CN102516924A - 一种导电型的有机硅压敏胶乳液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种导电型的有机硅压敏胶乳液及其制备方法。所述导电型的有机硅压敏胶乳液由硅橡胶乳液、MQ硅树脂乳液、导电粒子水分散液、交联剂和有机锡催化剂组成,MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液的重量比为(40~60):(60~40),导电粒子加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的10-50%,交联剂加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的1~10%,有机锡催化剂加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的0.1~1%,其中带电粒子分散体系为胶体石墨水分散体系或超细导电金属粒子水分散体系。本发明的导电型的有机硅压敏胶乳液在水分蒸发后固化形成具有良好导电性的耐高温有机硅压敏胶弹性体薄膜。
Description
技术领域
本发明属于有机硅压敏胶粘合剂制备技术领域,具体涉及一种导电型的有机硅压敏胶乳液及其制备方法。
背景技术
有机硅压敏胶是一种新型的具有广阔发展前景的胶粘剂。它不仅具有压敏胶所必须的良好的粘结强度和初粘性,还有许多独特的性能:(1)对高能和低能表面材料具有良好的粘附性 (2)具有突出的耐高低温性能,可在-73℃~296℃之间长期使用。(3)具有良好的化学惰性,使用寿命长,同时具有突出的耐湿性和电性能。(4)具有一定的液体可渗透性和生物惰性,可用于治疗药物与人的皮肤的粘接。
有机硅压敏胶作为一种新型的粘接材料,由于其具有的独特优异的性能,获得了越来越广泛的应用。它的发展有几个趋势,从环保的观点看,有机硅PSA由低固含量向高固含量和无溶剂型发展,以适应当今越来越严格的环保要求;从节能的观点看,固化形式逐渐由高温固化(过氧化物型)向较低温固化(加成型)和常温固化(湿固化型)发展。
目前应用最广泛和技术最成熟的是低固含量(50-60%)的溶剂型有机硅压敏胶,它从固化形式上可以分为两大类:高温过氧化物固化型和低温加成固化型。这两类产品国外都有大量的相关专利报道。而环保型的乳液有机硅压敏胶目前国内外还没有相关文献的报道。
乳液型有机硅压敏胶是基于已知的水性有机硅橡胶的制备技术而提出的。水性有机硅橡胶一般是通过乳液聚合制备高摩尔质量的反应型聚硅氧烷(一般是羟基封端聚二甲基硅氧烷)乳液,然后用碱或酸中和,再加入交联剂、催化剂、填料及颜料等,混合均匀;使用过程中,通过水分蒸发即得弹性体。
专利CN1863845A(2006)和USP2007116969A1(2007)报道了用MQ硅氧烷树脂增强的硅氧烷弹性体乳液的制备方法,该乳液主要包括三个组分:(1)直链羟基封端的聚二有机硅氧烷;(2)MQ硅氧烷树脂;(3)多官能团的聚硅氧烷交联剂。采用机械法混合各成分,添加乳化剂和水到该混合物中,调节该乳液的pH到酸性或碱性pH,反应后得到含水硅氧烷乳液。制备的含水硅氧烷乳液在水分蒸发后形成一种树脂增强的弹性体膜。
USP4554187(1985)报道了乳液聚合法制备高摩尔质量的羟基封端聚二甲基硅氧烷以及乳液型硅氧烷树脂和乳液型的有机锡催化剂的制备方法,将上述组分混合得到稳定的硅氧烷弹性体乳液。
上述文献所制备的弹性体乳液主要用作高档防水涂料和密封胶,弹性体膜不具有压敏胶的压敏性特征。
目前关于导电型压敏胶的文献都是以丙烯酸酯材料做基料制备的,专利ZL20078 0028400.1介绍了一种3M公司的一种导电压敏粘合剂,主要采用丙烯酸共聚单体和导电填充材料包括碳材料和表面涂覆导电金属的高分子或无机薄片或球,得到具有良好导电性的压敏胶粘剂。文献铜粉导电丙烯酸酯压敏胶的研制(王继虎等,绝缘材料,2005(1):19-21)和镍粉导电丙烯酸压敏胶的研究(王继虎等,绝缘材料,2006(5):4-6)分别介绍了用不同的导电金属粒子与溶剂型丙烯酸压敏胶进行掺杂研究其导电性。
