一種耐高溫有機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硅粘接劑，具體涉及一種PTC 陶瓷發(fā)熱組件專用單組份加成型耐高溫有機硅粘接劑。
【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高溫塑膠電極護套所組成。該類型PTC加熱器有熱阻小、換熱效率高的優(yōu)點，是 一種自動恒溫、省電的電加熱器。它的一大突出特點在于安全性能上，即遇風(fēng)機故障停轉(zhuǎn) 時，PTC加熱器因得不到充分散熱，其功率會自動急劇下降，此時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)生如電熱管類加熱器的表面"發(fā)紅"現(xiàn)象， 在PTC發(fā)熱組件的裝配過程中，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法滿足以上的要求，因此開發(fā)一種PTC專用的粘接劑 是非常有必要的。
[0003] 中國專利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樹脂。這種類型的粘接劑具有良 好的耐熱、耐輻射、耐化學(xué)介質(zhì)的特點，但是也存在粘接性和力學(xué)性能不夠的問題并且用于 PTC加熱器時耐熱性也需要提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種PTC專 用的耐高溫有機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)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：
[0006] 提供一種耐高溫有機硅粘接劑，各組分及重量配比為：乙烯基封端聚有機硅氧烷 100份、增強樹脂10~30份、增韌樹脂10~30份、抗氧劑2~5份、增粘劑2~5份、交聯(lián) 樹脂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硅氧烷；
[0008] 所述增強樹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)明耐尚溫有機娃粘接劑的制備方法，具體為：將乙條基封端聚有機硅氧烷、增 強樹脂和增韌樹脂放入動力混合機中真空加熱攪拌1~2小時，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)樹脂加 入動力混合機中真空攪拌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 即得到耐高溫有機硅粘接劑，其中各組分重量配比為：乙烯基封端聚有機硅氧烷100份、增 強樹脂10~30份、增韌樹脂10~30份、抗氧劑2~5份、增粘劑2~5份、交聯(lián)樹脂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硅氧烷、含乙烯基的增強樹脂和具有乙烯基的增韌 樹脂-有機無機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，因此通過和 交聯(lián)樹脂-含氫硅油上的氫的加成反應(yīng)能夠形成一種機械強度非常好的有機無機雜化的 大分子化合物，并且因為增強樹脂和增韌樹脂的硅含量很高，因此所得大分子化合物的耐 高溫性能會有很大的提升，同時配合抗氧劑和耐熱填料使得材料的耐高溫性能進一步提 高。另外使用高沸點的抑制劑使得本發(fā)明制備的加成型有機硅粘劑能夠在常溫下以單組份 的形式長期穩(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)明有機硅粘接劑采用單組份包裝使用方便簡單， 且在常溫環(huán)境（-10~40°C )下保存12個月未出現(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后常溫剪切強度下降小于20 %，且未出現(xiàn)龜裂和粉化 現(xiàn)象，表面光滑無黃變；2、本發(fā)明有機硅粘接劑對金屬、陶瓷、塑料均具有良好的粘接性能， 既具有良好的流動性，同時又具有良好的導(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)合實施例對本發(fā)明作 進一步詳細描述。
[0022] 實施例1
[0023] 本實施例所用乙烯基封端聚有機硅氧烷為粘度為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；所用增強樹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硅氧烷、10份增強樹脂和10份增韌樹脂放入動力混合 機中真空加熱攪拌1小時，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)樹脂加入動力混合機 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 耐尚溫有機娃粘接劑。
[0027] 經(jīng)測試，本實施例制備的粘結(jié)劑在常溫環(huán)境下保存12個月未出現(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] 將本實施例所得耐高溫有機硅粘接劑在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] 實施例2
[0032] 本實施例所用乙烯基封端聚有機硅氧烷為粘度為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；所用增強樹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] 所用增韌樹脂為增韌樹脂為乙烯基含量為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)樹脂為含氫量為 1.