.权利要求8所述的阻燃抗静电涂层在轨道交通、船舰、航空航天领域中的应用。