加成型液体硅橡胶用含环氧基的有机硅增粘剂的制备_表征及性能

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2. 1
结果与讨论
红外光谱表征 图 1 为增粘剂的红外光谱图。
图1
增粘剂的红外光谱图
－1 图 1 中，2 158 cm 处为 Si—H 键的特征吸 收峰。由此可知，在产物中还存在 Si—H 键； 同 －1 时未见 1 646. 9cm 附近有吸收峰， 据此分析产
物中无 C C 双键。 由此推论： 烯丙基缩水甘油醚中的 C C 双 键与四甲基环四硅氧烷中的部分 Si—H 键发生了 加成反应。 2. 2 核磁共振氢谱表征 图 2 为增粘剂的核磁共振氢谱图。
的影响； 作为对比， 测试了道康宁 4195 、 信越 KJR － 5033 的黏度。
图3
增粘剂用量对硅橡胶黏度的影响
a—4195 ， b—KJR － 5033 ， c—0 ， d—0. 5% ， e—1. 0% ， f—1. 5% ，g—2. 0% ，h—2. 5% ，i—3. 0%
由图 3 可见，增粘剂的加入基本不影响硅橡 胶的黏度，即不影响其加工操作性能； 自制硅橡 s 左右， 略大于道康宁 胶的胶料黏度在 5. 5 Pa· 4195 和信越 KJR － 5033 的黏度。 2. 4 增粘剂用量对硅橡胶硬度的影响 图 4 为增粘剂用量对硅橡胶硬度的影响 。
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，简称白胶。
LSR 硅橡胶硫化后是高饱和的非极性橡胶， 主链由硅原子和氧原子组成，主链外侧排列着一 层非极性的有机基团，分子表面能低； 因而对基 体材料的粘接性低。 一般通过底涂或在 LSR 硅 橡胶中添加增粘剂来提高其与基材的粘接性能 。 使用底涂增加了生产工序和生产时间 ，降低了生 产效率， 且底涂溶剂挥发易造成环境污染； 因 此，添加增粘剂提高在 LSR 硅橡胶的粘接强度 一直是该领域的研究热点
加成型液体 （ LSR） 硅橡胶是硅橡胶中档次 较高的一类品种，它利用过渡金属 （ 如铂） 的配 合物作为催化剂， 使 Si—H 键和 Si—CH CH2 基发生加成反应而硫化
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甲基环四硅氧烷为原料合成了一种增粘剂 ，考察 其加入量对加成型液体硅橡胶封装胶黏度和硫化 橡胶物理性能的影响； 并应用于二极管封装胶， 考察增粘剂加入量对封装二极管高温反向漏电流 的影响。
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本实验以含环氧基的烯丙基缩水甘油醚和四
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第 26 卷
数字高阻计： PC － 68 ， 上海精密科学仪器有限 公司； 介电常数及介质损耗测试仪： 配 QS37 电 桥、RY2 绝缘电极、 BR34 标准电容、 FY64a 电 源、RY2 － 2 温控器， 上海迪一电器有限公司； 电气强度测试仪： FYJK － 50 ， 上海迪一电器有 限公司； 二极管 多 路 反 向 漏 电 测 试 仪： DTR － 901 ，上海天科智能化设备有限公司； 万能材料 试验机： CMT － 6104 ，深圳市新三思计量技术有 限公司； 傅立叶变换红外光谱仪： Nicolet 6700 ， 美国 Thermo Fisher Scientific 公 司； 超 导 傅 立 叶 变换 NMR 仪： AV400 ，瑞士 Bruker 公司。 1. 2 增粘剂的合成 称取 60. 00 g 四甲基环四硅氧烷和 30. 00 g 烯丙基缩水甘油醚于 250 mL 三口瓶中。 通氮气 保护，20 ℃ 下稳定 30 min， 加入铂催化剂； 以 2 ℃ / min 速 度 升 温 至 50 ℃ 并 反 应 2 h； 再 以 2 ℃ / min速度升温至 80 ℃ 并反应 2 h； 反应混合 物在 150 ℃ 下减压蒸馏 （ 4 kPa ） 至无低沸物蒸 出，得 到 78. 56 g 黏 度 为 4. 5 Pa·s 的 淡 黄 色 液体。 1. 3 LSR 硅橡胶的配制 称取 100. 00 g 乙烯基硅油于 250 mL 不锈钢 反应釜中， 加入 6. 00 g 含氢硅油、8. 00 g 硅树 脂、3. 00 g 白炭黑、2. 00 g 钛白粉及计量的增粘 剂 （ 相 对 于 乙 烯 基 硅 油 的 质 量 分 数 分 别 为 0、 0. 5% 、1. 0% 、1. 5% 、2. 0% 、2. 5% 、3. 0% ） 。 通冷却水，以 1 500 r / min 的转速高速搅拌 1 h； 加入 0. 10 g 抑制剂，以 500 r / min 的转速高速搅拌 分散 1 h； 最后加入 0. 05 g 铂催化剂，以 500 r / min 的速度搅拌分散 2 h，出料，5 ℃ 下密封保存。 1. 4 性能测试 黏度： 根据 GB / T 2794 —1995 测定； 硬度： 根据 GB / T 531. 1 —2008 测定； 介电常数和介质 损耗因 数： 根 据 GB / T 1693 —2007 测 定； 电 阻 率： 根据 GB / T 1692 —2008 测定； 电气强度： 根 据 GB / T 1695 —2005 测 定； 粘 接 强 度： 根 据 GB / T 7124 —2008 测 定 （ 刚 性 材 料 对 刚 性 材 料） ，拉伸速度为 50 mm / s。 1. 5 测试样品制备 以聚 四 氟 乙 烯 为 模 具 制 备 硫 化 硅 橡 胶 板 （ 直径为 80. 0 mm，厚度为 1. 0 mm） 。硫化工艺： 排泡 1 h，经 100 ℃ /1 h、120 ℃ /1 h，210 ℃ /3 h。 以铜板为基材，按照 GB / T 7124 —2008 制备
