一种对惰性难粘基材具有优异粘接性的单组份加成型硅橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种对惰性难粘基材具有优异粘接性的单组份加成型硅橡胶及其制备方法。所述硅橡胶由以下按质量份数计的组份组成：基胶50～70份、乙烯基封端聚二甲基硅氧烷10～20份、聚二甲基甲基乙烯基硅氧烷10～15份、聚二甲基甲基氢硅氧烷7～15份、第一增粘剂0.5～2份、第二增粘剂0.001～0.1份、抑制剂0.1～0.5份、催化剂0.1～0.5份。将以上组份在行星搅拌机中室温搅拌混合2h，再在室温下经真空脱泡处理15min即制得硅橡胶产品；该硅橡胶的粘度＜40000mPa.s，对于镍

【技术实现步骤摘要】
一种对惰性难粘基材具有优异粘接性的单组份加成型硅橡胶及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种对惰性难粘基材具有优异粘接性的单组份加成型硅橡胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]加成型液体硅橡胶是通过含乙烯基的有机聚硅氧烷与含硅氢键的有机聚硅氧烷在铂催化剂作用下，于室温或加热下发生硅氢加成交联反应形成的网状结构聚合物。由于在交联固化过程中不产生副产物，且得到的硅橡胶无毒环保，耐温范围广，因此广泛应用于电子电力等行业。然而，加成型液体硅橡胶分子极性较低，硫化后与被粘基材表面作用力弱，粘接性能差。
[0003]目前，发展了多种方法来提高加成型液体硅橡胶对于基材的粘接性能，比如使用底涂剂和增粘剂。使用底涂剂可以增加硅橡胶对于基材的粘接性，但是其会增加生产工序和生产时间，降低了生产效率，并且要使用大量易挥发易燃溶剂，会造成运输危险、环境污染、人体伤害等。添加增粘剂来提高粘接性的方法操作简单方便，易于控制产品质量。目前已经有许多增粘剂应用于提高加成型液体硅橡胶对金属基材（铝、铜和不锈钢等）和非金属基材（PC、尼龙和PCB板）的粘接性能，但对于惰性难粘基材如金、银、镍等的粘接并无明显提高。
[0004]现有专利文献CN110387128A（一种自粘型单组份加成型硅橡胶及其制备方法）公开了一种对于镍、银、金基材具有自粘接性的单组份加成型硅橡胶，其采用硼酸酯与硅烷偶联剂的聚合产物作为增粘剂，硼酸酯容易水解从而在空气中发烟，因此合成制备增粘剂时较为危险且不易工程化生产；此外该类增粘剂是利用硼的缺电子结构从而与基材形成配位键来促使粘接，其配位作用力较弱，因此该自粘型硅橡胶对于镍
‑
镍的粘接剪切强度较低（≤3.1MPa）且粘接剪切强度不稳定波动较大（波动范围在0.8～3.1MPa之间）。由此迫切需要开发一种粘接性更好的加成型硅橡胶来实现对于金、银、镍等难粘基材的优异稳定可靠粘接。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种对惰性难粘基材（如金、银、镍等）具有优异粘接性的单组份加成型硅橡胶，采用不同组成的两种增粘剂在相互配合协同作用下，可使硅橡胶与基材具有更强的结合作用力，该硅橡胶对于镍
‑
镍的粘接剪切强度＞4.0Mpa；并且通过加入白炭黑以及选用可形成优化交联网络结构的不同组成结构的硅氧烷，还可使硅橡胶产品具有较低的粘度（＜40000mPa.s），经固化后的硅橡胶具有非常优异的物理机械性能，其拉伸强度大于8MPa，断裂伸长率大于400%，尤其适用于电子工业中作为密封粘接胶和芯片封装胶等领域。
[0006]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：
