CN115785898A - 一种低粘度无溶剂型有机硅三防胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及粘胶领域，具体公开了一种低粘度无溶剂型有机硅三防胶及其制备方法。一种低粘度无溶剂型有机硅三防胶包括以下重量份的原料：乙烯基硅油90‑110份；长链烷基改性型乙烯基硅油20‑50份，乙烯基MQ树脂10‑30份，含氢硅油10‑30份，增粘剂0.2‑1份，催化剂0.1‑0.5份，抑制剂0.01‑0.1份，所述乙烯基硅油为端乙烯基硅油，所述端乙烯基硅油粘度为50‑200cps。本申请的一种低粘度无溶剂型有机硅三防胶具有较低的粘度，在基材表面形成一层均匀的薄膜，同时具有很好的粘结强度，与基材具有很好的附着力。

Description

一种低粘度无溶剂型有机硅三防胶及其制备方法

技术领域

本申请涉及粘胶领域，更具体地说，它涉及一种低粘度无溶剂型有机硅三防胶及其制备方法。

背景技术

印制电路板是实现各种电子元器件之间的相互连接的主要载体，随着电子工业的发展，电子仪器及设备趋向超薄、轻、短、小的方向发展，因此，对印制电路板表面进行绝缘保护变得越来越重要，同样对印制电路板处理用的保护材料要求也越来越高。三防胶目的是使印制电路板在贮存和工作期间能抵抗恶劣环境的影响，减少电路板导线间绝缘电阻下降甚至短路的现象，有效地提高产品的可靠性。

常见的三防胶种类有机硅、聚氨酯、丙烯酸，其中有机硅三防胶被广泛用于线路板、航空仪器仪表、电脑控制板、工业控制板、半导体晶体线路保护、家电控制器、等电子零件及各种电路的保护涂层。

现在常用为缩合型有机硅三防胶中的无溶剂型有机硅胶，但是存在体系黏度过高，固化速度慢，不利于均匀喷涂的问题，无法在电路板上形成一层均匀的薄膜，从而影响电路板的使用。

发明内容

为了改善现有的缩合型的有机硅三防胶黏度过高的问题，本申请提供一种低粘度无溶剂型有机硅三防胶及其制备方法。

第一方面，本申请提供的一种低粘度无溶剂型有机硅三防胶，采用如下的技术方案：一种低粘度无溶剂型有机硅三防胶及其制备方法，包括以下重量份的原料：乙烯基硅油90-110份；长链烷基改性型乙烯基硅油20-50份，乙烯基MQ树脂10-30份，含氢硅油10-30份，增粘剂0.2-1份，催化剂0.1-0.5份，抑制剂0.01-0.1份，所述乙烯基硅油为端乙烯基硅油，所述端乙烯基硅油粘度为50-200cps。

通过采用上述技术方案，采用低粘度端乙烯基硅油降低有机硅三防胶的粘度，有利于胶体均匀的涂覆在电路板的表面。低粘度的端乙烯基硅油表面张力较低，能够在基材的表面形成一层薄膜，提高有机硅胶的固化效率。同时端乙烯基硅油具有一定的憎水性和消泡性，提高了有机硅三防胶的防水性能和消泡性能。

乙烯基MQ树脂的纳米尺寸球形结构，促进乙烯基MQ树脂能够很好地分散在乙烯基硅油中，对有机硅三防胶的粘度变化影响较小。同时乙烯基MQ树脂添加到有机硅三防胶中还起到补强的作用，促使有机硅三防胶在具有一定的柔韧性的前提下，还保持一定的强度，提高有机硅三防胶对电路板的保护作用。对电路板起到保护作用。

乙烯基硅油在催化剂和抑制剂的协同作用下，与乙烯基MQ树脂中的乙烯基和含氢硅油连接起来，在有机硅三防胶的体系中形成具有补强作用的交联大分子，促使有机硅三防胶体系中各组分粘结在一起。抑制剂可以减少乙烯基硅油和含氢硅油室温下快速发生反应生成凝胶。增粘剂可以提高有机硅三防胶的粘结性，与电路板更好的结合在一起，提高有机硅三防胶与基材之间的附着力。在有机硅三防胶固化后，长链烷基改性型乙烯基硅油可以在胶层的表面形成一层薄膜，降低胶层的表面张力，提高有机硅三防胶的润滑性、耐磨性和防潮性能。

