CN101565600A - 低硬度高柔韧性的双组分缩合型有机硅灌封胶组合物 - Google Patents

Abstract

本发明主要涉及一种灌封胶，尤其是指一种用于LED显示屏模块的灌封且具有低硬度高柔韧性的双组分缩合型有机硅灌封胶组合物；其包括一A组分及一B组分；其中该A组分由基础聚合物、填料、增塑剂及深层固化剂组成；又该B组分则由交联剂、增粘剂及催化剂组成；且藉由该A、B组分按照设计的比例混合，发生交联反应，以达到其运用于LED显示屏模块灌封，LED灯管反复弯折，不会造成胶层开裂，提供优异的防水防潮性能的效果。

Description

低硬度高柔韧性的双组分缩合型有机硅灌封胶组合物

技术领域

本发明主要涉及一种灌封胶，尤其是指一种用于LED显示屏模块的灌封且具有低硬度高柔韧性的双组分缩合型有机硅灌封胶组合物。

背景技术

LED电子显示屏作为一种现代电子媒体，以其灵活的显示面积(可分割、任意拼装)、高亮度、长寿命、大容量、数字化、实时性的特点，是其他任何一种媒体所不可替代的。基于室外屏工作环境相对复杂，为保证其长时间稳定运行，常见的防护措施有：防水、防静电、防雷击、防风、防潮、防冻等；

室温硫化硅橡胶是六十年代问世的一种新型的有机硅弹性体，这种橡胶的最显著特点是在室温下无须加热、如压即可就地固化，使用极其方便。因此，一问世就迅成为整个有机硅产品的一个重要组成部分，现在室温硫化硅橡胶已广泛用作粘合剂、密封剂、防护涂料、灌封和制模材料，在各行各业中都有它的用途，室温硫化硅橡胶由于分子量较低，因此素有液体硅橡胶之称，其物理形态通常为可流动的流体或粘稠的膏状物；其粘度在100～1000000厘沲之间，根据使用的要求，可把硫化前的胶料配成自动流平的灌注料或不流淌但可涂刮的腻子；室温硫化硅橡胶所用的填料与高温硫化硅橡胶类似，采用白炭黑补强，使硫化胶具有10～60公斤/厘米2扯断强度，填加不同的添加剂可使胶料具有不同的比重、硬度、强度、流动性和触变性，以及使硫化胶具有阻燃、导电、导热、耐烧蚀等各种特殊性能；室温硫化硅橡胶按其包装方式可分为单组分和双组分室温硫化硅橡胶，按硫化机理又可分为缩合型和加成型；因此，室温硫化硅橡胶按成分、硫化机理和使用工艺不同可分为三大类型，即单组分室温硫化硅橡胶、双组分缩合型室温硫化硅橡胶＞和双组分加成型室温硫化硅橡胶；

然，缩合型室温硫化硅橡胶应用于各种电子元器件模块的灌封是非常普遍的。其具有非常优异的粘接性和整体固化性能，因而适用于大面积模块的灌封，特别是LED显示屏模块的灌封；LED显示屏在清洗或者搬运过程中，LED灯管受碰触，容易发生弯折，导致灌封的胶层开裂，从而影响防水防潮性能。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种低硬度高柔韧性的双组分缩合型有机硅灌封胶组合物，其包括一A组分及一B组分；其中该A组分由基础聚合物、填料、增塑剂及深层固化剂组成；又该B组分则由交联剂、增粘剂及催化剂组成；且藉由该A、B组分按照设计的比例混合，发生交联反应，以达到其运用于LED显示屏模块灌封，LED灯管反复弯折，不会造成胶层开裂，提供优异的防水防潮性能。

为了达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种低硬度高柔韧性双组分缩合型有机硅灌封胶组合物，以A、B组分按照设计的比例混合，会发生交联反应，硫化成橡胶弹性体；该A、B组分混合比例可在100∶5～100∶10范围内改变；其中，该A组分由基础聚合物、填料、增塑剂及深层固化剂组成；又，该B组分则由交联剂、增粘剂及催化剂组成；

其中，该基础聚合物主要为α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，俗称107胶，粘度范围在700~20000cs之间；为适用于LED显示屏模块灌封，要求灌封产品具有优异的排泡性和流平性，低粘度107胶使灌封产品具有较低的粘度，从而保证较好的流平性，但同时粘度降低，硬度会增加。本发明选用粘度范围在1500～5000cs的107；又，

该填充粉料分别为补强填料，如沉淀法白碳黑、石英粉、表面经硬脂酸处理的碳酸钙、硅微粉等，表面处理化合物可从脂肪酸、硅氮烷、硅氧烷和有机金属偶联剂中选择；如硬脂酸、六甲基二硅氮烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷，、钛酸酯和铝酸酯等；导热填料如氧化铝、氧化锌，二氧化钛等；阻燃填料如氢氧化铝、氢氧化镁等；颜料如碳黑、铁黑中的至少一种；进一步，本发明采用碳黑为颜料，硬脂酸处理的碳酸钙为补强填料，粒径小于2μ；再，

