专利名称：一种硅杂化复合涂覆电子胶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种有机无机杂化硅材料，具体涉及一种疏水型有机无机硅杂化复合涂覆电子胶。
背景技术：
随着新材料、先进装备制造等高新技术产业的发展，对集成电路和电子器件的定性能也提出了更高的要求。集成电路组件对污染物及其敏感，且表面污染甚至会严重影响到组件性能，容易因吸附粉尘和潮气而造成短路等。采用电子器件表面涂覆保护材料是避免类似问题发生并延长电子器件寿命的可靠方案。用于表面涂覆的材料必须具有良好的综合性能，能与电路板表面很好的贴附、具有高绝缘性可避免电路间的击穿或短路；具有优良的电绝缘性、耐高低温性、耐电晕、耐辐射、耐潮湿和抗水性、耐臭氧、耐气候老化、耐玷污性及耐化学腐蚀等性能；有好的涂布加工性能和自动化的涂布工艺，以能适应高度洁净和自 动化的电路板生产。有机硅材料具有高绝缘性可避免电路间的击穿或短路；具有优良的电绝缘性、耐高低温性、耐电晕、耐臭氧等性能，因其具备这些高性能和优点，在汽车电子领域中的应用特別受到重视，在汽车电子中的应用领域也越来越广，如保护发动机控制模块、点火线圏与点火模块、动力系统模块、制动系统模块、废气排放控制模块、电源系统、照明系统、各种传感器、连接器等等。然而，目前制备的有机硅涂覆电子胶普遍存在成膜性较差、固化温度高(一般为15(T200°C )，且涂膜对基材的附着力较差等缺陷，且其耐溶剂性及机械强度也存在不足，使其应用受到一定限制。提供一种具有良好的综合性能的，不仅具有良好的耐热性、耐候性、疏水性、力学性能和涂抹流平性的涂覆电子胶成为目前急需解决的技术问题。溶胶-凝胶(sol-gel)法被认为是极具潜力的制备透明薄膜的方法。溶胶-凝胶原理中的溶胶-凝胶化学是在烷氧基金属化合物化学的基础上发展起来的，即烷氧基金属化合物(前驱体)在酸(碱)催化剂的存在下，经过水解缩合反应(伴随溶胶和凝胶的形成)得到高度交联的无机聚合产物。本发明通过溶胶-凝胶法制备一种具有优良的综合性能的硅杂化复合涂覆电子胶。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有技术存在的不足，提供一种硅杂化复合涂覆电子胶的制备方法，其所制备的涂覆电子胶综合性能好，该涂覆电子胶形成的涂膜具有超强的疏水性能，同时耐污性和耐腐蚀性好、对涂抹基底的附着力强、折射率高、力学性能佳，而且具有很好的氧气阻隔性，且这种制备方法制备工艺简单，工艺过程易于控制，成本低。本发明的另一个目的在于提供一种上文所述的制备方法制得的硅杂化复合涂覆电子胶。本发明为实现其目的，所提供的硅杂化复合涂覆电子胶的制备方法，包括如下步骤
(I)预先向烧瓶中加入2(Γ40重量份的质量浓度为20°/Γ40%的乙醇溶液；(2)配制正硅酸乙酯溶液，其中正硅酸乙酯重量份为40-60，无水乙醇重量份为100，将所述的正硅酸乙酯溶液滴加到步骤(I)的烧瓶中，搅拌10分钟后，升温至55飞(TC ；(3)缓慢滴加酸催化剂Α，直至烧瓶内混合溶液的pH值为3. 5^4. 5 ；(4)向烧瓶中加入1(Γ20重量份的PDMS (聚二甲基硅氧烷)、2飞重量份的甲基三乙氧基硅烷和I飞重量份的硅烷偶联剂，继续搅拌2(T40min ；(5)向烧瓶中缓慢滴加入酸催化剂B，直至烧瓶内混合溶液的pH值为2. 5^3. 0，保温继续反应广2h ；(6)向烧瓶中滴加入2飞重量份的硅烷偶联剂，保温搅拌I小时，制得溶胶A ;
