本发明专利技术涉及光电及化工技术领域，涉及一种低应力环氧／有机硅／ＰＯＳＳ纳米杂化材料及其制备方法和应用。该环氧／有机硅／ＰＯＳＳ纳米杂化材料包含：（ａ）一种环氧树脂，（ｂ）一种聚有机硅氧烷，（ｃ）一种笼型聚倍半硅氧烷（ＰＯＳＳ），（ｄ）一种环氧固化剂，（ｅ）非必须硅烷氧基化合物，（ｆ）非必须助剂，其中，聚有机硅氧烷带有环氧基团和硅烷氧基团。固化后的纳米杂化体系具有优异的网状交联结构，没有微相分离。本发明专利技术制备的环氧／有机硅／ＰＯＳＳ纳米杂化材料具有机械强度高、耐热性好、粘结性好、化学稳定性好、耐紫外线老化性好、光学透明性好等优异性能，还具有内应力低和缓冲压力的作用，可用作ＬＥＤ封装材料、光学保护材料、电路保护涂层材料、胶粘剂、涂料等使用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电及化工
，是关于一种低应力环氧/有机硅/POSS纳米杂 化材料及其制备方法和应用。更具体地，本专利技术涉及一种低应力环氧/有机硅/POSS纳米 杂化材料，它包含环氧树脂，聚有机硅氧烷，笼型聚倍半硅氧烷(POSS)，环氧固化剂，非必须 硅烷氧基化合物以及非必须助剂；本专利技术还涉及低应力环氧/有机硅/POSS纳米杂化材料 的制备方法和应用。本专利技术的纳米杂化材料可以应用于LED封装材料、光学保护材料、电路 保护涂层材料、胶粘剂、涂料等领域。
技术介绍
目前光电基材的保护材料主要是环氧树脂和有机硅树脂，两者均能固化成无色的 高透明度的膜。环氧树脂由于其优异的金属附着力、适宜的热膨胀系数、柔韧性以及低廉的 成本被广为使用，但其较低的热稳定性大大限制了它的应用环氧树脂因其内部大量的环氧 基团，能与金属基材有很好的附着力和柔韧性；但由于环氧基在高温下易分解，所以环氧树 脂热稳定性差，限制了它的发展。有机硅树脂具有优良的热稳定性，常用于高温环境，由于 可以在比较宽的温度、湿度范围内保持良好的物理和电学性能，不易受到环境的污染，并具 有缓冲压力的作用，还具有好的抗紫外线老化的特性，以及非常好的化学稳定性；但其与金 属基材附着力不好，柔韧性差，低硬度，大大缩小了它的适用范围。中国专利CN 200910072179. 0公开了一种耐热环氧树脂的制备方法。该方法通过 加入硅藻土改性环氧树脂的得到一种耐热环氧树脂。中国专利CN200910011292. 8公开了一种用MQ硅树脂TiO2复合改性环氧树脂的 方法。该法在环氧树脂中加入甲基MQ硅树脂和纳米TiO2,利用MQ硅树脂进行化学改性，利 用纳米TiO2粒子独特的表面效应及小尺寸效应进行的物理改性。在聚合物树脂作为胶黏剂、光学保护材料、涂层材料等应用时，有时需要长时间高 热量、高光条件下使用，而聚合物树脂容易成型、粘结性能好但热稳定性、耐光性差，若使用 无机材料，耐热性、耐光性好，但难于成型、附着力差，常采用无机纳米改性聚合物树脂用于 改进上述问题，但无机纳米粒子需要通过改性剂改性以提高与聚合物的相容性，难于获得 透明性好、无机纳米含量高的无机纳米改性聚合物。笼状低聚硅倍半氧烷(POSS)具有Si-O纳米结构的六面体无机框架核心，外围为 有机基团，直径在1 3nm，是最小的二氧化硅粒子，被称为分子二氧化硅。POSS的无机笼 状结构具有紫外(UV)光照下化学性质稳定的优点，其表面的有机官能团具有极好的聚合 物相容性。利用具有笼状结构POSS上带有的一个或多个具有反应活性的官能团进行聚合、 接枝、表面改性等，将POSS引入聚合物分子链段，可以实现在纳米尺度上设计和制备新型 有机/无机纳米复合材料。POSS具有热稳定性好、耐氧化、耐候、低温性能好、表面能低、低 介电常数、低应力、减震低噪音、环保低毒性、难燃或不燃性等优点，与环氧树脂复合后能提 高材料的耐热性能及光学性能。如Huang等(Journal of Adhesion and Interface，2006，7(4))通过含氢聚硅氧烷和含环氧环己基的烯烃在Pt无机纳米粒子下硅氢加成反应来制 备环氧/笼状低聚硅倍半氧烷(POSS)。日本专利JP 200610429通过将环氧丙氧丙基甲基 二甲氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷在碱催化下水解然后缩合制备环氧/笼状低聚硅倍 半氧烧(POSS)。