CN102516928B - 电子产品用硅酮密封胶及其制备和使用方法 - Google Patents

Abstract

一种电子产品用硅酮密封胶，属于高分子材料技术领域。包括 A 组份和 B 组份，所述的 A 组份和 B 组份各由下列重量份数的原料构成： A 组份的原料为：α - ω - 二羟基聚二甲基硅氧烷 100~110 份；硅油 25~40 份；导热填料 5~8 份；阻燃填料 35~65 份；纳米碳酸钙 20~35 份； B 组份的原料为：硅油 90~110 份；交联剂 12~15 份；偶联剂 3~4 份；催化剂 1~1.5 份；有色浆料 1.5~3 份。优点：阻燃性能优异；改善导热效果；抑制水蒸汽透过性能理想；电性能优异；具有优异的耐候性和腐蚀性理想。提供的制备方法工艺简练，对工艺要求和设备不苛刻。提供的使用方法能保障 A 、 B 组份的混合效果。

Description

电子产品用硅酮密封胶及其制备和使用方法

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种电子产品用硅酮密封胶，并且还涉及其制备方法和使用方法。

背景技术

随着电子工业的迅猛发展，电子设备向微型化、高容量和高性能化方向发展，电子元器件的高集成化和超薄型化已成为趋势，尤其是随着精密化和封闭型的集成电路的普及，对电子产品的防护要求也越来越高，具体而言，对集成电路的应用环境越来越苛刻，既不能暴露于大气环境中，也不允许被灰尘污染并且还要求其具有良好的散热效果。

将前述电子产品置于封闭的环境下运行，例如配备密封装置可以起到一定的防尘效果，但是散热性能会显著降低，毫无疑问，长时间的热量聚集会导致精密的集成电路的工作效果下降，乃至出现故障或损毁。此外，大气中的水蒸汽也会对电子精密元件造成腐蚀，甚至会造成短路而引起火灾事故。

近几年来，人们对电子电器用的胶粘剂在防水蒸汽透过性、粘接性、固化速度和阻燃性等方面取得了长足的进展。例如：CN1865383A公开的电子阻燃硅酮密封胶及其制造方法，使用氢氧化镁和氢氧化铝代替卤素阻燃剂，此外，CN1687288A推荐的阻燃性硅酮结构密封胶及其制造方式以及CN101368080A提供的膨胀阻燃有机硅密封胶及其制备方法均对胶粘剂的阻燃性能具有良好的建树。但是，并不限于这些专利文献公开的密封胶均不具有电子业界越来越关注的导热效果，并且在已公开的专利和非专利文献中均未披露如何改善密封胶的导热性的技术启示。本申请人认为，使密封胶具有阻燃性仅仅是消极而非积极的举措，只有使密封胶自身具备良好的导热性才是积极的技术措施。为此，本申请人作了反复而有益的尝试，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的首要任务在于提供一种既有助于体现理想的自流平性能、电性能、表干速度快和深度固化速度快，又有利于体现优异的导热性能而藉以保障电子器件的散热效果并延长电子电器产品的使用寿命的电子产品用硅酮密封胶。