(7)配制质量浓度为1%的壳聚糖溶液，将其与步骤(6)制得的溶胶A按广3:10的体积比混合，置于温度为55 70°C的恒温水浴中加热，搅拌3飞h，即制得透明的硅杂化复合涂覆电子胶。所述的硅杂化复合涂覆电子胶的制备方法，步骤(3)中所述的酸催化剂A是质量比例为8:0. 5^2的盐酸和氢氟酸组成的酸催化剂，步骤(5)中的酸催化剂B为盐酸溶液。这种巧妙的搭配，使水解速度较快，缩短溶胶形成时间，而且可以获得稳定的溶胶体系，不易出现相分离，避免后续制得的涂覆电子胶所形成的涂膜出现裂开现象；且所制得有机-无机杂化硅涂覆电子胶具有很稳定的Si-O-Si交联网络，不易出现溶剂聚集导致相分离。所述的硅杂化复合涂覆电子胶的制备方法，步骤(4)中所述的PDMS与甲基三乙氧基硅烷的重量配比为5:1。按这一比例添加PDMS和甲基三乙氧基硅烷，引入的-CH3数量适中，体系中形成了以化学键结合的交联网络，具有平整致密的有机-无机杂化网络。同时赋予杂化材料优异的力学性能和光学特性，而且使形成的杂化硅涂覆电子胶具有更好的热稳定性、耐溶剂性和疏水性。所述的硅杂化复合涂覆电子胶的制备方法，所述壳聚糖溶液与溶胶A的体积比为2:10。按这一比例加入壳聚糖溶液，制得的复合涂覆电子胶外观更为均匀透明，涂覆电子胶对基材的附着力强，而且涂膜性和氧气阻隔性更佳。所述的硅杂化复合涂覆电子胶的制备方法，步骤(4)所述的硅烷偶联剂为KH560。所述的硅杂化复合涂覆电子胶的制备方法，步骤(6)所述的硅烷偶联剂为KH-570。反应体系中加入KH-570可有效的改善相界面，有利于反应体系中两相分散均匀。本发明提供一种如上文所述的制备方法制得的硅杂化复合涂覆电子胶。本发明提供技术方案具有如下有益效果本发明的制备方法在制备过程中各组分相容性好，不易出现相分离，保证制得的杂化硅溶胶透明性好，产物稳定性佳，涂抹性能好，易形成光滑平整的涂膜；而且有效的降低了聚硅氧烷的表面能，具有极佳的疏水性，提高所制得产品的抗粘性。催化剂采用两步添加方式，更有效地保证所形成的杂化硅溶胶尺寸分布均匀，形成稳定性好的Si-O-Si键接形成的交联网络，不易出现大尺寸溶胶粒子的聚集，同时还能保证反应速率，提高效率。本发明提供的制备方法制得的硅杂化复合涂覆电子胶综合性能优良，耐热性好、疏水性强、成膜性佳，折光指数高达I. 7以上。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进一步详细说明实施例I一种硅杂化复合涂覆电子胶，其制备采用如下步骤进行( I)预先向烧瓶中加入20重量份的质量浓度为20%的乙醇溶液；
(2)配制好用无水乙醇配制的正硅酸乙酯溶液，其中正硅酸乙酯重量份为40，无水乙醇重量份为100，将所述的正硅酸乙酯溶液滴加到步骤(I)的烧瓶中，搅拌10分钟后，升温至55 °C ；(3)缓慢滴加质量比例为8:0. 5的盐酸和氢氟酸组成的酸催化剂，直至烧瓶内混合溶液的PH值为3. 5 ;(4)向烧瓶中加入10重量份的PDMS、2重量份的甲基三乙氧基硅烷和I重量份的硅烷偶联剂KH560，继续搅拌20min ；(5)向烧瓶中缓慢滴加入盐酸溶液，直至烧瓶内混合溶液的pH值为2. 