优选的，所述长链烷基改性型乙烯基硅油粘度为100-300cps。

通过采用上述技术方案，采用低粘度的长链烷基改性型乙烯基硅油降低有机硅三防胶的粘度，促使有机硅三防胶可以均匀的在电路板上形成一层薄膜。同时，长链烷基改性型乙烯基硅油具有一定的憎水性，在基材的表面形成一层防水保护膜，具有更好的防潮效果。

优选的，所述乙烯基MQ树脂乙烯基含量为0.6-1.5％，所述乙烯基MQ树脂粘度为3000-8000cps。

通过采用上述技术方案，乙烯基MQ树脂的乙烯基含量控制在合适范围内，在保证乙烯基MQ树脂具有一定的强度的前提，还可以提高有机硅三防胶的附着力，同时还不影响有机硅三防胶的粘度。

优选的，所述含氢硅油为侧链含氢硅油，所述侧链含氢硅油含氢量为0.15-0.5％。

通过采用上述技术方案，控制含氢硅油的含氢量在合适范围内，可以保持有机硅三防胶合适的粘度。减少有机硅三防胶黏度过高，不便于涂布使用的现象，同时减少有机硅三防胶粘度过小，无法对电路板进行保护的现象。

优选的，所述抑制剂为1-乙炔基-1-环己醇。

通过采用上述技术方案，抑制剂中的乙炔基可以与催化剂发生反应，从而抑制催化剂对乙烯基硅油和含氢硅油的催化作用，延长有机硅三防胶的加工操作时间，减缓乙烯基硅油和含氢硅油的反应。

优选的，所述有机硅三防胶还包括：2，2-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)0.05-0.1份，十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯0.01-0.05份。

通过采用上述技术方案，2，2-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)可以提高有机硅三防胶的柔韧性和回弹性能，减少有机硅三防胶老化过硬、出现裂纹的现象。2，2-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)中的酚羟基可以与三防胶氧化产生的大分子自由基反应，自身转化为不活泼的自由基，终止有机硅三防胶分子链上自由基反应，从而抑制自由基催化氧化三防胶，因此，2，2-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)实现减缓三防胶的发黏、变硬、裂纹等老化现象，提高有机硅三防胶的抗老化性能。另一方面，2，2-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)具有苯环等大基团以及酚羟基的氢键作用，当受到冲击时，2，2-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)分子链的内摩擦也会消耗较多能量，进一步提高有机硅胶分子链的运动自由度增加，从而促使有机硅三防胶具有一定的阻尼减震的效果。

双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯添加到有机硅三防胶中，可以分解有机硅三防胶氧化产生的氢过氧化物，自身被氧化成磷氧，提高有机硅三防胶的抗氧化性，减少三防胶老化、变硬开裂、变黄的现象。同时，双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯中的磷原子可以与基材上的金属离子形成螯合物，减少有色金属与有机硅胶分子链反应形成有色物质，进一步减少有机硅三防胶变黄的现象。

优选的，所述有机硅三防胶还包括：苯基缩水甘油醚0.1-0.3份。

通过采用上述技术方案，苯基缩水甘油醚可以和双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯水解形成的羧基进行中和，从而中断酸的催化水解过程，延缓双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯的水解进程，从而进一步提高有机硅三防胶的抗氧化性。同时苯基缩水甘油醚苯基缩水甘油醚加入到有机硅胶中，可以促进2-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯均匀分散在有机硅三防胶体系中，促进有机硅三防胶体系的分散性。

第二方面，本申请提供一种低粘度无溶剂型有机硅三防胶的制备方法，采用如下的技术方案：

一种低粘度无溶剂型有机硅三防胶的制备方法，包括将乙烯基硅油、长链烷基改性型乙烯基硅油、乙烯基MQ树脂混合后，加入增粘剂、含氢硅油、催化剂和抑制剂混合后，制得有机硅三防胶。

