CN111087621A - 一种氟改性有机硅材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及LED封装领域,公开了一种氟改性有机硅材料及其制备方法和应用。该氟改性有机硅材料是通过将含有至少一种氟材料改性的有机硅树脂、含氢硅油、增粘剂、催化剂和抑制剂的组合物进行混合、交联固化而制得。本发明所述的氟改性有机硅材料用作LED封装胶,具有合适的硬度、耐高温黄变、高抗硫化性能、高温点亮性能、高防潮性和良好的冷热冲击性。
Description
技术领域
本发明涉及LED封装领域,具体涉及一种氟改性有机硅材料及其制备方法和应用。
背景技术
有机硅材料具有优越的耐高温和耐低温性能,高温下具有优越的物理机械性能、耐老化性能以及良好的疏水性能,其耐低温性能在低表面能材料中扮演着重要的角色。
含氟材料具有很高的耐热性、耐化学腐蚀性、低表面能等特点,很难被光、热及其它化学因素破坏。
有机硅和有机氟系列材料因其优异的性能被广泛应用在电子、航天、汽车、纺织等众多领域。
随着人们对于普通照明亮度增长的需求,大功率高性能的封装材料成为发展趋势。此外,LED制造技术不断完善,支架材料不断更新换代,LED的发光效率、亮度和功率都有了大幅度的提高,这也对LED封装材料的各项性能都有了更高的要求。目前国内对于耐高温的LED封装材料的研究和国外相比存在较大差距,不能满足封装企业的使用要求,因此只能依赖于进口,但进口LED封装材料价格昂贵,因此,对于高性能封装材料的研发成为必要。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种氟改性有机硅材料及其制备方法和应用,该氟改性有机硅材料具有耐高温、耐低温和防潮的特点,制得的LED封装胶具有合适的硬度、耐高温黄变、高抗硫化性能、高温点亮性能、高防潮性和良好的冷热冲击性,从而可以提高LED封装材料的质量。
为了实现上述目的,本发明一方面提供了一种氟改性有机硅材料,所述氟改性有机硅材料是通过将含有至少一种氟材料改性的有机硅树脂、含氢硅油、增粘剂、催化剂和抑制剂的组合物进行混合、交联固化而制得。
本发明第二方面提供了一种制备氟改性有机硅材料的方法,该方法包括:
(1)制备氟材料改性的有机硅树脂
在水和第一酸性催化剂的存在下,将式(3)所示的化合物、式(4)所示的化合物、式(5)所示的化合物和式(6)所示的化合物进行水解反应;并将水解反应所得产物与碱性催化剂接触并发生缩合反应,反应结束后进行水洗、旋蒸、过滤,得到氟材料改性的有机硅树脂;
其中,R6和R7各自独立地为C6-C10的芳基或C1-C5的烷基,优选为苯基或甲基;R2是-CH2CH2(CF2)6F和-CH2CH2(CF2)8F中的一种或两种;R、R’、R”和R”’各自独立地为卤素或C1-C5的烷氧基,优选为Cl或甲氧基;
(2)制备含氢硅油
使R8R9Si(R””)2在第二酸性催化剂的存在下发生水解缩合反应,接着加入四甲基二硅氧烷(H-MM),补加第二酸性催化剂,继续反应,反应结束后水洗、旋蒸、过滤,得到含氢硅油。
其中,R8和R9各自独立选自C6-C10的芳基和C1-C5的烷基,优选为苯基或甲基;R””为卤素或C1-C5的烷氧基,优选为Cl或甲氧基;
(3)将至少一种步骤(1)制备的所述氟材料改性的有机硅树脂、步骤(2)制备的所述含氢硅油、增粘剂、催化剂和抑制剂进行混合、交联固化。
本发明第三方面提供了上述氟改性有机硅材料作为LED封装材料的应用。
