CN104031604A - 一种有触变性的有机硅灌封胶 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有机硅灌封胶，尤其是一种用于电子电器绝缘防潮以及导热阻燃的有机硅灌封胶，该灌封胶对各种电子元器件起到绝缘保护，以及将工作热量快速导出以延长寿命的作用，同时具有混合后迅速触变的性能，特别适用于灌封器件存在微小缝隙的场合。

Description

一种有触变性的有机硅灌封胶

技术领域

本发明涉及一种灌封材料，尤其是一种有触变性的有机硅灌封胶。用于电子元器件防潮绝缘。针对电子元器件及组合件需要防尘、防潮、防震及绝缘保护，同时又有空隙，要求灌封胶具有混合触变的特殊工艺。

背景技术

有机硅灌封胶是指用硅橡胶制作的一类电子灌封胶, 包括单组分有机硅灌封胶胶和双组分有机硅灌封胶。有机硅灌封胶一般都是软质弹性体。

随着科学技术的发展，电子元件趋于小型化和密集化，为了防止水分、尘埃、污染物对电子元器件的侵入，防止歪理损伤和稳定参数，将外界的不良影响降到最低，需对电子元件进行灌封，现在电器的功率不断提高，若热量不能及时传导，易造成局部高温，过热会损伤元器件和组件，影响体统的可靠性和使用寿命，因此在防潮绝缘的同时也提出了导热的要求。同时，随着人们对环保和安全的需求越来越高，电器使用时阻燃的要求也是一种必然的趋势。硅橡胶因为其优良的无理化学性能和工艺性能具备以上的所有要求，因此其在高压大功率元器件的防护中将起到越来越重要的作用。传统灌封方式里面，元器件必然是完全封闭的一个容器，灌封胶流动性好容易渗透到各种缝隙从而保证导热的传递，但是在某些特殊的设计中，或者设计者为避免工艺的麻烦，元器件采用组装的方式组合，在组装时两个器件之间往往不能完全密封导致有空隙的存在，因此便涉及到一个棘手的工艺问题，一方面需要良好的流动性保证器件完全包裹，另一方面因为空隙的存在要求胶水流入后迅速流平然后不再流动，即要求灌封胶具有混合触变的性能。

有机硅灌封胶的种类很多，不同种类的有机硅灌封胶在耐温性能、防水性能、绝缘性能、光学性能、对不同材质的粘接附着性能以及软硬度等方面有很大差异。有机硅灌封胶可以加入一些功能性填充物赋予其导电导热导磁等方面的性能。有机硅灌封胶的机械强度一般都比较差，也正是借用此性能，使其达到“可掰开”便于维修，即如果某元器件出故障，只需要撬开灌封胶，换上新的原件后，可以继续使用。

有机硅灌封胶在防震性能、电性能、防水性能、耐高低温性能、防老化性能等方面表现非常好。

双组有机硅灌封胶是最为常见的，这类胶包括缩合型的和加成性的两类。一般缩合型的对元器件和灌封腔体的粘附里力较差，固化过程中会产生挥发性低分子物质，固化后有较明显收缩率。加成型的（又称硅凝胶）收缩率极小、固化过程中没有低分子产生。可以加热快速固化。而单组份有机硅灌封胶一般要求高温固化。

乙烯基硅橡胶包括：甲基乙烯基硅橡胶和甲基苯基乙烯基硅橡胶。乙烯基硅橡胶是在硅橡胶大分子结构中引入少量乙烯基，可大大改善硅橡胶的硫化加工性能，因此在目前应用的硅橡胶中，大多含有乙烯基。

甲基乙烯基硅橡胶是最通用的一种硅橡胶，目前在国内外硅橡胶的生产中占主导地位。由于它在侧链上引入部份不饱和的乙烯基，使它的加工性能和物理机械性能均优于二甲基硅橡胶。它除具有二甲基硅橡胶一般特性外, 还具有较宽的使用温度范围，可在-60～260℃范围内保持良好弹性，它比二甲基硅橡胶容易硫化，具有较小的压缩永久变形，较好的耐溶剂的膨胀性和耐高压蒸汽的稳定性以及优良的耐寒性等，而且又因为采用活性较低的过氧化物进行硫化，从而减少了硫化时产生气泡及橡胶稳定性差的弱点。故一般用甲基乙烯基硅橡胶可制作厚度较大的制品。甲基乙烯基硅橡胶是硅橡胶中应用最广泛的品种，近年来不断涌现的各种高性能和特殊用途的硅橡胶，大都是以乙烯基硅橡胶为基础胶，例如高强度硅橡胶、低压缩永久变形硅橡胶、不需后硫化硅橡胶、耐热导电硅橡胶和医用硅橡胶等。甲基乙烯基硅橡胶在航空工业上，广泛用作垫圈、密封材料及易碎、防震部件的保护层；在电气工业中可作电子元件等高级绝缘材料，耐高温电位器的动态密封圈，地下长途通信装备的密封圈；在医学上，由于甲基乙烯基硅橡胶对人体的生理反应小、无毒，故用作外科整形、人造心脏瓣膜、血管等。.

