專利名稱：一種單組份加熱固化液體硅橡膠及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于液體硅橡膠領域，尤其涉及一種單組份加熱固化液體硅橡膠及其制備方法。
背景技術：
硅橡膠是ー種具有優(yōu)良的電性能和化學惰性、耐熱、耐老化、耐濕、透氣,在-60 200°C范圍內(nèi)能長期保持彈性的高分子材料，其中加成型固化硅橡膠能在較高溫度下實現(xiàn)快速固化，加工成型方便，易于實現(xiàn)自動化，節(jié)省能源和勞動カ，在自動化生產(chǎn)過程中得到廣泛的應用。單組份硅橡膠分為縮合型單組份硅橡膠和加成型單組份硅橡膠，其中縮合型單組份硅橡膠僅能室溫固化，在使用上存在固化慢，不能內(nèi)外同時固化、硫化過程中收縮率大、有副產(chǎn)物產(chǎn)生等缺點。與此相比，加成型單組份硅橡膠能通過加熱快速固化，在硫化過程中收縮性極小，能內(nèi)外深層固化，硫化速度與環(huán)境濕度無關，具有優(yōu)良的耐高溫性等特點。普通單組份加成型液體硅橡膠，是以こ烯基聚硅氧烷為基膠，氫基聚硅氧烷為交聯(lián)劑，鉬絡合物為催化劑，単一炔醇類作為阻聚劑，添加填料配制而成。這種產(chǎn)品在生產(chǎn)及應用中存在以下幾個缺點在生產(chǎn)方面，添加的填料對耐熱、導熱性能以及產(chǎn)品粘度影響大，添加過多填料使粘度升高，觸變性大，放置一段時間后粘度降低給生產(chǎn)控制帶來麻煩；在應用方面1、作為密封劑或膠粘劑使用吋，對基材的粘接強度不夠易剝落；2、導熱性能較好、阻燃性優(yōu)異且強度較好的產(chǎn)品粘度較高，不適用于操作。3、產(chǎn)品貯存性能不好，常溫儲存期不超過6個月，存放時間超過6個月后，使用性能下降，嚴重時會直接硫化，不能使用。 4、長期耐高溫性能一般。硅橡膠的本體強度較低，通過添加補強填料可以達到高強度的目的，但卻存在流動性差，常溫不易儲存，粘接力差等缺陷。隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展，進ー步提高生產(chǎn)效率的需求越來越高，具有良好流動性的低粘度單組份加熱固化硅橡膠的開發(fā)已經(jīng)成為必要。而隨著科技的發(fā)展，電子產(chǎn)品越來越多地運用于人們的生活、工作中，為了達到滿意的性能，需要具有以下性質(zhì)的專用硅膠1、滿足使用所需要的導熱性隨著微電子及大規(guī)模集成電路的發(fā)展，電路元器件高度集中，元器件的散熱成為ー個突出的問題，直接影響到所使用的各種高精設備的設備和可靠性。若產(chǎn)生的熱量不能及時傳導，容易形成局部高溫，高導熱絕緣硅橡膠具有良好的散熱能力，將產(chǎn)生的熱量及時傳導，不易形成局部高溫，防止對電器元器件的損傷，從而提高系統(tǒng)的可靠性。為達到要求產(chǎn)品應選擇導熱系數(shù)較高的填料，同時通過硅氮烷等試劑處理后導熱性能可以大大提高。2、粘度低較低的粘度更有利于操作，尤其是在應用在密封防護的時候。3、加熱下能夠快速固化作為流水線生產(chǎn)作業(yè)，為保證工作效率，需要此種專用硅膠能夠在加熱條件下能夠快速固化，如果不能快速固化，會導致工作流程中大量時間的浪費，影響生產(chǎn)效率。