在本发明所述的氟改性有机硅材料的制备过程中,通过引入至少一种氟材料改性的有机硅树脂和含氢硅油,使得制备的氟改性有机硅材料具有合适的硬度、耐高温黄变、高抗硫化性能、高温点亮性能、高防潮性和良好的冷热冲击性,特别适合用作LED封装胶,可以提高LED封装材料的质量。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
在本发明中,所述氟改性有机硅材料是通过将含有至少一种氟材料改性的有机硅树脂、含氢硅油、增粘剂、催化剂和抑制剂的组合物进行混合、交联固化而制得。
在所述组合物中,以所述组合物的总重量为基准,所述氟材料改性的有机硅树脂的含量为28-80重量%,所述含氢硅油的含量为18-70重量%,所述增粘剂的含量为0.1-2重量%,所述催化剂的含量为0.1-0.5重量%,所述抑制剂的含量为0.1-0.3重量%。
在优选情况下,在所述组合物中,以所述组合物的总重量为基准,所述氟材料改性的有机硅树脂的含量为38-70重量%,所述含氢硅油的含量为28-60重量%,所述增粘剂的含量为0.5-1.5重量%,所述催化剂的含量为0.2-0.4重量%,所述抑制剂的含量为0.1-0.2重量%。
在优选的实施方式中,所述组合物中含有两种氟材料改性的有机硅树脂。进一步优选地,每种氟材料改性的有机硅树脂具有如下式(1)所示的结构,
(R1SiO3/2)a(R2SiO3/2)b(R3 2SiO)c(R4R5SiO)d式(1)
其中,R1和R3各自独立地为C6-C10的芳基或C1-C10的烷基,R2是-CH2CH2(CF2)6F和-CH2CH2(CF2)8F中的至少一种,R4为C1-C6烷基,R5为乙烯基,a、b、c和d各自独立地为2-200的整数。
优选地,R1和R3各自独立地为苯基或C1-C3的烷基(例如可以为甲基、乙基、丙基),R2为-CH2CH2(CF2)6F,R4为甲基,a、b、c和d各自独立地为10-100的整数(例如可以为10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意整数)。
在本发明所述的氟改性有机硅材料中,两种氟材料改性的有机硅树脂的重量之比为1:0.2-5,优选为1:0.5-2。
在优选的实施方式中,所述含氢硅油具有如下式(2)所示的结构,
其中,A1、A2各自独立地为C6-C10的芳基或C1-C5的烷基(例如可以为甲基、乙基、丙基、丁基或戊基)。
优选地,A1、A2各自独立地为苯基或甲基。
在本发明中,所述增粘剂可以为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(如市售牌号为KH560的增粘剂产品)和/或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(如市售牌号为KH570的增粘剂产品)。
在本发明中,所述催化剂可以为Ni、Co、Cu、Pt和Pd中的至少一种。最优选的,所述催化剂为Pt。
在本发明中,所述抑制剂可以为碳碳多元键的邻位有含氧官能基的物质。优选情况下,所述抑制剂为马来酸酯、富马酸酯、β-炔醇及四甲基四乙烯基环四硅氧烷中的至少一种。最优选的,所述抑制剂为四甲基四乙烯基环四硅氧烷。
本发明还提供了制备上述氟改性有机硅材料的方法,该方法包括以下步骤:
(1)制备氟材料改性的有机硅树脂
在水和第一酸性催化剂的存在下,将式(3)所示的化合物、式(4)所示的化合物、式(5)所示的化合物和式(6)所示的化合物进行水解反应;并将水解反应所得产物与碱性催化剂接触并发生缩合反应,反应结束后进行水洗、旋蒸、过滤,得到氟材料改性的有机硅树脂;
