CN114599740B - 有机硅共聚物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型的树脂‑线性有机硅氧烷嵌段共聚物,具有硬段与软段结合的结构。将嵌段共聚物与多官能度烷氧基硅烷、催化剂混合以后,所得到的组合物可以在湿气条件下迅速固化。组合物具有容易涂布的特点,室温固化后得到涂层薄膜。薄膜具有透明度好、硬度高、机械性能优异、内部应力小、拉伸率高的特点。

Description

有机硅共聚物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种有机硅氧烷嵌段共聚物及其制备方法。可应用于制备电子组件保护性涂层产品。
背景技术
许多新兴技术领域一直需要保护性涂层产品,这种涂料必须坚韧、耐用、持久,并且还易于施加在电子组件上,也能够在便利的条件下固化形成保护涂层。
现有技术CN103189420B披露了一种树脂-线型有机硅氧烷嵌段共聚物,其中含有一部分[R1 2SiO2/2]D线性结构单元和一部分[R2SiO3/2]T树脂结构单元,还含有硅烷醇基团[≡SiOH]。树脂部分都是由[R2SiO3/2]T型结构组成。该共聚物可用于制备保护性和功能性电子器件封装涂料。CN103189419B公开了含有该共聚物的固体组合物,特别是其高折射率方面的性质。CN103201317B公开了含有该共聚物的固体组合物,特别是其热稳定方面的性质。CN103201318B公开了用缩合反应制备该共聚物的方法。
CN103189421B公开了一种共聚物,其中含有式为R1 2SiO2/2二有机硅烷氧基单元,和平均式为R2 x(OR3)ySiO(4-x-y)/2的硅氧烷单元,其中0.5≤x≤1.5,并且0≤y≤1,且至少50mol%的R2为芳基。在其实施例中式(II)的硅氧烷单元都是含苯基的T型树脂。
CN104254575A公开了一种树脂-线型有机硅氧烷嵌段共聚物的制备方法,如其实施例1所示,将MVi 0.15Tph 0.76Q0.082树脂(其中含有0.0163mol乙烯基,48.4%的甲苯溶液,Mw=2670)与Si-H封端的PDMS(Mw=32,000)在甲苯溶剂和铂催化剂条件下加成反应,然后添加四甲基二硅氧烷(其中含有0.00202mol Si-H),进一步加成反应,得到产物的Mw=20,2000g/mol。所得片材在室温下为光学透明的粗糙的弹性体。
发明内容
本发明涉及一种新型的树脂-线性有机硅氧烷嵌段共聚物,其中含有[R1 2SiO2/2]线性结构单元和一部分[R2 3SiO1/2][SiO4/2]树脂结构单元(即D-MQ结构),优选的,该共聚物还含有一部分可水解基团X,更优选的,还含有一部分乙烯基。
本发明获得的新型嵌段共聚物具有硬段与软段结合的结构。由于其硬段含有[R2 3SiO1/2][SiO4/2]树脂结构单元,该新型嵌段共聚物与溶剂的相容性更好更容易成膜,可以给固化以后的涂层提供合适的硬度和柔韧性。
将嵌段共聚物与多官能度烷氧基硅烷、催化剂混合以后,所得到的组合物可以在湿气条件下迅速固化。组合物粘度较低、具有容易涂布的特点,室温固化后得到涂层薄膜。薄膜具有透明度好、硬度高、机械性能优异、内部应力小、拉伸率高的特点。该组合物可用于制备封装电子器件的电路板三防漆(conformal coating)或者电器保护涂料。
制备本发明新型嵌段共聚物的方法具有原料易得、工艺简单、过程可控、产品品质稳定重现性高的特点。
本发明涉及一种有机硅氧烷嵌段共聚物,其包含
[R1 2SiO2/2]D单元,和
[R2 3SiO1/2]M单元,和
[SiO4/2]Q单元,
其中各自出现的R1,R2相同或不同,选自C1-C30直链或支链的烷基,C1-C30的芳基,C1-C30含有一个及以上杂原子的烃基,可水解基团X,C1-C30含有一个及以上烯键的烃基,或H,
其中[R1SiO3/2]T单元的含量小于等于30mol%,优选小于等于10mol%,更优选小于等于1mol%,以所有有机硅单元为100mol%计算。
