高分支聚硅氧烷與混成材料及其形成方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的高分支聚硅氧烷系由：1重量份的第一硅烷的寡聚物，與0.05至20重量份的第二硅烷交聯(lián)而成，其中第一硅烷為Si(R1)2(OR2)2，每一R1各自為丙烯酸基、環(huán)氧基、乙烯基、胺基、芳香基、或脂肪基，且每一R2各自為脂肪基；其中第二硅烷為Si(R3)(OR4)3，R3為丙烯酸基、環(huán)氧基、乙烯基、胺基、芳香基、或脂肪基，且每一R4各自為脂肪基。
【專利說(shuō)明】高分支聚硅氧烷與混成材料及其形成方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及混成材料，更特別地涉及其高分支聚硅氧烷的組成與形成方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 3C電子、顯示器、或照明等產(chǎn)品都朝向輕薄短小的方向發(fā)展。作為基板的玻璃厚度 從數(shù)微米逐漸往〇. 1微米左右縮小，而易碎的玻璃需要透明保護(hù)層。透明保護(hù)層需要耐熱 性，以達(dá)現(xiàn)有鍍?chǔ)│?的制程需求（至少300~350Γ )。通常作為保護(hù)層的高分子材料，除了 本身有著色問(wèn)題外，在過(guò)高溫還會(huì)黃變。目前能耐高溫又透明的選擇即是硅酮（silicone) 系統(tǒng)的聚硅氧烷（polysiloxane)，因此發(fā)展新的聚硅氧烷材料或其制程方法為時(shí)勢(shì)所趨。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003] 本發(fā)明一實(shí)施例提供的高分支聚硅氧烷，系由1重量份的第一硅烷的寡聚物，與 0. 05至20重量份的第二硅烷交聯(lián)而成，其中第一硅烷為Si (R% (OR2) 2，每一 R1各自為丙 烯酸基、環(huán)氧基、乙烯基、胺基、芳香基、或脂肪基，且每一R2各自為脂肪基；其中第二硅烷為 Si (R3) (OR4) 3, R3為丙烯酸基、環(huán)氧基、乙烯基、胺基、或脂肪基，且每一 R4各自為脂肪基。
[0004] 本發(fā)明一實(shí)施例提供的混成材料，系由上述的高分支聚硅氧烷，以及0. 01至70重 量份的表面具有羥基的無(wú)機(jī)氧化物反應(yīng)而成。
[0005] 本發(fā)明一實(shí)施例提供高分支聚硅氧烷的形成方法，包括：取1重量份的第一硅 烷的寡聚物，與〇. 05至20重量份的第二硅烷交聯(lián)而成高分支聚硅氧烷，其中第一硅烷為 Si (R1) 2 (OR2) 2，每一 R1各自為丙稀酸基、環(huán)氧基、乙烯基、胺基、芳香基、或脂肪基，且每一 R 2 各自為脂肪基；其中第二硅烷為Si (R3) (0R4)3, R3為丙烯酸基、環(huán)氧基、乙烯基、胺基、芳香 基、或脂肪基，且每一 R4各自為脂肪基。
[0006] 本發(fā)明一實(shí)施例提供的混成材料的形成方法，包括：取上述的高分支聚硅氧烷，以 及0. 01至70重量份的表面具有羥基的無(wú)機(jī)氧化物反應(yīng)而成。 【【附圖說(shuō)明】】
[0007] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中，高分支聚硅氧烷與混成材料的形成方法的示意圖。
[0008] 【附圖標(biāo)記說(shuō)明】
[0009] 1第一硅烷；
[0010] 3寡聚物；
[0011] 5第二硅烷；
