TWI388585B - Epoxy resin with side-chain siloxane and its preparation method and ring-containing siloxane ring Preparation of Oxygen Resin Materials - Google Patents

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側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂及其製備方法及含側鏈籠狀矽氧烷之環 氧樹脂材料之製備方法
本發明係關於一種側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂及其製備方法及含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製備方法，尤其係指一種側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂及其製備方法及含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製備方法，其係應用於高效能接著劑、熱保護型塗料、家庭裝潢之填充劑、複合材料、電子材料、電機絕緣材料、電子資訊產品及光電元件之領域。
環氧樹脂具備良好的接著性、機械性質和物性，如抗張強度、耐衝擊破壞特性、絕緣特性與加工性，因此被廣泛應用於複合材料、電子材料及電機絕緣材料，近年來隨著各種電子資訊產品及光電元件的快速發展，環氧樹脂在兼具透光、高硬度、高阻氣、高耐熱及優異的尺寸安定的特性需求上逐漸受到挑戰，傳統的一些環氧樹脂材料，是將填充材料如處理過之有機黏土、玻璃纖維或其他奈米粉體與環氧樹脂以物理性質混合形成環氧樹脂材料，但上述之填充材料具有粒徑較大、密度較高，且在環氧樹脂中之分散性差及所形成之環氧樹脂材料的抗氧化性、成膜性較差且具有玻璃轉移溫度較低之缺點。專利公告號碼：KR20050004563中POSS只添加未有共聚，容易造成相分離現象POSS分散性不好。專利號碼：USP 7026013
雖使用含epoxy官能基之POSS，反應性與epoxy相差較大，交聯時仍可能有聚集現象，同樣有分散性不好的問題。
依據上述，本發明提供一種側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂及其製備方法及含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製備方法，由於籠狀聚倍半矽氧烷(POSS)具有較小之奈米粒徑及較低之密度，其於環氧樹脂中有較佳之分散性，並能和該環氧樹脂(DGEBA)化學鍵結形成側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂，再將該側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂加入至環氧樹脂中形成含側鏈籠狀 矽氧烷之環氧樹脂材料，其具有較好的抗氧化性及成膜性，且具有玻璃轉移溫度較高之優點。
本發明之主要目的在於提供一種側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂及其製備方法及含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製備方法，該側鏈籠狀矽氧烷(即聚倍半矽氧烷)能和環氧樹脂(DGEBA)化學鍵結，並均勻分散於環氧樹脂中。
本發明之次要目的在於提供一種側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂及其製備方法及含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製備方法，該含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料具有較高的玻璃轉移溫度及耐熱性。
本發明之另一目的在於提供一種側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂及其製備方法及含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製備方法，該含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料具有較好的抗氧化性及成膜性。
本發明係關於一種側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂及其製備方法及含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製備方法。該側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂，包括： 其中n為1~10之整數；及其中R係選自甲基、乙基、丙基及異丁基之群組之其中之一者。該側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之製備方法，其步驟包括：將環氧樹脂和籠狀聚倍半矽氧烷(Isocyanatopropyldimethylsilyl－isobutyl－POSS)反應形成側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂。該含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製備方法，其步驟包括：將環氧樹脂和籠狀聚倍半矽氧烷(Isocyanatopropyldimethylsilyl－isobutyl－POSS)反應形成側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂；及再將該環氧樹脂和該側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂反應得到含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料。
