[發(fā)明專利]高折射率改性硅烷的制備方法及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711500598.0
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN108409778B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉珠;丁小衛(wèi);祝琳
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市安品有機(jī)硅材料有限公司
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18;C07F7/08;C07F7/12;C08G77/28;C08G77/06
• 代理公司: 深圳市明日今典知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44343
• 代理人: 王杰輝

本發(fā)明公開一種高折射率改性硅烷，其制備方法包括將含硫雜環(huán)單體、硅烷單體與有機(jī)溶劑混合，加入酸性穩(wěn)定劑及催化劑，攪拌條件下滴加水，然后升溫反應(yīng)，降溫后進(jìn)行中和反應(yīng)，水洗、分離后得到高折射率改性硅烷；所述酸性穩(wěn)定劑為0≤PKa≤3.0的有機(jī)酸。本發(fā)明通過改進(jìn)工藝制備得到含硫雜環(huán)改性的硅烷單體，可以用作有機(jī)硅材料的添加劑或合成原料，以及作為封裝材料的組分，提高產(chǎn)品的透光率，且產(chǎn)品產(chǎn)率高、氣味小、利于應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)硅材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高折射率改性硅烷及其制備方法與應(yīng)用。

技術(shù)背景

光學(xué)材料的應(yīng)用領(lǐng)域正在拓寬，產(chǎn)品不斷向高折射率、高透光率和高可靠性方向發(fā)展，有機(jī)硅材料由于具有良好的耐溫性、機(jī)械性能及無毒環(huán)保性，在醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、通訊等光學(xué)材料制備領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前光學(xué)透鏡、光纖材料等領(lǐng)域應(yīng)用的有機(jī)硅材料要求折射率更高、甚至高達(dá)1.7以上，同時(shí)具有良好的機(jī)械性能。

現(xiàn)有技術(shù)提高有機(jī)硅材料折射率的方法主要是在聚硅氧烷樹脂的分子結(jié)構(gòu)中引入高折射率基團(tuán)，包括：

(1)引入芳香族化合物或稠環(huán)化合物，可提高折射率，但制備的聚合物色散大，且機(jī)械性能方面存在硬而脆的缺陷，折射率只能達(dá)到1.5左右。

(2)引入除F以外的鹵族元素，但樹脂的密度增大，耐候性差，易黃變。

(3)引入重金屬離子如鉛、鑭或TiO₂、PbS、FeS納米粒子來提高折射率，但樹脂密度大，抗沖擊性降低，易黃變，實(shí)用性差。

(4)引入脂肪族多環(huán)化合物，可提高折射率，且色散較低。

另外，引入硫、氮、磷等雜元素也可提高折射率，而在聚合物里引入硫元素是提高折射率最有效的方法，得到的材料色散小，環(huán)境穩(wěn)定性好.近年有關(guān)在聚合物中引入硫元素以提高樹脂折射率的報(bào)道較多.通常是以硫醚鍵、硫酯鍵、硫代氨基甲酸酯和砜基等形式引入.或者以環(huán)硫的形式引入，以環(huán)硫的形式引入方法可以制備含硫量較高的聚合物(可達(dá)50mol％)，從而有效提高樹脂折射率。

但是，現(xiàn)有通過硫雜環(huán)單體引入硫元素的方法是采用超低溫條件下的格氏反應(yīng)制備，存在產(chǎn)物氣味大、制備條件苛刻的缺陷，其限制了該類高折射率硅烷及樹脂的應(yīng)用推廣。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種高折射率改性硅烷及其制備方法與應(yīng)用，所述高折射率改性硅烷采用改進(jìn)的制備方法制備，顯著提高含硫雜環(huán)單體在合成過程中的穩(wěn)定性，使制備的樹脂氣味小、與有機(jī)硅樹脂相容性佳，且制備條件溫和、工藝簡單。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

高折射率改性硅烷，由包括以下步驟的方法制備：

將含硫雜環(huán)單體、硅烷單體與有機(jī)溶劑混合，加入酸性穩(wěn)定劑及催化劑，攪拌條件下滴加水，然后升溫反應(yīng)，得到高折射率改性硅烷；所述酸性穩(wěn)定劑為0≤PKa≤3.0的有機(jī)酸；

所述含硫雜環(huán)單體是具有至少一個(gè)含硫雜環(huán)基團(tuán)、以及至少一個(gè)羥基的化合物，所述含硫雜環(huán)基團(tuán)具有n個(gè)硫原子，n為2的整倍數(shù)；所述硅烷單體的結(jié)構(gòu)式為：R₂R₃R₄SiX，X為一價(jià)可水解官能基，R₂、R₃、R₄選自氫基、2～10個(gè)碳原子的鏈烯基、(甲基)丙烯酸烷基酯基、不含脂肪族不飽和鍵的單價(jià)烴基中的一種或幾種。

優(yōu)選的，所述升溫反應(yīng)的條件為升溫至90～120℃反應(yīng)18～36h。

所述PKa是物質(zhì)在25℃的酸度系數(shù)，反映物質(zhì)的酸性強(qiáng)度，數(shù)值越小，酸性越強(qiáng)，可以查物性數(shù)據(jù)手冊或根據(jù)化學(xué)物質(zhì)登錄號(CAS號)查詢該數(shù)值。