本发明的还有一个任务在于提供一种电子产品用硅酮密封胶的制备方法，该方法工艺步骤简而不繁并且能保障所述电子产品用硅酮密封胶的技术效果的全面体现。

本发明的再有一个任务在于提供一种电子产品用硅酮密封胶的使用方法，该方法能使构成硅酮密封胶的A组份与B组份以合理的重量份比理想地混合。

本发明的首要任务是这样来完成的，一种电子产品用硅酮密封胶，包括A组份和B组份，所述的A组份和B组份各由下列重量份数的原料构成：

A组份的原料为：

α-ω-二羟基聚二甲基硅氧烷            100～110份；

硅油                                  25～40份；

导热填料                              5～8份；

阻燃填料                              35～65份；

纳米碳酸钙                            20～35份；

B组份的原料为：

硅油                                  90～110份；

交联剂                                12～15份；

偶联剂                                3～4份；

催化剂                                1～1.5份；

有色浆料                              1.5～3份。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的硅油为二甲基硅油、乙烯基硅油或甲基乙烯基硅油；所述的导热填料的平均粒径为40-52nm；纯度为大于99％；比表面积为43-44m²/g；体积密度为0.155-0.165g/cm³。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的导热填料为纳米氮化硅、纳米氮化镁、纳米碳化硅、纳米氮化铝、纳米氮化硼和氧化铝的混合物。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的纳米氮化硅、纳米氮化镁、纳米碳化硅、纳米氮化铝、纳米氮化硼和氧化铝的重量份数是相同的。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的阻燃填料为氢氧化镁和/或氢氧化铝；所述的纳米碳酸钙为经过树酯酸或硅烷表面处理的纳米活性碳酸钙。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的交联剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三异丁酮肟基硅烷或乙烯基三异丁酮肟基硅烷；所述的偶联剂为六甲基二硅氧烷和/或γ-[2，3-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的催化剂为二丁基二乙酸锡或二丁基二辛酸锡；所述的有色浆料的颜色为黑色、红色或灰色。

本发明的还有一个任务是这样来完成的，一种电子产品用硅酮密封胶的制备方法，包括以下步骤：

A、制取A组份，将α-ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100-110份、硅油25-40份、导热填料5-8份、阻燃填料35-65份和纳米碳酸钙20-35份加入到真空捏合机，控制捏合机的真空度为-0.06～-0.08MPa、捏合温度控制为100-115℃和捏合时间控制为60-110min，得到A组份，并且封装；

B、制取B组份，将硅油90-110份、交联剂12-15份、偶联剂3-4份、催化剂1-1.5份和有色浆料1.5-3份投入具有公转和自转功能的双行星高速搅拌机中搅拌，控制搅拌时间为40-60min，控制自转速度为350-450n/min及控制公转速度为35-45n/min，得到B组份，并且封装。

本发明的再有一个任务是这样来完成的，一种电子产品用硅酮密封胶的使用方法，该使用方法按重量份数将A组份7-9份与B组份1分混合后使用。

本发明提供的技术方案的阻燃性能优异，达到V0级；由于在A组份配方中加入了导热填料，因此可显著的改善导热效果，其导热值＞1.0W/m·K，可及时有效的将电子产品如电路板中元件所产生的热量导出；抑制水蒸汽透过性能理想，水蒸汽的透过率(g/m²·d)＜1.5；电性能优异，体积电阻率＞1×10¹⁶Ω·cm、击穿电压＞11kV/mm；具有优异的耐候性和腐蚀性理想。提供的制备方法工艺简练，对工艺要求和设备不苛刻。提供的使用方法能保障A、B组份的混合效果。

具体实施方式

通过申请人对实施例的描述，将使本发明的技术效果更趋明朗，但是实施例并不是对本发明方案的限制，任何依据本发明方案所作出的仅仅是形式的而非实质的变化均应当视为本发明主张的保护范围。

实施例1：

本发明提供的电子产品用硅酮密封胶的制备方法的步骤如下：

A、制取A组份，按重量份数将α-ω-二羟基聚二甲基硅氧烷105份、甲基乙烯基硅油35份、导热填料5份、活性氢氧化镁和活性氢氧化铝按1∶1混合后35份，树酯酸表面处理的纳米活性碳酸钙20份加入到真空捏合机，捏合机的真空度在-0.07MPa、捏合温度100℃、捏合100min后，得到A组份，并且封装(即灌装)，前述的填料为平均粒径为40-52nm、纯度大于99％、比表面积为43-44m²/g以及体积密度为0.155-0.165g/cm³的导热填料，并且该导热填料由纳米氮化硅、纳米氮化镁、纳米碳化硅、纳米氮化铝、纳米氮化硼和氧化铝按相同的重量份数混合构成，即均按1重量份数混合构成；

B、制取B组份，按重量份数将甲基乙烯基硅油90份、甲基三甲氧基硅烷12份、六甲基二硅氧烷与γ-[2，3-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷按1∶1复配后3份，二丁基二乙酸锡1份，颜色为黑色的并且优选由中国浙江省温州市温化化学有限公司生产销售的牌号为901型有色浆料1.5份投入具有自转和公转功能的双行星高速搅拌机中，在自转速度350n/min和公转速度45n/min，共混45min后，得到B组份，并且封装(即灌装)。