茲為使 貴審查委員對本發明之特徵及方法步驟有更進一步之瞭解與認識，現將詳細設計之原理及本發明之較佳實施例說明如後。
本發明側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂，包括：
其中n為1~10之整數；及其中R係選自甲基、乙基、丙基及異丁基之群組之其中之一者。
本發明該側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之製備方法，其步驟包括(如第一 圖所示)：S1將環氧樹脂和籠狀聚倍半矽氧烷(Isocyanatopropyldimethylsilyl－isobutyl－POSS)反應形成側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂。本發明含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製備方法，其步驟包括(如第二圖所示)：S11將環氧樹脂和籠狀聚倍半矽氧烷(Isocyanatopropyldimethylsilyl－isobutyl－POSS)反應形成側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂；及S12再將該環氧樹脂和該側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂反應得到含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料。
製備側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂
以籠狀聚倍半矽氧烷(Isocyanatopropyldimethylsilyl－isobutyl－POSS，簡稱IPI－POSS)製備側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂(POSS－Epoxy)，使環氧樹脂基團側鏈帶有籠狀矽氧烷結構，其化學反應式如第三圖所示
實施例一
將10 g環氧樹脂(Diglycidyl ether of bisphenol A，簡稱DGEBA，其環氧當量為180 g/eq)溶於15 g四氫呋喃(tetrahydrofuran，簡稱THF)中，其固含量為40 wt%。再將2 g籠狀聚倍半矽氧烷(Isocyanatopropyldimethylsilyl－isobutyl－POSS，簡稱IPI－POSS)加入環氧樹脂溶液中(該環氧樹脂和該籠狀聚倍半矽氧烷之重量比為5：1)，使IPI－POSS上之NCO官能基與環氧樹脂上之氫氧基(hydroxy group)進行反應，且加入三乙胺(triethylamine，簡稱TEA)當催化劑。在60℃下以磁石攪拌使其均勻混合並迴流使其濃度保持一定，並以傅立葉紅外線光譜儀(FT－IR)監測其官能基之反應，約10小時反應完全，形成側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂(POSS－Epoxy)之溶液。
製備含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料
將環氧樹脂(DGEBA)添加不同比例之側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂(POSS－Epoxy)，於室溫下攪拌1小時進行反應，再加入硬化劑4,4’－二胺基二苯甲烷(4，4’－methylenedianiline，又名4,4’－diaminodiphenylmethane，簡稱DDM)，於室溫下放置1天，再以真空烘箱持續以80℃ 2 hr、120℃ 2 hr、160℃ 4hr以及180℃ 6hr之條件烘烤。其反應方程式如第四圖所示，本發明將側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂作為含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之填充補強劑。
實施例二~十一
取環氧樹脂(DGEBA)100g分別加入如實施例一所製得之POSS－Epoxy/THF溶液2.25、11.25、22.5、33.75、67.5、112.5、157.5及202.5g，此時環氧樹脂與POSS－Epoxy重量比分別為100/1、100/5、100/10、100/15、100/30、100/50、100/70、100/90等，並以上述之反應條件製備含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料，作熱重量分析及LOI測定結果如表1和表2。
側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂(POSS－Epoxy)之結構鑑定
本發明所改質的環氧樹脂是將籠狀矽氧烷的單體接技到DGEBA型環上，使其在進行反應時，環氧樹脂之有機相與矽氧烷之無機相的作用力有共價之鍵結，以增加矽氧烷與環氧樹脂之相容性。此合成反應是利用IPI－POSS當作改質劑，藉由特有的官能基(NCO)與DGEBA型環氧樹脂氫氧官能基(OH)進行反應，產生胺酯(Urethane)鍵結，使得DGEBA型環氧樹脂主鏈上具有矽化物。
為了瞭解DGEBA型環氧樹脂與偶合劑IPI－POSS之間反應的情形，以FT－IR監測NCO官能基的變化情形，第五圖為環氧樹脂與改質劑IPI－POSS反應之FT－IR圖譜，由圖中可看出NCO官能基2270 cm－l 隨時間變化的情形，由反應開始至反應時間10小時後NCO官能基2270 cm－1 完全消失，此現象表示DGEBA型環氧樹脂已與偶合劑IPI－POSS進行反應。