4、粘接性為了保證產(chǎn)品具有優(yōu)異的防潮密封效果，需要硅膠與基材之間有良好的粘接性能。米用娃燒偶聯(lián)劑提聞廣品的粘接性，大大提聞了娃股對基材的粘接強度。5、產(chǎn)品存儲穩(wěn)定單組份硅橡膠希望在常溫下能夠具有良好的流動性，易于操作使用，同時常溫下存儲時間越長越好。一般的單組份加熱固化硅橡膠常溫存儲時間較短，都采用低溫存儲。所以，在研制單組份硅橡膠時，需要解決配方和エ藝兩個問題，既能夠使產(chǎn)品流動性合適，對基材粘接力好、又能使產(chǎn)品快速固化，最終的產(chǎn)品具有粘度低、導熱性好、耐溫性好、良好阻燃性、良好粘接性、環(huán)保無污染等特性，滿足市場需求。

發(fā)明內(nèi)容
為解決以上的技術問題，本發(fā)明針對應用在電子行業(yè)的需求，開發(fā)出來的ー款低粘度、加熱后快速固化、高強度、與基材粘接性好、導熱性好、耐溫性好、阻燃性優(yōu)異，在常溫下長期貯存的加成型單組份加熱固化液體硅橡膠產(chǎn)品的發(fā)明。本發(fā)明使用こ烯基聚硅氧烷為基膠，氫基聚硅氧烷為交聯(lián)劑，金屬鉬的絡合物作為催化劑，炔醇類混合物作為高效阻聚劑，氧化鋁和氮化鋁作為導熱填料，硅烷偶聯(lián)劑作為增粘劑，氫氧化鋁為阻燃劑，氣相法白炭黑為補強劑。在エ藝上，通過嚴格控制，采取原料預先處理干燥，室溫混合后配膠的エ藝路線，制得低粘度單組份加熱固化硅橡膠。本發(fā)明解決以上技術問題的一種單組份加熱固化液體硅橡膠，其配方中各組份重量份為こ烯基聚硅氧烷100份，氧化鋁50-100份，氮化鋁50-80份，氫氧化鋁30-50份和10-20份氣相法白炭黑， 和按照以上基膠、導熱填料、阻燃劑、補強劑總質(zhì)量份100份計算而得的氫基聚硅氧烷3-6份，硅烷偶聯(lián)劑0.5-2份，鉬絡合物0.05-0. 2份，炔醇類阻聚劑0. 01-0. 02 份。使用硅烷偶聯(lián)劑作增粘劑，提高硅橡膠對基材的粘接性；氮化鋁是常用的高效導熱填料，但因其成本高昂，很難在普通エ業(yè)品中大量應用。本發(fā)明采用氧化鋁和氮化鋁配合使用作導熱填料，不僅可以節(jié)約成本，還可以通過粒徑的搭配大幅提高硅橡膠的導熱性能。本發(fā)明中，所述氧化鋁和氮化鋁為經(jīng)過八甲基環(huán)四硅氧烷和硅氮烷預處理后獲得，氧化鋁、氮化鋁或氫氧化鋁的處理步驟如下
在反應釜中加入重量份的100份氧化鋁，一邊攪拌ー邊加入5-10份的八甲基環(huán)四硅氧烷，攪拌均勻，再加入5-20份的六甲基ニ硅氮烷，在氮氣流下升溫，保持80-120°C攪拌混合2-4h，自然冷卻，在18-25°C放置6-12小時后，再加熱至150_180°C，干燥4_5小時，冷卻后即得到處理后的氧化鋁填料。氮化鋁或氫氧化鋁的處理步驟與處理氧化鋁一祥。在硅橡膠提高性能的過程中，填料的加入會引起硅橡膠粘度的迅速上升，為了保證產(chǎn)品的粘度，往往填料的加入量受到一定的限制。但填料經(jīng)過處理后，其表面可由親水性轉(zhuǎn)變成親油性，因而具有與硅橡膠更好的相容性，從而降低體系的粘度。為了增加填料表面的潤濕程度，采用八甲基環(huán)四硅氧烷和六甲基ニ硅氮烷預處理填料可以使填料與基膠的相容性更好，在添加同等填料的時候可，提高填料在基膠中的填充率并且降低體系粘度，可以在使產(chǎn)品獲得其他優(yōu)異性能的基礎上降低體系粘度，同時此處理有助于提高產(chǎn)品導熱性。
