（化学工艺专业论文）灌封用有机硅橡胶的制备与表征.pdf

浙扛太学硕士毕业论文 摘要 硅橡胶可在一6 0 2 0 0 长期保持弹性，并具有优良的电性能和化学稳定 性能、耐湿耐水、耐臭氧、耐候及不产生有害气体等，用其灌封电子元器件后， 可以起到防潮、防腐蚀、防震、防尘的作用，提高使用性能和稳定参数。本文通 过对加成型和缩合型两种类型的室温硫化硅橡胶进行对比表明加成型硅橡胶具 有明显优势，并制备了强度大于5m p a ，电性能良好的适于灌封的加成型硅橡胶。 第一章简单回顾了近年来灌封材料的研究进展。首先概述了灌封材料的类型 及发展方向。其次分别按照加成型和缩合型的分类总结了硅掾胶各自的硫化机 理、主要成分、成分的种类及制备方法，并介绍了常用的补强和半补强填料的种 类，以及白炭黑的表面处理方法和补强机理。最后讨论了交联体系和填料等影响 加成型硅橡胶的因素。 第二章主要总结了所采用实验方法和测试方法。通过阴离子聚合制备了基础 聚合物和集中交联荆，采用阳离子聚合制备了交联剂，制得了铂的异丙醇配合物、 铂的四氢呋喃配合物和铂的二乙烯基四甲基二硅氧烷配合物三种加成型铂配合 物催化剂和一种缩台型钛螯合物催化剂，并优化了配方工艺制各得到室温硫化硅 橡胶。介绍了聚硅氧烷的黏度、乙烯基含量、硅橡胶的抗张强度、伸长率、撕裂 强度等机械性能和电阻率、介电常数等电学性能的分析测试方法。 第三章讨论总结了影响基础聚合物和缩合型硅橡胶性能的各种工艺因素。实 验结果表明：以氢氧化钾为催化剂比以氢氧化锂为催化剂制得的聚硅氧烷黏度要 大，黏度随反应时间增长而增大。封端剂水的用量也对产物的黏度产生影响，在 相同情况下，封端剂水用量减少产物黏度增大。硅橡胶的硫化以二月桂酸二丁基 锡为催化剂效果最好，过多或过少的催化剂会损害产物的部分力学和电学性能。 随着基础胶黏度的升高，硅橡胶的机械性能下降，增加填料用量，硅橡胶的机械 性能提高，但是电性能下降，添加半补强填料可以改善某些特定性能。 第四章分析讨论了影响加成型硅橡胶性能的各种工艺因素，并以正交试验的 优化条件制备了高强度硅橡胶。在三种铂配合物催化剂中铂的- - r , 烯基四甲基 二硅氧烷配合物活性最高。文中考察了催化剂用量、基础胶黏度、交联剂类型和 渐大学硕士毕业论文 填料等对硅橡胶性能的影响。实验发现，在填料用量一定的情况下，硅橡胶的介 电性能基本不变，填料用量增加，介电性能下降。催化剂用量增加，机械性能下 降。基础胶黏度为s p a s 时，制得了综合性能较优的硅橡胶。填料的添加能明 显提高硅橡胶的机械性能，但用量过多反而会阻碍交联，导致机械性能下降。a 值( s i h l s i v i 的摩尔比) 为1 时，电性能最佳，a 值大于l 时，机械性能较好。 加成型硅橡胶具有稳定的介电常数和较低的损耗因子，并可以通过集中交联获得 高强度硅橡胶。但加成型硅橡胶的伸长率不及缩合型硅橡胶的伸长率。 第五章总结了全文的研究结果，并得出研究结论。 关键词：硅橡胶，加成，缩合，灌封，室温硫化，正交试验，填料 i 王 浙江大学硕士毕业论文a b s t r c t a b s t r a c t s i l i c o n er u b b e r sw mo fe x c e l l e n te l e c t r i ca n dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e s ；c h e m i c a l s t a b i l i z a t i o n ；e x c e l l e n tr e s i s t a n c eo f w a t e r ，o z o n ea n dw c a t h e r , f l a m er e t a r d e da n dn o h a r m f u lg w h i l ev u l c a n h m gd u r i n ga 诚d e m t e m p e r a t u r er a n g e ( - 6 0 一 2 0 0 、w h e nt h ee l e c t r o n i cd e v i c e sw e r ee n c a p s u l a t e d 谢t l ls i l i c o n er o b b e r s , t h e f o r m e rh a dt h ea d v a n t a g e s , s u c ha s r e s i s t a n c eo fm o i s t u r e ，c o r r o s i o n , s h o c ka n dd i i s k a n dt h e i r 辩r v i c cp e r f o 伽a n c ea n ds t e a d i n e s sp a r a m e t e rw 雠i m p r o v e d i nt h i st h e s i s , t w os t y l e so f r o o mt e m p e r a t u r ev u l c a n i z i n g ( r 1 、，) s i l i c o n er u b b e r sw e 他p r