[发明专利]羟乙基纤维素/纳米黏土/石墨烯复合膜及其制法与应用

说明书

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种羟乙基纤维素/纳米黏土/石墨烯复合膜及其制法与应用。所述复合膜的制备方法包括以下步骤：将羟乙基纤维素加入水中溶解，再加入黏土，高速搅拌，得到混合均匀的羟乙基纤维素黏土分散液，随后加入石墨烯，搅拌后得到均一混合液，然后干燥，制得羟乙基纤维素/纳米黏土/石墨烯复合膜。本发明制备的羟乙基纤维素/纳米黏土/石墨烯复合膜制备方法制备工艺简单，易操作，适于工业化生产，而且绿色环保，易于降解，有效解决塑料制品带来的白色污染，降低生态环境压力，可用于材料包装、消防、传感器等领域，有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及羟乙基纤维素/纳米黏土/石墨烯复合膜及其制法与应用。

背景技术

近年来，随着科学技术发展，电子器件已经越来越多的走进人们生活，但同时也带来了挑战，如防火，环保问题。根据统计，全世界每年发生的电器火灾高达600多万起，火灾造成的财产损失在160亿以上。而且，技术的不断更新缩短了电子器件的寿命，产生了大量难以降解的电子垃圾，给人们的生活环境带来了很大的干扰。通过技术创新，制备低环境污染、可降解和阻燃性能好的新型电子器件可从根本上解决防火、环保问题。羟乙基纤维素具有良好的成膜性能，但是羟乙基纤维素基材强度不高，阻燃性能差。

石墨烯因其优良的力学、电学、热学和光学等特性，在学术界倍受广泛关注。

解决电子器件的难降解，阻燃性差是现阶段一个技术难题，因此，开发出一种具有阻燃效果的羟乙基纤维素/纳米黏土/石墨烯复合膜具有重要意义。

中国专利申请201610130373.X公开了一种柔性抗燃高介电纳米复合膜，以纳米纤维素为基底，与蒙脱土和还原氧化石墨烯复合制得，具有良好的阻燃性能，但是其成膜性能不足，需要在聚四氟乙烯膜上进行抽滤才能成膜。

国外相关文献(Wicklein B，Kocjan A，Salazar-Alvarez G，et al.Thermallyinsulating and fire-retardant lightweight anisotropic foams based onnanocellulose and graphene oxide[J].Nature Nanotechnology，2015，10(3):277-83.)公开了一种纳米纤维素-石墨烯-海泡石-硼酸阻燃绝热材料，但其制得的是用于建筑外墙的泡沫材料，不适用于电子器件上。

发明内容

为了解决以上现有材料存在的缺点和不足之处，本发明首要目的在于提供一种羟乙基纤维素/纳米黏土/石墨烯复合膜。

本发明的另一目的在于提供一种羟乙基纤维素/纳米黏土/石墨烯复合膜的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述羟乙基纤维素/纳米黏土/石墨烯复合膜的应用。

本发明的技术方案如下：

一种羟乙基纤维素/纳米黏土/石墨烯复合膜，由羟乙基纤维素、纳米黏土和石墨烯组成；所述羟乙基纤维素与纳米黏土的质量比为(5～50)：1，所述羟乙基纤维素与石墨烯的质量比为(5～10)：1；所述纳米黏土为棒状结构，厚度为1～1.5nm，径向长度为90～120nm；所述石墨烯厚度为0.1～0.5nm。

一种羟乙基纤维素/纳米黏土/石墨烯复合膜的制备方法，包括以下步骤：

将羟乙基纤维素加入水中溶解，再加入纳米黏土，高速搅拌后得到混合均匀的羟乙基纤维素黏土分散液；随后加入石墨烯，搅拌后得到均一混合液，然后干燥，制得羟乙基纤维素/纳米黏土/石墨烯复合膜；

所述羟乙基纤维素与纳米黏土的质量比为(5～50)：1，所述羟乙基纤维素与石墨烯的质量比为(5～10)：1；所述纳米黏土为棒状结构，厚度为1～1.5nm，径向长度为90～120nm；所述石墨烯厚度为0.1～0.5nm。