其中,R6和R7各自独立地为C6-C10的芳基或C1-C5的烷基(例如可以为甲基、乙基、丙基、丁基或戊基),优选为苯基或甲基;R2是-CH2CH2(CF2)6F和-CH2CH2(CF2)8F中的一种或两种;R、R’、R”和R”’各自独立地为卤素或C1-C5的烷氧基(例如可以为甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基或戊氧基),优选为Cl或甲氧基;
(2)制备含氢硅油
使R8R9Si(R””)2在第二酸性催化剂的存在下发生水解缩合反应,接着加入四甲基二硅氧烷(即H-MM),补加第二酸性催化剂,继续反应,反应结束后水洗、旋蒸、过滤,得到含氢硅油;
其中,R8和R9各自独立选自C6-C10的芳基和C1-C5的烷基(例如可以为甲基、乙基、丙基、丁基或戊基),优选为苯基或甲基;R””为卤素或C1-C5的烷氧基(例如可以为甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基或戊氧基),优选为Cl或甲氧基;
(3)将至少一种步骤(1)制备的所述氟材料改性的有机硅树脂、步骤(2)制备的所述含氢硅油、增粘剂、催化剂和抑制剂进行混合、交联固化。
在步骤(1)中,所述水解反应的反应温度为40-60℃,例如可以为40℃、45℃、50℃、55℃或60℃,优选为40-50℃,最优选为40℃。
在步骤(1)中,所述缩合反应的反应温度为80-140℃,例如可以为80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃或140℃,优选为100-120℃。
在步骤(1)中,式(3)所示的化合物、式(4)所示的化合物、式(5)所示的化合物和式(6)所示的化合物的摩尔比可以为1-100:1-60:1-30:1,优选为1-50:1-30:1-15:1。
在步骤(1)中,所述碱性催化剂可以为氨、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾和碳酸氢铵中的至少一种。
在本发明中,步骤(1)所述的第一酸性催化剂与步骤(2)所述的第二酸性催化剂相同或不同,且各自独立选自盐酸、硫酸、磷酸、醋酸和硝酸中的至少一种。
在步骤(2)中,所述水解缩合反应的反应温度为50-70℃,优选为50-60℃(最优选为50℃);继续反应的温度为60-90℃,优选为70-80℃(最优选为70℃)。
在步骤(2)中,所述R8R9Si(R””)2与所述H-MM的摩尔比为1-50:1,优选为1-30:1。
在本发明所述的方法中,步骤(3)所述交联固化的过程包括:先在80-120℃(最优选为100℃)下反应0.5-3h(最优选为1h),再在120-180℃(最优选为150℃)下反应1-5h(最优选为3h)。
本发明还提供了上述氟改性有机硅材料作为LED封装材料的应用。所述的LED封装材料可以为LED封装胶。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。应当理解的是,这些实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
以下实施例中,增粘剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷,购自深圳天启新材料公司,牌号为KH560;
Pt催化剂购自上海矽宝高新材料有限公司,牌号为ACS-Pt;
荧光粉购自深圳五矿发光材料有限公司,牌号为004L;
触变剂DM30为气相二氧化硅,购自日本德山。
四甲基二硅氧烷(H-MM)购自广州双桃精细化工有限公司。
制备例1
该制备例用于说明本发明提供的氟材料改性的有机硅树脂及其制备过程。
