苯基硅树脂工艺设计

目 录
第1章 绪论 1
1.1 有机硅材料在LED中的应用 1

1. 导电银胶 2
2. 贴片封装硅胶 2
3. 大功率LED硅胶 3
4. 灯条披覆胶 3
5. LED显示屏灌封胶 4
6. 导热硅脂及导热灌封材料 4
   1.2 硅树脂的制备及应用 4
   1.2.1. 硅树脂的分类 5
   1.2.2. 硅树脂的制备及应用 6
   1.2.3. LED芯片封装硅树脂 6
   第2章 苯基硅树脂的制备工艺研究 9
   2.1 主要原料及仪器 9
   2.2 烷氧基硅烷的水解工艺研究 10
   2.2.1. 催化剂用量的影响 11
   2.2.2. 反应温度的影响 11
   2.2.3. 反应时间的影响 12
   2.2.4. 乙醇浓度的影响 12
   2.3 硅树脂的平衡缩聚工艺研究 13
   2.3.1. 温度的影响 13
   2.3.2. 溶剂用量的影响 15
   2.3.3. 时间的影响 16
   2.3.4. KOH浓度的影响 18
   2.4 本章小结 19
   第3章 苯基含量的测定及其与折光率的关系研究 21
   3.1 主要原料及仪器 21
   3.2 硅树脂的制备 21
   3.2.1. 苯基乙烯基硅树脂的制备 21
   3.2.2. 苯基含氢硅树脂的制备 23
   3.3 标准曲线的绘制 26
   3.4 苯基乙烯基硅树脂中的苯基含量与折光率的关系 27
   3.4.1. 含三官能团链节苯基乙烯基树脂（VMT）的苯基含量及折光率 27
   3.4.2. 含三、四官能团链节的苯基乙烯基树脂（VMTQ）的苯基含量及折光率 29
   3.5 苯基含氢硅树脂中苯基含量与折光率的关系 30
   3.5.1. 含二、三官能团链节含氢树脂（HMDT树脂）的苯基含量及折光率 30
   3.5.2. 含三、四官能团链节含氢树脂（HMTQ树脂）的苯基含量及折光率 31
   3.6 不同结构苯基硅树脂苯基含量与折光率的关系 32
   3.7 本章小结 34
   第4章 稀释剂的制备及其对机械性能的影响 35
   4.1 主要原料及仪器 35
   4.2 稀释剂的制备 36
   4.3 稀释剂的结构及表征 38
   4.4 稀释剂对机械性能的影响 45
   4.5 本章小结 47
   第5章 交联剂的制备及固化性能 49
   5.1 主要原料及仪器 49
   5.2 含三官能团链节的苯基含氢硅树脂（HMT树脂）的制备 52
   5.3 结构表征 54
   5.4 HMT树脂的固化性能 55
   5.5 本章小结 57
   第6章 乙烯基苯基硅树脂的制备及 性能研究 59
   6.1 主要原料及仪器 59
   6.2 含三官能团链节的乙烯基苯基硅树脂的制备 59
   6.3 结构表征 61
   6.4 不同黏度乙烯基硅树脂的固化性能 62
   6.5 不同乙烯基含量的硅树脂的固化性能 63
   6.6 优化配方后固化树脂性能 64
   6.7 本章小结 66
   结 论 67
   参考文献 68
   附 件 72
   致 谢 73
   第3章苯基含量的测定及其与折光率的关系研究
   硅树脂中苯基含量的高低对折光率以及固化后的硬度、气密性等都有很大的影响。苯基含量一般可以采用紫外光度吸收法测定，本章采用紫外吸收光度法测定了硅树脂中苯基的含量，并将苯基含量与产物的折射率进行了关联。
   3.1主要原料及仪器
   苯基三甲氧基硅烷（TMPS），98%，仙桃市格瑞化学工业有限公司；甲基苯基二甲氧基硅烷(DMPS)，98%，仙桃市格瑞化学工业有限公司；六甲基二硅氧烷（MM），99%，上海乙基化工有限公司；1，3-二乙烯基四甲基二硅氧烷（乙烯基双封头，TMDV），99%，上海乙基化工有限公司；四甲基二硅氧烷（含氢双封头，TMDH），99%，上海乙基化工有限公司；1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷（D4H），99%，上海乙基化工有限公司；催化剂为D001大孔强酸型阳离子交换树脂，江苏苏青水处理工程集团有限公司。
   UV Evolution 60PC，Thermo公司，双光束；阿贝折光仪，上海仪电物理光学仪器有限公司。
   3.2硅树脂的制备
   3.2.1.苯基乙烯基硅树脂的制备
   一、含三官能团链节的苯基乙烯基硅树脂（VMT）的制备。
   将苯基三甲氧基硅烷（TMPS）与乙烯基双封头（TMDV）、六甲基二硅氧烷（MM）进行水解工缩聚，可以制得内部为苯基三官能团链节（PhSiO3/2），以乙烯基二甲基硅氧链节(ViMe2SiO1/2)和三甲基硅氧链节（Me3SiO1/2）封端的硅树脂，简称VMT树脂。通过改变TMDV和MM的量可以控制产物的粘度，在总摩尔量不变的情况下，改变TMDV和MM的比例，可以调节分子中乙烯基的含量，从而调节固化后的机械性能。
   

图式 31 含三官能团链节苯基乙烯基硅树脂（VMT树脂）的结构式
具体制备工艺为：将苯基三甲氧基硅烷、乙烯基双封头、六甲基二硅氧烷混合，室温下滴加到水、乙醇和强酸性阳离子交换树脂的混合溶液中进行水解，水与甲氧基的摩尔比为1.3：1。乙醇的浓度为5%，水解反应时间1h。水解完成后过滤掉催化剂，常压蒸馏除去水、乙醇及副产物甲醇。然后加入甲苯、KOH进行分水回流，将产生的水在分水器中分层后去掉，甲苯回流到反应瓶中，直至分水器中没有水产生时停止缩聚反应。减压蒸馏除去溶剂甲苯及小分子物，最后控制温度180℃，真空度≥-0.098MPa维持40min，充分脱除小分子物质，得到无色透明粘稠产物。各种单体的比例不同，可以得到不同粘度、不同苯基含量、不同乙烯基含量的硅树脂，其代号及原料配比如表 31。