Huang 等(HybridNanocomposites，2009，1927-1934.)以八(缩水甘油醚 硅氧烷)八倍半硅氧烷(OG)和双缩水甘油醚双酚A环氧树脂为原料，通过光聚合方法合成 POSS/环氧纳米复合材料，由于POSS的补强作用、OG与环氧树脂的交联反应，纳米复合材料 的橡胶态贮能模量显著提高。但采用简单共混的方法容易发生相分离，力学性能差；通过化 学改性方法的缺点是过程复杂，通常会用到溶剂造成提纯困难，并且难于控制反应程度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高透明性、高耐候、高耐热、低应力的环氧/有机硅/ POSS纳米杂化材料。本专利技术所提供的低应力环氧/有机硅/POSS纳米杂化材料，它包含环氧树脂，聚 有机硅氧烷，笼型聚倍半硅氧烷(POSS)，环氧固化剂，非必须硅烷氧基化合物以及非必须助 剂。本专利技术还提供上述低应力环氧/有机硅/POSS纳米杂化材料的制备方法和应用。本专利技术还提供一种带POSS的纳米杂化材料提高耐热性、耐候性和耐光性的方法， 没有相分离。本专利技术提出的低应力环氧/有机硅/POSS纳米杂化材料，它包含(a)至少一种环 氧树脂，(b)至少一种聚有机硅氧烷，(c)至少一种笼型聚倍半硅氧烷(POSS)，(d)至少一 种环氧固化剂，(e)非必须硅烷氧基化合物，(f)非必须助剂；其中，聚有机硅氧烷带有环氧 基团和硅烷氧基团。首先，在酸性条件下使环氧树脂部分开环羟基化，然后采用溶胶_凝胶 方法将环氧树脂、聚有机硅氧烷、笼型聚倍半硅氧烷(POSS)及非必须硅烷氧基化合物进行 化学缩合反应，获得均相环氧/有机硅/POSS组合物，再加入环氧固化剂，得到低应力环氧 /有机硅/POSS纳米杂化材料；以环氧/有机硅/POSS纳米杂化材料的总重量计，各组分用 量为环氧树脂10-50wt%，聚有机硅氧烷30-88wt%，笼型聚倍半硅氧烷(POSS) l_59wt%， 环氧固化剂l_20wt %，硅烷氧基化合物0_20wt %，非必须助剂0_20wt %。本专利技术提出的低应力环氧/有机硅/POSS纳米杂化材料，所述环氧树脂选自双酚 A环氧树脂、双酚F环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、氢化双酚A环氧树脂、脂环族环氧树 脂、有机硅改性双酚A环氧树脂、有机钛改性双酚A环氧树脂的一种或几种的组合。本专利技术提出的低应力环氧/有机硅/POSS纳米杂化材料，所述环氧树脂的非限 制性实例包括，如瑞士汽巴精化有限公司(Ciba)生产的双酚A环氧树脂GY240，GY250, GY260, GY226等以及脂环族环氧树脂PY284、CY179，美国陶氏化学(DOW)生产的双酚A环 氧树脂 D. E. R. 331、D. E. R. 383、D. E. R. 332、D. E. R. 337 等、双酚 F 环氧树脂 D. E. R. 351、 D.E.R. 353以及脂环族环氧树脂ERL 4229、ERL_4221，美国壳牌公司(Shell)生产的双酚A 环氧 Epon 825、Epon826、Epon828、Epon830、Epon834 等以及氢化双酚 A 环氧树脂 EPONEX 1510，美国 Hexion 公司生产的双酚 A 环氧树脂 Epikotel62、Epikote827、Epikote828、 Epikotel58、德国巴斯夫公司(BASF)生产的氢化双酚A环氧树脂HBGE.，德国Hunstman公 司的GY250、GY184、GT7071、GT7072等及双酚F环氧树脂GY281等。4本专利技术提出的低应力环氧/有机硅/POSS纳米杂化材料，所述聚有机硅氧烷为分 子量为800-8000的带有环氧基团和硅烷氧基团的具有(RSiO1Jn结构的聚合物，R可以为 烷基、烯基、芳基以及烷基、烯基、芳基、环氧基、烷氧基的衍生物，选其一种或几种的组合。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：游波，潘倩，唐勇，费佳，曾宇辉，武利民，
申请(专利权)人：复旦大学，上海半导体照明工程技术研究中心，
类型：发明
国别省市：31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。