由第六圖改質後環氧樹脂之FT－IR，可再次證明出NCO(2270 cm－1 )已完 全反應，在1100 cm－1 ~1200 cm－1 所呈現出的吸收為Si－O－Si，另外在1726 cm－1 為C＝O，從以上數據顯示出的確將環氧樹脂改質成功，並且於913 cm－1 呈現出非常明顯的特徵吸收，此為環氧基之特有指紋區，可說明改質後之環氧樹脂仍保有環氧基而未遭受破壞。
硬化後含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之結構鑑定 FT－IR 鑑定
第七圖為硬化後含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之FT－IR圖譜，可以看出914 cm－1 為環氧基之特徵吸收峰已經完全消失，而在1196 cm－1 呈現C－N之特徵吸收峰，表示DDM已與環氧樹脂之環氧基完全反應。1481 cm－1 為苯環之特徵吸收峰，而1608 cm－1 為C＝C的特徵吸收峰。1314 cm－1 則為CH3 的傘狀結構。在1051 cm－1 為Si－O－Si之不對稱的結構。
由於本發明利用帶有－NCO官能基的矽氧烷與環氧樹脂上的OH－進行反應，產生胺酯(Urethane)結構，所以在1726 cm－1 和3291 cm－1 有C＝O和N－H鍵結，而在2270 cm－1 並沒有吸收峰，表示所添加的NCO－矽氧烷已完全反應。
29 Si Solid－state NMR
以FT－IR確定了反應後的籠狀矽氧烷結構的完整性後，接著利用Solid state29 Si－NMR來進行更進一步的結構確認。第八圖為IPI－POSS的Solid state29 Si－NMR鑑定結果，由該圖中可知，在δ＝－68 ppm為三級矽氧烷的特徵峰，δ＝－109 ppm為四級矽氧烷的特徵峰(籠狀主結構)，而δ＝10 ppm為Si－CH3 的特徵峰。
第九圖為IPI－POSS加入到DGEBA型環氧樹脂所形成的含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料以Solid state29 Si－NMR鑑定結果，於圖中發現此三個特性峰位置與純IPI－POSS的特性峰位置相同，因此可以確認籠狀矽氧烷Si－O－Si鍵結未被破壞，也指出加入環氧樹脂並不會影響到籠狀聚倍半矽氧烷的結構。
熱性質分析 玻璃轉移溫度(Tg ) 添加不同比例POSS－Epoxy至DGEBA型環氧樹脂中，其對玻璃轉移溫度Tg之影響，可將硬化後之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料利用DSC量測，作升溫速率20 C/min的動態分析。
在玻璃轉移溫度的測試中(如第十圖所示)，可以發現當含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料中矽氧烷之含量增加時，Tg值會隨著含量增加而提升，原因是POSS本身是屬於奈米級的補強材料(1~2 nm)，因此添加到樹脂中會產生奈米補強效果(nanoreinforcement effect)。但當添加量已達到某個點，也就是臨界點，過了此點之後，Tg值會開始慢慢降低。由第十圖可發現，在POSS－Epoxy添加量70%以下，混成材料之Tg值隨著添加量增加而提高，由118℃提升至172℃(增加54℃)，但在POSS－Epoxy添加量90%以上，混成材料之Tg值會隨著添加量增加而降低，下降至157℃，原因是籠狀POSS的立體結構，導致自由體積增加，交聯密度小，所以Tg降低。
熱重量分析測試(TGA ) 將硬化後的含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之試樣，以TGA分析其熱裂解性質，以10/min℃升溫速率在氮氣環境下測試，所測的結果整理於表1。可藉由Td5 (5 wt%熱重量損失溫度)及焦碳率來分析環氧樹脂奈米複合材料之熱穩定性。
由表1發現添加1 wt%的POSS－Epoxy可提高Td5 ，由246.42℃提升到 330.73℃，其原因為籠狀聚倍半矽氧烷是奈米補強材料，加入到高分子材料會有奈米補強效果，因此比起未添加矽氧烷的環氧樹脂有更優異的熱裂解溫度。但由於所導入的籠狀聚倍半矽氧烷帶有NCO鏈段，而此NCO－鏈段不具有耐燃性，造成提早熱裂解，因而隨著矽氧烷添加量增加，其Td5 隨之降低，但與純環氧樹脂比較，有添加矽氧烷的奈米複合材料之Td5 仍然較高。再者，添加更高矽氧烷添加比例時(90% POSS－Epoxy及100% POSS－Epoxy)，其Td5 會提升。推測有可能高分子鏈段上還有未裂解的NCO鏈段，而導入矽氧烷結構，當加熱燃燒時，矽會移動至高分子表面形成一個保護層，所以未裂解的NCO鏈段因受到保護層的影響，裂解速率降低，導致熱裂解溫度提升。
由第十二圖可知當導入矽氧烷時，隨著矽氧烷含量增加，焦碳生成率也隨之提升，800℃焦炭生成率也由14.48 wt%提升到21.41 wt%。焦炭生成量之提升可以有效隔絕熱源、降低熱傳導速率以及減少可燃性氣體的產生，所以提升材料之熱穩定性。由此可知，矽氧烷無機材的添加對於環氧樹脂的耐熱性和熱穩定性皆有提升。
厭氧指數(LOI )
由表2可得知添加POSS－Epoxy到環氧樹脂中所製成的試片之難燃特性。由於導入無機矽化物至樹脂中，當高溫燃燒時，材料表面會產生SiO2 網狀結構而達到保護效能，因此可使材料具有良好的難燃性。由表2發現POSS－Epoxy添加量＝50%時，可以提升材料的耐燃性至28，已超過26之難燃性標準。而若含量70%以上則LOI有降低之現象，因為籠狀POSS的結構使自由體積增加，硬化交聯作用不佳，導致難燃性質變差，所以從所有的測試當中，發現到30%、50%及70%POSS－Epoxy添加比例可選擇較佳之反應濃度。
