高折射率苯基硅树脂固化性能的研究

通过烷氧基硅烷共水解-缩合合成一系列不同乙烯基含量、苯基基团含量的乙烯基硅树脂及含氢硅树脂,并考察了铂催化剂对固化时间的影响,同时研究了乙烯基含量、含氢量与乙烯基摩尔比、苯基基团含量对硅树脂产品硬度的变化趋势。结果表明:增加铂催化剂含量可显著缩短固化时间;乙烯基含量、含氢量与乙烯基摩尔比对固化产物的硬度影响较大,乙烯基含量越高固化后硬度越大,随含氢量与乙烯基摩尔比的增大,产品的硬度先增大后减小;采用同一含氢硅树脂时,产品硬度随着苯基基团含量的增大显著提高。以期为LED封装胶的固化提供技术指导,对LED封装、有机硅树脂的应用具有重要的实践意义。     

高折射含钛有机硅杂化涂层材料的制备及性能研究

采用钛酸四正丁酯(TBOT)、二苯基二甲氧基硅烷(DPS)为原料,分别与两种不同烷基链长度的硅烷(正己基三甲氧基硅烷(C6TMS)和十二烷基三甲氧基硅烷(C12TMS))通过水解缩聚反应,制备了两种含钛有机硅杂化溶胶BTS和CTS。实验研究了TBOT含量和烷基链长度对涂层热稳定性、耐热老化、折射率、透过率等性能的影响。结果表明,所有涂层在可见光区的透过率均在98%以上;通过调节Ti含量,BTS与CTS系列涂层的折射率分别在1.5584~1.6137和1.5721~1.6515内连续可调。热重分析与耐热老化测试结果显示,杂化涂层的热稳定性和耐黄变性能与烷基基团碳链长度成正比,与Ti含量成反比。文章还对引起杂化涂层黄变的机理进行了初步探讨。     

高折射率苯基乙烯基透明硅树脂的制备与固化性能

以烷氧基硅烷为主要原料,在盐酸催化下通过共水解-升温分水缩聚法合成了高折射率苯基乙烯基透明硅树脂,考察了不同因素对合成的影响;研究了硅氢加成固化产物的耐热性能和光学性能。结果表明:以盐酸溶液为催化剂条件温和,工艺简单;当Ph2Si/PhSi(摩尔比)>3时,DPDS的增加对产物折射率的贡献不大;PDMS加入量少时,体系呈现轻微的浑浊状态;且随着苯基含量的增大,折射率线性增大;合适的加水量和水解温度才能保证合成产物的透明性;盐酸的质量分数为1.25%,水解时间为6h时,能有效降低体系的分水时间,优化合成工艺。固化产物在490℃时热失重为10%,具有良好的耐热性能;n2D5>1.5;透光率>95%(400～800nm,2mm),满足功率型LED封装材料的使用要求。     

高折射率苯基硅树脂的制备

以二苯基硅二醇、乙烯基三甲氧基硅烷为原料,采用一步缩聚法制备折射率1.58的高折射率苯基硅树脂。研究结果表明:制得的高折射率苯基硅树脂产物,用于密封封装发光二极管(LED)灯珠时,具有耐受260℃高温回流焊、耐受-40℃~100℃冷热冲击、耐受高温高湿(温度85℃、相对湿度85%)的高可靠性。     

苯基MTQ硅树脂的制备及性能

通过共水解缩聚方法制备得到由单官能度Si-O链节(M链节)、三官能度Si-O链节(T链节)和四官能度Si-O链节(Q链节)构成且有不同M∶T∶Q链节比值、不同分子量及不同苯基含量的改性有机硅树脂。随苯基含量增加,树脂折射率增大,当苯基含量为0.39时,树脂折射率达到1.5117。利用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对树脂进行了表征,计算得到M∶T∶Q比值;采用热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)及热重红外联用仪(TGA-IR)对惰性气氛中硅树脂的热稳定性、热降解过程及热降解产物结构进行了研究,MTQ硅树脂降解过程分为3个阶段,随苯基含量增加,热稳定性提高;经高温处理后,MTQ硅树脂完全转变为无定型的SiO2。     

