一種耐高溫有機(jī)硅粘接劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于粘結(jié)劑技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種耐高溫有機(jī)硅粘接劑，具體涉及一種PTC 陶瓷發(fā)熱組件專(zhuān)用單組份加成型耐高溫有機(jī)硅粘接劑。
【背景技術(shù)】
[0002] PTC發(fā)熱體又叫PTC加熱器，采用PTC陶瓷發(fā)熱元件與鋁管組成，它由鍍鋅外壓板、 不銹鋼波紋狀彈簧片、鍍鋅內(nèi)壓板、單層鋁散熱件、PTC發(fā)熱片、雙層鋁散熱件、鍍鎳銅電極 端子和PPS高溫塑膠電極護(hù)套所組成。該類(lèi)型PTC加熱器有熱阻小、換熱效率高的優(yōu)點(diǎn)，是 一種自動(dòng)恒溫、省電的電加熱器。它的一大突出特點(diǎn)在于安全性能上，即遇風(fēng)機(jī)故障停轉(zhuǎn) 時(shí)，PTC加熱器因得不到充分散熱，其功率會(huì)自動(dòng)急劇下降，此時(shí)加熱器的表面溫度維持在 居里溫度左右（一般在250°C上下），從而不致產(chǎn)生如電熱管類(lèi)加熱器的表面"發(fā)紅"現(xiàn)象， 在PTC發(fā)熱組件的裝配過(guò)程中，熱敏陶瓷和不銹鋼片以及鋁制波紋管與不銹鋼片之間的粘 接是非常重要的一環(huán)，它需要一種能耐高溫、有較高強(qiáng)度和韌性并且有良好的絕緣性的粘 接劑。而市面上出售的粘接劑大都無(wú)法滿(mǎn)足以上的要求，因此開(kāi)發(fā)一種PTC專(zhuān)用的粘接劑 是非常有必要的。
[0003] 中國(guó)專(zhuān)利99803334. 0公布了一種可交聯(lián)粘合劑硅氧烷組合物和所述組合物 在粘結(jié)各種基質(zhì)方面的用途，所述硅氧烷組合物包含：帶有Si-Vi(聚二甲基硅氧烷 α，ω-二-Vi)單元的聚有機(jī)硅氧烷（POS)、帶有SiH單元的交聯(lián)POS、鉑催化劑、包含乙烯 基三甲氧基硅烷、3-環(huán)氧丙醇一丙醚基三甲氧基硅烷和鈦酸丁酯的粘合促進(jìn)劑，和視具體 情況而存在的填料和/或交聯(lián)抑制劑和/或不飽和的POS樹(shù)脂。這種類(lèi)型的粘接劑具有良 好的耐熱、耐輻射、耐化學(xué)介質(zhì)的特點(diǎn)，但是也存在粘接性和力學(xué)性能不夠的問(wèn)題并且用于 PTC加熱器時(shí)耐熱性也需要提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種PTC專(zhuān) 用的耐高溫有機(jī)硅粘接劑及其制備方法，所述粘接劑能夠適應(yīng)現(xiàn)有的施膠與使用環(huán)境，常 溫下單組份存儲(chǔ)穩(wěn)定，高溫下固化迅速，固化后具有良好的粘接性、導(dǎo)熱性與耐熱性。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：
[0006] 提供一種耐高溫有機(jī)硅粘接劑，各組分及重量配比為：乙烯基封端聚有機(jī)硅氧烷 100份、增強(qiáng)樹(shù)脂10~30份、增韌樹(shù)脂10~30份、抗氧劑2~5份、增粘劑2~5份、交聯(lián) 樹(shù)脂3~20份、催化劑0. 005~0. 1份、抑制劑0. 2~0. 5份、導(dǎo)熱填料30~150份、耐溫 填料3~20份；
[0007] 所述乙烯基封端聚有機(jī)硅氧烷為粘度為5000~80000厘泊的乙烯基含量為 0. 005~2. 5wt %的乙烯基封端聚有機(jī)硅氧烷；
[0008] 所述增強(qiáng)樹(shù)脂為一種以乙烯基三乙氧基硅烷為核心分子與正硅酸乙酯和乙氧基 三甲基硅烷縮聚而成的乙烯基含量為0. 5~2. 5wt %的體型乙烯基封端聚二甲基硅氧烷， 其結(jié)構(gòu)式如下（其中Vi代表乙烯基）：
