一种耐高温密封胶及其制备方法、应用技术

本发明专利技术提供一种耐高温密封胶及其制备方法、应用，所述耐高温密封胶包括以下重量份的原料组分：改性硅烷20～50份；增强剂5～20份；固化剂5～10份；成膜剂5～15份；无机填料10～70份；所述改性硅烷为羧酸盐。本申请的密封胶在高温下有机羧酸盐基团上的金属离子在高温下参与体系的相转变，促进体系的玻璃化、陶瓷化，使密封胶最终转变为陶瓷密封剂，具有耐辐射、耐酸碱、耐潮湿、不开裂的特点，该密封剂在高温、辐照和潮湿的工况下仍具有良好的电绝缘性能，可在核反应堆、高炉等苛刻的环境下长期工作。工作。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温密封胶及其制备方法、应用


[0001]本专利技术涉及密封
，特别是涉及一种耐高温密封胶及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]密封胶在陶瓷、玻璃、塑料等材料的密封领域应用广泛，常用密封胶如聚氨酯密封胶、环氧密封胶、有机硅密封胶具有良好的粘结性能、耐老化性能，广泛应用于汽车、建筑、电子等领域。但其一般应用于民用低温场合，无法应用于高温领域，即使耐热性较好的改性有机硅密封胶，其使用温度也不超过350℃。
[0003]有机材料的耐温等级不超过250℃，即使改性的聚合物材料其耐温等级也不超过350℃，对于高于350℃的工作环境一般采用无机胶黏剂。无机粘结剂虽然具有较高的耐温性能，但其韧性较差、易吸潮、高温下易风化等缺点，无法作为绝缘密封胶使用。另一方面，无机密封胶一般需要较高的烧结温度，而线圈中铜线无法承受1000℃的烧结温度，限制了无机密封胶的应用范围。
[0004]在高温下使用的密封胶一般采用改性有机硅密封胶，通常是在有机硅树脂中添加玻璃粉、陶瓷粉或无机纤维等方式提高密封胶的耐热性，进一步在高温条件下完成玻璃化或陶瓷化转变而达到耐高温的目的。但此类高温粘结剂脆性大、强度不高、收缩率大，灌封胶层较厚时易于开裂等缺点，限制了其在耐潮湿线圈绝缘中的应用。另一方面，由于线圈在使用过程中存在机械振动，普通改性有机硅密封胶在使用中容易风化，并在振动下环境下脱层的现象，失去密封效果。
[0005]中国专利文献上公开了“一种耐高温浸渍绝缘漆及其制备方法和应用”，其公告号为CN110551449A，该专利技术采用环氧改性有机硅树脂、低熔点玻璃粉、陶瓷粉、云母粉为填料，制备的绝缘漆具有良好的附着力和韧性，高温下可形成海岛结构，可耐400℃高温，并具有良好的电性能和机械性能。
[0006]中国专利文献上公开了“一种高韧性有机/无机杂化耐高温胶黏剂”，其公告号为CN108034404A，该专利技术采用含羟基的甲基苯基硅树脂、热固性酚醛树脂、无机增韧剂、石墨粉、交联剂、碱洗石棉制备了一种耐高温的粘结剂，其在500℃以下具有优异的粘结性能，在500℃以上具有良好的韧性，可满足胶黏剂在高温下韧性好、粘结强度高的要求。
[0007]中国专利文献上公开了“一种耐高温粘合剂”，其公告号为CN102796488A，该专利技术采用熔点在200～600℃之间的非晶型氧化物玻璃粉末、固化剂及有机硅聚合物制备了一种耐高温粘结剂，该粘结剂在250℃下仍具有粘性，能耐600℃高温，并且无需使用高温烧结设备进行烧结。
[0008]综上所述，目前的耐高温胶黏剂可作为涂层、粘结剂使用，但不适合用于填充密封使用。

