CN114031780B - 一种抗静电硅胶化合物及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗静电硅胶化合物及其制备方法与应用。所述抗静电硅胶化合物包括如下制备原料:烯丙基聚醚、乙烯基三甲氧基硅烷、含氢硅油。本发明将烯丙基聚醚的聚醚基团引入到含氢硅油的二甲基硅氧烷主链上,得到的抗静电硅胶化合物可以提高缩合型硅胶的亲水性,大大加快缩合型硅胶产品深层固化的速度,而且可以消除缩合型硅胶表面静电,满足电子胶的绝缘要求,而且将烯丙基聚醚、含氢硅油与乙烯基三甲氧基硅烷复配,可以保证聚醚硅油抗静电能力不会随着时间的延长会消失,使抗静电功能具体持久性。
Description
技术领域
本发明属于硅胶技术领域,具体涉及一种抗静电硅胶化合物及其制备方法与应用。
背景技术
电子产品在运行过程中会累积大量的静电荷,大量静电荷在的累积会对电子产品造成致命的破坏风险,而且大量的静电荷的产生会吸附尘埃粒子,会对电子产品的寿命产生影响。一般电子产品上设置有硅胶保护层,硅胶具有良好的偶尔耐磨、耐高温等性能,但一般的硅胶不具备抗静电的功效。目前,解决方式是在硅胶中加入抗静电剂,但抗静电剂因自身吸收大量水分,会使得硅胶的固化变得不稳定或不完全,而且抗静电功效也不持久,无法满足实际需求。因此,本发明探索一种持久抗静电硅胶化合物解决硅胶抗静电持久性的需求,且提升硅胶产品的深层固化速度。
发明内容
针对上述现有技术的缺点,本发明提供一种抗静电硅胶化合物及其制备方法与应用。本发明所述抗静电硅胶化合物既可以解决硅胶持久抗静电的需求,又可以提升硅胶产品的深层固化速度。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种抗静电硅胶化合物包括如下制备原料:烯丙基聚醚、乙烯基三甲氧基硅烷、含氢硅油。
本发明所述醚基主要是亲水亲油基团、乙烯基三甲氧基硅烷提升永久附着力,含氢硅油提升和电子胶的相容性,不容易分相。本发明把烯丙基聚醚的聚醚基团引入到含氢硅油的二甲基硅氧烷主链上,可以提高缩合型硅胶的亲水性,大大加快缩合型硅胶产品深层固化的速度,而且可以消除缩合型硅胶表面静电,满足电子胶的绝缘要求,而且将烯丙基聚醚、含氢硅油与乙烯基三甲氧基硅烷复配,可以保证聚醚硅油抗静电能力不会随着时间的延长会消失,使抗静电功能具体持久性。
作为本发明的优选实施方式,所述抗静电硅胶化合物包括如下重量份的制备原料:0.5-1.5份烯丙基聚醚、0.05-0.15份乙烯基三甲氧基硅烷、0.1-0.6份含氢硅油。
经过发明人大量的实验探索,所述烯丙基聚醚、乙烯基三甲氧基硅烷、含氢硅油的配比在上述范围内,所制备的抗静电硅胶化合物能够提升缩合型硅胶产品深层固化的速度,同时具有消除缩合型硅胶表面静电的作用,使硅胶表面不容易集灰。
更优选地,所述抗静电硅胶化合物包括如下重量份的制备原料:1份烯丙基聚醚、0.1份乙烯基三甲氧基硅烷、0.3份含氢硅油。
所述烯丙基聚醚、乙烯基三甲氧基硅烷、含氢硅油在上述配比下,所制备的抗静电硅胶化合物能够提升缩合型硅胶产品深层固化的速度的效果最佳,同时消除缩合型硅胶表面静电的作用也最佳。
作为本发明的优选实施方式,所述烯丙基聚醚的分子量为600-1500,EO/PO摩尔比为100/0~30/70,烯丙基聚醚的结构式为:
CH2=CHCH2O(CH2CH2CH2O)m(CH2CH2O)nH
其中,m=0-18;n=4-35。
作为本发明的优选实施方式,所述乙烯基三甲氧基硅烷中乙烯基三甲氧基的含量≥99.5%。
