一種自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電子封裝材料【技術(shù)領(lǐng)域】，公開(kāi)了一種自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液及其制備方法與應(yīng)用。所述自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液的制備方法為：將含磺酸基/羧基的聚酯多元醇先與含異氰酸酯硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行反應(yīng)，然后加入硅氧烷單體進(jìn)行反應(yīng)，得到自乳化改性的有機(jī)硅樹(shù)脂，然后將自乳化改性的有機(jī)硅樹(shù)脂加水進(jìn)行乳化，并加入中和劑進(jìn)行中和，得到自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液。本發(fā)明的自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液具有良好的自乳化性能、良好的力學(xué)性能和良好的固化性能，可用于陶瓷電阻的封裝。
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電子封裝材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液及 其制備方法與應(yīng)用。 一種自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液及其制備方法與應(yīng)用

【背景技術(shù)】
[0002] 封裝材料是指可以將電子行業(yè)的電阻電容等進(jìn)行密封、包封或者灌裝的一類電子 粘合劑，可以起到防水、防潮、散熱等作用。
[0003] 有機(jī)硅樹(shù)脂擁有硅氧硅鍵交替的骨架，而且在高溫下，硅原子上的有機(jī)基團(tuán)分解， 分子間可形成新的硅氧硅鍵或者硅氧碳鍵，所以具有優(yōu)異的熱氧化穩(wěn)定性，同時(shí)具有良好 的電絕緣性能、耐潮、防水、耐候等性能，由于以上特點(diǎn)，常用有機(jī)硅樹(shù)脂作為封裝膠。
[0004] 但是現(xiàn)在常用的有機(jī)硅封裝膠多為溶劑型封裝膠，主要以苯類或者醇類溶劑為 主，而且有機(jī)硅樹(shù)脂存在強(qiáng)度較低，烘烤溫度高，低溫固化時(shí)需要做成雙組份等缺點(diǎn)。
[0005] 鑒于上述情況，本發(fā)明結(jié)合了聚氨酯和有機(jī)硅樹(shù)脂的優(yōu)缺點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，提供了陶 瓷電阻封裝用自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液，具有優(yōu)異的耐熱性、粘結(jié)性、耐醇性及電絕緣 性，并且可以解決現(xiàn)有封裝膠的缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種自乳化改 性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液的制備方法。
[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種由上述制備方法制備得到的自乳化改性有機(jī)硅 樹(shù)脂乳液。
[0008] 本發(fā)明的再一目的在于提供一種上述自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液在陶瓷電阻封 裝中的應(yīng)用。
[0009] 本發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0010] 一種自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液的制備方法，包括以下操作步驟：
[0011] (1)向帶有攪拌器和冷凝回流裝置的反應(yīng)器加入11. 73?12. 46質(zhì)量份含磺酸基 /羧基的聚酯多元醇，在120?130°C條件下，抽真空除水1.5?2h，降溫至65?70°C，控 制攪拌轉(zhuǎn)速為150?175rpm，然后向反應(yīng)器中加入7. 54?8. 27質(zhì)量份含異氰酸酯硅烷偶 聯(lián)劑，升溫至75?80°C反應(yīng)10?20min，然后立即降溫至60°C，加入80質(zhì)量份硅氧烷單 體，并連續(xù)滴加24. 23?24. 70質(zhì)量份去離子水，滴加時(shí)間為0. 5h，然后在0. 25?0. 3h內(nèi) 升溫至90?KKTC，保溫1?1. 5h后蒸餾至無(wú)餾分蒸出，然后降溫至40°C出料，得到自乳 化改性有機(jī)硅樹(shù)脂；
