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胶黏剂认识——有机硅胶黏剂
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胶黏剂认识——有机硅胶黏剂

2024.10.14 16:15:25   Clicks

什么是有机硅(silicone)?




1.无机硅(silica):二氧化硅。砂子,石英,玻璃等。

2. 有机硅(silicone):硅酮——硅珙——有机硅

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(1)主链硅-氧无机结构和侧链硅-碳有机结构的杂化体

(2)侧链有机基团可以变化,如甲基、乙基、丙基、苯基、含氟基团、长链基团等


1、有机硅的结构


聚合物体型结构分子空间构型原子间构型

聚合物体型结构

分子空间构型

原子间构型



有机硅的结构



2、结构决定性能



结构

特点

性能

主链

Si-O-Si

键长大

分子链呈螺旋结构,非常柔软,粘流活化能很小

键角大

硅氧烷链之间极性小,作用力小,表面张力低

键能高

热稳定性好

dπ-pπ和偶极矩相互补偿

高低温下结构稳定

共价/离子键

反应性

侧链

Si-CH3

键能较高,电负性差值低,极性较小

热稳定性好,分子链间极性小

Si-Ph

吸电子效应,对主链屏蔽作用,分子链间空间位阻加大

提高耐温性,特别是耐低温性

Si-Vi

高活性

高反应活性

Si-H

Si-CF

分子间作用力极低

表面能极低,活性低

端基

Si-OH

高活性

高反应活性

Si-CH3

键能较高,电负性差值低,极性较小

非活性,热稳定性好


3、性能决定用途


产品

特点

电子电器

汽车交通

化工

纺织轻工

机械

建筑

医药

化妆品

食品

硅油

非活性,粘流作用小,耐高温,表面能低

硅脂/硅膏

非活性,耐高低温,表面能低



表面活性剂

极性小,表面能低





脱模剂

非活性,表面能低






液体硅橡胶

反应性,耐高低温,低粘度,粘弹性好




高温硅橡胶

反应性,耐高低温,粘弹性好






硅树脂

体型结构






硅烷偶联剂

反应性,可水解性,偶联作用








有机硅从哪里来?




1、有机硅发展历史




年代

代表人物及厂家

研究结果

第一阶段(创始阶段)

1824

Berzelius

以钾还原氟硅酸钾,发现硅元素,并合成四氯硅烷SiCl4

1863

Fridel,Crafts

合成第一种有机硅化合物四乙基硅烷Si(C2H5)4

1885

Polis

合成了全芳基有机硅化合物

1896

Combes

合成了硅醇盐酸盐

第二阶段(成长阶段)

1904-1939

Kipping,Dilthey

有机硅化合物的基础研究

1916-1929

Stock

硅烷的研究

1923-1937

多尔果夫,安德里阿若夫

开始研究聚有机硅氧烷



2、有机硅合成过程---从砂子到有机硅


有机硅合成过程---从砂子到有机硅


有机硅生产工序



有机硅胶黏剂




1、什么是胶黏剂?


胶黏剂是通过表面接触,能使两个物体表面粘合在一起的物质。

PCB元器件固定

PCB元器件固定

粘接

模块case密封

灌封

灌  封

涂 覆

涂 覆

散热器粘接

散热器粘接

微波炉门窗粘接

家电门体视窗密封

led灌封

LED灌封

喷 涂

喷 涂


2、粘结有什么优势:


连结不同的材料

★结合部位应立分布均匀

★填充间隙

★可以起到密封作用

★保证元件的完整性

★提供绝缘/导热/导电等功能

★可以自动化生产

粘接、铆接和焊接的应力分布


3、胶黏剂是如何起到粘结作用的?


☆粘合力(AF):胶粘剂与被粘接基材之间的结合力。

☆内聚力(CF):胶粘剂分子间的作用力。


胶黏剂


4、粘接效果的好坏与什么有关?


粘接效果粘接效果基材破坏(AF/CF>SF)混合破坏(%CF)

界面破坏(AF<CF)

内聚破坏(AF>CF)

基材破坏(AF/CF>SF)

混合破坏(%CF)


5、影响黏结的因素




基材条件

工序条件

基材(表面能)


表面粗糙度


表面污染状况


时间


温度


湿度


受力


化学介质


粘度


体积收缩



6、胶黏剂的分类


胶黏剂的分类



7、有机硅胶黏剂主要组成及作用



组成

基础作用

成分

配比%

有机硅树脂

基础树脂

107胶、乙烯基硅油

50-85

固化剂

交联为三维网状结构

甲基三甲氧基硅烷、含氢硅油等

0.5-5

催化剂

促进固化

钛催化剂、铂金催化剂

0.1-1

偶联剂

增加对基材粘接

硅烷偶联剂

0.1-5

增塑剂

调整胶料状态

甲基硅油

0-15

功能性填料

导热、导电、补强、耐热、阻燃性等

氧化铝、碳纳米管、纳米二氧化硅、纳米碳酸钙、纳米稀土金属氧化物

0-45

色粉

提供胶料不同颜色

钛白粉、炭黑、铁红等

0-10

稳定剂

提高胶料储存稳定性

VTMO,MCN,

0-5



8、有机硅胶黏剂的分类


有机硅胶黏剂的分类


9、单/双组份缩合型有机硅胶黏剂




RTV-1

RTV-2

固化方式

湿气固化(由表及里)

