CN103450689A - 一种单组份导热阻燃型rtv硅橡胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单组份导热阻燃型RTV硅橡胶及其制备方法，其特点是将配方量的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，二甲基硅油，导热填料，阻燃填料，羟基清除剂，在动力混合机内，于温度130～170℃，真空度-0.09～-0.1MPa脱水共混60～240分钟获得基料；在常温下，将此基料抽真空至真空度-0.09～-0.1MPa，搅拌10min，加入配方量的交联剂，真空条件下搅拌15min～30min；加入配方量的偶联剂和催化剂，在氮气保护下搅拌10～30分钟后，真空条件下搅拌20～40min，即可包装为成品。本发明的硅橡胶可用于密封胶，其导热系数达到1.0W/(m·k），阻燃等级达到UL94V-0级别。

Description

一种单组份导热阻燃型RTV硅橡胶及其制备方法

技术领域

本发明属于硅橡胶技术领域，具体涉及一种单组份导热阻燃型RTV硅橡胶及其制备方法。

背景技术

随着电子电气、建筑和航空行业的高速发展，有机硅室温硫化硅橡胶由于具有中性性质、对基材无腐蚀性、无毒、适应性强和成本价格较低等优点，备受行业应用和研究者的青睐并获得飞速发展。同时，单组分室温硫化硅橡胶（RTV），即在室温下无需加入其它组分即可固化，使用方便，固化后收缩率小，对大多数材料粘接性能好，具有良好的耐电绝缘性、耐候性、耐屈挠性、耐高温性及耐老化性等。在建筑、电子、汽车制造等工业领域有非常广泛的应用，其发展前景非常可观。

CN1583883公开了一种RTV导热硅橡胶组合物，包含(A)两端具有可水解基团的有机聚硅氧烷，(B)在一端具有至少一个可水解基团的有机聚硅氧烷，(C)导热填料，和(D)具有可水解基团的有机硅化合物或其部分水解缩合物。该组合物即使填充大量导热填料(C)，粘度也只经历最轻微的增加，具有很好的灌注、涂覆和密封性能，适合用于单组分形式。该硅橡胶组合物并无涉及阻燃性能，且导热性能一般。

CN102627860A公开了有机硅橡胶，同时具有阻燃、高导热、耐高温和耐低温性能，可替代传统的有机硅橡胶，它包括a,ω-二乙烯基聚二甲基硅氧烷、甲基氢聚硅氧烷、氧化铈、氧化锌、三氧化二铁、氧化钛、氧化铝、羟基氧化铁、白炭黑、催化剂、助剂，它们的重量比为：10-18：1-6：1-1.25：5-25：1-3：10-12.5：1-2.5：10-25：1-2.5：0.003-1.25：0.003-1.25。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种单组份导热阻燃型RTV硅橡胶，所述硅橡胶具有优异的导热和阻燃性能。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种单组份导热阻燃型RTV硅橡胶，所述硅橡胶按质量份包括如下原料：

所述二甲基硅油的质量份例如为8份、11份、14份、18份、22份、26份、30份、34份、38份、42份、46份或49份。

所述导热填料的质量份例如为205份、210份、220份、230份、240份、250份、255份、260份、270份、275份、280份、285份、290份、295份或298份。选择该含量的导热填料既保证产品导热系数达到1.0W/（m·k）以上，又能保证产品挤出性。导热填料添加量少，则导热系数达不到要求，导热填料添加量多，则挤出性差，加工性能变差。

所述阻燃填料的质量份例如为104份、108份、112份、116份、120份、124份、128份、132份、136份、140份、144份或148份。

所述羟基清除剂的质量份例如为0.8份、1.1份、1.4份、1.7份、2份、2.3份、2.6份、2.9份、3.2份、3.5份、3.8份、4.1份、4.4份、4.7份或4.9份。

所述交联剂的质量份例如为7份、11份、14份、17份、20份、23份、26份或29份。

所述偶联剂的质量份例如为0.8份、1.1份、1.4份、1.7份、2份、2.3份、2.6份、2.9份、3.2份、3.5份、3.8份、4.1份、4.4份、4.7份或4.9份。

所述催化剂的质量份例如为0.8份、1.1份、1.4份、1.7份、2份、2.3份、2.6份、2.9份、3.2份、3.5份、3.8份、4.1份、4.4份、4.7份或4.9份。

优选地，所述硅橡胶按质量份包括如下原料：

优选地，所述硅橡胶按质量份包括如下原料：

优选地，所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为动力粘度为1500～50000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷中的任意一种或者至少两种的组合，优选动力粘度为2000～45000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷中的任意一种或者至少两种的组合，进一步优选动力粘度为3000～40000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷中的任意一种或者至少两种的组合。所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷例如为动力粘度为2500cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，动力粘度为3500cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，动力粘度为5000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，动力粘度为8000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，动力粘度为12000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，动力粘度为22000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，动力粘度为30000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，动力粘度为36000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，动力粘度为42000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，动力粘度为48000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷。

