專利名稱：一種硅雜化復合涂覆電子膠及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種有機無機雜化硅材料，具體涉及一種疏水型有機無機硅雜化復合涂覆電子膠。
背景技術：
隨著新材料、先進裝備制造等高新技術產業的發展，對集成電路和電子器件的定性能也提出了更高的要求。集成電路組件對污染物及其敏感，且表面污染甚至會嚴重影響到組件性能，容易因吸附粉塵和潮氣而造成短路等。采用電子器件表面涂覆保護材料是避免類似問題發生并延長電子器件壽命的可靠方案。用于表面涂覆的材料必須具有良好的綜合性能，能與電路板表面很好的貼附、具有高絕緣性可避免電路間的擊穿或短路；具有優良的電絕緣性、耐高低溫性、耐電暈、耐輻射、耐潮濕和抗水性、耐臭氧、耐氣候老化、耐玷污性及耐化學腐蝕等性能；有好的涂布加工性能和自動化的涂布工藝，以能適應高度潔凈和自 動化的電路板生產。有機硅材料具有高絕緣性可避免電路間的擊穿或短路；具有優良的電絕緣性、耐高低溫性、耐電暈、耐臭氧等性能，因其具備這些高性能和優點，在汽車電子領域中的應用特別受到重視，在汽車電子中的應用領域也越來越廣，如保護發動機控制模塊、點火線圏與點火模塊、動力系統模塊、制動系統模塊、廢氣排放控制模塊、電源系統、照明系統、各種傳感器、連接器等等。然而，目前制備的有機硅涂覆電子膠普遍存在成膜性較差、固化溫度高(一般為15(T200°C )，且涂膜對基材的附著力較差等缺陷，且其耐溶劑性及機械強度也存在不足，使其應用受到一定限制。提供一種具有良好的綜合性能的，不僅具有良好的耐熱性、耐候性、疏水性、力學性能和涂抹流平性的涂覆電子膠成為目前急需解決的技術問題。溶膠-凝膠(sol-gel)法被認為是極具潛力的制備透明薄膜的方法。溶膠-凝膠原理中的溶膠-凝膠化學是在烷氧基金屬化合物化學的基礎上發展起來的，即烷氧基金屬化合物(前驅體)在酸(堿)催化劑的存在下，經過水解縮合反應(伴隨溶膠和凝膠的形成)得到高度交聯的無機聚合產物。本發明通過溶膠-凝膠法制備一種具有優良的綜合性能的硅雜化復合涂覆電子膠。

發明內容
本發明的目的在于彌補現有技術存在的不足，提供一種硅雜化復合涂覆電子膠的制備方法，其所制備的涂覆電子膠綜合性能好，該涂覆電子膠形成的涂膜具有超強的疏水性能，同時耐污性和耐腐蝕性好、對涂抹基底的附著力強、折射率高、力學性能佳，而且具有很好的氧氣阻隔性，且這種制備方法制備工藝簡單，工藝過程易于控制，成本低。本發明的另一個目的在于提供一種上文所述的制備方法制得的硅雜化復合涂覆電子膠。本發明為實現其目的，所提供的硅雜化復合涂覆電子膠的制備方法，包括如下步驟
(I)預先向燒瓶中加入2(Γ40重量份的質量濃度為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為40-60，無水乙醇重量份為100，將所述的正硅酸乙酯溶液滴加到步驟(I)的燒瓶中，攪拌10分鐘后，升溫至55飛(TC ；(3)緩慢滴加酸催化劑Α，直至燒瓶內混合溶液的pH值為3. 5^4. 5 ；(4)向燒瓶中加入1(Γ20重量份的PDMS (聚二甲基硅氧烷)、2飛重量份的甲基三乙氧基硅烷和I飛重量份的硅烷偶聯劑，繼續攪拌2(T40min ；(5)向燒瓶中緩慢滴加入酸催化劑B，直至燒瓶內混合溶液的pH值為2. 5^3. 0，保溫繼續反應廣2h ；(6)向燒瓶中滴加入2飛重量份的硅烷偶聯劑，保溫攪拌I小時，制得溶膠A ;
