特约专栏学术论文ACADEMIC PAPER栏 专 约 特栏 专 约 特收稿日期:2017-11-27作者简介:展喜兵(1984-),男,博士,从事高功用有机硅资料开发与研讨。E-mail:。基金项目:浙江省大学生科技立异项目(项目编号:2016R429003)、衢州市科技局中小企业“登高方案”项目(项目编号: 2016D002)、衢州学院博士科研发动项目(项目编号:BSYJ201509)、衢州学院中青年学术主干培养人才项目 (项目编号:XNZQN201504)和衢州学院试验室敞开项目(项目编号:KFXM201502)。加成型有机硅用增粘剂研讨进展展喜兵,张成洋,林敏婕,胡绢敏,葛喜报,李欢欢(衢州学院化学与资料工程学...
特约专栏学术论文ACADEMIC PAPER栏 专 约 特栏 专 约 特收稿日期:2017-11-27作者简介:展喜兵(1984-),男,博士,从事高功用有机硅资料开发与研讨。E-mail:。基金项目:浙江省大学生科技立异项目(项目编号:2016R429003)、衢州市科技局中小企业“登高方案”项目(项目编号: 2016D002)、衢州学院博士科研发动项目(项目编号:BSYJ201509)、衢州学院中青年学术主干培养人才项目 (项目编号:XNZQN201504)和衢州学院试验室敞开项目(项目编号:KFXM201502)。加成型有机硅用增粘剂研讨进展展喜兵,张成洋,林敏婕,胡绢敏,葛喜报,李欢欢(衢州学院化学与资料工程学院,浙江 衢州 324000)摘要:死而复生论说了加成型有机硅用增粘剂的作用、功用要求和国内外研讨进展,展望了发展方向。关键词:有机硅;增粘剂;硅氢反响中图分类号: TQ314.24 文献标识码:A 文章编号:1001-5922(2018)01-0028-05加成型有机硅资料因其固化进程中无副产物发生,可以完成 100 %转化,具有杰出原子经济性,契合绿色化学要求,故被广泛使用于电子电器、航空航天、新能源(光伏组件、电动汽车)等范畴,但其分子链段的螺旋弯曲及非极性侧基屏蔽硅氧键的极性,使得整个分子呈高度饱和状态,显示出较低外表能,对各种基材骄贵性差,且缺少具有反响活性的基团,与基材间分子作用力弱,粘接功用较差,尤其在外界环境影响下(如潮气或水汽),更简略发生硅胶与基材间掉落现象,严峻阻止其进一步推行和约束其在某[ 1 , 2 ]些高新范畴的使用 。为了改进有机硅资料与触摸基材的粘接[ 3 ]力,现在有以下 3 种改性办法 :①选用物理化学办法(等离子处理、电晕放电、喷砂、酸碱腐蚀等)对被粘接基材外表进行处理,一起涂覆底涂剂。该办法虽然能改进粘接功用,但会下降出产功率,质量难操控,并且底涂剂中含有很多溶剂,会构成环境污染和人体损伤;②在聚硅氧烷分子链中引进极性基团,用于改进分子间作用力,因为实践出产进程比较杂乱,本钱相对较高,约束了其使用;③在硅胶主体中参加低分子质量增粘剂(或称粘接促进剂),经过其扩散作用迁移到基材外表,使用增粘剂上的不同类型的活性基团经过化学键合办法别离与硅胶和基材反响,然后有用进步有机硅资料的界面粘接力,如图 1 所示。以硅胶与 LED 支架聚苯二甲酰胺( PPA) 资料粘接为例,增粘剂中活性基团环氧基与 LED 器材 PPA 支架上残留的仲胺反响,而增粘剂中乙烯基参加硅胶的硅氢加成反响,终究构成结实的化学键。该办法具有操作简略、简略操控,可使用于杂乱部件粘接。本文主要对加成型有机硅增粘剂功用要求、结构组成、国内外的研讨情况和未来发展趋势进行具体的论说。图1 含增粘剂的硅胶与基材之间作用示意图Fig.1 Schematic diagram of interaction between substrate and silicone material containing adhesion promoter 通常情况下,加成型有机硅资料的增粘剂 为 某 些 含 有 反 应 性 或 极 性 的 基 团 ( 乙 烯基、烯丙基、烷氧基、环氧基、酯基等)的小分子或低分子质量预聚物,它在规划和使用进程中应满意如下条件:(1)坚持传统偶联剂的功用,但在硅胶固化进程不会迁移到胶体外表;(2)不影响硅胶固化进程、储存稳定性和操作功用,如不能含有让加成反响所需铂催化剂发生中毒原子或基团;(3)能跟硅胶主体树脂具有杰出的相容性。