[0012] 7高分支聚硅氧烷；
[0013] 9表面具有羥基的無(wú)機(jī)氧化物；
[0014] 11混成材料。 【【具體實(shí)施方式】】
[0015] 如圖1所示，取1重量份的第一硅烷1于酸性水溶液中水解聚合形成寡聚物3。 在本發(fā)明一實(shí)施方式中，第一硅烷1的結(jié)構(gòu)為Si (R1)；；(OR2)2，每一 R1各自為丙稀酸基、環(huán)氧 基、乙烯基、胺基、芳香基、或脂肪基，且每一 R2各自為脂肪基。在本發(fā)明一實(shí)施方式中，酸性 水溶液進(jìn)一步包含醇類如甲醇、乙醇、異丙醇，以調(diào)整水解速率。上述寡聚物的粘度可介于 lOcps至500cps之間。若寡聚物的粘度過(guò)高，則后續(xù)形成的產(chǎn)物易霧化。若寡聚物的粘度 過(guò)低，在后續(xù)交聯(lián)步驟時(shí)則無(wú)法避免凝膠化問(wèn)題。
[0016] 接著取0. 05至20重量份或0. 1至10重量份的第二硅烷5與上述寡聚物的溶液 混合，交聯(lián)形成高分支聚硅氧烷7。第二硅烷5為Si (R3)(0R4)3, R3為丙烯酸基、環(huán)氧基、乙 烯基、胺基、芳香基、或脂肪基，且每一 R4各自為脂肪基。若第二硅烷5的用量過(guò)高，則交聯(lián) 產(chǎn)物易凝膠化而無(wú)法進(jìn)行后續(xù)應(yīng)用。若第二硅烷5的用量過(guò)低，則高分支聚硅氧烷在涂布 成膜后硬化不完全。
[0017] 在本發(fā)明中，脂肪基可以是直鏈或支化，飽和或不飽和的，例如可以選自具有1-18 個(gè)碳原子，特別是1-10個(gè)碳原子的烷基、環(huán)烷基、烯基和炔基。在本申請(qǐng)中有用的脂肪基的 例子包括甲基，乙基，正丙基，異丙基，正丁基，異丁基，叔丁基，正戊基，異戊基，新戊基，叔 戊基，己基例如正己基，庚基例如正庚基，辛基例如正辛基、異辛基和2, 2, 4-三甲基戊基， 壬基例如正壬基，癸基例如正癸基，十二烷基，十八烷基，環(huán)烷基例如環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚 基和甲基環(huán)己基，乙烯基，丙烯基，烯丙基，甲基烯丙基，乙炔基，丙炔基，甲基乙炔基。芳香 基包括具有6-20個(gè)碳原子的芳基、芳烷基或烷芳基。在本申請(qǐng)中有用的芳基的例子包括苯 基，聯(lián)苯基，萘基，鄰-、間-和對(duì)-甲苯基，二甲苯基，芐基、乙基苯基。
[0018] 在本發(fā)明一實(shí)施方式中，可進(jìn)一步取0. 01至70重量份的表面具有羥基的無(wú)機(jī) 氧化物9與上述高分支聚硅氧烷7反應(yīng)，形成混成材料11。高分支聚硅氧烷7的羥基與 無(wú)機(jī)氧化物9表面的羥基脫水形成-〇-Si-〇-鍵結(jié)。若無(wú)機(jī)氧化物的用量過(guò)高，則易凝聚 (aggregation)而降低混成材料的透光度。在本發(fā)明一實(shí)施方式中，無(wú)機(jī)氧化物9可為氧 化硅、氧化鈦、氧化鋁、或上述的組合。在本發(fā)明一實(shí)施方式中，無(wú)機(jī)氧化物9的粒徑介于 0. lnm至lOOOnm之間。若無(wú)機(jī)氧化物的粒徑過(guò)大，則影響產(chǎn)物透明度。
[0019] 上述混成材料11可涂布于基材如玻璃或陶瓷上，加熱硬化后即可形成保護(hù)涂 層。在本發(fā)明一實(shí)施方式中，保護(hù)涂層的透光度介于90%至99. 9%之間，且耐熱性可達(dá)約 450°C。上述高透明與高耐熱的透明涂層可有效保護(hù)基材。
