[發明專利]一種官能化石墨烯及其制備方法和聚有機硅氧烷

有效

• 申請號: 201711455687.8
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108219139B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 徐焰;林悅;史蒂夫·霍奇;安德烈·法拉利
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司;劍橋大學
• 主分類號: C08G77/06
• 分類號: C08G77/06;C08G77/04;C08K9/06;C08K3/04;C08K7/00;C08K3/22;C08K3/28;C08K3/38;C08L83/04;C09K5/14
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• 代理人: 暫無信息

本申請提供了一種官能化石墨烯，該官能化石墨烯是指表面接枝一個或多個活性分子的石墨烯，該活性分子包括多個端基官能團，該多個端基官能團包括至少兩個活性官能團。由于該活性官能團能夠和有機硅油中的分子發生化學反應，因此該官能化石墨烯能夠比較均勻的溶于該有機硅油，進而使得利用該官能化石墨烯制備的聚有機硅氧烷具有良好的導熱性能。另外，本申請還提供了該官能化石墨烯的制備方法和相應的聚有機硅氧烷。

技術領域

本申請涉及導熱技術領域，尤其涉及一種官能化石墨烯，該官能化石墨烯的制備方法和采用該官能化石墨烯制得的聚有機硅氧烷。

背景技術

石墨烯作為新型的導熱填料，由于具有大于3000W/mk的超高導熱系數，因此成為目前開發高性能導熱材料的研究熱點。已有研究表明，在有機硅油中添加重量百分比位于5％-10％區間內的石墨烯，可得到導熱系數大于2W/mk的有機硅樹脂。而在有機硅油中添加常規的導熱填料(比如氧化鋁)的情況下，如果要得到具有相同導熱系數的有機硅樹脂，則需要在有機硅油中添加重量百分比位于60％-90％區間的導熱填料。也即，為了得到具有相同導熱系數的有機硅樹脂，需要在有機硅油中添加的石墨烯的重要百分比要遠小于需要在有機硅油中添加的常規導熱填料的重要百分比。

但是，石墨烯與有機硅油的相容性比較差，將石墨烯添加到有機硅油中后，石墨烯很容易團聚在一起。

發明內容

本申請提供一種官能化石墨烯，該官能化石墨烯與有機硅油的相容性比現有技術中石墨烯與有機硅油的相容性要好。進一步的，本申請還提供了該官能化石墨烯的制備方法和采用該官能化石墨烯制得的聚有機硅氧烷。

第一方面，本申請提供一種官能化石墨烯，該官能化石墨烯包括一個或多個活性分子和石墨烯，多個該活性分子之間是相互隔離的。

其中，每一該活性分子均通過C-O-Si共價鍵接枝在所述石墨烯的上，且至少一個該活性分子通過多個所述C-O-Si共價鍵接枝在所述石墨烯的上，所述C-O-Si共價鍵中的C來自所述石墨烯。需要說明的是，所謂的多個是指兩個以上。

該活性分子的主鏈結構為至少兩個Si-O鍵串聯后，再與Si鍵串聯的結構，或為Si-O-Si結構。每一個該活性分子具有包括至少兩個活性官能團。

可選的，每一個所述活性分子具有，每一端基官能團與所述主鏈結構中的一個Si連接。所述多個端基官能團包括所述至少兩個活性官能團。

可選的，所述多個端基官能團中每一端基官能團均直接與所述主鏈結構中的一個Si連接。

可選的，所述多個端基官能團中每一端基官能團均通過烷基等鏈基與主鏈結構中的一個Si連接。

可選的，所述多個端基官能團中，一部分端基官能團中的每一端基官能團均直接與所述主鏈結構中的一個Si連接，另一部分端基官能團中的每一端基官能團均通過烷基等鏈基與主鏈結構中的一個Si連接。

在上述實施例中，由于該官能化石墨烯是指接枝有一個或活性分子的石墨烯，每一活性分子具有至少兩個活性官能團，因此在該官能化石墨烯分散到有機硅油后，該至少兩個活性官能團能與該有機硅油中的分子發生化學反應，所以該官能化石墨烯與有機硅油的相容性要好于現有技術中的石墨烯與有機硅油的相容性。

進一步的，在該官能化石墨烯中，至少一個活性分子通過兩個以上的C-O-Si共價鍵接枝在石墨烯的表面。也即，至少一個該活性分子是由接枝在石墨烯表面的兩個以上的硅烷發生聚合反應后得到的。所以，相對于每一個硅烷通過一個C-O-Si共價鍵接枝在石墨烯的表面來說，至少一個該活性分子將以類似網狀的結構覆蓋在該石墨烯的表面，也即覆蓋的面積更大。因此，本申請提供的官能化石墨烯相對于表面接枝硅烷的官能化石墨烯來說，具有更低的導電率。