本发明专利技术公开了一种低VOC排放的硅烷偶联剂及其制备方法与应用。其中，硅烷偶联剂的结构通式如式(I)或式(II)所示。本发明专利技术还提供了由上述硅烷偶联剂表面改性得到的填料以及包含上述表面改性填料的环氧树脂组合物。本发明专利技术提供的硅烷偶联剂，其分子中只含有一个或者两个硅氧烷基团，在偶联反应过程中生成的挥发性有机物不仅少于常规硅烷偶联剂，具有较低的VOC排放量，而且提高了填料的表面修饰效率，经其改性的填料与有机树脂具有良好的相容性，改善了填料在有机树脂中的分散性，且较低的醇类物质残留量提高电子封装材料的稳定性。质残留量提高电子封装材料的稳定性。
【技术实现步骤摘要】
一种低VOC排放的硅烷偶联剂及其制备方法与应用
[0001]本专利技术涉及化工
，尤其涉及一种低VOC排放的硅烷偶联剂及其制备方法与应用。
技术介绍
[0002]挥发性有机化合物(VOC)是指在常温常压下沸点不大于250℃的有机物，VOC的过量排放会危害人类身体健康、破坏地球环境，世界各国制定了各种法规限制针对VOC排放的问题，我国也先后制定了一系列挥发性有机物污染防治技术政策。在电子封装领域，VOC生成和释放也普遍存在。电子封装用填料一般包含二氧化硅、氧化铝等填料，为了提高填料的填充率、流动性、改善封装材料热膨胀系数、提高材料耐热性、可靠性等，工业上普遍会对填料进行表面修饰处理。硅烷偶联剂是最普遍的填料表面修饰剂，但是目前广泛使用的硅烷偶联剂中都含有硅烷氧基(硅甲氧基、硅乙氧基)，硅烷偶联剂与填料表面的羟基反应，容易释放出甲醇、乙醇等VOC，对环境造成危害；另一方面，使用该类硅烷偶联剂表面修饰后的填料制备的电子封装材料在高温条件下，容易释放出甲醇、乙醇等易挥发有机物，从而影响填料以及封装材料的稳定性。例如CN104447847A公开了一种硅烷偶联剂及其制备方法，采用该方法制备的新型硅烷偶联剂具有交联密度高、附着效果好等特点，但是该硅烷偶联剂在使用时需要水解成水解液，水解后每个硅烷偶联剂分子会产生三个甲醇分子，VOC生成数量较多。
[0003]因此，在电子封装工艺中，迫切需要低VOC硅烷偶联剂，制备低VOC的电子封装材料。
技术实现思路
[0004]针对上述技术问题，本专利技术提供一种低VOC排放的硅烷偶联剂及其制备方法与应用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]本专利技术第一方面提供一种低VOC排放的硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂的结构通式如式(I)或式(II)所示：
[0007](XC
p
H
2p
‑1)Si(OC
n
H
2n
‑1)
m
(CH3)3‑
m
ꢀꢀꢀ
(I)
[0008]式(I)中，X选自乙烯基、环氧基、苯乙烯基、甲基丙烯基、氨基、脲基、巯基和丙烯基中的任一种；n＝1或2；m＝1或2；p＝1～20；
[0009](X1C
p
H
2p
‑1)(X2C
q
H
2q
‑1)Si(OC
n
H
2n
‑1)
m
(CH3)2‑
m
ꢀꢀꢀ
(II)
[0010]式(II)中，X1选自乙烯基、环氧基、苯乙烯基、甲基丙烯基、氨基、脲基、巯基和丙烯基中的任一种；X2选自乙烯基、环氧基、苯乙烯基、甲基丙烯基、氨基、脲基、巯基和丙烯基中的任一种；X1和X2可以相同，也可以不同；p＝1～20；q＝1～20；n＝1或2，m＝1或2。
[0011]本专利技术第二方面提供上述低VOC排放的硅烷偶联剂的制备方法，包括如下步骤：
[0012]将烷基卤代硅烷与乙醇，加热反应即得到所述低VOC排放的硅烷偶联剂。
[0013]作为优选地实施方式，所述加热反应的温度为80～150℃，例如80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃或它们之间的任意温度；
[0014]优选地，所述加热反应的时间为30～180分钟；
[0015]优选地，所述烷基卤代硅烷中的卤素原子与乙醇的摩尔比为1：1～5、例如1：1、1：2、1：3、1：4、1：5或它们之间的任意比值；
[0016]优选地，所述乙醇为无水乙醇；
[0017]优选地，所述乙醇逐滴加入烷基卤代硅烷中。
[0018]作为优选地实施方式，所述烷基卤代烷的结构通式如式(III)或式(IV)所示：
[0019](XC
p
H
2p
‑1)Si(Y)
m
(CH3)3‑
m
ꢀꢀꢀ
(III)
[0020]式(III)中，X选自乙烯基、环氧基、苯乙烯基、甲基丙烯基、氨基、脲基、巯基和丙烯基中的任一种；Y选自卤素中的任一种；n＝1或2；m＝1或2；p＝1
‑
20；
[0021](X1C
p
H
2p
‑1)(X2C
q
H
2q
‑1)SiY
m
(CH3)2‑
m
ꢀꢀꢀ
(IV)
