一種光熱雙固化有機(jī)硅樹(shù)脂及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種光熱雙固化有機(jī)硅樹(shù)脂及其制備方法，所述有機(jī)硅樹(shù)脂材料按照重量百分比由以下成分制備而成：有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物55～80%；活性稀釋劑10～25%；光引發(fā)劑2～5%；光引發(fā)助引發(fā)劑5～10%；環(huán)氧固化劑2～5%；其中：有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物由以下硅烷偶聯(lián)劑縮聚制得：二甲基硅氧烷30～65%；乙烯基硅氧烷15～50%；環(huán)氧基硅氧烷15～30%；三甲基硅氧烷5～10%。本發(fā)明制備的有機(jī)硅樹(shù)脂可適應(yīng)復(fù)雜的固化環(huán)境，并且具有較強(qiáng)的耐熱、耐候性能，適用于集成電路生產(chǎn)以及航空航天領(lǐng)域。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種光熱雙固化有機(jī)硅樹(shù)脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種有機(jī)硅樹(shù)脂及其制備方法，尤其涉及一種含有雙固化官能團(tuán)的甲基娃樹(shù)脂及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，電子電氣和航空航天等高端領(lǐng)域?qū)τ诓牧系囊笠灿l(fā)嚴(yán)格。相比較于其他種類(lèi)的樹(shù)脂，有機(jī)硅樹(shù)脂半無(wú)機(jī)高分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，使它具有其他各種合成材料不能同時(shí)具有的優(yōu)良性能，如耐高溫、生理惰性和低表面張力等。常規(guī)的紫外光固化有機(jī)硅樹(shù)脂存在陰影固化不完全、固化深度受限等問(wèn)題，而純熱固化又容易帶來(lái)高溫黃變，且受限制較大。在雙重固化體系中，體系的交聯(lián)固化反應(yīng)通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立或具有相互協(xié)同作用的階段來(lái)完成，提升固化樹(shù)脂的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)當(dāng)前單獨(dú)使用紫外光固化和熱固化所遇到的各種問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種光熱雙固化的有機(jī)硅樹(shù)脂材料及其制備方法。
[0004]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種含有環(huán)氧官能團(tuán)和乙烯官能團(tuán)的有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物，按照重量百分比由以下硅烷偶聯(lián)劑縮聚制得:
二甲基硅氧烷30?65%;
乙烯基硅氧烷15?50%;
環(huán)氧基娃氧燒15?30%;
三甲基硅氧烷5?10%。
[0005]—種光熱雙固化的有機(jī)硅樹(shù)脂材料，按照重量百分比由以下成分制備而成:
有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物55?80%;
活性稀釋劑10?25%;
光引發(fā)劑2?5%;
光引發(fā)助引發(fā)劑5?10%;
環(huán)氧固化劑2?5%。
[0006]具體制備方法如下:
(1)將二甲基硅氧烷與乙烯基硅氧烷或環(huán)氧基硅氧烷混合，得混合物A加入有機(jī)溶劑乙醇、催化劑，并加入適量水調(diào)節(jié)pH值為3?4，控制有機(jī)溶劑乙醇加入量為混合物A質(zhì)量的80?120%，催化劑加入量為混合物A質(zhì)量的5?10% ；
(2)攪拌條件下加熱至60?80°C，反應(yīng)3?5小時(shí)；
(3)將此反應(yīng)物與其他原料混合，得混合物B，加入占混合物B質(zhì)量5?10%的催化劑，并加入適量水調(diào)節(jié)pH值為3?4;
(4 )再次在60?80 °C下反應(yīng)3?5小時(shí)，得到具有黏度的澄清透明液體反應(yīng)產(chǎn)物； (5)蒸餾出去有機(jī)溶劑乙醇和未反應(yīng)的水及鹽酸，得到成品有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物；
(6)向有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物中添加固化助劑:活性稀釋劑、光引發(fā)劑、光引發(fā)助引發(fā)劑、環(huán)氧固化劑，得到光熱雙固化的有機(jī)硅樹(shù)脂材料。
