專(zhuān)利名稱(chēng)：一種環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料及其制備方法和 應(yīng)用。
背景技術(shù)：
有機(jī)硅樹(shù)脂具有熱穩(wěn)定性好、耐氧化、耐候、低溫性能好、表面能低、低介電常數(shù)、低 應(yīng)力、減震低噪音、環(huán)保低毒性、難燃或不燃性等優(yōu)點(diǎn)；環(huán)氧樹(shù)脂具有優(yōu)良的機(jī)械性能、電 氣性能、粘接性能、耐熱性、耐溶劑性以及易成型加工、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，有機(jī)硅改性環(huán)氧 樹(shù)脂常用于高性能膠黏劑、涂層材料、光學(xué)、電子保護(hù)材料等。但采用簡(jiǎn)單共混的方法容易 發(fā)生相分離，力學(xué)性能差；通常通過(guò)加成或縮合反應(yīng)制備環(huán)氧/有機(jī)硅樹(shù)脂。如W. Huang等 (Jownw/q/^必e^ " a"cf/Wer/ace Fo/.7, Wo.《2006 j通過(guò)含氫聚硅氧烷和含環(huán)氧環(huán)己基的烯 烴在Pt無(wú)機(jī)納米粒子下硅氫加成反應(yīng)來(lái)制備環(huán)氧/有機(jī)硅樹(shù)脂。日本專(zhuān)利JP 200610429通過(guò)將 環(huán)氧丙氧丙基甲基二甲氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷在堿催化下水解然后縮合制備環(huán)氧/ 有機(jī)硅樹(shù)脂。通過(guò)化學(xué)改性方法的缺點(diǎn)是過(guò)程復(fù)雜，通常會(huì)用到溶劑造成提純困難，并且難 于控制反應(yīng)程度。
在聚合物樹(shù)脂作為膠黏劑、光學(xué)保護(hù)材料、涂層材料等應(yīng)用時(shí)，有時(shí)需要長(zhǎng)時(shí)間高熱量、 高光條件下使用，而聚合物樹(shù)脂容易成型、粘結(jié)性能好但熱穩(wěn)定性、耐光性差，若使用無(wú)機(jī) 材料，耐熱性、耐光性好，但難于成型、附著力差，常采用無(wú)機(jī)納米改性聚合物樹(shù)脂用于改 進(jìn)上述問(wèn)題，但無(wú)機(jī)納米粒子需要通過(guò)改性劑改性以提高與聚合物的相容性，難于獲得透明 性好、無(wú)機(jī)納米含量高的無(wú)機(jī)納米改性聚合物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供-種制備工藝簡(jiǎn)單、高耐候、高耐熱、高耐光的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī) 納米雜化材料。
本發(fā)明還提供上述環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料的制備方法及應(yīng)用。 本發(fā)明還提供一種通過(guò)簡(jiǎn)單物理共混方法原位獲得環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料的方法。本發(fā)明還提供一種酸性無(wú)機(jī)納米粒子提高雜化材料耐熱性、耐候性和耐光性的方法，有 機(jī)-無(wú)機(jī)相、環(huán)氧-有機(jī)硅相分散均勻，沒(méi)有相分離。
本發(fā)明還提供一種環(huán)保、節(jié)能的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料綠色合成方法。
本發(fā)明將環(huán)氧樹(shù)脂和有機(jī)硅樹(shù)脂先通過(guò)簡(jiǎn)單物理混合方法將其制成混合物，再利用環(huán)氧 樹(shù)脂與有機(jī)硅樹(shù)脂在無(wú)機(jī)納米粒子催化作用下發(fā)生原位雜化固化，得到環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米 雜化材料，有機(jī)相-無(wú)機(jī)相、環(huán)氧-有機(jī)硅相分散均勻，沒(méi)有相分離。
本發(fā)明提出的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，它包含(a)至少一種環(huán)氧樹(shù)脂，(b)至少 一種有機(jī)硅樹(shù)脂，(c)至少一種酸性無(wú)機(jī)納米粒子，(d)非必需的有機(jī)硅烷，(e)非必需的助劑； 各組分用量為環(huán)氧樹(shù)脂100份，有機(jī)硅樹(shù)脂1 500份，酸性無(wú)機(jī)納米粒子1~100份，有機(jī) 硅烷0 50份，助劑0 20份。先將環(huán)氧樹(shù)脂和有機(jī)硅樹(shù)脂做簡(jiǎn)單物理混合，再利用無(wú)機(jī)納米 粒子催化作用使用環(huán)氧/有機(jī)硅發(fā)生原位雜化固化，生成環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化雜化材料；
本發(fā)明提出的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，各組分用量?jī)?yōu)選為環(huán)氧樹(shù)脂100份，有 機(jī)硅樹(shù)脂1 300份，酸性無(wú)機(jī)納米粒子0.01 80份，有機(jī)硅烷0 50份，助劑0 10份。
本發(fā)明提出的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，環(huán)氧樹(shù)脂選自雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂、氫化雙酚