如上所述的嵌段共聚物,其中[R1 2SiO2/2]D单元与[R1 2SiO2/2]D单元彼此连接,形成D单元嵌段。
如上所述的嵌段共聚物,其中[R2 3SiO1/2]M单元与[SiO4/2]Q单元彼此连接,形成
MQ单元嵌段。
如上所述的嵌段共聚物,至少有一部分R1和/或R2选自可水解基团X;X是可水解基团,各自相同或不同,优选的X选自酮肟基、乙酰氧基、烷氧基或羟基,更优选X是OR6表示的烷氧基,其中各自出现的R6相同或不同,选自C1-C30的直链或者支链烷基、芳基,优选甲基、乙基、异丙基,更优选甲基、乙基;
杂原子选自O,N,S,优选为O,N,更优选为O。
如上所述的嵌段共聚物,其中X是OR6表示的烷氧基,优选可水解基团X是甲氧基和/或乙氧基。
如上所述的嵌段共聚物,其中[R2 3SiO1/2]M单元与可水解基团X的摩尔比值小于等于20,优选在3-10之间,更优选在3-7之间,更优选在4-5之间,按照1H NMR谱和29Si NMR谱计算。
如上所述的嵌段共聚物,其中[R2 3SiO1/2]M单元与甲氧基官能团的摩尔比值在小于等于30,优选在5-25之间,优选在6-20之间,更优选在6-17之间,更优选在6-12之间,更优选在6-11之间。
如上所述的嵌段共聚物,其中[R2 3SiO1/2]M单元与硅-乙烯基的摩尔比值小于等于40,优选在5-35之间,更优选在10-30之间,更优选在15-25之间,更优选在18-25之间。
如上所述的嵌段共聚物,其中[R2 3SiO1/2]M单元与硅-乙烯基的摩尔比值大于等于15,优选大于等于18,优选在大于等于20。
如上所述的嵌段共聚物,其中R2选自甲基、乙基、乙烯基、苯基、H、可水解基团X,优选甲基、乙烯基、可水解基团X。
如上所述的嵌段共聚物,其中小于等于20wt%的R2为苯基,小于等于15wt%的R2为苯基,优选在0-10wt%之间,更优选在0-5wt%之间的R2为苯基,更优选在1-5wt%之间的R2为苯基或者0wt%的R2为苯基,以嵌段共聚物重量为100wt%计算。
如上所述的嵌段共聚物,其中R1选自甲基、乙基、乙烯基、苯基、H、可水解基团X,优选甲基。
如上所述的嵌段共聚物,其中小于等于20wt%的R1为苯基,小于等于15wt%的R1为苯基,优选在0-10wt%之间,更优选在0-5wt%之间的R1为苯基,更优选在1-5wt%之间的R1为苯基或者0wt%的R1为苯基,以嵌段共聚物重量为100wt%计算。
如上所述的嵌段共聚物,其中该D单元嵌段的数均分子量Mn在1,000-27,000g/mol之间,优选在4,000-25,000g/mol之间,更优选在10,000-25,000g/mol之间。
如上所述的嵌段共聚物,其中,D单元嵌段中,以Si-O-Si键互相连接的[R1 2SiO2/2]重复单元数,即[R1 2SiO2/2]D单元的聚合度,大于等于20,优选在50-1 000之间,更优选在50-400之间,更优选在70-400之间。
如上所述的嵌段共聚物,其中[R1 2SiO2/2]D单元大于等于20mol%,优选大于等于22mol%,优选在22.5-35mol%之间,优选在25-32.5mol%之间,以所有有机硅单元为100mol%计算。
如上所述的嵌段共聚物,其中[R2 3SiO1/2]M单元大于等于20mol%,大于等于22mol%,优选在22.5-32.5mol%之间,更优选在25-32.5mol%之间,以所有有机硅单元为100mol%计算。
如上所述的嵌段共聚物,其中[SiO4/2]Q单元大于等于25mol%,大于等于30mol%,优选在35-55mol%之间,更优选在35-45mol%之间,以所有有机硅单元为100mol%计算。
如上所述的嵌段共聚物,其中[R2 3SiO1/2]M单元和[SiO4/2]Q单元之和在60-80mol%之间,优选75-80mol%之间,以所有有机硅单元为100mol%计算。