只要在满意上述3点要求前提下,增粘剂才干展示出杰出的归纳功用。1 单一型有机硅增粘剂1.1 含环氧基硅氧烷增粘剂环氧基因存在环张力,使其具有较强反响活性,可以与含活性氢的化合物(如:羟基(-OH)、氨基(-NH )、巯基(-SH)、羧2基(-COOH)发生开环反响等。该系列增粘剂的规划思维就是在聚硅氧烷分子结构中引进环氧基,然后使用环氧基的活性与粘接基材发生物理化学作用。[4]凌钦才等 以烯丙基缩水甘油醚(AGE)和四甲基环四硅氧烷(D H)为质料,经过硅4氢 加 成 反 应 合 成 了 含 环 氧 基 的 有 机 硅 增 粘剂,其结构见式(1):在不影响硅胶其他功用前提下,当增粘剂 的 用 量 为2%时 , 硅 胶 具 有 最 佳 的 粘 接 作用,粘接强度到达约2 MPa,该增粘剂能使硅胶与LED芯片结合更严密,下降了高温反向漏电流的均值,体现优异的高温绝缘功用。[5]陈正旺等 以羟基甲基硅油、-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、乙烯基三甲氧基硅烷等为质料,借助于缩合办法制得适用于LED 封装胶增粘剂,当增粘剂的增加量为1.25%时,LED器材密封功用到达最好。[6 ]Pan等 以 三 羟 甲 基 丙 烷 单 烯 丙 基 醚 和-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷(或二乙氧基硅烷)为质料,以钛酸正丁酯为催化剂进行缩合反响制得有机硅增粘剂,当其增加量为2%时,与铝片间剪切强度到达1 MPa,大约是未增加前的200%,一起还能进步硅胶本身的拉伸强度。[7]张利利等 组成一种含环氧基和烯丙基醚的有机硅低聚物,将其增加到加成型有机硅中,制备出适用于触摸屏全贴合的光学通明胶水,当增粘剂增加量到达基胶1%,该胶水与PMMA、PC、PET和玻璃外表可以完成杰出粘接,并呈现了内聚损坏。[ 8 ]程 宪 涛 等 以 端 羟 基 乙 烯 基 硅 油 、-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、N--氨乙基--氨丙基三甲氧基硅烷为质料,选用钛酸正丁酯为催化剂进行缩合反响制得了有 机 硅 增 粘 剂 , 将 其 按 硅 胶 总 量1.5%加 入后,经过双“85”试验和红墨水试验,终究未发现红墨水浸透,阐明该胶与支架具有很好粘接力。1.2 含酯基硅氧烷增粘剂酯基是一种具有较强极性的基团,经过基团间或基团与基材间构成的次价键力来进步分子间作用力,然后可以与基材间构成较强粘接力。此外,分子结构中还应引进类似于双键、硅乙烯基(Si-Vi)、硅氢(Si-H)等活性基团,使用它们与基体树脂间发生化学反响而发生强作用力,故聚硅氧烷分子链中往往会引进类似于丙烯酸酯键结构来完成上述2种功用。[ 9 ]周为等 以含氢硅油和1,6-己二醇二丙烯酸酯为质料,经过硅氢加成反响组成了含酯基的有机硅增粘剂,并将其用于加成型液体硅橡胶。试验结果表明,当增粘剂增加量为0.9%时,该硅胶与PC、PET和TPU间有较好粘接力,一起归纳功用到达最优。汪昱辰等[ 10] 用含氢MQ 硅树脂和1,6-己二醇二丙烯酸酯为质料,经过硅氢加成反响组成了含氢MQ 硅树 脂 型 增 粘 剂 , 并 制 成 了 加 成 型 硅 胶 粘 合剂,将其与PC基材进行粘接时,可以明显进步 其 剥 离 强 度 ( 由 0.1 kN/m增 加 到 5.45 kN/m)。