本發明屬于導熱復合材料，具體涉及一種高導熱阻燃pbo納米復合薄膜及其制備方法。
背景技術：
1、隨著人工智能、5g通信、物聯網和大數據等高新技術的快速發展，電子行業的元件逐漸向高功率化、高集成化和高密度等方向發展。電子器件在高負荷運行時產生的熱量愈發難以有效散發，不可避免地導致局部熱聚集問題，進而影響設備及其元器件的運行效率、使用壽命和可靠性。可見，開發高效散熱的熱管理材料勢在必行。傳統的熱管理材料如金屬、陶瓷等雖具有較高的熱導率，但其高密度和脆性差等缺陷不利于電子產品的日益小型化和集成化。聚合物基導熱復合材料因具有輕質、柔性、耐腐蝕、易成型加工等優點，在電子元器件熱管理的界面和封裝材料中逐漸脫穎而出。然而，聚合物基體通常存在熱導率低（導熱系數通常低于0.5?w?m-1k-1）、耐溫性差且易燃的不足。通過在聚合物中添加無機導熱填料（如石墨烯、碳納米管和氮化硼等）可獲得高導熱性（＞15?w?m-1k-1）的聚合物基導熱材料。然而，目前聚合物基導熱材料仍普遍存在無機導熱填料均勻分散困難、機械性能損失嚴重和密度明顯增加等問題。
2、聚對苯撐苯并二噁唑（pbo）纖維具有超高強度、超高模量、超高耐熱性和超阻燃性的“四超”性能，同時其高度取向及結晶結構表現出良好的軸向導熱率，但其作為低維材料難以直接用于熱管理。近年來，由pbo纖維衍生的pbo納米纖維，被視為在電子信息和5g通訊等領域具有廣闊的應用前景。然而，pbo納米纖維間相互作用較差，導致導熱性能不夠理想。新型二維材料mxene納米片因特殊的結構和豐富的表面官能團，理論導熱系數高達108?wm-1k?1，在熱管理方面表現出了廣闊的應用前景，但純mxene薄膜的機械性能差，難以滿足應用需求。將pbo納米纖維與mxene復合有望獲得高性能聚合物基導熱材料。專利cn119823426?a公開了一種mxene-邊緣氧化石墨烯異質結/pbo纖維多功能導熱復合薄膜及其制備方法，但受限于基體與填料的分散性和相容性，所制備的復合薄膜的導熱和力學強度等仍較低。因此，如何提升導熱填料與高分子基體之前的界面作用力，以進一步提升復合材料的導熱和力學等性能是本領域技術人員亟需解決的問題。
技術實現思路
1、為解決現有技術中聚合物基體與導熱填料相容性差、作用力弱且復合材料導熱和力學等性能不理想的問題，本發明提供了一種高導熱阻燃pbo納米復合薄膜及其制備方法。
2、為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案為：
3、本發明的目的之一是保護一種高導熱阻燃pbo納米復合薄膜的制備方法，其包括以下步驟：
4、（1）pbo納米纖維分散液的制備：將pbo纖維加入到混合酸中，攪拌得到pbo納米纖維分散液；
5、（2）天然多酚化合物改性mxene納米片的制備：將天然多酚化合物和mxene納米片超聲分散于去離子水中，之后在分散液中加入ph調節劑至體系呈弱堿性，攪拌后冷凍干燥得到天然多酚化合物改性的mxene納米片；
6、（3）pbo/mxene納米復合薄膜的制備：將天然多酚化合物改性的mxene納米片加入到pbo納米纖維分散液中，攪拌均勻后滴加混合酸水溶液，得到pbo/mxene納米復合酸溶膠；將其靜置得到酸凝膠，之后進行溶劑交換，得到pbo/mxene納米復合水凝膠；再經壓延成型、干燥，即得pbo/mxene納米復合薄膜。
7、優選地，步驟（1）中所述混合酸是由甲烷磺酸（msa）和三氟乙酸（tfa）按質量比1:(1.0~1.5)混合而成。