如上所述的嵌段共聚物,其反应原料包括:MQ类型硅树脂和含有D单元的线性硅油,优选通过加成反应得到的。
如上所述的嵌段共聚物,其重均分子量Mw在10,000-200,000g/mol之间,优选在20,000-150,000g/mol之间,优选在40,000-100,000g/mol。
含如上所述的嵌段共聚物的混合物,其包含
10-50mol%[R1 2SiO2/2]D单元,和
20-60mol%[R2 3SiO1/2]M单元,和
30-70mol%[SiO4/2]Q单元,以所有有机硅单元为100mol%计算,
其中各自出现的R1,R2相同或不同,选自C1-C30直链或支链的烷基,C30含有一个及以上杂原子的烃基,C1-C30的芳基,可水解基团X,C1-C30含有一个及以上烯键的烃基,H,
其中[R1SiO3/2]T单元的含量小于等于30mol%,优选小于等于10mol%,更优选小于等于1mol%,以所有有机硅单元为100mol%计算。
如上所述的混合物,至少有一部分R1和/或R2选自可水解基团X;X是可水解基团,各自相同或不同,优选X是酮肟基、乙酰氧基、烷氧基或羟基,优选X是OR6表示的烷氧基,其中各自出现的R6相同或不同,选自C1-C30的直链或者支链烷基、芳基,优选甲基、乙基、异丙基,更优选甲基、乙基。
如上所述的混合物,其中杂原子选自O,N,S,优选为O,N,更优选为O。
如上所述的混合物,其中X是OR6表示的烷氧基,优选X官能团是甲氧基和/或乙氧基。
如上所述的混合物,其中[R2 3SiO1/2]M单元与可水解基团X的摩尔比值在小于等于8,优选在3-8之间,更优选在3-7之间,更优选在4-5之间,按照1H NMR谱和29Si NMR计算。
如上所述的混合物,其中[R2 3SiO1/2]M单元与甲氧基官能团的摩尔比值在小于等于30,优选在5-25之间,优选在6-20之间,更优选在6-12之间,更优选在6-11之间。
如上所述的混合物,其中[R2 3SiO1/2]M单元与硅-乙烯基的摩尔比值小于等于40,优选在5-35之间,更优选在10-30之间,更优选在15-25之间,更优选在18-25之间。
如上所述的混合物,其中[R2 3SiO1/2]M单元与硅-乙烯基的摩尔比值大于等于15,大于等于18,优选在大于等于20。
如上所述的混合物,其中[R1SiO3/2]T单元的含量小于等于30mol%,优选在小于等于10mol%,优选小于等于0.1mol%,以所有有机硅单元为100mol%计算。
如上所述的混合物,其中[R1 2SiO2/2]D单元在22.5-35mol%之间,优选在25-32.5mol%之间,以所有有机硅单元为100mol%计算。
如上所述的混合物,其中[R2 3SiO1/2]M单元在22.5-35mol%之间,优选在25-32.5mol%之间,以所有有机硅单元为100mol%计算。
如上所述的混合物,其中[SiO4/2]Q单元在30-55mol%之间,优选在35-45mol%,更优选在35-40mol%之间,以所有有机硅单元为100mol%计算。
如上所述的混合物,其中[R2 3SiO1/2]M单元和[SiO4/2]Q单元之和在60-80mol%之间,优选65-80mol%之间,以所有有机硅单元为100mol%计算。
如上所述的混合物,其中[R2 3SiO1/2]M单元和[SiO4/2]Q单元的摩尔比在0.5-0.9之间,优选在0.6-0.8之间。
如上所述的混合物,其重均分子量Mw在10,000-100,000g/mol之间,优选在20,000-70,000g/mol之间,优选在25,000-60,000g/mol。
如上所述的混合物,其在1atm一个大气压,25℃条件下是透明粘稠液体。
如上所述的混合物,其70wt%二甲苯溶液的粘度在50-500mPa·s之间,100-200mPa·s之间,优选在100-150mPa·s之间,更优选在110-150mPa·s之间,根据粘度测试标准GB\T21059-2007(DIN EN ISO3219:1994)得到。