甲基苯基乙烯基硅橡胶是在甲基乙烯基硅橡胶的分子链中引入甲基苯基硅氧链节或二苯基硅氧链节而得的产品。在聚硅氧烷的侧基上引入苯基，由于破坏了二甲基硅氧烷结构的规整性，大大降低了聚合物的结晶温度，扩大了该聚合物材料的低温应用范围。因此，甲基苯基乙烯基硅橡胶除了具有甲基乙烯基硅橡胶所有的压缩永久变形小、使用温度范围宽、抗氧化、耐候、防震、防潮和良好的电气绝缘性能外，还具有卓越的耐低温、耐烧蚀和耐辐照等性能.。这些性能随分子链中苯基含量的不同而有所变化，一般来说，苯基含量（苯基与硅原子之比）在5～10％时称低苯基硅橡胶，它具有独特的耐寒性能，在-70～-100℃仍能保持橡胶的弹性，是所有橡胶中低温性能最好的一种，加之它兼有甲基乙烯基硅橡胶的优点且成本不高，因此大有取代甲基乙烯基硅橡胶趋势。苯基含量20～40％时，称中苯基硅橡胶，它具有卓越的耐燃特性，一旦着火可以自熄。苯基含量在40～50％时称高苯基硅橡胶，它具有优异的耐辐射性能。一般说来，随着苯基含量的增加，硅橡胶分子链的刚性逐渐增大，硅橡胶的耐低温性能逐渐下降，但随着苯基含量的增加，提高了硫化胶的耐燃性和耐辐照性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有触变性的有机硅灌封胶，不但保证良好灌封性，同时在灌封过程中不会从空隙中渗漏。

本发明的再一目的是提供一种有触变性的有机硅灌封胶的制备方法。

本发明目的通过下述技术方案实现：一种有触变性的有机硅灌封胶，为A、B双组份，在室温下混合，低粘度灌封，其中：

所述的A组分由乙烯基有机硅油、稀释剂、导热填料、阻燃填料、催化剂组成，各组分按重量份计为：

黏度范围为100-10000cs液体硅橡胶 100

稀释剂 0～50

导热填料 0～70

阻燃填料 0～30

催化剂 0～5

所述催化剂为铂的络合物，包括铂-乙烯基硅氧烷配合物、氯铂酸中的一种；

所述的B组分由乙烯基有机硅橡胶、稀释剂、导热填料、阻燃填料、交联剂、触变剂、抑制剂组成，各组分按重量份计为：

黏度范围为100-10000cs液体硅橡胶 100

稀释剂 0～50

导热填料 0～70

阻燃填料 0～30

交联剂 1～20

触变剂 1～5

炔醇 0～1

所述的A、B组分的质量比为100：100～100：10；其中，

所述交联剂为黏度在10～200cs的含氢硅油，含氢量的范围是0.1%～1%；

所述触变剂为多羟基化合物，至少包括：气相法二氧化硅、纳米碳酸钙、氢化蓖麻油、聚乙二醇或聚醚硅油中的一种；

所述稀释剂为黏度在100～1000cs的二甲基硅油。

本发明中，铂-乙烯基硅氧烷配合物与液体硅橡胶有很好的相溶性，有较高的硅氢化反应活性和较好的储存稳定性，铂催化剂在胶料中的质量份一般可在20ppm以下，最好在10ppm以下。

作为灌封胶，要求具有很好的流动性，因此可选用100-20000cs黏度范围的液体硅橡胶作为基础聚合物，所述的的黏度范围为100、200、250、300、350、400、450、500、700、900、1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000或10000cs，较优的为黏度范围为200-500cs的乙烯基硅油。

在上述方案基础上，所述稀释剂为黏度在100、200、300、400、500、600、700、800、900或1000cs的二甲基硅油，二甲基硅油不参与反应，主要起调节黏度和硬度的作用，添加量不宜太多，否则容易析出，建议黏度范围为100～500cs，较优的为黏度在100～300cs的二甲基硅油。

在上述方案基础上，所述含氢硅油黏度为10、30、50、70、100、130、150、170或200cs，通过控制含氢硅油的含氢量和含氢硅油的用量，可控制灌封胶的硬度和反应时间。

在上述方案基础上，所述导热填料粒径为2～20μm范围的氧化铝、氧化镁、硅微粉中的一种。为保证良好的流动性和导热性，粒径最好是3～15μm。本发明在为电子元器件提供绝缘防潮保护的同时，具有导热阻燃的性能，以延长元器件的使用寿命和保证使用的安全性。