关于导电型有机硅的文献都是关于制备导电的硅橡胶制品和高温固化有机硅粘合剂。专利ZL200810203319.9介绍了一种有机硅导电胶的制备方法,,组成包括有机硅树脂和硅橡胶组成物、有机溶剂和导电银粉,得到具有高柔韧性和高冲击强度的导电粘合剂,可用于耐高温的电子元器件的粘结,它的不足是有有机溶剂且高温固化。
专利ZL03809897.0介绍了一种导电硅橡胶组合物,包括含乙烯基的有机聚硅氧烷,含氢硅油和铂基催化剂,金属基导电填料超细银薄片,表面活性剂处理的球形硅橡胶颗粒,得到较小永久形变和高度导电的低温硫化硅橡胶材料。
综上所述,目前的导电压敏胶都是以丙烯酸乳液为基体材料而制备的,而导电型的有机硅材料都不具有压敏胶的特性,因此本发明是为了解决有机硅压敏胶乳液与导电材料有机硅的复配技术而提出的。
发明内容
本发明的目的是为了解决有机硅压敏胶乳液与导电材料的复配技术而提出的一种导电型的有机硅压敏胶乳液的制备方法。
本发明的目的之二在于提供上述的一种导电型的有机硅压敏胶乳液制备方法。
本发明的技术方案
一种导电型的有机硅压敏胶乳液,由硅橡胶乳液、MQ硅树脂乳液、导电粒子分散液、有机硅氧烷交联剂和有机锡催化剂组成;
所述的MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液的重量比为(40~60):(60~40);
所述的导电粒子分散液的加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的10-50%;
所述的有机硅氧烷交联剂加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的1~10%;
所述的有机锡催化剂的加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的0.1~1%;
其中:
所述的导电粒子分散液为胶体石墨水分散液和超细导电金属粒子水分散液;
所述的超细金属粒子水分散液为粒径小于1μm的超细银粉、超细铜粉或超细银包铜粉在水中形成的稳定分散体系;
所述的导电胶体石墨水分散液采用以下方法制备:60g去离子水中加入羧甲基纤维素钠0.1g,黄糊精1g,十二烷基磺酸钠0.2g,搅拌溶解后,加入2000目(6.4μm)的胶体石墨40g,高速分散后形成导电胶体石墨水分散液。
所述的导电金属粒子水分散液采用以下方法制备:将超细粉末10g(粒径小于1μm),加入到40g水中,加入水的质量分数5%的聚乙烯吡咯烷酮和2%的吐温80,先搅拌均匀后超声分散2h,得到超细金属粒子水分散液。
所述的MQ硅树脂乳液通过作为M基团的六甲基二硅氧烷与作为Q基团的正硅酸乙酯或水玻璃进行水解缩合而成,M基团与Q基团的摩尔比为(0.6~1.0):1, MQ硅树脂的数均分子量Mn为2000~6000;
所述的硅橡胶乳液可以采用市售的采用乳液聚合法生产的产品,以可以采用羟基封端聚二甲基硅氧烷为基胶,通过机械法乳化制备而成。乳液聚合法制备硅橡胶乳液,是以六甲基环三硅氧烷(D3)、八甲基环四硅氧烷(D4)、四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D4 Vi)或甲基环硅氧烷混合物(DMC)为原料,阴离子和非离子表面活性剂为乳化剂,胺或碱为催化剂,基环硅氧烷混合物为原料,通过乳液聚合法制备而成,乙烯基的总数占硅原子数的0~1%,其粘度为100 mm2/s~1×105 mm2/s;
所述的有机硅氧烷交联剂是具有三个活性官能团的有机硅氧烷交联剂,为乙烯基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷或甲基三乙酰氧基硅烷;
所述的有机锡催化剂为二丁基二月桂酸锡、二丁基二醋酸锡、二辛基二月桂酸锡或辛酸亚锡。
上述的一种导电型的有机硅压敏胶乳液的制备方法,具体步骤如下:
(1)、MQ硅树脂乳液的制备
首先将作为M基团的六甲基二硅氧烷在酸性条件下水解,在70℃-75℃水浴温度下加热30-40min,然后滴加作为Q基团的正硅酸乙酯或水玻璃发生水解缩合反应,控制M基团与Q基团的摩尔比为(0.6~1.0):1,水洗、分离、萃取,即得所需的MQ硅树脂;