一种制备树脂-线性有机硅氧烷嵌段共聚物方法,包含:
步骤一:
组分(a):MQ类型硅树脂,
组分(b):如通式(I)表示的含氢硅烷:
R5 3-nSi(X)nH(I)
其中
n选自1-3中任意整数,优选n=2或3,更优选n=2;
X是可水解基团,各自相同或不同,优选X是酮肟基、乙酰氧基、烷氧基或羟基,优选X是OR6表示的烷氧基,其中各自出现的R6相同或不同,选自C1-C30的直链或者支链烷基、芳基,优选甲基、乙基、异丙基,更优选甲基;和
各自出现的R5相同或不同,选自C1-C30的直链或者支链烷基、芳基,C1-C30含有一个及以上杂原子的烃基,C1-C30含有一个及以上烯键的烃基,优选为甲基、乙基、异丙基,
组分(c):含氢硅油,和
组分(d):硅氢加成催化剂
进行反应;
可选的步骤二:
在上述产物中添加组分(e)硅氢加成抑制剂,使得组分(d)硅氢加成催化剂失去活性。
如上所述的方法,其中在步骤一中,将组分(a)MQ类型硅树脂,与组分(b)含氢硅烷,预先反应,再将所得反应产物与组分(c)含氢硅油、组分(d)硅氢加成催化剂混合。
如上所述的方法,其中组分(a)MQ类型硅树脂,Mw在1000-20000g/mol之间,优选在2000-10000g/mol之间,更优选在2000-8000g/mol之间。
如上所述的方法,其中组分(a)MQ类型硅树脂,其Tg midpoint大于等于35℃,优选大于等于37℃,更优选在37-50℃之间。
如上所述的方法,其中组分(a)MQ类型硅树脂,其在室温1atm条件时是固体。
如上所述的方法,其中组分(b)一种或多种含氢硅烷选自由甲基二甲氧基硅烷、甲基二乙氧基硅烷、乙基二甲氧基硅烷、乙基二乙氧基硅烷、三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷组成的组,优选甲基二甲氧基硅烷占组分(b)的80wt%以上,优选90wt%以上,更优选95wt%以上,更优为99wt%以上,以组分(b)为100wt%计算。
如上所述的方法,其中组分(c)含氢硅油中,平均每个含氢硅油分子含有大于等于2个Si-H基团,优选含2个Si-H基团,优选为双端含氢硅油。
如上所述的方法,其中组分(c)含氢硅油含[R1 2SiO2/2]D单元,其数均分子量Mn在1,000-27,000g/mol之间,优选4,000-25,000g/mol之间,更优选10,000-25,000g/mol之间。
如上所述的方法,其中组分(d)硅氢加成催化剂是铂类的催化剂,优选卡斯特铂。
一种可固化组合物,包含
组分(i-1):如上所述的嵌段共聚物,
组分(ii):由通式(II)表示的多个可水解基团硅烷
R7 4-mSi(X)m(II)
其中
m=3或4,更优选m=3;
各自出现的R7相同或不同,选自C1-C30的直链或者支链烷基、芳基,C1-C30含有一个及以上杂原子的烃基,C1-C30含有一个及以上烯键的烃基;和
X是可水解基团,各自相同或不同,优选X是酮肟基、乙酰氧基、烷氧基或羟基,优选X是OR6表示的烷氧基,其中各自出现的R6相同或不同,选自C1-C30的直链或者支链烷基、芳基,优选甲基、乙基、异丙基,更优选甲基;和
组分(iii):缩合和/或水解催化剂。
一种可固化组合物,包含
组分(i-2):含如上所述的嵌段共聚物的混合物,
组分(ii):由通式(II)表示的多个可水解基团硅烷,和
组分(iii):缩合和/或水解催化剂。
本发明所说的多个可水解基团是指大于等于3个官能团的情况。
如上所述的可固化组合物,其中组分(ii)由通式(II)表示的多个可水解基团硅烷是一种或几种选自由甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、环氧丙基三甲氧基硅烷、氨甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、苯基三乙酰氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、乙烯基三丁酮肟基硅烷、苯基三丁酮肟基硅烷、苯胺甲基三丁酮肟基硅烷所组成的组。