e p a r e d , t h ee f f e c t so f t h et e c h n i c a lf a c t o r so f a d d i t i o nr t vs i l i c o n er o b b e r sw c r oe m p h a t i c a l l y s t u d i e d t h ea d d i t i o n 州s i l i c o n er o b b e rw i t he x e c l l o n te l e c a l cp r o p e n i e sa n dt h e t e n s i l es n e n g t h ( i s ) a b o v e5m p aw a so b t a i n e d i nc h a p t e ro n et h er e s e a r c hd e v e l o p m e n to fs i l i c o n er u b b e re n c a p s u l a t i o n m a ：【e 血l sw a sr e v i e w e d t h cs t y l e sa n dd e v e l o p m e n tt e n d e n c yo fe n c a p s u l a t i o nw 讹 s u m m a r i z e d t h ev u l c a n i z i n gm e c h a n i s m , m a i nc o m p o n e n t sa n dt h e i rs t y l ea n d p r e p a r a t i o nm e t h o do f r t vs i l i c o n er u b b e rw e r es u m m e du pa c c o r d i n g t ov o l e a n i z i g s t y l e a d d i t i o n a l l y , t h es t y l eo fr e i n f o r c e m e n tf i l l 盯a n ds i r e i n f o r c e m e n tf i l l e r , s u r f a c et r e a t m e n tm e t h o da n dr e i n f o r c e m e n tm e c h a n i s mo fs i l i c aw c r ep r e s e n t e d t h c e f f e c t so fc 韩l i n ka g e n ta n df i l l e ro na d d i t i o nl r 、，s i l i c o n er u b b e rw e r ea l s o d i s c u s s e d i nc h a p t e rt w ot h ee x p e r i m e n t a la n dm e a s u r e m e n tm e t h o d sw e r cd e s c r i b e d t h e b a s e c o m p o n e n t a n dc o n c e n t r a t e d c r o s s - l i n k i n ga g e n tw e l 量p r e p a r e db y i o n p o l y m e r i z a t i o na n dt h ec f o s s l i n k i n ga g e n tw a sp r e p a r e db yc a t i o np o l y m e r i z a t i o n t h r e ek i n d so fa d d i t i o np l a t i n u mc o m p l e xc a t a l y s t , s u c h p l a t i n u mc o m p l e xw i t h i - p r o h ，o rn 珉o rd i v i n y lt c t r a m e t h y ld i s i l o z a n e ，a n dt h ec o n d e n s a t i o nt i t a n i u m c h e l a t ec o m p l e xc a t a l y s tw e r es y n t h e s i z e d a l lc o m p o n e n t sv u l c a n i z e d 砒r o o m t e m p e r a t u r e s ot h a tt h er t vs i l i c o n er o b b e rw e r eo b t a i n e d t h e f o l l o w i n g c h a r a c t e r i z a t i o n , i e 、r i o 鲥：ya n dv i n y lc o n t e n to fp o l y d i m e t h y l s i l o x