[0009]
[0010] 或者上述任意兩種的混合物；
[0011] 所述增韌樹(shù)脂為乙烯基含量為〇. 15~0. 2wt %的八乙烯基籠型倍半硅氧烷和乙 烯基含量為〇. 15~0. 2wt %的梯形倍半硅氧烷按任意比例的混合物；
[0012] 所述交聯(lián)樹(shù)脂為含氫量為0. 3~I. 5wt%的聚甲基氫硅氧烷。
[0013] 按上述方案，所述抗氧劑為2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、雙（3, 5-二叔丁基-4-羥 基芐基）硫醚、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯中的一種或者多 種。
[0014] 按上述方案，所述增粘劑為三乙醇胺硼酸酯、硼酸三丁酯、硼酸三異丙酯、硼酸三 甲酯中的至少一種。
[0015] 按上述方案，所述催化劑SH2PtCl6 · 6Η20 ;所述抑制劑為乙炔環(huán)己醇、叔丁基乙 炔、1，4-二苯基丁二炔、3- 丁炔-1-醇中的至少一種。
[0016] 按上述方案，所述導(dǎo)熱填料為球形氧化鋁、碳化硅、氮化鋁、球形硅微粉中的至少 一種；所述耐溫填料為氧化銫、二茂鐵按質(zhì)量比1~3:1的混合物。
[0017] 本發(fā)明耐尚溫有機(jī)娃粘接劑的制備方法，具體為：將乙條基封端聚有機(jī)硅氧烷、增 強(qiáng)樹(shù)脂和增韌樹(shù)脂放入動(dòng)力混合機(jī)中真空加熱攪拌1~2小時(shí)，加熱溫度為80~110°C， 真空度保持在-〇. 〇8MPa以下，隨后降溫自然冷卻至室溫后將抗氧劑、增粘劑、交聯(lián)樹(shù)脂加 入動(dòng)力混合機(jī)中真空攪拌20~30min，真空度保持在-0. 08MPa以下，混合均勻后加入導(dǎo)熱 填料和耐溫填料繼續(xù)真空攪拌20~50min，然后加入抑制劑和催化劑真空攪拌15~20min 即得到耐高溫有機(jī)硅粘接劑，其中各組分重量配比為：乙烯基封端聚有機(jī)硅氧烷100份、增 強(qiáng)樹(shù)脂10~30份、增韌樹(shù)脂10~30份、抗氧劑2~5份、增粘劑2~5份、交聯(lián)樹(shù)脂3~ 20份、催化劑0. 005~0. 1份、抑制劑0. 2~0. 5份、導(dǎo)熱填料30~150份、耐溫填料3~ 20份。
[0018] 本發(fā)明還提供上述耐高溫有機(jī)硅粘接劑用于PTC的用途，具體為：施用于粘接部 位后于120~300°C固化5~30min即可。
[0019] 本發(fā)明使用乙烯基封端聚有機(jī)硅氧烷、含乙烯基的增強(qiáng)樹(shù)脂和具有乙烯基的增韌 樹(shù)脂-有機(jī)無(wú)機(jī)雜化的籠型與梯形倍半硅氧烷，且三者都有可交聯(lián)的乙烯基，因此通過(guò)和 交聯(lián)樹(shù)脂-含氫硅油上的氫的加成反應(yīng)能夠形成一種機(jī)械強(qiáng)度非常好的有機(jī)無(wú)機(jī)雜化的 大分子化合物，并且因?yàn)樵鰪?qiáng)樹(shù)脂和增韌樹(shù)脂的硅含量很高，因此所得大分子化合物的耐 高溫性能會(huì)有很大的提升，同時(shí)配合抗氧劑和耐熱填料使得材料的耐高溫性能進(jìn)一步提 高。另外使用高沸點(diǎn)的抑制劑使得本發(fā)明制備的加成型有機(jī)硅粘劑能夠在常溫下以單組份 的形式長(zhǎng)期穩(wěn)定存放，而在高溫下又可快速固化，從而便于使用者操作，提高了效率。