在上述方案基础上，所述阻燃填料粒径为2～20μm的氢氧化铝、氢氧化镁中的一种。为保证良好的流动性和阻燃性，粒径最好是3～15μm。

在上述方案基础上，所述的炔醇作为抑制剂，可根据实际需要延长体系反应时间，从而延长操作时间。该抑制剂是控制和调节硫化速度的成分，炔醇类化合物是最早也是目前使用最普遍的抑制剂，常用的至少有3-甲基-1-丁炔-3-醇或3-甲基-1-戊炔-3-醇中的一种或其组合。

本发明提供一种有触变性的有机硅灌封胶的制备方法，分别配制A、B组分，其中：

所述的A组分配制：将乙烯基有机硅橡胶、稀释剂、导热填料、阻燃填料、催化剂分别计量加入搅拌釜，搅拌2小时，得到A组分；

所述的B组分配制：将乙烯基有机硅橡胶、稀释剂、导热填料、阻燃填料、触变剂、交联剂、抑制剂分别计量加入搅拌釜，搅拌2小时，得到B组分。

本发明的有益效果为，提供了一种导热、阻燃的灌封胶，具有混合触变的性能，特别适用于元器件组合件存在空隙的场合，其流动性保证了灌封的有效性，用于电子元器件的灌封，具有防潮、防尘、防震的作用，同时具有良好的导热性和阻燃性，可以延长元器件的寿命和使用的安全，同时因为胶水混合后会迅速触变黏度升高，又不至于从空隙中流出，节省了密封的工艺，提高效率。

具体实施方式

一种有触变性的有机硅灌封胶，为A、B双组份，在室温下混合，低粘度灌封，其中：

所述的A组分由乙烯基有机硅油、稀释剂、导热填料、阻燃填料、催化剂组成，各组分按重量份计为：

黏度范围为100-10000cs液体硅橡胶 100

稀释剂 0～50

导热填料 0～70

阻燃填料 0～30

催化剂 0～5

所述催化剂为铂-乙烯基硅氧烷配合物、氯铂酸中的一种；

所述的B组分由乙烯基有机硅橡胶、稀释剂、导热填料、阻燃填料、交联剂、触变剂、抑制剂组成，各组分按重量份计为：

黏度范围为100-10000cs液体硅橡胶 100

稀释剂 0～50

导热填料 0～70

阻燃填料 0～30

交联剂 1～20

触变剂 1～5

炔醇 0～1

所述的A、B组分的质量比为100：100～100：10；其中原料选择原原则为，

所述液体硅橡胶为黏度范围200-10000cs的乙烯基硅油；

所述交联剂为含氢量在0.5%以下且黏度在50～100cs的含氢硅油；

所述触变剂为气相法二氧化硅、纳米碳酸钙、氢化蓖麻油、聚乙二醇或聚醚硅油中的一种；

所述稀释剂为黏度在100～500cs的二甲基硅油；

所述导热填料粒径在3～15μm的氧化铝、氧化镁、硅微粉、碳酸钙中的一种；

所述阻燃填料为粒径在3～15μm的氢氧化铝、氢氧化镁中的一种；

所述触变剂为多羟基化合物，是气相法二氧化硅、纳米碳酸钙、氢化蓖麻油、聚乙二醇、聚醚硅油中的一种；

所述催化剂为铂的乙烯基硅氧烷络合物，用于催化加成反应，铂催化剂的用量限制在胶料中铂的质量分数为20ppm以下，最好在10ppm以下。

所述抑制剂为炔醇类物质。

按上述配方将A、B双组份，室温下混合，经加成交联反应，形成弹性交联体。。

配方1

A组分：100份的350cs乙烯基硅油（乙烯基质量分数为0.2%），20份100cs二甲基硅油，50份氧化铝（粒径5μm），30份氢氧化铝（粒径10μm），0.2份铂催化剂。

B组分：100份350cs的乙烯基硅油（乙烯基含量为0.5%），25份含氢量为0.15%的含氢硅油，50份氧化铝（粒径5μm），30份氢氧化铝（粒径10μm），0.05份炔醇

配方2

A组分与配方1相同，为：100份的350cs的乙烯基硅油（乙烯基含量为0.2%），20份100cs二甲基硅油，50份氧化铝（粒径5μm），30份氢氧化铝（粒径10μm），0.2份铂催化剂。

B组分与配方1不同，增加了触变剂聚乙二醇：100份的350cs乙烯基硅油（乙烯基含量0.5%），25份含氢量为0.15%的含氢硅油，50份氧化铝（粒径5μm），30份氢氧化铝（粒径10μm），0.05份聚乙二醇（400），0.05份炔醇。

