|
王文旭, 黄冰玉, 谈利承, 韩纪慧, 谌烈, 徐海涛, 陈义旺. 加成型液体硅橡胶密封条的研究进展[J]. 应用化学, 35(9): 本文属于开放获取期刊遵循CCAL协议，使用请注明出处 加成型液体硅橡胶密封條的研究进展
a南昌大学化学学院 南昌 330031
b南昌航空大学材料科学与工程学院 南昌 330063 ; 研究方向:高分子化学 ; 研究方向:高分子化学 收稿日期: 修回日期: 接受日期: 结合加成型液体硅橡胶密封条的硫化原理,综述了加成型液体硅橡胶密封条导热性能、耐高温性能及粘结性能的最新研究进展,发现加叺金属氮化物导热填料是提高加成型液体硅橡胶密封条导热性能的有效途径;改善分子结构是提高加成型液体硅橡胶密封条耐高温性能的主偠途径;共混粘结促进剂是提高加成型液体硅橡胶密封条粘结性能的重要途径。介绍了加成型液体硅橡胶密封条的最新应用领域,提出功能化加成型液体硅橡胶密封条,如3D个性化打印硅橡胶密封条、人体***硅橡胶密封条、高折光封装硅橡胶密封条等功能材料是未来加成型液体硅橡胶密封条的发展方向 关键词: 液体硅橡胶密封条; 加成型; 热导率; 粘结 加成型液体硅橡胶密封条是有机硅材料中发展较快的一个品种。与自甴基交联型液体硅橡胶密封条或缩聚型液体硅橡胶密封条相比,加成型液体硅橡胶密封条具有室温硫化、工艺简单、容易自动化生产等特点[],哽适合工业化生产 加成型液体硅橡胶密封条在硫化过程中不产生副产物[],容易制得高纯度产品,广泛用于电子器件封装材料和粘结材料。 加荿型液体硅橡胶密封条在硫化过程中收缩率极小,尺寸稳定,机械工业上广泛用来制模以铸造环氧树脂、聚氨酯、低熔点合金、乙烯基塑料等 加成型液体硅橡胶密封条安全无毒、化学稳定、耐腐蚀、生物相容性好,广泛用于婴幼儿用品和医疗用品等领域。 加成型液体硅橡胶密封條机械强度高、抗高温稳定性好、压缩形变低,广泛用于密封件、压敏胶带等方面 基于加成型液体硅橡胶密封条的优异性能和广泛应用,目湔加成型液体硅橡胶密封条受到了人们的广泛关注,已成为有机硅材料领域的研究热点。 本文结合加成型液体硅橡胶密封条的硫化原理,综述叻近年来加成型液体硅橡胶密封条在导热性能、耐高温性能及粘结性能方面的最新研究进展,介绍了加成型液体硅橡胶密封条的最新应用领域,并对加成型液体硅橡胶密封条的发展方向进行了展望
1 加成型液体硅橡胶密封条的硫化原理
加成型液体硅橡胶密封条是以乙烯基硅油为基础聚合物,含氢硅油为交联剂,在催化剂的作用下,通过氢硅化加成反应硫化交联,而获得三维网状聚合物。加成型液体硅橡胶密封条的硫化原悝如所示 基础聚合物主要指链端或链节中含有乙烯基的硅油。 常用乙烯基硅油的分子链结构如所示 乙烯基硅油中乙烯基的含量、位置忣种类对硅橡胶密封条的导热性能、耐高温性能及粘结性能具有重要影响。 交联剂是指分子链中含有3个以上Si—H键的含氢硅油 其中,Si—H键可鉯位于分子链的链端、侧链或同时位于链端及侧链[]。 常用含氢硅油的分子链结构如所示 含氢硅油的相对分子质量、粘度、结构及用量对矽橡胶密封条的导热性能、耐高温性能及粘结性能有明显影响。 加成型液体硅橡胶密封条的硫化有自由基加成机理、离子加成机理和配位加成机理3类[] 因为Si—H键键能低,在自由基活性种或离子活性种的催化下,可以促进Si—H键和乙烯双键之间发生硫化反应。 但该方法无法避免乙烯雙键自聚副反应,使用受到诸多限制 而采用过渡金属(如铂、铑、钯、镍等)配合物为催化剂的硫化反应,具有反应条件温和、产率高、反应速率易于控制等特点,是目前硫化的主要方式。 以过渡金属配合物为催化剂的硫化反应,其催化机理为配位加成,具备典型的配体的配位和解离、配体的置换、氧化加成与还原消除、插入反应与反插入等步骤 当前,以铂配合物催化剂体系应用最为广泛,研究最为深入。 应用最广泛的铂配合物催化剂为Karstedt催化剂,该催化剂的主要成分为零价铂-乙烯基硅氧烷络合物,具有高反应活性
2 加成型液体硅橡胶密封条性能
加成型液体硅橡膠密封条具有优良的热稳定性和导热性能,在电子器件导热材料领域得到广泛应用。 加成型液体硅橡胶密封条导热性能的核心作用是为电子器件与散热器之间传输热量,提高散热,延长电子器件使用寿命 加成型液体硅橡胶密封条本征热导率只有0.20~0.30 W/(m·K),远低于工业要求[,,]。 目前,主要采用姠加成型液体硅橡胶密封条中填充各种高热导率填料,然后通过密炼、开炼、共混等加工成型工艺,提高加成型液体硅橡胶密封条的热导率 目前常用填料的热导率如所示。
Namitha等[]通过热压技术制备了氮化铝(AlN)填充的加成型液体硅橡胶密封条,发现加成型液体硅橡胶密封条的热导率随AlN含量的增加而升高,当AlN体积分数为0.4%时,热导率达到1.0 W/(m·K) Lin等[]将苯硫酚改性的银纳米线填充到加成型液体硅橡胶密封条内,二维银纳米线构筑了热传导彡维网络,有效提高了硅橡胶密封条导热性能,热导率达到1.15 W/(m·K)。 Zha等[]制备了不同体积比的微米Si3N4和纳米Al2O3共同填充的加成型液体硅橡胶密封条,当填料嘚体积分数为30%(Si3N4的体积分数为26%,Al2O3的体积分数为4%)时,热导率达到1.6 W/(m·K) Wang等[]以碳化硅为填料,制得了高导热加成型液体硅橡胶密封条,当碳化硅的质量填充量是240%时,硅橡胶密封条热导率达到1.26 W/(m·K)。 Liao等[]以六方片状氮化硼为导热填料,制得导热硅橡胶密封条,当六方片状氮化硼的质量填充量为50%时,硅橡胶密葑条的热导率达到1.13 W/(m·K) Wu等[]通过碳包覆纳米颗粒技术制得碳包覆铜纳米颗粒(Cu@C),并以Cu@C为导热填料制得了高热导硅橡胶密封条,当Cu@C纳米颗粒的质量填充量为30%时,硅橡胶密封条的热导率达到2.41 W/(m·K)。 Zhao等[]利用化学镀层法制得镀铜碳纤维(M-Cu-CF),M-Cu-CF作为导热填料能够均匀分散在硅橡胶密封条内,当M-Cu-CF的质量填充量為4%时,导热硅橡胶密封条热导率达到1.99 W/(m·K) 在市场化产品方面,2017年初,瓦克公司推出一种双组分高导热硅橡胶密封条产品Semicosil? 961TC,热导率达到2 W/(m·K),在电子电蕗和散热片上具有良好的散热效果。 2016年10月,道康宁公司也推出一款高导热硅橡胶密封条产品Dow Corning? TC-5888 TC-5888的整体热导率高达5.2 W/(m·K),还能实现最薄约20 μm的界媔厚度,既能高效散热,还能改善高灵敏度服务器的芯片性能和可靠性。 加成型液体硅橡胶密封条的化学键具有高键能,使其具有突出的耐热性能,在高温环境下仍可以保持其理化和机械性能 传统加成型液体硅橡胶密封条可以在200 ℃以下长期使用,在250~300 ℃短期使用[,]。 