一种防老化有机硅灌封胶及其制备方法与流程

1.本发明属于有机硅灌封胶技术领域，具体地，涉及一种防老化有机硅灌封胶及其制备方法。


背景技术：

2.灌封就是把构成电子元件按要求进行合理布置、组装、连接，与环境隔离和保护的操作工艺。灌封的作用就是强化电子元件的整体性，提高对外来破坏的抵抗，提高内部线路绝缘性，改善电子元件的防水、防潮性能。
3.常用的有机硅灌封胶主要有三类，即单组份室温硫化硅橡胶、双组份缩合型室温硫化硅橡胶及双组份加成型室温硫化硅橡胶。有机硅灌封胶长期暴露在太阳光下、高温等条件下，易黄变、发生老化，从而影响使用寿命。


技术实现要素：

4.为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明提供一种防老化有机硅灌封胶及其制备方法。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种防老化有机硅灌封胶，包括如下重量份原料：80-90份α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、6-10份助剂、0.001-0.008份碱性添加剂、0.007-0.009份酸性添加剂、1-10份填料、1-3份二甲基硅油、3-7份交联剂、0.1-0.5份锡催化剂；一种防老化有机硅灌封胶的制备方法，包括如下步骤：在温度为20℃条件下，将80-90份α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和6-10份助剂混合，真空搅拌均匀，然后加入0.001-0.008份碱性添加剂、继续搅拌40min，加入0.007-0.009份酸性添加剂，继续搅拌60min，加入1-10份填料升温至100-110℃真空脱水3h，冷却至20℃，然后加入1-3份二甲基硅油、3-7份交联剂、0.1-0.5份锡催化剂抽真空条件下再搅拌30-60min，得到一种防老化有机硅灌封胶。
6.进一步地，α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为1000-2000mpa
·
s；酸性添加剂为醋酸和硫酸中的一种；碱性添加剂为氢氧化钠和氢氧化钾中的一种；交联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、3-甘油丙基三甲氧基硅烷中的一种；锡催化剂为二月桂酸二丁基锡。
7.进一步地，填料通过如下步骤制备：在氮气保护条件下，将对氨基二苯胺和无水乙醇混合，之后加入3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷和50ml无水乙醇，恒温80℃反应12h，反应结束后减压浓缩除去溶剂，得到改性剂；将白炭黑分散在乙醇水溶液中，用乙酸溶液将ph值调节至3-4,然后加入改性剂，在60℃下反应4h；反应完成后，将获得的悬浮液冷却至室温，通过离心分离并用无水乙醇洗
涤3次，并在80℃的干燥箱中干燥，得到填料。改性剂结构中芳香仲胺基团上的氢原子十分活泼，易阻断氧化链的传递，从而延缓有机硅灌封胶老化。
8.进一步地，对氨基二苯胺和3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷的用量比摩尔比为1：1.2；无水乙醇作为溶剂；乙醇水溶液的体积分数为90%，白炭黑、乙醇水溶液和改性剂的用量比为10g：100ml：1.2g。
9.进一步地，助剂通过如下步骤制备：步骤s11、将1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇、氢氧化钠和甲基三辛基氯化铵和甲苯混合，在温度为20℃条件下搅拌10min，然后将三聚氯氰溶解在甲苯中加入，加完后升温至40℃，搅拌反应4h，反应结束后过滤，滤液用饱和食盐水洗涤，洗涤结束后，用无水硫酸镁干燥，然后减压浓缩除去溶剂，得到中间物1；1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇和三聚氯氰反应，将受阻胺结构引入三聚氯氰的结构上，得到中间物1；步骤s12、在温度为0-10℃条件下，将中间物1和丙酮混合，然后将氨基化合物溶解在丙酮中加入，然后加入氢氧化钠，加完后保持温度不变，继续搅拌2h，用无水硫酸镁干燥，然后减压浓缩除去溶剂，得到基础组分；中间物1和氨基化合物反应引入羟基，得到基础组分；步骤s13、将基础组分和丙酮混合，然后边搅拌边加入3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷，缓慢升温，回流反应3h，反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，得到助剂。基础组分上的羟基和3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷上的异氰酸酯基反应，得到助剂，助剂属于偶联剂，助剂的结构中具有高效的光稳定性的受阻胺基团，阻燃的三嗪基团，以三聚氯氰为起始原料，将具有光稳定性的基团和阻燃基团结合，助剂和α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷进行反应，对其进行封端，然后和其余原料混合，提高有机硅灌封胶的热稳定性和光稳定性，进而提高其抗老化效果。