由上述方法制备的A组份和B组份在使用时按重量份比A∶B＝8∶1进行混合使用。

实施例2：

A、制取A组份，按重量份数将α-ω-二羟基聚二甲基硅氧烷110份、乙烯基硅油25份、导热填料7份、活性氢氧化镁45份和硅烷表面处理的纳米活性碳酸钙25份加入真空捏合机，捏合机的真空度在-0.06MPa、捏合温度105℃、捏合60min后，得到A组份，其余均同对实施例1的步骤A的描述；

B、制取B组份，按重量份数将乙烯基硅油中110份、甲基三异丁酮肟基硅烷14份、六甲基二硅氧烷3.5份、二丁基二辛酸锡1.2份和颜色为红色(牌号为902型)的有色浆料1.8份投入双行星高速搅拌机中，在自转速度450n/min和公转速度35n/min，共混50min后，得到B组份，其余均同对实施例1的步骤B的描述。

使用时A、B组份按重量份比A∶B＝7∶1进行混合使用。

实施例3：

A、制取A组份，将α-ω-二羟基聚二甲基硅氧烷106份、甲基乙烯基硅油30份、导热填料8份、活性氢氧化铝55份和树酯酸表面处理的纳米活性碳酸钙30份加入真空捏合机，捏合机的真空度在-0.08MPa，捏合温度115℃，捏合90min后，得到A组份；

B、制取B组份，将甲基乙烯基硅油中100份、乙烯基三异丁酮肟基硅烷15份、γ-[2，3-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷3.8份和二丁基二辛酸锡1.2份以及颜色为灰色的(牌号为902-1)的有色浆料2.5份投入双行星高速搅拌机中，在自转速度400n/min和公转速度40n/min，共混60min后，得到B组份。

A、B组份按重量份比A∶B＝9∶1进行混合使用。本实施例中未涉及的内容均同对实施例1的描述。

实施例4：

A、制取A组份，将α-ω-二羟基聚二甲基硅氧烷109份、乙烯基硅油40份、导热填料6份、活性氢氧化镁与活性氢氧化铝按1∶1混合后65份和树酯酸表面处理的纳米活性碳酸钙35份加入真空捏合机，捏合机的真空度在-0.06MPa、捏合温度115℃、捏合100min后，得到A组份；

B、制取B组份，将二甲基硅油105份、甲基三异丁酮肟基硅烷13份、六甲基二硅氧烷、γ-[2，3-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷按2∶1复配后4份和二丁基二乙酸锡1.4份，有色浆料3份投入双行星高速搅拌机中，在自转速度390n/min、公转速度35n/min，共混60min后，得到B组份；

使用时，A、B组份按重量份比A∶B＝8.5∶1进行混合使用。本实施例中未涉及的内容均同对实施例1的描述。

实施例5：

A、制取A组份，将α-ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份、二甲基硅油33份、导热填料7份、活性氢氧化镁50份和硅烷表面处理的纳米活性碳酸钙33份加入真空捏合机，捏合机的真空度在-0.08MPa、捏合温度100℃、捏合110min后，得到A组份；

B、制取B组份，将甲基乙烯基硅油中95份、乙烯基三异丁酮肟基硅烷15份、γ-[2，3-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷3.6份、二丁基二辛酸锡1.5份和有色浆料2份投入双行星高速搅拌机中，在自转速度380n/min、公转速度43n/min，共混55min后，得到B组份；

使用时，A、B组份按重量份比A∶B＝7.5∶1进行混合使用。本实施例中未涉及的内容均同对实施例1的描述。

比较例1：

将α-ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份、聚二甲基硅氧烷5份、活性纳米钙100份、气象法二氧化硅20份、氢氧化镁0.01份、钛白粉1份加入到高速搅拌机中，于温度90℃，真空度-0.01MPa下脱水4h，冷却后制得A组份；

聚三乙氧基硅烷0.5份、3-缩水甘油丙基三甲氧基硅烷1份、N-(β-氨乙基)-α-氨丙基三甲氧基硅烷1份、γ-氨甲基三乙氧基硅烷1份、甲基乙烯基(N-甲基乙酰氨基)硅烷0.5份、钛酸丙酯2份、二丁基二月桂酸锡1份加入到密封容器中，混合均匀后得到B组份；

