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

(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

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	高活性	高反应活性
	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
端基	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

模块case密封

灌封

涂覆

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

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

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？


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	无	可调
使用方式	直接施胶	A/B混合后施胶
粘接性	优	一般
伸长率	高/低可调	较低
耐热性	好	一般

（1）RTV-1脱醇型有机硅粘接密封胶---SIPC 1826

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）
外观	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

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）
外观	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

（3）加成型有机硅粘接密封胶---Besil 9446B

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）
外观	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	有	无
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	有	无
机械性能	低	高
粘接性	优	差
电性能	硫化初期下降，之后恢复	优
耐热性	优
收缩率	<0.03%	<0.01%
水解稳定性	一般	优
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	贵