CN104357004A - 一种适合高寒环境使用的灌封胶及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适合高寒环境使用的灌封胶，由A组份和B组份混合而成，按重量份数A组份的原料组成为α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷80～130、甲基硅油20～50、阻燃填料50～100、碳酸钙50～100、深层硫化剂2～15、炭黑1～10，B组份的原料组成为甲基硅油60～100、交联剂10～30、偶联剂5～20、催化剂0.2～5。此外还公开了上述适合高寒环境使用的灌封胶的制备方法和应用。本发明通过配方设计，降低了胶体在低温环境下收缩和无规则颗粒对胶体造成的破坏，使胶体在-60℃温度以下依然能够正常工作。本发明制备工艺简单，操作方便，适合于极端低温环境下的科研、探测仪器和设备的使用。
Description
技术领域
本发明涉及高分子灌封材料技术领域，尤其涉及一种适合高寒环境使用的灌封胶及其制备方法和应用。
背景技术
在极寒环境下，温度有可能达到零下60℃甚至更低。随着极地开发和探索研究的需要，越来越多的电子仪器设备需要处于极寒环境下使用。虽然硅橡胶在耐候性和耐低温等性能方面均较为优异，但目前现有技术硅橡胶产品其低温条件下使用的温度范围为-50～-20℃，显然无法满足在极端条件下的使用。因此，研究和开发适合高寒环境使用的硅橡胶灌封产品具有极大的紧迫性和必要性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适合高寒环境使用的灌封胶，使胶体在-60℃温度以下仍可正常工作，从而满足电子仪器设备极地环境和探索研究的使用需求。本发明的另一目的在于提供上述灌封胶的制备方法和应用。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
本发明提供的一种适合高寒环境使用的灌封胶，由A组份和B组份混合而成；按重量份数所述A组份和B组份的原料组成分别为：
A组份：
B组份：
进一步地，本发明所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在25℃温度下的粘度为800～10000mpa.s；所述甲基硅油的粘度为20～500mpa.s。所述阻燃填料为经硅烷类物质降粘表面处理、粒径为20～100nm的氢氧化铝；所述碳酸钙经硅烷类物质降粘表面处理，其粒径为20～100nm。所述深层硫化剂为与硅胶相容性好的结晶水合物硅酸盐水合物。所述交联剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、四甲氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷中的一种或其组合。所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、Y-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或其组合。所述催化剂为二羟酸二烷基锡、二丁基二乙酸锡、二丁基氯丁氧基锡、二羟酸亚锡、钛酸丙酯、钛酸丁酯、二正丁基二醋酸锡、二正丁基二月桂酸锡中的一种或其组合。
本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现：
本发明提供的上述适合高寒环境使用的灌封胶的制备方法如下：
所述A组份的制备：
将所述A组份的原料各组成于真空分散机中，在真空度-0.07～-0.1MPa，搅拌速度2～40Hz，分散速度15～45Hz下，搅拌混合40～60min，即得A组份；
所述B组份的制备：
将所述B组份的原料各组成，在氮气保护下搅拌混合10～30min，即得B组份。
本发明提供的上述适合高寒环境使用的灌封胶的应用如下：将所述A组份、B组份，按质量比A组份∶B组份＝10∶1搅拌混合均匀即可。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过配方设计，并选用纳米级功能填料，降低了胶体在热胀冷缩过程中因物体与硅橡胶膨胀系数的差异而导致的低温环境下收缩和无规则颗粒对胶体造成的破坏，使胶体在-60℃温度以下依然能够保持原有技术性能而正常工作。经测试，其混合粘度(mpa.s)为2865～3972、硬度(shoreA)为17～24、体积电阻(Ω.cm)为1.23×1016～1.62×1016、击穿电压(kv/mm)为16～17。
(2)本发明制备工艺简单，操作方便，适合于极端低温环境(高海拔、极地)下的科研、探测仪器和设备的使用。
下面将结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
具体实施方式
本发明实施例一种适合高寒环境使用的灌封胶，由A组份和B组份混合而成，A组份的原料组成为α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、甲基硅油、阻燃填料、碳酸钙、深层硫化剂、炭黑，B组份的原料组成为甲基硅油、交联剂、偶联剂、催化剂。
其中，阻燃填料为经硅烷类物质降粘表面处理的氢氧化铝；碳酸钙经硅烷类物质降粘表面处理；深层硫化剂为与硅胶相容性好的结晶水合物硅酸镁水合物。
实施例一：
1、本实施例一种适合高寒环境使用的灌封胶，由A组份和B组份混合而成；按重量份数A组份和B组份的原料组成分别为：
A组份：
B组份：
*偶联剂为：按重量比γ-氨丙基三乙氧基硅烷∶Y-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷＝1∶1的混合物。
2、本实施例一种适合高寒环境使用的灌封胶的制备方法如下：
A组份的制备：
将上述A组份的原料各组成于真空分散机中在真空度-0.09MPa、搅拌速度25Hz、分散速度35Hz下，搅拌混合40min，即得A组份；
B组份的制备：
将上述B组份的原料各组成,在氮气保护下搅拌混合20min，即得B组份。
实施例二：
1、本实施例一种适合高寒环境使用的灌封胶，由A组份和B组份混合而成；按重量份数A组份和B组份的原料组成分别为：