A環(huán)氧樹(shù)脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂。
本發(fā)明提出的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，所述環(huán)氧樹(shù)脂的非限制性實(shí)例包括如 瑞士汽巴精化有限公司(Ciba)牛:產(chǎn)的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂GY240, GY250, GY260, GY226等以及脂 環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂PY284、CY179，美國(guó)陶氏化學(xué)(DOW)生產(chǎn)的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂D.E.R. 331、D.E.R. 331j、 D.E.R. 383、 D.E.R. 332、 D.E.R. 337等以及脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂ERL4229、 ERL-4221，美國(guó) 殼牌公司(Shell)生產(chǎn)的雙酚A環(huán)氧Epon 825、 Epon826、 Epon828、 Epon830、 Epon834等以及 氫化雙船A環(huán)氧樹(shù)脂EPONEX1510、德國(guó)巴斯夫公司(BASF)生產(chǎn)的氫化雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂 HBGE.，常熟佳發(fā)化學(xué)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂JEw-0112、武漢森茂精細(xì)化工有 限公司生產(chǎn)的脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂CER-170、廣東宏昌電子材料股份有限公司的氫化雙酚A環(huán)氧樹(shù) 脂GEST3000等。
本發(fā)明提出的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，有機(jī)硅樹(shù)脂為分子量在100 20000的羥 基硅油和羥基聚有機(jī)硅倍半氧烷中的 一種或幾種的組合。 羥基硅油的結(jié)構(gòu)由如下通式表示
R,——Si——O——Rt L J J nl
R， '其中，R,-羥基；112=甲基或苯基；nK 100的整數(shù)。 羥基聚有機(jī)硅倍半氧烷的結(jié)構(gòu)由如下通式表示
(R3Si。3/2)n2(R3Si02/2)n3(R3SiO"2V(Si04/2)n5
其中，n2=l 100， n3=0 100， n4=0 100， n5=0 100; R3 =苯基、羥基或含有1 40個(gè) 碳原子的垸基；樹(shù)脂中至少含有l(wèi)摩爾的羥基基團(tuán)。
本發(fā)明提出的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，所述有機(jī)硅樹(shù)脂優(yōu)選為分子量在100 10000的羥基硅油或分子量為100 10000的羥基聚有機(jī)硅倍半氧垸。
本發(fā)明提出的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，所述有機(jī)硅樹(shù)脂的非限制性實(shí)例包括如 R本信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社(ShinEtsu)生產(chǎn)的X-2]-5841 、 KF-9701 、 KR-220、 KR-216, 德國(guó)瓦克公司(Wacker)生產(chǎn)的SILRES 601、 SILRES 602、 SILRES 604、 SILRES 605，美國(guó)道 康寧公司(Dow Corning)生產(chǎn)的DC6018、 DC217、 DC220、 DC249、 DC233、 DC 4-2737、 DC 1-9770、 DC3563等。
本發(fā)明提出的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，所述酸性無(wú)機(jī)納米粒子為平均粒徑小于
200納米的無(wú)機(jī)納米粒子路易斯酸或采用羧基改性無(wú)機(jī)納米粒子中的--種或幾種的組合。
本發(fā)明提出的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，所述酸性無(wú)機(jī)納米粒子為酸性無(wú)機(jī)納米溶
膠或無(wú)機(jī)納米粒子粉體。
本發(fā)明提出的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，所述酸性無(wú)機(jī)納米粒于選自酸性無(wú)機(jī)納米
氧化物、酸性無(wú)機(jī)納米磷酸鹽、酸性無(wú)機(jī)納米硫酸鹽等。
本發(fā)明提出的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，所述酸性無(wú)機(jī)納米粒子的非限制性實(shí)例包
括如酸性納米二氧化硅、酸性納米三氧化二鋁、酸性納米氧化鈰、酸性納米氧化銥、酸性
納米氧化鋯、酸性納米氧化鈦、酸性納米氧化鉬、納米磷酸二氫鋁、納米硫酸氫鋁等。
本發(fā)明提出的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，有機(jī)硅垸為分子量為100 2000的帶環(huán)氧 基團(tuán)有機(jī)硅氧烷中的一種或幾種的組合；所述的有機(jī)硅垸具有以下結(jié)構(gòu)
(R4) nSi (OR5)"， 其中，n=l,2，3;
CH7 — CH7 — Cft — O — CH, — cn7R產(chǎn)含有l(wèi) 20個(gè)碳原子的垸基，優(yōu)先選用1 10個(gè)碳原子的烷基。
本發(fā)明提出的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，所述有機(jī)硅垸的非限制性實(shí)例包括如円 本信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社(ShinEtsu)生產(chǎn)的KBM-303、 KBM-403、 KBE-402、 KBE-403， 美國(guó)道康寧公司(Dow Corning)生產(chǎn)的DCZ-6040、 DCZ-6042,新加坡Momentive性能材料 公司(mpm )生產(chǎn)的Silquest 187、 Silquest 186，德國(guó)瓦克公司(Wacker)生產(chǎn)的GENI0SI1^ GF 80、 GF82，德國(guó)德固賽公司(Degussa)生產(chǎn)的硅烷Dynasylan⑧GLYMO，國(guó)產(chǎn)硅烷KH-560 等。
本發(fā)明提出的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，助劑為膠黏劑中常用UV光吸收劑、耐老 化劑、熱穩(wěn)定劑、增韌劑、增黏劑、增稠劑等的一種或幾種的組合。
在本發(fā)明的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料中還可以包含其它非必需組分，只要它們及其 用量不顯著地對(duì)本發(fā)明環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料帶來(lái)不利的影響，非必需組分包括著色 劑、殺菌劑、防腐劑、填充劑等，或任意結(jié)合。
本發(fā)明提出的上述環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料的制備方法，其具體歩驟如下
(1) 按組分配比稱(chēng)量各組分，將20 70wte/。的環(huán)氧樹(shù)脂與有機(jī)硅樹(shù)脂及非必需的有機(jī)硅垸 進(jìn)行共混，攪拌0.1 24小時(shí)；
(2) 將剩余的環(huán)氧樹(shù)脂與無(wú)機(jī)納米粒子攪拌混合得到均勻混合物，共混時(shí)間1 24小時(shí)；
(3) 在攪拌條件下，向歩驟(1)中獲得的共混物中滴加歩驟(2)中獲得的均勻混合物，共混時(shí) 間0.1 5小時(shí)；如需加入非必需的助劑，則非必需的助劑滴加完后繼續(xù)攪拌0.1 5小時(shí)；即 制得所述的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料。
本發(fā)明所述的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料作為膠黏劑、光學(xué)保護(hù)材料、油墨、涂層材 料、印刷電路阻焊材料、LED封裝材料、光電轉(zhuǎn)換材料的應(yīng)用。
利用本發(fā)明，將簡(jiǎn)單物理共混后獲得的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料在0 300'C條件 下原位雜化交聯(lián)固化，得到環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料。
利用本發(fā)明，將簡(jiǎn)單物理共混后獲得的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料在20 200'C條件 下原位雜化交聯(lián)固化，得到環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料。
本發(fā)明提出的一種高耐候、高耐熱、高耐光的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，具有以下 特點(diǎn)
(1)木發(fā)明將環(huán)氧樹(shù)脂與羥基有機(jī)硅樹(shù)脂通過(guò)簡(jiǎn)單共混，利用酸性無(wú)機(jī)納米粒子與有機(jī) 硅樹(shù)脂的羥基反應(yīng)，再與環(huán)氧樹(shù)脂開(kāi)環(huán)聚合，環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米原位雜化，有機(jī)-無(wú)機(jī)相、 環(huán)氧-有機(jī)硅相分散均勻，不會(huì)發(fā)生相分離現(xiàn)象。(2) 無(wú)機(jī)納米粒子既作為固化劑使用，又可提高材料耐熱性、耐候性和耐光性，無(wú)需另 外加入固化劑，在環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料中透明性好。
(3) 本發(fā)明制備的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料兼具無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料的優(yōu)點(diǎn)，具有機(jī)械強(qiáng)度 高、耐熱性好、高耐候性、高耐光性、粘結(jié)性好、彈性好、透明性好等件能。
(4) 通過(guò)控制環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂及無(wú)機(jī)納米粒子的用量，可以調(diào)控環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú) 機(jī)納米雜化材料的耐熱性能、耐老化性能、耐光性能等。
(5) 本發(fā)明生產(chǎn)和制備過(guò)程簡(jiǎn)單且易于控制，是一種環(huán)保、節(jié)能的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納 米雜化材料綠色合成方法。
f6)本發(fā)明制備的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料可用作膠黏劑、光學(xué)保護(hù)材料、油墨、 涂層材料、印刷電路阻焊材料、LED封裝材料、光巾轉(zhuǎn)換材料等。
具體實(shí)施例方式
下列實(shí)施例進(jìn)一步描述和證明了本發(fā)明范圍內(nèi)的優(yōu)選實(shí)施方案。所給的這些實(shí)施例僅僅 是說(shuō)明性的，不可理解為是對(duì)本發(fā)明的限制。 實(shí)施例1:
環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料配方1
組成 用量(份) 氫化雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂 100 羥基聚苯基硅倍半氧烷 70 環(huán)氧基硅垸 20 酸性納米二氧化硅 60
在反應(yīng)器中，加入50份氫化雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂(EPONEX1510)、 70份平均分子量5000羥 基聚苯基硅倍半氧烷，攪拌2小時(shí)，加入20份環(huán)氧基硅烷(GF-82)，繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)，得A
組分，待用。
在反應(yīng)器中，加入50份氫化雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂(EPONEX 1510)、 60份酸性納米二氧化硅， 攪拌20小時(shí)，加入A組分，繼續(xù)攪拌l小時(shí)，得到環(huán)氧/有機(jī)硅Z無(wú)機(jī)納米雜化材料。
將上述環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料在15(TC加熱2小時(shí)，，原位固化得到環(huán)氧/有機(jī)硅/ 無(wú)機(jī)納米雜化材料。
實(shí)施例2:環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料配方2
組成 用量(份)
氫化雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂 100 羥基聚苯基硅倍半氧烷 2 羥基硅油 5 環(huán)氧基硅烷 2 酸性納米三氧化二鋁 15
在反應(yīng)器中，加入50份氫化雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂(GEST3000)、 2份平均分子量3500的羥 基聚苯基硅倍半氧垸、5份平均分子量10000的羥基硅油，攪拌1小時(shí)，加入2份環(huán)氧基硅 烷(GLYMO)，繼續(xù)攪拌l小時(shí)，得A組分，待用。
在反應(yīng)器中，加入50份氫化雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂(GEST3000)、 15份酸性納米三氧化二鋁， 攪拌10小時(shí)，加入A組分，繼續(xù)攪拌2小時(shí)，得到環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料。
將上述環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料在18(TC加熱0.5小時(shí)，原位固化得到環(huán)氧/有機(jī)硅 /無(wú)機(jī)納米雜化材料。
實(shí)施例3:
環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料配方3
組成 用量(份)
脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂 100
羥基硅油 100
納米磷酸二氫鋁 2
在反應(yīng)器中，加入70份脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂(ERL-4221)、 100份平均分子量2000的羥基硅油， 攪拌5小時(shí)，得A組分，待用。
在反應(yīng)器中，加入30份脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂(ERL-4221)、 2份納米磷酸二氫鋁，攪拌2小時(shí)， 得B組分。
將上述A組分、B組分混合均勻，在5CTC加熱5小時(shí)，原位固化得到環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī) 納米雜化材料。
實(shí)施例4:
環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料配方4組成 用量(份)
脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂 100
羥基聚苯基硅倍半氧烷 100
羥基硅油 200
環(huán)氧基硅烷 40
酸性納米氧化鈰 10
在反應(yīng)器中，加入40份脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂(CER-170)、 100份平均分子量2500的羥基聚苯 基硅倍半氧垸、200份平均分子量1000的羥基硅油，攪拌0.5小時(shí)，再加入40份環(huán)氧基硅烷 (Z-6042)，繼續(xù)攪拌2小時(shí)，得A組分，待用。
在反應(yīng)器中，加入60份脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂(CER-170)、 10份酸性納米氧化鈰，攪拌5小時(shí)， 得B組分。
將上述A組分、B組分混合均勻，在室溫放置48小時(shí)，原位固化得到環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī) 納米雜化材料。
實(shí)施例5:
環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料配方5
組成 用量(份) 雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂 100
羥基硅油 60
環(huán)氧基硅烷 70
納米硫酸氫鋁 5
熱穩(wěn)定劑 3
UV吸收劑 2
在反應(yīng)器中，加入50份雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂(D.E.R. 337)、60份平均分子量5000的羥基硅油、 70份環(huán)氧基硅垸(KH-560),攪拌5小時(shí)，得A組分，待用。
在反應(yīng)器中，加入50份雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂(D.E.R. 337)、 5份納米硫酸氫鋁，攪拌10小時(shí)， 加入3份熱穩(wěn)定劑(二富馬酸單苯甲酯鑭)、2份UV吸收劑(2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮)， 繼續(xù)攪拌l小時(shí)，再加入A組分，繼續(xù)攪拌2小時(shí)，得到環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料。
將上述環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料在15(TC加熱3小時(shí)，原位固化得到環(huán)氧/有機(jī)硅/ 無(wú)機(jī)納米雜化材料。實(shí)施例6:
環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料配方3
組成 用量(份)
雙船A環(huán)氧樹(shù)脂 100 羥基聚苯基硅倍半氧垸 10 環(huán)氧基硅烷 5 酸性納米氧化鋯 0.5
在反應(yīng)器中，加入40份雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂(Epon 825)、 10份平均分子量15000的羥基聚 苯基硅倍半氧垸、5份環(huán)氧基硅烷(Silquest187)，攪拌20小時(shí)，得A組分，待用。
在反應(yīng)器中，加入60份雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂(Epon 825)、 0.5份酸性納米氧化鋯，攪拌5 小時(shí)，得B組分。
將上述A組分、B組分混合均勻，在250'C加熱0.1小時(shí)，原位固化得到環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú) 機(jī)納米雜化材料。
權(quán)利要求
1、一種環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，其特征在于該雜化材料包含(a)至少一種環(huán)氧樹(shù)脂，(b)至少一種有機(jī)硅樹(shù)脂，(c)至少一種酸性無(wú)機(jī)納米粒子，(d)非必需的有機(jī)硅烷，(e)非必需的助劑；各組分用量以質(zhì)量份數(shù)記分別為環(huán)氧樹(shù)脂100份，有機(jī)硅樹(shù)脂1～500份，酸性無(wú)機(jī)納米粒子1～100份，有機(jī)硅烷0～100份，助劑0～20份；其中，環(huán)氧樹(shù)脂選自雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂，氫化雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂，脂環(huán)族環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或幾種的組合；有機(jī)硅樹(shù)脂為分子量在100～20000的羥基硅油和羥基聚有機(jī)硅倍半氧烷中的一種或幾種的組合；酸性無(wú)機(jī)納米粒子為平均粒徑小于200nm的無(wú)機(jī)納米粒子路易斯酸或采用羧基改性無(wú)機(jī)納米粒子中的一種或幾種的組合；有機(jī)環(huán)氧硅烷為分子量在100～2000的帶環(huán)氧基團(tuán)有機(jī)硅氧烷中的一種或幾種的組合；助劑為膠黏劑中常用UV光吸收劑、耐老化劑、熱穩(wěn)定劑、增韌劑、增黏劑、增稠劑中的一種或兒種的組合。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，所述有機(jī)硅樹(shù)脂優(yōu)選為分子 量在100 10000的羥基硅油或分子量為100 10000的羥基聚有機(jī)硅倍半氧烷。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，其特征在于所述的羥基硅油 的結(jié)構(gòu)為-<formula>formula see original document page 2</formula>其中，R,-羥基；R2=甲基或苯基；nl=l 100。