a n e , m e c h a n i c a l p r o p e r t i e ss u c ha st e a rs n 舶g t i l ，e l o n g a t i o na tb r e a k ( e b ) a n dt e a rs t r e n g t hm ) ，a n d e l e c t r i cp r o p e r t i e ss u c ha sv o l u m er e s i s t i v i t ya n dd i e l e c t r i cc o o s t a n tw e l em e a s u r e d 浙扛大学硕七毕业论文a b s t r a c t a n d a n a l y z e d ， i nc h a p t e rt h r e et h ei n f l u e n c i n gf a c t o r so fb a s ec o m p o n e n te n dp r o p e r t i e so f c o n d e n s a t i o nr t vs i l i c o n er u b b e rw e r ee x a m i n e d t b cr e s u l t ss h o w e dt h a tt h e v i s c o s i t y - o fp c l y d i m e t h y l s i l o x m l ew a sg r e a t e ru s i n gk o ha sc a t a l y s tt h a nt h a tu s i n g l i o l a n dt h a tt h ev i s c o s i t yw a si n c r e a s e d t h er e a c t i o nt i m e t h ev i s c o s i t yo f p r o d u c tw o u l db el o w e t i gl e s se n d v p e d “：t a 吐t h ep r o p e r t i e so fs i l i c o n e r u b b e rw c y oe x c e l l e n tw h i l eu s i n gd i b u t y lt i nd i l a u r a t e c a t a l y s t t h em e c h a n i c a la n d e l e c t r i cp r o p e r t i e so fs i l i c o n er u b b e ra p p e a r e do p t i m u mv a l u e sa st h ec a t a l y s ta m o u n t w f l si n c r e a s e d t h em e c h a n i c a l p r o p e r t i e s d e c r e a s e da st h e v i s c o s i t yo fb a s e c o m p o n e n tw a si n c r e a s e d t h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e sw e l ei m p r o v e d , b u tt h ee l e c t r i c p r o p e r t i e s w e f er c d o o 耐w h i l e t h e f i l l e r a m o u n t w f l s i n c r e a s e d i nc h a p t e rf o u rt h et e c h n i c a lf a c t o r so fa d d i t i o nr t vs i l i c o n er u b b e rw m a l y z e d , a n dt h er t vs i l i c o n er u b b e rw i t hh i g ht e n s i l es t r e n g t hw p r e p a r e db y o r t h o g o n a ld e s i g n t h ep l a t i n u mc o m p l e xo fd i v i n y lt e r a m e t h y ld i s i l o x a n eh a dt h e h i g h e s ta c t i v i t y t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ed i e l e c t r i cp r o p e r t i e so fs i l i c o n er u b b e r w e r ea l m 0 3 ti n v a r i a b l ew h e nt h ef i l l e ra m o u n tw a s 啪s t 蛆t t h em e c h a n i c a l