[发明专利]一种硅杂化复合涂覆电子胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机无机杂化硅材料，具体涉及一种疏水型有机无机硅杂化复合涂覆电子胶。

背景技术

随着新材料、先进装备制造等高新技术产业的发展，对集成电路和电子器件的定性能也提出了更高的要求。集成电路组件对污染物及其敏感，且表面污染甚至会严重影响到组件性能，容易因吸附粉尘和潮气而造成短路等。采用电子器件表面涂覆保护材料是避免类似问题发生并延长电子器件寿命的可靠方案。用于表面涂覆的材料必须具有良好的综合性能，能与电路板表面很好的贴附、具有高绝缘性可避免电路间的击穿或短路；具有优良的电绝缘性、耐高低温性、耐电晕、耐辐射、耐潮湿和抗水性、耐臭氧、耐气候老化、耐玷污性及耐化学腐蚀等性能；有好的涂布加工性能和自动化的涂布工艺，以能适应高度洁净和自动化的电路板生产。

有机硅材料具有高绝缘性可避免电路间的击穿或短路；具有优良的电绝缘性、耐高低温性、耐电晕、耐臭氧等性能，因其具备这些高性能和优点，在汽车电子领域中的应用特別受到重视，在汽车电子中的应用领域也越来越广，如保护发动机控制模块、点火线圏与点火模块、动力系统模块、制动系统模块、废气排放控制模块、电源系统、照明系统、各种传感器、连接器等等。然而，目前制备的有机硅涂覆电子胶普遍存在成膜性较差、固化温度高（一般为150~200℃），且涂膜对基材的附着力较差等缺陷，且其耐溶剂性及机械强度也存在不足，使其应用受到一定限制。提供一种具有良好的综合性能的，不仅具有良好的耐热性、耐候性、疏水性、力学性能和涂抹流平性的涂覆电子胶成为目前急需解决的技术问题。

溶胶-凝胶(sol-gel)法被认为是极具潜力的制备透明薄膜的方法。溶胶-凝胶原理中的溶胶-凝胶化学是在烷氧基金属化合物化学的基础上发展起来的，即烷氧基金属化合物(前驱体)在酸(碱)催化剂的存在下，经过水解缩合反应(伴随溶胶和凝胶的形成)得到高度交联的无机聚合产物。本发明通过溶胶-凝胶法制备一种具有优良的综合性能的硅杂化复合涂覆电子胶。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术存在的不足，提供一种硅杂化复合涂覆电子胶的制备方法，其所制备的涂覆电子胶综合性能好，该涂覆电子胶形成的涂膜具有超强的疏水性能，同时耐污性和耐腐蚀性好、对涂抹基底的附着力强、折射率高、力学性能佳，而且具有很好的氧气阻隔性，且这种制备方法制备工艺简单，工艺过程易于控制，成本低。

本发明的另一个目的在于提供一种上文所述的制备方法制得的硅杂化复合涂覆电子胶。

本发明为实现其目的，所提供的硅杂化复合涂覆电子胶的制备方法，包括如下步骤：

（1）预先向烧瓶中加入20~40重量份的质量浓度为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为40-60，无水乙醇重量份为100，将所述的正硅酸乙酯溶液滴加到步骤（1）的烧瓶中，搅拌10分钟后，升温至55~60℃；

（3）缓慢滴加酸催化剂A，直至烧瓶内混合溶液的pH值为3.5~4.5；

（4）向烧瓶中加入10~20重量份的PDMS（聚二甲基硅氧烷）、2~5重量份的甲基三乙氧基硅烷和1~5重量份的硅烷偶联剂，继续搅拌20~40min；

（5）向烧瓶中缓慢滴加入酸催化剂B，直至烧瓶内混合溶液的pH值为2.5~3.0，保温继续反应1~2h；

（6）向烧瓶中滴加入2~6重量份的硅烷偶联剂，保温搅拌1小时，制得溶胶A；

（7）配制质量浓度为1%的壳聚糖溶液，将其与步骤（6）制得的溶胶A按1~3:10的体积比混合，置于温度为55~70℃的恒温水浴中加热，搅拌3~5h，即制得透明的硅杂化复合涂覆电子胶。

所述的硅杂化复合涂覆电子胶的制备方法，步骤（3）中所述的酸催化剂A是质量比例为8:0.5~2的盐酸和氢氟酸组成的酸催化剂，步骤（5）中的酸催化剂B为盐酸溶液。这种巧妙的搭配，使水解速度较快，缩短溶胶形成时间，而且可以获得稳定的溶胶体系，不易出现相分离，避免后续制得的涂覆电子胶所形成的涂膜出现裂开现象；且所制得有机-无机杂化硅涂覆电子胶具有很稳定的Si-O-Si交联网络，不易出现溶剂聚集导致相分离。

所述的硅杂化复合涂覆电子胶的制备方法，步骤（4）中所述的PDMS与甲基三乙氧基硅烷的重量配比为5:1。按这一比例添加PDMS和甲基三乙氧基硅烷，引入的-CH₃数量适中，体系中形成了以化学键结合的交联网络，具有平整致密的有机-无机杂化网络。同时赋予杂化材料优异的力学性能和光学特性，而且使形成的杂化硅涂覆电子胶具有更好的热稳定性、耐溶剂性和疏水性。