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                  有机硅胶粘剂的研究进展简介

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                  有机硅胶粘剂的研究进展简介

                  2019-07-03

                  有机硅封头剂



                  1941年,Rochow用直接法合成有机氯硅烷,为有机硅生产与发展奠定了基础。1943年Dow Corning建成,专门从事有机硅的生产研究,其发展十分迅速。现今在规模和技术上领先的是Dow Corning、GE、Wacker、Degussa、Crompton、Rhodia等。2000年他们占有的市场份额分别为35%、17%、14%、11%、9%、6%、5%。


                  上世纪80年代,我国开发出了有机硅胶粘剂,有机硅封头剂。 近些年的发展比较迅速,年增长率不低于10%,高于发达国家的增长水平。“十五”期间,建筑密封材料以有机硅和聚氨酯为主,年用量约10万t。


                  有机硅胶粘剂具有良好的耐高低温性、耐候性、电气绝缘性、憎水性、耐化学试剂性等,广泛使用于电子、机械、航空、建筑、医疗和通信等行业。


                  有机硅胶粘剂的粘料是由一种或几种线型、环状或支链型的硅氧烷,在催化剂作用下,通过平衡、加成或缩合等反应制得的高分子质量的线型或交联型聚硅氧烷组成。


                  有机硅胶粘剂主要有橡胶型和树脂型2类,下面主要对有机硅橡胶进行阐述


                  一、概述


                  硅橡胶是以Me2SiO及MeRSiO(R为Ph,CF3CH2CH3,Vi,H等)为主要链节,具有网状结构的弹性体。


                  根据硫化温度的不同可以分为下列品种:


                  1)高温硫化硅橡胶,包括有机过氧化物引发交联及氢硅化加成交联;


                  2)低温硫化液体硅橡胶(LTV),主要以含有MeViSiO及MeHSiO链节的聚二甲基硅氧烷为基础物,以铂为催化剂,有双组分加成型和单组分加成型2种;


                  3)室温硫化液体硅橡胶(RTV),分为单组分和双组分2种。单组分的室温硫化硅橡胶(RTV—1)主要有脱醋酸型、脱醇型、脱氢型、脱水型、脱羟胺型和加成型等几种;双组分室温硫化硅橡胶(RTV—2)主要有脱醇型、脱氢型、脱水型、脱羟胺型及加成型等。


                   二、粘接性


                  1、硅橡胶改性


                  20世纪70年代初,有机功能硅烷封端聚氨酯预聚物就已经用于胶粘剂和密封剂的配方中,由此制得耐久性、粘接性良好的含有游离基NCO的预聚物。Misty的研究表明:有机功能硅烷封端聚氨酯预聚物的性能可以通过改变多元醇中n(NCO)/n(OH)值的大小和硅烷封端剂来实现。有机硅氧烷的使用可以改善胶粘剂的粘接性能和密封胶的机械性能。


                  清华大学采用聚醚多元醇、TDI、BIDL、KH—550、填料、增塑剂及其他助剂合成了烷氧基硅烷改性单组分聚氨酯。结果表明,随着烷氧基硅烷封端比例的提高,NCO基含量降低,但密封胶的拉伸强度提高。烷氧基硅烷封端所占比例在10%左右为宜,聚氨酯预聚物中三元醇所占的比例不宜高于50%。


                  Mine和Imai等将含环氧基的化合物掺入硅橡胶生胶中,获得了较好的粘接效果。也有人将丙烯酸酯类化合物,含胺、磺酸钠的硅氧烷和含硼化合物等掺人硅橡胶中。


                  除此之外,潘慧铭等以水玻璃、六甲基二硅氧烷为基本原料,合成甲基MQ和MTQ树脂并用于RTV硅橡胶胶粘剂中以提高粘接性。


                  2、偶联剂


                  Rittenhous在含有Rsi(OEt),(R为甲基、苯基、乙烯基)的表面处理剂中加入NH2(CH2),Si(OEt)3和环氧树脂,用来处理铝片和不锈钢。杨维生等将四乙烯基硅烷和四烯丙基掺入HTV硅橡胶中,以提高对金属的粘接性。


                  化学开发的加成型有机硅胶粘剂,使用底涂剂X—40—3501,可以提高此胶粘剂与聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺、聚苯硫醚等薄膜的粘接性。还开发出能粘聚对苯二甲酸丁二醇酯的RTV硅橡胶胶粘剂以及能粘聚酰胺树脂但不与金属模具表面相粘的胶粘剂。


                  3、固化


                  生产线装配中对胶粘剂的固化速度有较高的要求。


                  室温快固化聚硅氧烷密封胶由羟基封端的聚二甲基硅氧烷配合四甲基硅烷、丙酮、正丁胺、二丁基二月桂酸锡组成,在20 ℃和RH为55%固化后,拉伸强度可达2.5 MPa。Dow Corning 9—1359在25 ℃和RH为50%条件下的表干时间为5~10 min,并具有较高的初粘强度。Silicone Solution的SS—67B对硅橡胶有优异的粘接性,在200 ℃下处理30 s后使用,1 min内即固化。


                  齐士成等以羟基封端聚二甲基硅烷、氧化锌、含氢硅油和催化剂为原料,制成3组分室温硫化泡沫有机硅密封剂。该密封剂的适用期为50 min,在300 ℃下放置100 h后仍保持弹性。


                  4、导热性


                  通用室温硫化硅橡胶的热导率可达0.16 W(m?K)-1,大约是合成橡胶的2倍。若在胶料中加入导热性填料,还可进一步提高热导率。


                  Dalbe等采用2种不同粒径分布的填料,在加入量为35%~70%时,制得热导率超过1.2 W(m?K)-1的硅橡胶。汪倩等研究了Al2O3、SiC 2类导热填料粒径分布对RTV硅橡胶导热性能的影响。Dow Corning公司新推出几种可用于粘接密封导热产品,Dow Corning 3—6658用于高热导率的密封。Dow Corning SE4420、SE4422、SE4486用于粘接集成电路板和散热片,Dow Corning SC102用作导热性嵌封材料。

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