一种有机硅增粘剂及其制备方法与流程

文档序号:15037582发布日期:2018-07-27 20:38阅读:1408来源:国知局
本发明属于有机硅工业
技术领域
,特别涉及一种有机硅增粘剂的制备方法。
背景技术
:电子封装胶将构成电子设备的各个部件按照工艺要求组装、连接,达到隔绝水、氧气等外部环境的目的,从而保护内部电子器件。加成型硫化硅橡胶由于具有优异的耐高低温、耐湿、耐臭氧、耐候和电绝缘性等性能,目前已在电子电器灌封胶和液体注射成型胶等诸多领域有着广泛的应用。然而,聚二甲基硅氧烷(硅橡胶的化学成分)的分子链呈现出螺旋卷曲状,在这螺旋体的外层,围绕着许多甲基,这些甲基对si-o键的极性起着屏蔽效应,使整个分子表现出非极性,而且外围的甲基反应活性较弱,导致硅橡胶与许多材料的粘接效果都很差。当封装胶没有使电子器件完全与外部环境隔绝时,氧气以及水会侵入到封装胶内部,氧化、腐蚀电子器件,从而影响电子设备的使用寿命。因此,对加成型硫化硅橡胶进行粘接改性,赋予其优良的粘接性能,对扩大其应用范围具有重要的意义。中国专利cn103755963a公布了一种用三氟甲烷磺酸催化制备聚硅氧烷增粘剂的方法,以烷氧基硅烷为原料,甲苯作溶剂,三氟甲烷磺酸作催化剂,烃基硅烷或乙烯基硅烷作封端剂进行聚合反应制得聚硅氧烷增粘剂。中国专利cn106397771a公布了一种有机硅led封装胶体系用增粘剂的方法,以丙烯酸酯基的硅氧烷与环氧基的硅氧烷为原料,碱性物质作催化剂,在水中进行水解缩聚反应制得无色透明的增粘剂。传统工艺大多在有机溶剂存在情况下,采用烷氧基硅烷水解缩聚反应制备有机硅增粘剂,产物后期处理需要水洗工艺,产生大量废水。或采用硅氢加成反应制备有机硅增粘剂,反应过程不易控制,且产物中的氯铂酸催化剂无法去除。故提供一种合成工艺简单、生产过程环保节能,产品性能稳定的有机硅增粘剂显得意义重大。技术实现要素:针对现有技术中存在的缺陷,本发明提供了一种有机硅增粘剂的制备方法。本方法制备工艺操作简单、重复性和可控性好,不使用有机溶剂、节能环保,可明显提高硅橡胶与铜基材之间的粘接强度,同时具备良好的相容性,具有广阔的应用领域。本发明通过如下技术方案实现:一种有机硅增粘剂的制备方法,包括如下步骤:(1)以二甲基端羟基硅油、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷为原料,氢氧化钡一水合物,在加热搅拌条件下进行非水解溶胶凝胶反应,制得增粘剂粗产物;(2)将步骤(1)制备的粗产物先进行减压抽滤,后将滤液进行减压蒸馏,即制得有所述有机硅增粘剂。优选的,步骤(1)所述乙烯基三甲氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷总用量与二甲基端羟基硅油的摩尔比为1~3:1。优选的,步骤(1)所述γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷与乙烯基三甲氧基硅烷的摩尔比为1~3:1。优选的,步骤(1)所述的氢氧化钡一水合物占反应物总质量的0.5%~3%。优选的,步骤(1)的反应条件为:80℃~100℃下反应3~6小时。优选的,步骤(2)减压蒸馏的条件为:100℃/-0.096mpa。相对于现有技术,本发明的有益效果如下:(1)制备工艺操作简单、重复性和可控性好,反应过程杂质少,不使用有机溶剂,环保无污染。通过对反应条件及原料配比的控制,得到的增粘剂品质优良,性能稳定。(2)本发明合成的增粘剂与硅橡胶具有良好的相容性,无催化剂中毒现象,且可明显提高硅橡胶与铜基材之间的粘接强度,具有广阔的应用领域。(3)采用非水解溶胶凝胶法代替传统的水解工艺,以固体氢氧化钡一水合物作为反应催化剂,后期处理简单,无水洗工艺,大幅降低工艺流程,节能环保。附图说明图1为o试样与铜板基材粘接面的sem图。图2为a试样与铜板基材粘接面的sem图。具体实施方式以下结合具体实施例来对本发明作进一步说明,但本发明所要求保护的范围并不局限于实施例所涉及之范围。实施例1(1)取0.2molγ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅、0.1mol乙烯基三甲氧基硅烷和0.2mol端羟基硅油加入带有机械搅拌及温度控制器的250ml三口烧瓶中,随后加入占总反应物质量分数1%的氢氧化钡一水合物催化剂于95℃条件下反应4h。