有机硅环氧树脂配方，有机硅环氧树脂阻燃性能
chanong
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正文| 第8 号文库编辑| 第8 号文库?——[·前言·]——?
传统的环氧树脂灌封胶综合性能优良，在我国有着悠久的发展历史，而为了降低固化能耗和材料成本，现有的研究主要集中在常温固化灌封胶上。
然而，目前的环氧树脂室温固化电子灌封胶很难平衡硬度指标和室温固化时间，小于25shoreA的环氧电子封装胶无法在室温48小时内固化。
不仅如此，如果硬度过高，电子元件发生故障时，将难以拆卸和修复，这将阻碍我国电子工业的快速发展。
有机硅类材料由于其固化速度快、防水、绝缘性能优良等特点，近年来作为封装材料受到人们的关注，但有机硅类材料的粘接力较差，而环氧树脂的粘接力较强，因此，常温固化密封胶主要是环氧树脂材料。
另一方面，考虑到高硬度、附着力、室温固化时间等难以平衡的特点，有机硅材料与环氧树脂相结合的填料已被引入到许多相关领域，但很难达到理想的平衡.那很难。各指标的效果。
将有机硅引入环氧树脂的一种方法是通过硅氢加成反应合成有机硅改性环氧树脂，但考虑到含氢硅油末端活性氢的特殊平行结构，有机硅改性环氧树脂与环氧树脂结合时树脂中，环氧基团之间产生一定量的自由体积，使其成为理想的改性环氧树脂材料。
第二种方法是采用溶胶-凝胶法两步合成有机硅改性环氧树脂，溶胶-凝胶法合成的有机硅改性环氧树脂环氧基活性高，固化速度快。开始固化过程并让固化在室温下进行。
有机硅改性环氧树脂合成完成后，通过转化滴定、红外表征等测试观察合成进度和效果。
我们还选择搭配不同的有机硅材料、有机硅环氧树脂合成方法、环氧树脂固化剂、固化促进剂（催化剂）等，并相应优化最佳共混物的供给配比。
我们根据实际需要，对固化体系采用不同的固化温度，考察各种因素、配比等对产品最终性能的影响，确定最佳配方和配比。
最后通过透光率、拉伸强度、热失重等测试观察产品的基本性能参数，使产品的综合指标达到满足需求的相应平衡。 ?——【·分析·测试·】——?
转化率是指反应过程中基团的转化率，是加成反应过程中的一个重要参数，通过计算转化率可以得知反应的实际进度。
末端含氢硅油的Si-H键和烯丙基缩水甘油醚的C=C键与Br2反应生成Si-Br和CHBr-CHBr。
未反应的Br继续与过量的KI发生置换反应生成I2，最后以浓度为1%的淀粉溶液为指示剂，用已知浓度的Na2S2O3标准溶液进行滴定。
由反应前后消耗的Na2S2O量估算出反应氢气和乙烯基的量，并根据公式计算实际转化率。
氢化硅烷化反应时，取0.5g1g反应物放入棕色碘量瓶中，加入20ml CCl4溶剂，再加入0.1mol/L Br-CH;COOH溶液，盖上瓶盖。摇匀并包装。置于黑暗中反应1 小时。
接下来，快速将10升碘化钾溶液加入到碘瓶中，避光反应5分钟，用已知浓度的Na2S2O溶液滴定，记录反应结束时消耗的Na2S2O溶液的量。检查反应情况，同时添加空白测试样品进行比较。
环氧值是指100g化学品中所含环氧基团的摩尔数。采用滴定法测定合成的有机硅改性环氧树脂的环氧值。
首先，取一定量的改性硅树脂，加入过量的盐酸水溶液，并摇匀，确保反应完全。
接下来，利用酸碱中和反应的原理，用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定上述混合体系，根据滴定数据计算出相应的环氧值。
称取一定量的NaOH于烧杯中，倒入一定质量的乙醇溶液(95wt%)，搅拌混合，配制成NaOH溶液(0.1ol/L)。
然后用邻苯二甲酸氢钾标定，计算实际设定的NaOH浓度，记录为C(mol/L)。
测试方法：使用肖氏A硬度计，将厚度为5以上的固化物置于平坦的表面上，持硬度计压头垂直于硅胶材料表面，压得足够紧。
在表面汇聚至少6毫米的5个不同点处测量硬度值，5个测得的硬度值的中值就是样品的硬度。
测试方法：使用NDJ-5S数显粘度计，将测试温度维持在25，记录3次测量的平均值作为样品的粘度。
创建半径为15 mm、厚度为1 至2 mm 的圆形材料样品，并使用U3900 紫外可见分光光度计在400 至800 nm 范围内扫描样品的光学透射率。 ?——【·合成与制备·】——?