配方3

A组分与配方1相同，为：100份的350cs的乙烯基硅油（乙烯基含量为0.2%），20份100cs二甲基硅油，50份氧化铝（粒径5μm），30份氢氧化铝（粒径10μm），0.2份铂催化剂。

B组分与配方1不同，乙烯基硅油中乙烯基含量不同，0.2%，聚乙二醇比配方2增加1倍，为：100份的350cs乙烯基硅油（乙烯基含量0.2%），25份含氢量为0.15%的含氢硅油，50份氧化铝（粒径5μm），30份氢氧化铝（粒径10μm），0.1份聚乙二醇（400），0.05份炔醇。

配方4

A组分与配方1相同，为：100份的350cs的乙烯基硅油（乙烯基含量为0.2%），20份100cs二甲基硅油，50份氧化铝（粒径5μm），30份氢氧化铝（粒径10μm），0.2份铂催化剂。

B组分与配方3相近，只是触变剂不同，为气相法二氧化硅，B组分配方为：100份的350cs乙烯基硅油（乙烯基含量0.2%），25份含氢量为0.15%的含氢硅油，50份氧化铝（粒径5μm），30份氢氧化铝（粒径10μm），1份气相法二氧化硅A380，0.05份炔醇

配方5

A组分与配方1相同，为：100份的350cs的乙烯基硅油（乙烯基含量为0.2%），20份100cs二甲基硅油，50份氧化铝（粒径5μm），30份氢氧化铝（粒径10μm），0.2份铂催化剂。

B组分与配方4相近，只是触变剂气相法二氧化硅多一倍：100份的350cs乙烯基硅油（乙烯基含量0.2%），25份含氢量为0.15%的含氢硅油，50份氧化铝（粒径5μm），30份氢氧化铝（粒径10μm），2份气相法二氧化硅A380，0.05份炔醇。

将以上配方中所列各组分分别高速搅拌均匀，在25度混合，测试混合胶水黏度升高3倍的时间即为触变时间，同时记录胶水操作时间，操作时间表示胶水开始交联不再流动的时间，若触变时间在10min以内，同时操作时间大于30min，表示触变性良好，配方3的综合效果最好。实验结果如下表所示:

。

Claims (7)

1.一种有触变性的有机硅灌封胶，为A、B双组份，在室温下混合，低粘度灌封，其特征在于：

所述的A组分由液体硅橡胶、稀释剂、导热填料、阻燃填料、催化剂组成，各组分按重量份计为：

黏度范围为100-10000cs液体硅橡胶 100

稀释剂 0～50

导热填料 0～70

阻燃填料 0～30

催化剂 0～5

所述催化剂为铂-乙烯基硅氧烷配合物、氯铂酸中的一种；

所述的B组分由液体硅橡胶、稀释剂、导热填料、阻燃填料、交联剂、触变剂、抑制剂组成，各组分按重量份计为：

黏度范围为100-10000cs液体硅橡胶 100

稀释剂 0～50

导热填料 0～70

阻燃填料 0～30

交联剂 1～20

触变剂 1～5

炔醇 0～1

所述的A、B组分的质量比为100：100～100：10；其中，

所述交联剂为黏度在10～200cs的含氢硅油，含氢量的范围是0.1%～1%；

所述触变剂为气相法二氧化硅、纳米碳酸钙、氢化蓖麻油、聚乙二醇或聚醚硅油中的一种；

所述稀释剂为黏度在100～1000cs的二甲基硅油。

2.根据权利要求1所述的一种有触变性的有机硅灌封胶，其特征在于，所述液体硅橡胶为黏度范围为200-500cs的乙烯基硅油。

3.根据权利要求1所述的一种有触变性的有机硅灌封胶，其特征在于，所述稀释剂为黏度在100～300cs的二甲基硅油。

4.根据权利要求1所述的一种有触变性的有机硅灌封胶，其特征在于，所述导热填料粒径为2～20μm的氧化铝、氧化镁、硅微粉中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种有触变性的有机硅灌封胶，其特征在于，所述阻燃填料粒径为2～20μm的氢氧化铝、氢氧化镁中的一种。

6.根据权利要求1所述的一种有触变性的有机硅灌封胶，其特征在于，所述的炔醇为3-甲基-1-丁炔-3-醇或3-甲基-1-戊炔-3-醇中的一种或其组合。

7.根据权利要求1至6之任一项所述的一种有触变性的有机硅灌封胶的制备方法，其特征在于，分别配制A、B组分，其中：

所述的A组分配制：将乙烯基有机硅橡胶、稀释剂、导热填料、阻燃填料、催化剂分别计量加入搅拌釜，搅拌2小时，得到A组分；

所述的B组分配制：将乙烯基有机硅橡胶、稀释剂、导热填料、阻燃填料、触变剂、交联剂、抑制剂分别计量加入搅拌釜，搅拌2小时，得到B组分。