如上所述的可固化组合物,其中组分(iii)缩合和/或水解催化剂选自铅、锡、钛、锌或铁的络合物;优选自烷氧基有机钛和有机钛复合物,更优选为选自钛酸四丁酯、二异丙氧二(乙氧乙酰乙酰)合钛、二异丁氧二(乙氧乙酰乙酰)合钛、正钛酸异丙酯、聚钛酸丁酯、钛酸四异辛酯其中一种或几种的组合。
如上所述的可固化组合物,其中组分(ii)由通式(II)表示的多个可水解基团硅烷的用量为5-7wt%,以组分(i-2)如上所述的混合物为100wt%计算。
如上所述的可固化组合物,其中组分(iii)缩合和/或水解催化剂的用量为2-4wt%,以组分(i-2)如上所述的混合物为100wt%计算。
如上所述的可固化组合物,其中组分(ii)与组分(iii)的重量比为1.1-3之间,优选为1.5-2.5之间。
制备固体组合物的方法,包括从上述任意一种可固化组合物移除有机溶剂,以生成所述固体组合物。
制备涂层的方法,包括从上述任意一种可固化组合物移除有机溶剂,以生成所述涂层。
本发明中,有机硅单元表示[R(4-a)SiOa/2]结构,a是1-4之间的整数。以M单元表示[R3SiO1/2]结构,以D单元表示[R2SiO2/2]结构,以T单元表示[RSiO3/2]结构,以Q单元表示[SiO4/2]。例如,MVi表示[R3SiO1/2]结构中,一部分R是乙烯基;优选三个R取代基中的一个R取代基是乙烯基。Tph表示[RSiO3/2]结构中,一部分R是苯基;优选三个R取代基中的一个R取代基是苯基。
本发明中,D单元嵌段中可能含有少量的[R3SiO1/2]M单元,但是[R3SiO1/2]M单元单元的含量应当小于等于10mol%,优选小于等于5mol%,更优选小于等于1mol%,以D单元嵌段中所有有机硅单元为100mol%计算。
本发明中,D单元嵌段中甚至可能含有极少量的[RSiO3/2]T单元,但是[RSiO3/2]T单元的含量应当小于等于1mol%,优选小于等于0.1mol%,以D单元嵌段中所有有机硅单元为100mol%计算。
本发明中,MQ类型硅树脂,表示该硅树脂含有[R2 3SiO1/2]M单元和[SiO4/2]Q单元,也可以含有少量其他有机硅单元,例如[R1 2SiO2/2]D单元、[R1SiO3/2]T单元。但是[R2 3SiO1/2]M单元、[SiO4/2]Q单元之和占所有有机硅单元的80mol%以上,优选90mol%以上,优选95mol%以上,更优选99mol%以上,以所有有机硅单元为100mol%计算。[R3SiO1/2]M单元与[SiO4/2]Q单元的质量比在0.5-0.8之间,优选在0.6-0.8之间,更优选在0.6-0.7之间。本段中,R1,R2的定义如前文所述。
本发明涉及“树脂-线型”有机硅氧烷嵌段共聚物的有机聚硅氧烷。
“线型”有机聚硅氧烷通常主要含[R2SiO2/2]D单元,其一般是具有不同粘度的流体的聚二有机硅氧烷,这取决于聚二有机硅氧烷中的D单元的数目所指示的“聚合度”(或DP)。“线型”有机聚硅氧烷通常具有低于25℃的玻璃化转变温度(Tg midpoint)。
当大多数单元选自[R2SiO3/2]T单元或[SiO4/2]Q单元时,则得到“树脂型”有机聚硅氧烷。当有机聚硅氧烷中的[R2SiO3/2]T单元或[SiO4/2]Q单元含量增加时,通常导致聚合物的硬度增加和/或玻璃状性质。“树脂型”有机聚硅氧烷应当在室温条件下是固体,状态可以是粉末、颗粒或者片状。“树脂型”有机聚硅氧烷因而具有较高的Tg值,例如硅氧烷树脂通常具有高于35℃的Tg midpoint值。
