用于有机硅封装材料的添加剂的制作方法_2

文档序号:9602046阅读:来源:国知局
如,四氢呋喃、二氧杂环己烷、二乙醚)、烯烃/炔烃(例如,乙烯、乙炔)、芳香烃(例如, 苯、甲苯)、醇(例如,乙醇、苯酚)、硅烷醇(例如,过量HOSUR1) (R2) (R3)、三甲基硅烷醇)、 膦(例如,三环己基膦、三苯基膦)、硫醇(例如,癸硫醇)等等。还可以设想,超过一种这些 物质可同时或以来自供体配体的非限制性列表中的配体的任何组合形式存在于相互作用 中。通常这些配体包含杂原子,诸如N、0、P、S或As、Se、Te、B等等。这些类型的配体可用 于破碎上述簇。另外,可以设想,添加剂可包括包含一个或多个硅烷醇附接点的一个或多个 二齿和/或三齿配体,而将上述单齿配体排除在外,例如,只要M-〇-Si(R1) (R2) (R3)配体存 在即可。如果配体上存在多个附接点,则可形成高分子量簇。 反应产物:
[0034] 在一个实施例中,添加剂被描述为铈醇盐与羟基官能有机硅氧烷反应的反应产 物。换句话讲,在该实施例中,添加剂由铈醇盐与羟基官能有机硅氧烷反应而得到,或为铈 醇盐与羟基官能有机硅氧烷反应的产物。铈醇盐不受特别限制。在各种实施例中,如本领域 中所了解的,铈醇盐被进一步限定为Ce(0-R)3i$4,这对应于铈(III)或铈(IV)。每个R(R4、 R5、R6)可独立地选自CfQ。烃基、CfQ。烷基、CfQ。烯基以及。芳基。这些烃基、烷基、 烯基和芳基以及其中的对应碳原子数可如上文所述。该反应可如下所述进行:
其中醇盐和添加剂两者的铈可为铈(III)或(IV)。羟基官能有机硅氧烷可以3 : 1或 4 : 1的摩尔比利用,例如,当利用铈(III)化合物或铈金属时以至少3 : 1摩尔比利用,或 当利用铈(IV)化合物或铈金属时以至少4 : 1摩尔比利用。作为另外一种选择,羟基官能 有机硅氧烷可以摩尔过量利用。
[0035] 在另一个实施例中,添加剂被进一步限定为硝酸铈铵与羟基官能有机硅氧烷反应 的反应产物。换句话讲,在该实施例中,添加剂由硝酸铈铵与羟基官能有机硅氧烷反应而得 至IJ,或为硝酸铈铵与羟基官能有机硅氧烷反应的产物。正如上文,硝酸铈铵不受特别限制, 并且可为硝酸铈(III)铵、硝酸铈(IV)铵或它们的组合。该反应可按如下反应中的一者或 多者中所示那样进行,其中R4、R5和R6中的每一者如上所述:
其中X为1-3。这些反应中的每一者被写成非化学计量的反应,并且通常需要存在溶剂 中溶解的NH3和/或存在NH3气氛。
[0036] 在又一个实施例中,添加剂被进一步限定为铈金属即铈(0)与羟基官能有机硅氧 烷反应的反应产物。换句话讲,在该实施例中,添加剂由铈金属与羟基官能有机硅氧烷反应 而得到,或为铈金属与羟基官能有机硅氧烷反应的产物。该反应可如下所示那样进行,其中 R4、R5和R6中的每一者如上所述:
[0037] 在另一个实施例中,添加剂被进一步限定为三官能甲硅烷基氧基铈(III)或(IV) 化合物与羟基官能有机硅氧烷反应的交换反应产物。换句话讲,在该实施例中,添加剂是三 官能甲硅烷基氧基铈(III)或(IV)化合物的硅原子和/或整个配体(由交换反应产生)和 羟基官能有机硅氧烷交换的结果或产物。该反应可如下所示那样进行,其中R4、R5和R6中 的每一者如上所述:
其中R可为如上或如下所述的任何基团,并且所产生的硅烷醇不同于羟基官能有机硅 氧烧。
[0038] 如上所述的羟基官能有机硅氧烷不受特别限制。在一个实施例中,羟基官能有机 硅氧烷具有式在该式中,R可为上述或下述的任何基团。另外在该实施例中,如 有机硅领域中所了解的,命名"M"和"D"分别代表"M单元"和"D"单元(例如,R2Si02/2, 其中R可为上述的任何一个或多个基团/部分)。相似地,命名R,0H描述D单元的硅原子 键合到R基团并且还键合到0H基团。在一个实施例中,M1和Μ2中的每一者独立地具有式 〇-51〇?4)〇? 5)〇?6),其中1?4、1?5和1?6如上所述。1 1和12可相同或可不同。在各种实施例中, 羟基官能有机硅氧烷具有以下结构中的一种或多种:
其中Me为甲基并且Ph为苯基。可以设想,可利用单个羟基官能有机硅氧烷或者两个 或更多个羟基官能有机硅氧烷。
[0039] 羟基官能有机硅氧烷可通过本领域已知的任何方法形成。例如,羟基官能有机硅 氧烷可通过包括紧接下面所述的一个或多个步骤的方法形成: 制谷旅加剂的方法:
[0040] 本发明还提供了制备添加剂的方法。添加剂可通过本领域的任何方法形成。相似 地,所述方法可包括上述的任何反应。通常,形成添加剂,使得在该过程中不形成(或形成 小于5、4、3、2、1、0.5、0.1或0.05重量百分比的碱土金属盐或碱金属盐)。换句话讲,添加 剂通常不合或包含小于5、4、3、2、1、0. 5、0. 1或0. 05重量百分比的碱土金属盐或碱金属盐。
[0041] 在一个实施例中,所述方法包括使铈金属或铈(III)或(IV)化合物与羟基官能有 机硅氧烷反应的步骤。羟基官能有机硅氧烷可以3 : 1或4 : 1的摩尔比利用,例如,当利 用铈(III)化合物或铈金属时以至少3 : 1摩尔比利用,或当利用铈(IV)化合物或铈金属 时以至少4 : 1摩尔比利用。作为另外一种选择,羟基官能有机硅氧烷可以摩尔过量利用。 正如上文,铈(III)或(IV)化合物可为上述的任何化合物。
[0042] 在一个实施例中,所述方法产生醇,并且所述方法还包括将醇与添加剂分离的步 骤。通常,醇(上文表示为R0H)可为本领域已知的任何醇。然而,醇通常包含来自铺醇盐 的R基团。可通过本领域已知的任何方式(包括蒸馏),将醇从添加剂移除。作为另外一种 选择,该步骤可被描述为将添加剂从醇移除,例如,取决于蒸馏的温度。可以设想,可不移除 醇。
[0043] 在另一个实施例中,铈(III)或(IV)化合物被进一步限定为硝酸铈铵。在相关实 施例中,所述方法产生硝酸铵,并且所述方法还包括将硝酸铵与添加剂分离的步骤。硝酸铈 铵通常由下式中的一者或多者表示: Ce(N03) 6 (NH4)2Ce(N03) 4 · 2 (NH4N03)Ce(N03)3x(NH4N03)
[0044]另外,可通过本领域已知的任何方式(包括蒸馏),将硝酸铵从添加剂移除。作为 另外一种选择,该步骤可被描述为将添加剂从硝酸铵移除。可以设想,可不移除硝酸铵。
[0045] 在另外的实施例中,利用铈金属(S卩,铈(0))。在该实施例中,所述方法步骤被进 一步限定为使铈金属与羟基官能有机硅氧烷反应。该反应可在存在氨气的情况下进行,并 且可生成氢气。可通过本领域的任何方法移除或排空氢气。可以设想,可不移除氢气。
[0046] 在又一个实施例中,铈(III)或(IV)化合物被进一步限定为三官能甲硅烷氧基铈 化合物,并且反应的步骤被进一步限定为经由交换反应进行反应。交换反应通常形成不同 于羟基官能有机硅氧烷的硅烷醇。可通过本领域已知的任何方式(包括蒸馏),将硅烷醇从 添加剂移除。作为另外一种选择,该步骤可被描述为将添加剂从硅烷醇移除,例如,取决于 蒸馏的温度。可以设想,可不移除硅烷醇。
[0047]在其他实施例中,铈(IV)添加剂可通过下列反应/方程式中的一者或多者形成: Ce(0R) 4 ·R0H+4R3Si0H-Ce(0SiR3) 4+5R0H Ce(0SiMe3) 4+4R3SiOH-Ce(0SiR3) 4+4Me3SiOH Ce(N03) 6 (NH4) 2+4R3SiOH+4NH3-Ce(OSiR3) 4+6NH4N03 Ce(N03) 6 (NH4) 2+6 (碱 / 碱土)0SiR3-Ce(OSiR3) 4+6 (碱 / 碱土)N03+2R3Si0H+2NH3 其中R可为上述的任何基团。