[0007]所述二甲基硅氧烷為二甲基二乙氧基硅烷及其同系物中的一種。
[0008]所述乙烯基硅氧烷為γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷及其同系物中的一種。
[0009]所述環(huán)氧基硅氧烷為γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷及其同系物中的一種。
[0010]所述催化劑為濃度15%鹽酸。
[0011]所述活性稀釋劑為HDDA(已二醇二丙烯酸酯)。
[0012]所述光引發(fā)劑為BP(二苯甲酮)。
[0013]所述光引發(fā)助引發(fā)劑為DMAEMA(甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯)。
[0014]所述環(huán)氧固化劑為2-乙基-4-甲基咪唑。
[0015]所述光熱雙固化的有機(jī)硅樹(shù)脂材料在紫外光照射條件和加熱條件兼具，或僅有其中之一的情況下，可發(fā)生交聯(lián)固化，得到不溶不熔的固態(tài)有機(jī)硅樹(shù)脂聚合物。
[0016]本發(fā)明制備的有機(jī)硅樹(shù)脂可適應(yīng)復(fù)雜的固化環(huán)境，并且具有較強(qiáng)的耐熱、耐候性能，適用于集成電路生產(chǎn)以及航空航天領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不局限于此，凡是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍中。
[0018]實(shí)施例1
一種含有環(huán)氧官能團(tuán)和乙烯官能團(tuán)的有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物，按照重量百分比由以下硅烷偶聯(lián)劑縮聚制得:
CG-N22260%；
KH-57015%；
KH-56015%；
三甲基甲氧基硅烷10%。
[0019]—種光熱雙固化的有機(jī)硅樹(shù)脂材料，按照重量百分比由以下成分制備而成:
有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物65%;
活性稀釋劑15%;
光引發(fā)劑5%;
光引發(fā)助引發(fā)劑10%;
環(huán)氧固化劑5%。
[0020]制備方法為:
(1)將CG-N222與KH-570混合，按混合物質(zhì)量比加入有機(jī)溶劑乙醇80%、催化劑15%鹽酸5%和適量水，調(diào)節(jié)pH值為3?4 ；
(2)攪拌條件下加熱至70°C，反應(yīng)4小時(shí)；
(3)將此反應(yīng)物與KH-560和三甲基甲氧基硅烷混合，按混合物總質(zhì)量比加入催化劑15%鹽酸5%和適量水調(diào)節(jié)，pH值為3?4;
(4)再次在70°C下反應(yīng)4小時(shí)，得到具有黏度的澄清透明液體反應(yīng)產(chǎn)物；
(5)蒸餾出去有機(jī)溶劑乙醇和未反應(yīng)的水及鹽酸，得到成品有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物。
[0021](6)向有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物中添加固化助劑:活性稀釋劑、光引發(fā)劑、光引發(fā)助引發(fā)劑、環(huán)氧固化劑，得到光熱雙固化的有機(jī)硅樹(shù)脂材料，其在紫外光照射和/或熱固化的條件下可得到表面平整、光滑度高、強(qiáng)度韌性皆較好的涂層。依據(jù)GB/T6739-2006測(cè)試硬度為4H，GB/T9286-1998測(cè)試附著力可達(dá)到I級(jí)。
[0022]實(shí)施例2
一種含有環(huán)氧官能團(tuán)和乙烯官能團(tuán)的有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物，按照重量百分比由以下硅烷偶聯(lián)劑縮聚制得:
CG-N22250%；
KH-57025%；
KH-56015%；
三甲基甲氧基硅烷 10%。
[0023]—種光熱雙固化的有機(jī)硅樹(shù)脂材料，按照重量百分比由以下成分制備而成:
有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物80%;
活性稀釋劑10%;
光引發(fā)劑3%;
光引發(fā)助引發(fā)劑5%;
環(huán)氧固化劑2%。
[0024]制備方法為:
(1)將CG-N222與KH-560混合，按混合物質(zhì)量比加入有機(jī)溶劑乙醇100%、催化劑15%鹽酸5%和適量水，調(diào)節(jié)pH值為3?4 ；
(2)攪拌條件下加熱至70°C，反應(yīng)4小時(shí)；
(3)將此反應(yīng)物與KH-570以及三甲基甲氧基硅烷混合，按混合物總質(zhì)量比加入催化劑15%鹽酸5%和適量水調(diào)節(jié)，pH值為3?4 ；