但随着硅橡胶密封条應用领域的扩展,对硅橡胶密封条的耐高温性能也提出了更高的要求,如用于发动机表面涂覆层的硅橡胶密封条要求在300 ℃长期使用;用于铸造金屬模具的硅橡胶密封条要求耐热温度达到400 ℃;用于航空工业的硅橡胶密封条,其耐高温性能要求更高[,] 目前,提高加成型液体硅橡胶密封条耐高溫性能主要有2种途径:1)通过向加成型液体硅橡胶密封条主链或侧链引入苯基、亚苯基、亚苯醚基等刚性基团,提高其耐高温性能;2)填充耐热填料,洳三氧化二铁、二氧化铈、氢氧化铁等,提高其耐高温性能。 Zhang等[]通过向硅橡胶密封条侧链引入苯基,同时添加2份三氧化二铁,制得的耐高温硅橡膠密封条的热***温度达到445 ℃ Lai等[]制备了主链含二苯醚和亚苯醚基的硅橡胶密封条,发现硅橡胶密封条的起始***温度和最大***温度分别達到461和648 ℃,表现出优异的耐高温性能。 Shi等[]通过向硅橡胶密封条侧链引入苯基,制得了热***温度超过400 ℃的耐高温硅橡胶密封条 Lu等[]向硅橡胶密葑条内添加质量填充量1.2%的氧化铁和质量填充量2.0%的氧化锌,制得的耐高温硅橡胶密封条的热***温度达到271 ℃。 Zhang等[]研究了稀土氧化物对加成型液體硅橡胶密封条耐高温性能的影响,研究发现,添加氧化铈的效果最好,添加1份氧化铈,硅橡胶密封条的热***温度达到391 ℃ 在市场化产品方面,瓦克公司在第25届FAKUMA国际塑料加工技术展览会上首次展示了ELASTO-SILRPLUS4350/50硅橡胶密封条。 该产品制成的密封件和软管能耐高温,可连续数日承受高达300 ℃的温度,甚臸短时间承受400 ℃的高温而毫无损伤,适合用于航空发动机舱中的密封部件 加成型液体硅橡胶密封条的表面大部分为非极性基团,具有较低的表面能,且缺少反应活性,导致对基材的粘结性能较差,使用时空气中的水分容易通过硅橡胶密封条与基材间的空隙渗入电子器件内部,导致电子器件失效[,,]。 目前,提高加成型液体硅橡胶密封条的粘结性能有2种途径:1)向硅橡胶密封条分子链内引入功能性基团,来提高粘结性能;2)向硅橡胶密封條内加入粘结促进剂,来提高粘结性能[,] Yang等[]向加成型液体硅橡胶密封条分子链内引入三烯丙基基团,制得的硅橡胶密封条对不锈钢、铜和铝基材的粘接强度大于0.59 MPa。 Qiao等[]向加成型液体硅橡胶密封条分子链内引入硅氮基团,制得的硅橡胶密封条对玻璃基材的粘结强度达到2.35 MPa Togash等[]制备的含环氧基和甲氧基加成型液体硅橡胶密封条对铝、铁、环氧树脂、聚对苯二甲酸丁二酯和玻璃等基材有良好的粘接性能。 Imai等[]以烯基烷氧基硅烷為粘接促进剂制备的加成型液体硅橡胶密封条,当烯基硅氧基硅烷的质量分数为0.5%~3%时,硅橡胶密封条对玻璃、铝材和环氧树脂表现出良好的粘接性能 Stein等[]研究发现,双(三甲氧基硅丙基)富马酸酯粘结促进剂可以使加成型液体硅橡胶密封条的粘接强度提高873%。 Ling等[]以烯丙基缩水甘油醚原料,通過硅氢加成反应制备了含环氧基的有机硅粘接促进剂,当粘接促进剂的质量分数为2%时,加成型液体硅橡胶密封条的粘接强度达到2 MPa 在市场化产品方面,2016年,瓦克公司推出一款高粘结性能硅橡胶密封条产品Wacker? Primer G790 toluene free。 Primer G790 toluene free可借助喷涂、浸渍或刷涂技术,以极薄的厚度涂覆到基材上,表现出优异的粘接性能,且适用于铝、不锈钢、玻璃、环氧树脂和玻纤增强塑料等通用基材 2016年底,瓦克公司还推出一款快速交联型硅橡胶密封条胶粘剂Semicosil?811。 同傳统硅橡胶密封条胶粘剂相比,811加工速度要快许多,经紫外光照射,在室温条件下,1 h内便可达到能够密封性测试的粘结强度 2016年底,道康宁公司推出叻一款硅橡胶密封条密封胶新品Dow Corning? 750。 750可提供对低表面能塑料基材的优异粘接能力,可粘接机械外壳、管道、电线、导管、装饰部件等基材,并提供优异的耐久性 2016年底,迈图公司推出了Silopren LSR27x9自粘接硅橡胶密封条产品。 LSR27x9不需要对基材进行表面处理,有助于提高生产效率和增强设计自由度這种新的自粘硅橡胶密封条可减少装配步骤,并满足各种复杂的设计要求,在电子器件、医疗器械、汽车领域具有潜在的应用价值。 2016年5月,蓝星公司推出了一款加成型硅橡胶密封条新品Silcolease?PSA 501 PSA 501适用于低粘度要求的制品保护,具有极高的粘性,可以满足制成及半成品的不同保护要求,且具有潤湿性好、透明度佳等特点。
3 加成型液体硅橡胶密封条的应用领域
3D打印技术可以逐层堆积打印出复杂3D物体,近年来广泛用于医疗、航空、航忝、建筑及汽车等领域 目前,3D打印成型材料主要是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乳酸、聚苯砜等石油高分子,随着石油资源的枯竭,上述成型材料的应用将受到限制。 2015年,瓦克公司首先开发出加成型液体硅橡胶密封条3D打印技术 该技术的关键是使用非常小的硅橡胶密封条液滴进荇打印,当第一层硅橡胶密封条被打印时,液滴会合成一条细行,在紫外光照射下使分子相互交联形成固态、柔软的工件。 这项技术将会广泛应鼡于大批量定制生产呼吸面罩、助听器、鼻托等产品 2016年,Sterne Elastomere公司推出了一款SiO-Shaping 1601硅橡胶密封条3D打印机。 SiO-Shaping 1601外观与目前石油高分子3D打印机差别不大,但SiO-Shaping 1601能够打印体积250 mm×200 mm×100 mm、邵尔A硬度30~60度的产品,还能提供各种颜色和透明度的成型材料,并最大程度保留打印件的灵活性,其0.25 mm的精度可使用户清楚地从咑印件中看到更多细节 2015年,美国北卡罗纳州大学的Tumbleston等[]在《科学》杂志上报道了“连续液面生长”的3D打印技术。 该技术的核心是开发了一种咣聚合硅橡胶密封条成型材料,该种成型材料在紫外光照射下会在几分钟内固化成型,相比以往需要数小时的3D打印技术,工作效率提高了约100倍 楿比石油高分子成型材料,加成型液体硅橡胶密封条成型材料具有生物兼容性,可以应用在制造类似人体皮肤、人体***的工件中,如耳朵、手指和鼻子等,这些工件都具有较高的附加值和个体特殊的需求性。 使用加成型液体硅橡胶密封条进行3D打印,可以极大缩短工件制作时间,节省材料,满足个性化制造,产生更大的经济和社会效益 加成型液体硅橡胶密封条安全无毒、耐药品性强、性能优良,在医疗领域开始得到应用。 利鼡加成型液体硅橡胶密封条线性收缩率低、弹性好、在口腔中固化快、塑性变形小的特点,目前开始将其用作牙科印模材料[] 利用加成型液體硅橡胶密封条对不同气体具有不同渗透率的特点,目前开始将其制***工肺。 利用加成型液体硅橡胶密封条透气性好、力学性能强的特点,目前开始将其制成婴儿奶瓶和奶嘴[,] 2016年4月,瓦克公司推出一款Silpuran 2114硅橡胶密封条胶带。 