CN102304323B - 一种可室温固化的苯基硅树脂敷形涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可室温固化的苯基硅树脂敷形涂料，成分包括A)苯基硅树脂与线性聚硅氧烷的嵌段共聚物或甲基苯基硅树脂与线性聚硅氧烷的嵌段共聚物；B)烷氧基硅烷：C)含有氨基或环氧基的硅烷偶联剂；D)有机钛化合物；E)有机磷酸酯类阻燃增效剂；F)有机烃类溶剂或低分子量硅氧烷，其中有机烃类溶剂如甲苯、二甲苯、石油醚、环己烷、正庚烷中的一种或几种；低分子量硅氧烷如八甲基三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷或甲基环硅氧烷的混合物。本发明提供的树脂敷形涂料固化后的产物具有很高的透明度、良好的弹性以及坚韧、耐磨的表面，同时具有优异的高低温性能、防水、耐热、耐寒、耐候、耐紫外线、耐介质、耐辐照、阻燃等特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种树脂涂料，具体涉及一种可室温固化的苯基硅树脂敷形涂料。
背景技术
随着科学技术的发展，现如今在众多精细和要求苛刻的电子产品应用中，对敏感电路和元器件长期、可靠的保护变得越来越重要。众所周知，有机硅材料(如硅橡胶、硅凝胶及硅树脂等)由于具有良好的综合性能而被广泛应用于各种电子元器件中以起到绝缘、防潮、防震及相关的对电子元器件的保护作用；单组分硅橡胶可在室温下固化，介电性能也较良好，但固化后表面强度及硬度均较低，应用受到一定的限制；双组分硅橡胶需要将两组分计量混合后进行涂覆或灌封操作，不利于效率化的施工，也受到操作时间的约束；硅凝胶透明度很高，但固化后表面硬度更低，极易吸尘，无法应用到户外或暴露的恶劣环境中；有机硅树脂固化后可以达到较高的表面硬度及强度，但大多数硅树脂(如甲基硅树脂、有机硅玻璃树脂等)固化后韧性较差，受高低温冲击时易出现龟裂、与器件脱落等现象，此外大部分有机硅树脂通常需要高温固化(150℃甚至200℃以上)，这不但远远超过了某些电子器件(如各种印制线路板组装件)所能承受的最高温度，且高温操作也会给组装生产带来非常大的麻烦。单组份可室温固化的苯基硅树脂敷形涂料不但操作及施工简单，同时固化后的涂层具有优异的综合性能，是各种电子线路板及元器件非常理想的绝缘保护材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可室温固化的透明苯基硅树脂敷形涂料。
本发明是通过以下技术方案实现的：
该树脂敷形涂料主要由以下组分构成：
A)苯基硅树脂或甲基苯基硅树脂与线性聚硅氧烷的嵌段共聚物，其中的苯基硅树脂或甲基苯基硅树脂优选由苯基三烷氧基硅烷或苯基三烷氧基硅烷与甲基苯基二烷氧基硅烷共水解缩聚制得。
其中的线性聚硅氧烷粘度为50～5000mpa.s，其结构式可以为A1
也可以为A2
优选粘度为50～3000mpa.s，结构式为A1的线性聚硅氧烷，其中n为大于零的整数；R1、R2为甲基或苯基，R3为甲基或乙基。
B)具有如下结构通式的烷氧基硅烷：
其中R1为甲基、乙基、丙基或碳原子数大于等于4的烃基，优选R1为甲基或乙基；R2为甲基、乙基或丙基，优选R2为甲基或乙基；X为3或者4。
C)含有氨基或环氧基的硅烷偶联剂，如γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，其中优选γ-氨丙基三乙氧基硅烷及γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。化合物C在该敷形涂料中的质量份数为0.2％～5％。
D)有机钛化合物，如钛酸异丙酯、钛酸丁酯、聚钛酸丁酯、钛酸四异辛酯、四乙氧基钛、正丙基钛酸盐或有机钛复合物，如乙酰乙酸乙酯钛复合物、钛酸四叔丁酯复合物、乙酰丙酮钛复合物，其中优选钛酸异丙酯，用量为该敷形涂料质量份数的0.05％～3％。
E)有机磷酸酯类阻燃增效剂，如三氯乙基磷酸酯、三(1，3-二氯丙基)磷酸酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三甲苯酯、异丙苯基苯基磷酸酯，其中优选磷酸三甲苯酯、异丙苯基苯基磷酸酯。