技术实现思路

[0009]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种耐高温密封胶及其制
备方法、应用，用于解决现有技术中的耐高温胶黏剂韧性较差、易吸潮、高温下易风化无法作为填充密封胶使用的问题。
[0010]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术是通过包括以下技术方案制得的。
[0011]本专利技术提供一种耐高温密封胶，包括以下重量份的原料组分：
[0012][0013]所述改性硅烷为羧酸盐。
[0014]在本申请的上述技术方案中，所述密封剂含有改性硅烷、增强剂、填料等，在固化过程中，体系中所含羟基，氨基等活性基团与有机硅烷、异氰酸酯或环氧等发生复杂的化学反应，形成具有良好附着力的密封剂，特别适用于不同材质之间的粘结密封。所述耐高温密封胶采用含有有机羧酸盐基团的改性硅烷为载体，有机羧酸盐基团上的金属离子在高温下参与体系的相转变，促进体系的玻璃化、陶瓷化，最终形成致密陶瓷密封剂；填料可以保证密封胶的耐热性，填料上的羟基等活性基团可以与增强剂发生聚合反应，促进填料在基体的分散，不但可以提高基体的附着力，而且在高温烧结后，更易形成致密整体，避免开裂。
[0015]本申请的密封胶在加热固化时逐步玻璃化，陶瓷化，使密封胶最终转变为陶瓷密封剂。具体机理如下：本专利技术的密封胶在升高温度的过程中发生逐步转变，450℃以下表现为有机密封胶状态，450～600℃为无定型玻璃密封胶状态，而在600～900℃及以上的温度下，其逐渐转变为稳定的陶瓷状态。现有技术中密封胶只能涂覆较薄的厚度，否则在固化过程中开裂，失去防潮湿功能；而本申请中密封胶能涂覆达到用于填充的厚度，具体可达3～6mm，且在固化过程中仍然不会开裂，从而形成具有良好强度和防潮湿功能的填充保护层。本专利技术的密封胶同时解决了不耐高温、不耐潮湿和易开裂的问题，保证了线圈在高温潮湿工况下仍然具有良好的绝缘性能。
[0016]优选地，所述改性硅烷的重量份为30～40份。
[0017]优选地，所述增强剂的重量份为10～15份。
[0018]优选地，所述固化剂的重量份为8～10份。
[0019]优选地，所述成膜剂的重量份为10～12份。
[0020]优选地，所述无机填料的重量份为40～70份。
[0021]优选地，所述改性硅烷为改性聚有机硅氧烷和改性聚有机硅氮烷的混合物。
[0022]更优选地，所述改性聚有机硅氮烷和改性聚有机硅氧烷的质量比为(1～3):(1～7)。
[0023]优选地，所述改性聚有机硅氧烷由聚硅氧烷与羟基羧酸盐或卤代羧酸盐发生反应制得；所述聚硅氧烷含有侧链，所述侧链含有伯羟基。
[0024]优选地，所述改性聚有机硅氮烷由聚硅氮烷与羟基羧酸盐或卤代羧酸盐发生反应制得；所述聚硅氮烷含有侧链，所述侧链含有伯羟基。
[0025]优选地，所述改性聚有机硅氧烷的结构式如式I所示：
[0026][0027]式I中，M
+
为金属离子，且选自铋离子、铜离子、铝离子、锑离子、钇离子、镁离子、钪离子、锌离子、亚锡离子、亚铁离子、钡离子、锑离子、铅离子、镧离子、镨离子、钕离子、镱离子、锆离子、钛离子和钙离子中的一种或多种；M
+
与Si的摩尔比为(0.05～0.25)：1；
[0028]R1和R2独立地选自氢、甲基、苯基、乙烯基、环氧基、丙烯基中的一种；
[0029]m和n的和为12～3000；z为1～6；a为1～3；
[0030]R为选自C1～C10的亚烷基、亚环烷基、亚芳香基和亚烯基中的一种。
[0031]更优选地，所述聚硅氧烷的结构式如式Ⅲ所示：
[0032][0033]式III中，R1和R2独立地选自氢、甲基、苯基、乙烯基、环氧基、丙烯基中的一种；
[0034]m和n的和为12～3000；z为1～6。
[0035]更优选地，所述羟基羧酸盐由羟基羧酸与金属氧化物或金属氢氧化物发生反应制得。更优选地，所述羟基羧酸为柠檬酸。
[0036]更优选地，所述卤代羧酸盐由一卤代羧酸与金属氧化物或金属氢氧化物发生反应制得；所述一卤代羧酸选自一卤代乙酸、一卤代丁酸、一卤代环烷酸(环烷酸的CAS号为1338
‑
24
‑
5，C
10
H8O2)、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温密封胶，其特征在于，包括以下重量份的原料组分：所述改性硅烷为羧酸盐。2.根据权利要求1所述的耐高温密封胶，其特征在于：所述改性硅烷为改性聚有机硅氧烷和改性聚有机硅氮烷的混合物。3.根据权利要求2所述的耐高温密封胶，其特征在于：所述改性聚有机硅氧烷由聚硅氧烷与羟基羧酸盐或卤代羧酸盐发生反应制得；所述聚硅氧烷含有侧链，所述侧链含有伯羟基；和/或，所述改性聚有机硅氮烷由聚硅氮烷与羟基羧酸盐或卤代羧酸盐发生反应制得；所述聚硅氮烷含有侧链，所述侧链含有伯羟基；和/或，所述改性聚有机硅氮烷和改性聚有机硅氧烷的质量比为(1～3):(1～7)。4.根据权利要求2所述的耐高温密封胶，其特征在于：所述改性聚有机硅氧烷的结构式如式I所示：式I中，M
+
为金属离子，且选自铋离子、铜离子、铝离子、锑离子、钇离子、镁离子、钪离子、锌离子、亚锡离子、亚铁离子、钡离子、锑离子、铅离子、镧离子、镨离子、钕离子、镱离子、锆离子、钛离子和钙离子中的一种或多种；M
+
与Si的摩尔比为(0.05～0.25)：1；R1和R2独立地选自氢、甲基、苯基、乙烯基、环氧基、丙烯基中的一种；m和n的和为12～3000；z为1～6；a为1～3；R为选自C1～C10的亚烷基、亚环烷基、亚芳香基和亚烯基中的一种。和/或，所述改性聚有机硅氮烷的结构式如式II所示：式II中，M'
+
为金属离子，且选自铋离子、铜离子、铝离子、锑离子、钇离子、镁离子、钪离
子、锌离子、亚锡离子、亚铁离子、钡离子、锑离子、铅离子、镧离子、镨离子、钕离子、镱离子、锆离子、钛离子和钙离子中的一种或多种；M'
+
与Si的摩尔比为(0.05～0.25)：1；R3和R4独立地选自氢、甲基、苯基、乙烯基、丙烯基、乙炔基中的一种；x和y的和为12～1500；z为1～6；b为1～3；R'为选自C1～C10的亚烷基、亚环烷基、亚芳香基和亚烯基中的一种。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩永进，陈娟，李福，洪宁宁，张兆，彭博，谢历，
申请(专利权)人：上海电缆研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：