加成型纳米锆钛复合溶胶/有机硅杂化树脂的制备方法及应用

摘要

本发明公开了一种加成型纳米锆钛复合溶胶/有机硅杂化树脂的制备方法及应用，采用乙烯基硅氧烷、苯基硅氧烷、烷基硅氧烷在酸性条件下水解缩聚小时，制备出透明的乙烯基硅树脂；然后先将钛酸酯在酸性条件下水解，然后再加入锆酸酯单体进行共水解，制备出折射率可调的纳米氧化锆包覆氧化钛核/壳结构复合溶胶；再按一定比例将乙烯基硅树脂与复合溶胶进行杂化反应，抽去溶剂后得到纳米锆钛复合溶胶/乙烯基有机硅杂化树脂。本发明制备的加成型纳米锆钛复合溶胶/有机硅杂化树脂具有高折射率、高透过率、低吸水性、耐紫外老化性能、低内应力及良好耐热性能，本发明制备方法原料成本低、工艺简单、安全环保，有望应用于LED封装和光学材料领域。

主权项

一种加成型纳米锆钛复合溶胶/有机硅杂化树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：①乙烯基硅树脂的制备：a．按照制备乙烯基有机硅树脂的原料配方，其原料组分及其重量百分比如下：乙烯基硅氧烷单体           30～50%，苯基硅氧烷单体             20～40%，烷基硅氧烷单体             5～10%，溶剂                       20～30%，水                         4～6%，酸调节剂                   0.5～2%；b．按在所述步骤a中采用的制备乙烯基有机硅树脂的原料配方，进行原料组分称量，按先后顺序将相应质量的乙烯基硅氧烷、苯基硅氧烷、烷基硅氧烷加入到反应容器中，再加入溶剂、水和酸调节剂，然后在40～100℃进行共缩聚2～12小时；在原料组分进行混合时，同时使水与所有三种单体中的总烷氧基的摩尔比控制在1：0.5～1：2比例之间；另外同时还使三种单体中的总烷氧基和溶剂的摩尔比控制在1：0.75～ 1：3比例之间，反应完毕后采用过滤方法除去产物中的固体杂质，得到乙烯基有机硅树脂，备用；②纳米氧化锆包覆氧化钛的核/壳结构复合溶胶的制备：a．按照制备纳米氧化锆包覆氧化钛的核/壳结构复合溶胶的配方，其原料组分及其重量百分比如下：钛酸酯单体                 20～40%，锆酸酯单体                 10～30%，溶剂                       20～50%，水                         2～6%，酸调节剂                   4～6%；b．按照在所述步骤a中采用的制备纳米氧化锆包覆氧化钛的核/壳结构复合溶胶的配方，首先将钛酸酯单体加入反应器中，再用滴液漏斗滴加溶剂、水和酸调节剂的混合物，滴加时间为0.5～1h，然后进行水解不超过3小时，再加入锆酸酯单体，再用滴液漏斗滴加溶剂、水和酸调节剂的混合物，滴加时间为0.5～1h，然后在20～60℃下共同水解0.5～6小时，制备出折射率可调的纳米锆钛复合溶胶，备用；纳米锆钛溶胶颗粒粒径小于或等于20nm，其形态为无定形；③ 改性杂化树脂基础胶的制备：将在所述步骤①中制备的乙烯基有机硅树脂和在所述步骤②中制备的纳米锆钛复合溶胶按照重量比为1：0.5～1：1.5的比例在常温下进行均匀混合，混合时采用搅拌20～30小时、高速分散3～6小时或超声分散3～8小时的混合方法，当乙烯基有机硅树脂和纳米锆钛复合溶胶充分混合后，再用旋蒸仪在30～70℃下或用真空干燥箱在80～100℃下除去溶剂、水和小分子物质，制成透明、折射率和粘度可调的纳米锆钛复合溶胶/乙烯基有机硅杂化树脂，从而得到改性杂化树脂基础胶；④ 加成型杂化树脂的制备：a．按照制备加成型杂化树脂的配方，其原料组分及其重量百分比如下： 改性杂化树脂基础胶              49～69%,催化剂                          0.1～1.0%,交联剂                          30～50%, 流平剂                          0.5～1%,b．按照在所述步骤a中采用的制备加成型杂化树脂的配方，将一定量的杂化树脂基础胶与催化剂混合搅拌10～20min，混合均匀后再加入交联剂，继续搅拌 30～60min 后，置于真空干燥箱中，然后在 50～70℃下真空脱泡，脱泡15～30min 后从真空干燥箱中取出，即制成透明、折射率和粘度可调的加成型纳米锆钛复合溶胶/有机硅杂化树脂。