X 光繞射測試(XRD ) 在型態學之探討中，本研究首先利用XRD鑑定其結構型態(如第十三圖)，由圖譜發現純Isocyanatopropyldimethylsilyl－isobutyl－POSS的特徵吸收峰位置在2θ＝8∘(d＝5.53)以及2θ＝19∘(d＝2.37)兩個位置，因此可以判斷說IPI－POSS並不是一個立方形的矽氧烷，而是一個長方形。
第十三圖中，由下至上分別為籠狀聚倍半矽氧烷及1wt%、5wt%、10wt%、15wt%、30wt%、50wt%、70wt%、90wt%及100wt%之側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂、也發現含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料均在2θ＝12∘有一個特徵吸收峰，其特徵峰為廣且圓滑之曲線。由於二胺硬化劑會與環氧樹脂上的環氧官能基交聯反應，因此會造成鏈與鏈之間糾纏，使得分子鏈的排列更為混亂，換言之，該產物之分子鏈結構型態為非結晶之特性，因此在X－ray的圖譜中，其特徵峰為廣且圓滑之曲線。再者，添加更高比例 之矽氧烷到環氧樹脂中，並沒有出現2θ＝8∘以及2θ＝19∘兩個特徵吸收峰，這點可以推論為所製備的含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料具有良好的均勻性，並沒有相分離現象。
掃描式電子顯微鏡形態學之測定(SEM) 由巨觀的觀察，所形成之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料，具有相當好的均勻性，可以藉由掃描式電子顯微鏡觀察其微觀之有機無機分布情形。
第十四圖至第十六圖以掃描式電子顯微鏡觀察材料截面的影像，第十四圖為添加5% POSS－Epoxy之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料，以掃描式電子顯微鏡以二萬倍放測定該含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料時，可以發現無機矽氧烷化合物分布相當均勻。再添加更高POSS－Epoxy比例時(15%、50%)，以掃描式電子顯微鏡以放大三萬倍率測定該含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料時，由第十五圖及第十六圖發現矽氧烷與環氧樹脂相容性相當好，並不會因為導入籠狀聚倍半矽氧烷而造成有機及無機物相分離的現象。
矽全能譜分析(SEM－EDX Si－mapping) 第十七圖至第十九圖為分別添加5%、15%、50%側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之Si－mapping的分析圖譜，而圖之每個亮點分別代表矽原子之分布。以導入籠狀聚倍半矽氧烷到環氧樹脂之奈米複合材料來做檢測，於該圖中可以得知，除了能知道含有矽原子之外，更重要的是能清楚知道含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料中的矽氧烷化合物分佈的情形相當分散且均勻，而無聚集之現象。
光學性質測試 光學性質的測試中，本研究利用UV/Vis來測試所得到之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之透光性(如第二十圖)，並發現POSS－Epoxy添加量50 wt%時為一個臨界點。在POSS－Epoxy添加量>50 wt %時，含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料呈現白霧現象，POSS－Epoxy添加量越高，無機含量越高，與 環氧樹脂之相容性也較差，因此含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之透光性也隨著POSS－Epoxy添加量增加而降低。
綜上所述，本發明側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂為一新型態之補強填充劑，於本發明之熱性質測試中，TGA之殘餘量可以由14.48 wt%提升到21.41 wt%，而裂解溫度比純環氧樹脂較高。在難燃性方面，LOI也能達28更能說明其優異的性能，也指出本發明含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料具有絕佳之安定性及難燃性。
另外在結構型態之研究中，本研究利用X－ray所得到之結果顯示含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料為非結晶型態之構造。在較高的籠狀聚倍半矽氧烷含量也無聚倍半矽氧烷特徵峰出現，這也可證實所製備的含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料具有良好的均勻性，並沒有相分離現象。
電子式掃描顯微鏡(SEM)發現本發明側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料其相容性相當好，無相分離現象。在Si－mapping圖譜中，也可發現矽氧烷具有良好且均勻之分布情形。
在光學性質的測試中，可以發現POSS－Epoxy添加量50wt%時為一個臨界點，在高POSS－Epoxy添加量，由於矽氧烷與環氧樹脂相容性較差，因此奈米符合材料之透光性也越差。
進一步的測試裂解動力學可發現，隨著POSS－Epoxy添加量增加，含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之裂解活化能提升，表示其具有優異之熱穩定性。