优选地，所述二甲基硅油为动力粘度为50～5000cps的二甲基硅油中的任意一种或者至少两种的混合物，优选动力粘度为60～4800cps的二甲基硅油中的任意一种或者至少两种的混合物，进一步优选动力粘度为70～4500cps的二甲基硅油中的任意一种或者至少两种的混合物。所述二甲基硅油例如为动力粘度为55cps的二甲基硅油，动力粘度为750cps的二甲基硅油，动力粘度为1050cps的二甲基硅油，动力粘度为1250cps的二甲基硅油，动力粘度为1800cps的二甲基硅油，动力粘度为2700cps的二甲基硅油，动力粘度为3500cps的二甲基硅油，动力粘度为4200cps的二甲基硅油，动力粘度为4800cps的二甲基硅油。

优选地，所述导热填料为氧化铝粉末。

优选地，所述阻燃填料为氢氧化铝或/和氢氧化镁，优选氢氧化镁和氢氧化铝。

以氢氧化铝和氢氧化镁搭配作为主要阻燃填料，提高了硅橡胶的耐热性和触变性，阻燃等级达到UL94V-0级别。

优选地，所述羟基清除剂为六甲基二硅氮烷。

优选地，所述交联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、正硅酸甲酯或正硅酸乙酯中的任意一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如正硅酸乙酯和正硅酸甲酯的混合物，正硅酸甲酯和甲基三甲氧基硅烷的混合物，甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的混合物，正硅酸乙酯和甲基三甲氧基硅烷的混合物，正硅酸甲酯和乙烯基三甲氧基硅烷的混合物，正硅酸乙酯、正硅酸甲酯和甲基三甲氧基硅烷的混合物，正硅酸甲酯、甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的混合物，正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的混合物。

优选地，所述偶联剂选自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、乙烯基三乙氧基硅烷或N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的任意一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷的混合物，乙烯基三乙氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的混合物，γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的混合物，N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的混合物，乙烯基三乙氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的混合物，N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的混合物，乙烯基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的混合物，N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和γ-氨丙基三乙氧基硅烷的混合物。

γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷之间的互配使用，提高了密封胶的耐黄变性。

优选地，所述催化剂为钛酸酯催化剂，进一步优选钛酸四异丙酯、钛酸叔丁酯或钛酸正丁酯中的任意一种或者至少两种的混合物。所述混合物例如钛酸四异丙酯和钛酸叔丁酯的混合物，钛酸正丁酯和钛酸四异丙酯的混合物，钛酸叔丁酯或钛酸正丁酯的混合物，钛酸四异丙酯、钛酸叔丁酯或钛酸正丁酯的混合物。

本发明的目的之二在于提供一种如上所述的单组份导热阻燃型RTV硅橡胶的制备方法，所述方法包括如下步骤：

（1）将配方量的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、导热填料、阻燃填料以及羟基清除剂在动力混合机内于温度130～170℃，真空度-0.09～-0.1MPa脱水共混60～240分钟获得基料；

（2）在常温下，将此基料抽真空至真空度-0.09～-0.1MPa，搅拌10min，加入配方量的交联剂，真空条件下搅拌15min～30min，加入配方量的偶联剂和催化剂，在氮气保护下搅拌10～30分钟后，真空条件下搅拌20～40min，即可包装成成品，得到单组份导热阻燃型RTV硅橡胶。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明单组份导热阻燃型RTV硅橡胶可以作为密封胶，其具有导热系数高及阻燃性好等特点，其导热系数达到1.0W/(m·k），阻燃等级达到UL94V-0级别。

CN102627860A为加成型硅橡胶，既能为单组份也可为双组分，做成单组份的话需加温固化，做成双组分可室温固化（双组份需混合）。与该发明相比，本发明硅橡胶为单组份缩合型，室温固化，无需混合，使用方便。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1

一种单组份导热阻燃型RTV硅橡胶，所述硅橡胶按质量份包括如下原料：

所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为动力粘度为1500cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷。所述二甲基硅油为动力粘度为50cps的二甲基硅油。所述导热填料为氧化铝粉末。所述阻燃填料为氢氧化铝和氢氧化镁。所述羟基清除剂为六甲基二硅氮烷。所述交联剂为乙烯基三甲氧基硅烷。所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。所述催化剂为钛酸四异丙酯。

上述单组份导热阻燃型RTV硅橡胶的制备方法，所述方法包括如下步骤：

（1）将配方量的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、导热填料、阻燃填料以及羟基清除剂在动力混合机内于温度130～170℃，真空度-0.09～-0.1MPa脱水共混60～240分钟获得基料；

（2）在常温下，将此基料抽真空至真空度-0.09～-0.1MPa，搅拌10min，加入配方量的交联剂，真空条件下搅拌15min～30min，加入配方量的偶联剂和催化剂，在氮气保护下搅拌10～30分钟后，真空条件下搅拌20～40min，即可包装成成品，得到单组份导热阻燃型RTV硅橡胶。