(7)配制質量濃度為1%的殼聚糖溶液，將其與步驟(6)制得的溶膠A按廣3:10的體積比混合，置于溫度為55 70°C的恒溫水浴中加熱，攪拌3飛h，即制得透明的硅雜化復合涂覆電子膠。所述的硅雜化復合涂覆電子膠的制備方法，步驟(3)中所述的酸催化劑A是質量比例為8:0. 5^2的鹽酸和氫氟酸組成的酸催化劑，步驟(5)中的酸催化劑B為鹽酸溶液。這種巧妙的搭配，使水解速度較快，縮短溶膠形成時間，而且可以獲得穩定的溶膠體系，不易出現相分離，避免后續制得的涂覆電子膠所形成的涂膜出現裂開現象；且所制得有機-無機雜化硅涂覆電子膠具有很穩定的Si-O-Si交聯網絡，不易出現溶劑聚集導致相分離。所述的硅雜化復合涂覆電子膠的制備方法，步驟(4)中所述的PDMS與甲基三乙氧基硅烷的重量配比為5:1。按這一比例添加PDMS和甲基三乙氧基硅烷，引入的-CH3數量適中，體系中形成了以化學鍵結合的交聯網絡，具有平整致密的有機-無機雜化網絡。同時賦予雜化材料優異的力學性能和光學特性，而且使形成的雜化硅涂覆電子膠具有更好的熱穩定性、耐溶劑性和疏水性。所述的硅雜化復合涂覆電子膠的制備方法，所述殼聚糖溶液與溶膠A的體積比為2:10。按這一比例加入殼聚糖溶液，制得的復合涂覆電子膠外觀更為均勻透明，涂覆電子膠對基材的附著力強，而且涂膜性和氧氣阻隔性更佳。所述的硅雜化復合涂覆電子膠的制備方法，步驟(4)所述的硅烷偶聯劑為KH560。所述的硅雜化復合涂覆電子膠的制備方法，步驟(6)所述的硅烷偶聯劑為KH-570。反應體系中加入KH-570可有效的改善相界面，有利于反應體系中兩相分散均勻。本發明提供一種如上文所述的制備方法制得的硅雜化復合涂覆電子膠。本發明提供技術方案具有如下有益效果本發明的制備方法在制備過程中各組分相容性好，不易出現相分離，保證制得的雜化硅溶膠透明性好，產物穩定性佳，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，具有極佳的疏水性，提高所制得產品的抗粘性。催化劑采用兩步添加方式，更有效地保證所形成的雜化硅溶膠尺寸分布均勻，形成穩定性好的Si-O-Si鍵接形成的交聯網絡，不易出現大尺寸溶膠粒子的聚集，同時還能保證反應速率，提高效率。本發明提供的制備方法制得的硅雜化復合涂覆電子膠綜合性能優良，耐熱性好、疏水性強、成膜性佳，折光指數高達I. 7以上。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明的技術方案進一步詳細說明實施例I一種硅雜化復合涂覆電子膠，其制備采用如下步驟進行( I)預先向燒瓶中加入20重量份的質量濃度為20%的乙醇溶液；