本文所用的“树脂-线型有机硅氧烷嵌段共聚物”是指含有“线型”D单元以及与之组合的“树脂”MQ单元的有机聚硅氧烷。在本发明中,“嵌段”共聚物,与“无规”共聚物相对。同样,本发明“树脂-线型有机硅氧烷嵌段共聚物”是指含有D和MQ单元的有机聚硅氧烷,其中D单元主要键合在一起形成具有若干个D单元的聚合物链,其在本文称为“线型嵌段”。MQ单元主要彼此键合形成支化聚合物链,其称为“非线型嵌段”。当提供固体形式的嵌段共聚物时,大量的这些非线型嵌段可进一步聚集。
本发明的嵌段共聚物可以是线形的,也可以是支化的。一个MQ单元嵌段可能与一个或多个线形D单元嵌段相连。
本发明所述的固体有机硅氧烷嵌段共聚物含有第一相和第二相,该第一相主要含有如本文所定义的D结构单元[R1 2SiO2/2],该第二相主要含有如本文所定义的MQ结构单元。
具体实施方式
实施例中使用的组分信息如下:
硅树脂1,由[R2 3SiO1/2]M单元和[SiO4/2]Q单元组成,室温下为白色固体粉末,部分M单元上含有乙烯基和烷氧基(主要是乙氧基),M单元与Q单元的重量比值约为0.67,Mw约为5015g/mol,基于硅树脂的总重量计,
含氢硅油1,双端含氢硅油,含氢量为0.123mmol/g,Mw约为16266.32g/mol,
含氢硅油2,双端含氢硅油,含氢量为0.493mmol/g,Mw约为4056.32g/mol,SIPELLRE 61F,炔醇类抑制剂。
上述原料均购自WACKER CHEMIE AG。
下述各实施例和对比例按照表1所示用量制备嵌段共聚物实施例。
I相含有:组分(a)MQ类型硅树脂,组分(b)如通式(I)表示的含氢硅烷:
R5 3-nSi(X)nH(I),
组分(c)含氢硅油和组分(d)硅氢加成催化剂。
II相含有:组分(e)硅氢加成抑制剂。
(1)将I相的各原料在100-120℃条件下混合,密闭条件反应3-5h;
(2)降温至室温23+2℃,可选的加入II相原料;
(3)在100-120℃15-30mbar条件下保持20-60min,蒸馏去除有机溶剂和小分子,得到混合物;
可选的(4)把步骤(3)得到的混合物与有机溶剂(包括二甲苯、Isopar E(由ExxonMobil提供)、正己烷、环己烷、正庚烷,优选二甲苯)混合,配成70wt%溶液。
“含如上所述的嵌段共聚物的混合物”,是指完成上述步骤(3)得到的混合物,简称为本发明的“混合物”。
表1
Ex1 Ex3 Ex4 Ex5 C.Ex6 Ex7 Ex8 Ex9
硅树脂1 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
含氢硅油1 38.66 29.45 38.66 44.78 58.41 44.78
含氢硅油2 29.84
甲基二甲氧基硅烷 2.09 2.22 3.35 3.25 4.97
三甲氧基硅烷 2.40 1.29 3.04
二甲苯 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
SIPELL RE 61F 1.41 1.32 1.41 1.31 1.03 0.89 0.97 0.90
表1中使用卡斯特铂作为催化剂,其中活性Pt的含量大约为12ppm,以I相总重量为100wt%计算。表1中各组分以重量份计算。
含如上所述的嵌段共聚物的混合物测试结果列于表2-1和表2-2。按照1H NMR谱,29Si NMR和GPC测量计算。
表2-1
表2-2
表3涂料组合物配方
表4-1 A型涂料例
表4-2 B型涂料例
将涂料组合物中各组分混合均匀以后,涂布在基材上,室温条件下7天固化得到涂层薄膜。
涂料例B9粘度较低,易于涂布在有机硅脱模剂处理过的离型纸上,室温条件下7天固化得到涂层薄膜。薄膜厚度约为2.5mm,目视透明。在固化完成后,薄膜平整无形变现象,说明其内部应力较小。
涂料例B9得到的涂层薄膜,其Shore A硬度较高,断裂伸长率适中,是一款硬度与柔韧性平衡性良好的产品。去除低分子量杂质,其对应Ex9嵌段共聚物的Mw约为51950g/mol。
涂料例B8的硬度偏低,但断裂伸长率非常高,适用于结合部位的用途。去除低分子量杂质,其对应Ex8嵌段共聚物的Mw约为74700g/mol.