所述乙烯基聚硅氧烷的粘度選擇在500-50000mpa. s范圍內(nèi)。所述硅烷偶聯(lián)劑可為こ烯基三こ氧基硅烷，こ烯基三甲氧基硅烷或Y - (2，3-環(huán)
氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。所述炔醇類阻聚劑為丁炔醇和環(huán)己炔醇。采用炔醇類混合抑制劑延長產(chǎn)品的常溫儲存時間，以及產(chǎn)品的存儲穩(wěn)定性。所述炔醇類阻聚劑的用量為0. 005-0. 01份丁炔醇和0. 005-0. 01份環(huán)己炔醇。本發(fā)明中的ー種單組份低粘度高強度粘接硅橡膠制備方法，其特征在于
步驟(I):こ烯基聚硅氧烷100份、氧化鋁50-100份、氮化鋁50-80份、氫氧化鋁30-50份和10-20份氣相法白炭黑加入到捏合機中，攪拌均勻，升溫至130-160°C，抽真空攪拌2-6小時后，取出，在三輥機上碾磨1-2遍，得基礎膠料；
步驟(2):取基礎膠料100份在行星釜中攪拌，加入按照所加基礎膠料質(zhì)量份量而得的氫基聚硅氧烷3-6份，硅烷偶聯(lián)劑增粘劑0. 5-2份，炔醇類阻聚劑0. 01-0. 02份，攪拌均勻后，加入0. 05-0. 2份過渡金屬鉬的絡全物催化劑，攪拌2-4小時；
步驟(3):過濾、包裝即得單組份加熱固化硅橡膠。作為本發(fā)明中的優(yōu)選方案，所述硅烷偶聯(lián)劑增粘劑可按照以下步驟制得
將四甲基四氫環(huán)四硅氧烷、こ烯基三こ氧基硅烷按質(zhì)量摩爾比1:1-2混合，加入總質(zhì)量百分含量1_2%。的鉬催化劑，在20-30°C下反應12 -24h，再升溫到80_100°C反應2 _4h，最后升溫到120-150°C反應2-4小時，常溫自然冷卻后過濾，得到增粘劑。加成型硅橡膠因為本身極性差，與基材的粘接カー直比較差。通過加入一般的硅烷偶聯(lián)劑雖然可以在一定程度上提高對基材的粘接性，但還是存在產(chǎn)品存儲一段時間后因硅烷偶聯(lián)劑的水解，粘接強度下降的問題。本發(fā)明優(yōu)選方案中制得的硅烷偶聯(lián)劑與加成型硅橡膠具有良好相容性，作為增粘齊U，可在保證硅橡膠的穩(wěn)定性的同時，使硅橡膠對基材具有良好的粘接カ和長久的穩(wěn)定性。本發(fā)明是通過以下反應機理完成
權利要求
1.一種單組份加熱固化液體硅橡膠，按質(zhì)量份數(shù)計量，由下列組份組成 基膠こ烯基聚硅氧烷100份， 導熱填料氧化鋁50-100份和氮化鋁50-80份， 阻燃劑氫氧化鋁30-50份， 補強劑氣相法白炭黑10-20份； 和按照以上基膠、導熱填料、阻燃劑、補強劑總質(zhì)量份100份計算而得的 交聯(lián)劑氫基聚硅氧烷3-6份，增粘劑硅烷偶聯(lián)劑0.5-2份，催化劑鉬絡合物0.05-0. 2份，阻聚劑炔醇類阻聚劑0. 01-0. 02份； 其中，所述的氧化鋁、氮化鋁導熱填料，或氫氧化鋁阻燃劑，是經(jīng)過預處理的氧化鋁、氮化鋁導熱填料，或氫氧化鋁阻燃劑，具體處理步驟如下 在反應釜中加入100份氧化鋁，ー邊攪拌ー邊加入5-10份的八甲基環(huán)四硅氧烷，攪拌均勻，再加入5-20份的六甲基ニ硅氮烷，在氮氣流下升溫至80-120°C，進行攪拌混合并保持2-4小時，然后自然冷卻，在18-25°C放置6-12小時后，再加熱至150_180°C干燥4_5小時，冷卻后即得到處理后的氧化鋁導熱填料； 氮化鋁導熱填料和氫氧化鋁阻燃劑的處理步驟與處理氧化鋁導熱填料一祥。
