CN106279701A

CN106279701A - 一种自增强缩合型液体硅橡胶的制备方法

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Publication number: CN106279701A
Application number: CN201510290504.6A
Authority: CN
Inventors: 葛建芳; 潘梅林; 陈惠鸿; 温思婷; 曾标; 黄嘉琪; 吴泳
Original assignee: Zhongkai University of Agriculture and Engineering
Current assignee: Zhongkai University of Agriculture and Engineering
Priority date: 2015-06-01
Filing date: 2015-06-01
Publication date: 2017-01-04

Abstract

本发明公开一种自增强缩合型液体硅橡胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）、取100份互穿型硅树脂于三口烧瓶中，加入0~200份的二甲基硅油，搅拌混合均匀；2）、加入1~20份的固化剂、0.1~2.0份的催化剂和0.01~0.2份的硅烷偶联剂，继续搅拌均匀；3）、真空脱除气泡；4）、取出样品密封保存即可得到所述自增强缩合型液体硅橡胶。所述自增强缩合型液体硅橡胶在保持普通硅橡胶材料的防潮绝缘特性的基础上，实现了黏度低，透明性好，自增强，成型固化时间短，可作为灌封材料用于电子灌封领域。

Description

一种自增强缩合型液体硅橡胶的制备方法

技术领域

本发明涉及有机硅胶领域，特别是涉及一种自增强缩合型液体硅橡胶的制备方法。

背景技术

聚硅氧烷的玻璃化转变温度较低,且具有结晶熔点低、结晶速率高、核粘温系数小等物性特点。基于这些优点,聚硅氧烷作为稳定的润滑剂、弹性体密封剂或涂料在汽车工业、宇航工业、船舶工业、家用电器、冶金、高温绝缘和电子等领域得到广泛的应用。

电路敷形板,能够使线路板表面形成一绝缘和防潮层,阻隔灰尘和颗粒进入以避免短路,减少电路原件与环境的接触并阻挡腐蚀,保护电子装置中的金属接点,减少其受到来自环境的损害，从而使产品的耐环境可靠性大大提高。常见的敷性板粘结剂从化学成分上可分为丙烯酸酯和硅酮两大类。丙烯酸酯为基体的粘结剂,硬度大,附着强度高,耐溶剂性能出色,但耐高温特性有所局限，难以用于电子领域。硅酮为基体的粘结剂,耐高温特性出色,柔韧性佳,易修理,但粘着强度有所局限。

低分子量聚硅氧烷具有良好的表面特性、传输性质、低温柔顺性和电性能，这种聚硅氧烷制成的硅橡胶膜具有优异的强度与弹性，但其流动性差、透明度低等物化性能使得其不适用于生产工艺。现有技术公开了一种加成型的液体硅橡胶，具有优异的拉伸强度和弹性，但是该发明选用的乙烯基硅油黏度大，并用白太黑作为补强填充材料，使得组合物的黏度大，流动性差，透光率也达不到工业要求。现有技术还公开了另一种综合性能较佳的加成型液体硅橡胶，透光率达到了96%，黏度在8000 mPa•s以下，但是强度偏差，成型固化时间长，难以适用于生产。

由此可见，现有的聚硅氧烷还不能满足电路敷形板领域对液体有机硅胶的强度、弹性、粘度、透光率、成型速度等综合性能的要求。

发明内容

基于此，本发明目的在于克服现有产品缺陷，提供一种自增强缩合型液体硅橡胶的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案。

一种自增强缩合型液体硅橡胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）取互穿型硅树脂于三口烧瓶中，加入二甲基硅油，搅拌混合均匀；2）加入适量的的固化剂、催化剂和硅烷偶联剂，继续搅拌均匀；3）真空脱除气泡；4）取出样品密封保存即可制得所述自增强缩合型液体硅橡胶。所述原料按计量包括以下重量份：互穿型硅树脂，100份；二甲基硅油，0~200份；催化剂，0.1~2.0份；固化剂，1~20份；硅烷偶联剂，0.01~0.2份。其中，所述的二甲基硅油的黏度为50~150mPa•s。