5，保温继续反应Ih ；(6)向烧瓶中滴加入2重量份的硅烷偶联剂KH-570，保温搅拌I小时，制得溶胶A ；(7)取适量壳聚糖溶于体积分数为O. 5%的醋酸水溶液中，匀速搅拌至完全溶解，抽滤，制得质量溶度为1%的壳聚糖溶液，将壳聚糖溶液与步骤(6)制得的溶胶A按1:10的体积比混合，置于温度为55°C的恒温水浴中加热，搅拌3h，即制得透明的硅杂化复合涂覆电子胶；(8)将步骤(7)的产物在室温下放置24h后，取适量涂覆在干净平整的载玻片上，振动让其自然流平，室温干燥lh，继续在90°C干燥3h，冷却至室温制得硅杂化复合涂覆电子胶的涂膜，对该涂膜进行性能测试，测试方法和测试结果参见下表I。实施例2一种硅杂化复合涂覆电子胶，其制备采用如下步骤进行( I)预先向烧瓶中加入40重量份的质量浓度为40%的乙醇溶液；(2)配制好用无水乙醇配制的正硅酸乙酯溶液，其中正硅酸乙酯重量份为60，无水乙醇重量份为100，将所述的正硅酸乙酯溶液滴加到步骤(I)的烧瓶中，搅拌10分钟后，升温至60°C ；(3)缓慢滴加质量比例为8:1的盐酸和氢氟酸组成的酸催化剂，直至烧瓶内混合溶液的PH值为4.5;(4)向烧瓶中加入20重量份的PDMS、5重量份的甲基三乙氧基硅烷和5重量份的硅烷偶联剂KH560，继续搅拌40min ；(5)向烧瓶中缓慢滴加入盐酸溶液，直至烧瓶内混合溶液的pH值为3. 0，保温继续反应2h ；(6)向烧瓶中滴加入6重量份的硅烷偶联剂KH-570，保温搅拌I小时，制得溶胶A ；(7)称取适量壳聚糖溶于醋酸水溶液中，匀速搅拌至完全溶解，抽滤，制得体积比为质量浓度1%的壳聚糖溶液，将壳聚糖溶液与步骤(6)制得的溶胶A按3:10的体积比混合，置于温度为70°C的恒温水浴中加热，搅拌5h，即制得透明的硅杂化复合涂覆电子胶；(8)将步骤(7)的产物在室温下放置24h后，取适量涂覆在干净平整的载玻片上，振动让其自然流平，室温干燥lh，继续在90°C干燥3h，冷却至室温制得有机-无机杂化硅涂覆电子胶的涂膜，对该涂膜进行性能测试，测试方法和测试结果参见下表I。实施例3—种硅杂化复合涂覆电子胶，其制备采用如下步骤进行(I)预先向烧瓶中加入30重量份的质量浓度为30%的乙醇溶液；(2)配制好用无水乙 醇配制的正硅酸乙酯溶液，其中正硅酸乙酯重量份为50，无水乙醇重量份为100，将所述的正硅酸乙酯溶液滴加到步骤(I)的烧瓶中，搅拌10分钟后，升温至60°C ；(3)缓慢滴加质量比例为8:2的盐酸和氢氟酸组成的酸催化剂，直至烧瓶内混合溶液的PH值为4 ； (4)向烧瓶中加入15重量份的PDMS、3重量份的甲基三乙氧基硅烷和3重量份的硅烷偶联剂KH560，继续搅拌30min，(5)向烧瓶中缓慢滴加入盐酸溶液，直至烧瓶内混合溶液的pH值为2. 7，保温继续反应I. 5h,(6)向烧瓶中滴加入4重量份的硅烷偶联剂KH-570，保温搅拌I小时，制得溶胶A。(7)称取适量壳聚糖溶于醋酸水溶液中，匀速搅拌至完全溶解，抽滤，制得质量浓度为1%的壳聚糖溶液，将壳聚糖溶液与步骤(6)制得的溶胶A按2:10的体积比混合，置于温度为60°C的恒温水浴中加热，搅拌4h，即制得透明的硅杂化复合涂覆电子胶。(8)将步骤(7)的产物在室温下放置24h后，取适量涂覆在干净平整的载玻片上，振动让其自然流平，室温干燥lh，继续在90°C干燥3h，冷却至室温制得有机-无机杂化硅涂覆电子胶的涂膜，对该涂膜进行性能测试，测试方法和测试结果参见下表I。表I
