缩合型单组份导热硅酮粘接胶及制备方法与流程

1.本发明涉及胶粘剂技术领域，具体涉及一种缩合型单组份导热硅酮粘接胶及制备方法。


背景技术：

2.缩合型单组份导热硅酮粘接胶是以硅酮胶体作为基体，填充其他高导热填料而得到的导热性能优异的复合材料。硅酮胶分子链的分子结构单元以
“‑
si-o
‑”
为主，其侧链上含有机基团，因此兼具了无机性质和有机性质，相对于天然橡胶和合成橡胶，硅酮胶的耐老化、耐高低温、生理惰性、电气绝缘、等许多优异性能显得尤为突出。目前市场上常见的缩合型单组份导热硅酮粘接胶仍存在着以下技术缺陷：
3.(1)粘接稳定性和广泛性差：电子元器件用到的材料多种多样，不仅包括金属和金属氧化物等无机材料，还包括pc、pbt、pet、pvc、abs等有机材料，目前市场上常见的缩合型单组份导热硅酮粘接胶对无机材料粘接性较好，而对于有机材料的粘接稳定性和广泛性却明显不足，从而使得缩合型单组份导热硅酮粘接胶的粘接固定减震作用大打折扣。
4.(2)储存稳定性差易沉降分层：缩合型单组份导热硅酮粘接胶的储存稳定性对其导热性能的影响至关重要，若储存过程中出现明显的沉降分层现象，则其用在电子元器件上最终的导热效果会明显下降。而目前市场上常见的缩合型单组份导热硅酮粘接胶一般储存2-3个月后就会开始出现象沉降分层现象，从而导致该类产品的导热效果变差、使用寿命缩短。
5.(3)体系粘度大固化过程易收缩起皱：目前市场上导热率较高的缩合型单组份导热硅酮粘接胶一般需要填充大量的导热填料，这就使得该类产品的体系粘度较大，挤出性变小、施工效率下降。另外该类产品固化过程中容易出现比较明显的收缩显现，严重时会出现起皱现象，从而导致高导热率缩合型单组份硅酮粘接胶的导热效果无法达到预期。