将MQ硅树脂溶解于二氯甲烷溶液中,搅拌状态下滴加到含有烷基苯磺酸盐和烷基酚聚氧乙烯醚((OP-10))的水溶液中,加热蒸馏出二氯甲烷溶剂,即得到MQ硅树脂乳液;
(2)、将步骤(1)得到的MQ硅树脂乳液、硅橡胶乳液、导电粒子水分散液、硅烷交联剂、有机锡催化剂分别加入容器中在室温下搅拌混合后得混合物乳液,用氨水或氢氧化钾调节混合物乳液的pH值9,然后在75-85℃温度下反应1~5h,降温即得一种导电型的有机硅压敏胶乳液;
其中,所述的MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液的重量比为(40~60):(60~40),导电粒子加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的10-50%,交联剂加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的1~10%,有机锡催化剂加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的0.1~1%。
上述的一种导电型的有机硅压敏胶乳液用于制备一种具有导电型的有机硅压敏胶弹性体薄膜的应用,即将导电型有机硅压敏胶乳液涂布于聚合物基材上,在环境温度或加热80℃条件下挥发水分后,即得到一种具有导电型的有机硅压敏胶弹性体薄膜。
本发明的内容的具体解释如下:
本发明中,作为硅橡胶乳液用的高分子量的羟基封端聚二甲基硅氧烷乳液,其制备方法是已知的。硅橡胶乳液一般通过两种方法制备。一是通过乳液聚合法制备高分子量的反应型聚硅氧烷(一般是羟基封端的聚二甲基硅氧烷)乳液,然后用碱或酸中和,再加入交联剂、催化剂、填料及颜料等,混合均匀;使用过程中,通过水分蒸发即得弹性体。
聚硅氧烷乳液可以用六甲基环三硅氧烷(D3)、四甲基四乙烯基环四硅氧烷(D4 Vi)、八甲基环四硅氧烷(D4)或甲基环硅氧烷混合物(DMC)为原料,酸或碱为催化剂制备;也可由低粘度的羟基硅油制备。所用交联剂、催化剂、填料等与传统的RTV硅橡胶大致相同。
二是通过机械法将一定摩尔质量的反应性聚硅氧烷乳化,然后加入交联剂、催化剂及填料等,混合均匀,水分蒸发后即得弹性体。
一般来说,通过乳液聚合制成的乳液,其稳定性优于由机械乳化法制得的乳液。硅橡胶乳液中乙烯基和苯基的总数占硅原子数的0~5%,硅橡胶乳液的粘度控制在100 mm2/s~1×105 mm2/s。
本发明中,所用的MQ硅树脂乳液的制备方法主要包括两步,第一步制备白色粉末状的MQ树脂,第二步将MQ树脂溶解和乳化。制备白色粉末状的MQ硅树脂的方法是已知的,但本发明制备的MQ硅树脂对分子量有特定要求,其在甲苯溶液中呈现纳米尺度的分散状态,只有在此分子量范围内的MQ树脂具有较好的增粘和增强效果。
本发明中,MQ硅树脂乳液通过以下方法制备:以水玻璃或正乙酯作为四官能团(Q 基团)的有机硅氧烷链节SiO4/ 2,六甲基二硅氧烷作为单官能团(M 基团),控制M/Q比为0.6~1.0,通过水解、缩聚和萃取工艺,得到MQ硅树脂数均分子量Mn=2000~6000,其中,分子量小于2000,在甲苯或二甲苯中呈完全溶解的状态,分子量大于6000,由于凝胶生成产物不溶解或难溶解于溶剂中,因此控制MQ树脂的分子量是关键的步骤,要求得到产物在甲苯或二甲苯溶剂中呈现纳米尺度的分散状态。
MQ树脂可以溶解于有机溶剂中,如芳香烃、脂肪烃、氯代烃和醇,但不溶于水。本发明采用将MQ树脂溶解到有机溶剂中,在剧烈搅拌下滴加到含有阴离子和非离子表面活性剂的水溶液中,加热溜出有机溶剂,得到MQ树脂乳液。
虽然线型聚硅氧烷的端硅羟基之间表现出一定的反应活性,但是其反应速度较慢;而交联剂在水解以后,硅醇基之间活性相对较高,易形成自身交联,导致有机硅固化剂的固化效率降低。因而在此过程中有效的催化剂就显示出不可忽视的作用。