本發明所製備出之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料，可發現具有極佳之熱性質且有機/無機間相容性佳，僅僅添加約5~6wt%之POSS含量LOI值即有明顯增加，因此，本發明所開發之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料，可應用於重大公共工程建設之高效能接著劑、國防軍事設備以及各類火器之熱保護型塗料、家庭裝潢之填充劑，此外，本發明含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料也具有優異之光學性質，因此可進一步應用於光電元件之鏡頭保護層、顯示器之配件等。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，舉凡依本發明申請專利範圍所述之構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
第一圖為本發明側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之製備方法之步驟流程圖。
第二圖為本發明含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製備方法之步驟流程圖。
第三圖為本發明以籠狀聚倍半矽氧烷及環氧樹脂(DGEBA)製備側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之化學反應示意圖。
第四圖為本發明環氧樹脂(DGEBA)和側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之化學反應示意圖。
第五圖為本發明環氧樹脂(DGEBA)與聚倍半矽氧烷(IPI－POSS)反應之FT－IR圖譜。
第六圖為本發明側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之FT－IR圖譜。
第七圖為本發明硬化後含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之FT－IR圖譜。
第八圖為本發明聚倍半矽氧烷的固態29 Si－NMR之鑑定光譜圖。
第九圖為本發明含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料以固態29 Si－NMR鑑定光譜圖。
第十圖為本發明含不同重量百分率之側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂(POSS－Epoxy)之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料與玻璃轉移溫度之關係圖。
第十一圖為本發明含不同重量百分率之側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料與5 wt%熱重量損失溫度之關係圖。
第十二圖為本發明含不同重量百分率之側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料在800℃下焦碳生成之重量百分率圖。
第十三圖為本發明含不同重量百分率之側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之含側 鏈籠狀矽氧烷之XRD圖譜。
第十四圖為本發明添加5%側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之掃描式電子顯微鏡圖。
第十五圖為本發明添加15%側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之掃描式電子顯微鏡圖。
第十六圖為本發明添加50%側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之掃描式電子顯微鏡圖。
第十七圖為本發明添加5%側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之矽全能譜分析圖。
第十八圖為本發明添加15%側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之矽全能譜分析圖。
第十九圖為本發明添加50%側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之矽全能譜分析圖。
第二十圖為本發明含不同重量百分率之側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之UV/Vis圖。

Claims (19)

  1. 一種側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂，包括： 其中n為1~10之整數；及其中R係選自甲基、乙基、丙基及異丁基之群組之其中之一者。
  2. 一種側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之製備方法，其步驟包括：將環氧樹脂(diglycidyl ether bisphenol A,DGEBA)和籠狀聚倍半矽氧烷(Isocyanatopropyldimethylsilyl-isobutyl-POSS)反應形成側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之製備方法，其中將該環氧樹脂和該籠狀聚倍半矽氧烷反應形成該側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之步驟中，更包括將該環氧樹脂溶於四氫呋喃(Tetrahydrofuran)中之步驟。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之製備方法，其中將該環氧樹脂和該籠狀聚倍半矽氧烷反應形成該側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之步驟中，該環氧樹脂和該籠狀聚倍半矽氧烷之重量比為5：1。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之製備方法，其中將該環氧樹脂和該籠狀聚倍半矽氧烷反應形成該側鏈籠狀矽氧 烷之環氧樹脂之步驟中，更包括一加入三乙胺(Triethylamine)催化將該環氧樹脂和該籠狀聚倍半矽氧烷反應之步驟。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之製備方法，其中將該環氧樹脂和該籠狀聚倍半矽氧烷反應形成該側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之步驟之反應溫度為60℃。
