[發明專利]一種含巰基氟硅樹脂、UV光固化超疏水防護涂料及制備方法

有效

• 申請號: 202010581781.3
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111825840B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 李偉;王偉;王芳;李春濤;付曉夢;史鈺
• 申請（專利權）人: 湖北航天化學技術研究所
• 主分類號: C08G77/28
• 分類號: C08G77/28;C08G77/24;C08G77/06;C09D183/08;C09D183/06;C09D7/65
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 王永芳

本發明提供了一種含巰基氟硅樹脂、UV光固化超疏水防護涂料及制備方法，采用納米無機材料、巰基硅烷和含氟硅烷，利用原位水解?縮聚法制備了含巰基氟硅樹脂中間體，采用硅氮烷消除含巰基氟硅樹脂中間體內的硅羥基，制備得到含巰基氟硅樹脂；采用含巰基氟硅樹脂、以丙烯酰氧基POSS作為交聯劑，并添加光引發劑和溶劑，制備了UV光固化涂料。本發明中涂料采用UV光照下巰?烯點擊化學反應替代丙烯酸酯固化體系，具有更高的雙鍵轉化率；含氟鏈段的引入使得涂層具有更低的介電常數；氟硅樹脂中殘留硅羥基的消除，提高了涂層的疏水性；含POSS的氟硅樹脂與納米無機材料共同構筑的微納結合結構使涂層表面具有超疏水性，在電子防護領域具有較好的應用前景。

技術領域

本發明屬于UV光固化涂料領域，特別涉及一種含巰基氟硅樹脂、UV光固化超疏水防護涂料及制備方法。

背景技術

近年來，隨著超大規模集成電路和高頻5G通訊技術的發展，對材料介電常數和介電損耗的要求越來越高，傳統絕緣材料已經很難滿足目前電子通訊領域對集成化、微型化、高速化和高頻化的需求。因此需要開發具有更低介電常數的材料(介電常數小于3)來降低介質層帶來的寄生電容。有機硅樹脂由于具有優異的耐熱性、耐候性、絕緣性和防水性，被廣泛應用于電子電路的防護領域。但是傳統有機硅樹脂的介電常數在3左右，如何進一步降低有機硅樹脂的介電常數，尤其是在高頻下的介電常數，成為目前研究的熱點。

目前電子涂層領域中，UV光固化是一種新的有機硅固化方式，具有高效、節能、常溫固化的優點。經過研究發現，采用烷氧基硅烷水解-縮聚制備得到的氟硅樹脂中含有大量硅羥基，這些硅羥基的反應活性很低，無法在UV光固化過程中參與交聯，固化涂層中殘留的硅羥基會影響涂層的表面疏水性能。此外，以丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基為UV活性基團的氟硅樹脂存在顯著的氧阻聚問題，易導致涂層出現底層固化、表面未固化而發黏的情況。

為了解決目前有機硅樹脂的不足，本發明提供了一種含巰基氟硅樹脂、UV光固化超疏水防護涂料及制備方法，采用的該UV光固化樹脂制備的超疏水防護涂料可在空氣氛圍下固化，涂層介電常數低且具備優異的防水性，在電子防護領域有極高的應用價值。

發明內容

為了克服現有技術中的不足，本發明人進行了銳意研究，提供了一種含巰基氟硅樹脂、UV光固化超疏水防護涂料及制備方法，采用納米無機材料、巰基硅烷和含氟硅烷，利用原位水解-縮聚法制備了含巰基氟硅樹脂中間體，采用硅氮烷消除含巰基氟硅樹脂中間體內的硅羥基，制備得到含巰基氟硅樹脂；采用含巰基氟硅樹脂、以丙烯酰氧基POSS作為交聯劑，并添加光引發劑和溶劑，制備了UV光固化涂料。本發明中涂料采用UV光照下巰-烯點擊化學反應替代丙烯酸酯固化體系，具有更高的雙鍵轉化率；含氟鏈段的引入使得涂層具有更低的介電常數；氟硅樹脂中殘留硅羥基的消除，提高了涂層的疏水性；含POSS的氟硅樹脂與納米無機材料共同構筑的微納結合結構使涂層表面具有超疏水性，在電子防護領域具有較好的應用前景，從而完成本發明。

本發明提供了的技術方案如下：

第一方面，一種含巰基氟硅樹脂的制備方法，包括：

步驟1，將含氟硅烷和有機溶劑/水混合溶劑置于反應容器中混合，攪拌下加入酸催化劑，進行含氟硅烷的水解反應；

步驟2，向反應體系中加入巰基硅烷，階段式升溫反應制備含巰基氟硅樹脂中間體，利用減壓蒸餾除去剩余有機溶劑/水混合溶劑；

步驟3，向反應體系中加入硅氮烷，保溫反應，消除含巰基氟硅樹脂中間體內的硅羥基，制備得到含巰基氟硅樹脂。

第二方面，一種含巰基氟硅樹脂，通過上述第一方面所述的含巰基氟硅樹脂的制備方法制得。

第三方面，一種超疏水防護涂料，包括如下質量配比的原料組分：

含巰基氟硅樹脂 10質量份；

丙烯酰氧基POSS 0.2～2質量份；