一种低折射率、湿气固化型有机硅三防漆及其制备方法与应用

本发明属于有机硅三防漆领域，具体涉及一种低折射率、湿气固化型有机硅三防漆及其制备方法与应用。

背景技术：

1、印刷电路板(pcb)的性能会因各种因素(包括工作环境)而下降，如潮湿、极端温度、化学和盐雾等环境条件都可能导致电路板发生电气故障。因此，要使印刷电路板性能良好并经久耐用，就需要对其进行保护。

2、三防漆形成一种薄膜涂层，它能覆盖暴露在外的金属区域，如尚未被阻焊层覆盖的迹线、元件引线和焊点等，能长期保护电路板免受恶劣环境条件的影响。此外，它还能抵抗各种化学物质和溶剂侵蚀，还有助于防止热应力、机械应力以及搬运过程中的滥用造成的损坏，所有这些都有助于延长电路板的使用寿命。因此，三防漆涂层可确保印刷电路板的可靠性，降低电子元器件因过早失效而产生的硬件成本。

3、有机硅三防漆，以其低voc、良好的耐化学性、耐湿性和耐盐雾性等优点，在市场占据较大份额。传统的湿气固化型有机硅三防漆，是以两端含羟基的聚二甲基硅氧烷(pdms)为基础聚合物，在交联剂和催化剂的参与下在室温下发生缩合反应，生成醇类小分子副产物，并最终形成具有一定弹性的弹性体。

4、例如，中国专利cn110734738a公开了一种有机硅类三防漆及其制备工艺，其以两端含羟基的聚二甲基硅氧烷为基础聚合物，并添加硅油、交联剂、催化剂和醇消除剂，将所有物料混合均匀后得到一种湿气固化型有机硅三防漆。

5、中国专利cn110982481a公开了一种高韧性有机硅类三防漆，其将两端含羟基的聚二甲基硅氧烷、有机硅改性树脂、硅油、交联剂和催化剂混合均匀后得到一种高韧性有机硅类三防漆。

6、中国专利cn117535030a公开了了一种单组分无溶剂有机硅三防漆及其制备方法。其所述的烷氧基封端的聚硅氧烷，由mt硅油与改性硅油经硅氢加成反应得到。

7、因羟基的高活泼性和反应性，以端羟基聚二甲基硅氧烷为基础聚合物的三防漆，在储存过程中若有水分存在，水分会不断促进基础聚合物和交联剂的交联反应，导致粘度升高甚至出现结皮或凝胶等现象。同时，在储存过程中由于交联反应生成的副产物醇类小分子还会与端羟基聚二甲基硅氧烷中的硅羟基发生反应，生成单烷氧基封端聚合物，降低了深度交联的反应活性，减缓了湿气固化的速率，这些因素一直制约着以端羟基聚二甲基硅氧烷为主的有机硅三防漆的应用。因此，提供一种合成工艺简单、储存稳定性高且固化速率快的湿气固化型有机硅类三防漆有着重要意义。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的首要目的在于提供一种低折射率、湿气固化型有机硅三防漆的制备方法。

2、本发明的另一目的在于提供一种由上述制备方法得到的低折射率、湿气固化型有机硅三防漆。

3、本发明的另一目的在于提供一种由上述低折射率、湿气固化型有机硅三防漆在电子元器件防护领域中的应用。

4、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

5、一种低折射率、湿气固化型有机硅三防漆的制备方法，包括如下步骤：

6、(1)高分子量端羟基硅油的制备：将小分子量端羟基硅油和碱性催化剂在加热搅拌条件下进行水解缩合反应，提纯后即得到所述的高分子量端羟基硅油；

7、(2)烷氧基封端聚硅氧烷的制备：将步骤(1)所得高分子量端羟基硅油和烷氧基硅烷混合均匀，得到反应物，加入碱性催化剂，在加热搅拌条件下进行非水解溶胶凝胶反应，提纯后即得到烷氧基封端聚二甲基硅氧烷；

8、(3)低折射率、湿气固化型有机硅三防漆的制备：将步骤(2)所得烷氧基封端聚二甲基硅氧烷、交联剂、催化剂、溶剂、甲基mq树脂混合均匀后，即可得到所述的低折射率、湿气固化型有机硅三防漆。