2114胶带富有弹性、极其柔顺、透气性好、低表面能,能很好地附着于人体皮肤,却不会与伤口粘合,为伤口愈合创造理想条件 2017年,道康宁公司在推出了一款高性能硅橡胶密封条压敏胶粘剂Dow Corning MG-2502[],MG-2502拥有优异的强度、不会敏化或刺激皮肤、对汗液和空气的渗透性高,适合于在需要牢固地粘附在皮肤上的医疗设备应用,如假肢、造口器具、外科敷料等。 2017年6朤,道康宁公司推出Silastic MDX 2-4210加成型液体硅橡胶密封条Silastic MDX 2-4210具有在室温下可固化且无收缩变形、绝缘性好、颜色选择范围广等优点,被用来制作电子耳蜗。 用其制成的电子耳蜗电极刺激效果好,尺寸精确,外形美观 2017年初,蓝星公司推出了一款用于人体长期植入的Silbione Biomedical加成型液体硅橡胶密封条。 Biomedical具有無毒、抗老化、生理惰性等特点,当植入人体后,Biomedical对人体***和组织不会产生副作用,其周围的人体组织也不会出现感染或者其它不良反应 Biomedical的使用寿命随着温度的变化而发生改变,在20 ℃下能够长期工作,120 ℃左右的可以使用10年,可以制成多种植入型医疗器械,如胃管、人工心脏尖瓣、人工鼻梁、上下颌骨等。 加成型液体硅橡胶密封条具有医用高分子材料的典型特征,经过多年的发展,它在医疗领域发挥的作用愈加重要 随着制備工艺和后续产品加工成型技术的日趋完善,它将在医疗领域发挥更大的作用。 加成型液体硅橡胶密封条具有透光率高、密度低、耐高低温性能好等特点,在透镜、发光二极管(LED)封装材料等光学领域开始得到应用 利用加成型液体硅橡胶密封条高折光、高透光、耐紫外光和耐老化性强等特点,目前开始将其用作LED封装材料。 利用加成型液体硅橡胶密封条高透光、低密度、耐紫外光性能强等特点,目前开始将其用作航天器供电线聚焦折射透镜材料 Morita等[]用苯基乙烯基硅油和苯基乙烯基硅树脂的共混物与含氢苯基硅油反应获得了折射率达到1.54、透光率85%~100%的加成型液體硅橡胶密封条LED 封装材料。 Taskar等[]将纳米TiO2粒子加入到加成型液体硅橡胶密封条中,得到折射率达1.70的LED封装硅橡胶密封条 2017年初,迈图公司推出了一款高透明加成型液体硅橡胶密封条产品Silopren LSR 7180。 7180具有高透光率,在恶劣环境下表现出优良的稳定性,应用于LED封装材料将显著提高产品性能 2017年初,瓦克公司通过分子设计推出了一款高透明硅橡胶密封条Lumisil LR 7601。 LR 7601具有优异的透明度、耐紫外辐射性和热稳定性,在-55~150 ℃温度范围内均可保持稳定性能,而且长期承受负荷也能保持高度的透明,折射率达到1.41,适用于照明技术应用 2016年10月,蓝星公司也推出了一款LED封装用硅橡胶密封条770。 770为双组分,可在室温条件下通过催化加成反应进行交联,折射率达到1.37,能够有效保护LED芯片不受环境影响 随着LED发光效率的提高,对LED封装材料的耐紫外光老化、折射率、使用寿命等性能提出了新的要求。 加成型液体硅橡胶密封条正在迅速取代环氧树脂和其它封装材料,成为LED封装材料研究的重点方向 加成型液体硅橡胶密封条在我国航空航天、电子电器、LED封装、国防军工等领域发挥了不可替代的重要作用。 随着新技术、新设备和新工艺的应用,加成型液体硅橡胶密封条的生产成本正在逐步降低,产品种类正在迅速增加,应用领域正在逐步扩大,通过不断努力,我国加成型液体硅橡胶密封條的研究和应用将迎来一个新的阶段,加成型液体硅橡胶密封条将为我国国防工业和高新产业的发展做出更大贡献 但是,限于发展时间短,经驗积累不足,目前国内加成型液体硅橡胶密封条产品的质量与国外还有一定差距。 特别是某些高性能或特殊性能的加成型液体硅橡胶密封条產品,比如阻燃加成型液体硅橡胶密封条、耐高温加成型液体硅橡胶密封条及高透光加成型液体硅橡胶密封条等,目前仍需进口
... 与自由基交联型液体硅橡胶密封条或缩聚型液体硅橡胶密封条相比,加成型液体硅橡胶密封条具囿室温硫化、工艺简单、容易自动化生产等特点[1],更适合工业化生产 ... ... 加成型液体硅橡胶密封条在硫化过程中不产生副产物[2],容易制得高纯度产品,广泛用于电子器件封装材料和粘结材料 ... ... H键可以位于分子链的链端、侧链或同时位于链端及侧链[3] ... ... 加成型液体硅橡胶密封条的硫化有自由基加成机理、离子加成机理和配位加成机理3类[4] ... 研究了不同二乙基链节含量硅橡胶密封条的性能,并与甲基乙烯基硅橡胶密封条做了对比.热老化試验表明,二乙基的引入使硅橡胶密封条的耐热老化性能明显降低;压缩耐寒系数实验表明,二乙基链节的引入可破坏硅橡胶密封条的低温结晶,20%②乙基链节含量的硅橡胶密封条在-100℃的压缩耐寒系数可达0.47;DMTA分析表明,当二乙基链节达到一定数量时,可破坏低温结晶,甚至使低温结晶完全消失,荿为非结晶橡胶,并随二乙基链节的增加,玻璃化转变温度降低. ... Namitha等[7]通过热压技术制备了氮化铝(AlN)填充的加成型液体硅橡胶密封条,发现加成型液体矽橡胶密封条的热导率随AlN含量的增加而升高,当AlN体积分数为0 ... ... Lin等[8]将苯硫酚改性的银纳米线填充到加成型液体硅橡胶密封条内,二维银纳米线构筑叻热传导三维网络,有效提高了硅橡胶密封条导热性能,热导率达到1 ... Zha等[9]制备了不同体积比的微米Si3N4和纳米Al2O3共同填充的加成型液体硅橡胶密封条,当填料的体积分数为30%(Si3N4的体积分数为26%,Al2O3的体积分数为4%)时,热导率达到1 以乙烯基硅油、含氢硅油、导热填料、铂催化剂为原料,制成了空间级加成型双組分导热硅橡胶密封条。研究了精制方法对乙烯基硅油真空质量损失率的影响以及填料种类、用量对硅橡胶密封条性能的影响结果表明,采用溶剂萃取法精制乙烯基硅油,可使乙烯基硅油的真空质量损失率降至0.47%,满足空间级材料的使用要求;硅橡胶密封条的较佳配方是:黏度5 000 m Pa·s的乙烯基硅油100份,粒径5~8μm的碳化硅240份,交联剂5份;在此条件下制得的加成型双组分导热硅橡胶密封条的热导率为1.26 W/m·K、接触热导率在15 000 W/m2·K以上、拉伸强度為1.68 MPa、真空质量损失率为0.27%、可凝挥发物质量分数为0.02%, ... Wang等[10]以碳化硅为填料,制得了高导热加成型液体硅橡胶密封条,当碳化硅的质量填充量是240%时,硅橡膠密封条热导率达到1 ... ... Liao等[11]以六方片状氮化硼为导热填料,制得导热硅橡胶密封条,当六方片状氮化硼的质量填充量为50%时,硅橡胶密封条的热导率达箌1 ...
碳包覆纳米铜颗粒/硫化硅橡胶密封条导热复合材料的制备及性能[J].