[ 1 1]王 哲 等 以1,6-己 二 醇 二 甲 基 丙 烯 酸酯、四甲基环四硅氧烷为质料,经过硅氢加成反响组成一种增粘剂,将其参加到有机硅死而复生(乙烯基硅油、含氢硅油、硅微粉、催化剂)制得导热灌封胶,当增粘剂增加量到达9份时,对铝(打磨)、PCB和PC剪切强度分 别 达 到2.05,1.41和1.87 MPa, 是 未 添 加增粘剂时3倍左右。[1 2 ]梁伟杰 以十一酸、甲基丙烯酸异氰基乙酯和甲基含氢硅油为质料,反响制得了一种增粘剂,将其参加到加成型硅橡胶中,然后与尼龙进行贴合。研讨结果表明,当未增加增粘剂时,硅橡胶与尼龙高温贴合后彼此别离,当增加量为1.5份时,不只没有呈现界面 分 离 且2者 剪 切 强 度 达 到 最 大 (3.48 MPa)。[ 13]Pan等 以3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷,八甲基环四硅氧烷,四甲基环四硅氧烷和六甲基二硅醚为质料组成一种新式增粘剂,并将其作为交联剂制备得到的导028 029 特约专栏学术论文ACADEMIC PAPER栏 专 约 特栏 专 约 特收稿日期:2017-11-27作者简介:展喜兵(1984-),男,博士,从事高功用有机硅资料开发与研讨。E-mail:。基金项目:浙江省大学生科技立异项目(项目编号:2016R429003)、衢州市科技局中小企业“登高方案”项目(项目编号: 2016D002)、衢州学院博士科研发动项目(项目编号:BSYJ201509)、衢州学院中青年学术主干培养人才项目 (项目编号:XNZQN201504)和衢州学院试验室敞开项目(项目编号:KFXM201502)。加成型有机硅用增粘剂研讨进展展喜兵,张成洋,林敏婕,胡绢敏,葛喜报,李欢欢(衢州学院化学与资料工程学院,浙江 衢州 324000)摘要:死而复生论说了加成型有机硅用增粘剂的作用、功用要求和国内外研讨进展,展望了发展方向。关键词:有机硅;增粘剂;硅氢反响中图分类号: TQ314.24 文献标识码:A 文章编号:1001-5922(2018)01-0028-05加成型有机硅资料因其固化进程中无副产物发生,可以完成 100 %转化,具有杰出原子经济性,契合绿色化学要求,故被广泛使用于电子电器、航空航天、新能源(光伏组件、电动汽车)等范畴,但其分子链段的螺旋弯曲及非极性侧基屏蔽硅氧键的极性,使得整个分子呈高度饱和状态,显示出较低外表能,对各种基材骄贵性差,且缺少具有反响活性的基团,与基材间分子作用力弱,粘接功用较差,尤其在外界环境影响下(如潮气或水汽),更简略发生硅胶与基材间掉落现象,严峻阻止其进一步推行和约束其在某[ 1 , 2 ]些高新范畴的使用 。为了改进有机硅资料与触摸基材的粘接[ 3 ]力,现在有以下 3 种改性办法 :①选用物理化学办法(等离子处理、电晕放电、喷砂、酸碱腐蚀等)对被粘接基材外表进行处理,一起涂覆底涂剂。该办法虽然能改进粘接功用,但会下降出产功率,质量难操控,并且底涂剂中含有很多溶剂,会构成环境污染和人体损伤;②在聚硅氧烷分子链中引进极性基团,用于改进分子间作用力,因为实践出产进程比较杂乱,本钱相对较高,约束了其使用;③在硅胶主体中参加低分子质量增粘剂(或称粘接促进剂),经过其扩散作用迁移到基材外表,使用增粘剂上的不同类型的活性基团经过化学键合办法别离与硅胶和基材反响,然后有用进步有机硅资料的界面粘接力,如图 1 所示。以硅胶与 LED 支架聚苯二甲酰胺( PPA) 资料粘接为例,增粘剂中活性基团环氧基与 LED 器材 PPA 支架上残留的仲胺反响,而增粘剂中乙烯基参加硅胶的硅氢加成反响,终究构成结实的化学键。该办法具有操作简略、简略操控,可使用于杂乱部件粘接。本文主要对加成型有机硅增粘剂功用要求、结构组成、国内外的研讨情况和未来发展趋势进行具体的论说。