[0020] 為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉數(shù)實(shí)施例 配合所附圖示，作詳細(xì)說(shuō)明如下：
[0021] 實(shí)施例
[0022] 實(shí)施例1 (第二硅烷/第一硅烷=5:1)
[0023] 將10g二甲基二甲氧硅烷、72.0g異丙醇、6.0g0.01MHCl水溶液、與26.3g去離 子水倒入1L圓底瓶中混合，在35°C攪拌1. 5小時(shí)使其水解聚合形成寡聚物，其粘度50~ 200cps。接著將50g甲基三甲氧硅烷加入上述寡聚物中，在35°C攪拌1. 5小時(shí)以交聯(lián)形成 高分支聚硅氧烷。經(jīng)減壓濃縮除水與異丙醇，得透明黏液。
[0024] 將上述透明粘液以刮刀涂布成膜后加熱至170°C硬化，形成厚度為0. 1~200 μm 的薄膜（烘箱成膜）。上述薄膜的耐熱性達(dá)210°C，且透明度為92% (色度計(jì)）。
[0025] 實(shí)施例2 (第二硅烷/第一硅烷=3:1)
[0026] 將15g二甲基二甲氧硅烷、72.0g異丙醇、6.0g0.01MHCl水溶液、與26.6g去離 子水倒入1L圓底瓶中混合，在35°C攪拌1. 5小時(shí)使其水解聚合形成寡聚物，其粘度50~ 200cps。接著將45g甲基三甲氧硅烷加入上述寡聚物中，在35°C攪拌1. 5小時(shí)以交聯(lián)形成 高分支聚硅氧烷。經(jīng)減壓濃縮除水與異丙醇，得透明黏液。
[0027] 將上述透明黏液以刮刀涂布成膜后加熱至170°C硬化，形成厚度為0. 1~200 μm 的薄膜（烘箱成膜）。上述薄膜的耐熱性為210°C，且透明度為92% (色度計(jì)）。
[0028] 實(shí)施例3 (第二硅烷/第一硅烷=1:1)
[0029] 將30g二甲基二甲氧硅烷、72. 0g異丙醇、6. Og0.0 1MHC1水溶液、與27. 8g去離 子水倒入1L圓底瓶中混合，在35°C攪拌1. 5小時(shí)使其水解聚合形成寡聚物，其粘度50~ 200cps。接著將30g甲基三甲氧硅烷加入上述寡聚物中，在35°C攪拌1. 5小時(shí)以交聯(lián)形成 高分支聚硅氧烷。經(jīng)減壓濃縮除水與異丙醇，得透明黏液。
[0030] 將上述透明液體以刮刀涂布成膜后加熱至210°C硬化，形成厚度為0. 1~200 μm 的薄膜（烘箱成膜）。上述薄膜的耐熱性為210°C，且透明度為92% (色度計(jì)）。
[0031] 實(shí)施例4 (第二硅烷/第一硅烷=1:3)
[0032] 將45g二甲基二甲氧硅烷、72.0g異丙醇、6.0g0.01MHCl水溶液、與28.8g去離 子水倒入1L圓底瓶中混合，在35°C攪拌1. 5小時(shí)使其水解聚合形成寡聚物，其粘度50~ 200cps。接著將15g甲基三甲氧硅烷加入上述寡聚物中，在35°C攪拌1. 5小時(shí)以交聯(lián)形成 高分支聚硅氧烷。經(jīng)減壓濃縮除水與異丙醇，得透明粘液。
[0033] 將上述透明黏液以刮刀涂布成膜后加熱至210°C硬化，形成厚度為0. 1~200 μm 的薄膜（烘箱成膜）。上述薄膜的耐熱性為300°C，且透明度為92% (色度計(jì)）。
[0034] 實(shí)施例5 (第二硅烷/第一硅烷=1:10)
[0035] 將54. 5g二甲基二甲氧硅烷、72. 0g異丙醇、6. Og0.0 1MHC1水溶液、與30. lg去離 子水倒入1L圓底瓶中混合，在35°C攪拌1. 5小時(shí)使其水解聚合形成寡聚物，其粘度50~ 200cps。接著將5. 45g甲基三甲氧硅烷加入上述寡聚物中，在35°C攪拌1. 5小時(shí)以交聯(lián)形 成高分支聚硅氧烷。經(jīng)減壓濃縮除水與異丙醇，得透明黏液。