以H-036-120侧硬化硅油为例，将180.00g烯丙基缩水甘油醚放入装有缩合接收器搅拌器和温度计的500ml四颈烧瓶中，边加热边升温至110。搅拌。添加氮气。然后保温30分钟，冷却至80。
加入280.00 l氯铂酸PT-5000催化剂，取33.0 g H-36-120氢化硅油置于恒压漏斗中，经75分钟滴入体系，升温至110。增加时间。
获得有机硅改性环氧树脂，为透明粘稠液体并记录为ESR。
将4.59g碱性阴离子树脂催化剂D296R和272.16g蒸水加入到配备有冷凝液接收器、搅拌器和温度计的500ml四颈烧瓶中，并在搅拌的同时将温度升至85。
将186.48g二甲基二乙氧基硅烷置于恒压滴液漏斗中，用2小时滴加到体系中，滴加完毕后，在85下反应2小时。
减压过滤产物，除去碱性阴离子交换树脂，滤液转移至分液漏斗中，静置分离(上层产物，下层水)。
将上层产物转移至蒸馏瓶中，在100、-0.096MPa下真空蒸馏，除去小分子乙醇和水，得到端羟基有机硅树脂低聚物。
将14.2g KH560和0.59g阴离子树脂催化剂D296R依次添加至配备有冷凝液接收器、搅拌器和温度计的100ml三颈烧瓶中，并在搅拌的同时将温度升至85。
将30.0g末端羟基硅油溶解于10.0g甲苯中，置于恒压滴液漏斗中，缓慢滴入体系中。滴水时间约为1小时。添加完成后，让系统反应。将产物在85下真空过滤4小时并将过滤的产物转移至蒸馏瓶中。
副产物甲醇在100、-0.096MPa下减压蒸馏除去。得到电子密封胶用有机硅改性环氧树脂，为透明粘稠液体，将有机硅改性环氧树脂产物记为ETMSR。
有机硅改性环氧树脂合成后，将改性树脂、固化剂、催化剂等材�**聪嘤Ρ壤来渭尤氲焦袒＞咧校湃牒嫦渲小�
为了满足固化效率和实际生产/寿命的需要，我们可以在80C、45C和25C（室温）三种温度下进行固化，并在固化完成后进行性能测试。
以转化率、固化时间、透光率等为指标对固化硅油进行选择和优化，将烯丙基缩水甘油醚中碳碳双键和硅氢键的摩尔比固定为1.20:1。
由于合成工艺的限制，氢化硅油的粘度为120mpa，氯铂酸催化剂PT-000的添加量为3.5ppm，以优化硅油的氢含量。
当含氢侧链硅油和含氢末端硅油用于氢化硅烷化反应时，含氢末端硅油的转化率显着降低。
这是因为末端含氢硅油的硅和氢键非常活跃，反应速率快，因此分子迅速交联形成聚合物，引起部分凝胶化和局部反应。不均匀且不完整。
另外，随着侧固化硅油氢含量的增加，产品的粘度也会逐渐增加，这是因为氢含量的增加会直接影响烯丙基缩水甘油醚的接枝度、接枝度和交叉度。这是要做的。分子键密切相关，因此影响宏观粘度。
综合起来，含末端氢的硅油转化率较低，直接影响固化后的性能或可能不固化，所以在使用氢硅加成反应时，应选择含末端氢的硅油。油是有机硅的基本原料。
硅氢加成法和溶胶-凝胶法合成的有机硅改性环氧树脂各有优缺点，但硅氢加成法工艺简单，可以实时观察合成过程的进展情况并了解情况。明白了。马苏。溶胶-凝胶法是相对劳动密集型的。
但由于活性基团转化率高，合成产物的微观结构变成三维网络，且环氧基团的反应活性高，显着提高了室温固化速率。
我们对各种含侧氢硅油和溶胶凝胶合成品（ETMSR）的固化条件进行了比较和优化，选择聚醚胺D230和DMP-30作为固化剂和固化促进剂，并调整活性氢的摩尔比，进行了相应的优化。环氧值：1:1 添加固化剂D230和促进剂DMP-30，占总质量的5%。
