[发明专利]具有温度传感功能的多重异质界面结构热电基阻燃涂层、其制备方法及其应用

权利要求书

1.一种具有温度传感功能的多重异质界面结构热电基阻燃涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）异质热电材料的合成：将核心热电材料和表面活性剂一起均匀分散于溶剂A中，搅拌1~24h；随后，加入酸和热电单体，并继续搅拌0.1~2h；接着将反应温度调整为-10~80℃，将氧化剂溶解于溶剂B中，并于0.1~1h内滴加到上述混合分散液中，滴完后继续反应4~36h；反应结束后，待混合反应液达到室温，对其进行离心处理，将沉淀物洗涤并均匀分散于溶剂C中备用，得到异质热电材料分散液；

2）多重异质界面结构热电基阻燃涂层的制备：将导电纳米材料和有机粘合剂分别均匀分散于溶剂C中，配制成导电纳米材料分散液和有机粘合剂分散液，再与步骤1）所制备的异质热电材料分散液一起均匀混合，加入适量溶剂C形成混合分散液；将混合分散液涂覆于易燃基材上，干燥处理；涂覆并干燥的工艺共进行1~20次，制得具有温度传感功能的多重异质界面结构热电基阻燃涂层；

当所述热电单体为3,4-乙烯二氧噻吩时，所述核心热电材料为聚苯胺、聚吡咯、聚咔唑、碲化锡、硒化银、硫化银中的一种或多种；

当所述热电单体为吡咯时，所述核心热电材料为聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚苯胺、聚咔唑、碲化锡、硒化银、硫化银中的一种或多种；

当所述热电单体为咔唑时，所述核心热电材料为聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚苯胺、聚吡咯、碲化锡、硒化银、硫化银中的一种或多种；

当所述热电单体为苯胺时，所述核心热电材料为聚(3,4-乙烯二氧噻吩)、聚吡咯、聚咔唑、碲化锡、硒化银、硫化银中的一种或多种；

所述热电单体和核心热电材料的质量比为0.25:1~5:1；

所述导电纳米材料为C₆₀、石墨烯、碳纳米管、MXene、银纳米线和银纳米颗粒中的一种或多种；所述有机粘合剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、海藻酸钠、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、氧化淀粉、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素和羧甲基壳聚糖中的一种或多种；

所述导电纳米材料和异质热电材料的质量比为0.1:1~2:1；所述有机粘合剂和异质热电材料的质量比为0.2:1~2:1。

2.根据权利要求1所述具有温度传感功能的多重异质界面结构热电基阻燃涂层的制备方法，其特征在于，在所述异质热电材料的合成步骤中，所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮、正癸基硫酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种；所述酸为盐酸、磷酸、硝酸和硫酸中的一种或多种，浓度为0.1~1mol/L；所述氧化剂为重铬酸钾、碘酸钾、硝酸铁、硝酸铈铵、过硫酸铵、过氧化氢、对甲苯磺酸铁和氯化铁中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述具有温度传感功能的多重异质界面结构热电基阻燃涂层的制备方法，其特征在于，在所述步骤1）中，所述表面活性剂和核心热电材料的质量比为0.3:1~10:1，所述酸和热电单体的摩尔比为0~30:1，所述氧化剂和单体的质量比为1:1~20:1。

4.根据权利要求1所述具有温度传感功能的多重异质界面结构热电基阻燃涂层的制备方法，其特征在于，所述异质热电材料分散液、导电纳米材料分散液和有机粘合剂分散液的浓度均为1wt%~6wt%，所述混合分散液的浓度为0.5wt%~5wt%。

5.根据权利要求1所述具有温度传感功能的多重异质界面结构热电基阻燃涂层的制备方法，其特征在于，所述溶剂A、溶剂B和溶剂C均为去离子水、甲醇、乙醇、正丁醇、三氯甲烷和正己烷中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述具有温度传感功能的多重异质界面结构热电基阻燃涂层的制备方法，其特征在于，所述涂覆是通过流延、刷涂、喷涂和浸涂中的一种或多种方法实现的，每次流延、刷涂或喷涂的涂覆量为0.05~0.20mL/cm²，每次浸涂时的浸泡时长为0.2~10min。