一种脱醇型高强度透明流淌硅橡胶及制备方法

摘要

本发明涉及胶粘剂技术领域，涉及一种脱醇型硅橡胶，具体涉及一种脱醇型高强度透明流淌硅橡胶及制备方法。一种脱醇型高强度透明流淌硅橡胶，以重量份计，其原料包括：乙烯基硅油100份、增塑剂5～30份、白炭黑15～30份、白炭黑处理剂0～6份、封端剂2～5份、铂络合物0.1～0.2份、交联剂2～7份、偶联剂1～4份和催化剂0.2～5份。本方案可以解决现有的电子电器用胶粘剂的综合性能不满足应用需求的技术问题。该硅橡胶具有透明、可自流平、强度高和粘接性良好的特点，拉伸强度≥3MPa，黏度≤50Pa·s，可自流平，可作为电子电器用胶粘剂应用到线路板导线和银脚固定、电子产品密封防水等实践操作中。

说明书

技术领域

本发明涉及胶粘剂技术领域，涉及一种脱醇型硅橡胶，具体涉及一种脱醇型高强度透明流淌硅橡胶及制备方法。

背景技术

随着科技不断发展，电子电器产品在各行各业应用越来越广泛，面临的使用环境越来越复杂，产品要求标准越来越高，所以人们对电子产品的抗振、防水等性能和产品的外观的要求越来越高的，因此对电子电器用胶粘剂提出了透明、自流平、高强度、粘接性好等更高要求。

目前常见的电子电器用硅酮胶是非透明的醇型硅酮胶和一些普通的透明醇型硅橡胶。中国专利CN106854362A公开了一种高强度脱醇型单组分RTV硅橡胶及其制备方法，该专利技术使用白炭黑和碳酸钙混合作为补强填料，制备了一种高强度脱醇型硅橡胶用于电子电器领域。使用上述技术方案生产获得的硅酮胶虽然具有较好的力学性能，但是该专利技术并没有对硅酮胶透明度和自流平性能进行研究，没有考虑由该硅酮胶制备的电子产品在外观上是否符合消费者需求。中国专利CN104829642A公开了一种硅烷化合物及其制备方法和半透明脱醇型室温固化硅橡胶及其制备方法，该专利技术使用烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷为基础聚合物和特定的增粘剂，制备了脱醇型半透明硅橡胶，具有较好的粘接性，但是其强度较低，并且没有对产品的黏度和流动性进行研究。综上，为了满足消费者对电子产品粘胶剂的综合要求，亟需研发一种透明、可自流平、高强度和具良好粘接性的电子电器用胶粘剂。

发明内容

本发明意在提供一种脱醇型高强度透明流淌硅橡胶，以解决现有的电子电器用胶粘剂的综合性能不满足应用需求的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种脱醇型高强度透明流淌硅橡胶，以重量份计，其原料包括：乙烯基硅油100份、增塑剂5～30份、白炭黑15～30份、白炭黑处理剂0～6份、封端剂2～5份、铂络合物0.1～0.2份、交联剂2～7份、偶联剂1～4份和催化剂0.2～5份。

本方案还提供了一种脱醇型高强度透明流淌硅橡胶的制备方法：将乙烯基硅油、白炭黑和白炭黑处理剂混合，经捏合处理获得基料；在基料中加入封端剂，均质后加入铂络合物；经升温反应以及降温处理后，然后加入增塑剂和交联剂，经搅拌处理后再加入催化剂和偶联剂，再经搅拌即得。

本方案的原理及优点是：在铂络合物催化下，封端剂和乙烯基硅油发生硅氢加成，生成多烷氧基封端的硅油，能够在湿气作用下发生交联固化。白炭黑为本脱醇型高强度透明流淌硅橡胶的补强填料。在硅橡胶中加入增塑剂降低硅橡胶粘性以及提升硅橡胶强度。交联剂的加入使硅橡胶内部形成网状结构，从而提高高分子材料的强度和弹性。偶联剂的使用可降低硅橡胶的粘度，改善白炭黑的分散度，进而使硅橡胶制品获得良好的表面质量及机械性能。

综上所述，本发明制备的一种脱醇型高强度透明流淌硅橡胶，拉伸强度≥3MPa，黏度≤50Pa·s，可自流平，可应用于线路板导线和引脚固定、电子产品密封防水，具有粘接强度高，透明性好以及打胶后外观平整性好的优点。

