[发明专利]树脂-线型有机硅氧烷嵌段共聚物

说明书

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求于2010年9月22日提交的美国专利申请No.61/385446、于2011年9月21日提交的美国专利申请No.61/537,146、以及于2011年9月21日提交的美国专利申请No.61/537,151的优先权。

背景技术

在许多新兴技术领域中一直需要鉴别保护性和/或功能性涂层。例如，大多数发光二极管(LED)和太阳能电池板使用封装涂层来保护光伏电池免受环境因素的影响。这种保护性涂层必须是光学透明的以确保这些器件的最大效率。此外，这些保护性涂层还必须坚韧、耐用、持久，且还易于施加。本领域中已知多种基于有机硅(silicone)的组合物可在多种电子器件和太阳能装置中用作保护性涂层，因为有机硅素以其耐用性而著称。

目前用于提供保护性电子器件涂层的许多有机硅组合物依赖于在产品组合物中需要催化剂的固化机理。例如，含有烯基官能有机聚硅氧烷和有机氢硅氧烷的有机硅组合物的铂金属催化固化是本领域十分常用的。然而，由这些硅氢加成固化体系所产生的后续涂层仍有痕量的催化剂保留在最终产品中。此外，固化化学需要一定量的烃基存在于硅氧烷聚合物上。残余的催化剂以及烃交联的存在可能会限制这类涂层的热稳定性和/或长期耐用性。

因而，需要鉴别光学透明而又保持坚韧和耐用性的基于有机硅的封装剂。具体地讲，需要鉴别能在各种电子器件或照明设备的制造中提供使用便利的基于有机硅的涂层。理想的是，该有机硅组合物应被视为“可再加工的”，因为初始涂层可在设备体系结构周围重新流动。另外，涂层或其他固体材料可最初由具有某些物理性质的有机硅组合物形成，但具有足够的反应性以进一步固化而提供具有另一组物理性质的涂层。

发明内容

本发明涉及有机硅氧烷嵌段共聚物、由这些嵌段共聚物衍生而来的可固化组合物和固体组合物。这些有机硅氧烷嵌段共聚物提供“可再加工的”固体组合物。

所述有机硅氧烷嵌段共聚物包含：

40至90摩尔％的式[R¹₂SiO_2/2]二甲硅烷氧基单元

10至60摩尔％的式[R²SiO_3/2]三甲硅烷氧基单元

0.5至35摩尔％的硅烷醇基团[≡SiOH]

其中R¹独立地为C₁至C₃₀烃基，

R²独立地为C₁至C₂₀烃基，

其中：

二甲硅烷氧基单元[R¹₂SiO_2/2]排列成线型嵌段，每个线型嵌段平均具有10至400个二甲硅烷氧基单元[R¹₂SiO_2/2]，

三甲硅烷氧基单元[R²SiO_3/2]排列成分子量为至少500g/mol的非线型嵌段，并且至少30％的该非线型嵌段彼此交联，

每个线型嵌段连接至至少一个非线型嵌段，并且

该有机硅氧烷嵌段共聚物的分子量为至少20,000g/mol，

本发明涉及含有有机溶剂中的有机硅氧烷嵌段共聚物的可固化组合物。

本发明还涉及含有有机硅氧烷嵌段共聚物的固体组合物。在固体组合物的一个实施例中，共聚物的非线型嵌段进一步聚集形成“纳米域”。在另外一个实施例中，纳米域在固体组合物内已相分离。

附图说明

图1：实例3的树脂-线型有机硅氧烷嵌段共聚物的薄膜的AFM，示出了分散的纳米尺寸粒子

图2：代表性的树脂-线型有机硅氧烷嵌段共聚物的流变曲线，其证实“可再加工性”行为

图3：实例10的固体树脂-线型有机硅氧烷嵌段共聚物的薄切片的TEM(使用冰冻切片术)

具体实施方式

本发明涉及有机硅氧烷嵌段共聚物、由这些嵌段共聚物衍生而来的可固化组合物和固体组合物。所述有机硅氧烷嵌段共聚物包含：

40至90摩尔％的式[R¹₂SiO_2/2]二甲硅烷氧基单元

10至60摩尔％的式[R²SiO_3/2]三甲硅烷氧基单元

0.5至35摩尔％的硅烷醇基团[≡SiOH]