A组份：
B组份：
2、本实施例一种适合高寒环境使用的灌封胶的制备方法如下：
A组份的制备：
将上述A组份的原料各组成于真空分散机中在真空度-0.07MPa、搅拌速度5Hz、分散速度15Hz下，搅拌混合40min，即得A组份；
B组份的制备：
将上述B组份的原料各组成,在氮气保护下搅拌混合10min，即得B组份。
实施例三：
1、本实施例一种适合高寒环境使用的灌封胶，由A组份和B组份混合而成；按重量份数A组份和B组份的原料组成分别为：
A组份：
B组份：
2、本实施例一种适合高寒环境使用的灌封胶的制备方法如下：
A组份的制备：
将上述A组份的原料各组成于真空分散机中在真空度-0.08MPa、搅拌速度10Hz、分散速度15Hz下，搅拌混合45min，即得A组份；
B组份的制备：
将上述B组份的原料各组成,在氮气保护下搅拌混合10min，即得B组份。
实施例四：
1、本实施例一种适合高寒环境使用的灌封胶，由A组份和B组份混合而成；按重量份数A组份和B组份的原料组成分别为：
A组份：
B组份：
2、本实施例一种适合高寒环境使用的灌封胶的制备方法如下：
A组份的制备：
将上述A组份的原料各组成于真空分散机中在真空度-0.09MPa、搅拌速度25Hz、分散速度35Hz下，搅拌混合45min，即得A组份；
B组份的制备：
将上述B组份的原料各组成,在氮气保护下搅拌混合25min，即得B组份。
实施例五：
1、本实施例一种适合高寒环境使用的灌封胶，由A组份和B组份混合而成；按重量份数A组份和B组份的原料组成分别为：
A组份：
B组份：
*偶联剂为：按重量比γ-氨丙基三乙氧基硅烷∶N-(β-氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷＝5∶1的混合物。
2、本实施例一种适合高寒环境使用的灌封胶的制备方法如下：
A组份的制备：
将上述A组份的原料各组成于真空分散机中在真空度-0.1MPa、搅拌速度35Hz、分散速度45Hz下，搅拌混合35min，即得A组份；
B组份的制备：
将上述B组份的原料各组成,在氮气保护下搅拌混合20min，即得B组份。
实施例六：
1、本实施例一种适合高寒环境使用的灌封胶，由A组份和B组份混合而成；按重量份数A组份和B组份的原料组成分别为：
A组份：
B组份：
*偶联剂为：按重量比N-(β-氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷∶Y-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷＝2∶1的混合物。
2、本实施例一种适合高寒环境使用的灌封胶的制备方法如下：
A组份的制备：
将上述A组份的原料各组成于真空分散机中在真空度-0.09MPa、搅拌速度40Hz、分散速度45Hz下，搅拌混合60min，即得A组份；
B组份的制备：
将上述B组份的原料各组成,在氮气保护下搅拌混合30min，即得B组份。
本发明各实施例制得的灌封胶，使用时，将A组份、B组份，按质量比A组份∶B组份＝10∶1搅拌混合均匀即可，其性能测试如下：按照GB/T13477.5测试操作时间；按照GB/T531测试胶体的邵氏硬度；按照GB/T2408测试阻燃性能；按照GB/T1692测试体积电阻率；按照GB/T1695测试击穿电压；按照GB/T1682测试耐低温性能。测试得到的性能指标如表1所示。
表1 本发明各实施例制得的灌封胶的性能指标
*混合粘度为A组份、B组份按配比进行混合均匀后，测得的粘度值。
本发明一种适合高寒环境使用的灌封胶及其制备方法和应用，其反应原料组成以及制备方法工艺参数不局限于上述列举的实施例。
Claims (9)
1.一种适合高寒环境使用的灌封胶，其特征在于：由A组份和B组份混合而成；按重量份数所述A组份和B组份的原料组成分别为：
A组份：
B组份：
2.根据权利要求1所述的适合高寒环境使用的灌封胶，其特征在于：所述α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷在25℃温度下的粘度为800～10000mpa.s；所述甲基硅油的粘度为20～500mpa.s。
3.根据权利要求1所述的适合高寒环境使用的灌封胶，其特征在于：所述阻燃填料为经硅烷类物质降粘表面处理、粒径为20～100nm的氢氧化铝；所述碳酸钙经硅烷类物质降粘表面处理，其粒径为20～100nm。
4.根据权利要求1所述的适合高寒环境使用的灌封胶，其特征在于：所述深层硫化剂为硅酸盐水合物。
5.根据权利要求1所述的适合高寒环境使用的灌封胶，其特征在于：所述交联剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、四甲氧基硅烷、二氯甲基三乙氧基硅烷中的一种或其组合。
6.根据权利要求1所述的适合高寒环境使用的灌封胶，其特征在于：所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、Y-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-Y-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或其组合。
7.根据权利要求1所述的适合高寒环境使用的灌封胶，其特征在于：所述催化剂为二羟酸二烷基锡、二丁基二乙酸锡、二丁基氯丁氧基锡、二羟酸亚锡、钛酸丙酯、钛酸丁酯、二正丁基二醋酸锡、二正丁基二月桂酸锡中的一种或其组合。
8.权利要求1-7之一所述适合高寒环境使用的灌封胶的制备方法，其特征在于：
所述A组份的制备：
将所述A组份的原料各组成于真空分散机中，在真空度-0.07～-0.1MPa，搅拌速度2～40Hz，分散速度15～45Hz下，搅拌混合40～60min，即得A组份；
所述B组份的制备：
将所述B组份的原料各组成，在氮气保护下搅拌混合10～30min，即得B组份。
9.权利要求1-7之一所述适合高寒环境使用的灌封胶的应用，其特征在于：将所述A组份、B组份，按质量比A组份∶B组份＝10∶1搅拌混合均匀即可。
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