膠黏劑認識——有機矽膠黏劑

2024.10.14 16:15:25 Clicks

什麽是有機矽（silicone）？

1.無機矽（silica）：二氧化矽。砂子，石英，玻璃等。

2. 有機矽（silicone）：矽酮——矽珙——有機矽

(1)主鏈矽-氧無機結構和側(ce) 鏈矽-碳有機結構的雜化體(ti)

(2)側(ce) 鏈有機基團可以變化，如甲基、乙基、丙基、苯基、含氟基團、長鏈基團等

1、有機矽的結構


聚合物體(ti) 型結構	分子空間構型	原子間構型

有機矽的結構

2、結構決定性能

	結構	特點	性能
主鏈	Si-O-Si	鍵長大	分子鏈呈螺旋結構，非常柔軟，粘流活化能很小
		鍵角大	矽氧烷鏈之間極性小，作用力小，表麵張力低
		鍵能高	熱穩定性好
		dπ-pπ和偶極矩相互補償(chang)	高低溫下結構穩定
		共價(jia) /離子鍵	反應性
側(ce) 鏈	Si-CH3	鍵能較高，電負性差值低，極性較小	熱穩定性好，分子鏈間極性小
	Si-Ph	吸電子效應，對主鏈屏蔽作用，分子鏈間空間位阻加大	提高耐溫性，特別是耐低溫性
	Si-Vi	高活性	高反應活性
	Si-H	高活性	高反應活性
	Si-CF	分子間作用力極低	表麵能極低，活性低
端基	Si-OH	高活性	高反應活性
端基	Si-CH3	鍵能較高，電負性差值低，極性較小	非活性，熱穩定性好

3、性能決定用途

產(chan) 品	特點	電子電器	汽車交通	化工	紡織輕工	機械	建築	醫藥	化妝品	食品
矽油	非活性，粘流作用小，耐高溫，表麵能低	○	○	○	○	○	△	○	○	○
矽脂/矽膏	非活性，耐高低溫，表麵能低	○	○	○	○	○			△	△
表麵活性劑	極性小，表麵能低			○	○			○	○	△
脫模劑	非活性，表麵能低	△	△			○				○
液體(ti) 矽橡膠	反應性，耐高低溫，低粘度，粘彈性好	○	○			○	○	△		△
高溫矽橡膠	反應性，耐高低溫，粘彈性好		○	○		○	△
矽樹脂	體(ti) 型結構	○	○			△	○
矽烷偶聯劑	反應性，可水解性，偶聯作用			△	○			△	○

有機矽從哪裏來？

1、有機矽發展曆史

	年代	代表人物及廠家	研究結果
第一階段（創始階段）	1824	Berzelius	以鉀還原氟矽酸鉀，發現矽元素，並合成四氯矽烷SiCl4
	1863	Fridel，Crafts	合成第一種有機矽化合物四乙基矽烷Si（C2H5）4
	1885	Polis	合成了全芳基有機矽化合物
	1896	Combes	合成了矽醇鹽酸鹽
第二階段（成長階段）	1904-1939	Kipping，Dilthey	有機矽化合物的基礎研究
	1916-1929	Stock	矽烷的研究
	1923-1937	多爾果夫，安德裏阿若夫	開始研究聚有機矽氧烷

2、有機矽合成過程---從砂子到有機矽

有機矽合成過程---從(cong) 砂子到有機矽

有機矽生產(chan) 工序

有機矽膠黏劑

1、什麽是膠黏劑？

膠黏劑是通過表麵接觸，能使兩(liang) 個(ge) 物體(ti) 表麵粘合在一起的物質。

PCB元器件固定

模塊case密封

灌封

塗覆

散熱器粘接

微波爐門窗粘接

家電門體(ti) 視窗密封

led灌封

LED灌封

噴塗

2、粘結有什麽優勢：

連結不同的材料

★結合部位應立分布均勻

★填充間隙

★可以起到密封作用

★保證元件的完整性

★提供絕緣/導熱/導電等功能

★可以自動化生產(chan)

3、膠黏劑是如何起到粘結作用的？

☆粘合力(AF)：膠粘劑與(yu) 被粘接基材之間的結合力。

☆內(nei) 聚力(CF)：膠粘劑分子間的作用力。

膠黏劑

4、粘接效果的好壞與什麽有關？


界麵破壞（AF<CF）	內(nei) 聚破壞（AF>CF）	基材破壞（AF/CF>SF）	混合破壞（%CF）

5、影響黏結的因素

	基材條件	工序條件
基材（表麵能）	√
表麵粗糙度	√
表麵汙染狀況	√
時間		√
溫度		√
濕度		√
受力		√
化學介質		√
粘度		√
體(ti) 積收縮		√

6、膠黏劑的分類

膠黏劑的分類

7、有機矽膠黏劑主要組成及作用

組成	基礎作用	成分	配比%
有機矽樹脂	基礎樹脂	107膠、乙烯基矽油	50-85
固化劑	交聯為(wei) 三維網狀結構	甲基三甲氧基矽烷、含氫矽油等	0.5-5
催化劑	促進固化	鈦催化劑、鉑金催化劑	0.1-1
偶聯劑	增加對基材粘接	矽烷偶聯劑	0.1-5
增塑劑	調整膠料狀態	甲基矽油	0-15
功能性填料	導熱、導電、補強、耐熱、阻燃性等	氧化鋁、碳納米管、納米二氧化矽、納米碳酸鈣、納米稀土金屬氧化物	0-45
色粉	提供膠料不同顏色	鈦白粉、炭黑、鐵紅等	0-10
穩定劑	提高膠料儲(chu) 存穩定性	VTMO，MCN，	0-5