[0036] 將上述透明黏液以刮刀涂布成膜后加熱至210°C硬化，形成厚度為0. 1~200 μm 的薄膜（烘箱成膜）。上述薄膜的耐熱性為400°C，且透明度為92% (色度計(jì)）。
[0037] 比較例1 (第二硅烷/第一硅烷=12:1)
[0038] 將4. 62g二甲基二甲氧硅烷、72. 0g異丙醇、6. 0g0. 01MHC1水溶液、與25. 4g去離 子水倒入1L圓底瓶中混合，在35°C攪拌1. 5小時(shí)使其水解聚合形成寡聚物，其粘度50~ 200cps。接著將55. 4g甲基三甲氧硅烷加入上述寡聚物中，在35°C攪拌1. 5小時(shí)以交聯(lián)形 成高分支聚硅氧烷。經(jīng)減壓濃縮除水與異丙醇，得透明粘液。上述產(chǎn)物在短時(shí)間內(nèi)即凝膠 化（gel)而無(wú)法使用。
[0039] 比較例2 (第二硅烷/第一硅烷=1:20)
[0040] 將57. lg二甲基二甲氧硅烷、72. 0g異丙醇、6. 0g0. 01MHC1水溶液、與29. 7g去離 子水倒入1L圓底瓶中混合，在35°C攪拌1. 5小時(shí)使其水解聚合形成寡聚物。接著將2. 86g 甲基三甲氧硅烷加入上述寡聚物中，在35°C攪拌1. 5小時(shí)以交聯(lián)形成高分支聚硅氧烷。經(jīng) 減壓濃縮除水與異丙醇，得透明黏液。
[0041] 將上述透明黏液以刮刀涂布成膜后加熱至400°C硬化，形成厚度為0. 1~200 μm 的薄膜。上述薄膜的硬化不完全。
[0042] 比較例3 (第二硅烷與第一硅烷一起反應(yīng)，第二硅烷/第一硅烷=3:1)
[0043] 將15.0g二甲基二甲氧硅烷、45.0g甲基三甲氧硅烷、72.0g異丙醇、6.0g0.01M HC1水溶液、與26. 6g去離子水倒入1L圓底瓶中混合，在35°C攪拌1. 5小時(shí)后凝膠化而無(wú) 法使用。
[0044] 比較例4 (第二硅烷與第一硅烷一起反應(yīng)，第二硅烷/第一硅烷=1:1)
[0045] 將30. 0g二甲基二甲氧硅烷、30. 0g甲基三甲氧硅烷、72. 0g異丙醇、6. Og0.0 1M HC1水溶液、與27. 8g去離子水倒入1L圓底瓶中混合，在35°C攪拌1. 5小時(shí)后凝膠化而無(wú) 法使用。
[0046] 比較例5 (第二硅烷與第一硅烷一起反應(yīng)，第二硅烷/第一硅烷=1:3)
[0047] 將45. 0g二甲基二甲氧硅烷、15. 0g甲基三甲氧硅烷、72. 0g異丙醇、6. 0g0. 01M HC1水溶液、與16. 06g去離子水倒入1L圓底瓶中混合，在35°C攪拌1. 5小后形成透明液體 狀。將上述透明液體以刮刀涂布成膜后加熱至210°C硬化，形成厚度為0. 1~200 μm的薄 膜。上述薄膜有龜裂現(xiàn)象。
[0048] 比較例6 (先將第二硅烷聚合成寡聚物再與第一硅烷反應(yīng)，第二硅烷/第一硅烷= 1:1)
[0049] 將30g甲基三甲氧硅烷、72. 0g異丙醇、6. 0g0. 01M HC1水溶液、與27. 8g去離子水 倒入1L圓底瓶中混合，在35°C攪拌1. 5小時(shí)使其水解聚合形成寡聚物，其粘度未測(cè)。接著 將30g二甲基二甲氧硅烷加入上述寡聚物中，在35°C攪拌1. 5小時(shí)以交聯(lián)形成高分支聚娃 氧烷。經(jīng)減壓濃縮除水與異丙醇，得透明黏液。上述產(chǎn)物在短時(shí)間內(nèi)即凝膠化（gel)而無(wú) 法使用。