所述的自增强缩合型液体硅橡胶，其特点在于所用的互穿型硅树脂是属于自主合成的硅树脂，该硅树脂的结构简式为M_aD_bQ_c ，其中M单元为Me₃SiO_1/2；D单元为Me₂SiO_2/2；Q单元为SiO_4/2；a、b、c为数字，满足0.1<b/(a+b+c)<0.4，0.1<a/c<0.5；该硅树脂的凝聚态结构属于互穿网络（IPNS）结构，M、D、Q单元在结合的过程中分子链相互穿插，得到一种具有自增强作用的网状凝聚态结构。另外，所述互穿型硅树脂在合成过程中通过加水降低分子量使得所述硅树脂具有低黏度，黏度为10000~20000mPa•s。

所述的互穿型硅树脂，其特征在于所述互穿型硅树脂的合成方法包括以下步骤：以四甲基氢氧化铵为催化剂，把环硅氧烷在100℃以下合成为大分子聚硅氧烷，然后在低于80℃的环境下加水合成为低分子低粘度的羟基聚硅氧烷，然后加入M单元和Q单元进行原位杂化互穿即可得到所述具有互穿网络结构的互穿型硅树脂。

所述的催化剂为自主配制的钛酸酯或有机锡或者钛酸酯和有机锡的复配物，其中钛酸酯是一级螯合型的钛酸酯，该钛酸酯在配制的过程中去除了二级钛酸酯等其它影响硅橡胶透明性的成分；所述有机锡为二月桂酸二丁基锡；所述的复配物为钛酸酯和有机锡按(0.8~1):1的比例进行复配。

所述的固化剂为三甲氧，该三甲氧交联剂为多种含有不同取代基的三甲氧基硅烷的混合物，如甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的混合物。

所述的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷。

本发明原理及优点如下：。

为了获得低黏度、自增强、高透明性、固化速度等综合性能极佳的自增强缩合型液体硅橡胶，本文所述的自增强缩合型液体硅橡胶的合成原理主要包括以下三个方面。

1）所述自增强缩合型液体硅橡胶的配方中使用的是自主合成的具有互穿网络机构的硅树脂，由于该互穿型硅树脂的特殊结构使得所述的硅橡胶在保持高弹性、防潮和绝缘等特性的同时具有优良的自增强性能。

2）所述自增强缩合型液体硅橡胶的配方中使用的是自主合成的互穿型硅树脂，所述的互穿型硅树脂在合成过程中保持了树脂的低黏性，同时所述的二甲基硅油属于低黏度的二甲基硅油，使得所述的硅橡胶具有低黏特性。

3）所述自增强缩合型液体硅橡胶的配方中使用的是自主合成的互穿型硅树脂，所述的互穿型硅树脂在合成过程中使树脂具有高透明性，同时所述自增强缩合型液体硅橡胶的催化剂为自主配制的钛酸酯或有机锡或两者的复配物，所述催化剂除去了不必要的组分，使得所述自增强缩合型液体硅橡胶具有高透明性，这种催化剂也是大大缩短了硅橡胶的固化时间。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：。

所述液体硅橡胶在保持高弹性、防潮和绝缘等特性的同时实现了自增强、低黏度、高透明性和固化时间短。

具体实施方式

以下结合具体的实施案例来对本技术方案做进一步的解释和阐述。

实施例一：本例包括以下步骤：1）取互穿型硅树脂于三口烧瓶中，加入二甲基硅油，搅拌混合均匀；2）加入适量的的固化剂、催化剂和硅烷偶联剂，继续搅拌均匀；3）真空脱除气泡；4）取出样品密封保存即可制得所述自增强缩合型液体硅橡胶。所述原料按计量包括以下重量份：互穿型硅树脂，100份；二甲基硅油，200份；催化剂，1份；固化剂，8份；硅烷偶联剂，0.1份。其中，所述的二甲基硅油的粘度为50~150mPa•s。