湿气固化(整体固化)

包装形式

单管包装

双管包装(1:1,2:1,4:1,10:1)

固化厚度

<10mm

可深层固化

表干时间

可调

可调

操作时间

可调

使用方式

直接施胶

A/B混合后施胶

粘接性

一般

伸长率

高/低可调

较低

耐热性

一般



(1)RTV-1脱醇型有机硅粘接密封胶---SIPC 1826


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检测项目

单位

检测方法

典型值

固化前

外观

颜色

---

色卡(RAL K7)

黑色(9005墨黑)

状态

---

目测

细腻膏体

指触表干时间

min

GB/T13477.5-2002

24

挤出率①

g/15s

GB/T 13477.4-2002

76

密度

g/cm3

GB/T 15223-1994

1.34

固化后【固化条件(23±2)℃*(50±5)RH%*7d】

邵氏硬度

Shore A

GB/T 531-2008

42

拉伸强度

MPa

GB/T 528-2009

2.4

断裂伸长率

%

GB/T 528-2009

450

体积电阻率

Ω·cm

GB/T 1692-2008

1.2×1014

说明:

①:气动压力:0.4MPa,挤出孔径0.32mm。


RTV-1缩合型固化方式------湿气固化,由表及里


RTV-1缩合型有机硅胶固化影响因素

1. 接触空气中的水汽固化(固化环境湿度);

2. 空气中水汽往胶内部的渗透速度(环境温度,表干时间,交联密度等);

3. 交联剂水解速度(单组份胶类型决定);

4. 缩合出的小分子挥发速度;

5. 固化深度(正常2-2.5mm/24h,6-8mm/7d,内部固化越来越难,时间越来越长)。

 

RTV-1缩合型固化方式------湿气固化,由表及里


(2)RTV-2脱醇型有机硅粘接密封胶---Besil  322


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检测项目

单位

检测方法

典型值

固化前

外观

颜色

---

色卡(RAL K7)

黑色(9005墨黑)

状态

---

目测

细腻膏体

指触表干时间

min

GB/T13477.5-2002

4

初固时间①

min

---

25

挤出率②

g/15s

GB/T 13477.4-2002

56

密度

g/cm3

GB/T 15223-1994

1.33

固化后【固化条件(23±2)℃*(50±5)RH%*7d】

邵氏硬度

Shore A

GB/T 531-2008

42

拉伸强度

MPa

GB/T 528-2009

2.2

断裂伸长率

%

GB/T 528-2009

160

体积电阻率

Ω·cm

GB/T 1692-2008

1.0×1014

说明:

①:初固时间为胶料凝胶时间;

②:气动压力:0.4MPa,挤出孔径0.32mm。



RTV-2有机硅胶黏剂---包装及混合施胶方式


RTV-2有机硅胶黏剂---包装及混合施胶方式双组份计量、混胶和点胶设备示意图


(3)加成型有机硅粘接密封胶---Besil  9446B


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检测项目

单位

检测方法

典型值

固化前

外观

颜色

---

色卡(RAL K7)

黑色(9005墨黑)

状态

---

目测

细腻半流淌

粘度

Pa﹒s

GB/T 10247-2008

1150

挤出率①

g/15s

GB/T 13477.4-2002

56

密度

g/cm3

GB/T 15223-1994

1.03

固化后【固化条件(130±5)℃*(30±5)min】

邵氏硬度

Shore A

GB/T 531-2008

28

拉伸强度

MPa

GB/T 528-2009

2.8

断裂伸长率

%

GB/T 528-2009

260

体积电阻率

Ω·cm

GB/T 1692-2008

1.0×1015

说明:

①   气动压力:0.4MPa,挤出孔径0.32mm。


10、缩合型与加成型性能对比



缩合型

加成型

气味

固化方式

常温固化

常温或高温固化

反应产物

有小分子产生

无小分子产生

湿气影响

机械性能

粘接性

电性能

硫化初期下降,之后恢复

耐热性


收缩率

<0.03%

<0.01%

水解稳定性

一般

催化体系

Sn/Ti

Pt

催化剂中毒性

无中毒现象

N/S/P,Sn/Pb/Hg/As等易中毒

环保等级

工业级

食品级

价格

便宜


检测标准及其说明