[0050] 表 1
[0051]
[0052] 由表1的比較可知，先取第一硅烷形成寡聚物，再與第二硅烷交聯(lián)的制程順序有 其必要性，以及第一硅烷與第二硅烷的比例亦需適當(dāng)。若是取第一硅烷與第二硅烷同時(shí)反 應(yīng)，或是先取第二硅烷反應(yīng)再加入第一硅烷，其產(chǎn)物不是凝膠化就是成膜性質(zhì)差。
[0053] 實(shí)施例6 (第二硅烷/第一硅烷=3:1，高分支聚硅氧烷：氧化硅=70:30)
[0054] 將15. 0g二甲基二甲氧硅烷、72. 0g異丙醇、6. 0g (λ 01M HC1水溶液、與16. 06g去 離子水倒入1L圓底瓶中混合，在35°C攪拌1. 5小時(shí)使其水解聚合形成寡聚物，其粘度50~ 200cps。接著將45. 0g 3-(三甲氧基硅烷基）丙基丙烯酸酯與68. 69g氧化硅的異丙醇分 散液（購(gòu)自Nissan Chemical的IPA-ST，粒徑10~15nm)加入上述寡聚物中，在35°C攪拌 1. 5小時(shí)以形成高分支聚硅氧烷與氧化硅反應(yīng)的混成材料。經(jīng)減壓濃縮除水與異丙醇，得微 黃透明液體（59. 30g)，氧化硅含量為30. 43wt%，而高分支聚硅氧烷的含量為69. 57wt%。 將上述微黃透明液體以刮刀涂布成膜后加熱至170°C硬化，形成厚度為0. 1~200 μm的薄 膜（烘箱成膜）。上述薄膜的耐熱性為210°C，且透明度為92% (色度計(jì)）。
[0055] 實(shí)施例7 (第二硅烷/第一硅烷=10:1，高分支聚硅氧烷：氧化硅=72:28)
[0056] 將6. 0g二甲基二甲氧硅烷、79. 2g異丙醇、6. 6g 0· 01M HC1水溶液、與14. 42g去 離子水倒入1L圓底瓶中混合，在35°C攪拌1. 5小時(shí)使其水解聚合形成寡聚物，其粘度50~ 200cps。接著將60. 0g 3-(三甲氧基硅烷基）丙基丙烯酸酯與76. 58g氧化硅的異丙醇分 散液（購(gòu)自Nissan Chemical的IPA-ST，粒徑10~15nm)加入上述寡聚物中，在35°C攪拌 1. 5小時(shí)以形成高分支聚硅氧烷與氧化硅反應(yīng)的混成材料。經(jīng)減壓濃縮除水與異丙醇，得微 黃透明液體（80. 20g)，氧化硅含量為28. 65wt%，而高分支聚硅氧烷的含量為71. 35wt%。 將上述微黃透明液體以刮刀涂布成膜后加熱至170°C硬化，形成厚度為0. 1~200 μm的薄 膜（烘箱成膜）。上述薄膜的耐熱性為210°C，且透明度為92% (色度計(jì)）。
[0057] 實(shí)施例8 (第二硅烷/第一硅烷=10:1，高分支聚硅氧烷：氧化硅=62:38)
[0058] 將6. 0g二甲基二甲氧硅烷、79. 2g異丙醇、6. 6g 0· 01M HC1水溶液、與14. 42g去 離子水倒入1L圓底瓶中混合，在35°C攪拌1. 5小時(shí)使其水解聚合形成寡聚物，其粘度50~ 200cps。接著將60.0g 3-(三甲氧基硅烷基）丙基丙烯酸酯與119. 13g氧化硅的異丙醇分 散液（購(gòu)自Nissan Chemical的IPA-ST，粒徑10~15nm)加入上述寡聚物中，在35°C攪拌 10分鐘以形成高分支聚硅氧烷與氧化硅反應(yīng)的混成材料。經(jīng)減壓濃縮除水與異丙醇，得微 黃透明液體（92. 70g)，氧化硅含量為38. 55wt%，而高分支聚硅氧烷的含量為61. 45wt%。 將上述微黃透明液體以刮刀涂布成膜后加熱至170°C硬化，形成厚度為0. 1~200 μm的薄 膜（烘箱成膜）。上述薄膜的耐熱性為210°C，且透明度為92% (色度計(jì)）。