作为本发明的优选实施方式,所述含氢硅油为侧链含氢硅油或端侧链含氢硅氧烷中的至少一种,含氢硅油中含氢量为0.1-0.4%。
本发明所述含氢硅油为含氢甲基聚二甲基硅氧烷。
本发明还要求保护所述抗静电硅胶化合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)将烯丙基聚醚、含氢硅油混合在70-90℃、-0.06~-0.1MPa压力下脱水20-40min,氮气卸压至常压;
(2)将步骤(1)卸压后,继续添加乙烯基三甲氧基硅烷,然后温度升至110-130℃,加入卡尔斯特铂金催化剂反应30-60min;
(3)反应结束后降温至50℃以下,得到所述抗静电硅胶化合物。
本发明在反应体系中加入铂金,促进催化反应进行,同时增加反应温度,加快反应速率,降低时间成本;因乙烯基三甲氧基硅烷沸点低,而且遇水发生水解,因此通过步骤(1)脱水后,再将乙烯基三甲氧基硅烷加入反应体系中,能够保证反应的正常进行。
作为本发明的优选实施方式,所述步骤(2)中,卡尔斯特铂金催化剂的质量为烯丙基聚醚、乙烯基三甲氧基硅烷和含氢硅油总质量的0.3%。
作为本发明的优选实施方式,所述卡尔斯特铂金催化剂中铂金含量为5000ppm。
本发明所述抗静电硅胶化合物在制备抗静电硅胶中的应用。
本发明还要求保护一种抗静电硅胶包含所述抗静电硅胶化合物。
作为本发明的优选实施方式,所述抗静电硅胶化合物的质量为抗静电硅胶的1%-3%。
本发明所述抗静电硅胶化合物加入到缩合型硅胶中,与缩合型硅胶主体反应成一体制备抗静电硅胶,可以大大加快缩合型硅胶产品深层固化的速度,同时具有消除缩合型硅胶表面静电的作用,使硅胶表面不容易集灰。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:本发明所述抗静电硅胶化合物为将烯丙基聚醚的聚醚基团引入到含氢硅油的二甲基硅氧烷主链上,可以提高缩合型硅胶的亲水性,大大加快缩合型硅胶产品深层固化的速度,而且可以消除缩合型硅胶表面静电,满足电子胶的绝缘要求,而且将烯丙基聚醚、含氢硅油与乙烯基三甲氧基硅烷复配,可以保证聚醚硅油抗静电能力不会随着时间的延长会消失,使抗静电功能具体持久性。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点,下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例所述抗静电硅胶化合物包括如下重量份的组分:1份烯丙基聚醚、0.1份乙烯基三甲氧基硅烷、0.3份含氢硅油。
所述抗静电硅胶化合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)将烯丙基聚醚、含氢硅油混合在70-90℃、-0.08MPa压力下脱水20-40min,氮气卸压至常压;
(2)将步骤(1)卸压后,继续添加乙烯基三甲氧基硅烷,然后反应液温度升至110-130℃后,加入卡尔斯特铂金催化剂反应30-60min;卡尔斯特铂金催化剂的质量为烯丙基聚醚、乙烯基三甲氧基硅烷和含氢硅油总质量的0.3%;且卡尔斯特铂金催化剂中铂金含量为5000ppm;
(3)反应结束后降温至50℃以下,得到所述抗静电硅胶化合物;
所述烯丙基聚醚的结构式为CH2=CHCH2O(CH2CH2CH2O)m(CH2CH2O)nH,烯丙基聚醚的分子量为600-1500,EO/PO摩尔比为100/0,m:n=0;
所述乙烯基三甲氧基硅烷中乙烯基三甲氧基的含量≥99.5%;
所述含氢硅油为侧链含氢甲基聚二甲基硅氧烷,含氢硅油中含氢量为0.3%。
