[发明专利]侧基含环氧基的乙烯基苯基聚硅氧烷树脂的制备及应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料合成与制备技术领域，具体涉及一种侧基含环氧基的乙烯基苯基聚硅氧烷树脂的制备及应用。应用于高折光、高粘结性大功率发光二极管封装领域。

背景技术

在LED的组成部分中，LED封装材料对于获取高的光效起到了重要作用，LED的光效可以通过提高封装材料的折光指数得到进一步的提高。加成型硅树脂因其具有优异的热性能、良好的耐水、耐氧、耐紫外、耐候性和无毒性等优点，成为LED封装材料的一个理想选择。但是，加成型硅树脂与基材的粘结性相对较差，这是因其具有极低的表面自由能和缺乏活性表面基团。粘结性问题成为限制其应用的一大问题。因此，开发一种具有自粘结性能和较高折光指数的加成型有机硅LED封装材料十分必要。

为克服有机硅树脂粘结性差的问题，科研工作者进行了大量的研究工作。通常，有三种办法来提高加成型硅树脂的粘结性能。第一，对基材表面进行预处理，包括湿化学底涂处理，等离子处理，和电晕放电处理。然而，这种方法需要附加的加工过程，导致生产效率降低，生产成本升高。第二，添加粘结力促进剂提高加成型硅树脂的粘结力。虽然该方法是改善粘结力差的一种方便且有效的办法，但是粘结力促进剂对加成型硅树脂的力学性能和其他性能会带来负面影响。第三，将反应性活性基团（如烷氧基、环氧基团、丙烯酸基）引入聚硅氧烷分子链来得到具有自粘结能力的加成型硅树脂，但这种方法的制备过程相对复杂，因而应用受到了很大的限制。

通常，用于加成型反应的乙烯基封端的甲基苯基硅树脂是通过氯硅烷的共水解和共缩聚来制备的，但此方法在后处理时危险性较大，这是由原材料本身的腐蚀性造成的。另外，用于共缩合的催化剂，例如盐酸和氢氧化钠，中和非常困难，其残留物对产物的粘度和储存性能有重要的影响。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种侧基含环氧基的乙烯基苯基聚硅氧烷树脂的制备及应用。

本发明采用一种相对环保的溶胶-凝胶缩聚反应，由含有环氧基的三烷氧基硅烷化合物、含有烯基的三烷氧基硅烷化合物和二苯基硅二醇为原料，以阴离子交换树脂作为催化剂，制备出侧基含环氧基的乙烯基苯基聚硅氧烷树脂。与采用氯硅烷作为原料相比，侧基含环氧基的乙烯基苯基聚硅氧烷树脂不含Cl^-（Cl^-影响封装产品的电阻性、耐热性和耐腐蚀性），同时，催化剂阴离子交换树脂容易除去，制备过程相对环保。后将所制备的侧基含环氧基的乙烯基苯基聚硅氧烷树脂与甲基苯基含氢硅树脂进行硅氢化固化反应，并对固化产物进行了折光指数、透光率、粘结性和硬度等方面的研究。

本发明采取的技术方案是：一种侧基含环氧基的乙烯基苯基聚硅氧烷树脂的制备，其特征在于，制备方法步骤如下：

将含有环氧基的三烷氧基硅烷化合物、含有烯基的三烷氧基硅烷化合物和二苯基硅二醇加入三口烧瓶中，然后加入阴离子交换树脂，通氮气保护，水浴锅升温至25～70℃，缩合反应8～15小时，然后于100℃/0.096MPa减压脱除低沸物，过滤除去阴离子交换树脂，得到液态的侧基含环氧基的乙烯基苯基聚硅氧烷树脂；所述的含有环氧基的三烷氧基硅烷化合物、含有烯基的三烷氧基硅烷化合物和二苯基硅二醇依次用a、b和c表示，所述的a:b:c的摩尔比=（0.5～3）：（0.5～3）：4，并且含有环氧基的三烷氧基硅烷化合物与含有烯基的三烷氧基硅烷化合物的含量之和应满足关系式：2≤(a+b)≤4；所述的阴离子交换树脂的添加量为单体总质量的5%～15%。

本发明所述的含有环氧基的三烷氧基硅烷化合物为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、2-（3，4-环氧环己烷基）乙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷和2-（3，4-环氧环己烷基）乙基三甲氧基硅烷中的任意一种或者几种的组合。

本发明所述的含有烯基的三烷氧基硅烷化合物为γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、3-（丙烯酰氧基）丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的任意一种或者几种的组合。

本发明所述的阴离子交换树脂为201x4、201x7、205x7、D290、D296和D280中的任意一种或者几种的组合。

本发明所述的一种侧基含环氧基的乙烯基苯基聚硅氧烷树脂的应用，其特征在于，应用方法步骤如下：