[0059] 實(shí)施例9 (第二硅烷/第一硅烷=1:1，高分支聚硅氧烷：氧化硅=90:10)
[0060] 將50. 0g二甲基二甲氧硅烷、60g異丙醇、5. 6g 0. 01MHC1水溶液、與9. 4g去離 子水倒入1L圓底瓶中混合，在35°C攪拌2小時(shí)使其水解聚合形成寡聚物，其粘度50~ 200cps。接著將50. 0g三甲氧基甲基硅烷加入，在35°C攪拌1. 5小時(shí)以形成高分支聚硅氧烷 材料。20. 0g氧化娃的異丙醇分散液（購(gòu)自Nissan Chemical的IPA-ST，粒徑10~15nm) 加入上述高分支聚硅氧烷材料中，在35°C攪拌10分鐘，以形成高分支聚硅氧烷與氧化硅反 應(yīng)的混成材料。經(jīng)減壓濃縮除水與異丙醇，得透明液體(65. 2g)，氧化硅含量為10wt%，而 高分支聚硅氧烷的含量為90wt%。將上述透明液體以刮刀涂布成膜后加熱至210°C硬化， 形成厚度為〇. 1~200 μ m的薄膜（烘箱成膜）。上述薄膜的耐熱性為210°C，且透明度為 92% (色度計(jì)）。
[0061] 實(shí)施例10 (第二硅烷/第一硅烷=1:10,高分支聚硅氧烷：氧化硅=93:7)
[0062] 將30.0g二甲基二甲氧硅烷、10g異丙醇、2g 0.01M HC1水溶液、與5. lg去離子 水倒入1L圓底瓶中混合，在35°C攪拌1. 5小時(shí)使其水解聚合形成寡聚物，其粘度50~ 200cps。接著將3. 0g的三甲氧基甲基硅烷加入，在35°C攪拌1. 5小時(shí)以形成高分支聚硅氧 燒材料。6. 0g氧化娃的異丙醇分散液（購(gòu)自Nissan Chemical的IPA-ST，粒徑10~15nm) 加入上述高分支聚硅氧烷材料中，在35°C攪拌10分鐘以形成高分支聚硅氧烷與氧化硅反 應(yīng)的混成材料。經(jīng)減壓濃縮除水與異丙醇，得透明液體（22. lg)，氧化硅含量為7wt%，而 高分支聚硅氧烷的含量為93wt%。將上述透明液體以刮刀涂布成膜后加熱至210°C硬化， 形成厚度為〇. 1~200 μ m的薄膜（烘箱成膜）。上述薄膜的耐熱性為400°C，且透明度為 92% (色度計(jì)）。
[0063] 實(shí)施例11 (第二硅烷/第一硅烷=2:1)
[0064] 將20. 0g二甲基二甲氧硅烷、72g異丙醇、6g 0. 01MHC1水溶液與20. 8g去離子水 倒入1L圓底瓶中混合，在90°C加熱回流攪拌1. 5小時(shí)使其水解聚合形成寡聚物，其粘度為 50~200cps。接著將40. 0g三甲氧基苯基硅烷加入，繼續(xù)在90°C加熱回流攪拌1. 5小時(shí)， 以形成高分支聚硅氧烷材料。經(jīng)減壓濃縮除去水核異丙醇，得到透明液體（44. 3g)。將上述 透明液體以刮刀涂布成膜后加熱至210°C硬化，形成厚度為0. 1~200 μm的薄膜（烘箱成 膜）。上述薄膜的耐熱性為400°C，且透明度為92% (色度計(jì)）。
[0065] 實(shí)施例12 (第二硅烷/第一硅烷=2:1，高分支聚硅氧烷：氧化硅=90:10)