通过采用上述技术方案，使用低粘度的乙烯基硅油、乙烯基MQ树脂、含氢硅油、长链烷基改性乙烯基硅油为原料，添加增粘剂，促使制备的有机硅三防胶具有较低的粘度，还保持一定的粘结性，同时有机硅三防胶与基材具有很好的附着力。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、由于本申请通过使用低粘度的端乙烯基硅油作原料，在原料中添加了含氢硅油、乙烯基MQ树脂和长链烷基改性乙烯基硅油，形成的有机硅三防胶具有较低的粘度，可以在基材上形成一层均匀的薄层，同时与基材具有很好的粘结性能。

2、本申请中采用2，2-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯复配加强，终止有机硅三防胶的自由基反应，同时分解有机硅三防胶氧化生成的氢过氧化物，提高有机硅三防胶的抗老化现象，减少有机硅三防胶容易出现发黏、变硬、变黄的老化现象。

具体实施方式

以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。

催化剂为铂催化剂(卡斯特催化剂CAT-PL-56型)。

端乙烯基硅油选择为单端乙烯基封端聚二甲基硅氧烷。

增粘剂为三(三甲硅烷氧基)硅烷，CAS号：1873-9-8。

长链烷基改性型乙烯基硅油为十二烷基改性硅油。

实施例

实施例1

一种低粘度无溶剂型有机硅三防胶，包括以下重量份的原料：端乙烯基硅油100g，长链烷基改性型乙烯基硅油35g，乙烯基MQ树脂20g，侧链含氢硅油20g，增粘剂0.6g，催化剂0.3g，抑制剂0.05g，荧光剂0.3g。

其中抑制剂为1-乙炔基-1-环己醇，端乙烯基硅油粘度为150cps，长链烷基改性型乙烯基硅油粘度为200cps，乙烯基MQ树脂乙烯基含量为1％，粘度为4000cps，侧链含氢硅油含氢量为0.3％，荧光剂为高压汞灯用荧光粉Y(PV)O4:Eu。

有机硅三防胶的制备方法，包括以下具体步骤：

将乙烯基硅油、长链烷基改性型乙烯基硅油、乙烯基MQ树脂混合后，以1500r/min的速度真空搅拌15min，真空度0.08MPa，再加入侧链含氢硅油、增粘剂和抑制剂混合，继续以1500r/min的速度真空搅拌15min，最后加入催化剂，以1500r/min的速度真空搅拌10min，制得有机硅三防胶。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于，有机硅三防胶原料的使用量不同。端乙烯基硅油的使用量为90g，长链烷基改性型乙烯基硅油的使用量为50g，乙烯基MQ树脂的使用量为30g，侧链含氢硅油的使用量为10g，增粘剂的使用量为0.2g，催化剂的使用量为0.1g，抑制剂的使用量为0.01g，荧光剂的使用量为0.01g。

其中抑制剂为1-乙炔基-1-环己醇，端乙烯基硅油粘度为200cps，长链烷基改性型乙烯基硅油粘度为100cps，乙烯基MQ树脂乙烯基含量为1.5％，粘度为8000cps，侧链含氢硅油含氢量为0.5％，荧光剂为紫外光源用荧光粉正磷酸钙。

实施例3

实施例3与实施例1的区别在于，有机硅三防胶原料的使用量不同。端乙烯基硅油的使用量为110g，长链烷基改性型乙烯基硅油的使用量为20g，乙烯基MQ树脂的使用量为10g，侧链含氢硅油的使用量为30g，增粘剂的使用量为1g，催化剂的使用量为0.5g，抑制剂的使用量为0.1g，荧光剂的使用量为0.5g。

其中抑制剂为1-乙炔基-1-环己醇，端乙烯基硅油粘度为50cps，长链烷基改性型乙烯基硅油粘度为300cps，乙烯基MQ树脂乙烯基含量为0.6％，粘度为3000cps，侧链含氢硅油含氢量为0.15％，荧光剂为紫外光源用荧光粉正磷酸钙和高压汞灯用荧光粉Y(PV)O4:Eu质量比为1:1的混合物。

实施例4

实施例4与实施例1的区别在于，有机硅三防胶原料中长链烷基改性型乙烯基硅油的粘度800cps。

实施例5

实施例5与实施例1的区别在于，有机硅三防胶原料中乙烯基MQ树脂中乙烯基含量为5％。

实施例6

实施例6与实施例1的区别在于，有机硅三防胶原料中的侧链含氢硅油的含氢量为1.6％。

实施例7

实施例7与实施例1的区别在于，有机硅三防胶原料中还包括2，2-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)0.08g，双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯0.03g。

