[发明专利]一种新型有机-无机杂化片状Janus导热填料及其制备方法

权利要求书

1.一种新型有机-无机杂化片状Janus导热填料及其制备方法，其特征是，

(1)有机-无机杂化片状Janus导热填料是以片状二氧化硅为基板，在基板两侧分别沉积有导热的无机金属粒子，以及改善填料与聚合物基体相容性的有机分子；

(2)其制备方法包括以下步骤：

①以内部带羟基、外部带氨基的SiO₂中空球为模板，将其分散于含有金属盐与保护剂的水溶液，其中，中空球浓度为0.01～10wt％，保护剂与金属盐的质量比为0.1～10；

②在步骤(a)得到的分散体系中加入还原剂，利用中空球表面氨基与金属离子的络合作用，将金属离子还原成零价金属，并沉积于中空球的表面，获得金属纳米粒子沉积的SiO₂中空球，其中，还原剂与金属离子摩尔比为0.1～10；

③将沉积金属纳米粒子的中空球粉碎，使内部功能性羟基暴露出来，以获得一面带金属粒子、一面带羟基的Janus片(M-J-OH)；

④对Janus片(M-J-OH)另一面的OH-直接进行表面改性，引入硅烷偶联剂Y-R-Si(OR)₃，利用硅烷偶联剂与羟基的反应，在Janus片表面引入官能团Y，制得M-J-Y Janus片备用；

⑤将M-J-Y Janus片与助催化剂分散于溶剂中，随后加入单体，使官能团Y引发单体进行聚合；或将预先经阴离子聚合制备的聚合物刷与Y反应，实现有机分子的键入，获得有机-无机杂化的片状Janus填料。

2.根据权利要求1所述的导热填料，其特征是：填料具有片状Janus结构，无机导热粒子与有机分子严格分布于片的两侧。

3.根据权利要求1所述的导热填料，其特征是：片径尺寸为0.1～10μm，填料厚度为5～1000nm。

4.根据权利要求1所述的有机-无机杂化片状Janus填料，其特征是：表面导热金属粒子为金、银、铜、镍及铝等热导率高的材料，金属粒子粒径为10～1000nm。

5.根据权利要求1所述的导热填料，其特征是：所述的有机分子为聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚异戊二烯、聚丁二烯、丁苯橡胶等烯烃或二烯烃的均聚或共聚产物。

6.根据权利要求1或4所述的导热填料，其特征是：所述的聚合物刷的摩尔接枝密度为10～70％，分子量为10～500K。

7.根据权利要求1所述的导热粒子制备方法，其特征是：中空球模板尺寸在0.5～50μm，球壁厚度为5～500nm。

8.根据权利要求1所述的导热粒子制备方法，其特征是：所述的保护剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，脂肪酸、脂肪胺、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、水溶性淀粉、明胶等中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的导热粒子制备方法，其特征是：所述的还原剂为柠檬酸、抗坏血酸、肼、葡萄糖、硼氢化钠、酒石酸钾、甲醛、甲酰胺、次亚磷酸钠和亚磷酸盐等中的一种或几种。

10.根据权利要求1所述的导热粒子制备方法，其特征是：所述的硅烷偶联剂为4-氯甲基苯基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、溴代苯基三甲氧基硅烷、4-氯甲基苯基三氯硅烷等中的一种或几种。所述的催化剂/助剂为N N N' N” N”-五甲基二乙烯基三胺(PMDETA)/溴化亚铜(CuBr)或N N N' N” N”-五甲基二乙烯基三胺(PMDETA)/氯化亚铜(CuCl)；所述的Y为Cl，Br等官能团；所述的单体为烯烃、二烯烃、丙烯酸酯类等中的一种或几种。