该增塑剂及稀释剂为低粘度的二甲基硅油，可以降低粘度和改善柔韧性；又，

该深层固化促进剂为水、含水量在4％以上的沉淀法白炭黑、有机磷酸金属盐等；再，

该交联剂为含有烷氧基基团的硅氧烷化合物，包括四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷中的至少一种。通过降低硅氧烷基团的数目，可降低交联密度，延长可操作时间，降低硅橡胶的硬度，提高柔韧性。同时增加烷氧基中的碳原子数目，也可延长可操作时间，提高柔韧性；进一步，本发明采用二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷为交联剂，可有效的降低硅橡胶的硬度，提高柔韧性；又，

该增粘剂为含有某些特殊基团的交联剂，在交联反应中使链段中嵌入这些特殊的基团，从而赋予硅橡胶材料优越的粘接性能；通常采用的为含有胺基、酰胺基、环氧基、酰氧基或异氰酸基的烷氧基硅烷，可提高对金属、塑料、玻璃、纤维和织物的粘接性，提高硅橡胶的附着力；如γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氯丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、异氰酸丙基三乙氧基硅烷中的至少一种；再，

该催化剂主要为有机锡类螯合物，通常采用二丁基二月桂酸锡、醋酸锡、二丁基辛酸锡等中的至少一种，胺类有机硅氧烷也有促进硫化的作用，如γ-氨丙基三乙氧基硅烷等。

本发明的有益效果在于，提供一种低硬度高柔韧性的双组分缩合型有机硅灌封胶组合物，其包括一A组分及一B组分；其中该A组分由基础聚合物、填料、增塑剂及深层固化剂组成；又该B组分则由交联剂、增粘剂及催化剂组成；且藉由该A、B组分按照设计的比例混合，发生交联反应，以达到其运用于LED显示屏模块灌封，LED灯管反复弯折，不会造成胶层开裂，提供优异的防水防潮性能的效果。

具体实施方式

一种低硬度高柔韧性双组分缩合型有机硅灌封胶组合物，其包括一A组分及一B组分；其中，以A、B组分按照设计的比例混合，会发生交联反应，硫化成橡胶弹性体；该A、B组分混合比例可在100∶5～100∶10范围内改变；其中，该A组分由基础聚合物、填料、增塑剂及深层固化剂组成；又，该B组分则由交联剂、增粘剂及催化剂组成；

其中，该基础聚合物主要为α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，俗称107胶，粘度范围在700~20000cs之间；为适用于LED显示屏模块灌封，要求灌封产品具有优异的排泡性和流平性，低粘度107胶使灌封产品具有较低的粘度，从而保证较好的流平性，但同时粘度降低，硬度会增加。本发明选用粘度范围在1500～5000cs的107；又，

该填料为补强填料，如沉淀法白碳黑、石英粉、表面经硬脂酸处理的碳酸钙、硅微粉等，表面处理化合物可从脂肪酸、硅氮烷、硅氧烷和有机金属偶联剂中选择；如硬脂酸、六甲基二硅氮烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷，、钛酸酯和铝酸酯等；导热填料如氧化铝、氧化锌，二氧化钛等；阻燃填料如氢氧化铝、氢氧化镁等；颜料如碳黑、铁黑中的至少一种；进一步，本发明采用碳黑为颜料，硬脂酸处理的碳酸钙为补强填料，粒径小于2μ；再，

该增塑剂及稀释剂为低粘度的二甲基硅油，可以降低粘度和改善柔韧性；又，

该深层固化促进剂为水、含水量在4％以上的沉淀法白炭黑、有机磷酸金属盐等；再，

该交联剂为含有烷氧基基团的硅氧烷化合物，包括四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷中至少一种；通过降低硅氧烷基团的数目，可降低交联密度，延长可操作时间，降低硅橡胶的硬度，提高柔韧性。同时增加烷氧基中的碳原子数目，也可延长可操作时间，提高柔韧性；进一步，本发明采用二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷为交联剂，可有效的降低硅橡胶的硬度，提高柔韧性；又，

该增粘剂为含有某些特殊基团的交联剂，在交联反应中使链段中嵌入这些特殊的基团，从而赋予硅橡胶材料优越的粘接性能；通常采用的为含有胺基、酰胺基、环氧基、酰氧基或异氰酸基的烷氧基硅烷，可提高对金属、塑料、玻璃、纤维和织物的粘接性，提高硅橡胶的附着力；如γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氯丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、异氰酸丙基三乙氧基硅烷等；再，

该催化剂主要为有机锡类螯合物，通常采用二丁基二月桂酸锡、醋酸锡、二丁基辛酸锡等中的至少一种，胺类有机硅氧烷也有促进硫化的作用，如γ-氨丙基三乙氧基硅烷等。

本发明之另一实施方式

一种低硬度高柔韧性双组分缩合型有机硅灌封胶组合物，其中，该基胶的制作工艺：将结构控制剂六甲基二硅氮烷加入107胶中，混合均匀后加入经六甲基二硅氮烷处理的白碳黑，捏合1～2h，真空脱水混炼后冷却即得到基胶；