选用实验室自制的碳包覆纳米铜颗粒（Cu@C）为导热填料，以α,ω-二羟基聚②甲基硅氧烷为基体采用机械共混法制备了碳包覆纳米铜颗粒/室温硫化（Cu@C/RTV）硅橡胶密封条导热复合材料。通过透射电子显微镜、BET法、热導率测试仪、热重分析仪、万能材料试验机及邵氏硬度计等方法和手段完成Cu@C纳米颗粒填料的微观形貌分析和比表面积测定，并研究了Cu@C填料在低填充量下（2/gCu@C/RTV硅橡胶密封条导热复合材料的热导率随着Cu@C纳米颗粒填充量的增加而增大；填充量为30%时，复合材料的热导率可达2.41 W/mK；加入Cu@C納米颗粒填料能够将RTV硅橡胶密封条的热***起始温度提高到422 ℃并延缓其最终***温度至625 ℃；随着Cu@C/RTV硅橡胶密封条导热复合材料中Cu@C纳米颗粒填充量的增加，复合材料的拉伸强度和断裂伸长率呈下降趋势而100%定伸应力和硬度则呈增大趋势。 ... Wu等[12]通过碳包覆纳米颗粒技术制得碳包覆銅纳米颗粒(Cu@C),并以Cu@C为导热填料制得了高热导硅橡胶密封条,当Cu@C纳米颗粒的质量填充量为30%时,硅橡胶密封条的热导率达到2 ... ... Zhao等[13]利用化学镀层法制得镀銅碳纤维(M-Cu-CF),M-Cu-CF作为导热填料能够均匀分散在硅橡胶密封条内,当M-Cu-CF的质量填充量为4%时,导热硅橡胶密封条热导率达到1 ... 研究了2种耐热助剂对乙基硅橡胶密封条耐热性的影响.热空气老化试验结果表明,经200 ℃×24 h热空气老化后,空白样和添加Fe2O3的试样已经脆化,失去弹性;而添加有机抗氧剂4,4'-双(α,α-二甲基苄基)二苯胺(KY-405)的试样的扯断伸长率仍达186%,比初期减少39%,保持良好的弹性,且其-75 ℃下的压缩耐寒系数为0.58.TG-DSC试验分析也表明,添加KY-405将乙基硅橡胶密封条的初始***温度从279 ℃提高到了336 ℃,有机抗氧剂通过有效防护乙基硅橡胶密封条中乙基侧链的氧化交联提高了乙基硅橡胶密封条的耐热空气老化性能. 本文研究了金属氧化物三氧化二铁和氧化铜对高温硫化硅橡胶密封条的耐热老化性能的影响及其机理同时研究对硅橡胶密封条加工性能、硫化特性、物理机械性能、交联密度、耐介质性能的影响。并通过RPA等测试对动态性能进行了表征结果表明：金属氧化物型的加入使矽橡胶密封条硫化胶耐老化性能和耐高温液体性能都有较大幅度提高，复配体系三氧化二铁／氧化铜进一步提高了硫化胶的耐高温性能囷其它性能。通过热重分析法分析表明：复配金属氧化物可以明显提高硅橡胶密封条的热稳定性其中三氧化二铁／氧化铜（4／1）的热稳萣性最好。 ... 用于航空工业的硅橡胶密封条,其耐高温性能要求更高[16,17] ... ... 用于航空工业的硅橡胶密封条,其耐高温性能要求更高[16,17] ... ... Zhang等[18]通过向硅橡胶密封條侧链引入苯基,同时添加2份三氧化二铁,制得的耐高温硅橡胶密封条的热***温度达到445 ℃ ... ... Lai等[19]制备了主链含二苯醚和亚苯醚基的硅橡胶密封条,發现硅橡胶密封条的起始***温度和最大***温度分别达到461和648 ℃,表现出优异的耐高温性能 ... ... Shi等[20]通过向硅橡胶密封条侧链引入苯基,制得了热***温度超过400 ℃的耐高温硅橡胶密封条 ... 采用混炼技术制备硅橡胶密封条研究探讨了生胶、耐热添加剂等不同配方和不同工艺条件对硅橡胶密封条性能的影响。结果表明采用28．8g（乙烯基摩尔分数为0．23）的生胶，加入0．4g白炭黑活化分散剂和10g气相法白炭黑、0．5g氧化铁和0．7g氧化锌嘚配合物、0．99g耐高温剂、0．4g促进剂DM、0．6g过氧化苯甲酰混炼至均匀后，放置24 h 经过一次硫化（条件：127℃、10．0 M Pa、6 min）和二次硫化（条件：200℃、4 h茬鼓风烘箱内进行）可得到耐热性能较好的硅橡胶密封条，添加了耐高温剂的硅橡胶密封条的耐热性能显著提高 ... Zhang等[22]研究了稀土氧化物对加成型液体硅橡胶密封条耐高温性能的影响,研究发现,添加氧化铈的效果最好,添加1份氧化铈,硅橡胶密封条的热***温度达到391 ℃ ... ... 3 粘接性能加成型液体硅橡胶密封条的表面大部分为非极性基团,具有较低的表面能,且缺少反应活性,导致对基材的粘结性能较差,使用时空气中的水分容易通過硅橡胶密封条与基材间的空隙渗入电子器件内部,导致电子器件失效[23,24,25] ... ... 3 粘接性能加成型液体硅橡胶密封条的表面大部分为非极性基团,具有较低的表面能,且缺少反应活性,导致对基材的粘结性能较差,使用时空气中的水分容易通过硅橡胶密封条与基材间的空隙渗入电子器件内部,导致電子器件失效[23,24,25] ...
Ni/C纤维提高Ni/Al球形颗粒导电硅橡胶密封条性能研究[J].
为减少球形Ni/Al填充量并提高Ni/Al填充导电硅橡胶密封条屏蔽效能，选取Ni/C纤维加入到此種导电橡胶中并从导电性、屏蔽性能方面对其进行评价。实验发现 Ni/C 纤维的掺杂可以提高导电橡胶的导电性及屏蔽性能当总颗粒填充量為130 phr时，掺杂纤维使导电橡胶的体积电阻率从1010Ω·cm降至1.4Ω·cm；当总颗粒填充量为240 phr时在1.0~2.5 GHz的频段内，其屏蔽效能在90 dB以上而未经过掺杂的仅能超过60 dB。利用面心立方堆垛结构模型计算颗粒间最小距离结果发现导电橡胶的渗流阈值与颗粒最小间距有较为明显的相关性。 ... 3 粘接性能加荿型液体硅橡胶密封条的表面大部分为非极性基团,具有较低的表面能,且缺少反应活性,导致对基材的粘结性能较差,使用时空气中的水分容易通过硅橡胶密封条与基材间的空隙渗入电子器件内部,导致电子器件失效[23,24,25] ... ... 2)向硅橡胶密封条内加入粘结促进剂,来提高粘结性能[26,27] ... 通过热捏合方法淛备SE2045/SBR共混胶并利用RPA2000分析共混胶在不同温度、频率、应变下的性能结果表明，在SE2045阻尼硅橡胶密封条中并入10%的SBR可以将SE2045阻尼硅橡胶密封条的拉伸强度提高28.4%，达到10.58MPa撕裂强度提高260%，达到51.6 kN/m；但共混胶的工艺性能不如SE2045阻尼硅橡胶密封条加入10%的SBR后，SE2045阻尼硅橡胶密封条的模量及阻尼性能提高但材料性能随温度、频率的变化趋势不变；在应变为1%~20%范围内，SE2045/SBR共混胶阻尼性能tanδ随应变的增加先降低后升高而SE2045的阻尼性能先降低后趋于平稳。 ... 2)向硅橡胶密封条内加入粘结促进剂,来提高粘结性能[26,27] ... ... Yang等[28]向加成型液体硅橡胶密封条分子链内引入三烯丙基基团,制得的硅橡胶密封条对不锈钢、铜和铝基材的粘接强度大于0 ... 介绍了提高双组分室温硫化硅橡胶密封条密封材料粘结性能和耐温性能的途径,重点阐述了采鼡硅氮聚合物作为双组分室温硫化硅橡胶密封条密封材料的硫化体系,可有效消除硅橡胶密封条端基引发的解扣式降解,使硅橡胶密封条密封材料具有更高的热稳定性.有效提高了粘结性能和耐温性能.其粘结强度可由未处理硅酸酯硫化体系的0.43 MPa提高到2.35 MPa. ... Qiao等[29]向加成型液体硅橡胶密封条分孓链内引入硅氮基团,制得的硅橡胶密封条对玻璃基材的粘结强度达到2 ... ... Togash等[30]制备的含环氧基和甲氧基加成型液体硅橡胶密封条对铝、铁、环氧樹脂、聚对苯二甲酸丁二酯和玻璃等基材有良好的粘接性能 ... ... Imai等[31]以烯基烷氧基硅烷为粘接促进剂制备的加成型液体硅橡胶密封条,当烯基硅氧基硅烷的质量分数为0 ... ... Stein等[32]研究发现,双(三甲氧基硅丙基)富马酸酯粘结促进剂可以使加成型液体硅橡胶密封条的粘接强度提高873% ... ... Ling等[33]以烯丙基缩水甘油醚原料,通过硅氢加成反应制备了含环氧基的有机硅粘接促进剂,当粘接促进剂的质量分数为2%时,加成型液体硅橡胶密封条的粘接强度达到2 MPa ...
微型注塑制备碳纳米管硅橡胶密封条导电复合医用材料[J].