[0066] 將20. 0g二甲基二甲氧硅烷、72g異丙醇、6g 0. 01MHC1水溶液與20. 8g去離子水 倒入1L圓底瓶中混合，在90°C加熱回流攪拌1. 5小時(shí)使其水解聚合形成寡聚物，其粘度 為50~200cps。接著將40.0 g三甲氧基苯基硅烷加入，繼續(xù)在90°C加熱回流攪拌1. 5小 時(shí)，以形成高分支聚硅氧烷材料。接著將17. 〇g二氧化娃的異丙醇分散液（購(gòu)自Nissan Chemical的IPA-ST，粒徑10~15nm)加入上述寡聚物中，繼續(xù)在90°C加熱回流攪拌30分 鐘以形成高分支聚硅氧烷與氧化硅反應(yīng)的混成材料。經(jīng)減壓濃縮除去水核異丙醇，得到透 明液體49. lg，其二氧化硅含量為10. 39wt %，而高分支聚硅氧烷的含量為89. 61wt %。將上 述透明液體以刮刀涂布成膜后加熱至210°C硬化，形成厚度為0. 1~200 μm的薄膜（烘箱 成膜）。上述薄膜的耐熱性為400°C，且透明度為92% (色度計(jì)）。
[0067] 實(shí)施例13 (第二硅烷/第一硅烷=2:1，高分支聚硅氧烷：氧化硅=80:20)
[0068] 將20.0g二甲基二甲氧硅烷、72g異丙醇、6g 0.01MHC1水溶液、與20.8g去離子 水倒入1L圓底瓶中混合，在90°C加熱回流攪拌1. 5小時(shí)使其水解聚合形成寡聚物，其粘度 為50~200cps。接著將40.0 g三甲氧基苯基硅烷加入，繼續(xù)在90°C加熱回流攪拌1. 5小 時(shí)，以形成高分支聚硅氧烷材料。接著將38. 3g二氧化娃的異丙醇分散液（購(gòu)自Nissan Chemical的IPA-ST，粒徑10~15nm)加入上述寡聚物中，繼續(xù)在90°C加熱回流攪拌30分 鐘以形成高分支聚硅氧烷與氧化硅反應(yīng)的混成材料。經(jīng)減壓濃縮除去水和異丙醇，得到透 明液體56. 4g，其二氧化硅含量為20. 37wt%，而高分支聚硅氧烷的含量為79. 63wt%。將上 述透明液體以刮刀涂布成膜后加熱至210°C硬化，形成厚度為0. 1~200 μm的薄膜（烘箱 成膜）。上述薄膜的耐熱性為400°C，且透明度為92% (色度計(jì)）。
[0069] 實(shí)施例14 (第二硅烷/第一硅烷=2:1，高分支聚硅氧烷：氧化硅=70:30)
[0070] 將20.0 g二甲基二甲氧硅烷、72g異丙醇、6g 0· 01MHC1水溶液與20. 8g去離子水 倒入1L圓底瓶中混合，在90°C加熱回流攪拌1. 5小時(shí)使其水解聚合形成寡聚物，其粘度 為50~200cps。接著將40.0 g三甲氧基苯基硅烷加入，繼續(xù)在90°C加熱回流攪拌1. 5小 時(shí)，以形成高分支聚硅氧烷材料。接著將65. 9g二氧化娃的異丙醇分散液（購(gòu)自Nissan Chemical的IPA-ST，粒徑10~15nm)加入上述寡聚物中，繼續(xù)在90°C加熱回流攪拌30分 鐘以形成高分支聚硅氧烷與氧化硅反應(yīng)的混成材料。經(jīng)減壓濃縮除去水核異丙醇，得到透 明液體63. 0g，其二氧化硅含量為31. 38wt %，而高分支聚硅氧烷的含量為68. 62wt %。將上 述透明液體以刮刀涂布成膜后加熱至210°C硬化，形成厚度為0. 1~200 μm的薄膜（烘箱 成膜）。上述薄膜的耐熱性為400°C，且透明度為92% (色度計(jì)）。
[0071] 表 2
[0074] 由表2可知，第二硅烷上的取代基具有多種選擇。
[0075] 比較例7
[0076] 將30.0g市售的聚二甲基硅氧烷（購(gòu)自Gelest的DMS-S35,粘度為5000cps)、 30. 0g三甲氧基甲基硅烷、72. 0g異丙醇、6. 0g 0· 01M HC1水溶液、與16. 06g去離子水倒入 1L圓底瓶中混合，三甲氧基甲基硅烷和DMS-S35無(wú)法互相混合，成為霧狀液體，靜置分層。
[0077] 比較例8
[0078] 將lO.Og市售的聚二甲基硅氧烷（購(gòu)自Gelest的DMS-S35,粘度為5000cps)、 10. 0g氧化娃的異丙醇分散液（購(gòu)自Nissan Chemical的IPA-ST，粒徑10~15nm)倒入 1L圓底瓶中混合，氧化硅的異丙醇分散液和DMS-S35無(wú)法互相混合，成為霧狀液體，靜置分 層。
