一种应用在压敏电阻上的绝缘硅橡胶配方及其制备方法组成比例

本发明专利技术公开了一种应用在压敏电阻上的绝缘硅橡胶配方及其制备方法，用于形成压敏电阻外部的裹封材料层，包括以质量分数计的20‑30％的硅橡胶生胶、40‑60％的助剂、10‑17％的补强树脂材料、10‑15％的触变剂和3‑5％的固化剂。还公开了一种制备方法，首先将硅橡胶生胶、助剂和补强树脂材料按比例均匀混合硫化得到有机硅合成材料；再将有机硅合成材料与固化剂、触变剂按比例搅拌常温下固化形成硅橡胶成品。本发明专利技术应用在压敏电阻中提高了产品的高低温循环性能，与现有技术相比，可以通过多次高低温循环测试，能够耐受更大范围的高低温冲击，同时具有更长的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种应用在压敏电阻上的绝缘硅橡胶配方及其制备方法
本专利技术属于绝缘或介电材料
，具体涉及一种应用在压敏电阻上的绝缘硅橡胶配方及其制备方法。
技术介绍
压敏电阻是一种具有非线性伏安特性的电阻器件，主要用于电路中吸收线路电涌为保护目的安规器件。其主要通过内部设有的包含由氧化锌颗粒与少量其他金属氧化物或聚合物间隔构成的陶瓷块来形成二极管效应，遇到高电压时会因热电子与隧道效应而发生逆向崩溃，流通大电流，主要指标以规定雷电波浪涌电流进行判定。而该陶瓷块结构通常由一层绝缘材料包覆贴合，从而形成对内部材料的隔绝保护，防止浪涌从瓷体边缘拉弧。现有的封装技术主要采用环氧树脂粉末裹封。环氧树脂裹封压敏电阻器具有强度高，绝缘性能优异，抗耐磨性较好，外观一致性好等特点。在生产加工方面采用干粉浸涂固化，工艺成熟，为压敏电阻插件产品主流生产工艺。该产品最大工作温度为85度，耐高低温循环(-40～+85℃)最高水平达到500个循环左右。为改善产品耐受高温和高低温循环冲击性能，有采取用硅树脂或几种材料组合裹封。新材料的运用不是很理想，硅树脂能解决产品耐受高温125度。但该材料强度较低，产品防潮性能较差，抗磨性不好。还有就是多种材料组合使用，但都不能同时满足产品高温下耐受高能量密度雷电波浪涌电流冲击测试、高低温循环达到1000次冲击，产品防潮性能优异，外观可控等特点。
技术实现思路
为了解决上述现有绝缘层材料存在的耐高低温冲击效果差、在高温下高能量密度雷电波浪涌电流冲击时容易膨胀、破裂、脱落影响绝缘性能的问题，本专利技术提供一种应用在压敏电阻上的绝缘硅橡胶配方及其制备方法，能够通过其具有较高弹性的特性，在对材料改性后具有较好的耐冲击性能，同时具有较好抗拉强度，不容易破裂和脱落。本专利技术所采用的技术方案为：一种应用在压敏电阻上的绝缘硅橡胶配方，用于形成压敏电阻外部的裹封材料层，包括以质量分数计的20-30％的硅橡胶生胶、40-60％的助剂、10-17％的补强树脂材料、10-15％的触变剂和3-5％的固化剂。本专利技术中的材料中，原现有技术不同的是，采用了补强树脂材料作为交联剂，能够进一步提高整个改性硅橡胶材料的高温稳定性和优良的耐候性。由于本专利技术中的硅橡胶材料是构成压敏电阻瓷体外部的绝缘层结构，不仅需要具备较好的绝缘性能，同时要能够较好的贴合压敏电阻瓷体，避免出现脱落或者拉弧劈裂的情况。则通过组分和配比的调整，与现有的硅橡胶材料不同，能够通过压敏电阻的雷电波浪涌电流冲击测试，同时相较于现有的树脂材料具有较好的柔韧性。现有的包覆材料通常采用环氧树脂结构，其工作温度或该领域的规范要求是在-40～+85℃，并在常温条件下能够耐受高能量密度雷电波电流的冲击。但环氧树脂本身的柔韧性较差，虽然具有较好的绝缘性能，但耐受温度范围还是无法满足市场特定要求场合。本专利技术采用的硅橡胶材质虽然具有较好的延展性，但基于现有材料的研究发现直接将市面上常见的硅橡胶材料应用在压敏电阻上无法满足压敏电阻的基本要求。则通过添加助剂和补强树脂材料的方式来提高其基础性能，例如补强树脂材料中添加有作为交联剂的物质能够使原本的硅橡胶原胶具有较好的抗拉伸应变能力和抗撕裂强度，其原理则是通过交联剂使其形成具有桥键的网状结构，提高强度、耐磨性、耐溶剂和耐腐蚀性。进一步的，所述助剂包括质量相等的结构控制剂和阻燃剂。其中的结构控制剂是指用于控制结构化的制剂，能够控制结构化。结构化是在特殊填充质在填充硅橡胶体系在加工和贮存中，由于填充质的表面活性羟基对硅橡胶分子的物理化学吸附而产生的胶料变硬、可塑性下降、逐渐丧失返炼和加工工艺性能的现象。通过添加的结构控制剂避免使硅橡胶体系发生不可逆的固化效果，从而影响后续的浸涂和固化过程，提高材料的阻燃和粘结性能。进一步的，所述结构控制剂为羟基硅油和二苯基硅二醇的其中任一种或两种混合。进一步的，所述阻燃剂为氮系阻燃剂和磷系阻燃剂的其中任一种或两种混合。进一步的，所述补强树脂材料包括以质量分数计的40-80％的六甲基二硅醚、20-50％的正硅酸乙酯和20-40％的聚硅酸乙酯。在均相中，正硅酸乙酯反应分为两步进行，在酸性条件下更有助于水解反应的发生，而在碱性条件下，更有助于Si-OH之间发生的缩合反应，也就是说碱性条件下单体优先与聚合度较高的聚合物进行反应。而六甲基二硅氧烷(六甲基二硅醚)在酸性条件下才具有较高的活性，碱性条件下很难被解分解成(CH3)3Si-OH。故通过酸催化，可促进正硅酸乙酯、六甲基二硅氧烷等水解反应的进行，并用碱催化缩聚，降低表面的羟基基团。由于补强树脂材料并表面羟基基团的数量会影响其补强性能，故通过降低表面羟基基团有助于补强后的硅橡胶材料具有较好的机械性能，增强材料的抗电流冲击强度。进一步的，所述助剂中还包括便于成品激光打标的光敏色粉料。特定的光敏色粉料的主要功能是吸收激光能量，将激光束转换成热能，对硅橡胶产生加热作用、碳化作用、蒸发作用及其他化学反应。对于不同化学性质的硅橡胶，深色背景上的浅色激光标记及浅色背景上的深色激光标记有不同的品种。由于现有的硅橡胶的应用场景不要求具有激光打标能力，则并提供太多的技术启示，且在实践中发现直接在现有的硅橡胶材料是打标无法形成较为稳定的标记图像。由于在压敏电阻上的硅橡胶材料的轻薄特性，则激光打标难度更大，不仅无法通过提高激光照射功率来实现稳定打标效果，而且由于其较薄的特点，还需要调节激光发射功率，避免直接打标影响其原本的绝缘性能。而通过添加有的光敏色粉料，能够在同样的照射条件下发出更多的热量，使周围的硅橡胶材料能够具有足够的热量反应生成炭黑等深色物质，从而具有较好的显示稳定性。进一步的，所述硅橡胶生胶为苯基硅胶。进一步的，其中硅橡胶生胶为苯基硅胶；所述助剂包括结构控制剂和阻燃剂；所述结构控制剂为羟基硅油；所述补强树脂材料包括六甲基二硅醚、正硅酸乙酯和聚硅酸乙酯；具体配方以质量分数计包括以下组分：5-8％的六甲基二硅醚、3-5％的正硅酸乙酯、2-4％的聚硅酸乙酯、20-30％的苯基硅胶、20-30％的羟基硅油、10-15％的氮系阻燃剂、10-15％的磷系阻燃剂、10-15％的触变剂和3-5％的固化剂，以便于材料浸涂工艺。一种制备方法，用于制备上述的应用在压敏电阻上的绝缘硅橡胶配方，具体步骤如下：首先将硅橡胶生胶、助剂和补强树脂材料按比例均匀混合并通过捏合、研磨、搅拌得到有机硅合成材料；再将有机硅合成材料与固化剂、触变剂按比例搅拌常温下固化形成硅橡胶成品。另一方面，还提供一种制备方法，用于制备上述的应用在压敏电阻上的绝缘硅橡胶配方，具体步骤如下：首先将六甲基二硅醚、正硅酸乙酯和聚硅酸乙酯按比例混合得到补强树脂材料待用；然后将苯基硅胶、羟基硅油、氮系阻燃剂和磷系阻燃剂按比例均匀混合得到有机硅合成材料，并在混合时加入光敏色粉料；将有机硅合成材料与固化剂、触变剂按比例搅拌常温下固化形成硅橡胶成品。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用在压敏电阻上的绝缘硅橡胶配方，用于形成压敏电阻外部的裹封材料层，其特征在于：包括以质量分数计的20-30％的硅橡胶生胶、40-60％的助剂、10-17％的补强树脂材料、10-15％的触变剂和3-5％的固化剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种应用在压敏电阻上的绝缘硅橡胶配方，用于形成压敏电阻外部的裹封材料层，其特征在于：包括以质量分数计的20-30％的硅橡胶生胶、40-60％的助剂、10-17％的补强树脂材料、10-15％的触变剂和3-5％的固化剂。


