[发明专利]一种导电有机硅的制备方法

说明书

本发明公开一种导电有机硅的制备方法，包括以下步骤：将乙烯基封端硅烷化氧化石墨烯悬浮液缓慢滴加至含氢硅油乳液中，加入催化剂氯铂酸，升温至60至80℃反应2至8h，待反应结束后，过滤，用甲苯清洗除去未和氧化石墨烯反应的含氢硅油，真空烘干，得到所述导电有机硅，其中，含氢硅油乳液、乙烯基封端硅烷化氧化石墨烯悬浮液以及氯铂酸质量比为100:(30～70):(0.5～2)。与现有技术相比，本发明通过共价键结合的方式，将导电的氧化石墨烯接入有机硅聚合物链段上。且实现了有机硅的导电性能，导电率在10^‑2至10³s/cm。

技术领域

本发明涉及导电材料的技术领域，特别涉及一种导电有机硅的制备方法。

背景技术

近年来，电子器件在人工智能、航空航天、生物医药领域的应用越来越广泛，银、铜、石墨等传统的导电材料因其加工难度大、成本高、耐化学性差等缺点，已难以满足电子器件集成化、轻量化、智能化的需求。具有导电功能的聚合物已逐渐取代传统导电材料。

有机硅高分子主要是以Si-O-Si为主链，有机基团为侧链的聚合物，因其没有能够自由移动的导电载流子，故其本身不具备导电性，其体积电阻率在10¹³～10¹⁵Ω·cm。导电有机硅材料的制备通常是将导电材料掺杂到有机硅基体中制备导电复合材料，常用的掺杂剂主要为碳材料(石墨烯、碳纳米管、富勒烯、炭黑)和金属材料(金、银)。因此，如何将导电材料通过共价结合的方式，引入到有机硅上，实现导电功能，一直是一个难点。

发明内容

本发明的目的在于提出一种导电有机硅的制备方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

一方面，本发明提供一种导电有机硅的制备方法，包括以下步骤：

将乙烯基封端硅烷化氧化石墨烯悬浮液缓慢滴加至含氢硅油乳液中，加入催化剂氯铂酸，升温至60至80℃反应2至8h，待反应结束后，过滤，用甲苯清洗除去未和氧化石墨烯反应的含氢硅油，真空烘干，得到所述导电有机硅，其中，含氢硅油乳液、乙烯基封端硅烷化氧化石墨烯悬浮液以及氯铂酸质量比为100:(30～70):(0.5～2)。

其中，含氢硅烷和乙烯基加成的反应通式如下：

在一些实施方式中，乙烯基封端硅烷化氧化石墨烯悬浮液的制备方法，包括以下步骤：

将乙烯基封端硅烷化氧化石墨烯、乳化剂加入到去离子水中，质量浓度为3至10％，超声分散3至6h，超声功率500至2000W。

在一些实施方式中，含氢硅油乳液的制备方法，包括以下步骤：

向硅烷偶联剂、含氢硅油和乳化剂的混合物中缓慢加入去离子水，利用高速分散均质机进行乳化。

在一些实施方式中，硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570、Si69中的一种或多种。

在一些实施方式中，含氢硅油结构式为：

其中，30≥2n≥m≥n≥10。

在一些实施方式中，乳化剂为tween-20、tween-60、tween-80中的一种或多种。

在一些实施方式中，乙烯基封端硅烷化氧化石墨烯的制备方法，包括以下步骤：

将氧化石墨烯加入到异丙醇中，质量浓度为3至10％，超声分散3至6h，超声功率500至2000W，待石墨烯均匀分散后，加入30至50％浓度的硅醇/异丙醇溶液，升温至50至70℃反应2至5h，过滤，用乙醇洗涤，烘干，得到所述乙烯基封端硅烷化氧化石墨烯。

其中，缩合的化学式如下：