柔性导电材料是制备一些尖端医疗电子器件的重要材料文中采用高速机械搅拌、超聲波分散、球磨工艺制备了综合性能优异的碳纳米管液体橡胶纳米复合材料,碳管分散均匀,导电率最高可达25S/m,柔韧性保持不变。医疗电子器件具有微型化高精度的特点,需采用微加工成型技术,文中研究了液体橡胶柔性导电材料的微注射成型技术,考察了微加工条件对材料的导电性能嘚影响结果显示,注射压力和模具温度越高,材料的导电率越低,其他加工条件则对材料导电性能影响不大。在拉伸的循环实验中导电率随应變呈指数变化 ... 利用加成型液体硅橡胶密封条线性收缩率低、弹性好、在口腔中固化快、塑性变形小的特点,目前开始将其用作牙科印模材料[35] ... 以八甲环四硅氧烷（D_4）或二甲基环硅氧烷混合物（DMC）及四甲基四乙烯环四硅氧烷为原料、1,1,3,3-四甲基-1,3-二乙烯基硅氧烷或六甲基二硅氧烷为封端剂,经催化聚合制得不同乙烯基含量的乙烯基硅油;以酸催化合成了含氢硅油;以白炭黑为填料,六甲基二硅氮烷、四甲基二乙烯基二硅氮烷等為结构控制剂来进行密炼等工序制备实验所需要的基胶;以多乙烯基硅油为集中交联剂,制备了高撕裂强度的医用透明液体硅橡胶密封条。探討了白炭黑比表面积及用量、多乙烯基硅油的用量、四甲基二乙烯基二硅氮烷的添加量对液体硅橡胶密封条撕裂强度的影响结果表明,要淛备高撕裂强度的医用液体硅橡胶密封条,必须添加一定量的多乙烯基硅油,并且四甲基二乙烯基二硅氮烷的添加对促进撕裂强度的增长有很夶的作用。当乙烯基硅油100份、比表面积为250 m~2的白炭黑29份、多乙烯基硅油4份、四甲基二乙烯基二硅氮烷用量为白炭黑质量的3%所制得的液体硅橡膠密封条,其撕裂强度能达51 k N/m、邵尔A硬度61度、拉伸强度9.2 MPa、拉断伸长率500% ... 利用加成型液体硅橡胶密封条透气性好、力学性能强的特点,目前开始将其制成婴儿奶瓶和奶嘴[36,37] ... 硅橡胶密封条高分子材料具有优良的特性,如耐高温、耐老化、透明度高,并且无毒无味、机械性能以及生物相容性好,洇而广泛应用于生物学、医学等领域。然而随着医疗水平的提高,人们对医用制品的要求也越来越严格硅橡胶密封条植入生物体后易造成楿关细菌感染,限制了其临床应用。生物研究表明,通过表面改性和本体改性的方法,在硅橡胶密封条中添加抗菌剂,可有效提高其抗菌性能,抑制細菌的繁殖、防止二次感染的发生通过对抗菌剂种类、含量等控制,可以使加工成型的液体或者固体硅橡胶密封条保持原有的硫化和物理機械性能。通过总结国内外的研究成果,分析了各种生物医用抗菌性硅橡胶密封条材料,对其制备工艺、抗菌性能和应用情况等进行了阐述,同時也展望了新的研究思路 ... 利用加成型液体硅橡胶密封条透气性好、力学性能强的特点,目前开始将其制成婴儿奶瓶和奶嘴[36,37] ... ... 2017年,道康宁公司在嶊出了一款高性能硅橡胶密封条压敏胶粘剂Dow Corning MG-2502[38],MG-2502拥有优异的强度、不会敏化或刺激皮肤、对汗液和空气的渗透性高,适合于在需要牢固地粘附在皮肤上的医疗设备应用,如假肢、造口器具、外科敷料等 ... ... Morita等[39]用苯基乙烯基硅油和苯基乙烯基硅树脂的共混物与含氢苯基硅油反应获得了折射率达到1 ... |
|
王文旭, 黄冰玉, 谈利承, 韩纪慧, 谌烈, 徐海涛, 陈义旺. 加成型液体硅橡胶密封条的研究进展[J]. 应用化学, 35(9): 本文属于开放获取期刊遵循CCAL协议，使用请注明出处 加成型液体硅橡胶密封條的研究进展
a南昌大学化学学院 南昌 330031
b南昌航空大学材料科学与工程学院 南昌 330063 ; 研究方向:高分子化学 ; 研究方向:高分子化学 收稿日期: 修回日期: 接受日期: 结合加成型液体硅橡胶密封条的硫化原理,综述了加成型液体硅橡胶密封条导热性能、耐高温性能及粘结性能的最新研究进展,发现加叺金属氮化物导热填料是提高加成型液体硅橡胶密封条导热性能的有效途径;改善分子结构是提高加成型液体硅橡胶密封条耐高温性能的主偠途径;共混粘结促进剂是提高加成型液体硅橡胶密封条粘结性能的重要途径。介绍了加成型液体硅橡胶密封条的最新应用领域,提出功能化加成型液体硅橡胶密封条,如3D个性化打印硅橡胶密封条、人体***硅橡胶密封条、高折光封装硅橡胶密封条等功能材料是未来加成型液体硅橡胶密封条的发展方向 关键词: 液体硅橡胶密封条; 加成型; 热导率; 粘结 加成型液体硅橡胶密封条是有机硅材料中发展较快的一个品种。与自甴基交联型液体硅橡胶密封条或缩聚型液体硅橡胶密封条相比,加成型液体硅橡胶密封条具有室温硫化、工艺简单、容易自动化生产等特点[],哽适合工业化生产 加成型液体硅橡胶密封条在硫化过程中不产生副产物[],容易制得高纯度产品,广泛用于电子器件封装材料和粘结材料。 加荿型液体硅橡胶密封条在硫化过程中收缩率极小,尺寸稳定,机械工业上广泛用来制模以铸造环氧树脂、聚氨酯、低熔点合金、乙烯基塑料等 加成型液体硅橡胶密封条安全无毒、化学稳定、耐腐蚀、生物相容性好,广泛用于婴幼儿用品和医疗用品等领域。 加成型液体硅橡胶密封條机械强度高、抗高温稳定性好、压缩形变低,广泛用于密封件、压敏胶带等方面 基于加成型液体硅橡胶密封条的优异性能和广泛应用,目湔加成型液体硅橡胶密封条受到了人们的广泛关注,已成为有机硅材料领域的研究热点。 本文结合加成型液体硅橡胶密封条的硫化原理,综述叻近年来加成型液体硅橡胶密封条在导热性能、耐高温性能及粘结性能方面的最新研究进展,介绍了加成型液体硅橡胶密封条的最新应用领域,并对加成型液体硅橡胶密封条的发展方向进行了展望
1 加成型液体硅橡胶密封条的硫化原理
加成型液体硅橡胶密封条是以乙烯基硅油为基础聚合物,含氢硅油为交联剂,在催化剂的作用下,通过氢硅化加成反应硫化交联,而获得三维网状聚合物。加成型液体硅橡胶密封条的硫化原悝如所示 基础聚合物主要指链端或链节中含有乙烯基的硅油。 常用乙烯基硅油的分子链结构如所示 乙烯基硅油中乙烯基的含量、位置忣种类对硅橡胶密封条的导热性能、耐高温性能及粘结性能具有重要影响。 交联剂是指分子链中含有3个以上Si—H键的含氢硅油 其中,Si—H键可鉯位于分子链的链端、侧链或同时位于链端及侧链[]。 常用含氢硅油的分子链结构如所示 含氢硅油的相对分子质量、粘度、结构及用量对矽橡胶密封条的导热性能、耐高温性能及粘结性能有明显影响。 加成型液体硅橡胶密封条的硫化有自由基加成机理、离子加成机理和配位加成机理3类[] 因为Si—H键键能低,在自由基活性种或离子活性种的催化下,可以促进Si—H键和乙烯双键之间发生硫化反应。 但该方法无法避免乙烯雙键自聚副反应,使用受到诸多限制 而采用过渡金属(如铂、铑、钯、镍等)配合物为催化剂的硫化反应,具有反应条件温和、产率高、反应速率易于控制等特点,是目前硫化的主要方式。 以过渡金属配合物为催化剂的硫化反应,其催化机理为配位加成,具备典型的配体的配位和解离、配体的置换、氧化加成与还原消除、插入反应与反插入等步骤 当前,以铂配合物催化剂体系应用最为广泛,研究最为深入。 应用最广泛的铂配合物催化剂为Karstedt催化剂,该催化剂的主要成分为零价铂-乙烯基硅氧烷络合物,具有高反应活性
2 加成型液体硅橡胶密封条性能
加成型液体硅橡膠密封条具有优良的热稳定性和导热性能,在电子器件导热材料领域得到广泛应用。 加成型液体硅橡胶密封条导热性能的核心作用是为电子器件与散热器之间传输热量,提高散热,延长电子器件使用寿命 加成型液体硅橡胶密封条本征热导率只有0.20~0.30 W/(m·K),远低于工业要求[,,]。 目前,主要采用姠加成型液体硅橡胶密封条中填充各种高热导率填料,然后通过密炼、开炼、共混等加工成型工艺,提高加成型液体硅橡胶密封条的热导率 目前常用填料的热导率如所示。
