环氧树脂在韧性，刚性，高温性能，耐腐蚀和粘合性能等方面的出色性能使其在电子临界、光学和航空航天等方面得以广泛的应用。有机硅材料在可对常规环氧树脂的物理性能进行改性，使其能被于一些特殊的应用场景，例如ULSI封装（超大规模集成电路），芯片贴装粘合剂，光学元件安装，航空航天纳米复合材料，UV固化控释和可控摩擦系数涂层。
美国GELEST公司提供一系列的硅烷与硅酮材料，能与环氧树脂结合使用。主要的产品系列及功能有：
•硅烷偶联剂：可用作复合材料，涂料和胶粘剂的粘合促进剂。
•双官能团和多官能团环氧封端硅酮：这些包括具有低分子量的离散结构的硅氧烷或有环氧支键或封端的高分子量的硅酮。受其结构和配方的影响，呈现出与硅酮类似的低应力、低温性能、介电性能、脱模性和光学稳定性相关的多种性能。
•硅酮树脂改性剂-单官能团硅酮: 硅氧烷和聚硅酮稀释剂可以降低环氧体系的粘度，并降低表面张力，从而易于处理，有利于提高填料填充量以及半固化片和精细结构部件的渗透性。
•脂环族硅烷和硅酮: 这些材料以脂环族和硅氧烷结构的组合为特征，具有出色的耐候性，受控的释放和摩擦系数以及出色的电性能。它们可以通过阳离子UV光引发剂或常规的环氧固化剂进行固化。
•硅烷和硅酮固化剂: 这些材料包括具有二胺，聚胺和二酐官能团的硅氧烷和硅酮。
•有机硅烷改性的二氧化硅纳米粒子: 通过对配方的调整，技术人员可以在性能上取得平衡，从而同时利用环氧树脂和有机硅的独特特性。
硅基环氧树脂与双酚环氧树脂的比较
硅烷偶联剂
硅烷偶联剂可作为复合材料和涂料的粘合促进剂。硅烷具有与无机底物和环氧树脂形成共价键的能力。
硅烷偶联剂的通式通常显示两类官能团。X是可水解基团，通常是烷氧基，酰氧基，卤素或胺。水解后，形成活性硅烷醇基团，其可与其它硅烷醇基团（例如，硅质填料表面）缩合以形成硅氧烷键。也可以与其它氧化物例如铝，锆，锡，钛和镍的那些形成稳定的缩合产物，或与硼，铁和碳的氧化物形成不太稳定的键。碱金属氧化物和碳酸盐不与Si-O-形成稳定的键。R基团是不可水解的有机游离基，它可能是具有一些特殊功能的官能团而产生预期的一些功能。
大多数广泛使用的有机硅烷具有一个有机取代基和三个可水解取代基。在绝大多数表面处理应用中，三烷氧基硅烷的烷氧基被水解后形成硅烷醇。这些硅烷的反应分为四个步骤。最初，发生三个不稳定基团的水解。随后是低聚物的缩合。然后低聚物与基材的OH基团氢键键合。最后，在干燥或固化期间，与基材形成共价连接，伴随有水的损失。尽管描述时是分步进行，这些反应可以在初始水解步骤之后同时发生。在界面处，通常每个有机硅烷的硅只有一个键合到基材表面的键。两个剩余的硅烷醇基团以缩合或游离形式存在。R基团可与其他相进行的共价反应或物理相互作用。
硅烷可以在无水条件下进行单层气相沉积以对表面进行改性。典型的反应条件是在较高的温度（50°-120℃）和较长反应时间（4-12小时）下进行。在烷氧基硅烷中，仅甲氧基硅烷可以在没有催化剂的条件下气相沉积。用于气相沉积的最有效的硅烷是环状氮杂硅烷。
最常见地，含有环氧环己基和环氧丙氧基的硅烷可用于预处理填料或与环氧树脂共混。含胺基的硅烷也可以用于预处理填料或与双组分体系中的固化剂共混。用环氧树脂粘合剂对填料进行处理可改善分散性，提高机械性能并提高耐湿性。
环氧偶合反应
环氧树脂模塑料中弯曲强度与温度的关系
单组分液态固化环氧胶粘剂和涂料可使用二甲基丁烯保护的氨基硅烷进行处理。得到的材料在树脂体系中显示出极好的储存稳定性，但易被吸附在基材表面的水分或空气中的水分所活化。当扩散厚度小于1mm时，去保护将在几分钟内开始，并且通常在两小时内完成。
加入保护的和未保护的氨基硅烷的环氧涂层溶液的贮存稳定
环氧树脂溶液：50份双酚A环氧树脂，5份SID4068.0或SIA0610.0，50份甲苯
用于金属基材的底漆涂料使用双足硅烷来改善湿附着力。下面显示了在EVA体系中添加非功能性双足硅烷（SIB1817.0双（三乙氧基甲硅烷基）乙烷）的比较结果。环氧体系的使用非功能性双足硅烷与环氧硅烷进行结合。功能型双足硅烷如SIB1833.0双（三乙氧基甲硅烷基丙基）胺与氨基硅烷一起使用。
