本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體涉及一種高導(dǎo)熱有機(jī)硅灌封膠及其制備方法，特別適合用于航海電機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種特定用途的特種電機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，進(jìn)而對(duì)絕緣材料行業(yè)提出了不少要求，高導(dǎo)熱灌封膠只是其中一個(gè)品種。航海電機(jī)的絕緣處理用高導(dǎo)熱灌封膠，因?yàn)槠鋺?yīng)用環(huán)境的特殊，不僅要求灌封材料具有一定的絕緣性能，還要求其兼?zhèn)鋬?yōu)良的耐鹽水，耐高低溫，耐臭氧腐蝕，耐紫外光老化等特殊性能?，F(xiàn)在市場(chǎng)上流通的灌封膠普遍存在粘結(jié)力差、阻燃性能不強(qiáng)、易老化、遇到高溫易融化脫落等缺點(diǎn)，很難適用于航海電機(jī)復(fù)雜多變的環(huán)境。如中國(guó)專利CN104403626A公開了一種LED驅(qū)動(dòng)電源用高抗中毒單組份灌封膠及其制備方法，所述灌封膠由100份的乙烯基聚二甲基硅氧烷、100～300份的導(dǎo)熱填料、5～50份的含氫硅油交聯(lián)劑、0.01～0.5份的固化抑制劑和0.1～5份的鉑絡(luò)合物催化劑制備而成，該灌封膠可充分填充LED驅(qū)動(dòng)電源內(nèi)部的微細(xì)孔隙，固化后具有一定的導(dǎo)熱性能，但導(dǎo)熱率也只有1.5W/m·K，另一方面，該灌封膠采用常用的含氫硅油作為交聯(lián)劑，對(duì)提高灌封膠的拉伸強(qiáng)度、斷裂延伸率和硬度并沒有很大的作用，配方中也沒有其他可以提高灌封膠的拉伸強(qiáng)度、斷裂延伸率和硬度的組分加入，所以，灌封膠的拉伸強(qiáng)度、斷裂延伸率和硬度必然不高，所以，該灌封膠仍很難適應(yīng)航海電機(jī)復(fù)雜多變的環(huán)境。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高導(dǎo)熱有機(jī)硅灌封膠及其制備方法。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種高導(dǎo)熱有機(jī)硅灌封膠，以重量百分含量計(jì)，所述灌封膠的原料配方包括：

本發(fā)明中，所述基礎(chǔ)聚合物為含有二個(gè)或二個(gè)以上乙烯基的聚硅氧烷，其25℃下旋轉(zhuǎn)粘度200mPa.s～4000mPa.s。

優(yōu)選地，所述基礎(chǔ)聚合物為端乙烯基硅油，其25℃下旋轉(zhuǎn)粘度200mPa.s～1200mPa.s，乙烯基含量0.5～2mol％。

更優(yōu)選地，所述基礎(chǔ)聚合物為低粘度端乙烯基硅油和高粘度端乙烯基硅油按質(zhì)量比1：1～2的混合物，其中，所述低粘度端乙烯基硅油的25℃下旋轉(zhuǎn)粘度為250mPa.s～350mPa.s，所述高粘度端乙烯基硅油的25℃下旋轉(zhuǎn)粘度為900mPa.s～1100mPa.s。

具體地，所述基礎(chǔ)聚合物為所述低粘度端乙烯基硅油和高粘度端乙烯基硅油按質(zhì)量比1：1.5復(fù)配時(shí)，所述灌封膠的綜合性能良好。

本發(fā)明中，所述交聯(lián)劑是通過3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷(MPMS)、六甲基二硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、四甲基環(huán)四硅氧烷在水和酸性催化劑的存在下發(fā)生反應(yīng)制得的具有增稠作用的新型丙烯酸酯基的聚甲基氫硅氧烷交聯(lián)劑。

優(yōu)選地，所述酸性催化劑為硫酸，如選用濃硫酸。

優(yōu)選地，所述反應(yīng)在20℃～30℃條件下進(jìn)行。

優(yōu)選地，所述交聯(lián)劑的具體制備方法包括以下步驟：將3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、四甲基環(huán)四硅氧烷、水加入反應(yīng)釜中攪拌混合，然后在攪拌條件下加入酸性催化劑，在溫度20℃～30℃條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完成后，在反應(yīng)體系中加入堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)pH為6.5～7.5，然后在80℃～120℃下減壓蒸餾2h～4h，即得所述交聯(lián)劑。