在本发明中,为了使固化后的有机硅压敏胶具有良好的导电性,需要加入导电微粒,常见的掺杂型的导电粒子有:导电碳材料:导电炭黑、导电石墨;导电金属粉末,主要包括超细的镍粉、铜粉、银粉和金粉,铜粉虽然具有良好的导电性,但超细微粉表面活性高,易氧化,因此需要对其表面进行改性或镀一层银粉,提高导电性和铜粉的稳定性,也就是超细银包铜微粉;有时为了降低成本同时提高聚合物的导电性,采用在无机材料如空心玻璃微珠,二氧化硅微粉,玻璃纤维等表面涂覆或镀一层高导电性的银粉或金粉,使这些掺杂粉末同时具有补强效果和导电性,在本发明中,我们选择超细的胶体石墨和超细银粉末、超细铜粉末和超细银包铜粉末作为导电掺杂料,为了提高这些掺杂导电粉末在乳液中的稳定性,采用表面活性剂和稳定剂对导电粉末进行预处理,
由于用有机锡为催化剂制备的硅橡胶具有贮存稳定性良好的特点,因此,它已广泛用作无溶剂RTV 硅橡胶和RTV 水性硅橡胶的催化剂。常见的有机锡催化剂有主要包括:二丁基二月桂酸锡、二丁基二醋酸锡、二辛基二月桂酸锡和辛酸亚锡。有机锡催化剂用量为硅树脂乳液和硅橡胶乳液总量的0.1-1%,有机锡催化剂能够促进在环境中的微量水分作用下烷氧基团的交联反应,为了提高有机锡催化剂在乳液中的分散性,需要对其进行预乳化,其具体方法是将有机锡催化剂在剧烈搅拌条件下缓慢滴加到含有非离子表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)的水溶液中。
本发明的有益效果
本发明的一种导电型的有机硅压敏胶乳液,由于采用了乳液型的有机硅橡胶和水性化的MQ树脂、稳定的导电粒子水分散体系,得到了一种具有良好导电型的有机硅压敏胶乳液,除了具有无毒、环保的特点,同时还具有良好的导电性,并且保持了其良好的初粘性和粘接强度。可广泛的应用于需要耐高温的电子元器件的制备。
另外,本发明的一种导电型的有机硅压敏胶乳液涂布于聚合物基材上,在80℃下挥发水分后得到一种导电型的聚硅氧烷弹性体膜经测定体积电阻率1×10-2~2×102Ωcm,经测定剥离强度1.5~5N/25cm。
具体实施方式
下面用实施例给出了对本发明更详细的说明,有助于理解本发明。然而,不应将此解释为对本发明范围的限制。
实施例1
一种导电型的有机硅压敏胶乳液,由硅橡胶乳液、MQ硅树脂乳液、导电粒子分散液、交联剂和有机锡催化剂组成;
所述的MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液的重量比为50:50;
所述的导电粒子分散液的加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的50%;
所述的有机硅氧烷交联剂的加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的5%;
所述的有机锡催化剂的加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的0.5%;
其中:
所述的导电粒子分散液为胶体石墨水分散液;
所述的MQ硅树脂乳液通过作为M基团的六甲基二硅氧烷与作为Q基团的正硅酸乙酯或水玻璃进行水解缩合而成,M基团与Q基团的摩尔比为1.0:1,MQ硅树脂的数均分子量Mn为2000;
所述的硅橡胶乳液为羟基封端聚二甲基硅氧烷乳液;
所述的有机硅氧烷交联剂是具有三个活性官能团的有机硅氧烷交联剂,为氨丙基三乙氧基硅烷;
所述的有机锡催化剂为二丁基二月桂酸锡。
上述的一种导电型的有机硅压敏胶乳液的制备方法,包括如下步骤:
(1)、MQ硅树脂乳液的制备
在三颈瓶中加入180g水、120g浓HCl、40g乙醇和250g六甲基二硅氧烷,开启搅拌,控制温度70℃,水浴加热30min,缓慢滴加硅酸乙酯70g,控制滴入时间大于1h,滴加完成后继续搅拌30min进行共水解,加入萃取剂甲苯萃取反应产物,然后在76℃下回流,控制回流时间3h;停止加热和搅拌,将反应后的溶液倒入分液漏斗,静置分层;将下层水溶液分离,水洗上层甲苯溶液至pH为中性,然后用无水氯化钙干燥至澄清透明,油浴加热至120℃,对有机溶液进行蒸馏,并抽真空至馏出大部分溶剂,得到白色粉末状MQ树脂120g,GPC表征其分子量为4500,在甲苯溶液中呈现纳米分散状态;
将100g上述合成的MQ树脂溶解到200g二氯乙烷中,在剧烈搅拌条件下滴加到300ml含有乳化剂十二烷基磺酸钠和OP-10的水溶液中,其中十二烷基磺酸钠的浓度2%,OP-10的浓度为2%,滴加完成后升高温度,使二氯乙烷挥发,得到固含量为40%的MQ树脂乳液,乳液粘度3×103 mm2/s;
