一種萘基烷氧基硅烷的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)硅材料領(lǐng)域，具體涉及一種萘基烷氧基硅烷的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 基于發(fā)光二極管（LED)的半導(dǎo)體照明由于具有高光效和長壽命的特點(diǎn)，已成為第 四代照明光源。封裝材料的耐老化性能對LED照明器件的光效和使用壽命有非常重要的影 響。過去幾十年，環(huán)氧樹脂因其具有良好的力學(xué)性能，高透明性及成本低等特點(diǎn)而被廣泛用 作LED封裝材料。但隨著LED功率和亮度的不斷提高，傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂封裝材料在耐老化 性能方面已經(jīng)不能滿足實(shí)際要求。例如，環(huán)氧樹脂在使用過程中由于紫外光的照射和熱老 化均容易出現(xiàn)顏色變黃，透光率下降，從而大大縮短了LED器件的使用壽命。近年來，有機(jī) 硅材料因其具有出色的耐紫外光和熱老化性能，吸引了越來越多LED制造商的關(guān)注，現(xiàn)已 成為白光LED封裝材料的最佳選擇。
[0003] 有機(jī)硅材料如硅膠、硅樹脂一般是通過有機(jī)硅單體（如環(huán)硅氧烷單體、氯硅烷和 烷氧基硅烷）進(jìn)行陰離子聚合或者水解縮合反應(yīng)制備的。按照固化機(jī)理的不同，硅膠和硅 樹脂分為加成型和縮合型兩類。由于縮合型硅膠和硅樹脂在固化過程中有小分子釋放，因 此一般不適宜用于LED封裝。加成型硅膠和硅樹脂的固化一般通過硅氫鍵和硅乙烯基在鉑 催化劑的存在下進(jìn)行硅氫加成反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)。
[0004] 隨著對如何不斷提高LED器件發(fā)光效率的深入研宄，對有機(jī)硅封裝材料的折光指 數(shù)提出了新的要求。由于GaN芯片具有高的折射率（約為2. 2)，為了能夠有效的減少界面 折射帶來的光損失，盡可能提高取光效率，要求LED封裝材料的折射率盡可能高。例如，如 果折射率從1. 5增加到1. 6,取光效率能提高約10%。傳統(tǒng)的硅膠或硅樹脂材料的折光指 數(shù)僅為1. 41，而理想封裝材料的折光指數(shù)應(yīng)該盡可能的接近GaN的折光指數(shù)。
[0005] 在結(jié)構(gòu)中引入娃苯基能夠有效地提尚娃J3父和娃樹脂的折光指數(shù)。但是引入苯基對 于折光率的提高是有限的。目前研宄表明，通過引入苯基很難將折光指數(shù)提高到1. 55以 上。這是由于折光率要達(dá)到1.55,苯基含量（苯基與所有取代基的摩爾比）需達(dá)到55%以 上。如此高的苯基含量使有機(jī)硅樹脂的其他性能如工藝性能、力學(xué)性能明顯降低。
[0006] 要進(jìn)一步提高有機(jī)硅材料的折光率，需要引入具有比苯基的摩爾折射率更高的 取代基團(tuán)。引入蔡基可以將有機(jī)娃樹脂的折光率提尚到1.60以上，在合成含蔡基的有機(jī) 硅樹脂需要使用含萘基的硅氧烷作為原料，如萘基烷氧基硅烷或者萘基氯硅烷，如專利 W02013/005858所報(bào)道。但是本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)以采用上述專利所述的方法合成的萘基烷氧基 硅烷為原料，所制備的萘基硅樹脂帶有淺黃色，透明性不好；高溫老化后透光率降低明顯， 呈明顯的黃色。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種萘基烷氧基硅烷的制備方法。
[0008] 本發(fā)明所提供的制備方法，包括如下步驟：在有機(jī)溶劑中，將烷氧基硅烷、鎂和 1-鹵萘混合進(jìn)行格氏反應(yīng)，即可得到萘基烷氧基硅烷，其中，所述烷氧基硅烷選自四甲氧基 硅烷、甲基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷中任一種。
[0009] 上述制備方法中，所述有機(jī)溶劑為四氫呋喃和/或無水乙醚。
[0010] 所述1-鹵萘可選自1-氯萘、1-溴萘和1-碘萘中至少一種。
[0011] 所述烷氧基硅烷、鎂、1-鹵萘和有機(jī)溶劑的摩爾比為1 : (0. 3-0. 5) : (0. 2-0. 3): (4-6)"
[0012] 所述格氏反應(yīng)的反應(yīng)溫度為60-80°C，反應(yīng)時(shí)間為l-2h。
[0013] 上述制備方法中，所述格氏反應(yīng)具體可通過如下步驟進(jìn)行：將所述烷氧基硅烷、鎂 和有機(jī)溶劑混合得到混合物，并將所述混合物的溫度控制在25-35°C，再向所述混合物中滴 加所述1-鹵萘，滴加完畢后，升溫至60-80°C，反應(yīng)l_2h，即可得到所述萘基烷氧基硅烷。
