有機硅灌封膠配方分析

有機硅灌封膠配方分析

一.背景有機硅灌封膠廣泛應(yīng)用于電子、電器、汽車等行業(yè)，禾川化工引進尖端配方解剖技術(shù)；禾川化工專業(yè)從事有機硅灌封膠配方分析、成分檢測、配方還原、配方檢測，禾川化工為膠黏劑企業(yè)提供整套產(chǎn)品配方改進技術(shù)；灌封材料是多種多樣的，但是現(xiàn)在用得最多的主要是各種合成聚合物。其中，又以環(huán)氧樹脂、聚氨脂彈性體以及有機硅聚合物三大類聚合物用得最為廣泛。面臨耐濕性、耐熱性、內(nèi)應(yīng)力問題等，聚氨酯在應(yīng)用中存在著難以解決的問題是灌封膠表面過軟、易起泡，固化不充分且高溫固化時易發(fā)脆，在條件苛刻的工作環(huán)境中聚氨酯灌封材料往往難以滿足耐濕熱耐老化耐高低溫要求。有機硅高分子材料因特殊的硅氧鍵主鏈結(jié)構(gòu)而具有獨特的耐氣候、耐老化性能，優(yōu)異的耐高低溫性能，良好的疏水性機械性能、電絕緣等，因而被廣泛用于電子電器元件的灌封保護；半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)的顯示器灌封大多采用有機硅灌封。半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)是一種將電能轉(zhuǎn)換為可見光的固態(tài)半導(dǎo)體器件，LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，其發(fā)光效率可達80%~90%，是一種新型高效光源，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長等3大優(yōu)勢。在全球能源短缺的背景下，LED越來越為人們所關(guān)注。LED顯示器件因其長期暴露在苛刻而惡劣的環(huán)境下工作，要求必須具有良好的環(huán)境適應(yīng)性LED顯示器件灌封的目的：首先是密封和絕緣，避免印制線路板和發(fā)光二極管的引腳；暴露于環(huán)境中，從而免受潮氣、雨水、灰塵、輻射（光熱）、遷移離子等環(huán)境侵害；其次是固定LED，提高產(chǎn)品對外來沖擊震動的抵抗力，防止因LED燈歪斜引起顯示屏顯示質(zhì)量下降的缺陷。二、有機硅灌封膠2.1有機硅灌封膠的組成及分類有機硅灌封膠由硅樹脂、交聯(lián)劑、催化劑、導(dǎo)熱材料等部分組成。硅橡膠灌封膠按分子結(jié)構(gòu)和交聯(lián)方法可分為室溫硫化硅橡膠；雙組份加成形硅橡膠灌封膠（ARC硅橡膠）；雙組份縮合型硅橡膠灌封膠（RTV硅橡膠）ARC硅橡膠膠固化無小分子放出,交聯(lián)結(jié)構(gòu)易控制，收縮率在0.2%以下，電學(xué)性能、彈性等均優(yōu)于RTV硅橡膠,且工藝性能優(yōu)越,既可在常溫下固化，又可在加熱后于短時間內(nèi)固化。所以ARC硅橡膠灌封膠在國內(nèi)外被公認為是極有發(fā)展前途的電子工業(yè)用新型材料。2.2雙組份加成形硅橡膠灌封膠常見的雙組份雙組份加成形硅橡膠灌封膠：由端乙烯基硅油為基膠、含氫硅油為交聯(lián)劑、三氧化二鋁(Al2O3)為導(dǎo)熱填料組成。可以添加甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）為偶聯(lián)劑，鉑催化劑（PL-2600）為催化劑。2.2.1固化特點在該反應(yīng)中，含氫官能團的聚硅氧烷用作交聯(lián)劑（硫化劑），氯鉑酸或它的可溶性鉑合物作催化劑。硫化反應(yīng)在室溫下進行，不放出副產(chǎn)品，因此加成型硅凝膠在硫化過程中不產(chǎn)生收縮。這類硫化膠無毒，具有卓越的抗水解穩(wěn)定性，良好的低壓縮形變性、低燃燒性，可深度硫化，硫化速度可用溫度控制等優(yōu)點。2.2.2導(dǎo)熱材料粒徑對灌封膠性能的影響Al2O3的粒徑越大，灌封膠的熱導(dǎo)率越大，但拉伸強度和扯斷伸長率減小，適宜的Al2O3粒徑為5μm或18μm；隨著Al2O3用量的增加，灌封膠的熱導(dǎo)率、拉伸強度增大，扯斷伸長率先增后減，黏度上升Al2O3適合的加入量為150~200份；將不同粒徑的Al2O3并用填充到灌封膠中可以提高灌封膠的熱導(dǎo)率,當18μm的Al2O3和5μm的Al2O3質(zhì)量比為3:2時,灌封膠的熱導(dǎo)率較高,且對灌封膠的黏度和力學(xué)性能基本沒影響。2.2.3硅烷偶聯(lián)劑用量對灌封膠性能的影響以KH570為例，加入KH570可改善灌封膠的力學(xué)性能,但熱導(dǎo)率有所下降,適宜的用量為Al2O3的0.5%為宜。三、常見有機硅灌封膠參考配方3.1單組份有機硅灌封膠成分質(zhì)量百分比成分說明端羥基聚二甲基硅氧烷50-60%107硅橡膠甲基硅油3-5%增塑劑甲基三丁酮肟基硅烷1-3%交聯(lián)劑正硅酸乙酯1-3%交聯(lián)劑二月桂酸二丁基錫0.5-1%催化劑二氧化硅35-45%填料3.2雙組份有機硅灌封膠配方1：將AB組分按質(zhì)量比100∶5～15混合均勻后使用。A組分成分質(zhì)量百分比成分說明107硅橡膠55-60%基膠甲基硅油黏度

（100

～1000mPas）20-25%增塑劑硫化劑DCBP1-3%硫化促進劑硅微粉8-15%填料二氧化鈦（白炭黑）5-10%填料B組分成分質(zhì)量百分比成分說明甲基硅油20-25%/甲基三丁酮肟基硅烷50-60%交聯(lián)劑KH5702-5%偶聯(lián)劑丁基二月桂酸錫0.5-1%催化劑配方2：A組分成分質(zhì)量百分比成分說明乙烯基硅油（1000mPas）15-20%乙烯基含量0.3%乙烯基硅油（300mPas）15-20%乙烯基含量0.7%三氧化二鋁50-60%填料氫氧化鋁5-8%填料KH5700.1-0.5%偶聯(lián)劑B組分成分質(zhì)量百分比成分說明乙烯基硅油（1000mPas）8-12%乙烯基含量0.3%乙