一种苯基甲基乙烯基有机硅粉体材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种苯基甲基乙烯基有机硅粉体材料的制备方法，采用苯基三甲氧基硅烷，甲基三甲氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，正硅酸乙酯，甲基乙烯基二甲氧基硅烷，二甲基二乙氧基硅烷，二苯基二甲氧基硅烷等有机硅单体，通过在含有表面活性剂的乙醇/水溶液中自组装合成一种有机无机复合粉体材料，该复合材料结构式为：(R

A preparation method of phenyl methyl vinyl organosilicon powder

【技术实现步骤摘要】
一种苯基甲基乙烯基有机硅粉体材料的制备方法
本专利技术涉及有机硅粉体材料的制备
，具体为一种苯基甲基乙烯基有机硅粉体材料的制备方法。
技术介绍
有机硅材料兼具有机和无机材料的综合性质，在耐高低温、电气绝缘、耐候性、阻燃、憎水、耐腐蚀和生理惰性等方面具有优异的特性，广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、纺织、医疗等行业。近年来，随着我国半导体和光电子等产业的飞速发展，对于高透明可固化液体有机硅橡胶的需求量正在快速增长，同时性能要求也越来越高。但是，由于常规加成型或缩合型有机硅材料存在着在结合力和机械强度差、透水透气率大等缺陷，极大地限制了其应用范围。在实际应用中，需要通过主链杂化、侧链基团、支链结构、交联密度和填料选择的变化来实现材料性能的多样化，以拓展其使用范围。其中，在增强有机硅材料的机械强度方面，目前技术上主要采用无机粉体材料补强和MQ树脂补强等途径来实现，也有少数关于使用倍半硅氧烷（POSS）补强液体有机硅橡胶的报道。无机粉体材料补强液体有机硅橡胶应用最广泛的为白炭黑（无定形态纳米二氧化硅），按生产方法不同可以分为沉淀法白炭黑和气相法白炭黑。由于白炭黑具有巨大的比表面和羟基等活性官能团，对硅橡胶具有很好的补强作用（参见精细与专用化学品，2016,24(9)：26-29），已公开的中国专利文献号CN201811184633.7，CN201810663333.0，CN201710666483.2，CN201410386701.3，CN201310300541.1，CN201210476263.0，CN200710055061.8等提供了各种白炭黑的制备方法。普通白炭黑添加到液体硅橡胶中会使体系粘度骤增，同时也会影响材料透光率（即光学相容性较差），实验中发现，只要加5份的白炭黑，硫化胶的透光率就会降低到80%以下，根本无法满足光学电子产品灌封的要求。这两方面的缺陷可以通过对白炭黑进行表面疏水处理的方式来优化。已公开的中国专利文献号CN201910310913.6，CN201810290580.0，CN201711164387.4，CN201710612175.1，CN201610617025.5，CN201210056893.2等对疏水白炭黑的制备方法和应用进行了描述。尽管如此，在制备高透明液体光学有机硅材料时，尤其对于苯基加成型有机硅橡胶，白炭黑的可添加量和补强作用受到了很大的限制。因此，可固化液体有机硅橡胶的透明度和强度是两个相互矛盾因素，研发高强度和高透明的有机硅新材料一直是行业内的一个技术难题。解决这一问题的一种可选择途径就是使用MQ硅树脂对硅橡胶进行补强（参见有机硅材料，2011,25(3)：209-212；胶体与聚合物，2015,33(2)：85-87,92）。MQ树脂指的是由单官能度链节（R3SiO0.5即M）和四官能度链节（SiO2即Q）组成的一类性能特殊的聚硅氧烷。用MQ硅树脂能够使硅橡胶有效的“集中交联”，从而显著地提高硫化后硅橡胶的力学性能，并且胶料硫化前的粘度上升不大，硫化后硅橡胶也具有较高的透明性。（幸松民，王一璐，有机硅合成工艺及产品应用，化学工业出版社，2002，726）。有关MQ树脂制备方法的论文和专利文献十分繁多，其中含有苯基乙烯基的MQ树脂主要用于高折射加成型液体硅橡胶的补强，已公开的中国专利技术专利文献CN201110008581.X，CN201110194295.7，CN201710865577.2，CN201410389529.7，CN201510631022.2，CN201310548107.5等对该类MQ树脂的制备方法进行了详细的报道。与白炭黑相比较，MQ树脂的最大优势在于可添加量大，同时对材料的透明度影响较小，目前制备光学级加成型有机硅材料通常采用该方法来实现。但是，MQ树脂对液体硅橡胶的相容性和补强作用取决于M/Q值，通常M/Q值较大（>0.9）时相容性较好但补强性能有限，而M/Q值较小（<0.6）的树脂补强性能较强但是与液体硅橡胶的相容性会变差。因此，MQ的树脂补强作用和相容性在原理上存在着一些矛盾，限制了其发展应用空间。此外，近年来出现了不少有关笼型聚倍半硅氧烷（POSS）补强聚合物复合材料的报道（参见材料导报，2019,33(3)：550-557）。例如：已公开的中国专利技术专利文献CN201110061714.X和CN201510368651.0报道了聚倍半硅氧烷补强的LED封装有机硅橡胶及其制备方法；专利文献CN201310214195.5报道了一种可用于LED封装的网状甲基苯基乙烯基聚硅氧烷的制备方法。已公开专利文献CN201910356622.0，CN201811002455.1，CN201610330338.2报道了各种含乙烯基或苯基聚倍半硅氧烷的制备方法和应用，笼型聚倍半硅氧烷是一类新近发展起来的有机-无机杂化材料，其形态由聚合物硅氧链上的有机官能团的类型和分子量决定，在液体硅橡胶的补强领域的具体应用尚待更深入的研究。本专利技术在全面参考上述文献内容的基础上，重点研究了一种苯基乙烯基有机硅粉体材料，其结构介于白炭黑和MQ之间，但既不属于传统的白炭黑又不属于MQ树脂所包括的范畴，同时与聚倍半硅氧烷（POSS）在结构上也存在着较大的差异。因此，本专利技术所提供的是一类全新分子结构的有机-无机复合材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种苯基甲基乙烯基有机硅粉体材料的制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种苯基甲基乙烯基有机硅粉体材料的制备方法，具体包括以下步骤：步骤a：将苯基三甲氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，甲基三甲氧基硅烷，正硅酸乙酯，二甲基二乙氧基硅烷，甲基乙烯基二甲氧基硅烷，二苯基二甲氧基硅烷有机硅单体按照一定的重量比混合均匀，然后加入到含有表面活性剂和酸催化剂的乙醇/水溶液中，常温下水浴搅拌得到一种无色透明的溶液；步骤b：常温快速搅拌下，向上述无色透明的溶液中滴加碳酸氢钠或氨水水溶液，直到体系中因有晶种化合物析出而出现偏蓝色的状态时，停止滴加，然后缓慢升温让晶体自组装生长逐步变成乳白体系，进一步缓慢升温至80℃熟化2小时后，停止反应；步骤c：将上述体系抽滤，所得固体成分用纯净水多次冲洗至pH为中性后，在120℃干燥1小时后，继续升温200℃干燥2小时以彻底脱除结晶水，经碾磨后过筛网得到纯白色粒度均一的粉体材料。优选的，所述制备的有机硅粉体材料化学结构式表示如下：(R2SiO)a(R1SiO1.5)b(SiO2)c，其中R=Ph-(苯基)、Me-（甲基）或Vi-（乙烯基）；其结构式满足：a：（b+2c）控制在0～60：100之间，同时2c＞a，由于未使用封端类有机硅单体，并且结构式中主要以三官能度和四官能度硅氧烷链节为主，是一种高度交联环化的致密结构，因此所制备的粉体材料具有不溶于水和有机溶剂，同时不易高温熔化，具有很高的物理和化学稳定性，引入苯基类单体主要是提高所制备材料的折射率，进而增加材料与苯基甲基液体硅橡胶的相容性以制备高透明的光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种苯基甲基乙烯基有机硅粉体材料的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：/n步骤a：将苯基三甲氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，甲基三甲氧基硅烷，正硅酸乙酯，二甲基二乙氧基硅烷，甲基乙烯基二甲氧基硅烷，二苯基二甲氧基硅烷有机硅单体按照一定的重量比混合均匀，然后加入到含有表面活性剂和酸催化剂的乙醇/水溶液中，常温下水浴搅拌得到一种无色透明的溶液；/n步骤b：常温快速搅拌下，向上述无色透明的溶液中滴加碳酸氢钠或氨水水溶液，直到体系中因有晶种化合物析出而出现偏蓝色的状态时，停止滴加，然后缓慢升温让晶体自组装生长逐步变成乳白体系，进一步缓慢升温至80℃熟化2小时后，停止反应；/n步骤c：将上述体系抽滤，所得固体成分用纯净水多次冲洗至pH为中性后，在120℃干燥1小时后，继续升温200℃干燥2小时以彻底脱除结晶水，经碾磨后过筛网得到纯白色粒度均一的粉体材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种苯基甲基乙烯基有机硅粉体材料的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤a：将苯基三甲氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，甲基三甲氧基硅烷，正硅酸乙酯，二甲基二乙氧基硅烷，甲基乙烯基二甲氧基硅烷，二苯基二甲氧基硅烷有机硅单体按照一定的重量比混合均匀，然后加入到含有表面活性剂和酸催化剂的乙醇/水溶液中，常温下水浴搅拌得到一种无色透明的溶液；
步骤b：常温快速搅拌下，向上述无色透明的溶液中滴加碳酸氢钠或氨水水溶液，直到体系中因有晶种化合物析出而出现偏蓝色的状态时，停止滴加，然后缓慢升温让晶体自组装生长逐步变成乳白体系，进一步缓慢升温至80℃熟化2小时后，停止反应；
步骤c：将上述体系抽滤，所得固体成分用纯净水多次冲洗至pH为中性后，在120℃干燥1小时后，继续升温200℃干燥2小时以彻底脱除结晶水，经碾磨后过筛网得到纯白色粒度均一的粉体材料。


2.根据权利要求1所述的一种苯基甲基乙烯基有机硅粉体材料的制备方法，其特征在于：所述制备的有机硅粉体材料化学结构式表示如下：(R2SiO)a(R1SiO1.5)b(SiO...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙自才，李冬霜，张亚刚，方宁，胡安平，张鹏飞，
申请(专利权)人：东莞市溢美材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44