CH3 CH3 HSiOSiH O O HSiOSiH CH3 CH3
应，由此推出反应方程式如式 （ 1 ） 所示， 各种 氢的化学位移归属示于方程式反应产物中 。
a b CH3 CH3 H k SiOSi O O k H SiOSiH k a a CH3 CH3
（ 1）
2. 3
增粘剂用量对液体硅橡胶黏度的影响 图 3 是增粘剂用量对硅橡胶黏度 （ 25 ℃ ）
2. 5
增粘剂用量对硅橡胶介电常数和介质损耗
因数的影响 增粘剂用量不同的硅橡胶硫化后 ，分别在室 温、40 ℃ 、60 ℃ 、80 ℃ 、100 ℃ 、120 ℃ 下测 试其介电常数和介质损耗因数， 结果分别见图 5 、图 6 。
图6
增粘剂用量对硅橡胶介质损耗因数的影响
a—4195 ， b—KJR － 5033 ， c—0 ， d—0. 5% ， e—1. 0% ， f—1. 5% ，g—2. 0% ，h—2. 5% ，i—3. 0%
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第 26 卷
由图 6 可见，在相同温度下，增粘剂对橡胶 的介质损耗因数基本不产生影响 ； 但随着温度的 增加其介质损耗因数逐渐增加。相对而言，道康 宁 4195 的介质损耗因数较大。 2. 6 增粘剂用量对硅橡胶体积电阻率的影响 增粘剂用量不同的硅橡胶硫化后， 分别在
图5
增粘剂用量对硅橡胶介电常数的影响
. 5% ， e—1. 0% ， f—1. 5% ，g—2. 0% ，h—2. 5% ，i—3. 0%
由图 5 可见，在相同温度下，增粘剂对硅橡 胶的介电常数基本不产生影响； 但是随着温度的 增加 介 电 常 数 逐 渐 减 小。 相 对 而 言， 道 康 宁 4195 的介质常数较大。
图2
增粘剂的核磁共振氢谱图
第2 期
凌钦才等 . 加成型液体硅橡胶用含环氧基的有机硅增粘剂的制备 、表征及性能
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由图 2 可见，产物中有 10 种化学位移的氢， 其面积比为 9∶ 3∶ 2∶ 2∶ 2∶ 2∶ 1∶ 1∶ 1∶ 3 ， 根据面积比 可推测是等量的含氢环体与烯丙基缩水甘油醚反
粘接 强 度 测 试 样 条。 固 化 工 艺： 排 泡 1 h， 经 100 ℃ /1 h、120 ℃ /1 h，210 ℃ /3 h。 1. 6 封装二极管性能 将加成型液体硅橡胶封装于二极管 （ 张家 港电子有限公司的 4007 管 ） 上， 排泡 1 h， 经 100 ℃ /1h、120 ℃ /1 h 和 210 ℃ /3 h 硫化； 然 后封装环氧黑胶，再在 170 ℃ 下硫化 5 h （ 二极 管封装白胶和黑胶在张家港电子有限公司进行） 。 在 800 V 和 150 ℃ 下测试封装二极管的高温 反向漏电流。
； 应用于电子电器元件的封装可起
到防潮、防尘、防腐蚀和防震作用，并提高电子 元器件的使用性能，是国内外广泛公认的极有前 途的电子工业用新型材料
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s， 自制； 乙烯基质量分数 0. 1% ， 黏度 5. 0 Pa· Me3 SiO （ Me2 SiO ） m （ MeHSiO ） n SiMe3 ］ ： 含氢硅油［ s， 自制； 活性氢质量分数 1. 5% ， 黏度 1. 0 Pa· R3 SiO0. 5 ） a （ ViMe2 SiO ） b （ SiO ） c ］ ： 自制； 硅树脂［ （ MeHSiO ） 4 ］ ： 工 业 级， 上 四甲基环四硅氧 烷 ［ 海硅山 高 分 子 材 料 有 限 公 司； 乙 烯 基 双 封 头 ［ ViMe2 SiOMe2 SiVi］ ： 工业级， 上海硅山高分子 材料有限公司； 烯丙基缩水甘油醚： 工业级，曲 阜市华荣 化 工 新 材 料 有 限 公 司； 氯 铂 酸： AR， 沈阳有色金属研究院； 白炭黑： VK － SP30 ， 杭 州万景新材料有限公司； 钛白粉： VK － TG500 ， 杭州万景新材料有限公司； 2 － 乙烯基异戊醇： AR，上海瑞一医药科技有限公司。 旋转 黏 度 计： NDJ － 1 ， 上 海 天 平 仪 器 厂；
1118 。 收稿日期： 2011作者简介： 凌钦才 （ 1966 —） ，男，工学博士，主要从事有 机硅材料的研究。E － mail： lingqc660429@ 163. com。
LSR 硅橡胶由乙烯基硅油、含氢硅油、 硅树 脂、催化剂、白炭黑、二氧化钛和抑制剂等组分 按照一定配比混合而成，可以包装成单组分或双 组分。单组分中温硫化液体硅橡胶用于二极管平 台保护