所述的互穿型硅树脂是属于自主合成的硅树脂，该硅树脂的结构简式为M_aD_bQ_c ，其中M单元为Me₃SiO_1/2；D单元为Me₂SiO_2/2；Q单元为SiO_4/2；a、b、c为数字，满足0.1<b/(a+b+c)<0.4，0.1<a/c<0.5；该硅树脂的凝聚态结构属于互穿网络（IPNS）结构，M、D、Q单元在结合的过程中分子链相互穿插，得到一种具有自增强作用的网状凝聚态结构。另外，所述互穿型硅树脂在合成过程中通过加水降低分子量使得所述硅树脂具有低黏度，黏度为10000~20000mPa•s。

所述互穿型硅树脂的合成方法包括以下步骤：以四甲基氢氧化铵为催化剂，把环硅氧烷在100℃以下合成为大分子聚硅氧烷，然后在低于80℃的环境下加水合成为低分子低粘度的羟基聚硅氧烷，然后加入M单元和Q单元进行原位杂化互穿即可得到所述具有互穿网络结构的互穿型硅树脂。

所述的催化剂为自主配制的钛酸酯，其中钛酸酯是一级螯合型的钛酸酯，该钛酸酯在配制过程中去除了二级钛酸酯等其它影响硅橡胶透明性的成分。

所述的固化剂为三甲氧，该三甲氧交联剂为甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的混合物。

所述的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷。

实施例二：本例包括以下步骤：1）取互穿型硅树脂于三口烧瓶中，加入二甲基硅油，搅拌混合均匀；2）加入适量的的固化剂、催化剂和硅烷偶联剂，继续搅拌均匀；3）真空脱除气泡；4）取出样品密封保存即可制得所述自增强缩合型液体硅橡胶。所述原料按计量包括以下重量份：互穿型硅树脂，100份；二甲基硅油，100份；催化剂，1份；固化剂，8份；硅烷偶联剂，0.1份。其中，所述的二甲基硅油的粘度为50~150mPa•s。

所述的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷。

实施例三：本例包括以下步骤：1）取互穿型硅树脂于三口烧瓶中，加入二甲基硅油，搅拌混合均匀；2）加入适量的的固化剂、催化剂和硅烷偶联剂，继续搅拌均匀；3）真空脱除气泡；4）取出样品密封保存即可制得所述自增强缩合型液体硅橡胶。所述原料按计量包括以下重量份：互穿型硅树脂，100份；二甲基硅油，50份；催化剂，1份；固化剂，8份；硅烷偶联剂0.1份。其中，所述的二甲基硅油的粘度为50~150mPa•s。

所述的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷。

实施例四：本例包括以下步骤：1）取互穿型硅树脂于三口烧瓶中，加入二甲基硅油，搅拌混合均匀；2）加入适量的的固化剂、催化剂和硅烷偶联剂，继续搅拌均匀；3）真空脱除气泡；4）取出样品密封保存即可制得所述自增强缩合型液体硅橡胶。所述原料按计量包括以下重量份：互穿型硅树脂，100份；二甲基硅油，100份；催化剂，1份；固化剂，8份；硅烷偶联剂，0.1份。其中，所述的二甲基硅油的粘度为50~150mPa•s。

所述的催化剂为自主配制的有机锡所述有机锡为二月桂酸二丁基锡。

所述的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷。

实施例五：本例包括以下步骤：1）取互穿型硅树脂于三口烧瓶中，加入二甲基硅油，搅拌混合均匀；2）加入适量的的固化剂、催化剂和硅烷偶联剂，继续搅拌均匀；3）真空脱除气泡；4）取出样品密封保存即可制得所述自增强缩合型液体硅橡胶。所述原料按计量包括以下重量份：互穿型硅树脂，100份；二甲基硅油，100份；催化剂，1份；固化剂，8份；硅烷偶联剂，0.1份。其中，所述的二甲基硅油的粘度为50~150mPa•s。