p r o p e r t i e sw m r e d u c e da sc a t a l y s ta m o u n tw a si n c r e a s e d lt h ei n t e g r a t i v ep r o p e r t i e s w e r ee x c e l l e n tw h e nt h ev i s c o s i t yo fb a s ec o m p o n e n t s5p a - s t h o u e ! l lt h e m e c h a n i c a lp r o p e r t i e so fs i l i c o n er u b b e rw c i ei n c r e a s e da st h ef i l l e ra m o u n tw a s i n c r e a s e d , t o om u c hf i l l e rw o u l db l o c kt h ec r 0 镕l i n l d n g s ot h a tt h em e c h a n i c a l p r o p e r t i e sw e r ed e c r e a s e d t h eo p t i m u me l e c t r i cp r o p e r t i e sw o b t a i n e dw h i l et h e a ( m o l er a t i oo fs i h s i v i ) v a l u ew a sa p p r o x i m a t e1 ，a n dt h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e s w e 托e x c e l l e n tw h e nav a l l l ew a b o v e1 n 尬a d d i t i o nr t vs i l i c o n er u b b e rh a d s t a b l ed i e l e c t r i cc o n s t a n ta n dl o wd i s s i p a t i o nf a c t o r t h eh i g ht e n s i l e 出e n g t hw a s o b t a i n e db yc o n c e n t r a t e dc r o s s l i n k i n g t h ee l o n g a t i o na tb r e a ko fc o n d e n s a t i o nr t v s i l i c o n er u b b e r 、脚b e t t e rt h a nt h a to f a d d i t i o nr t vs i l i c o n er u b b e r i nc h a p t e rf i v et h er e s e a r c hw o r ko ft h i st h e s i sw a ss u m m e du p , a n dt h e c o n c l u s i o nw a sb r o u g h tf o r w a r d k e yw o r d s ：s i l i c o n er u b b e r , a d d i t i o n , c o n d e n s a t i o n , e n c a p s u l a t i o n , r t v , o r t h o g o n a ld e s i g n ，f i l l e r 儿 新江大学硬士毕业论文文献综述 第一章文献综述 1 1 灌封材料的研究进展 1 1 1 灌封对材料的要求 电子灌封就是把构成电器件的各部分按规定要求合理布置、组装、键合、连 接与环境隔离和保护等操作工艺，以防止水分、尘埃及有害气体对电子元件的侵 入，减缓震动，防止外力损伤并稳定元件参数【l l 。例如，户外工作，舰船舱外 的电路板，为了防止湿气、凝露、盐雾对电路的腐蚀，需要对电路板进行灌封； 为提高海上工作的电子设备的三防性能，所有的变压器、阻流圈，都要求灌封、 裹复、包封或封端；为提高机载、航天电子设备抗振能力，对某些电路板需要进 行固体封装或局部加固封装；某些电缆插头座，防止焊点腐蚀或折断，需要灌封。 随着电子领域中灌封器件高性能化和高密度封装技术的迅速发展，对灌封材料也 提出更高的要求。 灌封材料一般应具备的要求是黏度低、韧性和浸渍性好，线白j 含浸率大于 9 8 ，固化收缩率、线膨胀系数和内应力要小，具有优异的电性能，1 2 0 介电 特性变化小，阻燃性达到u l v 一0 级。电子工业中常用的灌封材料有环氧树脂、有 机硅弹性体和聚氨酯等高分子材料。 作为灌封材料在电性能和物理化学性能方面的应具备的具体要 z l 求如下： ( 1 ) 电性能 在各种不同的频率下：介电损耗正切值t a n6 低，介电系数值e 低且稳定， 体积电阻率pv 和表面电阻率ps 值高，长期受潮后下降，但不得低于5 x l o n ， 击穿电压高，受潮后不得低于1 0k v m ( 测试样板厚度为2n l l l 时) 。 ( 2 ) 物理化学性能 导热性能良好对高压变压器，灌封材料导热系数应o 4 w ( k ) ；线 膨胀系数低，能承受急剧的温度变化冲击：灌封器件材料黏接性好，不脱层，固 化收缩率低：热畸变温度高于器件工作温度；防潮性好，不长霉；耐化学腐蚀性， 尤其耐油或其它工作环境中接触的化学物质；具有抗辐射性，在一般剂量之下不 浙江大学硬士毕业论文文献综述 产生降解；黏度低，有渗透性，具有合适的工艺性能及较长的适用期；聚热时， 放热峰要平稳。 1 1 2 灌封材料的类型 环氧树腊例固化时无副产物、收缩率小。固化物有优良的耐热性能、电绝缘 性能，密着性和介电性能，能满足电子电器的要求。配方中选择不同的固化剂和 促进剂可制各各种性能的灌封材料，以满足电器和集成电路的不同要求。使得它 能广泛的用作电子元器件的灌封材料。环氧树脂的缺点是脆性大，韧性不足，固 化时有一定的内应力，固化后易产生裂纹。 聚氨酯【4 】绝缘灌封材料其分子结构具有疏水性、优良的低温性和耐候性，在 一6 0 下材料弯曲不开裂，- 4 0 时其伸长率变化很小1 3 5 仍有良好的电性 能。此外，聚氨酯黏度小，流动性好，容易浇铸成型，可室温固化，固化应力低、 收缩小、放热少；加工设备和工艺简单，节省劳动力和能源，易于实现自动化和 连续化操作；不需溶剂等分散介质，符合环保要求。但是聚氨脂材料有毒，对人 体健康有害，选用时应采用低毒的聚氨酯材料，一般应用在内部结构复杂的电子 元件和电器设备的封装。 硅橡胶可在- 6 0 2 0 0 长期保持弹性，固化时不吸热、不放热，固化后 不收缩，对材料黏接性好，并具有优良的电性能和化学稳定性能，能耐水、耐臭 氧、耐气候，用其灌封电子产品后，可以起到防潮、防腐蚀、防震、防尘的作用， 提高电子产品的使用性能，并稳定元件参数。硅橡胶可根据所含组份的不同分为 单组份和双组份，单组份硅橡胶的最大优点比起双组份而言是操作简单易行，一 般应用在电连接器插头座和灌封时的堵封上；双组份硅橡胶分绾合型和加成型， 缩合型硅橡胶在二丁基二月桂酸锡作为催化剂、正硅酸乙酯作为固化剂的情况下 交联成弹性体，具有优良的电气性能，耐水、耐气候老化性能，缺点是固化后的 弹性体与金属的粘接性能较差，所以灌封时组件表面一般应涂有交联剂，一般用 于灌封电源组合、电路板等。加成型硅橡胶的优点是对金属不会产生腐蚀，且无 毒，在密封容器内，高温下不会像双组份缩合型硅橡胶那样由弹性体变为流体， 并且表面与深层同时熟化，熟化后，材料的强度高，透明性好，收缩率低，对应 力敏感的元器件如铁氧体、坡莫合金器件更为合适，并可作为无壳机构的灌封件。 浙江大学硕士毕业论立文献综述 加成型硅橡胶有一个很大的弱点，即如与含n 、p 、s 等元素的有机物或s n 、p b 、 h g 、b i 、a s 等重金属的离子性化合物及含炔基的不饱和有机物接触时，所含的 铂催化剂易中毒而导致硅橡胶不能硫化。在低分子硅氢加成反应中加入有机铝化 合物可防止铂催化剂中毒。工业上多采取以下措旌1 5 】：尽量避免催化荆与含有“毒 物”的表面相接触；用底胶隔离含“毒物”表面：用补加催化荆的方法使已被“毒 化”的胶料再活化；对基础胶进行改性，降低胶料对毒物的敏感程度。 1 1 3 有机硅灌封材料的发展前景 目前，电子元器件、功率电路模块、大型集成电路板等高科技领域进一步 实现高性能、高可靠性和小型化，而且工作环境更加苛刻，要求灌封件必须在低 温和高温之间、高速旋转等条件下运行，这就要求封装材料具有优良的耐高低温 性能、机械力学性能、绝缘导热性能、热匹配性能和电性能等，才能满足功率电 路对封装材料的特殊要求。有机硅灌封材料因其特殊的结构而具有多方面的优良 性能，不仅适用于集成电路和大规模集成电路，而且适用于超大规模功率集成电 路。国际上有机硅灌封材料在大规模和超大规模集成电路、芯片电路板、大型变 压器等军事及电子工业领域里得到广泛的使用。我国电子电器用灌封材料这一领 域使用的有机硅弹性体品种较少，应用潜力也大，所以具有很大的研究应用前景。 1 2 缩合型室温硫化硅橡胶的硫化机理、制备方法 缩合型室温硫化硅橡胶主要由a ，m - - 羟基聚二甲基硅氧烷、填料、交联剂、 催化剂配成嘲。为配制各种特殊性能的r 1 r v 硅橡胶，还需添加各种功能性助剂 如增量填料、增粘剂、增塑剂，触变剂、抗菌防霉剂、水分清除剂、醇清除剂、 加工助剂、颜料、导电性填料、导熟性填料、阻燃性填料、发泡剂、防污剂等。 1 2 1 缩合型液体硅橡胶的硫化机理 缩合型双组分r t v 硅橡胶的硫化过程是在催化荆存在下由基础聚合物未端 的羟基与交联剂中的可水解基团缩合反应哪； ( 1 ) 脱醇缩合型 浙江大学硕士毕业论文文献综述 。、“4 0 r o 女i o h ： h 0 一争一0 一 i 引c h 喝3 - - 嚣翱辫 o c 2 h s 一= 鲁每竺kf 如f 喝；贰酗。jf f h 3 一 洲。一帚卜。一每一o _ h；：h o 一氧一。一缸j m f | i ，c h ， s 8 i ( o c 2 h s 舻s i ( o c 3 h 7 ) 4 单组分r t v 硅橡胶交联剂的交联反应活性可从其水解时产生的热量来衡 量，交联荆的反应活性有如下规律： 脱甲醇型 填科。