(2)、硅橡胶乳液,即高分子量的羟基封端聚二甲基硅氧烷乳液的制备
将1.5g十二烷基磺酸钠和1.5g OP-10分别加入到56g水中溶解,加入1.5g磺酸调节水溶液pH值,35g八甲基环四硅氧烷在高速搅拌下滴加到水溶液中,形成稳定的预乳液,预乳液在80℃反应5h,60℃反应24h,降温冷却后,用1.5g 50%三乙醇胺中和,得到固含量为40%的聚二甲基硅氧烷乳液100g,乳液粘度2×104 mm2/s;
(3)、在三口瓶内加入步骤(2)所得的羟基封端聚二甲基硅氧烷乳液50g,步骤(1)所得的MQ树脂乳液50g,胶体石墨水分散液50g(固含量40%),氨丙基三乙氧基硅烷5g,有机锡催化剂乳液5g(含二丁基二月桂酸锡0.5g),在室温下搅拌混合,用氨水调节混合乳液的pH为9,80℃反应3h,冷却后得到一种导电型的有机硅压敏胶乳液。
上述所得的一种导电型的有机硅压敏胶乳液,固含量42%。
将上述所得的一种导电型的有机硅压敏胶乳液涂布于聚合物基材上,在环境温度下挥发水分后得到一种导电型的聚硅氧烷弹性体膜,采用ASTM D2739-72(1984)的方法测定体积电阻率2×102Ωcm,采用GB 2792-81的方法测定剥离强度1.5 N/25cm。
实施例2
一种导电型的有机硅压敏胶乳液,由硅橡胶乳液MQ硅树脂乳液、导电粒子分散液、交联剂和有机锡催化剂组成;
所述的MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液的重量比为60:40;
所述的导电粒子分散液的加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的50%;
所述的有机硅氧烷交联剂的加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的5%;
所述的有机锡催化剂的加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的1%;
其中:
所述的导电粒子分散液为超细导电铜粉水分散液;
所述的MQ硅树脂乳液通过作为M基团的六甲基二硅氧烷与作为Q基团的正硅酸乙酯或水玻璃进行水解缩合而成,M基团与Q基团的摩尔比为0.6:1,MQ硅树脂的数均分子量Mn为6000;
所述的硅橡胶乳液为羟基封端聚二甲基硅氧烷乳液;
所述的有机硅氧烷交联剂为氨丙基三乙氧基硅烷;
所述的有机锡催化剂为二丁基二月桂酸锡。
上述的一种导电型的有机硅压敏胶乳液的制备方法,包括如下步骤:
(1)、MQ硅树脂乳液的制备
同实施例1;
(2)、硅橡胶乳液,即高分子量的羟基封端聚二甲基硅氧烷乳液的制备
同实施例1;
(3)、在三口瓶内加入步骤(2)所得的羟基封端聚二甲基硅氧烷乳液40g,步骤(1)所得的MQ树脂乳液60g,超细铜粉水分散液50g(固含量20%),氨丙基三乙氧基硅烷5g,有机锡催化剂乳液10g(含二丁基二月桂酸锡1.0g),在室温下搅拌混合,用10%KOH溶液调节混合乳液的pH为9,80℃反应1h,冷却后得到一种导电型的有机硅压敏胶乳液。
上述所得的一种导电型的有机硅压敏胶乳液,固含量35%。
将上述所得的一种导电型的有机硅压敏胶乳液涂布于聚合物基材上,在环境温度下挥发水分后得到一种导电型的聚硅氧烷弹性体膜,采用ASTM D2739-72(1984)的方法测定体积电阻率50Ωcm,采用GB 2792-81的方法测定剥离强度3 N/25cm。
实施例3
一种导电型的有机硅压敏胶乳液,由硅橡胶乳液、MQ硅树脂乳液、导电粒子分散液、交联剂和有机锡催化剂组成;
所述的MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液的重量比为40:60;
所述的导电粒子分散液的加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的10%;
所述的有机硅氧烷交联剂的加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的10%;