涂料例A1可以得到硬度较高的薄膜。去除低分子量杂质,对应Ex1嵌段共聚物的Mw约为57100g/mol。
涂料例A5的表干时间低于10分钟,需要在较短时间内施加于电子器件产品上,在固化完成后,表面略有裂纹。

Claims (24)

1.一种有机硅氧烷嵌段共聚物,其包含
[R1 2SiO2/2]D单元,和
[R2 3SiO1/2]M单元,和
[SiO4/2]Q单元,
其中各自出现的R1,R2相同或不同,选自C1-C30直链或支链的烷基,可水解基团X,C1-C30含有一个及以上烯键的烃基,或H,
其中[R1SiO3/2]T单元的含量小于等于30mol%,以所有有机硅单元为100mol%计算;
其中[R1 2SiO2/2]D单元与[R1 2SiO2/2]D单元彼此连接,形成D单元嵌段;
其中[R2 3SiO1/2]M单元与[SiO4/2]Q单元彼此连接,形成MQ单元嵌段;
其中[SiO4/2]Q单元大于等于25mol%,以所有有机硅单元为100mol%计算;
其中D单元嵌段中,以Si-O-Si键互相连接的[R1 2SiO2/2]重复单元数,即[R1 2SiO2/2]D单元的聚合度,大于等于20,
其中[R2 3SiO1/2]M单元与硅-乙烯基的摩尔比值在18-25之间;其中,至少有一部分R1和/或R2选自可水解基团X。
2.如权利要求1所述的嵌段共聚物,其中可水解基团X,各自相同或不同,X选自酮肟基、乙酰氧基、烷氧基或羟基;其中[R1SiO3/2]T单元的含量小于等于10mol%。
3.如权利要求1或2所述的嵌段共聚物,其中[R2 3SiO1/2]M单元与可水解基团X的摩尔比值小于等于20,按照1H NMR谱和29SiNMR谱计算。
4.如权利要求3所述的嵌段共聚物,其中[R2 3SiO1/2]M单元与甲氧基官能团的摩尔比值在小于等于30,按照1H NMR谱和29SiNMR谱计算。
5.如权利要求4所述的嵌段共聚物,其中[R2 3SiO1/2]M单元与甲氧基官能团的摩尔比值在5-25之间,按照1H NMR谱和29SiNMR谱计算。
6.如权利要求1-2,4-5中任一所述的嵌段共聚物,其中,D单元嵌段中,以Si-O-Si键互相连接的[R1 2SiO2/2]重复单元数,即[R1 2SiO2/2]D单元的聚合度在50-1000之间。
7.如权利要求3所述的嵌段共聚物,其中,D单元嵌段中,以Si-O-Si键互相连接的[R1 2SiO2/2]重复单元数,即[R1 2SiO2/2]D单元的聚合度在70-400之间。
8.如权利要求1-2,4-5,7中任一所述的嵌段共聚物,其重均分子量Mw在10,000-200,000g/mol之间。
9.含如权利要求1-2,4-5,7中任一所述的嵌段共聚物的混合物,其包含
10-50mol%[R1 2SiO2/2]D单元,和
20-60mol%[R2 3SiO1/2]M单元,和
30-70mol%[SiO4/2]Q单元,以所有有机硅单元为100mol%计算,
其中各自出现的R1,R2相同或不同,选自C1-C30直链或支链的烷基,可水解基团X,C1-C30含有一个及以上烯键的烃基,H,
其中[R1SiO3/2]T单元的含量小于等于30mol%,以所有有机硅单元为100mol%计算。
10.如权利要求9所述的混合物,至少有一部分R1和/或R2选自可水解基团X;X各自相同或不同X是OR6表示的烷氧基,其中各自出现的R6相同或不同,选自C1-C30的直链或者支链烷基、芳基。