9、优选的，步骤(1)中所述的小分子量端羟基硅油的分子量300g/mol～1000g/mol，羟基含量为2～4wt％；所得高分子量端羟基硅油的分子量为13000g/mol～50000g/mol，羟基含量为0.03～0.13wt％。

10、优选的，步骤(1)中所述碱性催化剂为四甲基氢氧化铵、碱性阴离子树脂中的一种以上，添加质量为端羟基硅油质量的0.06％～0.10％。

11、优选的，步骤(1)中所述的水解缩合反应的温度为90℃～110℃，反应时间为4～6h。

12、优选的，步骤(1)中所述碱性催化剂为四甲基氢氧化铵时，提纯步骤为：将反应体系升温至140℃～160℃加热分解催化剂，随后于160℃～180℃和-0.09～-0.1mpa条件下脱除体系内的低沸物。

13、优选的，步骤(1)中所述碱性催化剂为碱性阴离子树脂时，提纯步骤为：将产物减压抽滤，除去催化剂，将滤液于160℃～180℃和-0.09～-0.1mpa条件下脱除体系内的低沸物。

14、优选的，步骤(2)中所述烷氧基硅烷为苯基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、正硅酸甲酯中的一种以上，所述烷氧基硅烷与高分子量端羟基硅油中的羟基的摩尔比为1:1～5:1。

15、优选的，步骤(2)中所述的碱性催化剂为四甲基氢氧化铵、碱性阴离子树脂中的一种，添加质量为高分子量端羟基硅油和烷氧基硅烷总质量的0.06％～0.10％。

16、优选的，步骤(2)中所述的非水解溶胶凝胶反应的温度为90℃～110℃，反应时间为2～3h。

17、优选的，步骤(2)中所述碱性催化剂为四甲基氢氧化铵时，提纯步骤为：将反应体系升温至140℃～160℃加热分解催化剂，随后于160℃～180℃和0.09～-0.1mpa条件下脱除体系内的低沸物。

18、优选的，步骤(2)中所述碱性催化剂为碱性阴离子树脂时，提纯步骤为：将产物减压抽滤，除去催化剂，将滤液于160℃～180℃和-0.09～-0.1mpa条件下脱除体系内的低沸物。

19、优选的，步骤(3)中所述的有机硅三防漆由以下组分的原料制备而成：烷氧基封端聚二甲基硅氧烷100质量份、交联剂2～10质量份、催化剂2～6质量份、溶剂10～50质量份、甲基mq树脂25～75质量份；

20、优选的，步骤(3)中所述的交联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷中的一种以上；

21、优选的，步骤(3)中所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、钛酸四丁酯、有机锡催化剂中的一种以上；

22、优选的，步骤(3)中所述的溶剂为甲苯、乙醇、十二烷烃中的一种以上。

23、本发明进一步提供一种由上述制备方法得到的低折射率、湿气固化型有机硅三防漆。

24、本发明进一步提供上述低折射率、湿气固化型有机硅三防漆在电子元器件防护领域中的应用。

25、相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

26、本发明以小分子量羟基硅油为原料，在碱性催化剂的条件下通过羟基缩合反应，得到大分子量羟基硅油，该方法不同于以往采用氯硅烷水解缩合、环硅氧烷开环聚合和烷氧基硅烷水解缩合的方式，提供了一种新的合成大分子量羟基硅油的方法。然后使端羟基硅油与作为封端剂的烷氧基硅烷，通过脱醇缩合反应，合成烷氧基封端的聚硅氧烷。该方法不同于以往采用开环聚合或硅氢加成制备烷氧基封端聚二甲基硅氧烷。通过上述步骤，可降低三防漆的反应活性，避免发生类似以羟基硅油为基础聚合物的三防漆在放置过程中出现的结皮或凝胶现象，同时在实际使用过程中以烷氧基封端聚二甲基硅氧烷为基础聚合物的三防漆在80℃下表干时间仅为3～5min，室温下表干时间仅为10～15min。除此外，在不添加固化催化剂情况下，三防漆暴露于湿气环境中可维持7天无结皮或凝胶现象。该方法不仅提升了三防漆存储稳定性的同时保证了三防漆可在短时间内完成室温湿气固化。