将上述A、B组份按重量比A∶B＝100∶8混合均匀、在真空度0.01Mpa下脱泡5min后获得双组份硅酮密封胶。产品主要性能对比见表1。

比较例2：

将α-ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100份、聚二甲基硅氧烷30份、硅微粉70份、沉定法白炭黑20份、氢氧化铝10份、钛白粉10份加入到高速搅拌机中，于温度120℃，真空度-0.006MPa下脱水3h，冷却后制得A组份；

正硅酸甲酯8份、N-(β-氨乙基)-α-氨丙基三甲氧基硅烷0.2份、二甲基二(N-甲基乙酰氨基)硅烷1份、钛酸酯螯合物3份、二丁基二月桂酸锡2份加入到密封容器中，混合均匀后得到B组份；

将上述A、B组份按重量比A∶B＝100∶10混合均匀、在真空度-0.008Mpa下脱泡10min后获得双组份硅酮密封胶。产品主要性能对比见下表。

上述实施例1-5中的B组份中的有色浆料的作用在于供使用者区分A组份和B组份。由上述实施例1-5所得到的双组份灌封胶的主要技术指标如：硬度按GB/T531.1-2008进行测试；体积电阻率按GB/T1692-2008进行测试；击穿电压按GB/T1695-2005进行测试；导热系数按GB/T3399-1992进行测试；阻燃性能按GB/T2408-2008进行测试；湿漏电性能按GB6553-2003进行测试。技术指标由下表所示：

Claims (7)

1.一种电子产品用硅酮密封胶，包括A组份和B组份，其特征在于所述的A组份和B组份各由下列重量份数的原料构成：

A组份的原料为：

α-ω-二羟基聚二甲基硅氧烷         100~110份；

硅油                             25~40份；

导热填料                         5~8份；

阻燃填料                         35~65份；

纳米碳酸钙                       20~35份；

B组份的原料为：

硅油                             90~110份；

交联剂                           12~15份；

偶联剂                           3~4份；

催化剂                           1~1.5份；

有色浆料                         1.5~3份，

所述的导热填料的平均粒径为40-52 nm；纯度为大于99%；比表面积为43-44m ² /g；体积密度为0.155-0.165g/cm ³ ，所述的导热填料为重量份数相同的纳米氮化硅、纳米氮化镁、纳米碳化硅、纳米氮化铝、纳米氮化硼和氧化铝的混合物，在使用时，按重量份数将所述A组份7-9份与所述B组份1份混合后使用。

2.根据权利要求1所述的电子产品用硅酮密封胶，其特征在于所述的硅油为二甲基硅油、乙烯基硅油或甲基乙烯基硅油。

3.根据权利要求1所述的电子产品用硅酮密封胶，其特征在于所述的纳米氮化硅、纳米氮化镁、纳米碳化硅、纳米氮化铝、纳米氮化硼和氧化铝的重量份数是相同的。

4.根据权利要求1所述的电子产品用硅酮密封胶，其特征在于所述的阻燃填料为氢氧化镁和/或氢氧化铝；所述的纳米碳酸钙为经过树酯酸或硅烷表面处理的纳米活性碳酸钙。

5.根据权利要求1所述的电子产品用硅酮密封胶，其特征在于所述的交联剂为甲基三甲氧基硅烷、甲基三异丁酮肟基硅烷或乙烯基三异丁酮肟基硅烷；所述的偶联剂为六甲基二硅氧烷和/或γ-[2，3-环氧丙氧]丙基三甲氧基硅烷。

6.根据权利要求1所述的电子产品用硅酮密封胶，其特征在于所述的催化剂为二丁基二乙酸锡或二丁基二辛酸锡；所述的有色浆料的颜色为黑色、红色或灰色。

7.一种如权利要求1所述的电子产品用硅酮密封胶的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

A、制取A组份，将α-ω-二羟基聚二甲基硅氧烷100-110份、硅油25-40份、导热填料5- 8份、阻燃填料35-65份和纳米碳酸钙20-35份加入到真空捏合机，控制捏合机的真空度为-0.06～-0.08MPa、捏合温度控制为100-115℃和捏合时间控制为60-110min，得到A组份，并且封装；

B、制取B组份，将硅油90-110份、交联剂12-15份、偶联剂3-4份、催化剂1-1.5份和有色浆料1.5-3份投入具有公转和自转功能的双行星高速搅拌机中搅拌，控制搅拌时间为40-60min，控制自转速度为350-450n/min及控制公转速度为35-45n/min，得到B组份，并且封装。