随着含氢硅油的含氢量的增加，室温硫化硅橡胶的抗张强度趋于增加，而 伸长率则趋于减小。随着乙烯基硅油中的乙烯基古量增加，硫化硅橡胶的抗张强 度趋于先减小后增大，伸长率则趋于先增大后减小。采用气相法白炭黑和处理气 相法白炭黑为填料时所得的硫化胶的强度较大，而用处理沉淀法白炭黑为填料 时，所得的硫化胶的伸长率较大。 4 3 3 验证试验设计 前几节分析可知，最佳的工艺因素条件应为a 3 b i c l ，即采用含氢量为1 5 6 的含氢硅油，以乙烯基含量为2 的多乙烯基硅油为集中交联剂，用处理气相法 自炭黑为填料。根据正交试验结果选择最佳水平组合进行实验验证，所得结果如 表4 9 所示。 表4 1 0 验证实验及实验结果 t a b 4 1 0 c o n f i r m a t o r y l e s t d e s i g na n dr e s u l t 由表4 1 0 可见，正交实验的分析结论是正确的，因素组合为a 3 b l c i 时所得 到的硫化胶强度可商达5 0 9 兆帕，且仲长率约1 0 7 电阻率为3 5 1 ) ( 1 0 1 5 0 c m ， 介电常数为4 2 7 ，损耗因子为0 0 0 3 3 。上述胶料适合于用作电子灌封材料。 4 3 4 正交试验结果讨论 含氢硅油的含氢量越增加，交联密度越增加，硫化胶的抗张强度越高。添加 多乙烯基硅油作为集中交联剂，可以明显提高硫化胶的强度，多乙烯基硅油与古 氢硅油也应有一个合适的配比。气相法白炭黑的纯度高，s i o h 少，补强效率高， 作为补强填料时得到的硫化胶透明度高，但是胶料流平性差，容易结构化。采用 浙江大学硕士毕业论文 加成壁室温硫化硅橡胶的制备与表征 沉淀法白炭黑为填料得到的硫化胶加工性能好，胶料不容易结构化。但是因s i o h 过多，硫化胶强度较低。为了降低气相法白炭黑引起的结构化的影响程度，应对 白炭黑进行表面处理。实验结果表明，处理后的气相法白炭黑与未处理的相比， 硫化胶的结构化程度明显降低，而硫化胶的强度保持几乎不变。 4 。4 加成型与缩合型室温硫化硅橡胶的对比 4 4 1 缩合型室温硫化硅橡胶的重复性实验 实验对缩合型室温灌封胶工艺配方的重现性进行了考察，实验结果如表4 1 1 所示。由表4 1 1 见，制得的硅橡胶的电阻率都在5 x1 0 “f l - c a n 以上，损耗因子 和介电损耗角正切都在0 0 0 3 左右，介电常数在3 8 5 0 之间，且得到的硫化胶 的强度都在1m p a 左右，伸长率均在2 6 0 以上。 表4 1l 缩台型室温硫化硅橡胶的重复性实验 t a b 4 1 1r e p e t i t i v e e x p e r i m e n t o f c o n d e n s a t i o n a l r t vs i l i c o n er u b b e r 编号p n c mt s ，m p ae b 舭 e 。 蟾6 c l1 6 6 e + 1 51 4 2 3 8 5 4 8 4 0 0 0 3 1 0 0 0 2 7 c 一21 6 8 b + 1 51 1 63 2 53 8 70 0 0 2 70 0 0 2 8 c 一31 1 5 b 5 1 0 6 5 6 25 0 00 0 0 3 20 1 0 0 3 2 c _ 48 3 0 e + 1 40 9 84 8 84 8 50 0 0 2 8o 0 0 2 3 c 518 6 e + 1 6 1 0 l6 0 14 3 30 0 0 3 5o f 0 0 3 6 注：基础腔：黏度为2 6 5 p a s 的n ，酗二羟基硅油：催化剂：二月桂酸二丁基锡；填料： 处理沉淀法自炭黑。 4 4 2 加成型室温硫化硅橡胶的重复性实验 采用含氢量为1 5 6 的含氢硅油，以乙烯基含量为2 的多乙烯基硅油为集 中交联剂，用处理气相法自炭黑为填料，实验考察了工艺配方的重现性。实验结 果如表4 1 2 所示。制得的加成型硅橡胶的抗张强度在大于1 1 0 1 5 n c m ，损耗 因子和介电损耗角正切都在o 0 0 3 左右，介电常数在4 5 5 2 之问，抗张强度大 于3 _ 3m p a ，伸长率大于1 0 5 。说明实验结果具有良好的重现性。 新江大学硕士毕业论文如成型室盈硫化硅壤殷的制蔷与表征 表4 1 2 加成型室温硫化硅橡胶的重复性实验 编号pv n t s m p ae b 肼 e e。t96 4 5 小结 实验考察了加成型室温硫化硅橡胶体系中的基础胶黏度、含氢硅油含氢量和 填料用量对力学机械性能和绝缘电学特性的影响规律。基础胶黏度过高或者过低 都不易制得综合性能优异的硅橡胶，在本实验条件下，黏度为5p a s 的基础胶 可以获得较好的机械性能。含氢硅油的含氢量越高，硫化后的硅橡胶的强度越大， 伸长率则越小，体积电阻率则存在着一个极小值。添加适量填料可以提高硅橡胶 的机械性能，填料用量过多会影响聚合物分子链之问的交联反应，导致补强效果 降低，硅橡胶的机械性能变差。另外，添加填料总是会导致硅橡胶绝缘性的降低。 a 值约为l 时，硅橡胶的撕裂强度较大，介电性能较佳；a 值约为3 6 时，抗张 强度、体积电阻率和硬度取得极大值。 