10.受阻胺分子中的哌啶键在光、热、氧等条件下可以发生氧化反应，生成相应的氮氧自由基，这种氮氧自由基十分稳定，但是它们却能够高效地捕获聚合物材料中游离的自由基，使它生成相应的酯及过氧化酯，这些生成的酯和过氧化酯继续与游离的过氧自由基，烷氧自由基和烷基自由基发生反应，在生成对应化合物的同时又生成了氮氧自由基。从而保持了高分子材料的优良性能。
11.进一步地，步骤s11中1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇、三聚氯氰、氢氧化钠和甲基三辛基氯化铵的摩尔比为0.022：0.01：0.025：0.1；甲苯作为溶剂，步骤s12中中间物1、氨基化合物和氢氧化钠的用量质量比为40：6-10：4；步骤s13中基础组分和3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷的用量质量比为4.6-5：2.4-4.8；丙酮作为溶剂。
12.进一步地，步骤s12中氨基化合物为乙醇胺、二乙醇胺中的一种。
13.本发明的有益效果：本发明中制备了一种防老化有机硅灌封胶，通过对原料进行调整，提高有机硅灌封胶的热稳定性和光稳定性，进而提高其抗老化效果。
14.助剂和α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷进行反应，对其进行封端，引入具有光稳定作用的受阻胺基团，够有效地抑制光热氧化对分子链的影响，相对于直接添加，耐迁移、耐水解性能更加稳定，助剂的结构中具有高效的光稳定性的受阻胺基团，阻燃的三嗪基团，以三聚氯氰为起始原料，将具有光稳定性的基团和阻燃基团结合，提高产物的稳定性。
15.填料的加入可以提高有机硅灌封胶的力学性能，填料粒子和原料之间混合更加均匀，与基体结合得更紧密，相容性好，改性剂是以苯胺类防老剂为原料，结构中含有苯环、呈刚性，与分子链相互缠结后使得材料的耐磨性更好；更容易形成集中交联网络，这种交联网络可以使应力分散到更多的分子链上，所以表现出更好的拉伸强度。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
17.实施例1制备填料：在氮气保护条件下，将对氨基二苯胺和无水乙醇混合，之后加入3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷和50ml无水乙醇，恒温80℃反应12h，反应结束后减压浓缩除去溶剂，得到改性剂；对氨基二苯胺和3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷的用量比摩尔比为1：1.2；无水乙醇作为溶剂；将白炭黑分散在乙醇水溶液中，用乙酸溶液将ph值调节至4,然后加入改性剂，在60℃下反应4h；反应完成后，将获得的悬浮液冷却至室温，通过离心分离并用无水乙醇洗涤3次，并在80℃的干燥箱中干燥，得到填料。乙醇水溶液的体积分数为90%，白炭黑、乙醇水溶液和改性剂的用量比为10g：100ml：1.2g。
18.实施例2制备助剂：步骤s11、将1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇、氢氧化钠和甲基三辛基氯化铵和甲苯混合，在温度为20℃条件下搅拌10min，然后将三聚氯氰溶解在甲苯中加入，加完后升温至40℃，搅拌反应4h，反应结束后过滤，滤液用饱和食盐水洗涤，洗涤结束后，用无水硫酸镁干燥，然后减压浓缩除去溶剂，得到中间物1；其中，1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇、三聚氯氰、氢氧化钠和甲基三辛基氯化铵的摩尔比为0.022：0.01：0.025：0.1；甲苯作为溶剂，步骤s12、在温度为0℃条件下，将中间物1和丙酮混合，然后将乙醇胺溶解在丙酮中加入，然后加入氢氧化钠，加完后保持温度不变，继续搅拌2h，用无水硫酸镁干燥，然后减压浓缩除去溶剂，得到基础组分；其中，中间物1、氨基化合物和氢氧化钠的用量质量比为40：6：4；步骤s13、将基础组分和丙酮混合，然后边搅拌边加入3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷，缓慢升温，回流反应3h，反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，得到助剂。其中，基础组分和3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷的用量质量比为4.6：2.4；丙酮作为溶剂。