  7. 一種含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製備方法，其步驟包括：將環氧樹脂(diglycidyl ether bisphenol A,DGEBA)和籠狀聚倍半矽氧烷(Isocyanatopropyldimethylsilyl-isobutyl-POSS)反應形成側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂；及再將該環氧樹脂和該側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂反應得到含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製備方法，其中將該環氧樹脂和該籠狀聚倍半矽氧烷反應形成該側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之步驟中，更包括將該環氧樹脂溶於四氫呋喃(Tetrahydrofuran)中之步驟。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製備方法，其中將該環氧樹脂和該籠狀聚倍半矽氧烷反應形成該側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之步驟中，該環氧樹脂和該籠狀聚倍半矽氧烷之重量比為5：1。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製備方法，其中將該環氧樹脂和該籠狀聚倍半矽氧烷反應形成該側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之步驟中，更包括一加入三乙胺(Triethylamine)催化將該環氧樹脂和該籠狀聚倍半矽氧烷反應之步驟。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製備方法，其中將該環氧樹脂和該籠狀聚倍半矽氧烷反應形成該側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之步驟之反應溫度為60℃。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製 備方法，其中將該環氧樹脂和該籠狀聚倍半矽氧烷反應形成該側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之步驟之反應時間為10小時。
  13. 如申請專利範圍第7項所述之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製備方法，其中將該環氧樹脂和該籠狀聚倍半矽氧烷反應形成該側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂之步驟中，更包括一攪拌均勻及迴流之步驟。
  14. 如申請專利範圍第7項所述之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製備方法，其中再將該環氧樹脂和該側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂反應得到該含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之步驟之反應溫度為室溫。
  15. 如申請專利範圍第7項所述之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製備方法，其中再將該環氧樹脂和該側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂反應得到該含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之步驟之反應時間為1小時。
  16. 如申請專利範圍第7項所述之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製備方法，其中再將該環氧樹脂和該側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂反應得到該含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之步驟中，更包括加入一硬化劑之步驟。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製備方法，其中該硬化劑為4,4’-二胺基二苯甲烷(4,4’-Methylenedianiline)。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製備方法，其中加入該硬化劑之步驟後更包括於室溫下放置一天之步驟。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之含側鏈籠狀矽氧烷之環氧樹脂材料之製備方法，其中於室溫下放置一天之步驟後更包括一烘烤之步驟。
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