向三口烧瓶中加入1mol式(3-1)所示的有机硅、3mol式(4-1)的所示有机硅、4mol式(5-1)所示的有机硅和1mol式(6-1)所示的有机硅,混合均匀,接着在10℃下滴加浓度为1重量%的HCl溶液0.03L,1h内滴加结束;然后将反应温度升高至40℃并在该温度下反应4h;将反应温度提高到90℃进行分馏,蒸出生成的副产物,当馏头温度达到80℃时,停止反应进行降温;随后加入4.5g氨水和200ml甲苯,混合均匀后,开始升温至110℃,当馏头温度达到86℃时,停止分馏;然后进行水洗、旋蒸、过滤,得到氟材料改性的有机硅树脂A1。
制备例2
该制备例用于说明本发明提供的氟材料改性的有机硅树脂及其制备过程。
按照制备例1的过程所不同的是,加入的有机硅为6mol式(3-1)所示的有机硅、7mol式(4-1)所示的有机硅、4mol式(5-1)所示的有机硅和4mol式(6-1)所示的有机硅,其他制备条件与制备例1保持一致,最终得到氟材料改性的有机硅树脂A2。
制备例3
该制备例用于说明本发明提供的氟材料改性的有机硅树脂及其制备过程。
按照制备例1的过程所不同的是,加入的有机硅为5mol式(3-1)所示的有机硅、4mol式(4-1)所示的有机硅、1mol式(5-1)所示的有机硅和2mol式(6-1)所示的有机硅,将4.5g氨水替换为7g的碳酸氢钠溶液,其他制备条件与制备例1保持一致,最终得到氟材料改性的有机硅树脂A3。
制备例4
该制备例用于说明本发明提供的氟材料改性的有机硅树脂及其制备过程。
按照制备例1的过程所不同的是,将制备例1中的1mol式(6-1)所示的有机硅替换为1mol式(6-2)所示的有机硅,其他制备条件与制备例1保持一致,最终得到氟材料改性的有机硅树脂A4。
制备例5
该制备例用于说明本发明提供的氟材料改性的有机硅树脂及其制备过程。
按照制备例1的过程所不同的是,加入氟材料改性的有机硅为2.5mol式(3-1)的有机硅、1.6mol式(4-1)所示的有机硅、0.2mol式(5-1)所示的有机硅和0.5mol式(6-1)所示的有机硅,其他制备条件与制备例1保持一致,最终得到氟材料改性的有机硅树脂A5。
对比制备例1
该制备例用于说明本发明提供的氟材料改性的有机硅树脂及其制备过程。
按照制备例1的过程所不同的是,加入氟材料改性的有机硅为2mol式(3-1)所示的有机硅、3mol式(4-1)的所示有机硅、4mol式(5-1)所示的有机硅,其他制备条件与制备例1保持一致,最终得到氟材料改性的有机硅树脂DA1。
对比制备例2
该制备例用于说明本发明提供的氟材料改性的有机硅树脂及其制备过程。
按照制备例1的过程所不同的是,加入氟材料改性的有机硅为6mol式(3-1)所示的有机硅、5mol式(4-1)的所示有机硅、4mol式(5-1)所示的有机硅,其他制备条件与制备例1保持一致,最终得到氟材料改性的有机硅树脂DA2。
对比制备例3
该制备例用于说明本发明提供的氟材料改性的有机硅树脂及其制备过程。
按照制备例1的过程所不同的是,加入氟材料改性的有机硅为8mol式(3-1)所示的有机硅、5mol式(4-1)的所示有机硅、2mol式(5-1)所示的有机硅,其他制备条件与制备例1保持一致,最终得到氟材料改性的有机硅树脂DA3。
对比制备例4
该制备例用于说明本发明提供的氟材料改性的有机硅树脂及其制备过程。
按照制备例1的过程所不同的是,加入氟材料改性的有机硅2.8mol式(3-1)的有机硅、1.5mol式(4-1)所示的有机硅、0.2mol式(5-1)所示的有机硅,其他制备条件与制备例1保持一致,最终得到氟材料改性的有机硅树脂DA4。
制备例6
该制备例用于说明本发明提供的含氢硅油及其制备过程。