有机硅三防胶的制备方法，包括以下具体步骤：

将乙烯基硅油、长链烷基改性型乙烯基硅油和乙烯基MQ树脂混合后，以1500r/min的速度真空搅拌15min，真空度0.08MPa，再加入侧链含氢硅油、增粘剂和抑制剂混合，继续以1500r/min的速度真空搅拌15min，最后加入催化剂混合反应后，再加入2，2-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯，制得有机硅三防胶。

实施例8

实施例8与实施例7的区别在于，有机硅三防胶原料中2，2-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)的使用量为0.05g，双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯的使用量为0.01g。

实施例9

实施例9与实施例7的区别在于，有机硅三防胶原料中2，2-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)的使用量为0.1g，双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯的使用量为0.05g。

实施例10

实施例10与实施例7的区别在于，有机硅三防胶原料中还包括苯基缩水甘油醚0.2g。

有机硅三防胶的制备方法，包括以下具体步骤：

将乙烯基硅油、长链烷基改性型乙烯基硅油和乙烯基MQ树脂、后，以1500r/min的速度真空搅拌15min，真空度0.08MPa，再加入侧链含氢硅油、增粘剂和抑制剂混合，继续以1500r/min的速度真空搅拌15min，加入催化剂混合后，再加入苯基缩水甘油醚、2，2-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯混合，制得有机硅三防胶。

实施例11

实施例11与实施例10的区别在于，有机硅三防胶原料中苯基缩水甘油醚的使用量为0.1g。

实施例12

实施例12与实施例10的区别在于，有机硅三防胶原料中苯基缩水甘油醚的使用量为0.3g。

对比例

对比例1

对比例1与实施例1的区别在于，有机硅三防胶原料中端乙烯基硅油的粘度为500cps。

对比例2

对比例2与实施例1的区别在于，有机硅三防胶原料中不使用乙烯基MQ树脂。

性能检测试验

针对本申请实施例1-12和对比例1-2提供的一种低粘度无溶剂型有机硅三防胶进行如下性能检测，检测结果见表1。

检测方法

一、粘度

参照GB/T 2794—1995《胶粘剂粘度的测定》测定有机硅三防胶的粘度。

二、拉伸强度

参照按GB/T 528—1998《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》标准测定有机硅三防胶的粘接强度。

三、抗氧化性能

参照GB/T3512—2014《硫化橡胶或热塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验》检测有机硅三防胶在100℃，试验24h后的拉伸强度。

表1：性能检测数据表

由实施例1-3可知，本申请实施例制备的有机硅三防胶具有较低的粘度，粘度均小于150cps，减少了现有缩合型有机硅胶粘度过大引起的一系列问题。同时又可以保证很好的粘结性能，和基材具有很好的附着力，本申请使用低粘度的端乙烯基硅油，具有较低的表面张力和较高的表面活性，能够在基材的表面形成一层薄膜，同时端乙烯基硅油具有一定的憎水性，提高了有机硅三防胶的防水性能。使用了乙烯基MQ树脂添加到有机硅三防胶中，具有显著的补强作用，又可以均匀的分散在乙烯基硅油中，从而提高有机硅三防胶的拉伸强度。在催化剂的催化作用下，乙烯基MQ树脂与含氢硅油、乙烯基硅油、长链烷基改性型乙烯基硅油交联形成一层薄膜，乙烯基硅油保持有机硅三防胶的柔韧性，乙烯基MQ树脂又起到一定的增强作用，从而制备的有机硅三防胶具有优异的粘结性和韧性。

实施例4中使用粘度过大的长链烷基改性型乙烯基硅油，由检测结果可知，有机硅三防胶的粘接性反而下降，粘度过大的长链烷基改性型乙烯基硅油在加工制作中，排泡比较困难，造成有机硅胶体系分子颗粒不均匀和固化时间过长，同时难以在基材的表面均匀形成一层薄膜，因此，进一步证明低粘度的长链烷基改性型乙烯基硅油促使有机硅三防胶具有高强度和优异的均一性。