F)甲苯、二甲苯、石油醚、环己烷、正庚烷等有机烃类溶剂或低分子量硅氧烷作为溶剂，其中有机烃类溶剂优选甲苯或二甲苯；低分子量硅氧烷用作溶剂时优选八甲基三硅氧烷或八甲基环四硅氧烷。
本发明中A为自己合成的，B、C、D、E、F可以通过已知的方法获得。
本发明提供的树脂敷形涂料固化后的产物具有很高的透明度、良好的弹性以及坚韧、耐磨的表面，同时具有优异的高低温性能、防水、耐热、耐寒、耐候、耐紫外线、耐介质、耐辐照、阻燃等特性，此外该树脂敷形涂料具有适宜的粘度，易于采用喷涂、浸涂、刷涂或浇涂等多种操作方式，是各种电子线路板及元器件非常理想的绝缘保护材料。
具体实施方式
本发明可通过如下的实施例进一步说明，但本发明的内容不仅限于实施例中所涉及的内容。
实施例1
1L三颈烧瓶内加入300g苯基三甲氧基硅烷及300g甲苯，在常温及快速搅拌下向烧瓶内滴加60g质量分数为0.01％的盐酸水溶液，滴加时间控制在20min左右，盐酸水溶液滴加完毕后将温度升至75℃回流反应3h，回流反应结束后将温度降至50℃并加入1.06g六甲基二硅氮烷搅拌反应0.5h，之后停止反应，反应液冷却静置后进行过滤，将过滤后的反应液升温至120℃蒸馏出副产物甲醇及部分溶剂后得半透明的苯基硅树脂352g，树脂的固含量为60％。
在装有氮气保护及分水装置的1L三颈烧瓶内加入190g由上述制备的苯基硅树脂、63g粘度为80mpa.s的羟基封端聚二甲基硅氧烷及278g甲苯，在110℃、氮气保护及催化剂存在下进行共缩聚反应，反应过程中通过分水器收集缩聚反应生成的水，持续反应5～7小时后再减压蒸馏出部分溶剂并调整反应物至一定固含量，最终得粘度为400mpa.s且透明均一的苯基硅树脂与线性聚硅氧烷嵌段共聚物。
取上述制得的苯基硅树脂与线性聚硅氧烷共聚物100份，加入5份甲基三甲氧基硅烷、2份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.1份磷酸三甲苯酯、0.5份钛酸异丙酯及30份甲苯混合均匀得到可室温固化的苯基硅树脂敷形涂料Ⅰ。
实施例2
1L三颈烧瓶内加入220g苯基三甲氧基硅烷、64g甲基苯基二甲氧基硅烷及295g甲苯，在常温及快速搅拌下向烧瓶内滴加73.3g质量分数为0.01％的盐酸水溶液，滴加时间控制在20min左右，盐酸水溶液滴加完毕后将温度升至75℃回流反应4.5h，回流反应结束后将温度降至50℃并加入1.29g六甲基二硅氮烷搅拌反应0.5h，之后停止反应，反应液冷却静置后进行过滤，将过滤后的反应液升温至120～130℃常压蒸馏出副产物甲醇及部分溶剂后得半透明的苯基硅树脂325g，其中树脂的固含量约为55％。
在装有氮气保护及分水装置的1L三颈烧瓶内加入210g由上述制备的甲基苯基硅树脂、70.4g粘度为80mpa.s的羟基封端聚二甲基硅氧烷及265g甲苯，在110℃、氮气保护及催化剂存在下进行共缩聚反应，反应过程中通过分水器收集缩聚反应生成的水，持续反应6小时后减压蒸馏出部分溶剂并调整反应物至一定固含量，最终得粘度为350mpa.s且透明均一的甲基苯基硅树脂与线性聚硅氧烷的嵌段共聚物。
取上述制得的甲基苯基硅树脂与线性聚硅氧烷的共聚物100份，加入5份甲基三甲氧基硅烷、2份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.1份磷酸三甲苯酯、0.5份钛酸异丙酯及30份甲苯混合均匀得到可室温固化的苯基硅树脂敷形涂料Ⅱ。
实施例3
采用实施例1中所制备的苯基硅树脂，将实施例1中80mpa.s粘度的羟基封端聚二甲基硅氧烷替换为200mpa.s粘度的羟基封端聚二甲基硅氧烷，其余条件不变，制得敷形涂料Ⅲ。
实施例4
采用实施例1中所制备的苯基硅树脂，将实施例1中80mpa.s粘度的羟基封端聚二甲基硅氧烷替换为1000mpa.s粘度的羟基封端聚二甲基硅氧烷，其余条件不变，制得敷形涂料Ⅳ。
实施例5
将实施例1中的苯基硅树脂用量调整为150g，羟基封端聚二甲基硅氧烷用量调整为72g，其余条件不变，制得敷形涂料Ⅴ。