[0012] (2)往上述自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂中加入350?400質(zhì)量份去離子水，在高速剪切 攪拌機(jī)下，設(shè)定轉(zhuǎn)速為1500?2000rpm進(jìn)行乳化10?15min，加入0. 25?0. 27質(zhì)量份中 和劑中和，繼續(xù)乳化10?15min，得到自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液。
[0013] 步驟（1)中所述的含磺酸基/羧基的聚酯多元醇的數(shù)均分子量為733?771，該物 質(zhì)可通過(guò)專利CN 103396541A中的制備方法制備得到。
[0014] 步驟（1)中所述含異氰酸酯硅烷偶聯(lián)劑優(yōu)選3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷 (KH-901)或3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷（KH-907)，更優(yōu)選3-異氰酸酯基丙基三乙氧 基硅烷（KH-907);
[0015] 步驟（1)中所述的硅氧烷單體為二甲基二甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲 基_乙氧基娃燒和甲基二乙氧基娃燒中至少兩種的組合物和娃酸乙醋的混合物，娃氧燒單 體中與硅原子直接相連的甲基與硅原子的摩爾比為1. 3?1. 5 ;所述組合物優(yōu)選二甲基二 乙氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷的組合；所述硅酸乙酯占硅氧烷單體總質(zhì)量的25%。
[0016] 步驟（2)所述的中和劑為六甲基二硅氮烷。
[0017] 一種自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液，通過(guò)上述制備方法制備得到。
[0018] 上述自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液在陶瓷電阻封裝中的應(yīng)用，具體應(yīng)用過(guò)程為：以 質(zhì)量份計(jì)，將1份自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液、5份石英砂、1份石英粉、0. 5份滑石粉在室溫 下混合均勻，攪拌5min后得到漿料，將漿料灌裝于裝有陶瓷電阻的凹槽中，在100°C下固化 lmin，得到封裝后的陶瓷電阻。
[0019] 通過(guò)本發(fā)明的制備方法及所得到的產(chǎn)物具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
[0020] (1)本發(fā)明通過(guò)引入含磺酸基/羧基的聚酯多元醇，在親水基團(tuán)磺酸基和羧基的 作用下，使樹(shù)脂無(wú)需乳化劑便能達(dá)到乳化的效果，自乳化形成乳液；同時(shí)引入的羧基可作為 有機(jī)硅水解縮合反應(yīng)的催化劑，避免了使用小分子鹽酸作為催化劑對(duì)產(chǎn)物性能造成影響；
[0021] (2)本發(fā)明同時(shí)采用異氰酸酯進(jìn)行改性，結(jié)合了有機(jī)硅樹(shù)脂和聚氨酯樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)， 克服了有機(jī)硅樹(shù)脂強(qiáng)度低的弱點(diǎn)，應(yīng)用與陶瓷電阻封裝中具有優(yōu)異的性能；
[0022] (3)本發(fā)明采用六甲基二硅氮烷作為中和劑，一方面可以中和羧基，得到更好的親 水性；另一方面，在固化過(guò)程中，六甲基二硅氮烷的重新釋放，起到了固化劑的作用，同時(shí)重 新得到羧基，親水性減弱，可降低固化溫度、減少殘余水分和縮短固化時(shí)間。
[0023] (4)本發(fā)明使用水作為分散介質(zhì)，減少了揮發(fā)性有機(jī)化合物（V0C)的排放，滿足環(huán) 保需求；而且本發(fā)明的制備方法反應(yīng)條件溫和，操作簡(jiǎn)便，易于工業(yè)化生產(chǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 本實(shí)施例的一種自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液的制備方法，包括以下操作步驟：
[0027] (1)向帶有攪拌器和冷凝回流裝置的反應(yīng)器中加入11. 73質(zhì)量份數(shù)均分子量為 733的含磺酸基/羧基的聚酯多元醇，在120°C條件下，抽真空除水1. 5?2h，降溫至65°C， 控制攪拌轉(zhuǎn)速為150rpm條件下，向反應(yīng)器中加入7. 54質(zhì)量份3-異氰酸酯基丙基三甲氧基 硅烷（KH-901)，升溫至75?80°C反應(yīng)lOmin，然后立即降溫至60°C，加入8. 9質(zhì)量份甲基 三甲氧基硅烷、51. 1質(zhì)量份二甲基二甲氧基硅烷和20質(zhì)量份硅酸乙酯，并連續(xù)滴加24. 23 質(zhì)量份去離子水，滴加時(shí)間為〇. 5h，然后在0. 25h內(nèi)升溫至90°C，保溫lh后蒸餾至無(wú)餾分 蒸出，降溫至40°C后出料，得到自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂；