实施例5中使用了高乙烯基含量的乙烯基MQ树脂，由检测结果可知，有机硅三防胶的粘接性反而下降，可能是因为乙烯基MQ树脂交联密度过大，交联点分布不均匀，容易引起应力集中，从而导致有机硅三防胶硬并且脆。

实施例6中，使用了高含氢量的含氢硅油，由检测结果可知，有机硅三防胶的粘接性下降，含氢硅油的含氢量过高，容易发生脱氢反应而产生气泡，从而影响有机硅三防胶的加工操作和固化时间，进而影响有机硅三防胶的粘结性能。

实施例7-9中，添加了2，2-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯复配加强，提高有机硅三防胶的抗氧化性能，减少有机硅胶出现发黏、过硬开裂、变黄的现象。由检测结果可知，实施例7-9制备的有机硅三防胶在进行老化试验后，有机硅胶仍具有较好的粘结强度。

在实施例10-12中，在有机硅胶体系中添加了苯基缩水甘油醚，由检测结果可知，有机硅三防胶的抗老化能力进一步得到上升，苯基缩水甘油醚一方面可以中和双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯水解形成的磷酸，从而终止双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯的水解过程，进一步提高有机硅三防胶的抗氧化性能。同时有机硅胶的粘结性能也得到提升，苯基缩水甘油醚具有较高的分散性能，促进双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯和2，2-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)更均匀的分散在有机硅三防胶体系中，提高有机硅三防胶体系的分散性，促使有机硅三防胶均匀涂覆在基材的表面。

在对比例1中，提高乙烯基硅油的粘度，由检测结果可知，有机硅三防胶的拉伸强度反应下降，可能是因为，乙烯基硅油的粘度过高，形成的有机硅胶体系分布不均匀，无法均匀的涂覆在基材上，加厚胶膜涂层的厚度，从而引起固化时间过长，部分有机硅胶与基材的粘接力下降。

在对比例2中，不使用乙烯基MQ树脂，在实际操作中发现，不但有机硅三防胶的粘结性能和强度下降，同时有机硅三防胶的柔韧性也会下降，进一步说明乙烯基MQ树脂会促进乙烯基硅油和其他分子的交联程度，同时促进有机硅三防胶的粘接性和柔韧性。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种低粘度无溶剂型有机硅三防胶，其特征在于，包括以下重量份的原料：乙烯基硅油90-110份；长链烷基改性型乙烯基硅油20-50份，乙烯基MQ树脂10-30份，含氢硅油10-30份，增粘剂0.2-1份，催化剂0.1-0.5份，抑制剂0.01-0.1份，所述乙烯基硅油为端乙烯基硅油，所述端乙烯基硅油粘度为50-200cps。

2.根据权利要求1所述的一种低粘度无溶剂型有机硅三防胶，其特征在于：所述长链烷基改性型乙烯基硅油粘度为100-300cps。

3.根据权利要求1所述的一种低粘度无溶剂型有机硅三防胶，其特征在于：所述乙烯基MQ树脂乙烯基含量为0.6-1.5%，所述乙烯基MQ树脂粘度为3000-8000cps。

4.根据权利要求1所述的一种低粘度无溶剂型有机硅三防胶，其特征在于：所述含氢硅油为侧链含氢硅油，所述侧链含氢硅油含氢量为0.15-0.5%。

5.根据权利要求1所述的一种低粘度无溶剂型有机硅三防胶，其特征在于：所述抑制剂为1-乙炔基-1-环己醇。

6.根据权利要求1所述的一种低粘度无溶剂型有机硅三防胶，其特征在于：所述有机硅三防胶原料还包括：2，2-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)0.05-0.1份，双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯0.01-0.05份。

7.根据权利要求6所述的一种低粘度无溶剂型有机硅三防胶，其特征在于：所述有机硅三防胶原料还包括：苯基缩水甘油醚0.1-0.3份。

8.一种如权利要求1-7任一所述的低粘度无溶剂型有机硅三防胶的制备方法，其特征在于：包括以下具体步骤：将乙烯基硅油、长链烷基改性型乙烯基硅油、乙烯基MQ树脂混合后，加入增粘剂、含氢硅油、催化剂和抑制剂混合后，制得有机硅三防胶。