11.如权利要求9所述的混合物,其中[R2 3SiO1/2]M单元与可水解基团X的摩尔比值在小于等于8,按照1H NMR谱和29SiNMR计算。
12.如权利要求11所述的混合物,其中[R2 3SiO1/2]M单元与甲氧基官能团的摩尔比值在6-12之间,按照1H NMR谱和29SiNMR计算。
13.如权利要求9所述的混合物,其中[R1 2SiO2/2]D单元在22.5-35mol%之间,以所有有机硅单元为100mol%计算。
14.如权利要求9所述的混合物,其中[SiO4/2]Q单元在30-55mol%之间,以所有有机硅单元为100mol%计算。
15.如权利要求9所述的混合物,其中[R2 3SiO1/2]M单元和[SiO4/2]Q单元之和在60-80mol%之间,以所有有机硅单元为100mol%计算。
16.如权利要求9所述的混合物,其重均分子量Mw在10,000-100,000g/mol之间。
17.一种制备1-2,4-5,7中任一所述的树脂-线性有机硅氧烷嵌段共聚物方法,包含:
步骤一:
组分(a):MQ类型硅树脂,
组分(b):如通式(I)表示的含氢硅烷:
R5 3-nSi(X)nH(I)
其中
n选自1-3中任意整数;
X是可水解基团,各自相同或不同;和
各自出现的R5相同或不同,选自C1-C30的直链或者支链烷基,C1-C30含有一个及以上烯键的烃基,
组分(c):含氢硅油,和
组分(d):硅氢加成催化剂
进行反应;
可选的步骤二:
在上述产物中添加组分(e)硅氢加成抑制剂,使得组分(d)硅氢加成催化剂失去活性。
18.如权利要求17所述的方法,其中在步骤一中,将组分(a)MQ类型硅树脂,与组分(b)含氢硅烷,预先反应,再将所得反应产物与组分(c)含氢硅油、组分(d)硅氢加成催化剂混合。
19.如权利要求17或18所述的方法,其中组分(b)一种或多种含氢硅烷选自由甲基二甲氧基硅烷、甲基二乙氧基硅烷、乙基二甲氧基硅烷、乙基二乙氧基硅烷、三甲氧基硅烷、三乙氧基硅烷组成的组。
20.一种可固化组合物,包含
组分(i-1):如权利要求1-2,4-5,7中任一所述的嵌段共聚物,
组分(ii):由通式(II)表示的多个可水解基团硅烷,
R7 4-mSi(X)m(II)
其中
m=3或4;
各自出现的R7相同或不同,选自C1-C30的直链或者支链烷基,C1-C30含有一个及以上烯键的烃基;和
X是可水解基团,各自相同或不同;和
组分(iii):缩合和/或水解催化剂。
21.一种可固化组合物,包含
组分(i-2):含如权利要求9所述的嵌段共聚物的混合物,
组分(ii):由通式(II)表示的多个可水解基团硅烷,和
组分(iii):缩合和/或水解催化剂。
22.如权利要求21所述的可固化组合物,其中组分(ii)由通式(II)表示的多个可水解基团硅烷的用量为5-7wt%,以组分(i-2)混合物为100wt%计算。
23.如权利要求21或22所述的可固化组合物,其中组分(iii)缩合和/或水解催化剂的用量为2-4wt%,以组分(i-2)混合物为100wt%计算。
24.如权利要求21或22所述的可固化组合物,其中组分(ii)与组分(iii)的重量比为1.1-3之间。
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