[0020] 本發(fā)明的有益效果在于：1、本發(fā)明有機(jī)硅粘接劑采用單組份包裝使用方便簡(jiǎn)單， 且在常溫環(huán)境（-10~40°C )下保存12個(gè)月未出現(xiàn)凝膠或者固化現(xiàn)象，在120~300°C放 置5~30min即可完成固化，固化速度快效率高，并且固化后的粘接劑產(chǎn)品具有良好的耐高 溫老化性能，在450°C老化處理800h后常溫剪切強(qiáng)度下降小于20 %，且未出現(xiàn)龜裂和粉化 現(xiàn)象，表面光滑無(wú)黃變；2、本發(fā)明有機(jī)硅粘接劑對(duì)金屬、陶瓷、塑料均具有良好的粘接性能， 既具有良好的流動(dòng)性，同時(shí)又具有良好的導(dǎo)熱性，可用于PTC陶瓷發(fā)熱組件中發(fā)熱陶瓷與 不銹鋼的粘接與固定。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作 進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0022] 實(shí)施例1
[0023] 本實(shí)施例所用乙烯基封端聚有機(jī)硅氧烷為粘度為5000厘泊的乙烯基含量為 2. 5wt%的乙烯基封端的聚二甲基硅氧烷；所用增強(qiáng)樹(shù)脂為以乙烯基三乙氧基硅烷為核心 分子與正硅酸乙酯和乙氧基三甲基硅烷縮聚而成的乙烯基含量為0. 5wt %的體型乙烯基封 端聚二甲基硅氧烷，其結(jié)構(gòu)式為：
[0024]
[0025] 所用增韌樹(shù)脂為乙烯基含量為0. 15wt%的八乙烯基籠型倍半硅氧烷與乙烯基含 量為0. 15wt%的梯形倍半硅氧烷任意比例的混合物；所用交聯(lián)樹(shù)脂為含氫量為0. 5%的聚 甲基氫硅氧烷。
[0026] 將100份乙烯基封端聚有機(jī)硅氧烷、10份增強(qiáng)樹(shù)脂和10份增韌樹(shù)脂放入動(dòng)力混合 機(jī)中真空加熱攪拌1小時(shí)，加熱溫度為110°c，真空度保持在-0. 08MPa以下，隨后降溫冷卻 至室溫后將2份抗氧劑四[β-(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯、2份增粘 劑（硼酸三丁酯和硼酸三異丙酯按質(zhì)量比2:1混合得到）、20份交聯(lián)樹(shù)脂加入動(dòng)力混合機(jī) 中真空攪拌30min，真空度保持在-0. 08MPa以下，混合均勻后加入150份導(dǎo)熱填料（球形 氧化鋁、碳化硅和氮化鋁按質(zhì)量比50:30:7混合得到）和3份耐溫填料（氧化銫和二茂鐵 按質(zhì)量比3:1混合得到）繼續(xù)真空攪拌20min，真空度保持在-0. 08MPa以下，然后加入0. 5 份抑制劑乙炔環(huán)己醇和0. 1份催化劑氯鉬酸絡(luò)合物H2PtCl6 · 6H20真空攪拌15min即得到 耐尚溫有機(jī)娃粘接劑。
[0027] 經(jīng)測(cè)試，本實(shí)施例制備的粘結(jié)劑在常溫環(huán)境下保存12個(gè)月未出現(xiàn)凝膠或者固化 現(xiàn)象，在120~300°C放置5~30min即可完成固化，固化后具有良好的耐高溫老化性能。
[0028] 將本實(shí)施例所得耐高溫有機(jī)硅粘接劑在180°C固化，固化前和固化后的性能參數(shù) 如表1所示：
[0029] 表 1
[0030]
[0031] 實(shí)施例2
[0032] 本實(shí)施例所用乙烯基封端聚有機(jī)硅氧烷為粘度為15000厘泊的乙烯基含量為 0. 008wt %的乙條基封端的聚二甲基硅氧烷；所用增強(qiáng)樹(shù)脂為以乙條基二乙氧基硅烷為核 心分子與正硅酸乙酯和乙氧基三甲基硅烷縮聚而成的乙烯基含量為2. 5wt %的體型乙烯基 封端聚二甲基硅氧烷，其結(jié)構(gòu)式為：
[0033]
[0034] 兩種的混合物；
[0035] 所用增韌樹(shù)脂為增韌樹(shù)脂為乙烯基含量為0.2wt%的八乙烯基籠型倍半硅氧烷 與乙烯基含量為0. 2wt %的梯形倍半硅氧烷任意比例的混合物；所用交聯(lián)樹(shù)脂為含氫量為 1.