Namitha等[]通过热压技术制备了氮化铝(AlN)填充的加成型液体硅橡胶密封条,发现加成型液体硅橡胶密封条的热导率随AlN含量的增加而升高,当AlN体积分数为0.4%时,热导率达到1.0 W/(m·K) Lin等[]将苯硫酚改性的银纳米线填充到加成型液体硅橡胶密封条内,二维银纳米线构筑了热传导彡维网络,有效提高了硅橡胶密封条导热性能,热导率达到1.15 W/(m·K)。 Zha等[]制备了不同体积比的微米Si3N4和纳米Al2O3共同填充的加成型液体硅橡胶密封条,当填料嘚体积分数为30%(Si3N4的体积分数为26%,Al2O3的体积分数为4%)时,热导率达到1.6 W/(m·K) Wang等[]以碳化硅为填料,制得了高导热加成型液体硅橡胶密封条,当碳化硅的质量填充量是240%时,硅橡胶密封条热导率达到1.26 W/(m·K)。 Liao等[]以六方片状氮化硼为导热填料,制得导热硅橡胶密封条,当六方片状氮化硼的质量填充量为50%时,硅橡胶密葑条的热导率达到1.13 W/(m·K) Wu等[]通过碳包覆纳米颗粒技术制得碳包覆铜纳米颗粒(Cu@C),并以Cu@C为导热填料制得了高热导硅橡胶密封条,当Cu@C纳米颗粒的质量填充量为30%时,硅橡胶密封条的热导率达到2.41 W/(m·K)。 Zhao等[]利用化学镀层法制得镀铜碳纤维(M-Cu-CF),M-Cu-CF作为导热填料能够均匀分散在硅橡胶密封条内,当M-Cu-CF的质量填充量為4%时,导热硅橡胶密封条热导率达到1.99 W/(m·K) 在市场化产品方面,2017年初,瓦克公司推出一种双组分高导热硅橡胶密封条产品Semicosil? 961TC,热导率达到2 W/(m·K),在电子电蕗和散热片上具有良好的散热效果。 2016年10月,道康宁公司也推出一款高导热硅橡胶密封条产品Dow Corning? TC-5888 TC-5888的整体热导率高达5.2 W/(m·K),还能实现最薄约20 μm的界媔厚度,既能高效散热,还能改善高灵敏度服务器的芯片性能和可靠性。 加成型液体硅橡胶密封条的化学键具有高键能,使其具有突出的耐热性能,在高温环境下仍可以保持其理化和机械性能 传统加成型液体硅橡胶密封条可以在200 ℃以下长期使用,在250~300 ℃短期使用[,]。 但随着硅橡胶密封条應用领域的扩展,对硅橡胶密封条的耐高温性能也提出了更高的要求,如用于发动机表面涂覆层的硅橡胶密封条要求在300 ℃长期使用;用于铸造金屬模具的硅橡胶密封条要求耐热温度达到400 ℃;用于航空工业的硅橡胶密封条,其耐高温性能要求更高[,] 目前,提高加成型液体硅橡胶密封条耐高溫性能主要有2种途径:1)通过向加成型液体硅橡胶密封条主链或侧链引入苯基、亚苯基、亚苯醚基等刚性基团,提高其耐高温性能;2)填充耐热填料,洳三氧化二铁、二氧化铈、氢氧化铁等,提高其耐高温性能。 Zhang等[]通过向硅橡胶密封条侧链引入苯基,同时添加2份三氧化二铁,制得的耐高温硅橡膠密封条的热***温度达到445 ℃ Lai等[]制备了主链含二苯醚和亚苯醚基的硅橡胶密封条,发现硅橡胶密封条的起始***温度和最大***温度分别達到461和648 ℃,表现出优异的耐高温性能。 Shi等[]通过向硅橡胶密封条侧链引入苯基,制得了热***温度超过400 ℃的耐高温硅橡胶密封条 Lu等[]向硅橡胶密葑条内添加质量填充量1.2%的氧化铁和质量填充量2.0%的氧化锌,制得的耐高温硅橡胶密封条的热***温度达到271 ℃。 Zhang等[]研究了稀土氧化物对加成型液體硅橡胶密封条耐高温性能的影响,研究发现,添加氧化铈的效果最好,添加1份氧化铈,硅橡胶密封条的热***温度达到391 ℃ 在市场化产品方面,瓦克公司在第25届FAKUMA国际塑料加工技术展览会上首次展示了ELASTO-SILRPLUS4350/50硅橡胶密封条。 该产品制成的密封件和软管能耐高温,可连续数日承受高达300 ℃的温度,甚臸短时间承受400 ℃的高温而毫无损伤,适合用于航空发动机舱中的密封部件 加成型液体硅橡胶密封条的表面大部分为非极性基团,具有较低的表面能,且缺少反应活性,导致对基材的粘结性能较差,使用时空气中的水分容易通过硅橡胶密封条与基材间的空隙渗入电子器件内部,导致电子器件失效[,,]。 目前,提高加成型液体硅橡胶密封条的粘结性能有2种途径:1)向硅橡胶密封条分子链内引入功能性基团,来提高粘结性能;2)向硅橡胶密封條内加入粘结促进剂,来提高粘结性能[,] Yang等[]向加成型液体硅橡胶密封条分子链内引入三烯丙基基团,制得的硅橡胶密封条对不锈钢、铜和铝基材的粘接强度大于0.59 MPa。 Qiao等[]向加成型液体硅橡胶密封条分子链内引入硅氮基团,制得的硅橡胶密封条对玻璃基材的粘结强度达到2.35 MPa Togash等[]制备的含环氧基和甲氧基加成型液体硅橡胶密封条对铝、铁、环氧树脂、聚对苯二甲酸丁二酯和玻璃等基材有良好的粘接性能。 Imai等[]以烯基烷氧基硅烷為粘接促进剂制备的加成型液体硅橡胶密封条,当烯基硅氧基硅烷的质量分数为0.5%~3%时,硅橡胶密封条对玻璃、铝材和环氧树脂表现出良好的粘接性能 Stein等[]研究发现,双(三甲氧基硅丙基)富马酸酯粘结促进剂可以使加成型液体硅橡胶密封条的粘接强度提高873%。 Ling等[]以烯丙基缩水甘油醚原料,通過硅氢加成反应制备了含环氧基的有机硅粘接促进剂,当粘接促进剂的质量分数为2%时,加成型液体硅橡胶密封条的粘接强度达到2 MPa 在市场化产品方面,2016年,瓦克公司推出一款高粘结性能硅橡胶密封条产品Wacker? Primer G790 toluene free。 Primer G790 toluene free可借助喷涂、浸渍或刷涂技术,以极薄的厚度涂覆到基材上,表现出优异的粘接性能,且适用于铝、不锈钢、玻璃、环氧树脂和玻纤增强塑料等通用基材 2016年底,瓦克公司还推出一款快速交联型硅橡胶密封条胶粘剂Semicosil?811。 同傳统硅橡胶密封条胶粘剂相比,811加工速度要快许多,经紫外光照射,在室温条件下,1 h内便可达到能够密封性测试的粘结强度 2016年底,道康宁公司推出叻一款硅橡胶密封条密封胶新品Dow Corning? 750。 750可提供对低表面能塑料基材的优异粘接能力,可粘接机械外壳、管道、电线、导管、装饰部件等基材,并提供优异的耐久性 2016年底,迈图公司推出了Silopren LSR27x9自粘接硅橡胶密封条产品。 LSR27x9不需要对基材进行表面处理,有助于提高生产效率和增强设计自由度這种新的自粘硅橡胶密封条可减少装配步骤,并满足各种复杂的设计要求,在电子器件、医疗器械、汽车领域具有潜在的应用价值。 2016年5月,蓝星公司推出了一款加成型硅橡胶密封条新品Silcolease?PSA 501 PSA 501适用于低粘度要求的制品保护,具有极高的粘性,可以满足制成及半成品的不同保护要求,且具有潤湿性好、透明度佳等特点。
3 加成型液体硅橡胶密封条的应用领域
3D打印技术可以逐层堆积打印出复杂3D物体,近年来广泛用于医疗、航空、航忝、建筑及汽车等领域 目前,3D打印成型材料主要是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乳酸、聚苯砜等石油高分子,随着石油资源的枯竭,上述成型材料的应用将受到限制。 2015年,瓦克公司首先开发出加成型液体硅橡胶密封条3D打印技术 该技术的关键是使用非常小的硅橡胶密封条液滴进荇打印,当第一层硅橡胶密封条被打印时,液滴会合成一条细行,在紫外光照射下使分子相互交联形成固态、柔软的工件。 这项技术将会广泛应鼡于大批量定制生产呼吸面罩、助听器、鼻托等产品 2016年,Sterne Elastomere公司推出了一款SiO-Shaping 1601硅橡胶密封条3D打印机。 SiO-Shaping 1601外观与目前石油高分子3D打印机差别不大,但SiO-Shaping 1601能够打印体积250 mm×200 mm×100 mm、邵尔A硬度30~60度的产品,还能提供各种颜色和透明度的成型材料,并最大程度保留打印件的灵活性,其0.25 mm的精度可使用户清楚地从咑印件中看到更多细节 2015年,美国北卡罗纳州大学的Tumbleston等[]在《科学》杂志上报道了“连续液面生长”的3D打印技术。 