[0028] (2)往上述自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂中加入350質(zhì)量份去離子水，在高速剪切攪拌 機(jī)下，設(shè)定轉(zhuǎn)速為1500rpm進(jìn)行乳化lOmin，加入0. 25質(zhì)量份六甲基二硅氮烷中和，繼續(xù)乳 化lOmin，得到自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液。
[0029] 陶瓷電阻的封裝：
[0030] 以質(zhì)量份計(jì)，將1份本實(shí)施例的自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液，5份石英砂，1份石 英粉，〇. 5份滑石粉在室溫下混合均勻，攪拌5min后得到漿料，將漿料灌裝于裝有陶瓷電阻 (標(biāo)定電阻值：（2±0. 05)kQ，額定功率5W)的凹槽中，在100°C下固化lmin，得到封裝后的 陶瓷電阻。
[0031] 實(shí)施例2
[0032] 本實(shí)施例的一種自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液的制備方法，包括以下操作步驟：
[0033] (1)向帶有攪拌器和冷凝回流裝置的反應(yīng)器中加入12. 46質(zhì)量份數(shù)均分子量為 750的含磺酸基/羧基的聚酯多元醇，在130°C條件下，抽真空除水2h，降溫至70°C，控制攪 拌轉(zhuǎn)速為160rpm條件下，向反應(yīng)器中加入8. 27質(zhì)量份3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷 (KH-901)，升溫至80°C反應(yīng)20min后立即降溫至60°C，加入23. 14質(zhì)量份甲基三甲氧基硅 烷、38. 86質(zhì)量份二甲基二甲氧基硅烷和20質(zhì)量份硅酸乙酯，并連續(xù)滴加24. 70質(zhì)量份去離 子水，滴加時(shí)間為〇. 5h，然后在0. 3h內(nèi)升溫至100°C，保溫1. 5h后蒸餾至無(wú)餾分蒸出，降溫 至40°C后出料，得到自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂，
[0034] (2)往上述自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂中加入400質(zhì)量份去離子水，在高速剪切攪拌 機(jī)下，設(shè)定轉(zhuǎn)速為2000rpm進(jìn)行乳化15min，加入0. 27質(zhì)量份六甲基二硅氮烷中和，繼續(xù)乳 化15min，得到自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液。
[0035] 陶瓷電阻的封裝：
[0036] 以質(zhì)量份計(jì)，將1份本實(shí)施例的自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液，5份石英砂，1份石 英粉，〇. 5份滑石粉在室溫下混合均勻，攪拌5min后得到漿料，將漿料灌裝于裝有陶瓷電阻 (標(biāo)定電阻值：（2±0. 05)kQ，額定功率5W)的凹槽中，在100°C下固化lmin，得到封裝后的 陶瓷電阻。
[0037] 實(shí)施例3
[0038] 本實(shí)施例的一種自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液的制備方法，包括以下操作步驟：
[0039] (1)向帶有攪拌器和冷凝回流裝置的反應(yīng)器中加入11. 73質(zhì)量份數(shù)均分子量為 771的含磺酸基/羧基的聚酯多元醇，在130°C條件下，抽真空除水2h，降溫至70°C，控制攪 拌轉(zhuǎn)速為170rpm條件下，向反應(yīng)器中加入8. 27質(zhì)量份3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷 (KH-907)，升溫至80°C反應(yīng)20min后立即降溫至60°C，加入11. 4質(zhì)量份甲基三乙氧基硅 烷、48. 6質(zhì)量份二甲基二乙氧基硅烷和20質(zhì)量份硅酸乙酯，并連續(xù)滴加24. 23質(zhì)量份去離 子水，滴加時(shí)間為〇. 5h，然后在0. 25h內(nèi)升溫至KKTC，保溫lh后蒸餾至無(wú)餾分蒸出，降溫 至40°C后出料，得到自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂；
[0040] (2)往上述自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂中加入350質(zhì)量份去離子水，在高速剪切攪拌 機(jī)下，設(shè)定轉(zhuǎn)速為2000rpm進(jìn)行乳化15min，加入0. 25質(zhì)量份六甲基二硅氮烷中和，繼續(xù)乳 化15min，得到自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液。