固化时非收缩性单体的制备及固化物性能

本文叙述以“618”环氧树脂与Υ-丁内酯为原料,在BF_3OEt_2催化作用下合成双螺环酯。研究了原料配比、反应时间、催化剂用量、溶剂种类对Υ-丁内酯转化率的影响,测试了双螺环酯的酸酐固化物的体积变化和粘接强度。结果表明,该单体在聚合时体积收缩基本为零,具有较高的剥离强度。     

聚二甲基硅氧烷/苯基MDQ硅树脂杂化体系的流变特性

采用哈克旋转流变仪对聚二甲基硅氧烷(PDMS)和苯基MDQ/PDMS杂化体系的流变性能进行研究,结果表明,在低剪切速率,PDMS和苯基MDQ/PDMS杂化体系均表现出牛顿流体行为,当剪切速率增加至某临界值γc时,PDMS和苯基MDQ/PDMS杂化体系均表现出剪切变稀现象;增加苯基MDQ硅树脂含量会导致γc值减小,升高温度则使γc值增大;PDMS和苯基MDQ/PDMS杂化体系的黏度与温度之间的关系可用Arrhenius方程进行描述,计算结果显示,与PDMS相比,杂化体系具有更高的流动活化能。     

高苯基含量硅树脂阻燃剂的合成

以苯基三乙氧基硅烷(PTES)、二苯基二甲氧基硅烷(DPDS)和二甲基二乙氧基硅烷(DMDS)为单体,在0.1mol/L的稀盐酸催化下水解缩聚成具有阻燃性能的高苯基含量的硅树脂,采用TGA和DSC对PTES/DPDS/DMDS投料摩尔比为75.0/18.8/6.2的高阻燃性产物的热力学性能进行了表征.讨论了其结构和组成对聚碳酸酯阻燃性能的影响,实验结果表明:当硅树脂中的苯基含量为80.0%～90.0%(mol),二官能度的单体含量为20.0%～40.0%(mol)时,阻燃效果较好.     

低温固化硅树脂的制备及其防腐蚀涂层性能研究

以硅酸乙酯(TEOS)、乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)和二甲基二甲氧基硅烷(DMDMS)为硅烷单体,以柠檬酸为催化剂,采用溶胶-凝胶法制备乙烯基甲基硅树脂,并添加固化剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)使制备的硅树脂可以在较低温度(50℃)下固化。采用红外光谱(FT-IR)对比硅树脂固化前后的结构变化;通过接触角、吸水率、电化学阻抗谱(EIS)测试了不同n(R)/n(Si)、n(Si—OC_nH_(2n+1))/n(H_2O)、pH以及固化剂用量对硅树脂涂层耐水性和防腐蚀性能的影响。结果表明:当n(R)/n(Si)=1.4/1、n(Si—OC_nH_(2n+1))/n(H_2O)=0.2/0.2、pH=2.6、固化剂用量为4%(质量分数)时,涂层具有较好的性能。     

含钛杂化硅树脂的制备与耐热性能研究

以钛酸四正丁酯、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷为原料,乙酰丙酮(acac)为螯合剂、盐酸为催化剂、乙醇为溶剂,利用溶胶-凝胶法、控制n(Ti)∶n(Si)=0.1~0.5,50℃水解温度下制备了含钛硅树脂,钛的引入使得杂化硅树脂在不使用催化剂和室温固化剂的情况下,140℃3d实现固化。通过涂层外观分析、光学显微镜、扫描电镜、紫外-可见吸收光谱、傅里叶变换红外光谱、变温傅里叶变换红外光谱、热重进行了表征。结果表明成功合成了含Si—O—Ti共价键的杂化硅树脂;当n(acac)/n(Ti)=0.3时,含钛硅树脂预聚物的储存稳定性较好;R/(Si+Ti)≥1.36时,能制备表面光滑的硅树脂;含钛杂化硅树脂具有较好的耐热性且其热性能随钛含量的增大而提高。     

加成型高折射纳米ZrO_2/有机硅杂化涂层的制备和性能研究

以甲基乙烯基二甲氧基硅烷(MVDMS)、二苯基二甲氧基硅烷(DPS)和正丁醇锆为原料,异丙醇为反应介质,采用溶胶-凝胶法制得纳米ZrO_2/乙烯基有机硅杂化树脂。然后在铂催化剂作用下,由乙烯基杂化树脂与苯基含氢硅油通过加成缩合,制得加成型纳米ZrO_2/有机硅杂化涂层。研究了ZrO_2摩尔分数对涂层的光学性能和热稳定性能的影响。结果表明,所有涂层在可见光区的透过率均在99%以上;涂层的折射率随ZrO_2摩尔分数的变化在1.583~1.628内连续可调;涂层的热稳定性随着ZrO_2摩尔分数的增加而降低。树脂的TEM显示ZrO_2粒子均匀分散于杂化树脂中,粒径15nm,无团聚现象。另外,LED灯具的封装结果显示,以ZrO_2摩尔分数为30%的杂化树脂封装的LED出光效率可达125.1%。     

