无溶剂型苯基乙烯基透明硅树脂的制备及性能研究

作     者：汪晓璐 

作者单位：北京化工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张军营

授予年度：2012年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：水解缩合 苯基含量 高折射率 硅氢加成固化 

摘      要：有机硅材料因其优异的耐候性、耐高低温性、疏水性和绝缘性而在航天、航空、胶黏剂和电子设备等领域得到广泛的应用。随着长寿命高亮度白光LED的出现以及高温无铅回流焊工艺的快速发展,无溶剂型高折射率透明有机硅树脂成为当前功率型LED封装材料新的发展趋势和研究热点。本论文立足于合成无溶剂型苯基乙烯基透明硅树脂,继而研究其硅氢加成固化行为及性能,具体工作如下： 1.探索出一条无溶剂型苯基乙烯基透明硅树脂的合成路线：选用二苯基二甲氧基硅烷(DPDS),苯基三甲氧基硅烷(PTMS),乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS),端羟基聚二甲基硅氧烷(PTMS)为原料,在盐酸水溶液为催化剂的条件下,进行共水解缩合反应,通过升温分水等操作,合成出不含溶剂的室温下能流动的高折射率透明有机硅树脂。推导出质量法求缩合度的公式,并通过氢谱积分法验证其可行性。通过控制单体配比等方式调节合成产物的折射率,探讨了催化剂浓度,水解温度等因素对体系缩合度和粘度的影响,优化了合成工艺。对合成的产物分别进行了FTIR、1H-NMR、29Si-NMR、XRD表征。 2.针对普通含氢硅油与苯基乙烯基硅树脂互溶性不好的现象,设计合成了三种不同含氢量的甲基苯基含氢硅油,并进行了测试表征。采用凝胶时间法对三个苯基乙烯基基础硅树脂／含氢硅油体系的固化反应进行了研究：结果表明1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷铂络合物的催化效果更好,并确定了三个体系苯基乙烯基基础硅树脂：含氢硅油的较优固化配比。用DSC法研究了三个不同苯基乙烯基基础硅树脂／含氢硅油体系的固化动力学,计算得到了三个体系的固化特征参数和固化动力学方程,并对其进行了拟合,拟合结果表明符合n级反应动力学模型。通过FTIR对硅氢加成固化过程进行了红外追踪,为其固化工艺的确定提供了理论依据。 3.对自制含氢交联剂与苯基乙烯基基础硅树脂的固化产物进行性能测试。通过TGA分析,发现产物具有良好的耐热性能。DSC法测定了固化产物的玻璃化转变温度能够满足一般光学树脂的使用要求。固化产物折射率和透光率高,可以满足功率型LED封装的使用要求。