实施例2
本实施例所述抗静电硅胶化合物包括如下重量份的组分:1份烯丙基聚醚、0.05份乙烯基三甲氧基硅烷、0.6份含氢硅油。
所述抗静电硅胶化合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)将烯丙基聚醚、含氢硅油混合在70-90℃、-0.08MPa压力下脱水20-40min,氮气卸压至常压;
(2)将步骤(1)卸压后,继续添加乙烯基三甲氧基硅烷,然后反应液温度升至110-130℃后,加入卡尔斯特铂金催化剂反应30-60min;卡尔斯特铂金催化剂的质量为烯丙基聚醚、乙烯基三甲氧基硅烷和含氢硅油总质量的0.3%;且卡尔斯特铂金催化剂中铂金含量为5000ppm;
(3)反应结束后降温至50℃以下,得到所述抗静电硅胶化合物;
所述烯丙基聚醚的结构式为CH2=CHCH2O(CH2CH2CH2O)m(CH2CH2O)nH,烯丙基聚醚的分子量为600-1500,EO/PO摩尔比为70/30,m:n=3:7;
所述乙烯基三甲氧基硅烷中乙烯基三甲氧基的含量≥99.5%;
所述含氢硅油为侧链含氢甲基聚二甲基硅氧烷,含氢硅油中含氢量为0.1%。
实施例3
本实施例所述抗静电硅胶化合物包括如下重量份的组分:0.5份烯丙基聚醚、0.15份乙烯基三甲氧基硅烷、0.5份含氢硅油。
所述抗静电硅胶化合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)将烯丙基聚醚、含氢硅油混合在70-90℃、-0.08MPa压力下脱水20-40min,氮气卸压至常压;
(2)将步骤(1)卸压后,继续添加乙烯基三甲氧基硅烷,然后反应液温度升至110-130℃后,加入卡尔斯特铂金催化剂反应30-60min;卡尔斯特铂金催化剂的质量为烯丙基聚醚、乙烯基三甲氧基硅烷和含氢硅油总质量的0.3%;且卡尔斯特铂金催化剂中铂金含量为5000ppm;
(3)反应结束后降温至50℃以下,得到所述抗静电硅胶化合物;
所述烯丙基聚醚的结构式为CH2=CHCH2O(CH2CH2CH2O)m(CH2CH2O)nH,烯丙基聚醚的分子量为600-1500,EO/PO摩尔比为50/50,m:n=1:1;
所述乙烯基三甲氧基硅烷中乙烯基三甲氧基的含量≥99.5%;
所述含氢硅油为端侧链含氢甲基聚二甲基硅氧烷,含氢硅油中含氢量为0.4%。
实施例4
本实施例所述抗静电硅胶化合物包括如下重量份的组分:1.5份烯丙基聚醚、0.12份乙烯基三甲氧基硅烷、0.1份含氢硅油。
所述抗静电硅胶化合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)将烯丙基聚醚、含氢硅油混合在70-90℃、-0.08MPa压力下脱水20-40min,氮气卸压至常压;
(2)将步骤(1)卸压后,继续添加乙烯基三甲氧基硅烷,然后反应液温度升至110-130℃后,加入卡尔斯特铂金催化剂反应30-60min;卡尔斯特铂金催化剂的质量为烯丙基聚醚、乙烯基三甲氧基硅烷和含氢硅油总质量的0.3%;且卡尔斯特铂金催化剂中铂金含量为5000ppm;
(3)反应结束后降温至50℃以下,得到所述抗静电硅胶化合物;
所述烯丙基聚醚的结构式为CH2=CHCH2O(CH2CH2CH2O)m(CH2CH2O)nH,烯丙基聚醚的分子量为600-1500,EO/PO摩尔比为30/70,m:n=7:3;
所述乙烯基三甲氧基硅烷中乙烯基三甲氧基的含量≥99.5%;
所述含氢硅油为侧链含氢甲基聚二甲基硅氧烷,含氢硅油中含氢量为0.3%。
对比例1