向三口烧瓶中加入2mol式(4-1)所示的有机硅,并滴加1重量%浓度的H2SO4水溶液0.03L,1h内滴加结束,将反应温度升温至50℃,反应2h,之后加入1mol的H-MM混合均匀,再补加1重量%浓度的H2SO4水溶液0.03L,在70℃的条件下反应4h,停止反应,水洗、旋蒸、过滤,得到含氢硅油B1。
制备例7
该制备例用于说明本发明提供的含氢硅油及其制备过程。
将制备例6中加入的2mol式(4-1)所示的有机硅替换为6mol式(4-1)所示的有机硅,将1重量%浓度的H2SO4水溶液0.03L替换为1重量%浓度的H2SO4水溶液0.1L,得到含氢硅油B2。
制备例8
该制备例用于说明本发明提供的含氢硅油及其制备过程。
将制备例6中加入的2mol式(4-1)所示的有机硅替换为10mol式(4-1)所示的有机硅,将1重量%浓度的H2SO4水溶液0.03L替换为1重量%浓度的HCl水溶液0.3L,得到含氢硅油B3。
实施例1
将上述制备例中氟材料改性的有机硅树脂A1与A2按重量比1:1混合,然后加入含氢硅油B1按照乙烯基与含氢摩尔比为1:1混合,并加入占聚合物2重量%的增粘剂KH560、0.2重量%的Pt催化剂、0.3重量%的抑制剂四甲基四乙烯基环四硅氧烷、10重量%的荧光粉和2重量%的触变剂气相二氧化硅DM30,混合均匀后,先在100℃下反应1h,再在150℃下反应3h,进行交联固化,得到氟改性有机硅材料L1。
实施例2
将上述制备例中氟材料改性的有机硅树脂A1与A3按重量比2:1混合,然后加入含氢硅油B1按照乙烯基与含氢摩尔比为1:1混合,并加入占聚合物2重量%的增粘剂KH560、0.2重量%的Pt催化剂、0.3重量%的抑制剂四甲基四乙烯基环四硅氧烷、10重量%的荧光粉和2重量%的触变剂气相二氧化硅DM30,混合均匀后,先在100℃下反应1h,再在150℃下反应3h,进行交联固化,得到氟改性有机硅材料L2。
实施例3
将上述制备例中氟材料改性的有机硅树脂A4与A2按重量比1:2混合,然后加入含氢硅油B2按照乙烯基与含氢摩尔比为1:1混合,并加入占聚合物2重量%的增粘剂KH560、0.2重量%的Pt催化剂、0.3重量%的抑制剂四甲基四乙烯基环四硅氧烷、10重量%的荧光粉和2重量%的触变剂气相二氧化硅DM30,混合均匀后,先在100℃下反应1h,再在150℃下反应3h,进行交联固化,得到氟改性有机硅材料L3。
实施例4
将上述制备例中氟材料改性的有机硅树脂A4与A5按重量比4:1混合,然后加入含氢硅油B3按照乙烯基与含氢摩尔比为1:1混合,并加入占聚合物2重量%的增粘剂KH560、0.2重量%的Pt催化剂、0.3重量%的抑制剂四甲基四乙烯基环四硅氧烷、10重量%的荧光粉和2重量%的触变剂气相二氧化硅DM30,混合均匀后,先在100℃下反应1h,再在150℃下反应3h,进行交联固化,得到氟改性有机硅材料L4。
实施例5
将上述制备例中氟材料改性的有机硅树脂A1与A2按重量比1:1混合,然后加入含氢硅油B3按照乙烯基与含氢摩尔比为1:1混合,并加入占聚合物2重量%的增粘剂KH560、0.2重量%的Pt催化剂、0.3重量%的抑制剂四甲基四乙烯基环四硅氧烷、10重量%的荧光粉和2重量%的触变剂气相二氧化硅DM30,混合均匀后,先在100℃下反应1h,再在150℃下反应3h,进行交联固化,得到氟改性有机硅材料L5。
实施例6
按照实施例1的方法制备氟改性有机硅材料,所不同的是,用相同重量的氟材料改性的有机硅树脂A1代替氟材料改性的有机硅树脂A2,从而制得氟改性有机硅材料L6。
实施例7
按照实施例1的方法制备氟改性有机硅材料,所不同的是,用相同重量的氟材料改性的有机硅树脂A2代替氟材料改性的有机硅树脂A1,从而制得氟改性有机硅材料L7。
对比例1