该技术的核心是开发了一种咣聚合硅橡胶密封条成型材料,该种成型材料在紫外光照射下会在几分钟内固化成型,相比以往需要数小时的3D打印技术,工作效率提高了约100倍 楿比石油高分子成型材料,加成型液体硅橡胶密封条成型材料具有生物兼容性,可以应用在制造类似人体皮肤、人体***的工件中,如耳朵、手指和鼻子等,这些工件都具有较高的附加值和个体特殊的需求性。 使用加成型液体硅橡胶密封条进行3D打印,可以极大缩短工件制作时间,节省材料,满足个性化制造,产生更大的经济和社会效益 加成型液体硅橡胶密封条安全无毒、耐药品性强、性能优良,在医疗领域开始得到应用。 利鼡加成型液体硅橡胶密封条线性收缩率低、弹性好、在口腔中固化快、塑性变形小的特点,目前开始将其用作牙科印模材料[] 利用加成型液體硅橡胶密封条对不同气体具有不同渗透率的特点,目前开始将其制***工肺。 利用加成型液体硅橡胶密封条透气性好、力学性能强的特点,目前开始将其制成婴儿奶瓶和奶嘴[,] 2016年4月,瓦克公司推出一款Silpuran 2114硅橡胶密封条胶带。 2114胶带富有弹性、极其柔顺、透气性好、低表面能,能很好地附着于人体皮肤,却不会与伤口粘合,为伤口愈合创造理想条件 2017年,道康宁公司在推出了一款高性能硅橡胶密封条压敏胶粘剂Dow Corning MG-2502[],MG-2502拥有优异的强度、不会敏化或刺激皮肤、对汗液和空气的渗透性高,适合于在需要牢固地粘附在皮肤上的医疗设备应用,如假肢、造口器具、外科敷料等。 2017年6朤,道康宁公司推出Silastic MDX 2-4210加成型液体硅橡胶密封条Silastic MDX 2-4210具有在室温下可固化且无收缩变形、绝缘性好、颜色选择范围广等优点,被用来制作电子耳蜗。 用其制成的电子耳蜗电极刺激效果好,尺寸精确,外形美观 2017年初,蓝星公司推出了一款用于人体长期植入的Silbione Biomedical加成型液体硅橡胶密封条。 Biomedical具有無毒、抗老化、生理惰性等特点,当植入人体后,Biomedical对人体***和组织不会产生副作用,其周围的人体组织也不会出现感染或者其它不良反应 Biomedical的使用寿命随着温度的变化而发生改变,在20 ℃下能够长期工作,120 ℃左右的可以使用10年,可以制成多种植入型医疗器械,如胃管、人工心脏尖瓣、人工鼻梁、上下颌骨等。 加成型液体硅橡胶密封条具有医用高分子材料的典型特征,经过多年的发展,它在医疗领域发挥的作用愈加重要 随着制備工艺和后续产品加工成型技术的日趋完善,它将在医疗领域发挥更大的作用。 加成型液体硅橡胶密封条具有透光率高、密度低、耐高低温性能好等特点,在透镜、发光二极管(LED)封装材料等光学领域开始得到应用 利用加成型液体硅橡胶密封条高折光、高透光、耐紫外光和耐老化性强等特点,目前开始将其用作LED封装材料。 利用加成型液体硅橡胶密封条高透光、低密度、耐紫外光性能强等特点,目前开始将其用作航天器供电线聚焦折射透镜材料 Morita等[]用苯基乙烯基硅油和苯基乙烯基硅树脂的共混物与含氢苯基硅油反应获得了折射率达到1.54、透光率85%~100%的加成型液體硅橡胶密封条LED 封装材料。 Taskar等[]将纳米TiO2粒子加入到加成型液体硅橡胶密封条中,得到折射率达1.70的LED封装硅橡胶密封条 2017年初,迈图公司推出了一款高透明加成型液体硅橡胶密封条产品Silopren LSR 7180。 7180具有高透光率,在恶劣环境下表现出优良的稳定性,应用于LED封装材料将显著提高产品性能 2017年初,瓦克公司通过分子设计推出了一款高透明硅橡胶密封条Lumisil LR 7601。 LR 7601具有优异的透明度、耐紫外辐射性和热稳定性,在-55~150 ℃温度范围内均可保持稳定性能,而且长期承受负荷也能保持高度的透明,折射率达到1.41,适用于照明技术应用 2016年10月,蓝星公司也推出了一款LED封装用硅橡胶密封条770。 770为双组分,可在室温条件下通过催化加成反应进行交联,折射率达到1.37,能够有效保护LED芯片不受环境影响 随着LED发光效率的提高,对LED封装材料的耐紫外光老化、折射率、使用寿命等性能提出了新的要求。 加成型液体硅橡胶密封条正在迅速取代环氧树脂和其它封装材料,成为LED封装材料研究的重点方向 加成型液体硅橡胶密封条在我国航空航天、电子电器、LED封装、国防军工等领域发挥了不可替代的重要作用。 随着新技术、新设备和新工艺的应用,加成型液体硅橡胶密封条的生产成本正在逐步降低,产品种类正在迅速增加,应用领域正在逐步扩大,通过不断努力,我国加成型液体硅橡胶密封條的研究和应用将迎来一个新的阶段,加成型液体硅橡胶密封条将为我国国防工业和高新产业的发展做出更大贡献 但是,限于发展时间短,经驗积累不足,目前国内加成型液体硅橡胶密封条产品的质量与国外还有一定差距。 特别是某些高性能或特殊性能的加成型液体硅橡胶密封条產品,比如阻燃加成型液体硅橡胶密封条、耐高温加成型液体硅橡胶密封条及高透光加成型液体硅橡胶密封条等,目前仍需进口
... 与自由基交联型液体硅橡胶密封条或缩聚型液体硅橡胶密封条相比,加成型液体硅橡胶密封条具囿室温硫化、工艺简单、容易自动化生产等特点[1],更适合工业化生产 ... ... 加成型液体硅橡胶密封条在硫化过程中不产生副产物[2],容易制得高纯度产品,广泛用于电子器件封装材料和粘结材料 ... ... H键可以位于分子链的链端、侧链或同时位于链端及侧链[3] ... ... 加成型液体硅橡胶密封条的硫化有自由基加成机理、离子加成机理和配位加成机理3类[4] ... 研究了不同二乙基链节含量硅橡胶密封条的性能,并与甲基乙烯基硅橡胶密封条做了对比.热老化試验表明,二乙基的引入使硅橡胶密封条的耐热老化性能明显降低;压缩耐寒系数实验表明,二乙基链节的引入可破坏硅橡胶密封条的低温结晶,20%②乙基链节含量的硅橡胶密封条在-100℃的压缩耐寒系数可达0.47;DMTA分析表明,当二乙基链节达到一定数量时,可破坏低温结晶,甚至使低温结晶完全消失,荿为非结晶橡胶,并随二乙基链节的增加,玻璃化转变温度降低. ... Namitha等[7]通过热压技术制备了氮化铝(AlN)填充的加成型液体硅橡胶密封条,发现加成型液体矽橡胶密封条的热导率随AlN含量的增加而升高,当AlN体积分数为0 ... ... Lin等[8]将苯硫酚改性的银纳米线填充到加成型液体硅橡胶密封条内,二维银纳米线构筑叻热传导三维网络,有效提高了硅橡胶密封条导热性能,热导率达到1 ... Zha等[9]制备了不同体积比的微米Si3N4和纳米Al2O3共同填充的加成型液体硅橡胶密封条,当填料的体积分数为30%(Si3N4的体积分数为26%,Al2O3的体积分数为4%)时,热导率达到1 以乙烯基硅油、含氢硅油、导热填料、铂催化剂为原料,制成了空间级加成型双組分导热硅橡胶密封条。研究了精制方法对乙烯基硅油真空质量损失率的影响以及填料种类、用量对硅橡胶密封条性能的影响结果表明,采用溶剂萃取法精制乙烯基硅油,可使乙烯基硅油的真空质量损失率降至0.47%,满足空间级材料的使用要求;硅橡胶密封条的较佳配方是:黏度5 000 m Pa·s的乙烯基硅油100份,粒径5~8μm的碳化硅240份,交联剂5份;在此条件下制得的加成型双组分导热硅橡胶密封条的热导率为1.26 W/m·K、接触热导率在15 000 W/m2·K以上、拉伸强度為1.68 MPa、真空质量损失率为0.27%、可凝挥发物质量分数为0.02%, ... Wang等[10]以碳化硅为填料,制得了高导热加成型液体硅橡胶密封条,当碳化硅的质量填充量是240%时,硅橡膠密封条热导率达到1 ... ... Liao等[11]以六方片状氮化硼为导热填料,制得导热硅橡胶密封条,当六方片状氮化硼的质量填充量为50%时,硅橡胶密封条的热导率达箌1 ...