另外，将H-018-120侧的含氢硅油与烯丙基缩水甘油醚合成的产物记为ESR-18（18代表氢含量为0.18%），其他产物类似地记为ESR-18。被命名。 20、ESR30等
如果通过氢化硅烷化方法合成的有机硅改性环氧树脂的环氧值小于0.26%，则环氧值可能太低并且可能缺乏交联基团。该基团不能与固化剂结合形成凝胶聚合物，直接丧失固化性能。
ESR-75和ESR-150环氧密度高，因此在80下固化速度快，但硬度均超过80A，不符合产品规格要求。
由于水解和非水解溶胶-凝胶的结合，溶胶-凝胶法合成的ETMSR环氧值较低。
结果，空间结构变得更加立体和蓬松，环氧基团的活性明显高于氢化硅烷化合成，虽然硬度较低，为58A，但透光性能不够。
另外，ETMSR采用二甲基二乙氧基硅烷作为基础聚合物，但如果继续使用甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷等具有很多烷氧基的硅氧烷，交联密度和环氧基密度将进一步增加，反应变得更快，最终产品的硬度也将进一步提高。产品逐渐增加。
另外，添加苯基等刚性基团会增加空间位阻并增加硬度，并且使用低密度烷氧基会引起封端效应，使得无法合成有机硅改性环氧树脂。
另一方面，由H-036-120侧的含氢硅油合成的ESR-36具有相对温和的环数和相对较低的交联密度和硬度，使其成为有机硅的理想原料油。材料。
经过综合考虑，我们取消了溶胶-凝胶法，采用H-036-120作为固化硅油进行优化。 ?——【·固化剂选择的优化·】——?
采用多种固化剂固化ESR-36，观察比较表观光学性能和硬度，选择最合适的固化剂。
此外，根据活性氢量和环氧值以1:1的比例添加固化剂，并以总质量的5wt的比例添加促进剂DMP-30。
四种固化剂的胺值非常接近，其中Y-3317和Y-3319完成固化速度很快，但其特殊的结构导致耐黄变性较差，影响严重。使用固化产品。
R-2269提供相对较低的硬度，但表面干燥时间较长。总体而言，当使用D230聚醚胺作为固化剂时，D230固化剂具有良好的综合性能，但其硬度指标与要求指标还相差甚远。
为了进一步降低硬度，考虑聚醚胺特殊的线性结构，选择聚醚链段较长的聚醚胺，并选择和优化更加均质的固化剂。
随着固化剂聚醚链长的增加，单位质量的活性氢含量会逐渐降低，反应活性降低，表干时间增加，硬度也会降低，但D3000固化剂的硬度指标符合要求。
但固化时间是D-2000的2倍，直接导致室温固化时间显着增加，成本显着增加，因此综合各方面考虑，采用固定化聚醚胺D-2000作为固化剂。正在做。促进优化的代理。 —— [·参考·]——
1. 刘晓敦. 聚醚胺和脂环胺性能及固化行为研究[D]. 北京化工大学， 2008.
2.JungHS, ParkY, NahCW, et al. 碳纤维复合材料用聚醚砜增强环氧树脂力学性能评价[J].纤维与聚合物.2021, 22(1):184-195.
3. 李志华， 谢克宇. 环氧灌封材料低温龟裂问题及对策研究进展I. 材料导报， 2006. (08) :41-43
4、黄文虎环氧浇注料的开裂问题及其对策[J]粘结，2002.06):51-52
5. Takuya Nishimura, Yuya Nakakawa. 液态环氧树脂固化过程中的应力收缩率分析[J]. 传热-亚洲研究， 2002, 31(3):123-157
6. 郑星，黄海英，陈英，等，灌封用环氧树脂的制备及力学性能研究，电子元器件与材料，2014.33(11):44-46。