(2)反应结束后,将产物减压抽滤除去催化剂,然后将滤液转移至圆底蒸馏烧瓶中,于100℃/-0.096mpa条件下减压蒸馏脱除体系内的低沸点副产物甲醇,从而制得无色透明的有机硅增粘剂。经检测黏度为5.0mpa.s、折光率为1.4133。实施例2(1)取0.15molγ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅、0.15mol乙烯基三甲氧基硅烷和0.2mol端羟基硅油加入带有机械搅拌及温度控制器的250ml三口烧瓶中,随后加入占总反应物质量分数1%的氢氧化钡一水合物催化剂于95℃条件下反应4h。(2)反应结束后,将产物减压抽滤除去催化剂,然后将滤液转移至圆底蒸馏烧瓶中,于100℃/-0.096mpa条件下脱除体系内的低沸点副产物甲醇,从而制得无色透明的有机硅增粘剂。经检测黏度为5.5mpa.s、折光率为1.4085。实施例3(1)取0.2molγ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅、0.1mol乙烯基三甲氧基硅烷和0.2mol端羟基硅油加入带有机械搅拌及温度控制器的250ml三口烧瓶中,随后加入占总反应物质量分数1%的氢氧化钡一水合物催化剂于100℃条件下反应4h。(2)反应结束后,将产物减压抽滤除去催化剂,然后将滤液转移至圆底蒸馏烧瓶中,于100℃/-0.096mpa条件下脱除体系内的低沸点副产物甲醇,从而制得无色透明的有机硅增粘剂。经检测黏度为6.0mpa.s、折光率为1.4110。实施例4(1)取0.2molγ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅、0.1mol乙烯基三甲氧基硅烷和0.2mol端羟基硅油加入带有机械搅拌及温度控制器的250ml三口烧瓶中,随后加入占总反应物质量分数1%的氢氧化钡一水合物催化剂于95℃条件下反应6h。(2)反应结束后,将产物减压抽滤除去催化剂,然后将滤液转移至圆底蒸馏烧瓶中,于100℃/-0.096mpa条件下脱除体系内的低沸点副产物甲醇,从而制得无色透明的有机硅增粘剂。经检测黏度为5.5mpa.s、折光率为1.4150。实施例5(1)取0.2molγ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅、0.1mol乙烯基三甲氧基硅烷和0.3mol端羟基硅油加入带有机械搅拌及温度控制器的250ml三口烧瓶中,随后加入占总反应物质量分数1%的氢氧化钡一水合物催化剂于95℃条件下反应4h。(2)反应结束后,将产物减压抽滤除去催化剂,然后将滤液转移至圆底蒸馏烧瓶中,于100℃/-0.096mpa条件下脱除体系内的低沸点副产物甲醇,从而制得无色透明的有机硅增粘剂。经检测黏度为8.0mpa.s、折光率为1.4080。测试实施例对实施例1~5制备的有机硅增粘剂进行性能测试。a组分为:乙烯基mq硅树脂的乙烯基含量1.3%,粘度5000mpa.s;b组分为:含氢硅油,含氢量为0.8%,粘度为300mpa.s;将a组分100份,b组分8份,10g/l六水合氯铂酸的异丙醇溶液0.4ml,1-乙炔基-1-环己醇抑制剂0.8份,增粘剂2.16份,混合均匀,在烘箱中固化。固化条件为90℃反应60min,然后在150℃下反应120min。其中添加本发明实施案例1~5所制的增粘剂的硅橡胶试样记为a、b、c、d、e,没有添加本发明的增粘剂的硅橡胶试样记为o。分别测试a、b、c、d、e、o号硅橡胶的透光率以及硅橡胶与铜板之间的剪切强度,其中剪切强度参照国家标准gb/t13936-2014测定,透光率采用日本日立公司的u-3010型紫外可见光分光光度计测定,扫描波长400-800nm。所得实验数据见表1。表1样品透光率与剪切强度一览表样品透光率(%,400nm)剪切强度(mpa)090.10.41a88.41.16b88.11.05c87.90.83d86.70.91e87.50.67由表1数据可见,本发明制备的有机硅增粘剂添加到硅橡胶中后,对硅橡胶的透光率影响较小,说明本实验制备的增粘剂与硅橡胶的相容性较好。由图1和图2对比可见,本发明制备的有机硅增粘剂添加到硅橡胶中后,硅橡胶与铜基材的粘接界面更加复杂,进一步说明本发明制备的增粘剂可明显提升硅橡胶与铜基材之间的粘接强度。当前第1页12
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