聚醚胺固化环氧有机硅杂化涂层的制备及防腐蚀性能研究

使用3种不同结构的聚醚胺(Jeffamine D230,D400,T403)分别固化环氧有机硅杂化树脂制备出有机-无机杂化涂层,并与3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)固化的杂化涂层在机械性能、附着力和防腐蚀性能上进行了比较。研究结果表明,与APTES相比,聚醚胺可以提高杂化涂层的耐冲击高度1倍以上;聚醚胺D230和T403没有降低杂化涂层的硬度,而D400降低了杂化涂层的硬度;聚醚胺可以明显提高杂化涂层的初始附着力,同时大幅改善了涂层在老化过程中的"湿附着力"。采用盐雾实验和交流阻抗测试研究了杂化涂层的耐腐蚀性能,结果表明聚醚胺固化剂明显改善了APTES固化杂化涂层的易开裂性,并提高了杂化涂层的耐腐蚀性能。     

含亚苯基甲基苯基硅树脂的合成及表征

以甲基、苯基氯硅烷和1,4-二(羟基二甲基硅基)苯为原料,采用水解-缩聚法合成了主链含亚苯基的甲基苯基有机硅树脂,并对其结构和性能进行了研究。红外光谱(FT-IR)和核磁共振(29Si NMR)分析表明,亚苯基被成功引入到硅树脂主链中。差式量热扫描(DSC)分析表明硅树脂为均聚物。热失重(TG)结果表明,在N2氛中,硅树脂在450℃失重约1%,优于普通甲基苯基硅树脂。硅树脂的清漆涂层在300℃下使用时,附着力、抗冲击、柔韧性能仍保持良好。电化学阻抗分析(EIS)结果表明,硅树脂的清漆涂层常温固化后、经300℃的高温烘烤后都具有优良的耐腐蚀性能。     

紫外光固化超支化聚酯丙烯酸酯/二氧化硅杂化材料的制备

以季戊四醇为"核",2,2-二羟甲基丙酸为支化单体,用逐步聚合的方法合成了不同代数超支化聚酯;将不同代数超支化聚酯分别与六亚甲基二异氰酸酯和丙烯酸羟乙酯半加成产物进行反应,得到一系列超支化聚酯丙烯酸酯低聚物。最后,将得到的超支化聚酯丙烯酸酯低聚物与改性纳米二氧化硅进行复合,得到可紫外光固化的超支化聚酯丙烯酸酯/二氧化硅杂化材料。对合成的超支化低聚物的结构用红外光谱、核磁共振谱和凝胶色谱进行表征。紫外光谱显示所有超支化低聚物在210 nm处有强的紫外吸收。超支化低聚物的玻璃化转变温度用差示扫描量热仪进行测量,结果显示温度范围为-68.68℃到-25.4℃。此外,对紫外光固化超支化聚酯丙烯酸酯低聚物的热性能用热重分析仪进行了表征。     

含氢苯基硅树脂的制备及其在涂层中的应用

在固体酸催化下,以苯基三乙氧基硅烷(PTES)、二甲基二乙氧基硅烷(DMES)、四甲基环四硅氧烷(D_4~H)、八甲基环四硅氧烷(D4)、六甲基二硅氧烷(MM)和四甲基二硅氧烷(D_2~H)为主要原料,通过水解缩聚法合成了一系列Si—H键、D链节含量分别不同的含氢苯基硅树脂HPSR。用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(~1 H NMR)对其进行了结构表征。将所制的HPSR与乙烯基硅橡胶VPS以n(Si—H)∶n(Vi)=1.2∶1.3的摩尔比混合,并加入剂量的络合铂催化剂、铂抑制剂,以及占总质量10%的白炭黑和钛白粉,在160℃下固化10~15min即制得透明的耐高温硅橡胶涂层,并对其耐热性和力学性能进行研究。结果表明,当HPSR分子中Si—H键含量为5mmol/g,MD∶MR=10%时,对应制备的涂层耐热性、柔韧性以及力学性能最佳。     