含氢硅油的氢含量对硫化硅橡胶得力学性能影响显著，随含氢硅油氢含量的 增加，硫化胶的抗张强度增加。添加多乙烯基硅油可以提高硅橡胶的机械性能， 随着乙烯基含量的增加，硫化胶的抗张强度先增加后降低。处理气相法自炭黑与 气相法白炭黑作为填料相比，胶料流平性好，与处理沉淀法白炭黑作为填料相比， 补强效果好，硫化胶抗张强度高。以端乙烯聚硅氧烷为基础胶、多乙烯基硅油为 集中交联剂、含氢硅油为交联剂、白炭黑为填料和铂的二乙烯基四甲基二硅氧烷 络合物为催化剂通过正交试验优化，得到抗张强度为5 0 8 7m p a 、断裂伸长率 为1 0 7 的硅橡胶，其电阻率为3 5 1xl o ”f l o c m 、介电常数为4 2 7 、损耗因子为 0 0 0 3 3 ，适于用作电子器件的灌封材料。 加成型室温硫化硅橡胶与缩合型室温硫化硅橡胶相比，在交联过程中没有副 产物产生，具有良好的电气性能，如较高的体积电阻率，较稳定的介电常数和较 低的损耗因子。通过集中交联可以改善硅橡胶的机械性能，添加等量的填料，可 浙江大学硕士毕业趋交 加成星室温酸化硅橡胶的制鲁与表征 以将抗张强度提高到5 0 9i p a ，缩合型的最高为1 4 6m p a 但是加成型硅橡胶 也存在一些不足，在提高抗张强度的同时，伸长率有所下降，而且铂催化剂在使 用时容易中毒，在使用时需要对基材表面进行处理。 浙江大学硕士毕业论文 结论 第五章结论 从d 4 出发合成了羟基硅油和乙烯基硅油，并考察了反应时间和催化剂类型 对硅油特性的影响。以羟基硅油为基础胶、硅酸乙酯为交联剂、二月桂酸二丁基 锡为催化和，制各了缩合型室温硫化硅橡胶。另以乙烯基硅油为基础胶、氢硅油 为交联剂、铂配合物为催化剂，制各了加成型室温硫化硅橡胶。通过实验研究， 得出以下结论： 1 在制备双组分缩合型室温硫化硅橡胶中，催化剂要有一个适宜的用量， 才能得到综合性能较佳的硅橡胶，本文中，二月桂酸二丁基锡用量为o 3 4 份时， 性能较佳；随着基础胶黏度的提高，硅橡胶的抗张强度和伸长率均呈下降趋势。 2 由于气相法白炭黑引起胶料结构化严重，用量较低，起不到皇好的补强 作用，处理气相法白炭黑的性能优于处理沉淀法白炭黑，采用处理沉淀法白炭黑 和气相法自炭黑复配使用，可以得到较高强度的硅橡胶；以碳黑为半补强填料可 以提高硅橡胶的撕裂强度，以石墨和硅藻土为半补强填料则可以降低交流电场下 的损耗。 3 在制备双组分加成型室温硫化硅橡胶中，基础胶黏度过高或者过低都不 易制得综合性能优异的硅橡胶。含氢硅油的含氢量越高，硫化后的硅橡胶的强度 越大，伸长率则越小。添加适量填料科咀提高硅橡胶的机械性能，填料用量过多 会影响聚合物分子链之间的交联反应，导致补强效果降低，硅橡胶的机械性能变 差。另外，添加填料总是会导致硅橡胶绝缘性的降低。a 值为3 6 时，制得的硅 橡胶的综合性能优良。 4 通过正交试验发现，含氢硅油的氢含量对硫化硅橡胶的力学性能影响显 著，随含氢硅油氢含量的增加，硅橡胶的抗张强度增加。添加多乙烯基硅油可以 提高硅橡胶的机械性能，随着乙烯基含量的增加，硅橡胶的抗张强度先增加后降 低。 5 加成型室温硫化硅橡胶与缩合型室温硫化硅橡胶相比，在交联过程中没 有副产物产生，具有良好的电气性能，较高的体积电阻率，稳定的介电常数等。 通过集中交联可以改善硅橡胶的机械性能，添加等量的填料，可以将抗张强度提 高到5 0 9 m p a 。缩合型的最高为1 4 6 m p a 。 渐江大学硕士毕业论文 参考文献 参考文献 【l 】郭艳宏，电子电器环氧灌封材料的研究现状及发展趋势，化学工程师2 0 0 2 ，4 6 ) ：4 d 4 6 【2 】高华，赵海霞，灌封技术在电子产品中的应用，电子工艺技术，2 0 0 3 ，2 44 6 ) ；2 5 7 - 2 5 9 【3 】宋谦，环氧灌注材料在电子器件上的应用及发展动向，电子工艺技术，2 0 0 1 ，2 24 2 ) ： 4 7 r 5 0 4 】武应涛，聚氮酯绝缘灌封材料性能及其应用，聚氯酯工业，2 0 0 4 ，1 94 5 ) ：4 3 4 5 【5 】章基凯，有机硅材料在电子工业中的应用，化工新型材料。1 9 9 0 ，( 2 ) ：2 4 4 2 7 【6 】黄文润，缩台型室温硫化硅橡胶配合剂( - - ) ，有帆硅材料，2 0 0 2 ，1 6 ( 1 ) ：3 7 4 3 【订黄文润，有机硅材料的市场与产品开发( 续七) ，有机硅材料及应用，1 9 9 3 。( 6 ) ：l 1 3 【8 】黄文润，缩台型室温硅橡胶基础胶料的制备，有机硅材科，2 0 0 1 ，1 5 ( 6 ) ：3 0 3 7 【9 1 p o e r s e n l p p r o c e s s f o r t h ec o n t i n u o u s m a n u f a c t u r e o f s i l o x a n cp o l y m e r s , u s 4 2 5 0 2 9 0 ，1 9 8 1 1 0 k a s a h a t a y ，c o n t i n u o u s p r o d u c c i o n o f s i l o x a n e p o l y m e r , 日本，特开平5 - 4 3 6 