[发明专利]一种含巯基氟硅树脂、UV光固化超疏水防护涂料及制备方法

说明书

本发明提供了一种含巯基氟硅树脂、UV光固化超疏水防护涂料及制备方法，采用纳米无机材料、巯基硅烷和含氟硅烷，利用原位水解‑缩聚法制备了含巯基氟硅树脂中间体，采用硅氮烷消除含巯基氟硅树脂中间体内的硅羟基，制备得到含巯基氟硅树脂；采用含巯基氟硅树脂、以丙烯酰氧基POSS作为交联剂，并添加光引发剂和溶剂，制备了UV光固化涂料。本发明中涂料采用UV光照下巯‑烯点击化学反应替代丙烯酸酯固化体系，具有更高的双键转化率；含氟链段的引入使得涂层具有更低的介电常数；氟硅树脂中残留硅羟基的消除，提高了涂层的疏水性；含POSS的氟硅树脂与纳米无机材料共同构筑的微纳结合结构使涂层表面具有超疏水性，在电子防护领域具有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于UV光固化涂料领域，特别涉及一种含巯基氟硅树脂、UV光固化超疏水防护涂料及制备方法。

背景技术

近年来，随着超大规模集成电路和高频5G通讯技术的发展，对材料介电常数和介电损耗的要求越来越高，传统绝缘材料已经很难满足目前电子通讯领域对集成化、微型化、高速化和高频化的需求。因此需要开发具有更低介电常数的材料(介电常数小于3)来降低介质层带来的寄生电容。有机硅树脂由于具有优异的耐热性、耐候性、绝缘性和防水性，被广泛应用于电子电路的防护领域。但是传统有机硅树脂的介电常数在3左右，如何进一步降低有机硅树脂的介电常数，尤其是在高频下的介电常数，成为目前研究的热点。

目前电子涂层领域中，UV光固化是一种新的有机硅固化方式，具有高效、节能、常温固化的优点。经过研究发现，采用烷氧基硅烷水解-缩聚制备得到的氟硅树脂中含有大量硅羟基，这些硅羟基的反应活性很低，无法在UV光固化过程中参与交联，固化涂层中残留的硅羟基会影响涂层的表面疏水性能。此外，以丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基为UV活性基团的氟硅树脂存在显著的氧阻聚问题，易导致涂层出现底层固化、表面未固化而发黏的情况。

为了解决目前有机硅树脂的不足，本发明提供了一种含巯基氟硅树脂、UV光固化超疏水防护涂料及制备方法，采用的该UV光固化树脂制备的超疏水防护涂料可在空气氛围下固化，涂层介电常数低且具备优异的防水性，在电子防护领域有极高的应用价值。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种含巯基氟硅树脂、UV光固化超疏水防护涂料及制备方法，采用纳米无机材料、巯基硅烷和含氟硅烷，利用原位水解-缩聚法制备了含巯基氟硅树脂中间体，采用硅氮烷消除含巯基氟硅树脂中间体内的硅羟基，制备得到含巯基氟硅树脂；采用含巯基氟硅树脂、以丙烯酰氧基POSS作为交联剂，并添加光引发剂和溶剂，制备了UV光固化涂料。本发明中涂料采用UV光照下巯-烯点击化学反应替代丙烯酸酯固化体系，具有更高的双键转化率；含氟链段的引入使得涂层具有更低的介电常数；氟硅树脂中残留硅羟基的消除，提高了涂层的疏水性；含POSS的氟硅树脂与纳米无机材料共同构筑的微纳结合结构使涂层表面具有超疏水性，在电子防护领域具有较好的应用前景，从而完成本发明。

本发明提供了的技术方案如下：

第一方面，一种含巯基氟硅树脂的制备方法，包括：

步骤1，将含氟硅烷和有机溶剂/水混合溶剂置于反应容器中混合，搅拌下加入酸催化剂，进行含氟硅烷的水解反应；

步骤2，向反应体系中加入巯基硅烷，阶段式升温反应制备含巯基氟硅树脂中间体，利用减压蒸馏除去剩余有机溶剂/水混合溶剂；

步骤3，向反应体系中加入硅氮烷，保温反应，消除含巯基氟硅树脂中间体内的硅羟基，制备得到含巯基氟硅树脂。

第二方面，一种含巯基氟硅树脂，通过上述第一方面所述的含巯基氟硅树脂的制备方法制得。

第三方面，一种超疏水防护涂料，包括如下质量配比的原料组分：

含巯基氟硅树脂 10质量份；

丙烯酰氧基POSS 0.2～2质量份；