技术实现要素：

6.针对上述提到的技术缺陷，本发明提供了一种缩合型单组份导热硅酮粘接胶，目的在于解决有机材料的粘接稳定性和广泛性问题、储存稳定性问题以及固化过程易收缩起皱的问题，同时还提供了该粘接胶的制备方法。
7.本发明提供的缩合型单组份导热硅酮粘接胶，按重量份数其原料组成包括：烷氧基封端聚二甲基硅氧烷200份，导热填料800～2400份，表面改性剂4～20份，交联剂10～30份，催化剂5～20份，粘接促进剂1～10份。
8.所述表面改性剂为十六烷基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷在100℃条件下反应2h的回流物，四者重量比例范围是2～4∶3～6∶1～2∶3～6。
9.所述粘接促进剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、n-β-(氨乙基)-氨丙基甲基二甲氧基硅烷和γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷在120℃条
件下反应2h的回流物，四者重量比例范围是2～4∶3～6∶2～4∶1～2。
10.所述导热填料优选采用纳米碳酸钙、氧化铝、氧化锌、氮化铝和氮化硼的多种不同组合混合物，五者的重量比例范围是0～2∶2～8∶0～4∶0～2∶0～2。其中纳米碳酸钙的粒径为50～100nm，氧化铝、氧化锌、氮化铝和氮化硼的粒径为5～100μm。
11.所述烷氧基封端聚二甲基硅氧烷优选采用α，ω-二(三甲氧基硅基)聚二甲基硅氧烷，25℃时，其粘度范围是50～2000cp。
12.所述交联剂优选采用甲基三甲氧基硅烷和聚甲基三甲氧基复配混合交联剂，两者重量比例范围是2～4∶1～2。
13.所述催化剂优选采用钛酸四异丙脂和双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丙酯螯合物的混合钛酸酯催化剂，两者重量比例范围是2～3∶1～2。
14.本发明提供的缩合型单组份导热硅酮粘接胶制备方法，包括以下步骤：
15.(1)在捏合机中按前述比例加入烷氧基封端聚二甲基硅氧烷和导热填料，在温度为100～110℃、真空为-0.095mpa的条件下搅拌2h，高温真空脱除原料中水分。
16.(2)向捏合机中按前述比例加入表面改性剂，在100～110℃密闭条件下搅拌反应1h，然后在温度为100～110℃、真空为-0.095mpa的条件下继续搅拌反应1h，得到外观均匀的基料。
17.(3)向行星机内加入上述冷却到常温的基料和交联剂，在氮气保护下搅拌反应15min。
18.(4)向行星机内按前述比例加入催化剂和粘接促进剂，在氮气保护下搅拌反应15min，然后在真空为-0.095mpa条件下继续搅拌反应1h，制得缩合型单组份导热硅酮粘接胶。
具体实施方式
19.下面结合具体的实施例对本发明做进一步说明。
20.实施例一：
21.1.原料组成为：
[0022][0023]
2.制备步骤如下：
[0024]
(1)在捏合机中按比例加入烷氧基封端聚二甲基硅氧烷和导热填料，在温度为100～110℃、真空为-0.095mpa的条件下搅拌2h，高温真空脱除原料中水分。
[0025]
(2)向捏合机中加入表面改性剂，在100～110℃密闭条件下搅拌反应1h，然后在温度为100～110℃、真空为-0.095mpa的条件下继续搅拌反应1h，得到外观均匀的基料。
[0026]
(3)向行星机内加入上诉冷却到常温的基料和交联剂，在氮气保护下搅拌反应15min。
[0027]
(4)向行星机内按前述比例加入催化剂和粘接促进剂，在氮气保护下搅拌反应15min，然后在真空为-0.095mpa条件下继续搅拌反应1h，制得缩合型单组份导热硅酮粘接胶。
[0028]
实施例二：
[0029]
1.原料组成为：
[0030][0031]
2.制备步骤如下：
[0032]
(1)在捏合机中按比例加入烷氧基封端聚二甲基硅氧烷和导热填料，在温度为100～110℃、真空为-0.095mpa的条件下搅拌2h，高温真空脱除原料中水分。
[0033]
(2)向捏合机中加入表面改性剂，在100～110℃密闭条件下搅拌反应1h，然后在温度为100～110℃、真空为-0.095mpa的条件下继续搅拌反应1h，得到外观均匀的基料。
[0034]
(3)向行星机内加入上诉冷却到常温的基料和交联剂，在氮气保护下搅拌反应15min。
[0035]
(4)向行星机内按前述比例加入催化剂和粘接促进剂，在氮气保护下搅拌反应15min，然后在真空为-0.095mpa条件下继续搅拌反应1h，制得缩合型单组份导热硅酮粘接胶。
[0036]
实施例三：
[0037]
1.原料组成为：
[0038][0039]
2.制备步骤如下：
[0040]
(1)在捏合机中按比例加入烷氧基封端聚二甲基硅氧烷和导热填料，在温度为100～110℃、真空为-0.095mpa的条件下搅拌2h，高温真空脱除原料中水分。
[0041]
(2)向捏合机中加入表面改性剂，在100～110℃密闭条件下搅拌反应1h，然后在温度为100～110℃、真空为-0.095mpa的条件下继续搅拌反应1h，得到外观均匀的基料。
[0042]
(3)向行星机内加入上诉冷却到常温的基料和交联剂，在氮气保护下搅拌反应15min。
[0043]
(4)向行星机内按前述比例加入催化剂和粘接促进剂，在氮气保护下搅拌反应15min，然后在真空为-0.095mpa条件下继续搅拌反应1h，制得缩合型单组份导热硅酮粘接胶。
[0044]
实施例四：
[0045]
1.原料组成为：
[0046][0047]
2.制备步骤如下：
[0048]
(1)在捏合机中按比例加入烷氧基封端聚二甲基硅氧烷和导热填料，在温度为100～110℃、真空为-0.095mpa的条件下搅拌2h，高温真空脱除原料中水分。
[0049]
(2)向捏合机中加入表面改性剂，在100～110℃密闭条件下搅拌反应1h，然后在温度为100～110℃、真空为-0.095mpa的条件下继续搅拌反应1h，得到外观均匀的基料。
[0050]
(3)向行星机内加入上诉冷却到常温的基料和交联剂，在氮气保护下搅拌反应15min。
[0051]
(4)向行星机内按前述比例加入催化剂和粘接促进剂，在氮气保护下搅拌反应15min，然后在真空为-0.095mpa条件下继续搅拌反应1h，制得缩合型单组份导热硅酮粘接胶。
[0052]
实施例五：
[0053]
1.原料组成为：
[0054][0055]
2.制备步骤如下：
[0056]
(1)在捏合机中按比例加入烷氧基封端聚二甲基硅氧烷和导热填料，在温度为100～110℃、真空为-0.095mpa的条件下搅拌2h，高温真空脱除原料中水分。
[0057]
(2)向捏合机中加入表面改性剂，在100～110℃密闭条件下搅拌反应1h，然后在温度为100～110℃、真空为-0.095mpa的条件下继续搅拌反应1h，得到外观均匀的基料。
[0058]
(3)向行星机内加入上诉冷却到常温的基料和交联剂，在氮气保护下搅拌反应15min。
[0059]
(4)向行星机内按前述比例加入催化剂和粘接促进剂，在氮气保护下搅拌反应15min，然后在真空为-0.095mpa条件下继续搅拌反应1h，制得缩合型单组份导热硅酮粘接胶。
[0060]
表1本发明各实施例所制备的缩合型单组份导热硅酮粘接胶的关键性能对比
[0061][0062][0063]
表1的结果表明，本发明5个实施例所制备的缩合型单组份导热硅酮粘接胶对不锈钢、氧化铝、铜、pc、pbt、pet、pvc、abs等材料的粘接性良好、储存稳定性好、体系粘度小挤出效率高，且固化过程不易收缩起皱，能有效满足电子元器件领域的应用需求。
[0064]
本发明的有益效果：
[0065]
1.本发明通过不同种类导热填料复配，对导热填料进行表面改性，配合使用多种粘接促进剂，制得粘接稳定性和广泛性优异的缩合型单组份导热硅酮粘接胶，该导热胶既对不锈钢、氧化铝、铜等无机材料粘接性良好，又对pc、pbt、pet、pvc、abs等有机材料的粘接性良好。
[0066]
2.本发明提供的单组份导热硅酮粘接胶，储存稳定性好、储存半年以上不出现明显的沉降分层现象，产品导热率变化范围小，使用寿命较长。
[0067]
3.本发明提供的单组份硅酮粘接胶，体系粘度较小、挤出性大，利于提高生产效率，并且固化过程中收缩率小、无起皱现象。