本發(fā)明屬于化學(xué)合成技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種使用二官能團(tuán)烷氧基硅烷水解縮合制備羥基硅油低聚體，再在有機金屬絡(luò)合物催化下與三官能團(tuán)烷氧基硅烷反應(yīng)制備增粘劑的方法。
背景技術(shù)：
加成型液體硅橡膠具有優(yōu)異的耐溫、耐老化、耐黃變性能，目前已經(jīng)逐漸取代環(huán)氧樹脂用于電子封裝領(lǐng)域，尤其是大功率led封裝行業(yè)。有機硅高分子材料其本身分子鏈?zhǔn)欠菢O性的，與其他材料的粘結(jié)性能較差，一般需要通過使用增粘劑來實現(xiàn)與基材的良好粘結(jié)。
偶聯(lián)劑是常用的一類增粘劑，通過添加適當(dāng)種類的偶聯(lián)劑，可以在一定程度上提高產(chǎn)品與基材的粘結(jié)性能。但是由于偶聯(lián)劑分子量相對較低，與加成型液體硅橡膠之間的相容性一般，在長期高溫、紫外老化等苛刻條件下，容易產(chǎn)生粘結(jié)力下降的情況。
目前電子封裝行業(yè)向著小型化方向發(fā)展，產(chǎn)品尺寸越來越小，而功率卻越來越大，這對封裝材料的耐溫耐老化性能提出了更高的要求。因此，合成高分子量的具有優(yōu)異增粘效果的性能穩(wěn)定的高分子增粘劑，提高產(chǎn)品在高溫和長時間使用中與底材的粘結(jié)性能，保證產(chǎn)品在長時間的苛刻環(huán)境中保持產(chǎn)品性能的穩(wěn)定，是該領(lǐng)域的一項熱點和難點。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種加成型液體硅橡膠增粘劑的制備方法。使用該方法合成的硅橡膠增粘劑，可以更好的控制產(chǎn)品的分子結(jié)構(gòu)，減少反應(yīng)過程中產(chǎn)生凝膠的概率，同時產(chǎn)品與硅橡膠的相容性好，具有優(yōu)異的耐溫性能和耐老化性能，適用于對耐溫性能要求較高的電子封裝領(lǐng)域。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
本發(fā)明所述的一種加成型液體硅橡膠增粘劑的制備方法，使用常見的酸催化劑，將二官能團(tuán)烷氧基硅烷在一定溫度下進(jìn)行水解縮合反應(yīng)，制備得到羥基硅油低聚體，將低聚體與三官能團(tuán)烷氧基硅烷混合，在有機金屬絡(luò)合物催化下進(jìn)行接枝反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后脫除低分子副產(chǎn)物，得到高分子量的增粘劑產(chǎn)品。反應(yīng)過程為水解縮合反應(yīng)和接枝聚合反應(yīng)。
本發(fā)明所述的制備方法的具體的步驟如下：將二官能團(tuán)烷氧基硅烷加入反應(yīng)釜內(nèi)，將酸性催化劑與水混合均勻，在常溫下邊攪拌邊滴加到反應(yīng)釜中，升溫到50-80℃反應(yīng)1-5h，抽真空脫出水分和小分子副產(chǎn)物，加入三官能團(tuán)烷氧基硅烷和有機金屬絡(luò)合物，在80-150℃下反應(yīng)1-5h，抽真空脫出低沸物，得到無色至淺黃色的產(chǎn)品。
本發(fā)明所述的二官能團(tuán)烷氧基硅烷包括二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、甲基乙烯基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、甲基苯基二乙氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷等，所述的二官能團(tuán)烷氧基硅烷與水的質(zhì)量比為：95-50:5-50。
本發(fā)明所述的酸性催化劑包括鹽酸、硫酸、酸性離子交換樹脂等常用有機酸和無機酸。
本發(fā)明所述的三官能團(tuán)烷氧基硅烷包括甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷及其他常見三官能團(tuán)硅烷偶聯(lián)劑等，所述的三官能團(tuán)烷氧基硅烷用量為低聚體質(zhì)量的10-50%。