(4)再次在70°C下反應(yīng)4小時(shí)，得到具有黏度的澄清透明液體反應(yīng)產(chǎn)物；
(5)蒸餾出去有機(jī)溶劑乙醇和未反應(yīng)的水及鹽酸，得到成品有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物。
[0025](6)向有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物中添加固化助劑:活性稀釋劑、光引發(fā)劑、光引發(fā)助引發(fā)劑、環(huán)氧固化劑，得到光熱雙固化的有機(jī)硅樹(shù)脂材料，其在紫外光照射和/或熱固化的條件下可得到表面平整、光滑度高、強(qiáng)度韌性皆較好的涂層。依據(jù)GB/T6739-2006測(cè)試硬度為4H，GB/T9286-1998測(cè)試附著力可達(dá)到I級(jí)。
[0026]實(shí)施例3
一種含有環(huán)氧官能團(tuán)和乙烯官能團(tuán)的有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物，按照重量百分比由以下硅烷偶聯(lián)劑縮聚制得:
CG-N22230%；
CG-OI7435%；
CG-0187130%；
三甲基甲氧基硅烷5%。
[0027]—種光熱雙固化的有機(jī)硅樹(shù)脂材料，按照重量百分比由以下成分制備而成:
有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物60%;
活性稀釋劑20%;
光引發(fā)劑5%;
光引發(fā)助引發(fā)劑10%;
環(huán)氧固化劑5%。
[0028]制備方法為:
(I)將CG-N222與CG-01871混合，按混合物質(zhì)量比加入有機(jī)溶劑乙醇120%、催化劑15%鹽酸5%和適量水，調(diào)節(jié)pH值為3?4; (2)攪拌條件下加熱至70°C，反應(yīng)4小時(shí)；
(3)將此反應(yīng)物與CG-0174和三甲基甲氧基硅烷混合，按混合物總質(zhì)量比加入催化劑15%鹽酸5%和適量水調(diào)節(jié)，pH值為3?4 ；
(4)再次在70°C下反應(yīng)4小時(shí)，得到具有黏度的澄清透明液體反應(yīng)產(chǎn)物；
(5)蒸餾出去有機(jī)溶劑乙醇和未反應(yīng)的水及鹽酸，得到成品有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物。
[0029](6)向有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物中添加固化助劑:活性稀釋劑、光引發(fā)劑、光引發(fā)助引發(fā)劑、環(huán)氧固化劑，得到光熱雙固化的有機(jī)硅樹(shù)脂材料，其在紫外光照射和/或熱固化的條件下可得到表面平整、光滑度高、強(qiáng)度韌性皆較好的涂層。依據(jù)GB/T6739-2006測(cè)試硬度為4H，GB/T9286-1998測(cè)試附著力可達(dá)到I級(jí)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種含有環(huán)氧官能團(tuán)和乙烯官能團(tuán)的有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物，其特征在于所述有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物由以下硅烷偶聯(lián)劑縮聚制得: 二甲基硅氧烷30?65%; 乙烯基硅氧烷15?50%; 環(huán)氧基娃氧燒15?30%; 三甲基硅氧烷5?10%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有環(huán)氧官能團(tuán)和乙烯官能團(tuán)的有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物，其特征在于所述二甲基硅氧烷為二甲基二乙氧基硅烷及其同系物中的一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有環(huán)氧官能團(tuán)和乙烯官能團(tuán)的有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物，其特征在于所述乙烯基硅氧烷為γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷及其同系物中的一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有環(huán)氧官能團(tuán)和乙烯官能團(tuán)的有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物，其特征在于所述環(huán)氧基硅氧烷為γ -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷及其同系物中的一種。