本发明属于导热薄膜领域，具体为一种聚合物辅助剥离的氮化硼纳米片/芳纶纳米纤维复合导热薄膜及制备方法。
背景技术：
1、电子器件的高度集成化、大功率化，导致电子器件的热量聚集，难以散热，严重危害了电子器件的性能及其使用寿命，为了有效辅助电子器件散热，人们开始制备各类绝缘导热材料进行热量传导。近几年来，二维材料凭借其优异的物理化学性质受到技术人员的关注，采用导热系数高的填料填入成膜物质中，制备出具有高绝缘、高导热性能的薄膜来进行热量传递。
2、氮化硼(bn)具有优良的化学和热稳定性、绝缘、透波、低介电、低密度、易于修饰、加工、可与高分子复合、且作为热导率最高的陶瓷材料，因此属于性能优良的绝缘导热填料，与聚合物基底结合，形成复合导热薄膜，成为解决电子器件辅助散热的重要途径之一，在绝缘导热材料领域迅速发展。据相关报道，当六方氮化硼(h-bn)的厚度达到单层或多层时，氮化硼纳米片(bnns)能更好的展现其各方面优异的性能。但是，bn在剥离过程中存在一些问题，如制备出的bnns存在较多的晶格缺陷，引入新的官能团，无法拥有较大的横纵比，导致目前的氮化硼纳米片基导热薄膜的导热性能欠佳。
3、为了提高氮化硼纳米片基导热薄膜的导热性能，就需要保证bnns能够更好的展现bn的优异性能，在制备bnns过程中减少晶格缺陷和官能团的介入。然而，目前剥离bn的方法中，球磨剥离法、液相超声法、表面活化法和层间体积膨胀法得到的bnns尺寸小、厚度高、横纵比小，且依然存在较多的晶格缺陷，容易引入新的官能团，不利于后续制备高性能氮化硼纳米片基导热薄膜。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种聚合物辅助剥离的氮化硼纳米片/芳纶纳米纤维复合导热薄膜及制备方法，在cmc水溶液和hec水溶液中引入h-bn，在一定压力下对h-bn进行剥离，可通过改变粘度的方式改变对h-bn的包覆程度，进而改变均质过程中h-bn对均质通道的碰撞力与剪切力，制备高横纵比、低缺陷的bnns，提升bnns的本征热导率，最终提高氮化硼纳米片/芳纶纳米纤维复合薄膜的热导率。
2、本发明是通过以下技术方案来实现：
3、一种聚合物辅助剥离的氮化硼纳米片/芳纶纳米纤维复合导热薄膜的制备方法，包括如下步骤：
4、s1，将六方氮化硼分散到羧甲基纤维素钠水溶液中，羧甲基纤维素钠水溶液中羧甲基纤维素钠和去离子水的质量比为(0.5～1.5)：100，得到第一悬浮液；
5、将六方氮化硼分散到羟乙基纤维素水溶液中，羟乙基纤维素水溶液中羟乙基纤维素和去离子水的质量比为(0.5～1.5)：100，得到第二悬浮液；
6、s2，将第一悬浮液在75～90mpa下均质，之后分离其中的羧甲基纤维素钠，得到第一分散液；
7、将第二悬浮液在75～90mpa下均质，之后分离其中的羟乙基纤维素，得到第二分散液；
8、s3，将第一分散液和第二分散液分别与芳纶纳米纤维分散液混合均匀，芳纶纳米纤维为聚合物基底，分散液中的氮化硼纳米片为导热填料，之后进行成膜工艺，得到氮化硼纳米片/芳纶纳米纤维复合导热薄膜。
9、优选的，s1中，六方氮化硼和羧甲基纤维素钠的质量比为1：(2～6)，六方氮化硼和羟乙基纤维素的质量比为1：(2～6)。
10、优选的，s1中：将六方氮化硼加入到羧甲基纤维素钠水溶液中，之后搅拌40～50h，得到第一悬浮液；将六方氮化硼加入到羟乙基纤维素水溶液中，之后搅拌40～50h，得到第二悬浮液。
11、优选的，s2按如下过程，分别得到第一分散液和第二分散液：
12、将均质后的第一悬浮液先在7000～9000rpm的条件下离心，之后倒去上清液再用去离子水洗涤1～2次，得到第一分散液；
13、将均质后的第二悬浮液先在7000～9000rpm的条件下离心，之后倒去上清液再用去离子水洗涤1～2次，得到第二分散液。
14、进一步，s2采用相同的去离子水洗涤工艺得到第一分散液和第二分散液，所述的去离子水洗涤工艺如下：
15、每次洗涤时，先加入去离子水，之后在3000～4000rpm的条件下离心10～20min，再倒去上清液。
16、优选的，s3中所述的芳纶纳米纤维分散液按如下过程得到：
17、按1g：1.5g：500ml的比例，将对位芳纶纤维和koh分散到dmso中，得到浓度为2mg/ml的芳纶纳米纤维分散液。