一种对惰性难粘基材具有优异粘接性的单组份加成型硅橡胶，由以下按质量份数计的组份组成：基胶50～70份、乙烯基封端聚二甲基硅氧烷10～20份、聚二甲基甲基乙烯基硅氧烷10～15份、聚二甲基甲基氢硅氧烷7～15份、第一增粘剂0.5～2份、第二增粘剂0.001～0.1份、抑制剂0.1～0.5份、催化剂0.1～0.5份。
[0007]本专利技术中，基胶为由乙烯基封端聚二甲基硅氧烷与经表面处理的白炭黑捏合得到：按质量份数计，将40～70份乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、30～60份白炭黑、3～5份六甲基二硅氮烷、0～1份四甲基二乙烯基二硅氮烷和1～2份水在捏合机中捏合处理3～6h，再升温到150℃，保持真空度≤
‑
0.08MPa，持续捏合2～4h，制得基胶。
[0008]进一步地，所述基胶制备中使用的乙烯基封端聚二甲基硅氧烷的粘度为3000～50000mPa.s；所述白炭黑选自比表面积100m2/g、200m2/g、250m2/g、300m2/g、380m2/g的气相白炭黑或沉淀白炭黑，为其中一种或多种的混合物。
[0009]本专利技术中，乙烯基封端聚二甲基硅氧烷作为扩链剂；聚二甲基甲基乙烯基硅氧烷和聚二甲基甲基氢硅氧烷作为交联剂。
[0010]进一步地，所述乙烯基封端聚二甲基硅氧烷的粘度为500～5000mPa.s；所述聚二甲基甲基乙烯基硅氧烷的粘度为200～2000mPa.s，乙烯基含量（质量分数）为1～8%；所述聚二甲基甲基氢硅氧烷的粘度为30～120mPa.s，氢含量（质量分数）为0.2～1%。
[0011]本专利技术中，第一增粘剂通过以下方法制备得到：室温下，将四甲基环四硅氧烷、含烯基的三烷氧基硅烷和含烯基的丁二酸酐混合均匀；在搅拌的同时，加入铂金催化剂，搅拌均匀后升温到45～110℃下反应3～12h；反应完成后，冷却到室温，减压蒸馏除去低沸物，得到收率为90%以上的含烷氧基和丁二酸酐的第一增粘剂。
[0012]进一步地，所述含烯基的三烷氧基硅烷选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、5
‑
己烯基三乙氧基硅烷、5
‑
己烯基三甲氧基硅烷、7
‑
辛烯基三甲氧基硅烷、3
‑
(丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；所述含烯基的丁二酸酐选自烯丙基丁二酸酐、2
‑
丁烯基丁二酸酐、(2
‑
甲基
‑2‑
丙基
‑1‑
)丁二酸酐、2
‑
己烯
‑1‑
基丁二酸酐、2
‑
辛烯基丁二酸酐、2
‑
十二烯基
‑
丁二酸酐中的一种或多种；所述铂金催化剂为氯铂酸、铂
‑
乙烯基硅氧烷配合物或铂
‑
醇络合物，负载于二氧化硅、碳、氧化铝载体上的铂催化剂中的一种，铂原子在制备第一增粘剂的反应体系中的质量含量为0.5～15ppm；所述四甲基环四硅氧烷、含烯基的三烷氧基硅烷和含烯基的丁二酸酐的摩尔比为1: 0.1～5: 0.1～5。
[0013]本专利技术中，第二增粘剂通过以下方法制备得到：室温下，将巯基硅烷偶联剂与含不
饱和双键的含活性羟基的化合物混合均匀；在搅拌的同时，加入钛酸酯催化剂，搅拌均匀后升温到50～120℃下反应0.5～8h得到反应混合物；然后，在60℃、真空度为
‑
0.1MPa的条件下脱去低沸物，得到收率为85%以上的含不饱和双键与巯基的第二增粘剂。
[0014]进一步地，所述巯基硅烷偶联剂选自γ
‑
巯丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
巯丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
巯丙基甲基二甲氧基硅烷、γ
‑
巯甲基甲基二乙氧基硅烷中的一种或多种；所述含有不饱和双键和活性羟基的化合物选自丙烯醇、3
‑
丁烯
‑1‑
醇、4
‑
戊烯
‑1‑
醇、5
‑
己烯
‑1‑