A组分：100份1500cs 107胶(日本信越)、50份100cs的二甲基硅油(日本信越)、50份粒径小于2μ的硬脂酸处理碳酸钙(美国特种矿物)、Raven M碳黑(美国哥伦比亚公司)、20份基胶；

B组分：10份二甲基二乙氧基硅烷、5份乙烯基三乙氧基硅烷、2份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.1份二丁基二月桂酸锡；

将制得的有机硅材料注入2mm深模具中，25℃、65％RH下按10∶1的比例进行混合，硫化交联7天后，制成哑铃型试样，按GB/T 528-1998测试标准测试其性能。

对比例1.

将上述A组分100份1500cs 107替换为5000cs107(日本信越)，同样条件下进行对比测试。(如表一)

对比例2.

将上述A组分100份1500cs 107替换为60份5000cs 107，40份1500cs107，同样条件下进行对比测试。(如表一)

对比例3.

A组分：60份5000cs 107胶，40份1500cs 107，50份100cs的二甲基硅油、50份粒径小于2μ的硬脂酸处理碳酸钙、Raven M碳黑(美国哥伦比亚公司)、20份基胶；

B组分：10份二甲基二乙氧基硅烷、3份乙烯基三乙氧基硅烷、2份乙烯基甲基二乙氧基硅烷、2份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.1份二丁基二月桂酸锡；

将制得的有机硅材料注入5mm深模具中，25℃、65％RH下按1∶1的比例进行混合，硫化交联7天后，制成哑铃型试样，按GB/T 528-1998测试标准测试其性能。(如表一)

对比例4.

A组分：60份5000cs 107胶，40份1500cs 107，50份100cs的二甲基硅油、50份粒径小于2μ的硬脂酸处理碳酸钙、Raven M碳黑(美国哥伦比亚公司)、20份基胶；

B组分：10份二甲基二乙氧基硅烷、5份乙烯基甲基二乙氧基硅烷、2份γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.1份二丁基二月桂酸锡；

将制得的有机硅材料注入5mm深模具中，25℃、65％RH下按1∶1的比例进行混合，硫化交联7天后，制成哑铃型试样，按GB/T 528-1998测试标准测试其性能。(如表一)

(表一)

Claims (8)

1、一种低硬度双组分缩合型有机硅灌封胶，其包括一A组分及一B组分；其特征在于，该A组分及该B组分于室温下混合后经缩合交联，形成高柔韧性的有机硅弹性体，其中A组分由基础聚合物、填料、增塑剂及深层固化剂组成，B组分由交联剂、增粘剂、催化剂组成。

2、根据权利要求1所述的低硬度双组分缩合型有机硅灌封胶，其特征在于，所述基础聚合物为1500～5000cp粘度范围的107胶。

3、根据权利要求1或2所述的低硬度双组分缩合型有机硅灌封胶，其特征在于，所述填料为补强填料如沉淀法白碳黑、石英粉、表面经硬脂酸处理的碳酸钙、硅微粉等，表面处理化合物可从脂肪酸、硅氮烷、硅氧烷和有机金属偶联剂中选择；如硬脂酸、六甲基二硅氮烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷，、钛酸酯和铝酸酯等；导热填料如氧化铝、氧化锌，二氧化钛等；阻燃填料如氢氧化铝、氢氧化镁等；颜料如碳黑、铁黑中的至少一种。

4、根据权利要求3所述的低硬度双组分缩合型有机硅灌封胶，其特征在于，所述交联剂为含有烷氧基基团的硅氧烷化合物，包括四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷中的至少一种。

5、根据权利要求4所述的低硬度双组分缩合型有机硅灌封胶，其特征在于，所述增粘剂为含有胺基、氯基、环氧基、酰氧基或异氰酸基的烷氧基硅烷，如γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氯丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、异氰酸丙基三乙氧基硅烷。

6、根据权利要求5所述的低硬度双组分缩合型有机硅灌封胶，其特征在于，所述催化剂主要为金属螯合物类催化剂，包括有机钛螯合物和有机锡螯合物的至少一种。

7、根据权利要求6所述的低硬度双组分缩合型有机硅灌封胶，其特征在于，可用于LED显示屏模块的灌封。

8、根据权利要求7所述的低硬度双组分缩合型有机硅灌封胶，该A、B组分的比例为100∶5～100∶10；特征在于，

该A组分包含以下组分，按重量份：

(a)100份α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷

(b)0～50份补强填料，

(c)0～50份功能填料

(d)0～20份增塑剂，如二甲基硅油等

(e)0~5份深层固化剂，如水、含水量在4％以上的沉淀法白炭黑、

有机磷酸金属盐等；

B组分包含以下组分，按重量份：

(a)100份四乙氧基硅烷

(b)0~20份偶联剂

(c)0~100份增塑剂

(d)0~5份催化剂