所述的催化剂为自主配制的钛酸酯和有机锡的复配物，其中钛酸酯是一级螯合型的钛酸酯，该钛酸酯在配制过程中去除了二级钛酸酯等其它影响硅橡胶透明性的成分，所述有机锡为二月桂酸二丁基锡，钛酸酯和有机锡按0.8:1的比例进行复配。

所述的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷。

实施例六：本例包括以下步骤：1）取互穿型硅树脂于三口烧瓶中，加入二甲基硅油，搅拌混合均匀；2）加入适量的的固化剂、催化剂和硅烷偶联剂，继续搅拌均匀；3）真空脱除气泡；4）取出样品密封保存即可制得所述自增强缩合型液体硅橡胶。所述原料按计量包括以下重量份：互穿型硅树脂，100份；二甲基硅油，100份；催化剂，1份；固化剂，6份；硅烷偶联剂，0.1份。其中，所述的二甲基硅油的粘度为50~150mPa•s。

所述的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷。

所述实施例一至五所述自增强缩合型液体硅橡胶的性能测试结果如表1所示。

表1 实施例一至五所述自增强缩合型液体硅橡胶的性能测试结果

从上表结果分析可以得出，所述自增强液体硅橡胶具有优异的强度，断裂伸长率大，透光率高，达到了97%，黏度低，以及固化时间短。

以上实施案例仅表示了本发明的几种实施方式，并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种自增强缩合型液体硅橡胶的制备方法，其特点在于包括以下步骤：1）取互穿型硅树脂于三口烧瓶中，加入二甲基硅油，搅拌混合均匀；2）加入适量的的固化剂、催化剂和硅烷偶联剂，继续搅拌均匀；3）真空脱除气泡；4）取出样品密封保存即可制得所述自增强缩合型液体硅橡胶；原料按计量包括以下重量份：互穿型硅树脂，100份；二甲基硅油，0~200份；催化剂，0.1~2.0份；固化剂，1~20份；硅烷偶联剂，0.01~0.2份；其中，所述的二甲基硅油的黏度为50~150mPa•s。

2.根据权利要求1所述的自增强缩合型液体硅橡胶，其特点在于所用的互穿型硅树脂是属于自主合成的硅树脂，该硅树脂的结构简式为M_aD_bQ_c，其中M单元为Me₃SiO_1/2；D单元为Me₂SiO_2/2；Q单元为SiO_4/2；a、b、c为数字，满足0.1<b/(a+b+c)<0.4，0.1<a/c<0.5；该硅树脂的凝聚态结构属于互穿网络（IPNS）结构，M、D、Q单元在结合的过程中分子链相互穿插，得到一种具有自增强作用的网状凝聚态结构；另外，所述互穿型硅树脂在合成过程中通过加水降低分子量使得所述硅树脂具有低黏度，黏度为10000~20000mPa•s。

3.根据权利要求1和2所述的互穿型硅树脂，其特征在于所述互穿型硅树脂的合成方法包括以下步骤：以四甲基氢氧化铵为催化剂，把环硅氧烷在100℃以下合成为大分子聚硅氧烷，然后在低于80℃的环境下加水合成为低分子低粘度的羟基聚硅氧烷，然后加入M单元和Q单元进行原位杂化互穿即可得到所述具有互穿网络结构的硅树脂。

4.根据权利要求1，所述自增强缩合型液体硅橡胶的特征在于所用的催化剂为自主配制的钛酸酯或有机锡或者钛酸酯和有机锡的复配物，其中所述钛酸酯是一级螯合型的钛酸酯，该钛酸酯在配制过程中去除了二级钛酸酯等其它影响硅橡胶透明性的成分；所述有机锡为二月桂酸二丁基锡；所述的复配物为钛酸酯和有机锡按(0.8~1):1的比例进行复配。

5.根据权利要求1，所述自增强缩合型液体硅橡胶的特征在于所用的固化剂为三甲氧，该三甲氧交联剂为多种含有不同取代基的三甲氧基硅烷的混合物，如甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷的混合物。

6.根据权利要求1，所述自增强缩合型液体硅橡胶所用的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷。