[發(fā)明專利]一種有機(jī)硅膠粘劑及其專用的基于聚硅氮烷的活性填料以及它們的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410149605.7
• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN103923598A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅永明;鄭佳旭;徐彩虹
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院化學(xué)研究所
• 主分類號: C09J183/04
• 分類號: C09J183/04;C09J11/04;C09J11/06;C09J11/08;C08G77/62
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于聚硅氮烷的活性填料，其制備方法及其在有機(jī)硅膠粘劑中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

有機(jī)硅膠粘劑作為一類特種膠粘劑，在航空、航天、汽車、電子和機(jī)械制造工業(yè)等技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，隨著科技的發(fā)展，對其耐高溫性能提出更高的要求。與環(huán)氧類、酚醛類、芳雜環(huán)類等常用的耐高溫有機(jī)膠粘劑相比，有機(jī)硅膠粘劑一般具有更好的耐溫性。但是其耐溫性遠(yuǎn)不能滿足科技的發(fā)展對材料提出的要求。如何進(jìn)一步提高其耐溫性能已成為學(xué)術(shù)和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域研究者們所關(guān)注的課題。對此，許多研究者對此進(jìn)行了大量改進(jìn)，主要的改進(jìn)方法有采用合適的交聯(lián)劑、加入耐熱填料和引入耐溫性更高的基團(tuán)。其中添加耐熱填料的方法最為簡單且易于實(shí)現(xiàn)。

中科院化學(xué)所在采用交聯(lián)劑改進(jìn)有機(jī)硅膠粘劑耐高溫性能方面進(jìn)行了大量的研究。在硅樹脂或硅橡膠中引入特定結(jié)構(gòu)的聚硅氮烷作為交聯(lián)劑制備的膠粘劑，耐高溫性能較未引入前顯著提高，耐溫達(dá)到了350℃，其提高耐溫性的機(jī)理是通過硅氮烷中的硅氮鍵消除硅橡膠或硅樹脂中的硅羥基或水，降低了硅氧烷的重排降解，【謝擇民等.高分子學(xué)報(bào),1994,5:573】，但由于該類型的聚硅氮烷制備工藝復(fù)雜，成本高，難以在工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種耐高溫有機(jī)硅膠粘劑。

本發(fā)明所提供的耐高溫有機(jī)硅膠粘劑，其組成包括下述質(zhì)量份的原料：

為了加速固化，所述耐高溫有機(jī)硅膠粘劑還可含有適量的催化劑。

所述聚硅氮烷活性填料的質(zhì)量份進(jìn)一步可為30-50份。

當(dāng)然，所述耐高溫有機(jī)硅膠粘劑也可僅由下述質(zhì)量份的原料組成：

或者，所述耐高溫有機(jī)硅膠粘劑僅由下述質(zhì)量份的原料組成：

上述的有機(jī)硅氧烷聚合物具體為107膠和/或108膠。

上述的催化劑具體可為辛酸亞錫和/或二月桂酸二丁基錫。

上述聚硅氮烷活性填料可按照包括下述步驟的方法制備得到：

1）將含有硅氮鍵的聚硅氮烷在100-170℃固化處理1-4小時(shí)，得到固化物；

2）將所述固化物在200-600℃的惰性氣氛下保溫1-4小時(shí)，得到所述聚硅氮烷活性填料。

上述步驟2）中保溫的溫度具體可為200℃、300℃、400℃、500℃或600℃。

上述制備聚硅氮烷活性填料的方法還可包括對得到的聚硅氮烷活性填料依次進(jìn)行粉碎、球磨、過篩的處理步驟。所述過篩處理中具體使用的是200目篩。過篩處理后得到的填料的粒徑主要分布在10～30微米之間。

上述制備聚硅氮烷活性填料的方法中所述惰性氣氛具體可為氮?dú)狻鍤獾取?/p>

所述含有硅氮鍵的聚硅氮烷是按照包括下述步驟的方法制備得到的：

將氯硅烷與有機(jī)溶劑混合形成混合溶液，然后向所述混合溶液中通入過量NH₃，使所述氯硅烷反應(yīng)完全，過濾除去氯化銨，并用所述有機(jī)溶劑洗滌，減壓蒸發(fā)除去殘存的有機(jī)溶劑和形成的低聚體，得到所述聚硅氮烷。

其中，所述有機(jī)溶劑選自下述至少一種：芳香烴類溶劑、烷烴類溶劑和醚類溶劑，具體可為甲苯、石油醚、正丁醚、二甲苯。

所述氯硅烷具體可選自下述至少兩種：二苯基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基氫二氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、甲基三氯硅烷和苯基三氯硅烷。

所述混合溶液中有機(jī)溶劑與氯硅烷的體積比為1:1～5:1。

所述反應(yīng)溫度為0～30℃，所述反應(yīng)在攪拌狀態(tài)下進(jìn)行。

所述減壓蒸發(fā)的壓力為0.005-0.01MPa，溫度為60-100℃，時(shí)間為0.5-2小時(shí)。

上述提供的聚硅氮烷活性填料也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外，本發(fā)明還提供了所述耐高溫有機(jī)硅膠粘劑的制備方法。

該方法是將組成所述耐高溫有機(jī)硅膠粘劑的各原料按照所述質(zhì)量份混合即得。

本發(fā)明以聚硅氮烷的熱解產(chǎn)物作為活性填料，以聚硅氧烷為基膠，正硅酸乙酯為固化劑，制備出一種耐高溫有機(jī)硅膠粘劑。所述活性填料中存在的硅氮鍵在高溫下與硅氧烷中的硅羥基反應(yīng)，消除硅氧烷在低溫下的重排降解，進(jìn)一步提高硅氧烷的耐溫性。本發(fā)明的膠粘劑可以在室溫固化，固化后具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、良好的力學(xué)性能和粘結(jié)性能，與不含該活性填料的膠粘劑相比，其耐溫性得到明顯的提高。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不局限于此。