(2)配制好用無水乙醇配制的正硅酸乙酯溶液，其中正硅酸乙酯重量份為40，無水乙醇重量份為100，將所述的正硅酸乙酯溶液滴加到步驟(I)的燒瓶中，攪拌10分鐘后，升溫至55 °C ；(3)緩慢滴加質量比例為8:0. 5的鹽酸和氫氟酸組成的酸催化劑，直至燒瓶內混合溶液的PH值為3. 5 ;(4)向燒瓶中加入10重量份的PDMS、2重量份的甲基三乙氧基硅烷和I重量份的硅烷偶聯劑KH560，繼續攪拌20min ；(5)向燒瓶中緩慢滴加入鹽酸溶液，直至燒瓶內混合溶液的pH值為2. 5，保溫繼續反應Ih ；(6)向燒瓶中滴加入2重量份的硅烷偶聯劑KH-570，保溫攪拌I小時，制得溶膠A ；(7)取適量殼聚糖溶于體積分數為O. 5%的醋酸水溶液中，勻速攪拌至完全溶解，抽濾，制得質量溶度為1%的殼聚糖溶液，將殼聚糖溶液與步驟(6)制得的溶膠A按1:10的體積比混合，置于溫度為55°C的恒溫水浴中加熱，攪拌3h，即制得透明的硅雜化復合涂覆電子膠；(8)將步驟(7)的產物在室溫下放置24h后，取適量涂覆在干凈平整的載玻片上，振動讓其自然流平，室溫干燥lh，繼續在90°C干燥3h，冷卻至室溫制得硅雜化復合涂覆電子膠的涂膜，對該涂膜進行性能測試，測試方法和測試結果參見下表I。實施例2一種硅雜化復合涂覆電子膠，其制備采用如下步驟進行( I)預先向燒瓶中加入40重量份的質量濃度為40%的乙醇溶液；(2)配制好用無水乙醇配制的正硅酸乙酯溶液，其中正硅酸乙酯重量份為60，無水乙醇重量份為100，將所述的正硅酸乙酯溶液滴加到步驟(I)的燒瓶中，攪拌10分鐘后，升溫至60°C ；(3)緩慢滴加質量比例為8:1的鹽酸和氫氟酸組成的酸催化劑，直至燒瓶內混合溶液的PH值為4.5;(4)向燒瓶中加入20重量份的PDMS、5重量份的甲基三乙氧基硅烷和5重量份的硅烷偶聯劑KH560，繼續攪拌40min ；(5)向燒瓶中緩慢滴加入鹽酸溶液，直至燒瓶內混合溶液的pH值為3. 0，保溫繼續反應2h ；(6)向燒瓶中滴加入6重量份的硅烷偶聯劑KH-570，保溫攪拌I小時，制得溶膠A ；(7)稱取適量殼聚糖溶于醋酸水溶液中，勻速攪拌至完全溶解，抽濾，制得體積比為質量濃度1%的殼聚糖溶液，將殼聚糖溶液與步驟(6)制得的溶膠A按3:10的體積比混合，置于溫度為70°C的恒溫水浴中加熱，攪拌5h，即制得透明的硅雜化復合涂覆電子膠；(8)將步驟(7)的產物在室溫下放置24h后，取適量涂覆在干凈平整的載玻片上，振動讓其自然流平，室溫干燥lh，繼續在90°C干燥3h，冷卻至室溫制得有機-無機雜化硅涂覆電子膠的涂膜，對該涂膜進行性能測試，測試方法和測試結果參見下表I。實施例3—種硅雜化復合涂覆電子膠，其制備采用如下步驟進行(I)預先向燒瓶中加入30重量份的質量濃度為30%的乙醇溶液；(2)配制好用無水乙 醇配制的正硅酸乙酯溶液，其中正硅酸乙酯重量份為50，無水乙醇重量份為100，將所述的正硅酸乙酯溶液滴加到步驟(I)的燒瓶中，攪拌10分鐘后，升溫至60°C ；(3)緩慢滴加質量比例為8:2的鹽酸和氫氟酸組成的酸催化劑，直至燒瓶內混合溶液的PH值為4 ； (4)向燒瓶中加入15重量份的PDMS、3重量份的甲基三乙氧基硅烷和3重量份的硅烷偶聯劑KH560，繼續攪拌30min，(5)向燒瓶中緩慢滴加入鹽酸溶液，直至燒瓶內混合溶液的pH值為2. 7，保溫繼續反應I. 5h,(6)向燒瓶中滴加入4重量份的硅烷偶聯劑KH-570，保溫攪拌I小時，制得溶膠A。(7)稱取適量殼聚糖溶于醋酸水溶液中，勻速攪拌至完全溶解，抽濾，制得質量濃度為1%的殼聚糖溶液，將殼聚糖溶液與步驟(6)制得的溶膠A按2:10的體積比混合，置于溫度為60°C的恒溫水浴中加熱，攪拌4h，即制得透明的硅雜化復合涂覆電子膠。(8)將步驟(7)的產物在室溫下放置24h后，取適量涂覆在干凈平整的載玻片上，振動讓其自然流平，室溫干燥lh，繼續在90°C干燥3h，冷卻至室溫制得有機-無機雜化硅涂覆電子膠的涂膜，對該涂膜進行性能測試，測試方法和測試結果參見下表I。表I
權利要求
1.一種硅雜化復合涂覆電子膠的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)預先向燒瓶中加入2(T40重量份的質量濃度為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為40-60，無水乙醇重量份為100，將所述的正硅酸乙酯溶液滴加到步驟(I)的燒瓶中，攪拌10分鐘后，升溫至55飛(TC ； (3)緩慢滴加酸催化劑A，直至燒瓶內混合溶液的pH值為3.5^4. 5 ； (4)向燒瓶中加入1(T20重量份的PDMS、2飛重量份的甲基 三乙氧基硅烷和I飛重量份的硅烷偶聯劑，繼續攪拌2(T40min ； (5)向燒瓶中緩慢滴加入酸催化劑B，直至燒瓶內混合溶液的pH值為2.5^3. 0，保溫繼續反應I 2h ； (6)向燒瓶中滴加入2飛重量份的硅烷偶聯劑，保溫攪拌I小時，制得溶膠A; (7)配制質量濃度為1%的殼聚糖溶液，將其與步驟(6)制得的溶膠A按廣3:10的體積比混合，置于溫度為55 70°C的恒溫水浴中加熱，攪拌3飛h，即制得透明的硅雜化復合涂覆電子膠。
2.根據權利要求I所述的硅雜化復合涂覆電子膠的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述的酸催化劑A是質量比例為8:0. 5^2的鹽酸和氫氟酸組成的酸催化劑，步驟(5)中的酸催化劑B為鹽酸溶液。
3.根據權利要求I所述的硅雜化復合涂覆電子膠的制備方法，其特征在于，步驟(4)中所述的PDMS與甲基三乙氧基硅烷的重量配比為5:1。
4.根據權利要求I所述的硅雜化復合涂覆電子膠的制備方法，其特征在于，步驟(7)中的殼聚糖溶液與溶膠A的體積比為2:10。
5.根據權利要求I所述的硅雜化復合涂覆電子膠的制備方法，其特征在于，步驟(4)所述的硅烷偶聯劑為KH560。
6.根據權利要求I所述的硅雜化復合涂覆電子膠的制備方法，其特征在于，步驟(6)所述的硅烷偶聯劑為KH-570。
7.—種如權利要求f 6任一項所述的制備方法制得的硅雜化復合涂覆電子膠。
全文摘要
本發明提供一種硅雜化復合涂覆電子膠及其制備方法，通過將正硅酸乙酯、PDMS、甲基三乙氧基硅烷在分步加入的酸催化劑的催化下形成溶膠A，并將溶膠A與殼聚糖進行復合，形成一種新型的硅雜化復合涂覆電子膠。所制備的涂覆電子膠綜合性能好，該涂覆電子膠形成的涂膜具有超強的疏水性能，同時耐污性和耐腐蝕性好、對涂抹基底的附著力強、折射率高、力學性能佳，而且具有很好的氧氣阻隔性，且這種制備方法制備工藝簡單，工藝過程易于控制，成本低。
文檔編號C09D183/04GK102964983SQ20121053723
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月12日 優先權日2012年12月12日
發明者胡新嵩, 羅偉, 羅科麗 申請人:廣州市高士實業有限公司