[0041] 陶瓷電阻的封裝：
[0042] 以質(zhì)量份計(jì)，將1份本實(shí)施例的自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液，5份石英砂，1份石 英粉，〇. 5份滑石粉在室溫下混合均勻，攪拌5min后得到漿料，將漿料灌裝于裝有陶瓷電阻 (標(biāo)定電阻值：（2±0. 05)kQ，額定功率5W)的凹槽中，在100°C下固化lmin，得到封裝后的 陶瓷電阻。
[0043] 實(shí)施例4
[0044] 本實(shí)施例的一種自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液的制備方法，包括以下操作步驟：
[0045] (1)向帶有攪拌器和冷凝回流裝置的反應(yīng)器中加入12. 46質(zhì)量份數(shù)均分子量為 733的含磺酸基/羧基的聚酯多元醇，在120°C條件下，抽真空除水1. 5h，降溫至65°C，控制 攪拌轉(zhuǎn)速為175rpm條件下，向反應(yīng)器中加入7. 54質(zhì)量份3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷 (KH-907)，升溫至75°C反應(yīng)lOmin后立即降溫至60°C，加入29. 71質(zhì)量份甲基三乙氧基硅 烷、30. 29質(zhì)量份二甲基二乙氧基硅烷和20質(zhì)量份硅酸乙酯，并連續(xù)滴加24. 23質(zhì)量份去離 子水，滴加時(shí)間為〇. 5h，然后在0. 3h內(nèi)升溫至90°C，保溫1. 5h后蒸餾至無(wú)餾分蒸出，降溫 至40°C后出料，得到自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂；
[0046] (2)往上述自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂中加入400質(zhì)量份去離子水，在高速剪切攪拌 機(jī)下，設(shè)定轉(zhuǎn)速為1500rpm進(jìn)行乳化lOmin，加入0. 27質(zhì)量份六甲基二硅氮烷中和，繼續(xù)乳 化lOmin，得到自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液。
[0047] 陶瓷電阻的封裝：
[0048] 以質(zhì)量份計(jì)，將1份本實(shí)施例的自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液，5份石英砂，1份石 英粉，〇. 5份滑石粉在室溫下混合均勻，攪拌5min后得到漿料，將漿料灌裝于裝有陶瓷電阻 (標(biāo)定電阻值：（2±0. 05)kQ，額定功率5W)的凹槽中，在100°C下固化lmin，得到封裝后的 陶瓷電阻。
[0049] 實(shí)施例5
[0050] 本實(shí)施例的一種自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液的制備方法，包括以下操作步驟：
[0051] (1)向帶有攪拌器和冷凝回流裝置的反應(yīng)器中加入12. 00質(zhì)量份數(shù)均分子量為 771的含磺酸基/羧基的聚酯多元醇，在125°C條件下，抽真空除水1. 6h，降溫至67°C，控制 攪拌轉(zhuǎn)速為150rpm條件下，向反應(yīng)器中加入8. 03質(zhì)量份3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷 (KH-907)，升溫至78°C反應(yīng)16min后立即降溫至60°C，加入10. 63質(zhì)量份甲基三乙氧基硅 烷、49. 37質(zhì)量份二甲基二乙氧基硅烷和20質(zhì)量份硅酸乙酯，并連續(xù)滴加24. 54質(zhì)量份去離 子水，滴加時(shí)間為〇. 5h，然后在0. 28h內(nèi)升溫至93°C，保溫1. 25h后蒸餾至無(wú)餾分蒸出，降 溫至40°C后出料，得到自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂；
[0052] (2)往上述自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂中加入380質(zhì)量份去離子水，在高速剪切攪拌 機(jī)下，設(shè)定轉(zhuǎn)速為1800rpm進(jìn)行乳化15min，加入0. 26質(zhì)量份六甲基二硅氮烷中和，繼續(xù)乳 化15min，得到自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液。
[0053] 陶瓷電阻的封裝：