所述的有机锡催化剂的加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的0.1%;
其中:
所述的导电粒子分散体液为超细导电银粉水分散液;
所述的MQ硅树脂乳液通过作为M基团的六甲基二硅氧烷与作为Q基团的正硅酸乙酯或水玻璃进行水解缩合而成,M基团与Q基团的摩尔比为0.8:1,MQ硅树脂的数均分子量Mn为3000;
所述的硅橡胶乳液为羟基封端聚二甲基硅氧烷乳液;
所述的有机硅氧烷交联剂为氨丙基三乙氧基硅烷;
所述的有机锡催化剂为辛酸亚锡。
上述的一种导电型的有机硅压敏胶乳液的制备方法,包括如下步骤:
(1)、MQ硅树脂乳液的制备
同实施例1;
(2)、硅橡胶乳液,即高分子量的羟基封端聚二甲基硅氧烷乳液的制备
同实施例1;
(3)、在三口瓶内加入步骤(2)所得的羟基封端聚二甲基硅氧烷乳液60g,步骤(1)所得的MQ树脂乳液40g,超细银粉水分散液10g(固含量20%),氨丙基三乙氧基硅烷10g,有机锡催化剂乳液1g(含辛酸亚锡0.1g),在室温下搅拌混合,用三乙胺调节混合乳液的pH为9,80℃反应1h,冷却后得到一种导电型的有机硅压敏胶乳液。
上述所得的一种导电型的有机硅压敏胶乳液,固含量40%。
将上述所得的一种导电型的有机硅压敏胶乳液涂布于聚合物基材上,在环境温度下挥发水分后得到一种导电型的聚硅氧烷弹性体膜,采用ASTM D2739-72(1984)的方法测定体积电阻率1×10-2Ωcm,采用GB 2792-81的方法测定剥离强度4.5N/25cm。
实施例4
一种导电型的有机硅压敏胶乳液,由硅橡胶乳液、MQ硅树脂乳液、导电粒子分散液、交联剂和有机锡催化剂组成;
所述的MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液的重量比为50:50;
所述的导电粒子分散液的加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的25%;
所述的有机硅氧烷交联剂的加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的1%;
所述的有机锡催化剂的加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的1%;
其中:
所述的导电粒子分散液为超细银包铜粉水分散液;
所述的MQ硅树脂乳液通过作为M基团的六甲基二硅氧烷与作为Q基团的正硅酸乙酯或水玻璃进行水解缩合而成,M基团与Q基团的摩尔比为0.7:1,MQ硅树脂的数均分子量Mn为5000;
所述的硅橡胶乳液为羟基封端聚二甲基硅氧烷乳液;
所述的有机硅氧烷交联剂为氨丙基三乙氧基硅烷;
所述的有机锡催化剂为二丁基二月桂酸锡。
上述的一种导电型的有机硅压敏胶乳液的制备方法,包括如下步骤:
(1)、MQ硅树脂乳液的制备
同实施例1;
(2)、硅橡胶乳液,即高分子量的羟基封端聚二甲基硅氧烷乳液的制备
同实施例1;
(3)、在三口瓶内加入市售的羟基封端聚二甲基硅氧烷乳液50g(山东大易化工有限公司,DY-OH301),步骤(1)所得的MQ树脂乳液50g,超细银包铜粉水分散液25g(固含量20%),氨丙基三乙氧基硅烷1g,有机锡催化剂乳液10g(含二丁基二月桂酸锡1g),在室温下搅拌混合,用氨水调节混合乳液的pH为9,80℃反应3h,冷却后得到一种导电型的有机硅压敏胶乳液。
上述所得的一种导电型的有机硅压敏胶乳液,固含量35%。
将上述所得的一种导电型的有机硅压敏胶乳液涂布于聚合物基材上,在环境温度下挥发水分后得到一种导电型的聚硅氧烷弹性体膜,采用ASTM D2739-72(1984)的方法测定体积电阻率1×10-1Ωcm,采用GB 2792-81的方法测定剥离强度5N/25cm。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明,而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换,均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种导电型的有机硅压敏胶乳液,由硅橡胶乳液、MQ硅树脂乳液、导电粒子分散液、有机硅氧烷交联剂和有机锡催化剂组成;