实施例2

一种单组份导热阻燃型RTV硅橡胶，所述硅橡胶按质量份包括如下原料：

所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为动力粘度为50000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷。所述二甲基硅油为动力粘度为5000cps的二甲基硅油。所述导热填料为氧化铝粉末。所述阻燃填料为氢氧化铝。所述羟基清除剂为六甲基二硅氮烷。所述交联剂为甲基三甲氧基硅烷。所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷的混合物。所述催化剂为钛酸叔丁酯。

上述单组份导热阻燃型RTV硅橡胶的制备方法，所述方法包括如下步骤：

（1）将配方量的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、导热填料、阻燃填料以及羟基清除剂在动力混合机内于温度130～170℃，真空度-0.09～-0.1MPa脱水共混60～240分钟获得基料；

（2）在常温下，将此基料抽真空至真空度-0.09～-0.1MPa，搅拌10min，加入配方量的交联剂，真空条件下搅拌15min～30min，加入配方量的偶联剂和催化剂，在氮气保护下搅拌10～30分钟后，真空条件下搅拌20～40min，即可包装成成品，得到单组份导热阻燃型RTV硅橡胶。

实施例3

一种单组份导热阻燃型RTV硅橡胶，所述硅橡胶按质量份包括如下原料：

所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为动力粘度为15000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷中。所述二甲基硅油为动力粘度为2400cps的二甲基硅油。所述导热填料为氧化铝粉末。所述阻燃填料为氢氧化镁。所述羟基清除剂为六甲基二硅氮烷。所述交联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、正硅酸甲酯和正硅酸乙酯。所述偶联剂为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、乙烯基三乙氧基硅烷和N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷的混合物。所述催化剂为钛酸正丁酯。

上述单组份导热阻燃型RTV硅橡胶的制备方法，所述方法包括如下步骤：

（1）将配方量的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、导热填料、阻燃填料以及羟基清除剂在动力混合机内于温度130～170℃，真空度-0.09～-0.1MPa脱水共混60～240分钟获得基料；

（2）在常温下，将此基料抽真空至真空度-0.09～-0.1MPa，搅拌10min，加入配方量的交联剂，真空条件下搅拌15min～30min，加入配方量的偶联剂和催化剂，在氮气保护下搅拌10～30分钟后，真空条件下搅拌20～40min，即可包装成成品，得到单组份导热阻燃型RTV硅橡胶。

应该注意到并理解，在不脱离后附的权利要求所要求的本发明的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种单组份导热阻燃型RTV硅橡胶，其特征在于，所述硅橡胶按质量份包括如下原料：

2.如权利要求1所述的硅橡胶，其特征在于，所述硅橡胶按质量份包括如下原料：

3.如权利要求1或2所述的硅橡胶，其特征在于，所述硅橡胶按质量份包括如下原料：

4.如权利要求1-3之一所述的硅橡胶，其特征在于，所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为动力粘度为1500～50000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷中的任意一种或者至少两种的组合，优选动力粘度为2000～45000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷中的任意一种或者至少两种的组合，进一步优选动力粘度为3000～40000cps的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷中的任意一种或者至少两种的组合。

5.如权利要求1-4之一所述的硅橡胶，其特征在于，所述二甲基硅油为动力粘度为50～5000cps的二甲基硅油中的任意一种或者至少两种的混合物，优选动力粘度为60～4800cps的二甲基硅油中的任意一种或者至少两种的混合物，进一步优选动力粘度为70～4500cps的二甲基硅油中的任意一种或者至少两种的混合物。

6.如权利要求1-5之一所述的硅橡胶，其特征在于，所述导热填料为氧化铝粉末；

优选地，所述阻燃填料为氢氧化铝或/和氢氧化镁，优选氢氧化镁和氢氧化铝；

优选地，所述羟基清除剂为六甲基二硅氮烷。

7.如权利要求1-6之一所述的硅橡胶，其特征在于，所述交联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、正硅酸甲酯或正硅酸乙酯中的任意一种或者至少两种的混合物。

8.如权利要求1-7之一所述的硅橡胶，其特征在于，所述偶联剂选自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、乙烯基三乙氧基硅烷或N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的任意一种或者至少两种的混合物。

9.如权利要求1-8之一所述的硅橡胶，其特征在于，所述催化剂为钛酸酯催化剂，进一步优选钛酸四异丙酯、钛酸叔丁酯或钛酸正丁酯中的任意一种或者至少两种的混合物。

10.一种如权利要求1-9之一所述的单组份导热阻燃型RTV硅橡胶的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）将配方量的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油、导热填料、阻燃填料以及羟基清除剂在动力混合机内于温度130～170℃，真空度-0.09～-0.1MPa脱水共混60～240分钟获得基料；

（2）在常温下，将此基料抽真空至真空度-0.09～-0.1MPa，搅拌10min，加入配方量的交联剂，真空条件下搅拌15min～30min，加入配方量的偶联剂和催化剂，在氮气保护下搅拌10～30分钟后，真空条件下搅拌20～40min，即可包装成成品，得到单组份导热阻燃型RTV硅橡胶。