[发明专利]一种MQ硅树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用固体酸催化单官能团有机硅单体与四官能团有机硅单体水解缩聚制备MQ硅树脂的方法。

背景技术

液体硅橡胶是一种新型的LED封装材料，具有优异的耐热性能、耐紫外性能、耐辐射性能以及高透明性能等，非常适用于LED尤其是大功率LED的封装。MQ硅树脂是指含有M链节(R₃SiO_0.5)和Q链节(SiO₂)的聚硅氧烷，其中含乙烯基的MQ硅树脂可以作为加成型液体硅橡胶的补强填料，已经得到了广泛的应用。与常用的补强填料白炭黑相比，MQ硅树脂与硅橡胶的相容性更好，加入后不会造成原料粘度的急剧上升，加工性能好，所得产品的透明度更高，对LED封装的效果更好。

另外，除了作为硅橡胶的补强填料，MQ硅树脂还可以用于有机硅压敏胶的增粘剂等。因此，对于MQ硅树脂的合成一直是有机硅领域的一个热点。

MQ硅树脂的合成，通常采用的是四官能团有机硅单体和单官能团有机硅单体水解缩聚的方法，常用的是正硅酸乙酯或水玻璃与封端剂在酸催化下水解的方法。目前，常用的酸催化剂为无机酸浓盐酸、浓硫酸等，另外还有对甲苯磺酸等有机酸。使用这些催化剂可以得到性能优异的产品，但反应过程中使用的大量酸会腐蚀设备，污染环境，反应完成后，其中含有的各类酸一般需要通过多次水洗的方法除去，且分离困难，这在工业生产中会浪费大量的时间，增加生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一类合成MQ硅树脂的新型催化剂以及使用该类催化剂生产MQ硅树脂的方法，使用该方法生产MQ硅树脂可以有效解决生产过程中的设备腐蚀和环境污染问题，同时提高产品的生产效率，降低生产成本。

本发明是这样来实现的，它是利用常见的固体强酸催化剂，通过催化四官能团的有机硅单体与封端剂进行水解反应，产物经过滤除去酸后再减压缩聚制备MQ硅树脂。

更具体地说，本发明的所述的方法如下。

在反应器皿中按90～40∶10～60的摩尔比加入四官能团有机硅单体和封端剂，同时按0.1～10％的质量百分比加入固体强酸催化剂，在恒定搅拌下，加入去离子水，在70℃-120℃的温度下继续搅拌反应2-15h，再加入甲苯溶解后过滤，除去下层的水和乙醇后，减压蒸除溶剂，缩聚得到液体或固体的MQ硅树脂。

本发明所述的固体强酸包括固载化液体酸如HF/Al₂O₃、BF₃/Al₂O₃、H₃PO₄/硅藻土；沸石分子筛如ZSM-5沸石、X沸石、Y沸石、B沸石、丝光沸石；强酸型离子交换树脂如磺化苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、Nafion-H；天然粘土矿如高岭土、膨润土、蒙脱土；固体超强酸如SO₄^2-/ZrO₂、WO₃/ZrO₂、MoO₃/ZrO₂、B₂O₃/ZrO₂等。

本发明所述的固体强酸，以强酸型离子交换树脂为佳，具体商业化产品包括LSCA-20、LSI-600、CT-175、CT-275等；

本发明所述的四官能团有机硅单体包括正硅酸乙酯，水玻璃，四甲氧基硅烷等；

本发明所述的封端剂包括六甲基二硅氧烷，乙烯基双封头，含氢双封头等。