按照实施例1的方法制备氟改性有机硅材料,所不同的是,用相同重量的氟材料改性的有机硅树脂DA1代替氟材料改性的有机硅树脂A1,用相同重量的氟材料改性的有机硅树脂DA2代替氟材料改性的有机硅树脂A2,从而制得氟改性有机硅材料DL1。
对比例2
按照实施例2的方法制备氟改性有机硅材料,所不同的是,用相同重量的氟材料改性的有机硅树脂DA3代替氟材料改性的有机硅树脂A3,用相同重量的氟材料改性的有机硅树脂DA1代替氟材料改性的有机硅树脂A1,从而制得有机硅材料DL2。
对比例3
按照实施例3的方法制备氟改性有机硅材料,所不同的是,用相同重量的氟材料改性的有机硅树脂DA2代替氟材料改性的有机硅树脂A2,用相同重量的氟材料改性的有机硅树脂DA1代替氟材料改性的有机硅树脂A4,从而制得有机硅材料DL3。
对比例4
按照实施例4的方法制备氟改性有机硅材料,所不同的是,用相同重量的氟材料改性的有机硅树脂DA1代替氟材料改性的有机硅树脂A4,用相同重量的氟材料改性的有机硅树脂DA4代替氟材料改性的有机硅树脂A5,从而制得有机硅材料DL4。
测试例
分别测试实施例和对比例中用于LED封装的氟改性有机硅材料的硬度、耐温性、抗硫性、防潮性、高温点亮和冷热冲击性能,结果如表1所示。
硬度采用邵氏硬度仪按照GB/T531-1999测定;
耐温性测试是将固化后的封装胶(长20mm,宽10mm,高5mm)放置于200℃的烘箱中烘烤10h观察封装胶有无黄变,黄变等级参考GB/T9761-2008中漆膜的色调差评定等级来评定;
高温点亮测试是将灯珠在120℃下进行点亮老化168h,测试实验前后灯珠亮度的衰减;
抗硫性测试是将灯珠放入含有1.6g硫粉的800ml密封容器内,置于85℃烘箱中烘烤4h后测前后的亮度衰减;
防潮性测试是将灯珠放于85%的湿度和85℃的环境中40h后,在275℃下回流焊三遍,观察其剥离情况;其中,防潮性用灯剥离数/总灯数表示。
冷热冲击性能测试是将灯珠置于-40℃/15min~100℃/15min(转化时间为15s)下300回合,观察其死灯情况;其中,冷热冲击性用死灯数/总灯数表示。
表1
通过表1的结果可以看出,本发明所述的氟改性有机硅材料用作LED封装胶,具有合适的硬度、耐高温黄变、高抗硫化性能、高温点亮性能、高防潮性和良好的冷热冲击性,从而提高了LED封装材料的质量。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种氟改性有机硅材料,其特征在于,所述氟改性有机硅材料是通过将含有至少一种氟材料改性的有机硅树脂、含氢硅油、增粘剂、催化剂和抑制剂的组合物进行混合、交联固化而制得。
2.根据权利要求1所述的氟改性有机硅材料,其特征在于,在所述组合物中,以所述组合物的总重量为基准,所述氟材料改性的有机硅树脂的含量为28-80重量%,所述含氢硅油的含量为18-70重量%,所述增粘剂的含量为0.1-2重量%,所述催化剂的含量为0.1-0.5重量%,所述抑制剂的含量为0.1-0.3重量%。
3.根据权利要求1或2所述的氟改性有机硅材料,其特征在于,所述组合物中含有两种氟材料改性的有机硅树脂,每种氟材料改性的有机硅树脂具有如下式(1)所示的结构,
(R1SiO3/2)a(R2SiO3/2)b(R3 2SiO)c(R4R5SiO)d式(1)
其中,R1和R3各自独立地为C6-C10的芳基或C1-C10的烷基,R2是-CH2CH2(CF2)6F和-CH2CH2(CF2)8F中的至少一种,R4为C1-C6烷基,R5为乙烯基,a、b、c和d各自独立地为2-200的整数;
优选地,R1和R3各自独立地为苯基或C1-C3的烷基,R2为-CH2CH2(CF2)6F,R4为甲基,a、b、c和d各自独立地为10-100的整数。
