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无腐蚀脱酮肟型RTV -1有机硅密封胶的制备

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-11-16  来源:中国胶粘剂网  浏览次数:839

  研究开发无腐蚀脱酮肟型RTV-1有机硅密封胶的制备张震宇,陈思斌,宋立芝(广州市白云化工实业有限公司,广州510540)蚀性,在其中添加了活性硅酸镁吸附剂和酮肟清除剂。研究了活性纳米硅酸镁吸附剂和酮肟清除剂对脱酮肟RTV-1密封胶性能的影响。结果表明,密封胶中加入活性纳米硅酸镁吸附剂和酮肟清除剂能有效地吸收密封胶硫化过程中释放出的丁酮肟,抑制丁酮肟水解产生的碱性环境,大大减轻密封胶对铜基材和PC材料的腐蚀;同时能加速胶层的深层硫化速度,且对其表干时间和力学性能影响不大。

  与空气中的湿气反应硫化成弹性体的一类有机硅产品具有优异的高低温性能、耐老化性能、耐水性、电绝缘性和良好的粘接性能12-5,且使用方便;因此,在电子电气、汽车、机械及太阳能等行业广泛用于金属、塑料、玻璃、橡胶等的粘接、密封和固定。其中脱酮肟型RTV-1有机硅密封胶(简称脱肟型硅胶)由于粘接性能好、表干时间短、硫化速度快,腐蚀性小于脱酸型和脱胺型、储存稳定性优于脱醇型在几大类RTV-1有机硅密封胶中发展很快。但脱肟型硅胶硫化过程中释放出的丁酮肟是一种pH值大于7的有机溶剂,对金属铜有腐蚀性,容易使铜氧化成黑色的氧化铜;另外,脱肟型硅胶容易使聚碳酸酯(PC)产生龟裂(即有裂纹),严重时甚至使材料溶胀°8.因而,限制了脱肟型硅胶在一些电子电器和太阳能行业中的使用。为了降低脱肟型硅胶对铜和PC基材的腐蚀,本实验在脱酮肟型硅胶中添加了活性硅酸镁吸附剂°9和酮肟清除剂,研究了活性硅酸镁吸附剂和酮肟清除剂对脱肟型硅胶性能的影响。

  1实验1.1主要原料及仪器20000mPas,迈图有机硅材料(上海)有限公司;甲基(或乙烯基)三丁酮肟基硅烷:霍尼韦尔(中国)有限公司;二月桂酸二丁基锡:上海试剂一厂;Y-氨丙基三乙氧基硅烷:南京联硅化工有限公司;纳米碳酸钙:粒径50nm,表面经硬脂酸处理,苏威(上海)有限公司;酯酮肟清除剂:含量99.9%,BASF公司。

  1.2脱肟型硅胶的制备100份端羟基聚二甲基硅氧烷和100份纳米碳酸钙在无湿条件下捏合均匀,再依次加入3份甲基(或乙烯基)三丁酮肟基硅烷、0.5-2份活性纳米硅酸镁吸附剂、0.5-3份酮肟清除剂、0-5份y -氨丙基三乙氧基硅烷和0.1份二月桂酸二丁基锡,在真空条件下搅拌混合均匀,脱除气泡和低沸物后出料,装入300mL的塑料胶筒或塑料软膜中,密封保存。

  1.3性能测试对铜基材的腐蚀性:将铜基材(50mmX5mmx2mm)浸没在脱肟型硅胶中,定期取出,观察铜片的金属光泽有无变化、是否出现异常颜色(如铜绿、白斑、棕色斑点等),并按表1标准记录腐蚀等级。

  对PC的腐蚀性:取两块PC板(50mmX100mm),在PC板中间打上密封胶,胶层厚度事硅橡胶及聚氨酯高分子材料的研究。

  5mm,在25C、相对湿度50%条件下放置7天后,观察材料表面是否有裂纹。

  表1铜片腐蚀等级分类表腐蚀等级/级变化面积/%硫化深度、表干时间、力学性能:按GB/T13477―2002进行测试。

  2结果与讨论2.1硅酸镁与酮肟清除剂减缓脱肟型硅胶对铜基材腐蚀性的效果是添加酮肟清除剂、硅酸镁的脱肟型硅胶的铜腐蚀程度-时间变化曲线。

  腐蚀程度-时间变化曲线脱肟型硅胶在硫化过程中会释放出丁酮肟,丁酮肟遇水显弱碱性。因此,硅橡胶与铜基材接触部分,在弱碱和微量水作用下,会产生铜绿;随着时间延长,硅橡胶与铜基材接触部分变成深掠色,铜基材表面严重腐蚀。

  从可以看出,添加活性纳米硅酸镁吸附剂能吸收脱肟型硅胶硫化过程中释放出的部分丁酮肟,减轻对铜基材的腐蚀,铜基材表面只有30%左右被腐蚀而变色;而使用酮肟清除剂时,利用酮肟清除剂与酮肟的快速反应降低丁酮肟的含量,但铜基材表面仍有50%被腐蚀而颜色加深;当同时添加活性纳米硅酸镁吸附剂和酮肟清除剂时,脱肟型硅胶对铜基材的腐蚀程度非常低,铜基材表面几乎无变化。

  2.2硅酸镁与酮肟清除剂减缓脱肟型硅胶对PC基材腐蚀性的效果脱肟型硅胶在硫化过程中使胶体系呈弱碱性。在碱性环境下,PC分子链中的酯键易分解而断裂。

  未添加硅酸镁吸附剂和酮肟清除剂时,粘有脱肟型硅胶的PC材料表面发黄并产生裂纹;而添加硅酸镁吸附剂和酮肟清除剂后,粘有脱肟型硅胶的PC材料表面无任何开裂现象。主要是因为硅酸镁吸附剂和酮肟清除剂能吸收脱肟型硅胶硫化产生的丁酮肟,避免了引起PC开裂的碱性环境。

  2.3硅酸镁和酮肟清除剂对脱肟型硅胶硫化速度的影响添加硅酸镁吸附剂与酮肟清除剂对脱肟型硅胶硫化速度的影响见表2.表2硅酸镁和酮肟清除剂对脱肟型硅胶硫化速度的影响防腐剂种类硫化深度(24h)/mm表干时间/min无硅酸镁吸附剂酮肟清除剂酮肟清除剂+硅酸镁由表2可见,添加硅酸镁吸附剂和酮肟清除剂加速了胶层的深层硫化速度,24h的硫化深度能达到6mm,且对表干时间影响不大。

  2.4硅酸镁和酮肟清除剂对脱肟型硅胶力学性能的影响表3是添加硅酸镁吸附剂和酮肟清除剂对脱肟型硅胶力学性能的影响。

  表3硅酸镁和酮肟清除剂对脱肟型硅胶力学性能的影响防腐剂种类拉伸强度/MPa断裂伸长率/%无硅酸镁吸附剂酮肟清除剂硅酸镁+酮肟清除剂由表3可见,添加硅酸盐吸附剂和酮肟清除剂使密封胶的拉伸强度略微提高,拉断伸长率略有下降,总体对力学性能影响不大。

  3结论加入活性纳米硅酸镁吸附剂和酮肟清除剂能有效地吸收脱酮肟型RTV-1有机硅密封胶硫化过程中释放出的丁酮肟,抑制丁酮肟水解产生的碱性环境,大大减轻密封胶对铜基材和PC材料的腐蚀;同时能加速胶层的深层硫化速度,且对其表干时间和力学性能影响不大。

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