8、有機矽膠黏劑的分類

有機矽膠黏劑的分類

9、單/雙組份縮合型有機矽膠黏劑

	RTV-1	RTV-2
固化方式	濕氣固化（由表及裏）	濕氣固化（整體(ti) 固化）
包裝形式	單管包裝	雙管包裝（1:1,2:1,4:1,10:1）
固化厚度	<10mm	可深層固化
表幹時間	可調	可調
操作時間	無	可調
使用方式	直接施膠	A/B混合後施膠
粘接性	優(you)	一般
伸長率	高/低可調	較低
耐熱性	好	一般

（1）RTV-1脫醇型有機矽粘接密封膠---SIPC 1826

檢測項目		單位	檢測方法	典型值
固化前
外觀	顏色	---	色卡（RAL K7）	黑色（9005墨黑）
外觀	狀態	---	目測	細膩膏體(ti)
指觸表幹時間		min	GB/T13477.5-2002	24
擠出率①		g/15s	GB/T 13477.4-2002	76
密度		g/cm3	GB/T 15223-1994	1.34
固化後【固化條件（23±2）℃（50±5）RH%7d】
邵氏硬度		Shore A	GB/T 531-2008	42
拉伸強度		MPa	GB/T 528-2009	2.4
斷裂伸長率		%	GB/T 528-2009	450
體(ti) 積電阻率		Ω·cm	GB/T 1692-2008	1.2×1014
說明： ①：氣動壓力：0.4MPa，擠出孔徑0.32mm。

RTV-1縮合型固化方式------濕氣固化，由表及裏

RTV-1縮合型有機矽膠固化影響因素

1. 接觸空氣中的水汽固化（固化環境濕度）；

2. 空氣中水汽往膠內(nei) 部的滲透速度（環境溫度，表幹時間，交聯密度等）；

3. 交聯劑水解速度（單組份膠類型決(jue) 定）；

4. 縮合出的小分子揮發速度；

5. 固化深度（正常2-2.5mm/24h，6-8mm/7d，內(nei) 部固化越來越難，時間越來越長）。

RTV-1縮合型固化方式------濕氣固化，由表及裏

（2）RTV-2脫醇型有機矽粘接密封膠---Besil 322

檢測項目		單位	檢測方法	典型值
固化前
外觀	顏色	---	色卡（RAL K7）	黑色（9005墨黑）
外觀	狀態	---	目測	細膩膏體(ti)
指觸表幹時間		min	GB/T13477.5-2002	4
初固時間①		min	---	25
擠出率②		g/15s	GB/T 13477.4-2002	56
密度		g/cm3	GB/T 15223-1994	1.33
固化後【固化條件（23±2）℃（50±5）RH%7d】
邵氏硬度		Shore A	GB/T 531-2008	42
拉伸強度		MPa	GB/T 528-2009	2.2
斷裂伸長率		%	GB/T 528-2009	160
體(ti) 積電阻率		Ω·cm	GB/T 1692-2008	1.0×1014
說明： ①：初固時間為(wei) 膠料凝膠時間； ②：氣動壓力：0.4MPa，擠出孔徑0.32mm。

RTV-2有機矽膠黏劑---包裝及混合施膠方式

（3）加成型有機矽粘接密封膠---Besil 9446B

檢測項目		單位	檢測方法	典型值
固化前
外觀	顏色	---	色卡（RAL K7）	黑色（9005墨黑）
外觀	狀態	---	目測	細膩半流淌
粘度		Pa﹒s	GB/T 10247-2008	1150
擠出率①		g/15s	GB/T 13477.4-2002	56
密度		g/cm3	GB/T 15223-1994	1.03
固化後【固化條件（130±5）℃*（30±5）min】
邵氏硬度		Shore A	GB/T 531-2008	28
拉伸強度		MPa	GB/T 528-2009	2.8
斷裂伸長率		%	GB/T 528-2009	260
體(ti) 積電阻率		Ω·cm	GB/T 1692-2008	1.0×1015
說明： ① 氣動壓力：0.4MPa，擠出孔徑0.32mm。

10、縮合型與加成型性能對比

	縮合型	加成型
氣味	有	無
固化方式	常溫固化	常溫或高溫固化
反應產(chan) 物	有小分子產(chan) 生	無小分子產(chan) 生
濕氣影響	有	無
機械性能	低	高
粘接性	優(you)	差
電性能	硫化初期下降，之後恢複	優(you)
耐熱性	優(you)
收縮率	<0.03%	<0.01%
水解穩定性	一般	優(you)
催化體(ti) 係	Sn/Ti	Pt
催化劑中毒性	無中毒現象	N/S/P，Sn/Pb/Hg/As等易中毒
環保等級	工業(ye) 級	食品級
價(jia) 格	便宜	貴