2.根据权利要求1所述的一种应用在压敏电阻上的绝缘硅橡胶配方，其特征在于：所述助剂包括质量相等的结构控制剂和阻燃剂。


3.根据权利要求2所述的一种应用在压敏电阻上的绝缘硅橡胶配方，其特征在于：所述结构控制剂为羟基硅油和二苯基硅二醇的其中任一种或两种混合。


4.根据权利要求2所述的一种应用在压敏电阻上的绝缘硅橡胶配方，其特征在于：所述阻燃剂为氮系阻燃剂和磷系阻燃剂的其中任一种或两种混合。


5.根据权利要求1-4任一项所述的一种应用在压敏电阻上的绝缘硅橡胶配方，其特征在于：所述补强树脂材料包括以质量分数计的40-80％的六甲基二硅醚、20-50％的正硅酸乙酯和20-40％的聚硅酸乙酯。


6.根据权利要求2所述的一种应用在压敏电阻上的绝缘硅橡胶配方，其特征在于：所述助剂中还包括便于成品激光打标的光敏色粉料。


7.根据权利要求4所述的一种应用在压敏电阻上的绝缘硅橡胶配方，其特征在于：所述硅橡胶生胶为苯基硅胶。

【专利技术属性】
技术研发人员：张治成，石小龙，叶磊，詹俊鹄，章俊，
申请(专利权)人：成都铁达电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51