[0022]式(IV)中，X1选自乙烯基、环氧基、苯乙烯基、甲基丙烯基、氨基、脲基、巯基和丙烯基中的任一种；X2选自乙烯基、环氧基、苯乙烯基、甲基丙烯基、氨基、脲基、巯基和丙烯基中的任一种；Y选自卤素中的任一种；X1和X2可以相同，也可以不同；p＝1～20；q＝1～20；n＝1或2，m＝1或2。
[0023]在本专利技术的技术方案中，所述低VOC排放的硅烷偶联剂的制备方法还包括后处理操作，所述后处理包括分离、提纯和干燥。
[0024]本专利技术第三方面提供一种表面改性填料，所述表面改性填料由上述低VOC排放的硅烷偶联剂对填料表面改性得到。
[0025]优选地，所述填料选自二氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化锌、钛酸钡、钛酸锶中的任一种。
[0026]本专利技术第四方面提供上述表面改性填料的制备方法，包括如下步骤：
[0027]将上述硅烷偶联剂与填料加热反应，即得到表面改性填料。
[0028]作为优选地实施方式，所述加热反应的温度为60～150℃，例如60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃或它们之间的任意温度；
[0029]优选地，所述加热反应的时间为20～60min；
[0030]优选地，所述硅烷偶联剂的使用量为所述填料质量的0.5～5.0wt％，例如0.5％、1.0％、1.5％、2.0％、2.5％、3.0％、3.5％、4.0％、4.5％、5.0％或它们之间的任意百分比；
[0031]优选地，所述硅烷偶联剂通过雾化方式与填料混合；
[0032]优选地，所述加热反应为搅拌反应，所述搅拌的转速为100
‑
600转/分钟。
[0033]本专利技术第五方面提供一种环氧树脂组合物，包含上述表面改性填料。
[0034]本专利技术第六方面提供上述低VOC排放的硅烷偶联剂或上述表面改性填料或上述环氧树脂组合物在电子封装中的应用。
[0035]本专利技术具备以下优点或有益效果：
[0036](1)本专利技术提供的硅烷偶联剂，具有较低的VOC排放量；硅烷偶联剂与填料反应的本质是与其表面的羟基反应，生成醇类，本专利技术提供的硅烷偶联剂分子中只含有一个或者两个硅氧烷基团，偶联反应过程中生成的醇类物质较少，因此本专利技术提供的硅烷偶联剂生成的挥发性有机物远远少于常规硅烷偶联剂，能够减少挥发性有机物本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低VOC排放的硅烷偶联剂，其特征在于，所述硅烷偶联剂的结构通式如式(I)或式(II)所示：(XC
p
H
2p
‑1)Si(OC
n
H
2n
‑1)
m
(CH3)3‑
m
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(I)式(I)中，X选自乙烯基、环氧基、苯乙烯基、甲基丙烯基、氨基、脲基、巯基和丙烯基中的任一种；n＝1或2；m＝1或2；p＝1～20；(X1C
p
H
2p
‑1)(X2C
q
H
2q
‑1)Si(OC
n
H
2n
‑1)
m
(CH3)2‑
m
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(II)式(II)中，X1选自乙烯基、环氧基、苯乙烯基、甲基丙烯基、氨基、脲基、巯基和丙烯基中的任一种；X2选自乙烯基、环氧基、苯乙烯基、甲基丙烯基、氨基、脲基、巯基和丙烯基中的任一种；X1和X2可以相同，也可以不同；p＝1～20；q＝1～20；n＝1或2，m＝1或2。2.权利要求1所述的低VOC排放的硅烷偶联剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将烷基卤代硅烷与乙醇，加热反应即得到所述低VOC排放的硅烷偶联剂。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述加热反应的温度为80～150℃；优选地，所述加热反应的时间为30～180分钟；优选地，所述烷基卤代硅烷中的卤素原子与乙醇的摩尔比为1：1～5；优选地，所述乙醇为无水乙醇；优选地，所述乙醇逐滴加入烷基卤代硅烷中。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述烷基卤代烷的结构通式如式(III)或式(IV)所示：(XC
p
H
2p
‑1)SiY
m
(CH3)3‑
m
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...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜明勇，杜晓蒙，杨柳，强倩倩，王宁，朱朋莉，赵涛，孙蓉，
申请(专利权)人：深圳先进电子材料国际创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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