[0048] 在另外其他实施例中,铈(III)添加剂可通过下列反应/方程式中的一者或多者 形成: CeX3+3 (碱或碱土)0SiR3-Ce(OSiR3) 3+3 (碱或碱土)X Ce(0R) 3 ·R0H+3R3Si0H-Ce(0SiR3) 3+4R0H Ce(0SiMe3) 3+3R3SiOH-Ce(0SiR3) 3+3Me3SiOH Ce(N(SiMe3) 2) 3+3R3SiOH-Ce(0SiR3) 3+3HMDZ Ce+3R3Si0H(在存在NH3的情况下)一Ce(0SiR3)3+l. 5? Ce(N03) 5 (NH4) 2+3R3SiOH+3NH3-Ce(OSiR3) 3+5NH4N03 Ce(N03) 5 (NH4) 2+5 (碱 / 碱土)0SiR3-Ce(OSiR3) 3+5 (碱 / 碱土)N03+2R3Si0H+2NH3 其中X为Cl、Br或I,并且R为上述的任何基团。如上文相对于铈(III)和(IV)添加 剂所述,术语"碱或碱土"分别描述碱金属或碱土金属,诸如Na/K、Rb或Mg/Ca/Sr。通常,利 用Na或K。
[0049]在还进一步的实施例中,铈(IV)添加剂诸如上述结构II可通过以下反应形成:
其中a为4,Me为甲基,并且Ph为苯基。可以设想,另外的实施例可具有相同化学结 构,但具有不同立体构型。 有机硅封装材料:
[0050] 本发明还提供了有机硅封装材料。有机硅封装材料可作为另外一种选择而被描述 为聚有机硅氧烷封装材料,其中术语"有机硅"包括聚合或低聚硅氧烷,或为聚合或低聚硅 氧烷。术语"有机硅"可与聚有机硅氧烷互换使用,或可描述特定化合物,诸如有机硅橡胶, 例如,其可为可固化的或可不为可固化的。有机硅封装材料包含添加剂,并且还包含有机 硅、聚有机硅氧烷或聚有机硅氧烷组合物,所述聚有机硅氧烷组合物自身包含一种或多种 有机硅或聚有机硅氧烷。添加剂和有机硅、聚有机硅氧烷或聚有机硅氧烷组合物可存在于 组合、混合物或配混物中,所述聚有机硅氧烷组合物自身包含一种或多种有机硅或聚有机 硅氧烷。
[0051] 通常,添加剂以一定量存在于封装材料中,使得铈的存在量为从5至1000重量份 每一百万重量份(ppm)的封装材料。在各种实施例中,添加剂以一定量存在,使得铈的存在 量为从 5 至 995、从 10 至 90、15 至 985、20 至 980、25 至 975、30 至 970、35 至 965、40 至 960、 45 至 955、50 至 950、55 至 945、60 至 940、65 至 935、70 至 930、75 至 925、80 至 920、85 至 915、90 至 910、95 至 905、100 至 900、105 至 895、110 至 890、115 至 885、120 至 880、125 至 875、130 至 870、135 至 865、140 至 860、145 至 855、150 至 850、155 至 845、160 至 840、165 至 835、170 至 830、175 至 825、180 至 820、185 至 815、190 至 810、195 至 805、200 至 800、205 至 795、210 至 790、215 至 785、220 至 780、225 至 775、230 至 770、235 至 765、240 至 760、 245 至 755、250 至 750、255 至 745、260 至 740、265 至 735、270 至 730、275 至 725、280 至 720、285 至 715、290 至 710、295 至
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