图1 含增粘剂的硅胶与基材之间作用示意图Fig.1 Schematic diagram of interaction between substrate and silicone material containing adhesion promoter 通常情况下,加成型有机硅资料的增粘剂 为 某 些 含 有 反 应 性 或 极 性 的 基 团 ( 乙 烯基、烯丙基、烷氧基、环氧基、酯基等)的小分子或低分子质量预聚物,它在规划和使用进程中应满意如下条件:(1)坚持传统偶联剂的功用,但在硅胶固化进程不会迁移到胶体外表;(2)不影响硅胶固化进程、储存稳定性和操作功用,如不能含有让加成反响所需铂催化剂发生中毒原子或基团;(3)能跟硅胶主体树脂具有杰出的相容性。只要在满意上述3点要求前提下,增粘剂才干展示出杰出的归纳功用。1 单一型有机硅增粘剂1.1 含环氧基硅氧烷增粘剂环氧基因存在环张力,使其具有较强反响活性,可以与含活性氢的化合物(如:羟基(-OH)、氨基(-NH )、巯基(-SH)、羧2基(-COOH)发生开环反响等。该系列增粘剂的规划思维就是在聚硅氧烷分子结构中引进环氧基,然后使用环氧基的活性与粘接基材发生物理化学作用。[4]凌钦才等 以烯丙基缩水甘油醚(AGE)和四甲基环四硅氧烷(D H)为质料,经过硅4氢 加 成 反 应 合 成 了 含 环 氧 基 的 有 机 硅 增 粘剂,其结构见式(1):在不影响硅胶其他功用前提下,当增粘剂 的 用 量 为2%时 , 硅 胶 具 有 最 佳 的 粘 接 作用,粘接强度到达约2 MPa,该增粘剂能使硅胶与LED芯片结合更严密,下降了高温反向漏电流的均值,体现优异的高温绝缘功用。[5]陈正旺等 以羟基甲基硅油、-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、乙烯基三甲氧基硅烷等为质料,借助于缩合办法制得适用于LED 封装胶增粘剂,当增粘剂的增加量为1.25%时,LED器材密封功用到达最好。[6 ]Pan等 以 三 羟 甲 基 丙 烷 单 烯 丙 基 醚 和-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷(或二乙氧基硅烷)为质料,以钛酸正丁酯为催化剂进行缩合反响制得有机硅增粘剂,当其增加量为2%时,与铝片间剪切强度到达1 MPa,大约是未增加前的200%,一起还能进步硅胶本身的拉伸强度。[7]张利利等 组成一种含环氧基和烯丙基醚的有机硅低聚物,将其增加到加成型有机硅中,制备出适用于触摸屏全贴合的光学通明胶水,当增粘剂增加量到达基胶1%,该胶水与PMMA、PC、PET和玻璃外表可以完成杰出粘接,并呈现了内聚损坏。[ 8 ]程 宪 涛 等 以 端 羟 基 乙 烯 基 硅 油 、-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、N--氨乙基--氨丙基三甲氧基硅烷为质料,选用钛酸正丁酯为催化剂进行缩合反响制得了有 机 硅 增 粘 剂 , 将 其 按 硅 胶 总 量1.5%加 入后,经过双“85”试验和红墨水试验,终究未发现红墨水浸透,阐明该胶与支架具有很好粘接力。1.2 含酯基硅氧烷增粘剂酯基是一种具有较强极性的基团,经过基团间或基团与基材间构成的次价键力来进步分子间作用力,然后可以与基材间构成较强粘接力。此外,分子结构中还应引进类似于双键、硅乙烯基(Si-Vi)、硅氢(Si-H)等活性基团,使用它们与基体树脂间发生化学反响而发生强作用力,故聚硅氧烷分子链中往往会引进类似于丙烯酸酯键结构来完成上述2种功用。[ 9 ]周为等 以含氢硅油和1,6-己二醇二丙烯酸酯为质料,经过硅氢加成反响组成了含酯基的有机硅增粘剂,并将其用于加成型液体硅橡胶。试验结果表明,当增粘剂增加量为0.9%时,该硅胶与PC、PET和TPU间有较好粘接力,一起归纳功用到达最优。汪昱辰等[ 10] 用含氢MQ 硅树脂和1,6-己二醇二丙烯酸酯为质料,经过硅氢加成反响组成了含氢MQ...
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