5.—種權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求所述的含有環(huán)氧官能團(tuán)和乙烯官能團(tuán)的有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物的制備方法，其特征在于所述制備方法如下: (1)將二甲基硅氧烷與乙烯基硅氧烷或環(huán)氧基硅氧烷混合，得混合物A加入有機(jī)溶劑乙醇、催化劑，并加入適量水調(diào)節(jié)pH值為3?4，控制有機(jī)溶劑乙醇加入量為混合物A質(zhì)量的80?120%，催化劑加入量為混合物A質(zhì)量的5?10% ； (2)攪拌條件下加熱至60?80°C，反應(yīng)3?5小時(shí)； (3)將此反應(yīng)物與其他原料混合，得混合物B，加入占混合物B質(zhì)量5?10%的催化劑，并加入適量水調(diào)節(jié)pH值為3?4; (4 )再次在60?80 °C下反應(yīng)3?5小時(shí)，得到具有黏度的澄清透明液體反應(yīng)產(chǎn)物； (5)蒸餾出去有機(jī)溶劑乙醇和未反應(yīng)的水及鹽酸，得到成品有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含有環(huán)氧官能團(tuán)和乙烯官能團(tuán)的有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物的制備方法，其特征在于所述催化劑為鹽酸。7.—種光熱雙固化的有機(jī)硅樹(shù)脂材料，其特征在于所述有機(jī)硅樹(shù)脂材料按照重量百分比由以下成分制備而成: 有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物55?80%; 活性稀釋劑10?25%; 光引發(fā)劑2?5%; 光引發(fā)助引發(fā)劑5?10%; 環(huán)氧固化劑2?5%; 其中: 有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物由以下硅烷偶聯(lián)劑縮聚制得: 二甲基硅氧烷30?70%; 乙烯基硅氧烷15?50%; 環(huán)氧基娃氧燒15?30%。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光熱雙固化的有機(jī)硅樹(shù)脂材料，其特征在于所述活性稀釋劑為HDDA，所述光引發(fā)劑為BP，所述光引發(fā)助引發(fā)劑為DMAEMA，所述環(huán)氧固化劑為2-乙基-4-甲基咪唑，所述二甲基硅氧烷為二甲基二乙氧基硅烷及其同系物中的一種，乙烯基硅氧烷為γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷及其同系物中的一種，所述環(huán)氧基硅氧烷為γ -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷及其同系物中的一種。9.一種權(quán)利要求7-8任一權(quán)利要求所述的光熱雙固化的有機(jī)硅樹(shù)脂材料的制備方法，其特征在于所述制備方法如下: (1)將二甲基硅氧烷與乙烯基硅氧烷或環(huán)氧基硅氧烷混合，得混合物A加入有機(jī)溶劑乙醇、催化劑，并加入適量水調(diào)節(jié)pH值為3?4，控制有機(jī)溶劑乙醇加入量為混合物A質(zhì)量的80?120%，催化劑加入量為混合物A質(zhì)量的5?10% ； (2)攪拌條件下加熱至60?80°C，反應(yīng)3?5小時(shí)； (3)將此反應(yīng)物與其他原料混合，得混合物B，加入占混合物B質(zhì)量5?10%的催化劑，并加入適量水調(diào)節(jié)pH值為3?4; (4 )再次在60?80 °C下反應(yīng)3?5小時(shí)，得到具有黏度的澄清透明液體反應(yīng)產(chǎn)物； (5)蒸餾出去有機(jī)溶劑乙醇和未反應(yīng)的水及鹽酸，得到成品有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物； (6)向有機(jī)硅樹(shù)脂預(yù)聚物中添加固化助劑:活性稀釋劑、光引發(fā)劑、光引發(fā)助引發(fā)劑、環(huán)氧固化劑，得到光熱雙固化的有機(jī)硅樹(shù)脂材料。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光熱雙固化的有機(jī)硅樹(shù)脂材料的制備方法，其特征在于所述催化劑為鹽酸。
【文檔編號(hào)】C08F222/14GK105860081SQ201610367194
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月30日
【發(fā)明人】姜波, 祝長(zhǎng)城, 黃玉東, 劉麗, 白永平, 張奎元, 趙立偉, 潘海濤
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)