更優(yōu)選地，所述堿性物質(zhì)為碳酸鈉。

優(yōu)選地，所述催化劑為鉑及其絡(luò)合物、鈀及其絡(luò)合物、鎳及其絡(luò)合物、銠及其絡(luò)合物中的一種或幾種的組合。

更優(yōu)選地，所述催化劑選用鉑與乙烯基雙封頭的絡(luò)合物，具體如卡斯特催化劑。

優(yōu)選地，所述抑制劑為炔醇類化合物、多乙烯基硅氧烷類化合酰胺類化合物和含雙鍵的二元酸酯類化合物中的一種或幾種的組合，具體如市售OS-121型抑制劑。

優(yōu)選地，所述填料為白炭黑、微米氮化硅、納米氧化鋁、納米碳酸鈣、氮化硼、碳納米管、水滑石中的一種或幾種的組合。

更優(yōu)選地，所述填料為納米氧化鋁、微米氮化硅中的一種或二者的組合。

本發(fā)明中，所述納米氧化鋁的粒徑為15-20nm。

本發(fā)明中，所述微米氮化硅的粒徑為3-10μm。

本發(fā)明中，全部所述的原料均可通過商購(gòu)和/或采取已知的手段來(lái)制備得到，沒有加以特別說(shuō)明時(shí)，均滿足標(biāo)準(zhǔn)化工產(chǎn)品要求。

本發(fā)明采取又一技術(shù)方案：

一種上述高導(dǎo)熱有機(jī)硅灌封膠的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)交聯(lián)劑的制備：將3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、四甲基環(huán)四硅氧烷、水加入反應(yīng)釜中攪拌混合，然后在攪拌條件下加入酸性催化劑，在溫度20℃～30℃條件下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完成后，在反應(yīng)體系中加入堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)pH為6.5～7.5，然后在80℃～120℃下減壓蒸餾2h～4h，即得所述交聯(lián)劑；

(2)灌封膠的制備：按配方，將基礎(chǔ)聚合物、交聯(lián)劑、催化劑、抑制劑、填料均勻混合，然后在線速度10～20m/s的高剪切作用下，均勻分散，然后真空脫泡15～30min，即得所述灌封膠。

本發(fā)明采取另一技術(shù)方案：上述高導(dǎo)熱有機(jī)硅灌封膠在航海電機(jī)中的應(yīng)用。

由于上述技術(shù)方案的實(shí)施，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的灌封膠采用含有二個(gè)或二個(gè)以上乙烯基的聚硅氧烷作為基礎(chǔ)聚合物，改性的有機(jī)硅作為交聯(lián)劑，同時(shí)添加合適配比的填料，并控制催化劑和抑制劑的用量制備出的灌封膠具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能、阻燃性能、耐熱溫度，在耐鹽霧試驗(yàn)和抗中毒性試驗(yàn)中，也表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。由于采用改性的有機(jī)硅作為交聯(lián)劑，使得本發(fā)明灌封膠還具有優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度、斷裂延伸率和硬度，適用于航海電機(jī)定子的密封。

本發(fā)明的灌封膠還具有成型工藝簡(jiǎn)單、環(huán)保無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種具有良好導(dǎo)熱性能、阻燃性能以及粘接性能的加成型有機(jī)硅灌封膠，本加成型有機(jī)硅灌封膠還具有固化時(shí)催化劑用量較少，無(wú)副產(chǎn)物產(chǎn)生，能深層固化，固化物的尺寸穩(wěn)定性高，線性收縮率低。使得其適合航海電機(jī)定子的使用，在航海用電機(jī)定子上具有良好的穩(wěn)定性，適應(yīng)復(fù)雜多變的氣候，同時(shí)，具有較高的使用壽命。

以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)上述方案做進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說(shuō)明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體使用的不同要求做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。

實(shí)施例1

(1)稱取25g 3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2g六甲基二硅氧烷、15g八甲基環(huán)四硅氧烷、25g四甲基環(huán)四硅氧烷、2g水加入三口燒瓶中，在攪拌條件下，加入3g濃硫酸，在30℃下反應(yīng)11h，加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH值至中性，在80℃下減壓蒸餾3h，即得所述丙烯酸酯基的聚甲基氫硅氧烷交聯(lián)劑。

(2)稱取40g低粘度端乙烯基硅油(25℃下旋轉(zhuǎn)粘度為300mPa.s)、60g高粘度端乙烯基硅油(25℃下旋轉(zhuǎn)粘度為1000mPa.s)、3g交聯(lián)劑、0.38g卡斯特催化劑、0.01g抑制劑、15g納米氧化鋁和100g微米氮化硅均勻混合，然后在線速度10m/s的高剪切作用下，均勻分散，在真空干燥箱中真空脫泡15min，即得所述灌封膠。

(3)倒入模具中，在130℃下固化2h，制成試樣進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)試。

實(shí)施例2

(1)稱取30g 3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3g六甲基二硅氧烷、10g八甲基環(huán)四硅氧烷、20g四甲基環(huán)四硅氧烷、3g水加入三口燒瓶中，在攪拌條件下，加入2.5g濃硫酸，在28℃下反應(yīng)11h，加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH值至中性，在90℃下減壓蒸餾2.5h，即得所述丙烯酸酯基的聚甲基氫硅氧烷交聯(lián)劑。