18、进一步，s3中第一分散液中的氮化硼纳米片与相应芳纶纳米纤维分散液中芳纶纳米纤维的质量比为4:1，第二分散液中的氮化硼纳米片与相应芳纶纳米纤维分散液中芳纶纳米纤维的质量比为4:1。
19、优选的，s3中所述的成膜工艺依次为真空抽滤和热压。
20、进一步，所述的热压在210～230℃下进行8～12min。
21、一种由上述任意一项所述的聚合物辅助剥离的氮化硼纳米片/芳纶纳米纤维复合导热薄膜的制备方法得到的氮化硼纳米片/芳纶纳米纤维复合导热薄膜。
22、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
23、本发明一种聚合物辅助剥离的氮化硼纳米片/芳纶纳米纤维复合导热薄膜的制备方法，将h-bn分散到cmc水溶液和hec水溶液中，可通过调整两个聚合物水溶液的浓度，进而调整溶液对h-bn的包覆程度，避免h-bn的聚合，依靠撞击均质通道的内壁以及剥离过程中的剪切力，制备出高横纵比、低缺陷的bnns，提高bnns的本征热导率。越粘的溶液对h-bn的包覆面越大而更能保护h-bn免受撞击，越不利于剥离h-bn和得到高横纵比的bnns，及保持bnns的横向尺寸，因此将两者与去离子水的质量比最高调整为1.5％可平衡包覆与高剪切速率下剥离的相互作用，质量比低于0.5％包覆效果差，h-bn容易聚合。本发明充分利用cmc与hec易溶于水且增稠的特性，来提高溶液的粘度，其水溶液也具有良好的分散性，能够有效地增加两个聚合物颗粒在水中的分散度和稳定性，保障h-bn在均质过程中良好分散及均质过程中体系的流动。cmc的增稠性较高，可以在较低的浓度下提供较合适的粘度，在高剪切速率下表现出较好的稳定性，有利于保持体系的均匀性和稳定性；hec的增稠性相对较低，在高剪切速率下能提供较合适的粘度，同时hec作为非离子型聚合物，不带电荷，这使得它可高度兼容，不会引起不良反应。本发明以芳纶纳米纤维(anf)为聚合物基底，bnns为导热填料，尽可能的剥离h-bn，且不损害横向尺寸，得到尺寸大、厚度小的氮化硼纳米片，提高了bnns的本征热导率，在填充过程中搭建氮化硼导热通道，导热通道的建立有利于声子传递，使得热量迅速扩散，最终提高氮化硼纳米片/芳纶纳米纤维复合薄膜的热导率。
1.一种聚合物辅助剥离的氮化硼纳米片/芳纶纳米纤维复合导热薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的聚合物辅助剥离的氮化硼纳米片/芳纶纳米纤维复合导热薄膜的制备方法，其特征在于，s1中，六方氮化硼和羧甲基纤维素钠的质量比为1：(2～6)，六方氮化硼和羟乙基纤维素的质量比为1：(2～6)。
3.根据权利要求1所述的聚合物辅助剥离的氮化硼纳米片/芳纶纳米纤维复合导热薄膜的制备方法，其特征在于，s1中：将六方氮化硼加入到羧甲基纤维素钠水溶液中，之后搅拌40～50h，得到第一悬浮液；将六方氮化硼加入到羟乙基纤维素水溶液中，之后搅拌40～50h，得到第二悬浮液。
4.根据权利要求1所述的聚合物辅助剥离的氮化硼纳米片/芳纶纳米纤维复合导热薄膜的制备方法，其特征在于，s2按如下过程，分别得到第一分散液和第二分散液：
5.根据权利要求4所述的聚合物辅助剥离的氮化硼纳米片/芳纶纳米纤维复合导热薄膜的制备方法，其特征在于，s2采用相同的去离子水洗涤工艺得到第一分散液和第二分散液，所述的去离子水洗涤工艺如下：
6.根据权利要求1所述的聚合物辅助剥离的氮化硼纳米片/芳纶纳米纤维复合导热薄膜的制备方法，其特征在于，s3中所述的芳纶纳米纤维分散液按如下过程得到：
7.根据权利要求6所述的聚合物辅助剥离的氮化硼纳米片/芳纶纳米纤维复合导热薄膜的制备方法，其特征在于，s3中第一分散液中的氮化硼纳米片与相应芳纶纳米纤维分散液中芳纶纳米纤维的质量比为4:1，第二分散液中的氮化硼纳米片与相应芳纶纳米纤维分散液中芳纶纳米纤维的质量比为4:1。
8.根据权利要求1所述的聚合物辅助剥离的氮化硼纳米片/芳纶纳米纤维复合导热薄膜的制备方法，其特征在于，s3中所述的成膜工艺依次为真空抽滤和热压。
9.根据权利要求8所述的聚合物辅助剥离的氮化硼纳米片/芳纶纳米纤维复合导热薄膜的制备方法，其特征在于，所述的热压在210～230℃下进行8～12min。
10.一种由权利要求1～9中任意一项所述的聚合物辅助剥离的氮化硼纳米片/芳纶纳米纤维复合导热薄膜的制备方法得到的氮化硼纳米片/芳纶纳米纤维复合导热薄膜。
