[发明专利]一种含梯形聚倍半硅氧烷的透明硅橡胶的制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及有机硅高分子技术领域，具体地说涉及一种含梯形聚倍半硅氧烷的缩合型单组份光学透明硅橡胶。

技术背景

透明硅橡胶因其优越的光学透明性，在光学器件、对光学有较高要求的电子电器等领域的应用越来越广泛。光学透明硅橡胶有加成型和缩合型两类。加成型硅橡胶虽然可以有非常优良的光学透明性、良好的机械力学性能和尺寸稳定性，但其致命弱点是与基材粘接性不够好，虽然有时添加增粘剂可改善其粘接性能，但有时难以满足对粘接性要求较高的应用。而缩合型光学透明硅橡胶不仅与基材具有优越的粘接性能，而且缩合型单组份硅橡胶还具有优良的耐热、耐寒、粘接等性能，已在电子电器、建筑等领域获得广泛应用，人们对其研究开发和应用的探索，至今方兴未艾。

普通硅橡胶未经补强时强度较低，其使用范围较窄。用气相法白炭黑进行补强虽然可以有效提高硅橡胶的强度，但由于气相法白炭黑混炼困难、粉尘大、易结构化，随着白炭黑用量的增加，胶料黏度急剧增大，造成加工困难，从而影响施胶工艺；更重要的是，气相法白碳黑与有机硅材料的折光率相差较大，加入气相法白碳黑往往会严重降低硅橡胶的透光率，从而难以获得透明硅橡胶。

梯形聚倍半硅氧烷是一种具有梯形双链结构和有机无机杂化的有机硅高分子，其分子特殊的结构使它在耐热耐氧化性、绝缘性、耐热性、耐辐射性和气体渗透性等方面比一般高分子材料有显著的优势，有望在电子领域、航天和航空材料和光学器件涂层等方面获得广泛应用。王安营等向脱醇型RTV-1硅橡胶中添加适量的梯形甲基聚倍半硅氧烷和导热填料（氧化锌和氧化镁），考察了梯形甲基聚倍半硅氧烷对硅橡胶性能的影响（王安营、李兴建、段继海、李建隆，有机硅材料，2012，26（4）：221－226）。梯形甲基聚倍半硅氧烷的加入，可显著提高硅橡胶的耐热性能。但所得产品基本无透光率，不能作为光学透明材料使用。并且制品硬度不高于33 Shore A，硬度明显偏低。

发明内容

为解决光学透明的缩合型有机硅橡胶硬度等机械力学性能及耐热性能偏低的问题，本发明提供了一种含梯形聚倍半硅氧烷的透明硅橡胶的制备方法，既改善了硅橡胶的机械力学性能，又提高了硅橡胶的耐热性能和耐辐射性能。

同时本发明还提出了一种含梯形聚倍半硅氧烷的透明硅橡胶在光学器件、电子电器封装等领域的应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种含梯形聚倍半硅氧烷的透明硅橡胶，用羟基硅油、羟基封端梯形聚倍半硅氧烷和稀释剂经搅拌30~120min后，减压抽真空至0.096MPa，同时维持搅拌30~120min，停止减压后加入交联剂和催化剂，继续搅拌30~120min后，抽真空至0.096MPa维持20~60min后灌装，得到含梯形聚倍半硅氧烷的透明硅橡胶。

所述羟基硅油选自二甲基羟基硅油、含甲基苯基硅氧链节的羟基硅油、含二苯基硅氧链节的羟基硅油、含三氟丙基硅氧链节的羟基硅油中的一种，羟基硅油的粘度为500~300000mpa·s。

羟基封端梯形聚倍半硅氧烷的末端基为羟基，侧基选自甲基、乙基、苯基、γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基、γ―氨丙基、γ-甲基丙烯酰氧基丙基中的一种或几种，羟基封端梯形聚倍半硅氧烷用量为羟基硅油质量的5％~100％。

所述的稀释剂选自三甲基硅氧链节封端的二甲基硅油，三甲基硅氧链节封端、含甲基苯基硅氧链节的二甲基硅油，三甲基硅氧链节封端、含二苯基硅氧链节的硅油，三甲基硅氧链节封端、含三氟丙基硅氧链节的二甲基硅油，三甲基硅氧链节封端、含三氟丙基硅氧链节的甲基苯基硅油中的一种，稀释剂的粘度为500~5000mpa·s，用量为羟基硅油质量的5％~15％。

所述的交联剂选自正硅酸四甲酯、正硅酸四乙酯、正硅酸四异丙酯、正硅酸四丁酯、正硅酸异丁酯、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三异丙氧基硅烷、γ―氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）、γ―(2,3-环氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷（KH560）、γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）、甲基三丁酮肟、乙基三丁酮肟中的一种或者几种的混合物，交联剂用量为羟基硅油质量的0.01%~10%。

所述的催化剂选自辛酸亚锡、二丁基二月桂酸锡、钛酸异丙酯、太酸正丁酯、乙酰丙酮钛中的一种或几种的混合物，催化剂用量为羟基硅油质量的0.02%~0.6%。