在本方案中，使用乙烯基硅油作为基础聚合物的优势在于：既不会受水气影响，不会在制备基料过程中水解，影响贮存稳定性。乙烯基硅油也不会与白炭黑处理剂反应，影响基料的固化过程。并且乙烯基硅油不含羟基，不会加剧白炭黑结构化效应(白炭黑其他成分之间产生大量氢键)，所以使用乙烯基硅油不会影响本方案的硅橡胶的分散。

进一步，所述乙烯基硅油的粘度为2000～20000mPa·s；所述乙烯基硅油的两端为乙烯基封端。乙烯基硅油粘度过低，会导致质制备的硅橡胶柔韧性较差，造成拉伸强度和拉断伸长率较低，乙烯基硅油粘度过高会导致基料粘度较大，流动性变差，难以制备高强度自流平硅橡胶。乙烯封端而不是常规的羟基封端，可以确保乙烯基硅油不会加剧白炭黑结构化效应。

进一步，所述白炭黑为亲水气相法白炭黑或者疏水气相法白炭黑；所述白炭黑的比表面积为120m

进一步，所述白炭黑处理剂为六甲基二硅氮烷、四甲基二乙烯基硅氮烷、八甲基环四硅氧烷或十六烷基三甲氧基硅烷。上述白炭黑处理剂为现有技术中常规试剂，性质稳定且易于获取。另外，当直接使用六甲基二硅氮烷处理的疏水白炭黑时可以不用加处理剂。

进一步，所述封端剂的结构式如式(1)所示：

其中，R

在本方案中，本方案的封端剂乙烯基硅油具有较高的反应活性，为了保证封端剂具有较高的反应活性，应保证R

进一步，所述铂络合物为铂-乙烯基络合物或铂-炔烃基络合物。这两种铂络合物为现有技术中常用的催化剂。在铂络合物催化下，封端剂和乙烯基硅油发生硅氢加成，生成多烷氧基封端的硅油，能够在湿气作用下发生交联固化。

进一步，所述增塑剂结构式如式(3)所示：

其中，在式(3)中，n为3～20的整数，m为1～30的整数；R

在本方案中，增塑剂的加入目的是为了降低基料的黏度，因此增塑剂自身黏度不能太大，所以要求n为3～20的整数，m为1～30的整数。此外增塑剂在硅橡胶固化过程中可以参与交联反应，将亚氨基和羰基引入到聚合物中，通过亚氨基和羰基形成氢键，增加分子间作用力，提高硅橡胶的强度。

进一步，R

R

进一步，所述交联剂为烷氧基硅烷，所述烷氧基硅烷的烷氧基≥3。

采用上述方案，交联剂为含有三个及三个以上容易水解的烷氧基的烷氧基硅烷。交联剂的使用可以使硅橡胶内部形成网状结构，从而提高高分子材料的强度和弹性。交联剂可以选择甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和苯基三乙氧基硅烷中的一种物质或者2-3种物质组成的混合物。

进一步，所述偶联剂为KH-540、KH-550、KH-560、KH-570、KH-792和Si-602中的一种物质或者2-3种物质组成的混合物。偶联剂的使用可以改善合成树脂与无机填充剂或增强材料的界面性能，可降低硅橡胶的粘度，改善白炭黑的分散度，进而使硅橡胶制品获得良好的表面质量及机械性能。

进一步，所述催化剂为有机羧酸锡及其螯合物和有机钛酸酯及其螯合物中的一种物质或几种物质组成的混合物。上述催化剂为现有技术中常规的催化酯化反应的物质，性质稳定且易于获取。

进一步，一种脱醇型高强度透明流淌硅橡胶的拉伸强度≥3Mpa、黏度≤50Pa·s。本方案制备的硅橡胶具有强度高和粘度低的特点。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例1

一种脱醇型高强度透明流淌硅橡胶的制备流程如下：将100份乙烯基硅油加入捏合机中，分4次加入15～30份白炭黑和0～6份白炭黑处理剂，80℃常压捏合2小时，然后升温至150℃，真空捏合2小时，制备得到基料，再将基料转移到高速分散机中，在氮气保护下加入2～5份封端剂，搅拌5分钟，加入0.1～0.2份铂络合物，升温至80℃反应1小时，然后降温至50℃以下，加入5～30份增塑剂和2～7份交联剂真空(≤-0.08MPa，下同)搅拌20分钟，再加入0.2～5份催化剂和1～4份偶联剂真空搅拌20分钟即得到脱醇型高强度透明流淌硅橡胶。

