一种双组份灌封胶的制备及其性能的研究

一种双组份灌封胶的制备及其性能的研究

杨永强1，陈炳耀1，2，全文高1，杨育其,1，陈煜阳1

广东三和控股有限公司 广东中山 528429

广东三和化工科技有限公司  广东中山528429

摘要：本文以107胶等为基础制备基料，，辅以交联剂、偶联剂、催化剂等助剂制备双组份灌封胶。研究不同粘度的硅油、硅油含量和补强填料对灌封胶性能的影响。结果表明：当硅油粘度为500cps，含量占比为40%，制备的综合性能较佳，添加气相二氧化硅有利于提高灌封胶的性能。

关键词: 灌封胶，硅油，补强填料，

前言

随着电子科技的发展，线路板的集成化程度越来越高，使得电子元器件产生的热量难以得到很好的散发，从而影响电子元器件的正常使用效率及寿命，所以灌封胶在电子行业使用的越来越广泛，因其能起到很好的散热效果，并且有防潮、防尘和防震的作用[1]。本文研究不同硅油的粘度、硅油的含量和补强填料对灌封胶性能的影响。

1实验部分

1.1实验原材

室温硫化硅橡胶，10000cps，湖北成丰化工有限公司；二甲基硅油，500cps，1000cps，5000cps，天津市光复科技发展有限公司；重质碳酸钙，湖北广奥生物科技有限公司；纳米碳酸钙，上海聚千新材料发展有限公司；硅微粉，武汉能仁医药化工有限公司；气相二氧化硅，湖北云镁科技有限公司；黑色浆，天津星龙泰化工产品科技有限公司；聚甲基二乙氧基硅烷，四丙氧基硅烷，广州双桃精细化工有限公司；KH-550，KH-560，山东穗华生物科技有限公司；二月桂酸二丁基锡，上海吉至生化科技有限公司。

1.2仪器和设备

实验室行星搅拌机，佛山市源圣弘智能装备有限公司；真空捏合机，莱州格瑞机械有限公司；电子拉力试验机，献县荣耀仪器设备经销处；LX-A硬度计,江苏拓达精诚测试仪器有限公司。

1.3实验步骤

密封胶的制备

（1）A组分的制备

将1万室温硫化硅橡胶、硅油等按照比例加入真空捏合机搅拌5min，之后再加入纳米碳酸钙、重质碳酸钙、硅微粉室温搅拌混合分散15min，加气相二氧化硅时需分布进行，边搅边加，加完再搅拌20min，再抽真空，待温度升到 110～120℃计时，搅拌 3h，然后降温，得到基料[2]。

（2）B组分的制备

在行星搅拌机中加入黑色浆、二甲基硅油、聚甲基二乙氧基硅烷搅拌20min使它们混合均匀，再加入四丙氧基硅烷和甲基三甲氧硅烷搅拌20～30min，之后加KH-550、KH-560，搅拌20～30min，再加入二月桂二有机锡，搅拌30min，挤入 300ml 空白管密封待用[2]。

A组分和B组分混合比例：16:1.

1.4性能测试

（1）硬度：依照 GB/ T 531.1-2008 用邵氏A硬度计检测。

（2）拉伸强度和断裂伸长率：按 GB/ T 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能

的测定，采用哑铃状Ⅰ型试样测定。

（3）稠度：使用稠度仪进行检测。

2.结果与讨论

2.1硅油粘度对双组分灌封胶的影响

在B组分中，硅油作为主体，其所占质量分数含量高，其显著会对灌封胶的性能的影响。本实验通过单一变量控制法，探讨硅油的粘度、含量对灌封胶性能的影响。

表 1  硅油粘度对灌封胶性能的影响

Table 1 Influence of Silicone Oil Viscosity on Potting Compound Properties

从表2中可以看出，不同硅油粘度对灌封胶的性能是有影响的，随着粘度的增加，硬度和拉伸强度越来越小，断裂伸长率逐渐增加。综合性能，粘度500cps最好。这是因为随着粘度的增加，乙烯基含量增加，乙烯基含量过高，交联过度， 引起固化硅橡胶的“脆 化”，使得拉伸强度下降；交联密度增加，硅橡胶交联点之间的链段 活动性受到限制，因此硬度减小，断裂伸长率增大。

2.2硅油含量对双组分灌封胶的影响

在B组分中，硅油作为主体，其所占质量分数含量高，其显著会对灌封胶的性能的影响。本实验通过单一变量控制法，探讨硅油的含量、种类对灌封胶性能的影响。

表2 硅油含量对双组分灌封胶的影响

Table 2 Effect of silicone oil content on two-component potting compound

从表3中可以看出，随着硅油含量的增加，其表干时间、拉伸强度、断裂伸长率、硬度都呈现先增加、后减少的现象，硬度在硅油占比35%时，到达最大值，其余性能在硅油含量为40%，到达最佳值。且从AB组分固化后的现象，其结果先好后差。这是固化硅橡胶由软逐渐变硬，由固化不完全逐渐固化完全，并且内部出现气泡缺陷。这是因为当硅油用量较少 时，体系中硅氢基含量不足，使乙烯基不能完全交联，而残留在硅橡胶中。但当硅油用量较多时，过量的氢基残留在体系中，在催化剂的作用下，发生脱氢化反应，产生氢气，残留在硅橡胶中形成缺陷。乙烯基含量增加， 硅橡胶的交联密度增加，拉伸强度也随着增大。当乙烯基含量过高，交联过度， 引起固化硅橡胶的“脆 化”，使得拉伸强度下降；交联密度增加，硅橡胶交联点之间的链段 活动性受到限制，因此硬度减小，断裂伸长率增大。

2.3补强填料对双组分灌封胶的影响

在A组分中，补强填料作为主体，其所占质量分数含量高，其显著会对灌封胶的性能的影响。本实验通过单一变量控制法，探讨补强填料对灌封胶性能的影响。

表3补强填料对双组分灌封胶的影响

Table 3 Influence of reinforcing filler on two-component potting compound

从表3中可以看出，白炭黑能显著提高硅橡胶的强度，但是稠度增加也较快，使得灌封胶 流动变差，但其性能得到了提高。这是因为未添加气相二氧化硅，固化硅橡胶分子中的Si-O 键很容易自由旋转，加之分子链上两个-CH3的屏蔽效应，使得硅橡胶分子链之间的引力较弱。

3结论

在双组份中的B组分中，硅油的含量、粘度对灌封胶的性能有影响，当硅油粘度为500cps，含量占比为40%时，灌封胶的性能较佳。且补加填料中补加气相二氧化硅会提高灌封胶的强度。

参考文献

[1]乔红云,寇开昌,颜录科,丁美平,田普锋.有机硅灌封材料的研究进展[J].材料科学与工程学报,2006(02):321-324.

[2]刘聪盼. 高性能脱醇型RTV-1有机硅密封胶的研究[D].华南理工大学,2011.

[3]张浩. 电子灌封胶的制备及性能研究[D].合肥工业大学,2012.