[0054] 以質(zhì)量份計(jì)，將1份本實(shí)施例的自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液，5份石英砂，1份石 英粉，〇. 5份滑石粉在室溫下混合均勻，攪拌5min后得到漿料，將漿料灌裝于裝有陶瓷電阻 (標(biāo)定電阻值：（2±0. 05) k Ω，額定功率5W)的凹槽中，在100°C下固化lmin，得到封裝后的 陶瓷電阻。
[0055] 對(duì)以上實(shí)施例中封裝后的陶瓷電阻進(jìn)行性能檢測(cè)，檢測(cè)方法及性能指標(biāo)如表1所 示，檢測(cè)結(jié)果如表2所示。
[0056] 表1檢測(cè)方法及指標(biāo)
[0057]

【權(quán)利要求】
1. 一種自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液的制備方法，其特征在于包括以下操作步驟： (1) 向帶有攪拌器和冷凝回流裝置的反應(yīng)器加入11. 73?12. 46質(zhì)量份含磺酸基/羧 基的聚酯多元醇，在120?130°C條件下，抽真空除水1. 5?2h，降溫至65?70°C，控制攪 拌轉(zhuǎn)速為150?175rpm，然后向反應(yīng)器中加入7. 54?8. 27質(zhì)量份含異氰酸酯硅烷偶聯(lián)劑， 升溫至75?80°C反應(yīng)10?20min，然后立即降溫至60°C，加入80質(zhì)量份硅氧烷單體，并 連續(xù)滴加24. 23?24. 70質(zhì)量份去離子水，滴加時(shí)間為0. 5h，然后在0. 25?0. 3h內(nèi)升溫 至90?KKTC，保溫1?1.5h后蒸餾至無(wú)餾分蒸出，然后降溫至40°C出料，得到自乳化改 性有機(jī)硅樹(shù)脂； (2) 往上述自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂中加入350?400質(zhì)量份去離子水，在高速剪切攪拌 機(jī)下，設(shè)定轉(zhuǎn)速為1500?2000rpm進(jìn)行乳化10?15min，加入0. 25?0. 27質(zhì)量份中和劑 中和，繼續(xù)乳化10?15min，得到自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液的制備方法，其特征在于： 所述的含磺酸基/羧基的聚酯多元醇的數(shù)均分子量為733?771。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液的制備方法，其特征在于： 所述的含異氰酸酯硅烷偶聯(lián)劑為3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷或3-異氰酸酯基丙基三 乙氧基硅烷。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液的制備方法，其特征在于： 所述的含異氰酸酯硅烷偶聯(lián)劑為3-異氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液的制備方法，其特征在于： 所述的硅氧烷單體為二甲基二甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和甲 基三乙氧基硅烷中至少兩種的組合物與硅酸乙酯的混合物，硅氧烷單體中與硅原子直接相 連的甲基與硅原子的摩爾比為1. 3?1. 5。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液的制備方法，其特征在于： 所述組合物為二甲基二乙氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷的組合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液的制備方法，其特征在于： 所述硅酸乙酯的加入量占硅氧烷單體總質(zhì)量的25%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液的制備方法，其特征在于： 所述的中和劑為六甲基二硅氮烷。
9. 一種自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液，其特征在于：通過(guò)權(quán)利要求1?8任一項(xiàng)所述的 制備方法制備得到。
10. 權(quán)利要求9所述的自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液在陶瓷電阻封裝中的應(yīng)用，其特征 在于具體應(yīng)用過(guò)程為：以質(zhì)量份計(jì)，將1份自乳化改性有機(jī)硅樹(shù)脂乳液、5份石英砂、1份石 英粉、〇. 5份滑石粉在室溫下混合均勻，攪拌5min后得到漿料，將漿料灌裝于裝有陶瓷電阻 的凹槽中，在l〇〇°C下固化lmin，得到封裝后的陶瓷電阻。
【文檔編號(hào)】C08G77/445GK104086784SQ201410301048
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】涂偉萍, 陳任, 王 鋒 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)