4.根据权利要求3所述的氟改性有机硅材料,其特征在于,两种氟材料改性的有机硅树脂的重量之比为1:0.2-5。
6.根据权利要求1或2所述的氟改性有机硅材料,其特征在于,所述增粘剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和/或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷;和/或
所述催化剂为Ni、Co、Cu、Pt和Pd中的至少一种;和/或
所述抑制剂为碳碳多元键的邻位有含氧官能基的物质,优选为马来酸酯、富马酸酯、β-炔醇及四甲基四乙烯基环四硅氧烷中的至少一种。
7.一种制备权利要求1-6中任意一项所述的氟改性有机硅材料的方法,其特征在于,该方法包括:
(1)制备氟材料改性的有机硅树脂
在水和第一酸性催化剂的存在下,将式(3)所示的化合物、式(4)所示的化合物、式(5)所示的化合物和式(6)所示的化合物进行水解反应;并将水解反应所得产物与碱性催化剂接触并发生缩合反应,反应结束后进行水洗、旋蒸、过滤,得到氟材料改性的有机硅树脂;
其中,R6和R7各自独立地为C6-C10的芳基或C1-C5的烷基,优选为苯基或甲基;R2是-CH2CH2(CF2)6F和-CH2CH2(CF2)8F中的一种或两种;R、R’、R”和R”’各自独立地为卤素或C1-C5的烷氧基,优选为Cl或甲氧基;
(2)制备含氢硅油
使R8R9Si(R””)2在第二酸性催化剂的存在下发生水解缩合反应,接着加入四甲基二硅氧烷,补加第二酸性催化剂,继续反应,反应结束后水洗、旋蒸、过滤,得到含氢硅油;
其中,R8和R9各自独立选自C6-C10的芳基和C1-C5的烷基,优选为苯基或甲基;R””为卤素或C1-C5的烷氧基,优选为Cl或甲氧基;
(3)将至少一种步骤(1)制备的所述氟材料改性的有机硅树脂、步骤(2)制备的所述含氢硅油、增粘剂、催化剂和抑制剂进行混合、交联固化。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在步骤(1)中,所述水解反应的反应温度为40-60℃,优选地为40-50℃;所述缩合反应的反应温度为80-140℃,优选地为100-120℃;
优选地,式(3)所示的化合物、式(4)所示的化合物、式(5)所示的化合物和式(6)所示的化合物的摩尔比为1-100:1-60:1-30:1,优选为1-50:1-30:1-15:1;
优选地,所述碱性催化剂为氨、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾和碳酸氢铵中的至少一种;
优选地,步骤(1)所述的第一酸性催化剂与步骤(2)所述的第二酸性催化剂相同或不同,且各自独立选自盐酸、硫酸、磷酸、醋酸和硝酸中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在步骤(2)中,所述水解缩合反应的反应温度为50-70℃,优选地为50-60℃;继续反应的温度为60-90℃,优选地为70-80℃;
优选地,式(7)所示的化合物与所述四甲基二硅氧烷的摩尔比为1-50:1,优选为1-30:1。
10.根据权利要求7-9中任意一项所述的方法,其特征在于,在步骤(3)中,交联固化的过程包括:先在80-120℃下反应0.5-3h,再在120-180℃下反应1-5h。
11.权利要求1-6中任意一项所述的氟改性有机硅材料或由权利要求7-10中任意一项所述的方法制备的氟改性有机硅材料作为LED封装材料的应用。
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