[发明专利]一种氧化石墨烯改性复合型导热硅橡胶及其制备方法

摘要

本发明公开了一种氧化石墨烯改性复合型导热硅橡胶及其制备方法，以0.5‑1份硅烷偶联剂部分改性的氧化石墨烯作为导热填料和无机交联剂，以10‑50份溶胶‑凝胶法制备的纳米SiO2作为导热填料，以5‑30份含羟基及乙烯基的两种粘度的MQ硅树脂复合作为特种粘合改性剂，1‑10份有机氢聚硅氧烷为有机交联剂，0.1‑2份铂配合物为催化剂，0.01‑0.001份炔醇类物质作为抑制剂及以60‑100份聚有机硅氧烷树脂作为基胶采用纳米复合法制备高导热低膨胀系数的复合型硅树脂，其可以广泛用于各类电子元件的封装中，起到减震和散热作用。

主权项

一种氧化石墨烯改性复合型导热硅橡胶的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯改性复合型导热硅橡胶包括组份及其质量份数如下，所述氧化石墨烯改性复合型导热硅橡胶的制备方法包括以下步骤：(1)采用Hummers法制备氧化石墨烯：以质量份数计，将230‑500份强酸置于冰水浴中，搅拌下加入10‑25份原生石墨粉与5‑10份硝酸钠，搅拌25‑30分钟；加入30‑60份氧化剂，反应1‑1.5小时；移至30‑35℃水浴中搅拌，加入460‑500份去离子水稀释，温度升至90‑95℃；搅拌15‑20分钟后，补加去离子水500‑750份，加入25‑50份质量浓度为25‑30％的H2O2溶液，待到反应液的颜色为金黄色；用去离子水洗涤，加入3‑5份质量浓度为35‑36.5％的HCl溶液；用去离子水反复洗涤，直至pH＝6.5‑7.5为止，最后将洗好的氧化石墨悬浮液抽滤，得到干燥的氧化石墨烯；所述氧化石墨烯采用硅烷偶联剂进行部分表面改性；所述硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570中的一种或多种；所述强酸为浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸、浓磷酸、浓高氯酸中的一种或多种；所述氧化剂为高锰酸钾、氯酸钾和重铬酸钾中的一种或多种；(2)采用Sol‑Gel法制备纳米二氧化硅溶胶：以四乙氧基硅烷、四甲氧基硅烷或四乙氧基钛为原料，以醇类和水按质量比1：5‑5：1配制成共溶剂，将原料与共溶剂按质量比1：1‑1：5混合于20‑80℃恒温水浴、搅拌，5‑10分钟后，滴加催化剂，保温4‑5h，即得到纳米溶胶；所述醇类为乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇和异丁醇中的一种或多种；所述催化剂为盐酸、硝酸、硼酸、硫酸、氨水、碳酸氢钠或氢氧化钠；(3)MQ硅树脂的制备：在配有搅拌器，温度计和冷凝管的四口烧瓶中，加入45‑50份去离子水，4.5‑5份浓盐酸，60‑100份乙醇，60‑100份六甲基二硅氧烷，6‑10份四甲基二乙烯基二硅氧烷及200‑300份甲苯在40℃下混合半个小时，然后慢慢滴入208‑210份正硅酸乙酯，升温到80℃反应两小时，然后用去离子水洗涤至中性，真空减压蒸馏得到甲基乙烯基硅树脂，然后按一定质量比将羟基硅油与所述甲基乙烯基硅树脂加入装有甲苯的三口烧瓶中，滴加催化剂，升温到100℃反应四个小时，即得到所需MQ硅树脂；(4)基胶的制备：将60‑100份组分的有机聚硅氧烷，10‑50份二氧化硅，8‑10份六甲基二硅氧烷，4‑10份去离子水，在160‑200℃下于捏合机中带真空搅拌处理四个小时，然后过三辊备用；(5)复合型导热硅橡胶的制备：在40‑60份基胶中，加入25℃粘度1000‑50000cps，乙烯基含量为0.6‑0.8％有机聚硅氧烷12‑20份，25℃粘度200‑500cps，乙烯基含量为1.0‑2.0％的有机聚硅氧烷5‑10份，采用硅烷偶联剂进行部分表面改性的氧化石墨烯0.5‑1份，纳米二氧化硅10‑50份，MQ硅树脂5‑30份，有机氢聚硅氧烷1‑10份，0.001‑0.01份炔醇类抑制剂，铂催化剂0.1‑2份，混合搅拌均匀得到硅橡胶；所述的炔醇类抑制剂选用乙炔基环己醇、甲基丁炔醇、二甲基己炔醇和辛炔醇中的一种或多种。