实施例6
将实施例1中的苯基硅树脂用量调整为135g，羟基封端聚二甲基硅氧烷用量调整为86.6g，其余条件不变，制得敷形涂料Ⅵ。
实施例7
实施例1中其余条件不变，将甲基三甲氧基硅烷的用量调整为8份，钛酸异丙酯用量调整为1.0份同时不添加磷酸三甲苯酯，制得敷形涂料Ⅶ。
实施例8
实施例1中其余条件不变，将甲基三甲氧基硅烷替换为正硅酸乙酯同时不添加磷酸三甲苯酯，制得敷形涂料Ⅷ。
下表1列出了上述方法制备的8种苯基硅树脂敷形涂料的性能。
*25℃/50％RH及0.2mm厚度涂层
Claims (9)
1.一种可室温固化的苯基硅树脂敷形涂料，其特征在于：所述涂料包括如下重量百分比的成分：
A)苯基硅树脂与线性聚硅氧烷的嵌段共聚物或甲基苯基硅树脂与线性聚硅氧烷的嵌段共聚物；其中苯基硅树脂或甲基苯基硅树脂与线性聚硅氧烷的质量比为0.5～3.0,上述嵌段共聚物在该敷形涂料中的质量分数为40%～88%；
B)具有如下结构通式的烷氧基硅烷：
其中R1为甲基、乙基、丙基或碳原子数大于等于4的烃基；R2为甲基、乙基或丙基；X为3或者4；化合物B在该敷形涂料中的质量分数为1%～10%；
C)含有氨基或环氧基的硅烷偶联剂；化合物C在该敷形涂料中的质量分数为0.2％～5％；
D)有机钛化合物，用量为该敷形涂料质量分数的0.05％～3％；
E)有机磷酸酯类阻燃增效剂；化合物E在该敷形涂料中的质量分数为0.02%～0.2%；
F)有机烃类溶剂或低分子量硅氧烷，其中有机烃类溶剂为甲苯、二甲苯、石油醚、环己烷、正庚烷中的一种或几种，低分子量硅氧烷为八甲基三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷或甲基环硅氧烷的混合物，其用量为该敷形涂料质量分数的10%～58%，
所述的线性聚硅氧烷粘度为50～5000mPa.s，其结构式为A1
或者为A2
其中n为大于零的整数，R1、R2为甲基或苯基，R3为甲基或乙基。
2.根据权利要求1所述涂料，其特征在于：所述苯基硅树脂由苯基三烷氧基硅烷水解缩聚制得；所述甲基苯基硅树脂由苯基三烷氧基硅烷与甲基苯基二烷氧基硅烷共水解缩聚制得。
3.根据权利要求1所述涂料，其特征在于：所述的含有氨基或环氧基的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)－γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)－γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述涂料，其特征在于：所述的含有氨基或环氧基的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
5.根据权利要求1所述涂料，其特征在于：所述的有机钛化合物为钛酸异丙酯、钛酸丁酯、聚钛酸丁酯、钛酸四异辛酯、四乙氧基钛、正丙基钛酸盐或有机钛复合物，所述有机钛复合物为乙酰乙酸乙酯钛复合物、钛酸四叔丁酯复合物、乙酰丙酮钛复合物中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述涂料，其特征在于：所述的有机钛化合物为钛酸异丙酯或钛酸丁酯。
7.根据权利要求1所述涂料，其特征在于：所述的有机磷酸酯类阻燃增效剂为三氯乙基磷酸酯、三(1,3-二氯丙基)磷酸酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三甲苯酯、异丙苯基苯基磷酸酯中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述涂料，其特征在于：所述的机磷酸酯类阻燃增效剂为磷酸三甲苯酯、异丙苯基苯基磷酸酯中的一种或两种复配使用。
9.根据权利要求1所述涂料，其特征在于：所述B)中烷氧基硅烷的R1为甲基或乙基，R2为甲基或乙基。
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