19.实施例3制备助剂：步骤s11、将1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇、氢氧化钠和甲基三辛基氯化铵和甲苯混合，在温度为20℃条件下搅拌10min，然后将三聚氯氰溶解在甲苯中加入，加完后升温至40℃，搅拌反应4h，反应结束后过滤，滤液用饱和食盐水洗涤，洗涤结束后，用无水硫酸镁干
燥，然后减压浓缩除去溶剂，得到中间物1；其中，1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇、三聚氯氰、氢氧化钠和甲基三辛基氯化铵的摩尔比为0.022：0.01：0.025：0.1；甲苯作为溶剂，步骤s12、在温度为10℃条件下，将中间物1和丙酮混合，然后将二乙醇胺溶解在丙酮中加入，然后加入氢氧化钠，加完后保持温度不变，继续搅拌2h，用无水硫酸镁干燥，然后减压浓缩除去溶剂，得到基础组分；其中，中间物1、氨基化合物和氢氧化钠的用量质量比为40：10：4；步骤s13、将基础组分和丙酮混合，然后边搅拌边加入3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷，缓慢升温，回流反应3h，反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，得到助剂。其中，基础组分和3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷的用量质量比为5：4.8；丙酮作为溶剂。
20.实施例4一种防老化有机硅灌封胶的制备方法，包括如下步骤：在温度为20℃条件下，将80份α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和6份实施例2制得的助剂混合，真空搅拌均匀，然后加入0.001份氢氧化钠、继续搅拌40min，加入0.007份醋酸，继续搅拌60min，加入1份实施例1制得的填料升温至100℃真空脱水3h，冷却至20℃，然后加入1份二甲基硅油、3份乙烯基三甲氧基硅烷、0.1份二月桂酸二丁基锡抽真空条件下再搅拌30min，得到一种防老化有机硅灌封胶。其中，α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为1000mpa
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21.实施例5一种防老化有机硅灌封胶的制备方法，包括如下步骤：在温度为20℃条件下，将85份α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和8份实施例2制得的助剂混合，真空搅拌均匀，然后加入0.005份氢氧化钾、继续搅拌40min，加入0.008份硫酸，继续搅拌60min，加入5份实施例1制得的填料升温至105℃真空脱水3h，冷却至20℃，然后加入2份二甲基硅油、5份乙烯基三甲氧基硅烷、0.3份二月桂酸二丁基锡抽真空条件下再搅拌45min，得到一种防老化有机硅灌封胶。其中，α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为2000mpa
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s。
22.实施例6一种防老化有机硅灌封胶的制备方法，包括如下步骤：在温度为20℃条件下，将90份α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和10份实施例3制得的助剂混合，真空搅拌均匀，然后加入0.008份氢氧化钾、继续搅拌40min，加入0.009份硫酸，继续搅拌60min，加入10份实施例1制得的填料升温至110℃真空脱水3h，冷却至20℃，然后加入3份二甲基硅油、7份乙烯基三甲氧基硅烷、0.5份二月桂酸二丁基锡抽真空条件下再搅拌60min，得到一种防老化有机硅灌封胶。其中，α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为2000mpa
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s。
23.对比例1将实施例5中的助剂换成常用的硅烷偶联剂，本对比例选择甲基三甲氧基硅烷，其余原料及制备过程保持不变。
24.对比例2将实施例5中的填料换成白炭黑，其余原料及制备过程保持不变。
25.对实施例4-6和对比例1-2制得的样品进行测试；
拉伸强度：按gb/t528-1998测试；抗黄化：将有机硅灌封胶在烘箱中，90℃烘烤90天；粘结强度：按gb16776及gb/t13477测试；测试结果如下表1所示：表1 实施例4实施例5实施例6对比例1对比例2拉伸强度/mpa5.235.255.184.853.34抗黄变不黄变不黄变不黄变不黄变不黄变从上表1可知，本发明制得的样品，耐老化性能好，且具有优异的粘结性能。