权利要求
1.一种硅杂化复合涂覆电子胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)预先向烧瓶中加入2(T40重量份的质量浓度为20% 40%的乙醇溶液； (2)配制正硅酸乙酯溶液，其中正硅酸乙酯重量份为40-60，无水乙醇重量份为100，将所述的正硅酸乙酯溶液滴加到步骤(I)的烧瓶中，搅拌10分钟后，升温至55飞(TC ； (3)缓慢滴加酸催化剂A，直至烧瓶内混合溶液的pH值为3.5^4. 5 ； (4)向烧瓶中加入1(T20重量份的PDMS、2飞重量份的甲基 三乙氧基硅烷和I飞重量份的硅烷偶联剂，继续搅拌2(T40min ； (5)向烧瓶中缓慢滴加入酸催化剂B，直至烧瓶内混合溶液的pH值为2.5^3. 0，保温继续反应I 2h ； (6)向烧瓶中滴加入2飞重量份的硅烷偶联剂，保温搅拌I小时，制得溶胶A; (7)配制质量浓度为1%的壳聚糖溶液，将其与步骤(6)制得的溶胶A按广3:10的体积比混合，置于温度为55 70°C的恒温水浴中加热，搅拌3飞h，即制得透明的硅杂化复合涂覆电子胶。
2.根据权利要求I所述的硅杂化复合涂覆电子胶的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的酸催化剂A是质量比例为8:0. 5^2的盐酸和氢氟酸组成的酸催化剂，步骤(5)中的酸催化剂B为盐酸溶液。
3.根据权利要求I所述的硅杂化复合涂覆电子胶的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的PDMS与甲基三乙氧基硅烷的重量配比为5:1。
4.根据权利要求I所述的硅杂化复合涂覆电子胶的制备方法，其特征在于，步骤(7)中的壳聚糖溶液与溶胶A的体积比为2:10。
5.根据权利要求I所述的硅杂化复合涂覆电子胶的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述的硅烷偶联剂为KH560。
6.根据权利要求I所述的硅杂化复合涂覆电子胶的制备方法，其特征在于，步骤(6)所述的硅烷偶联剂为KH-570。
7.—种如权利要求f 6任一项所述的制备方法制得的硅杂化复合涂覆电子胶。
全文摘要
本发明提供一种硅杂化复合涂覆电子胶及其制备方法，通过将正硅酸乙酯、PDMS、甲基三乙氧基硅烷在分步加入的酸催化剂的催化下形成溶胶A，并将溶胶A与壳聚糖进行复合，形成一种新型的硅杂化复合涂覆电子胶。所制备的涂覆电子胶综合性能好，该涂覆电子胶形成的涂膜具有超强的疏水性能，同时耐污性和耐腐蚀性好、对涂抹基底的附着力强、折射率高、力学性能佳，而且具有很好的氧气阻隔性，且这种制备方法制备工艺简单，工艺过程易于控制，成本低。
文档编号C09D183/04GK102964983SQ20121053723
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月12日 优先权日2012年12月12日
发明者胡新嵩, 罗伟, 罗科丽 申请人:广州市高士实业有限公司