本發(fā)明所述的有機金屬絡(luò)合物包括鈦絡(luò)合物、錫絡(luò)合物、鋁絡(luò)合物、鋯絡(luò)合物等。
本發(fā)明的優(yōu)點是：通過水解縮合和接枝聚合兩步反應(yīng)制備硅膠增粘劑，可以更好的控制增粘劑的分子結(jié)構(gòu)，同時減少凝膠的產(chǎn)生；另外，由于引入了有機金屬絡(luò)合物做催化劑，其也可以在后期硅膠固化過程中起到一定增粘作用，增加增粘劑的粘結(jié)效果。
具體實施方式
本發(fā)明將通過以下實施例作進(jìn)一步說明。
實施例1。
將1000g二甲基二甲氧基硅烷加入帶有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計的反應(yīng)釜中，在攪拌下緩慢滴加200g濃度為5%的鹽酸水溶液，滴加完成后升溫至60℃反應(yīng)5h，抽真空除去水分和小分子后，加入1.5g鈦酸四正丁酯和300gγ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，升溫到80℃反應(yīng)5h，抽真空并升溫到160℃脫去低沸物，得到淺黃色透明液體產(chǎn)物。
實施例2。
將800g二甲基二甲氧基硅烷和200g二苯基二甲氧基硅烷加入帶有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計的反應(yīng)釜中，在攪拌下緩慢滴加200g濃度為5%的鹽酸水溶液，滴加完成后升溫至60℃反應(yīng)5h，抽真空除去水分和小分子后，加入1.5g鈦酸四正丁酯，50g乙烯基三甲氧基硅烷和250gγ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，升溫到80℃反應(yīng)5h，抽真空并升溫到160℃脫去低沸物，得到淺黃色透明液體產(chǎn)物。
實施例3。
將1000g二甲基二甲氧基硅烷加入帶有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計的反應(yīng)釜中，在攪拌下緩慢滴加200g濃度為5%的鹽酸水溶液，滴加完成后升溫至60℃反應(yīng)5h，抽真空除去水分和小分子后，加入1.5g有機錫絡(luò)合物，150gγ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和150gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，升溫到80℃反應(yīng)5h，抽真空并升溫到160℃脫去低沸物，得到淺黃色透明液體產(chǎn)物。
實施例4。
將1000g二甲基二甲氧基硅烷加入帶有機械攪拌、回流冷凝管、溫度計的反應(yīng)釜中，在攪拌下緩慢滴加200g濃度為5%的鹽酸水溶液，滴加完成后升溫至60℃反應(yīng)5h，抽真空除去水分和小分子后，加入1.5g鈦酸四正丁酯，200gγ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和200gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，升溫到80℃反應(yīng)5h，抽真空并升溫到160℃脫去低沸物，得到淺黃色透明液體產(chǎn)物。
增粘劑性能測試方法：
將50g粘度為1000cs的端乙烯基硅油與0.6g含氫量為0.75%的含氫硅油以及抑制劑混合均勻，加入0.02g鉑金催化劑，分別加入實施例制備的增粘劑，添加量為總質(zhì)量的1.5%，攪拌混合均勻。在0.1mpa下抽真空10分鐘。所得硅膠涂在事先經(jīng)過表面清洗的試樣粘結(jié)面上，將兩片試樣粘結(jié)面合攏并輕輕加壓，放入烘箱中在100℃下固化1h，取出冷卻后使用電子萬能試驗機測試粘結(jié)強度。測試結(jié)果如表1所示。其中空白樣為不加增粘劑的樣品。
結(jié)果分析。
從表1中可以看到，使用實施例的增粘劑制備的硅橡膠與空白硅橡膠產(chǎn)品相比，其與各類基材的粘結(jié)力都得到了較大程度的提高。
表1