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，其特征在于所述羥基聚有機(jī)硅倍半氧垸的結(jié)構(gòu)為(R3Si03/2)n2(R3Si02/2)n3(R3Si01/2)n4(Si04/2)n5， 其中，n2=l 100， n3=0 100， n4=0 100， n5=0 100; R3 =苯基、羥基或含有1~40個(gè)碳原子的垸基；樹(shù)脂中至少含有l(wèi)摩爾的羥基基團(tuán)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，其特征在于所述酸性無(wú)機(jī)納米 粒子為酸性無(wú)機(jī)納米溶膠或無(wú)機(jī)納米粒子粉體。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，其特征在于酸性無(wú)機(jī)納米粒子為 酸性無(wú)機(jī)納米氧化物、酸性無(wú)機(jī)納米磷酸鹽或酸性無(wú)機(jī)納米硫酸鹽。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，其特征在于酸性無(wú)機(jī)納米粒子為 酸性納米二氧化硅、酸性納米三氧化二鋁、酸性納米氧化鈰、酸性納米氧化銥、酸性納米氧化鋯、酸性納米氧化鈦、酸性納米氧化鉬、納米磷酸二氫鋁或納米硫酸氫鋁。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，其特征在于所述的有機(jī)硅烷的結(jié)構(gòu)為(R4)n Si(OR5)4-n，其中，n=l,2，3;CH， 一CH， 一CH， 一O — CH, —CH，R產(chǎn)含有l(wèi) 20個(gè)碳原子的烷基，優(yōu)先選用1 10個(gè)碳原子的烷基。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料，其特征在于各組分用量為-環(huán)氧樹(shù)脂I00份，有機(jī)硅樹(shù)脂1 300份，酸性無(wú)機(jī)納米粒子1 80份，有機(jī)硅烷0 50份，助 劑0 10份。
10、 一種如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料的制備方法，其特征在于具 體步驟如下(1) 按組分配比稱(chēng)量各組分，將20 70wt。/。的環(huán)氧樹(shù)脂與有機(jī)硅樹(shù)脂及非必需的有機(jī)硅烷 進(jìn)行共混，攪拌0.1 24小時(shí)；(2) 將剩余的環(huán)氧樹(shù)脂與無(wú)機(jī)納米粒子攪拌混合得到均勻混合物，共混時(shí)間1 24小時(shí)；(3) 在攪拌條件下，向歩驟(l)中獲得的共混物中滴加步驟(2)中獲得的均勻混合物，共混時(shí) 間0.1 5小時(shí)；如需加入非必需的助劑，則非必需的助劑滴加完后繼續(xù)攪拌0.1 5小時(shí)；即 制得所述的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料。
11、 一種如權(quán)利要求1所述的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料作為膠黏劑、光學(xué)保護(hù)材料、 油墨、涂層材料、印刷電路阻焊材料、LED封裝材料、光電轉(zhuǎn)換材料的應(yīng)用。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料的應(yīng)用方法，其特征是將共 混后獲得的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料在0 300°C條件下原位雜化交聯(lián)固化。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的應(yīng)用方法，其特征是將共混后獲得的環(huán)氧-有機(jī)硅雜化材料 在20 200'C條件下原位雜化交聯(lián)固化。
全文摘要
本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料及其制備方法。該環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料包含環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂、酸性無(wú)機(jī)納米粒子、非必需的有機(jī)環(huán)氧硅烷和非必需的助劑等。上述組分通過(guò)簡(jiǎn)單物理混合在酸性無(wú)機(jī)納米粒子催化作用下原位雜化固化，得到環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料。生產(chǎn)和制備過(guò)程環(huán)保、節(jié)能、簡(jiǎn)單且易于控制、且不含任何溶劑。本發(fā)明制備的環(huán)氧/有機(jī)硅/無(wú)機(jī)納米雜化材料既具有環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)性好、機(jī)械強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度高、可加工性好的特點(diǎn)，同時(shí)又具有有機(jī)硅樹(shù)脂耐熱性高、絕緣性好、彈性強(qiáng)、耐老化性好、透明性好的特點(diǎn)?？勺鳛槟z黏劑、絕緣材料、油墨、涂層材料、印刷電路阻焊材料、光學(xué)保護(hù)材料、LED封裝材料、光電轉(zhuǎn)換材料等。
文檔編號(hào)C09D163/00GK101525466SQ200910048919
公開(kāi)日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者勇 唐, 波 游 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)