[发明专利]MXene/镍纳米线导电填料及制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种MXene/镍纳米线导电填料，是由镍纳米线和MXene复合而成，镍纳米线附着生长在MXene上，镍纳米线的质量分数为35％～70％，MXene的质量分数为30％～65％。本发明还公开了导电填料的制备方法和应用；该制备方法包括：制备硝酸银醇溶液；MXene粉体预处理；制备模板剂醇溶液；制备三氯化铁醇溶液；将三种溶液混合，并加入预处理后的MXene粉体，水浴加热，机械搅拌混合；将混合液倒入反应釜，置于烘箱中在交变强磁场环境中保温，冷却得到反应后物料；将反应后物料经清洗、烘干得到MXene/镍纳米线导电填料。该导电填料具有优异的导电性能，可以用于制备防腐蚀性能优异的防腐蚀涂层。

技术领域

本发明涉及防腐蚀表面涂层材料技术领域，特别涉及一种MXene/镍纳米线导电填料，以及制备方法和在制备防腐蚀涂层上的应用。

背景技术

金属材料的腐蚀不仅使国民经济遭受巨大的损失，而且对环境也造成了严重的危害。目前，金属材料的腐蚀防护最直接、最普遍的方法是在其表面涂覆防腐蚀涂层。添加功能防腐蚀填料是进一步提高涂层防腐蚀性能的有效手段，通常包含提高屏蔽性能的片层填料和对金属腐蚀有抑制作用的填料。

石墨烯、氮化硼等二维纳米片，具有优异的力学性能、导热性、耐磨性、阻隔性、疏水性，在金属腐蚀防护领域具有巨大应用前景。国内几条生产线已量产石墨烯，但仍缺少应用出口，主要存在的问题是缺少石墨烯的高效分散技术。相比石墨烯，氮化硼纳米片是绝缘体，不存在腐蚀促进作用，但缺少氮化硼纳米片高效剥离方法；氮化硼纳米片表面没有任何官能团，与树脂相容性差；且氮化硼纳米片易于团聚，需要合适的高效的分散剂。由此可见，上述二维材料由于分散性的问题仍不能在防腐蚀涂层方面得到很好的应用。

二维过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化合物(MXene)是一种新兴的二维层状纳米材料。MXene因电导率高、活性位点多、比表面积大等特点，在涂层防腐蚀、储能、电磁干扰屏蔽、透明导体以及光电等方面有很好的应用前景。通过调节MXene材料中的过渡金属种类、不同终端基、掺杂类型、第二复合相等可以使它在应用领域发挥出最优的性能。且相比于石墨烯等二维材料，其低廉的成本和良好的分散性使其更符合实际应用的要求。

鉴于上述问题及背景，本发明通过将MXene与具有高导电性、耐腐蚀的NiNWs复合形成复杂的导电网络，制备出一种高性能的防腐蚀涂层用MXene/NiNWs导电填料。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种MXene/镍纳米线导电填料及制备方法和应用，该导电填料中的镍纳米线与MXene之间形成复杂的导电网络，使导电填料具有优异的导电性能；该导电填料应用于制备防腐蚀涂层后，可以提高防腐蚀涂层的防腐蚀性能。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种MXene/镍纳米线导电填料，是由镍纳米线和MXene复合而成，镍纳米线附着生长在MXene上，且镍纳米线的质量分数为35％～70％，MXene的质量分数为30％～65％。

本发明进一步提供了一种MXene/镍纳米线导电填料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，制备硝酸镍醇溶液；

步骤2，MXene粉体的预处理，包括粗化、敏化和活化；

步骤3，制备模板剂醇溶液；

步骤4，制备生长助剂三氯化铁醇溶液；

步骤5，将步骤1、步骤3和步骤4所得的溶液充分混合，加入经过步骤2处理后的MXene粉体，搅拌均匀后进行水浴加热，机械搅拌使其充分溶解混合；

步骤6，将步骤5得到的混合液倒入反应釜中，置于烘箱中，在交变强磁场环境中保温一定时长，并随炉冷却，得到反应后物料；