[0014] 此過程中，控制所述混合物的溫度在25-35°C是因?yàn)闇囟冗^低會導(dǎo)致反應(yīng)引發(fā) 緩慢甚至不能引發(fā)，溫度過高會導(dǎo)致副反應(yīng)過多，產(chǎn)率和產(chǎn)品純度降低；控制反應(yīng)溫度在 60-80°C是因?yàn)闇囟冗^低會導(dǎo)致反應(yīng)不能完全進(jìn)行，溫度過高會導(dǎo)致副反應(yīng)發(fā)生；控制反應(yīng) 時(shí)間在l-2h是因?yàn)榉磻?yīng)時(shí)間低于lh，反應(yīng)產(chǎn)率偏低，反應(yīng)時(shí)間超過2h，對反應(yīng)影響不大。
[0015] 所述萘基烷氧基硅烷為式I所示化合物（萘基三甲氧基硅烷）、式II所示化合物 (萘基甲基二甲氧基硅烷）、式III所示化合物（萘基三乙氧基硅烷）和式IV所示化合物 (奈基甲基一乙氧基硅烷）中任意一種。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種蒙基烷氧基硅烷的制備方法，包括如下步驟；在有機(jī)溶劑中，將烷氧基硅烷、儀 和1-面蒙混合進(jìn)行格氏反應(yīng)，得到蒙基烷氧基硅烷，其中，所述烷氧基硅烷選自四甲氧基 硅烷、甲基二甲氧基硅烷、四己氧基硅烷和甲基二己氧基硅烷中任一種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于；所述有機(jī)溶劑為四氨快喃和/或無 水己離； 所述1-面蒙選自1-氯蒙、1-漠蒙和1-艦蒙中至少一種； 所述烷氧基硅烷、儀、1-面蒙和有機(jī)溶劑的摩爾比為1 ;化3-0. 5) ;(0. 2-0. 3); (4-6)； 所述格氏反應(yīng)的反應(yīng)溫度為60-80°C，反應(yīng)時(shí)間為1-化。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于：所述格氏反應(yīng)通過如下步驟進(jìn) 行；將所述烷氧基硅烷、儀和有機(jī)溶劑按所述比例混合得到混合物，并將所述混合物的溫 度控制在25-35°C，再向所述混合物中滴加所述比例的所述1-面蒙，滴加完畢后，升溫至 60-80°C，反應(yīng)1-化，得到所述蒙基烷氧基硅烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于：所述蒙基烷氧基硅烷為 式I所示化合物、式II所示化合物、式III所示化合物和式IV所示化合物中任意一種，
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于：還包括對所述格氏反應(yīng) 所得物進(jìn)行過濾，并收集過濾液，對所述過濾液進(jìn)行減壓蒸饋的步驟； 所述減壓蒸饋時(shí)，在5mmHg氣壓下收集130-135°C饋份，得到式I所示化合物的粗產(chǎn)品； 在5mmHg氣壓下收集105-110°C饋份，得到式II所示化合物的粗產(chǎn)品；在5mmHg氣壓下收 集150-155°C饋份，得到式HI所示化合物的粗產(chǎn)品；在5mmHg氣壓下收集120-125°C饋份， 得到式IV所示化合物的粗產(chǎn)品。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于：還包括對所述蒙基燒氧 基硅烷進(jìn)行純化的步驟：將所述蒙基烷氧基硅烷和堿性物質(zhì)混合得到混合物，并對所述混 合物進(jìn)行加熱處理，再減壓蒸饋，收集饋份，得到純化后的所述蒙基烷氧基硅烷。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于；所述堿性物質(zhì)為氨氧化鋼和/或氨 氧化鐘； 所述蒙基烷氧基硅烷和所述堿性物質(zhì)的質(zhì)量比為100 ; (1-3); 所述加熱處理的溫度為70-90°C，時(shí)間為12-2化； 所述加熱處理的同時(shí)，還要對所述混合物進(jìn)行攬拌； 所述收集饋份按如下方法進(jìn)行：在5mmHg氣壓下收集130-135°C饋份，得到式I所示化 合物的純化物；在5mmHg氣壓下收集105-11(TC饋份，得到式II所示化合物的純化物；在 5mmHg氣壓下收集150-155°C饋份，得到式III所示化合物的純化物；在5mmHg氣壓下收集 120-125°C饋份，得到式IV所示化合物的純化物。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種萘基烷氧基硅烷的制備方法，包括如下步驟：在有機(jī)溶劑中，將烷氧基硅烷、鎂和1-鹵萘混合進(jìn)行格氏反應(yīng)，得到萘基烷氧基硅烷，其中，所述烷氧基硅烷選自四甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷中任一種。此外，還包括將所述萘基烷氧基硅烷和堿性物質(zhì)混合加熱進(jìn)行純化處理，通過以所述萘基烷氧基硅烷為原料而制備得到的有機(jī)硅樹脂的透明度高、耐老化性能優(yōu)良。
【IPC分類】C07F7-18, C08G77-20, C08G81-00
【公開號】CN104788488
【申請?zhí)枴緾N201510129244
【發(fā)明人】潘碧宸, 袁有學(xué), 楊欣, 趙曉娟, 張瑛, 黃偉
【申請人】中國科學(xué)院化學(xué)研究所
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月24日