工艺中各原料的具体信息如下：

(Ⅰ)乙烯基硅油的粘度为2000～20000mPa·s，乙烯基硅油的两端为乙烯基封端。

(Ⅱ)白炭黑为亲水气相法白炭黑或者疏水气相法白炭黑，白炭黑的比表面积为120m

(Ⅲ)白炭黑处理剂为六甲基二硅氮烷、四甲基二乙烯基硅氮烷、八甲基环四硅氧烷或十六烷基三甲氧基硅烷。

(Ⅳ)封端剂的结构式如式(1)所示：

其中，R

(Ⅴ)铂络合物为铂-乙烯基络合物或铂-炔烃基络合物。

(Ⅵ)增塑剂结构式如式(3)所示：

其中，在式(3)中，n为3～20的整数，m为1～30的整数；R1为亚烷基或者亚芳基。

R1的结构式如式(4)或式(5)所示。

(Ⅶ)在本方案中可使用含有三个以上可湿气水解的烷氧基硅烷，包括甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷和苯基三乙氧基硅烷中的一种物质或者2-3种物质组成的混合物，这都是根据本领域惯用技术手段进行的常规替换，均能获得理想的产品。

(Ⅷ)在本方案中可使用多种硅烷偶联剂，包括KH-540、KH-550、KH-560、KH-570、KH-792和Si-602中的一种物质或者2-3种物质组成的混合物，这都是根据本领域惯用技术手段进行的常规替换，均能获得理想的产品。

(Ⅸ)可使用有机羧酸锡及其螯合物和有机钛酸酯及其螯合物中的一种物质或几种物质组成的混合物，这都是根据本领域惯用技术手段进行的常规替换，均能获得理想的产品。例如：二丁基氧化锡、二乙酸二甲基锡、二乙酸二丁基锡、二丁酸二甲基锡、二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二甲基锡、二辛癸酸二丁基锡和钛酸叔丁酯中的一种物质或者2-3种物质组成的混合物。

在本实施例中，具体为：

将100份黏度为20000mPa·s的乙烯基硅油加入捏合机中，分4次加入25份比表面积为150m

实施例2-8基本同实施例1，不同点在于具体原料的类型和用量选用，区别点详见表1、表2和表3。

表1：实施例1-8的乙烯基硅油、白炭黑、白炭黑处理剂和铂络合物的类型和用量的选用情况

在表1中，*表示市售经过六甲基二硅氮烷处理的疏水气相法白炭黑。

表2：实施例1-8的封端剂和增塑剂的类型和用量的选用情况

在表2中，*表示以实施例3的封端剂为示例，其结构式如式(7)所示。

表3：实施例1-8的交联剂、偶联剂和催化剂的类型和用量的选用情况

对比例1

将100份黏度为20000mPa·s的三甲氧基甲硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷加入捏合机中，分4次加入25份比表面积为150m

对比例2

将100份黏度为20000mPa·s的羟基封端的聚二甲基硅氧烷加入捏合机中，分4次加入25份比表面积为150m

对比例3

将100份黏度为12000mPa·s的乙烯基硅油加入捏合机中，分4次加入30份比表面积为300m

对比例4

将100份黏度为20000mPa·s的乙烯基硅油加入捏合机中，分4次加入25份比表面积为150m

对比例5

将100份黏度为20000mPa·s的乙烯基硅油加入捏合机中，分4次加入25份比表面积为150m

实验例

对实施例和对比例制备得到的硅橡胶进行性能测试，测试结果和参照标准参照表4所示。

表4：性能测试结果

从上表(表4)可以看出对比例1使用三甲氧基甲硅氧基封端的聚二甲基硅氧烷作为基础聚合物，在制备基料过程中会有部分烷氧基水解，造成基料粘度较大，流平性不好。对比例2使用羟基封端的聚二甲基硅氧烷作为基础聚合物，在制备基料过程中，会被六甲基二硅氮烷封端，造成基料不固化。对比例3使用二甲基硅油作为增塑剂，粘度和流行性均能满足要求，但是强度较低。对比例4使用制备基料时温度较低(常温常压捏合30分钟)，反应时间不足，造成基料老化后增稠明显。对比例5增塑剂中R

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。