9 4 , 1 9 9 3 【1 1 1 c a b a s s o i ，g r a v e r d ，s u l f o n a t e dp o l y e t h y l e n er e a r r a n g e m e n t o f p o l y o r g a n o s i l o x a n e s ，日本， 特开平8 - 2 3 9 4 8 0 ，1 9 9 6 【1 2 】l - l a g e rr ，s c h n e i d e r 0 ，s c h u s t e r j ，p r o c 8 s f o r t h ec o n d e n s a t i o n m a d o r c q u i f i b r a t i o n o f o r g a n o s i l i c o nc o m p o u n d s ，日本，特 ：秆6 - 3 4 5 8 7 1 1 9 9 4 【1 3 】d el a c r o i h a b i m a n a j e a n g i l s o nj m ，m e t h o d o f m a k i n g ：o r g a n o p o t y s i l o x a n e s ，日本，特 开平4 - 3 2 0 4 2 3 ，1 9 9 2 1 4 】s c h u s l e rj ，p i e h l e rm m u e l t e r h ，c o m p o s i t i o n s c o n t a i n i n g p h o s p h o n i t r i l ce h l o r i d e s , u s 5 0 0 8 2 2 9 1 9 9 1 【1 5 1b o w m a ns ，f a i e n d e rj 凡，l i p o w 娩j ，m e t h o do f p o l y m c r i z i n gh y d r o x y le n d b l o c k e d p o l y d i o r g a n o s i l o x a n e u s i n g q u a t e r n a r ya m m o n i u mc a r b o x y l a t e - c o r b o x y l i e a c i dc a l a l y s t , e p 0 11 9 0 9 2 ，1 9 8 4 1 6 】1 k g o br ，p r e p a r a t i o n o f h y d r o x y t e r m i n a t e d p o 蜘i l o x a n e s ，日本，特开平1 1 5 2 1 3 1 ，1 9 8 9 1 7 】n a g a s e l ( ，i n kc o m p o s i t i o n f o r w a t e r f r e ep l a n o g r a p h i c 州州唱1 5 1 本，特开昭6 3 - 2 7 3 6 7 4 ， t 9 8 8 1 8 】b i l l e tl ，l e b r o nl p r o d u o l i o no f d i o r g a n o p o l y s i l o x a n c sh a v i n gs i l a n o le n dg r o u p s , f r 2 6 1 4 0 2 8 ，1 9 9 0 5 3 赣江大学硕士毕韭论文参考文献 1 9 ls a t os ，m a t s u d at t a r ot ，p r e p a r a t i o n o f h i 曲m o l e c u l a r w e i g h t o r g a n o p o l y s i l o x a n e ，e p 0 4 3 1 9 8 0 1 9 9 1 2 0 w e s t a l ls ，v e r f a h n n2 1 fh e r s t e l l u n gv o no t g a n o s i l i c iu m v e r b i n d u n g e , d e 4 1 2 1 3 0 8 ，1 9 9 2 2 ij a n o n ，i m p r o v e m e n t s i n o rr e l a t i n g t o o r g # n o s i l o o nc o m p o u n d s ，g b 8 9 5 0 9 1 。1 9 6 2 t 2 2 】f r o n k l i n h ，ap r o c e s s f o r t h e p r e p a r a t i o n o f o r g a n o s i l i c o n o o n d e n s m i o n p r o d u c t s , g b 9 1 8 8 2 3 ，1 9 6 3 2 3 1 t o p o r c e r k c l a r k j m e t h y l v i n y l d i ( n - m e t h y l a c e t a m i d o