双足-SiCH2CH2Si-硅烷在乙烯-醋酸乙烯共聚物底漆配方中的作用
在低湿度条件下，可以形成环状氮杂硅烷与含有环氧基的化合物或聚合物的稳定混合物。当暴露于湿气中时，环状氮杂硅烷会高速开环，从而脱去胺基保护。胺基可以与环氧基反应，形成杂化的硅氧烷/倍半硅氧烷环氧化合物。例如：具有双酚A和N-正丁基-氮杂-2,2-二甲氧基硅环戊烷（SIB1932.4）的水份固化环氧体系（图一），双环氧硅氧烷（DMS-E09）和N-甲基-氮杂-2,2,4-三甲基硅环戊烷（SIM6501.4）在以水份为引发剂的产生的链增长（图二）。
正是因为有机硅产品独特的结构特征，使得其在聚合物，特别是环氧树脂的相间反应时，起到提供交联，表面改性，增大复合强度，提高机械强度等作用。GELEST作为美国先进的有机硅生产商，在这方面有着丰厚的生产经验及应用研究。上海迈瑞尔化学技术有限公司作为其中国独家代理，致力于将优秀的产品提供给国内的材料研究者，并提供专业的服务及技术支持。
Difunctional and Multifunctional EpoxyTerminated Silicones
双官能和多功能环氧封端硅酮
这些包括具有离散结构的较低分子量的硅氧烷和具有环氧侧链或环氧封端的较高分子量的硅氧烷。根据特定的结构和配方，它们选择性地具有与硅树脂相关的各种性能-低应力，低温性能，介电性能和脱模性。固化的有机硅改性的环氧树脂的性能从亲水性到疏水性不等，具体取决于环氧含量，取代度和形成二醇的环氧化物的开环度。环应变的环氧基环己基比环氧基丙氧基更具反应性，并且与亲核体发生热或化学诱导的反应，亲核体包括质子表面，例如聚丙烯酸酯树脂的纤维素。
环氧官能有机硅与常规环氧树脂的相容性各不相同。在简单的未填充系统中，需要总溶解度。对于填充系统，通常需要考虑可混溶但溶解度有限的系统，因为微相分离可以缓解应力。
具有甲氧基的环氧硅氧烷可用于改善与基材如钛，玻璃或硅的粘合性。它们还可以通过在暴露于湿气时形成硅氧烷交联键来提高涂料的耐化学性。
4-异丙基-4’-甲基二苯基碘鎓四(五氟苯基)硼酸盐OMBO037可以用作脂环族环氧化合物的UV引发剂。带有环氧基团的硅氧烷与聚硅氧烷的共聚物可以用作亲水的纺织品整理剂。
硅树脂改性剂-单功能性硅
硅氧烷和硅氧烷稀释剂可以降低环氧体系的粘度，并降低表面张力，从而易于处理，有利于提高填料填充量以及预浸料和精细结构部件的渗透性。分子量足够高以被认为是聚合物的单官能硅氧烷化合物有时被称为大分子单体。大分子单体与传统单体的共聚提供了获得具有通常与接枝相似性能的聚合物的途径。用含硅的大分子单体对有机聚合物进行改性已应用于汽车涂料和颜料中。
脂环族硅烷和硅酮
这些材料以脂环族和硅氧烷结构的组合为特征，具有出色的耐候性，受控的释放和摩擦系数以及出色的电性能。它们可以通过阳离子UV光引发剂或常规的环氧固化剂进行固化。在阳离子UV固化系统中，脂环族环氧硅树脂将反应性稀释剂的特性与表面活性剂的特性相结合。释放性能可用于制造多层膜的牺牲层。如果在紫外线固化配方中使用高含量的环氧官能有机硅，则优选具有疏水取代基的阳离子光引发剂。
光引发剂
Gelest提供疏水且可溶于有机硅系统的阳离子和长波紫外线引发剂。
硅烷和硅酮固化剂
双官能硅氧烷固化剂包括具有二胺，多胺结构和二酐结构的硅氧烷和硅酮。
有机硅烷改性的二氧化硅纳米粒子
用硅烷对20nm至1μm的一系列二氧化硅结构进行改性，减少羟基含量以促进分散性或引入孤立的仲胺基改性的单层结构可控制与树脂的相互作用。维持低含量羟基的系统可改善的电性能。引入低含量的仲胺可改善机械性能，特别是在高湿度环境中。
来源： 新材料科技资讯 氟硅材料
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最后编辑时间为: 2020-04-10 00:26 Friday
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