其中所述的MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液的重量比为(40~60):(60~40);
所述的导电粒子分散液的加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的10-50%;
所述的有机硅氧烷交联剂的加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的1~10%;
所述的有机锡催化剂的加入量为MQ硅树脂乳液和硅橡胶乳液总重量的0.1~1%;
其中:
所述的MQ硅树脂乳液通过作为M基团的六甲基二硅氧烷与作为Q基团的正硅酸乙酯或水玻璃进行水解缩合而成,M基团与Q基团的摩尔比为(0.6~1.0):1,MQ硅树脂的数均分子量Mn为2000~6000;
所述的硅橡胶乳液为羟基封端聚二甲基硅氧烷乳液,其中乙烯基的总数占硅原子数的0~1%,其粘度为100mm2/s~1×105mm2/s;
所述的导电粒子分散液为胶体石墨水分散液或超细导电金属粒子水分散液;
所述的有机硅氧烷交联剂是具有三个活性官能团的有机硅氧烷交联剂,为乙烯基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷或甲基三乙酰氧基硅烷;
所述的有机锡催化剂为二丁基二月桂酸锡、二丁基二醋酸锡、二辛基二月桂酸锡或辛酸亚锡。
2.如权利要求1所述的一种导电型的有机硅压敏胶乳液,其特征在于所述的硅橡胶乳液是以六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷或甲基环硅氧烷混合物为原料,通过乳液聚合法制备而成。
3.如权利要求1所述的一种导电型的有机硅压敏胶乳液,其特征在于所述的导电胶体石墨水分散液采用以下方法制备:
即在60g去离子水中加入羧甲基纤维素钠0.1g,黄糊精1g,十二烷基磺酸钠0.2g,搅拌溶解后,加入2000目(6.4μm)的胶体石墨40g,高速分散后形成稳定的导电胶体石墨水分散液。
4.如权利要求1所述的一种导电型的有机硅压敏胶乳液,其特征在于所述的超细导电金属粒子水分散液采用以下方法制备:
即将粒径小于1μm的超细金属粉末10g,加入到40g水中,加入水的质量分数5%的聚乙烯吡咯烷酮和2%的吐温80,先搅拌均匀后超声分散2h,得到稳定的超细导电金属粒子水分散液。
5.如权利要求1所述的一种导电型的有机硅压敏胶乳液,其特征在于所述的超细导电金属粒子水分散液的制备过程中所用的超细金属粉末为超细银粉末、超细铜粉末或超细银包铜粉末。
6.如权利要求1~5任一权利要求所述的一种导电型的有机硅压敏胶乳液的制备方法,其特征在于具体包括如下步骤:
(1)、MQ硅树脂乳液的制备
首先将作为M基团的六甲基二硅氧烷在酸性条件下水解,在70℃-75℃水浴温度下加热30-40min,然后滴加作为Q基团的正硅酸乙酯或硅酸钠发生水解缩合反应,控制M基团与Q基团的摩尔比为(0.6~1.0):1,水洗、分离、萃取,即得所需的MQ硅树脂;
将MQ硅树脂溶解于二氯甲烷溶液中,搅拌状态下滴加到含有烷基苯磺酸盐和烷基酚聚氧乙烯醚的水溶液中,加热蒸馏出二氯甲烷溶剂,即得到MQ硅树脂乳液;
(2)、将步骤(1)得到的MQ硅树脂乳液、硅橡胶乳液、导电粒子水分散液、有机硅氧烷交联剂、有机锡催化剂分别加入容器中在室温下搅拌混合后得混合物乳液,用氨水或氢氧化钾调节混合物乳液的pH值9,然后在75-85℃温度下反应1~5h,降温即得一种导电型的有机硅压敏胶乳液。
7.如权利要求1~5任一权利要求所述的一种导电型的有机硅压敏胶乳液用于制备一种具有导电型的有机硅压敏胶弹性体薄膜,其特征在于将导电型有机硅压敏胶乳液涂布于聚合物基材上,在环境温度或加热80℃条件下挥发水分后,即得到一种具有导电型的有机硅压敏胶弹性体薄膜。
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