8、優選地，步驟（1）中所用pbo纖維與混合酸的質量比為1:(200~400)。
9、優選地，步驟（1）中所述攪拌的溫度為25℃~40℃，時間為2~3天。
10、優選地，步驟（2）中所述天然多酚化合物選自單寧酸、鞣花酸、表沒食子兒茶素沒食子酸酯、綠原酸、兒茶素、檞皮素中的任一種。
11、優選地，步驟（2）中所用天然多酚化合物和mxene納米片的質量比為(1~5):1。
12、優選地，步驟（2）中所得分散液中mxene納米片的濃度為4~8?mg/ml。
13、優選地，步驟（2）中所述ph調節劑選自氨水、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、三羥甲基氨基甲烷中的任一種，用其調節體系ph至8~9。
14、優選地，步驟（2）中所述攪拌的溫度為25℃~30℃，時間為12~24h。
15、優選地，步驟（2）中所述冷凍干燥的真空度為6.0~10.0pa，溫度為-50℃~-99℃，時間為24h~72h。
16、優選地，步驟（3）中所用天然多酚化合物改性納米片與pbo納米纖維分散液中pbo纖維的質量比為1:(1~4)。
17、優選地，步驟（3）中攪拌的時間為15~20min。
18、優選地，步驟（3）中所述混合酸水溶液是由甲烷磺酸、乙酸乙酯和水按質量比400:(115-130):(15-25)混合而成。
19、優選地，步驟（3）中混合酸水溶液的用量與pbo納米纖維分散液中pbo纖維的質量比為(285~315):1。
20、優選地，步驟（3）中所述靜置的時間為24h。
21、優選地，步驟（3）中所述溶劑交換是先于甲烷磺酸水溶液中浸泡，再于水中浸泡，以完全去除酸。
22、更優選地，所述甲烷磺酸水溶液中甲烷磺酸和水的質量比為(0~4):1。
23、具體地，其是先后于甲烷磺酸/水（160g/40g）、甲烷磺酸/水（140g/60g）中浸泡，再于水中浸泡。
24、更優選地，在甲烷磺酸水溶液中浸泡的時間為12h；在水中浸泡的次數為6~13次，每次浸泡1~2h。
25、優選地，步驟（3）中所述壓延成型的壓力為0.6~l.0kpa。
26、優選地，步驟（3）中所述干燥的溫度為30℃~50℃，時間為24~48h。
27、本發明的目的之二是保護所述方法制得的高導熱阻燃pbo納米復合薄膜。
28、優選地，所得高導熱阻燃pbo納米復合薄膜的導熱系數大于37?w·m-1k-1，拉伸強度大于240?mpa，極限氧指數大于54%。
29、與現有技術相比，本發明的顯著優勢在于：
30、（1）本發明利用天然多酚化合物具備的多苯酚結構與mxene表面官能團（-f、-cl、-oh）的氫鍵組裝作用，形成穩定的天然多酚化合物改性mxene納米基元，進而通過其與pbo納米纖維基體之間形成的強π-π作用和氫鍵交聯等作用力，起到了增強界面作用和改善分散性的雙重效果，同時提供了額外的導熱橋，有效降低mxene與pbo納米纖維間的界面熱阻，解決了現有導熱復合材料中導熱填料分散不均勻和界面熱阻高的問題。
31、（2）本發明采用溶膠-凝膠-膜轉化工藝，將功能化mxene均勻分散在pbo納米纖維網絡結構中，形成精細的“磚-泥”仿貝殼珍珠層取向結構，實現力學性能的增強。
32、（3）本發明提供的pbo/mxene納米復合薄膜在低mxene添加量時，即可同時兼具優良的導熱性能、力學性能、阻燃防火和熱穩定等性能，可滿足高功率密度電子器件、電氣設備和航空航天等領域的散熱要求。