UV-潮气双重固化有机硅杂化聚氨酯的制备与性能研究

以KH550、环氧氯丙烷、IPDI、PEG、HEMA等制备了UV-潮气双重固化有机硅杂化聚氨酯.红外光谱(FT-IR)结果验证了所得为目标产物,并对其基本物理性能和固化工艺以及活性稀释剂的使用比例进行了研究,结果表明涂层经过45s UV和72h潮气后固化完全,且双重固化后的涂料比UV单固化的涂料在附着力、硬度和热稳定性上都有一定的提升.     

硅树脂基复合材料的制备及耐热性能和弯曲强度

以氯硅烷为原料合成了一种新型的甲基苯基硅树脂,并制备了复合材料。通过热重分析、扫描电镜研究了复合材料的热性能和填料分布,分析了影响复合材料弯曲强度的可能因素。实验结果表明,复合材料的热稳定性优良,在N2气氛下升温至800℃时,热失重仅为4.4%;复合材料截面为连续相,填料在硅树脂中分散均匀,两者相容性较好;填料的添加量、硅树脂的苯基含量及凝胶化时间是材料弯曲强度的三个主要影响因素。     

聚二甲基硅氧烷/苯基MDQ硅树脂弹性体的制备与性能

以正硅酸乙酯(TEOS)、六甲基二硅氧烷(MM)和二苯基二甲氧基硅烷(DMDPS)为原料合成苯基MDQ硅树脂,然后与聚二甲基硅氧烷硅氧烷、催化剂和交联剂制备得到聚二甲基硅氧烷/苯基MDQ硅树脂弹性体,并研究了催化剂种类和用量、交联剂用量和苯基MDQ硅树脂含量对弹性体性能的影响。结果表明:表干时间随催化剂用量的增加而缩短,拉伸强度和断裂伸长率均随交联剂用量与苯基MDQ硅树脂用量的增加呈先增大后减小的趋势,硬度则随苯基MDQ硅树脂用量的增加而增大。当以螯合型钛酸酯/二月桂酸二丁基锡复合体系为催化剂,用量为0.8%~1.0%,交联剂TEOS用量为6%~8%,苯基MDQ硅树脂用量为30%条件下,制备得到综合性能优良的弹性体,其表干时间为10min、拉伸强度为2.28MPa、断裂伸长率为579%、透光率90%。抽提实验结果显示,苯基MDQ硅树脂与PDMS网络之间发生了化学和物理结合。     

有机/无机杂化室温固化热控涂层的制备

以正硅酸乙酯(TEOS)与硅氧烷共水解缩聚反应制备得到粘结剂,然后与作为固化催化剂的3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)和作为光学颜料的ZnO粉末混合,制备了一系列有机-无机杂化热控涂层(TCCS)。所制备的热控涂层可以在室温下自然固化, 且具有较低的太阳吸收比α_S和较高的发射率ε_H。红外光谱(FT-IR)和凝胶色谱(GPC)分析结果表明,所制备的混合粘结剂含有大量的活性羟基,聚合度适中。热重分析(TGA)表明,所制备的热控涂层在200℃以下具有良好的热稳定性。通过增加涂层厚度可以降低α_S/ε_H值,通过提高TEOS含量,可以降低涂层在红外波段的光学吸收。这为获得具有低α_S/ε_H值的室温固化TCCS提供了有效途径。     

海藻酸钠杂化膜的制备及性能研究

以海藻酸钠(SA)和磷钨酸(PTA)为原料,通过溶液浇铸法制备了不同配比的海藻酸钠/磷钨酸(SA/PTA)杂化膜。用傅立叶红外分析(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、热失重(TGA)等手段对杂化膜进行了表征与分析,并考察了SA/PTA杂化膜的力学性能。结果表明:SA与PTA有着较好的相容性,能够制备出致密无缺陷的杂化膜,但当PTA含量超过8wt%时,膜在微观上出现相分离;PTA的加入,极大地提高了杂化膜的耐热性和机械强度。膜的拉伸强度从纯SA膜的19.72MPa增加到了65.17MPa,断裂伸长率略微下降。