2.根據(jù)權利要求1所述的單組份加熱固化液體硅橡膠，其特征在于所述基膠こ烯基聚娃氧燒的粘度為500-50000mpa. S。
3.根據(jù)權利要求1所述的單組份加熱固化液體硅橡膠，其特征在于所述硅烷偶聯(lián)劑為こ稀基ニこ氧基娃燒，こ稀基ニ甲氧基娃燒或Y —(2，3_環(huán)氧丙氧)丙基ニ甲氧基娃燒。
4.根據(jù)權利要求1所述的單組份加熱固化液體硅橡膠，其特征在于所述炔醇類阻聚劑為丁炔醇和環(huán)己炔醇。
5.根據(jù)權利要求3所述的單組份加熱固化液體硅橡膠，其特征在于所述炔醇類阻聚劑用量為0. 005-0. 01份丁炔醇和0. 005-0. 01份環(huán)己炔醇。
6.制備權利要求1所述單組份加熱固化液體硅橡膠的方法，步驟如下步驟(I):將基膠こ烯基聚硅氧烷100份、導熱填料氧化鋁50-100份和氮化鋁50-80份、阻燃劑氫氧化鋁30-50份、補強劑氣相法白炭黑10-20份，置于捏合機中，攪拌均勻，升溫至130-160°C，抽真空攪拌2-6小時，取出后放入三輥機中碾磨1-2遍，制得基礎膠料；步驟(2):將制得的基礎膠料100份放入行星釜中攪拌，再加入按照所加基礎膠料質(zhì)量份量而得的交聯(lián)劑氫基聚硅氧烷3-6份，增粘劑硅烷偶聯(lián)劑0. 5-2份，炔醇類阻聚劑0.01-0. 02份，攪拌均勻后，加入鉬絡合物催化劑0. 05-0. 2份，攪拌2-4小時； 步驟(3):將步驟(2)所得到的物料過濾、包裝得到單組份加熱固化硅橡膠。
7.根據(jù)權利要求1或5中所述的單組份加熱固化液體硅橡膠及制備方法，其特征在于所述的硅烷偶聯(lián)劑增粘劑，按以下步驟制得 將四甲基四氫環(huán)四硅氧烷與こ烯基三こ氧基硅烷，按其質(zhì)量摩爾比1: 1-2混合，然后加入其總質(zhì)量1_2%。的鉬催化劑，在20-30°C下反應12 -24小時，再升溫到80_100°C反應2-4小時，最后升溫到120-150°C反應2-4小吋，自然冷卻后常溫過濾，得到所述硅烷偶聯(lián)劑增粘劑。
全文摘要
本發(fā)明屬于液體硅橡膠領域，尤其涉及一種單組份加熱固化液體硅橡膠及其制備方法。使用乙烯基聚硅氧烷為基膠，氫基聚硅氧烷為交聯(lián)劑，過渡金屬鉑的絡合物作為催化劑，炔醇類混合物作為高效阻聚劑，氧化鋁和氮化鋁作為導熱填料，硅烷偶聯(lián)劑作為增粘劑，氫氧化鋁為阻燃劑，氣相法白炭黑為補強劑。在工藝上，通過嚴格控制，采取原料預先處理干燥，室溫混合后配膠的工藝路線，制得低粘度單組份加熱固化硅橡膠。本發(fā)明中的橡膠是可在常溫下長期存儲、低粘度、單組份、導熱性好、耐溫性好、與基材粘接性好的阻燃性單組份加熱固化液體硅橡膠。
文檔編號C08K3/22GK103030976SQ20121057581
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權日2012年12月27日
發(fā)明者陶云峰, 張先銀, 徐燕芬, 陳群躍, 方輝, 阮開敏 申請人:成都拓利化工實業(yè)有限公司