26.在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
27.以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种防老化有机硅灌封胶，其特征在于，包括如下重量份原料：80-90份α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、6-10份助剂、0.001-0.008份碱性添加剂、0.007-0.009份酸性添加剂、1-10份填料、1-3份二甲基硅油、3-7份交联剂、0.1-0.5份锡催化剂；所述助剂通过如下步骤制备：将基础组分和丙酮混合，然后边搅拌边加入3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷，缓慢升温，回流反应3h，反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，得到助剂。2.根据权利要求1所述的一种防老化有机硅灌封胶，其特征在于，基础组分和3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷的用量质量比为4.6-5：2.4-4.8。3.根据权利要求1所述的一种防老化有机硅灌封胶，其特征在于，基础组分通过如下步骤制备：步骤s11、将1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇、氢氧化钠和甲基三辛基氯化铵和甲苯混合，在温度为20℃条件下搅拌10min，然后将三聚氯氰溶解在甲苯中加入，加完后升温至40℃，搅拌反应4h，得到中间物1；步骤s12、在温度为0-10℃条件下，将中间物1和丙酮混合，然后将氨基化合物溶解在丙酮中加入，然后加入氢氧化钠，加完后保持温度不变，继续搅拌2h，用无水硫酸镁干燥，然后减压浓缩除去溶剂，得到基础组分。4.根据权利要求3所述的一种防老化有机硅灌封胶，其特征在于，步骤s12中氨基化合物为乙醇胺、二乙醇胺中的一种。5.根据权利要求1所述的一种防老化有机硅灌封胶，其特征在于，α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为1000-2000mpa
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s；酸性添加剂为醋酸和硫酸中的一种；碱性添加剂为氢氧化钠和氢氧化钾中的一种；交联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、3-甘油丙基三甲氧基硅烷中的一种；锡催化剂为二月桂酸二丁基锡。6.根据权利要求1所述的一种防老化有机硅灌封胶，其特征在于，填料通过如下步骤制备：将白炭黑分散在乙醇水溶液中，用乙酸溶液将ph值调节至3-4,然后加入改性剂，在60℃下反应4h；反应完成后，得到填料。7.根据权利要求6所述的一种防老化有机硅灌封胶，其特征在于，改性剂通过如下步骤制备：在氮气保护条件下，将对氨基二苯胺和无水乙醇混合，之后加入3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷和50ml无水乙醇，恒温80℃反应12h，得到改性剂。8.根据权利要求1所述的一种防老化有机硅灌封胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在温度为20℃条件下，将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和助剂混合，真空搅拌均匀，然后加入碱性添加剂、继续搅拌40min，加入酸性添加剂，继续搅拌60min，加入填料升温至100-110℃真空脱水3h，冷却至20℃，然后加入二甲基硅油、交联剂、锡催化剂抽真空条件下再搅拌30-60min，得到一种防老化有机硅灌封胶。

技术总结
本发明涉及一种防老化有机硅灌封胶及其制备方法，属于有机硅灌封胶技术领域，制备方法包括如下步骤：将α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷和助剂混合，真空搅拌均匀，然后加入碱性添加剂、继续搅拌，加入酸性添加剂，继续搅拌，加入填料、真空脱水，然后加入二甲基硅油、交联剂、锡催化剂抽真空条件下继续搅拌，即得；本发明中通过对原料进行调整，提高有机硅灌封胶的热稳定性和光稳定性，进而提高其抗老化效果。助剂和α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷进行反应，对其进行封端，将具有光稳定性的基团和阻燃基团结合，提高产物的稳定性。填料的加入可以提高有机硅灌封胶的力学性能。高有机硅灌封胶的力学性能。


技术研发人员：ꢀ(74)专利代理机构
受保护的技术使用者：陈文娟
技术研发日：2022.01.18
技术公布日：2022/3/8