本对比例所述抗静电硅胶化合物包括如下重量份的组分:1份烯丙基聚醚、0.3份含氢硅油。
所述抗静电硅胶化合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)将烯丙基聚醚、含氢硅油混合在70-90℃、-0.08MPa压力下脱水20-40min,氮气卸压至常压;
(2)将步骤(1)卸压后反应液温度升至110-130℃后,加入卡尔斯特铂金催化剂反应30-60min;卡尔斯特铂金催化剂的质量为烯丙基聚醚、乙烯基三甲氧基硅烷和含氢硅油总质量的0.3%;且卡尔斯特铂金催化剂中铂金含量为5000ppm;
(3)反应结束后降温至50℃以下,得到所述抗静电硅胶化合物;
所述烯丙基聚醚的结构式为CH2=CHCH2O(CH2CH2CH2O)m(CH2CH2O)nH,烯丙基聚醚的分子量为600-1500,EO/PO摩尔比为50/50,m:n=1:1;
所述含氢硅油为侧链含氢甲基聚二甲基硅氧烷,含氢硅油中含氢量为0.3%。
对比例2
本实施例所述抗静电硅胶化合物包括如下重量份的组分:1份烯丙基聚醚、0.02份乙烯基三甲氧基硅烷、0.3份含氢硅油。
所述抗静电硅胶化合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)将烯丙基聚醚、含氢硅油混合在70-90℃、-0.08MPa压力下脱水20-40min,氮气卸压至常压;
(2)将步骤(1)卸压后,继续添加乙烯基三甲氧基硅烷,然后反应液温度升至110-130℃后,加入卡尔斯特铂金催化剂反应30-60min;卡尔斯特铂金催化剂的质量为烯丙基聚醚、乙烯基三甲氧基硅烷和含氢硅油总质量的0.3%;且卡尔斯特铂金催化剂中铂金含量为5000ppm;
(3)反应结束后降温至50℃以下,得到所述抗静电硅胶化合物;
所述烯丙基聚醚的结构式为CH2=CHCH2O(CH2CH2CH2O)m(CH2CH2O)nH,烯丙基聚醚的分子量为600-1500,EO/PO摩尔比为50/50,m:n=1:1;
所述乙烯基三甲氧基硅烷中乙烯基三甲氧基的含量≥99.5%;
所述含氢硅油为侧链含氢甲基聚二甲基硅氧烷,含氢硅油中含氢量为0.3%。
对比例3
本实施例所述抗静电硅胶化合物包括如下重量份的组分:1份烯丙基聚醚、1份乙烯基三甲氧基硅烷、3份含氢硅油。
所述抗静电硅胶化合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)将烯丙基聚醚、含氢硅油混合在70-90℃、-0.08MPa压力下脱水20-40min,氮气卸压至常压;
(2)将步骤(1)卸压后,继续添加乙烯基三甲氧基硅烷,然后反应液温度升至110-130℃后,加入卡尔斯特铂金催化剂反应30-60min;卡尔斯特铂金催化剂的质量为烯丙基聚醚、乙烯基三甲氧基硅烷和含氢硅油总质量的0.3%;且卡尔斯特铂金催化剂中铂金含量为5000ppm;
(3)反应结束后降温至50℃以下,得到所述抗静电硅胶化合物;
所述烯丙基聚醚的结构式为CH2=CHCH2O(CH2CH2CH2O)m(CH2CH2O)nH,烯丙基聚醚的分子量为600-1500,EO/PO摩尔比为50/50,m:n=1:1;
所述乙烯基三甲氧基硅烷中乙烯基三甲氧基的含量≥99.5%;
所述含氢硅油为侧链含氢甲基聚二甲基硅氧烷,含氢硅油中含氢量为0.3%。
对比例4
本实施例所述抗静电硅胶化合物包括如下重量份的组分:1份烯丙基聚醚、0.1份乙烯基三甲氧基硅烷、0.3份含氢硅油。
所述抗静电硅胶化合物的制备方法,包括如下步骤:
(1)将烯丙基聚醚、含氢硅油混合在70-90℃、-0.08MPa压力下脱水20-40min,氮气卸压至常压;
(2)将步骤(1)卸压后,继续添加乙烯基三甲氧基硅烷,然后反应液温度升至110-130℃后,加入卡尔斯特铂金催化剂反应30-60min;卡尔斯特铂金催化剂的质量为烯丙基聚醚、乙烯基三甲氧基硅烷和含氢硅油总质量的0.3%;且卡尔斯特铂金催化剂中铂金含量为5000ppm;
(3)反应结束后降温至50℃以下,得到所述抗静电硅胶化合物;
所述烯丙基聚醚的结构式为CH2=CHCH2O(CH2CH2CH2O)m(CH2CH2O)nH,烯丙基聚醚的分子量为600-1500,EO/PO摩尔比为50/50,m:n=1:1;
所述乙烯基三甲氧基硅烷中乙烯基三甲氧基的含量≥99.5%;
所述含氢硅油为侧链含氢甲基聚二甲基硅氧烷,含氢硅油中含氢量为0.6%。
效果例
测试样品:实施例1-4、对比例1-4所制备的抗静电硅胶化合物;
对照组:未添加抗静电硅胶化合物的缩合型硅胶固化后的产品。
将测试样品添加入缩合型硅胶中,固化后得到抗静电硅胶,测试抗静电硅胶的固化速度和抗静电性能;所述测试样品质量为抗静电硅胶质量的3%。
表1所述抗静电硅胶化合物的性能测试结果
本发明实施例1-4与对照组和对比例1相比,实施例1-4所制备的抗静电硅胶化合物具有持久抗静电的作用,而且加快缩合型硅胶产品深层固化的速度。根据对比例2、3和实施例1,对比例2、3所述抗静电硅胶化合物的抗静电持久性较差,说明烯丙基聚醚、乙烯基三甲氧基硅烷、和含氢硅油乙烯基的添加量影响抗静电硅胶化合物抗静电的持久性。根据对比例4和实施例1数据相比,含氢硅油中含氢量不在本发明限定范围内,所得到的抗静电硅胶化合物的固化深度较小。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (5)
1.一种抗静电硅胶化合物,其特征在于,所述抗静电硅胶化合物包括如下重量份的制备原料:1份烯丙基聚醚、0.1份乙烯基三甲氧基硅烷、0.3份含氢硅油;所述含氢硅油为侧链含氢硅油或端侧链含氢硅氧烷中的至少一种,含氢硅油中含氢量为0.3%;
所述烯丙基聚醚的分子量为600-1500,EO/PO摩尔比为100/0,烯丙基聚醚的结构式为:
CH2=CHCH2O(CH2CH2CH2O)m(CH2CH2O)nH
其中,m=0;n=4-35。
2.如权利要求1所述抗静电硅胶化合物的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将烯丙基聚醚、含氢硅油混合,在70-90℃、-0.06~-0.1MPa压力下脱水20-40min,氮气卸压至常压;
(2)将步骤(1)卸压后,继续添加乙烯基三甲氧基硅烷,然后温度升至110-130℃,加入卡尔斯特铂金催化剂反应30-60min;
(3)反应结束后降温至50℃以下,得到所述抗静电硅胶化合物。
3.如权利要求2所述抗静电硅胶化合物的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,卡尔斯特铂金催化剂的质量为烯丙基聚醚、乙烯基三甲氧基硅烷和含氢硅油总质量的0.2-0.4%;所述卡尔斯特铂金催化剂中铂金含量为4500-5500ppm。
4.一种抗静电硅胶,其特征在于,包含权利要求1所述抗静电硅胶化合物。
5.如权利要求4所述抗静电硅胶,其特征在于,所述抗静电硅胶化合物的质量为抗静电硅胶的1%-3%。
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