甲基乙烯基羟基聚硅氧烷及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种新的甲基乙烯基羟基聚硅氧烷，所述聚硅氧烷是式(I)所示结构分子的集合体：

【技术实现步骤摘要】
甲基乙烯基羟基聚硅氧烷及其制备方法和应用
本专利技术属于硅橡胶领域，具体涉及一种甲基乙烯基羟基聚硅氧烷及其制备方法，以及所述聚硅氧烷在硅橡胶尤其是灌封胶制品领域的应用。
技术介绍
在电子工业中，为了提高元器件和整机的稳定可靠性，往往需要对电子元件或组装部件进行灌封，使其避免大气中水分、杂质及各种化学气氛的污染和侵蚀，从而使整机能够稳定发挥正常电器功能。聚硅氧烷类便是最常用的灌封胶材料之一，具有优良的电绝缘性、硫化时发热少、减振效果好及耐热、耐寒、耐候性好等特点。其中，加成型硅橡胶灌封胶是重要的一类电子灌封胶，它在固化过程中无小分子溢出、交联结构易控制、收缩率极小、电性能、弹性都非常突出，且工艺性能优越，可以在常温下短时间固化。此外，应用加成型硅橡胶进行灌封时，无任何腐蚀，透明的硅胶在硫化后呈透明弹性体，胶层内所封装的元器件清晰可见，是国内外公认的极有发展前途的电子工业用新型封装材料。灌封胶的产品研发除了关注其应用性能之外，还特别关注其本身的加工性能，要求其胶料具有粘度低、工艺简便、快捷、高效节能的优点，通常要求灌封胶具有较高的流动性和适宜的固化时间。加成型硅橡胶灌封胶一般以含乙烯基的聚硅氧烷为基础聚合物，低摩尔质量含氢硅油为交联剂，在铂系催化剂作用下交联成弹性体。其中，乙烯基聚硅氧烷作为灌封胶中最重要的基础聚合物，常规加入量在10-50％之间，因此乙烯基聚硅氧烷的结构、性能均会对灌封胶的加工性能、应用性能等产生很大的影响。目前市场上灌封胶最常用的基础聚合物是端乙烯基聚硅氧烷，为了保证灌封胶的流动性及力学性能，常选用粘度低的端乙烯基聚硅氧烷，一般粘度在100-500mpa.s之间。为了提高灌封胶的强度和导热性能，一般需要填充大量的气相白炭黑、硅微粉、导热填料或其他粉体材料，这将极大降低灌封胶的流动性，使其不能渗入细小的缝隙，也会增加加工难度和操作性。目前许多加成型有机硅灌封胶的专利重点关注的是其导热性能、力学性能和粘接性能，很少关注其流动性和操作性，更加不关注灌封胶的基础聚合物乙烯基聚硅氧烷的结构和性能对灌封胶的流动性和操作性的影响。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种新的甲基乙烯基羟基聚硅氧烷，所述聚硅氧烷能够有效降低聚硅氧烷和粉体混合后基料的粘度，并且具有合适的固化时间，可广泛地应用于电子元器件用灌封胶领域，极大简化灌封胶加工工艺，并适用于高端电子产品的灌封，将带领灌封胶向高品质、高性能的方向发展。本专利技术的第一个方面是提供一种新的甲基乙烯基羟基聚硅氧烷。所述甲基乙烯基羟基聚硅氧烷，是式(I)所示结构分子的集合体：其中，R1与R2分别独立地为CH2＝CH-或OH，其中CH2＝CH-基团在R1和R2基团摩尔量总和的摩尔百分比为95-99％之间，OH基团在R1和R2基团摩尔量总和的摩尔百分比为1-5％之间，两种基团的摩尔百分比之和为100％；R3相同或不同，分别独立地为CH3，或CH3与-(CH2)n-CH3共同存在的多烷烃基团，n为整数且1≤n≤8；当R3为多烷烃基团时，CH3-基团在R3中摩尔百分比为50-80％，-(CH2)n-CH3在R3中摩尔百分比为20-50％，R3所有基团摩尔百分比之和为100％；换言之，R3是100％CH3，或者50-80％CH3和20-50％-(CH2)n-CH3的组合；n1、n2均为正整数，且n1>0，n2≥0；优选，50≤n1≤250，0≤n2≤20。优选，CH2＝CH-基团的占比为97-99％，OH基团的占比为1-3％；优选，R3为CH3与-(CH2)n-CH3共同存在的多烷烃基团，优选，CH3-基团占比为60-70％，(CH2)n-CH3占比为30-40％，优选，5≤n≤7。本专利技术的第二个方面是提供所述甲基乙烯基羟基聚硅氧烷的制备方法。所述制备方法，包括以下步骤：1)将甲基环硅氧烷和烷基改性羟基硅酮化合物混合反应，得到混合液；2)向步骤1)得到的混合液中加入乙烯基硅氧烷封头剂和碱性催化剂混合物，继续反应，得到反应液。根据本专利技术，所述方法进一步包括步骤3)：除去步骤2)得到的反应液中的碱性催化剂，可以采用酸性混合物中和、或者用酸性吸附剂吸附等方式。根据本专利技术，所述方法进一步包括步骤4)：升温混合液进行减压蒸馏，脱低除去未反应甲基环硅氧烷和乙烯基硅氧烷封头剂，得到具有结构式(I)所示的甲基乙烯基羟基聚硅氧烷。根据本专利技术，所述的甲基环硅氧烷选自八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷和二甲基环硅氧烷混合物(DMC)中的一种或者几种。根据本专利技术，所述的烷基改性羟基硅酮的分子量在1000-3000g/mol之间。根据本专利技术，甲基环硅氧烷和烷基改性羟基硅酮的质量比为(1000:1)～(50:1)，例如可以是(900:1)～(60:1)，或者(800:1)～(70:1)，或者(700:1)～(80:1)，或者(500:1)～(90:1)。在本专利技术的一些实施方案中，甲基环硅氧烷和烷基改性羟基硅酮的质量比为160:1或100:1。根据本专利技术，所述乙烯基硅氧烷封头剂可以是四甲基二乙烯基二硅氧烷、粘度为5-20mm2/s的乙烯基聚硅氧烷。根据本专利技术，所述碱性催化剂可以是氢氧化钾碱胶催化剂，氢氧化钾，四甲基氢氧化铵。根据本专利技术，所述酸性混合物可以是硅基磷酸酯，磷酸。根据本专利技术，所述酸性吸附剂可以是酸性白土，酸性树脂。根据本专利技术，所述的步骤1)的反应温度为50-80℃。根据本专利技术，所述的步骤2)的反应温度为140-160℃。根据本专利技术，所述的步骤4)的脱低温度为160-180℃。本专利技术的第三个方面是提供由所述第二方面的制备方法制备获得的甲基乙烯基羟基聚硅氧烷。本专利技术的第四个方面是提供所述甲基乙烯基羟基聚硅氧烷在灌封胶制备中的应用。所述的甲基乙烯基羟基聚硅氧烷和灌封胶中的粉体预混成基料时，与粉体有很好的相容性，而且混合后的基料混合物的粘度低。此外，所述的甲基乙烯基羟基聚硅氧烷在制备灌封胶时，具有理想的固化时间，固化时间在500-900s之间。所述的甲基乙烯基羟基聚硅氧烷能够极大的降低常规乙烯基聚硅氧烷在灌封胶中存在的加工难度。本专利技术的第五个方面是提供一种灌封胶，所述灌封胶含有本专利技术第一方面或第三方面提供的甲基乙烯基羟基聚硅氧烷。附图说明图1：实施例1制备的甲基乙烯基羟基聚硅氧烷1#的红外光谱图图2：实施例2制备的甲基乙烯基羟基聚硅氧烷2#的红外光谱图图3：对比例1制备的甲基乙烯基聚硅氧烷7#的红外光谱图，其中图中的小图，是实施例1制备的甲基乙烯基羟基聚硅氧烷1#与对比例1制备的甲基乙烯基聚硅氧烷7#在OH特征峰处的对比图4：对比例2制备的甲基乙烯基聚硅氧烷8#的红外光谱图，其中图中的小图，是实施例2制备的甲基乙烯基羟基聚硅氧烷2#与对比例2制备的甲基乙烯基聚硅氧烷8#在OH特征峰和C-H吸收峰处的对比<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种甲基乙烯基羟基聚硅氧烷，其特征在于，所述聚硅氧烷是式(I)所示结构分子的集合体：/n

【技术特征摘要】
1.一种甲基乙烯基羟基聚硅氧烷，其特征在于，所述聚硅氧烷是式(I)所示结构分子的集合体：



其中，R1与R2分别独立地为CH2＝CH-或OH，其中CH2＝CH-基团在R1和R2基团摩尔量总和的摩尔百分比为95-99％之间，OH基团在R1和R2基团摩尔量总和的摩尔百分比为1-5％之间，两种基团的摩尔百分比之和为100％；R3相同或不同，分别独立地为CH3，或CH3与-(CH2)n-CH3共同存在的多烷烃基团，n为整数且1≤n≤8；当R3多烷烃改性基团时，CH3-基团在R3中摩尔百分比为50-80％，-(CH2)n-CH3在R3中摩尔百分比为20-50％，R3所有基团摩尔百分比之和为100％；n1、n2均为正整数，且n1>0，n2≥0。


2.如权利要求1所述的甲基乙烯基羟基聚硅氧烷，其特征在于，50≤n1≤250，0≤n2≤20；
优选，CH2＝CH-基团的占比为97-99％，OH基团的占比为1-3％；
优选，R3为CH3与-(CH2)n-CH3共同存在的多烷烃基团时，CH3-基团占比为60-70％，(CH2)n-CH3占比为30-40％；
优选，5≤n≤7。


3.权利要求1或2所述的甲基乙烯基羟基聚硅氧烷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将甲基环硅氧烷和烷基改性羟基硅酮化合物混合反应，得到混合液；优选，反应温度为50-80℃；
2)向步骤1)得到的混合液中加入乙烯基硅氧烷封头剂和碱性催化剂混合物，继续反应，得到反应液；优选，反应温度为140-160℃。


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【专利技术属性】
技术研发人员：吕玉霞，杨艳飞，王璐，袁学宇，叶丹，吴超波，
申请(专利权)人：江西蓝星星火有机硅有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36