[发明专利]一种石墨烯水凝胶及其制备方法

说明书

一种石墨烯水凝胶及其制备方法，所述石墨烯水凝胶原料配方包含以下各重量份的组分：端乙烯基聚二甲基硅氧烷10‑50份；端乙烯基聚甲基乙烯基硅氧烷10‑50份；端甲基侧含氢聚硅氧烷1‑10份；端含氢聚硅氧烷1‑10份；硅氢扩链剂0.1‑5份；石墨烯10‑50份；碳纳米管1‑10份；增粘剂0.1‑2份；碳界面处理剂0.1‑2份；惰性稀释剂1‑5份，炔醇抑制剂0.01‑1份；铂金催化剂0.01‑1份。本发明与现有技术相比，该石墨烯水凝胶及石墨烯基电磁和热屏蔽有机硅材料利用石墨烯优异的电子效应和热效应等物理性质，不仅达到了电磁和热同时屏蔽的性能，而且各组分协同作用，达到了优秀的力学强度和可靠稳定性。

技术领域

本发明属于胶粘材料技术领域，涉及一种石墨烯水凝胶及其制备方法。

背景技术

有机硅材料主链由硅-氧链节构成，侧链由有机基团与主链硅原子连接构成，独特的结构使有机硅材料兼备无机与有机材料的性能，耐温特性、耐候性和低表面能等使有机硅材料应用领域不断拓宽，形成独树一帜的材料体系。有机硅水凝胶是有机硅材料应用不可或缺的重要组成部分，水凝胶的优势在于质地柔软，低弹性模量，广泛应用于电子元器件粘结、密封和保护，所处的温度介于零下50℃到机器作业的最高温度之间，弹性模量基本不变，特殊的水凝胶甚至能承受零下100℃到300℃冷热循环冲击，目前其他材料无法与之媲美。

现在电子设备中的机械结构越来越少，电气化程度却越来越高，随着5G技术的推出，更是需要材料电气化程度发生革命性的变化。为了满足有机硅材料在电子工业各领域的应用，常用大量金属和金属氧化物等功能体填充有机硅基体，通过闭路或导通的形式，赋予有机硅材料电子电气化功能。传统金属和金属氧化物电子电气功能化单一，且作用有限，无法兼备电磁屏蔽和热屏蔽等要求。大量的功能化金属和金属氧化物增加有机硅材料表面张力和表面能，导致剪切与拉拔等力学性能和作业可靠性受到严重影响。

通过功能化金属和金属氧化物赋予有机硅水凝胶电子电气功能，此路不通。低量填充无法形成有效闭路或导通，高量填充导致水凝胶表面张力增加，表面粘附性消失，弹性模量升高，压缩量变小，作业时对电子元件产生机械应力，破坏敏感元器件。且功能化金属和金属氧化物稳定性差，导致有机硅水凝胶作业可靠稳定受到影响，也限制了水凝胶在电子工业各领域的应用。所以，对新型的功能化填料进行控制变量的研究具有重要意义。

石墨烯是一种由碳原子以SP²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，石墨烯中的载流子遵循一种特殊的量子隧道效应，即使在碰到杂质时也不会产生背反射，超高的载流子迁移率和超强的局域导电性导致电磁感应在石墨烯上产生反向电磁场和涡流，减弱和抵消干扰电磁波的作用，达到最佳的电磁屏蔽效果。不仅如此，石墨烯在辐射下稳定，不产生高能量射线或只产生低能量射线，热中子吸收截面小，优异的高能量射线衰减和热中子吸收慢化性能有效减弱辐射能量进入电子工业设备，保护敏感元件不致因吸收辐射能量产生大量热量引起巨大的热应力而损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯水凝胶及制备方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种石墨烯水凝胶，所述石墨烯水凝胶的原料配方包括下列重量份的原料：

优选的技术方案为：所述端乙烯基聚二甲基硅氧烷在25℃条件下，运动粘度为10000-100000，平均分子量为100000-1000000，乙烯基官能团含量为0.1％-5％。

优选的技术方案为：所述端乙烯基聚甲基乙烯基硅氧烷在25℃条件下，运动粘度为1000-10000厘泊，平均分子量为10000-100000，乙烯基官能团含量为0.1％-5％以内。

优选的技术方案为：所述端甲基侧含氢聚硅氧烷结构式如下：