(2)稱取35g低粘度端乙烯基硅油、65g高粘度端乙烯基硅油、5g交聯(lián)劑、0.4g卡斯特催化劑、0.01g抑制劑、30g納米氧化鋁和100g微米氮化硅均勻混合，然后在線速度15m/s的高剪切作用下，均勻分散，在真空干燥箱中真空脫泡20min，即得所述灌封膠。

(3)倒入模具中，在120℃下固化4h，制成試樣進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)試。

實(shí)施例3

(1)稱取20g 3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、4g六甲基二硅氧烷、10g八甲基環(huán)四硅氧烷、25g四甲基環(huán)四硅氧烷、4g水加入三口燒瓶中，在攪拌條件下，加入2g濃硫酸，在25℃下反應(yīng)13h，加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH值至中性，在100℃下減壓蒸餾2h，即得所述丙烯酸酯基的聚甲基氫硅氧烷交聯(lián)劑。

(2)稱取40g低粘度端乙烯基硅油、60g高粘度端乙烯基硅油、10g交聯(lián)劑、0.42g卡斯特催化劑、0.01g抑制劑、60g納米氧化鋁和60g微米氮化硅均勻混合，然后在線速度20m/s的高剪切作用下，均勻分散，在真空干燥箱中真空脫泡30min，即得所述灌封膠。

(3)倒入模具中，在140℃下固化1.5h，制成試樣進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)試。

實(shí)施例4

(1)稱取30g 3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、5g六甲基二硅氧烷、8g八甲基環(huán)四硅氧烷、30g四甲基環(huán)四硅氧烷、5g水加入三口燒瓶中，在攪拌條件下，加入1.5g濃硫酸，在24℃下反應(yīng)10h，加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH值至中性，在120℃下減壓蒸餾1.5h，即得所述丙烯酸酯基的聚甲基氫硅氧烷交聯(lián)劑。

(2)稱取45g低粘度端乙烯基硅油、50g高粘度端乙烯基硅油、8g交聯(lián)劑、0.45g卡斯特催化劑、0.02g抑制劑、100g納米氧化鋁和20g微米氮化硅均勻混合，然后在線速度20m/s的高剪切作用下，均勻分散，在真空干燥箱中真空脫泡30min，即得所述灌封膠。

(3)倒入模具中，在135℃下固化2h，制成試樣進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)試。

對(duì)比例1

(1)稱取35g乙烯基硅油、1g含氫硅油、46g十六烷基三甲氧基硅烷改性氧化鋁、17.4g二乙基次磷酸鋁、0.04g鉑催化劑、0.2g抑制劑，然后在線速度20m/s的高剪切作用下，均勻分散，在真空干燥箱中真空脫泡30min，即得所述灌封膠。

(2)倒入模具中，在110℃下固化4h，制成試樣進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)試。

對(duì)比例2

(1)稱取30g氮化鋁、70g甲基含氫硅油、30g白炭黑、17.4g二乙基次磷酸鋁、60g乙烯基聚二甲基硅氧烷、8g硅烷偶聯(lián)劑、1g含氫硅油、2g鉑催化劑，然后在線速度30m/s的高剪切作用下，均勻分散，在真空干燥箱中真空脫泡30min，即得所述灌封膠。

(2)倒入模具中，在130℃下固化2h，制成試樣進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)試。

灌封膠性能測(cè)試：

將實(shí)施例1-4所制得灌封膠進(jìn)行相關(guān)性能測(cè)試，并以市售兩種同類型灌封膠作為對(duì)照，具體結(jié)果見表1。

表1為實(shí)施例1～4和對(duì)比例1～2的灌封膠性能測(cè)試結(jié)果

由表1可知，與對(duì)比例1-2的灌封膠相比，實(shí)施例1-4所制得的灌封膠的交聯(lián)劑采用的是改性的有機(jī)硅樹脂，提高了灌封膠的拉伸強(qiáng)度、斷裂延伸率和硬度。填料的配比改進(jìn)大大提高了導(dǎo)熱系數(shù)、阻燃等級(jí)和耐熱溫度。與此同時(shí)，在耐鹽霧試驗(yàn)和抗中毒試驗(yàn)中，本發(fā)明的灌封膠性能更加優(yōu)越，符合航海電機(jī)復(fù)雜多變的應(yīng)用環(huán)境。具有廣泛的使用溫度范圍(-55℃-180℃)，熱穩(wěn)定性、化學(xué)電絕緣性能優(yōu)異，耐鹽水，耐高低溫，耐臭氧腐蝕，耐紫外光老化等顯明的優(yōu)點(diǎn)。

以上對(duì)本發(fā)明做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉此領(lǐng)域技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，且本發(fā)明不限于上述的實(shí)施例，凡根據(jù)本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。