醇、9
‑
癸烯
‑1‑
醇、乙二醇乙烯醚、顺...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对惰性难粘基材具有优异粘接性的单组份加成型硅橡胶，其特征在于：由以下按质量份数计的组份组成：基胶50～70份、乙烯基封端聚二甲基硅氧烷10～20份、聚二甲基甲基乙烯基硅氧烷10～15份、聚二甲基甲基氢硅氧烷7～15份、第一增粘剂0.5～2份、第二增粘剂0.001～0.1份、抑制剂0.1～0.5份、催化剂0.1～0.5份；所述第一增粘剂通过以下方法制备得到：室温下，将四甲基环四硅氧烷、含烯基的三烷氧基硅烷和含烯基的丁二酸酐混合均匀；在搅拌的同时，加入铂金催化剂，搅拌均匀后升温到45～110℃下反应3～12h；反应完成后，冷却到室温，减压蒸馏除去低沸物，得到含烷氧基和丁二酸酐的第一增粘剂；所述第二增粘剂通过以下方法制备得到：室温下，将巯基硅烷偶联剂与含不饱和双键的含活性羟基的化合物混合均匀；在搅拌的同时，加入钛酸酯催化剂，搅拌均匀后升温到50～120℃下反应0.5～8h得到反应混合物；然后，在60℃、真空度为
‑
0.1MPa的条件下脱去低沸物，得到含不饱和双键与巯基的第二增粘剂。2.根据权利要求1所述的一种对惰性难粘基材具有优异粘接性的单组份加成型硅橡胶，其特征在于：所述基胶为由乙烯基封端聚二甲基硅氧烷与经表面处理的白炭黑捏合得到：按质量份数计，将40～70份乙烯基封端聚二甲基硅氧烷、30～60份白炭黑、3～5份六甲基二硅氮烷、0～1份四甲基二乙烯基二硅氮烷和1～2份水在捏合机中捏合处理3～6h，再升温到150℃，保持真空度≤
‑
0.08MPa，持续捏合2～4h，制得基胶。3.根据权利要求2所述的一种对惰性难粘基材具有优异粘接性的单组份加成型硅橡胶，其特征在于：所述基胶制备中使用的乙烯基封端聚二甲基硅氧烷的粘度为3000～50000mPa.s；所述白炭黑选自比表面积100m2/g、200m2/g、250m2/g、300m2/g、380m2/g的气相白炭黑或沉淀白炭黑，为其中一种或多种的混合物。4.根据权利要求1所述的一种对惰性难粘基材具有优异粘接性的单组份加成型硅橡胶，其特征在于：所述乙烯基封端聚二甲基硅氧烷的粘度为500～5000mPa.s；所述聚二甲基甲基乙烯基硅氧烷的粘度为200～2000mPa.s，乙烯基含量为1～8%；所述聚二甲基甲基氢硅氧烷的粘度为30～120mPa.s，氢含量为0.2～1%。5. 根据权利要求1所述的一种对惰性难粘基材具有优异粘接性的单组份加成型硅橡胶，其特征在于：所述第一增粘剂中，四甲基环四硅氧烷、含烯基的三烷氧基硅烷和含烯基的丁二酸酐的摩尔比为1: 0.1～5: 0.1～5。6.根据权利要求1所述的一种对惰性难粘基材具有优异粘接性的单组份加成型硅橡胶，其特征在于：所述第一增粘剂中，所述含烯基的三烷氧基硅烷选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、5
‑
己烯基三乙氧基硅烷、5
‑
己烯基三甲氧基硅烷、7
‑
辛烯基三甲氧基硅烷、3
‑
(丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3
‑
(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；所述含烯基的丁二酸酐选自烯丙基丁二酸酐、2
‑
丁烯基丁二酸酐、(2
‑
甲基
‑2‑
丙基
‑1‑
)丁二酸酐、2
‑
己烯

【专利技术属性】
技术研发人员：向略，张叶琴，彭笛，罗大富，冯旭，邓再兴，王韵然，毛云忠，周远建，
申请(专利权)人：中蓝晨光化工研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：