[0079] 由比較例7與8可知，若將第一硅烷水解聚合而成的寡聚物置換為高分子（粘度 較高），則無(wú)法形成透明的薄膜。
[0080] 雖然本發(fā)明已以多個(gè)實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本技術(shù)領(lǐng) 域中的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作任意的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明 的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高分支聚硅氧烷，系由： 1重量份的第一硅烷的寡聚物，與0. 05至20重量份的第二硅烷交聯(lián)而成， 其中該第一硅烷為Si (R1) 2 (OR2) 2，每一 R1各自為丙烯酸基、環(huán)氧基、乙烯基、胺基、芳香 基、或脂肪基，且每一 R2各自為脂肪基； 其中該第二硅烷為Si (R3) (0R4)3, R3為丙烯酸基、環(huán)氧基、乙烯基、胺基、芳香基、或脂肪 基，且每一 R4各自為脂肪基。2. 如權(quán)利要求1所述的高分支聚硅氧烷，其中該第一硅烷的寡聚物的粘度為lOcps至 500cps〇3. -種混成材料，其由包括以下的物質(zhì)反應(yīng)而成： 權(quán)利要求1所述的高分支聚硅氧烷，以及 0. 01至70重量份的表面具有羥基的無(wú)機(jī)氧化物。4. 如權(quán)利要求3所述的混成材料，其中表面具有羥基的該無(wú)機(jī)氧化物包括氧化硅、氧 化鈦、氧化鋁、或上述的組合。5. 如權(quán)利要求3所述的混成材料，其中表面具有羥基的該無(wú)機(jī)氧化物的粒徑為0. lnm 至 lOOOnm。6. -種高分支聚硅氧烷的形成方法，包括： 取1重量份的第一硅烷的寡聚物，與〇. 05至20重量份的第二硅烷交聯(lián)而成高分支聚 硅氧烷， 其中該第一硅烷為Si (R1) 2 (OR2) 2，每一 R1各自為丙烯酸基、環(huán)氧基、乙烯基、胺基、芳香 基、或脂肪基，且每一 R2各自為脂肪基； 其中該第二硅烷為Si (R3) (0R4)3, R3為丙烯酸基、環(huán)氧基、乙烯基、胺基、芳香基、或脂肪 基，且每一 R4各自為脂肪基。7. 如權(quán)利要求6所述的高分支聚硅氧烷的形成方法，其中該第一硅烷的寡聚物的粘度 為 lOcps 至 500cps。8. -種混成材料的形成方法，包括： 取權(quán)利要求1所述的高分支聚硅氧烷，以及 〇. 〇1至70重量份的表面具有羥基的無(wú)機(jī)氧化物反應(yīng)而成。9. 如權(quán)利要求8所述的混成材料的形成方法，其中表面具有羥基的該無(wú)機(jī)氧化物包括 氧化硅、氧化鈦、氧化鋁、或上述的組合。10. 如權(quán)利要求8所述的混成材料的形成方法，其中表面具有羥基的該無(wú)機(jī)氧化物的 粒徑為〇· lnm至lOOOnm。
【文檔編號(hào)】C08L83/06GK105985522SQ201510083438
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月16日
【發(fā)明人】楊智仁, 呂奇明
【申請(qǐng)人】財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院