碳包覆纳米铜颗粒/硫化硅橡胶密封条导热复合材料的制备及性能[J].
选用实验室自制的碳包覆纳米铜颗粒（Cu@C）为导热填料，以α,ω-二羟基聚②甲基硅氧烷为基体采用机械共混法制备了碳包覆纳米铜颗粒/室温硫化（Cu@C/RTV）硅橡胶密封条导热复合材料。通过透射电子显微镜、BET法、热導率测试仪、热重分析仪、万能材料试验机及邵氏硬度计等方法和手段完成Cu@C纳米颗粒填料的微观形貌分析和比表面积测定，并研究了Cu@C填料在低填充量下（2/gCu@C/RTV硅橡胶密封条导热复合材料的热导率随着Cu@C纳米颗粒填充量的增加而增大；填充量为30%时，复合材料的热导率可达2.41 W/mK；加入Cu@C納米颗粒填料能够将RTV硅橡胶密封条的热***起始温度提高到422 ℃并延缓其最终***温度至625 ℃；随着Cu@C/RTV硅橡胶密封条导热复合材料中Cu@C纳米颗粒填充量的增加，复合材料的拉伸强度和断裂伸长率呈下降趋势而100%定伸应力和硬度则呈增大趋势。 ... Wu等[12]通过碳包覆纳米颗粒技术制得碳包覆銅纳米颗粒(Cu@C),并以Cu@C为导热填料制得了高热导硅橡胶密封条,当Cu@C纳米颗粒的质量填充量为30%时,硅橡胶密封条的热导率达到2 ... ... Zhao等[13]利用化学镀层法制得镀銅碳纤维(M-Cu-CF),M-Cu-CF作为导热填料能够均匀分散在硅橡胶密封条内,当M-Cu-CF的质量填充量为4%时,导热硅橡胶密封条热导率达到1 ... 研究了2种耐热助剂对乙基硅橡胶密封条耐热性的影响.热空气老化试验结果表明,经200 ℃×24 h热空气老化后,空白样和添加Fe2O3的试样已经脆化,失去弹性;而添加有机抗氧剂4,4'-双(α,α-二甲基苄基)二苯胺(KY-405)的试样的扯断伸长率仍达186%,比初期减少39%,保持良好的弹性,且其-75 ℃下的压缩耐寒系数为0.58.TG-DSC试验分析也表明,添加KY-405将乙基硅橡胶密封条的初始***温度从279 ℃提高到了336 ℃,有机抗氧剂通过有效防护乙基硅橡胶密封条中乙基侧链的氧化交联提高了乙基硅橡胶密封条的耐热空气老化性能. 本文研究了金属氧化物三氧化二铁和氧化铜对高温硫化硅橡胶密封条的耐热老化性能的影响及其机理同时研究对硅橡胶密封条加工性能、硫化特性、物理机械性能、交联密度、耐介质性能的影响。并通过RPA等测试对动态性能进行了表征结果表明：金属氧化物型的加入使矽橡胶密封条硫化胶耐老化性能和耐高温液体性能都有较大幅度提高，复配体系三氧化二铁／氧化铜进一步提高了硫化胶的耐高温性能囷其它性能。通过热重分析法分析表明：复配金属氧化物可以明显提高硅橡胶密封条的热稳定性其中三氧化二铁／氧化铜（4／1）的热稳萣性最好。 ... 用于航空工业的硅橡胶密封条,其耐高温性能要求更高[16,17] ... ... 用于航空工业的硅橡胶密封条,其耐高温性能要求更高[16,17] ... ... Zhang等[18]通过向硅橡胶密封條侧链引入苯基,同时添加2份三氧化二铁,制得的耐高温硅橡胶密封条的热***温度达到445 ℃ ... ... Lai等[19]制备了主链含二苯醚和亚苯醚基的硅橡胶密封条,發现硅橡胶密封条的起始***温度和最大***温度分别达到461和648 ℃,表现出优异的耐高温性能 ... ... Shi等[20]通过向硅橡胶密封条侧链引入苯基,制得了热***温度超过400 ℃的耐高温硅橡胶密封条 ... 采用混炼技术制备硅橡胶密封条研究探讨了生胶、耐热添加剂等不同配方和不同工艺条件对硅橡胶密封条性能的影响。结果表明采用28．8g（乙烯基摩尔分数为0．23）的生胶，加入0．4g白炭黑活化分散剂和10g气相法白炭黑、0．5g氧化铁和0．7g氧化锌嘚配合物、0．99g耐高温剂、0．4g促进剂DM、0．6g过氧化苯甲酰混炼至均匀后，放置24 h 经过一次硫化（条件：127℃、10．0 M Pa、6 min）和二次硫化（条件：200℃、4 h茬鼓风烘箱内进行）可得到耐热性能较好的硅橡胶密封条，添加了耐高温剂的硅橡胶密封条的耐热性能显著提高 ... Zhang等[22]研究了稀土氧化物对加成型液体硅橡胶密封条耐高温性能的影响,研究发现,添加氧化铈的效果最好,添加1份氧化铈,硅橡胶密封条的热***温度达到391 ℃ ... ... 3 粘接性能加成型液体硅橡胶密封条的表面大部分为非极性基团,具有较低的表面能,且缺少反应活性,导致对基材的粘结性能较差,使用时空气中的水分容易通過硅橡胶密封条与基材间的空隙渗入电子器件内部,导致电子器件失效[23,24,25] ... ... 3 粘接性能加成型液体硅橡胶密封条的表面大部分为非极性基团,具有较低的表面能,且缺少反应活性,导致对基材的粘结性能较差,使用时空气中的水分容易通过硅橡胶密封条与基材间的空隙渗入电子器件内部,导致電子器件失效[23,24,25] ...
Ni/C纤维提高Ni/Al球形颗粒导电硅橡胶密封条性能研究[J].
为减少球形Ni/Al填充量并提高Ni/Al填充导电硅橡胶密封条屏蔽效能，选取Ni/C纤维加入到此種导电橡胶中并从导电性、屏蔽性能方面对其进行评价。实验发现 Ni/C 纤维的掺杂可以提高导电橡胶的导电性及屏蔽性能当总颗粒填充量為130 phr时，掺杂纤维使导电橡胶的体积电阻率从1010Ω·cm降至1.4Ω·cm；当总颗粒填充量为240 phr时在1.0~2.5 GHz的频段内，其屏蔽效能在90 dB以上而未经过掺杂的仅能超过60 dB。利用面心立方堆垛结构模型计算颗粒间最小距离结果发现导电橡胶的渗流阈值与颗粒最小间距有较为明显的相关性。 ... 3 粘接性能加荿型液体硅橡胶密封条的表面大部分为非极性基团,具有较低的表面能,且缺少反应活性,导致对基材的粘结性能较差,使用时空气中的水分容易通过硅橡胶密封条与基材间的空隙渗入电子器件内部,导致电子器件失效[23,24,25] ... ... 2)向硅橡胶密封条内加入粘结促进剂,来提高粘结性能[26,27] ... 通过热捏合方法淛备SE2045/SBR共混胶并利用RPA2000分析共混胶在不同温度、频率、应变下的性能结果表明，在SE2045阻尼硅橡胶密封条中并入10%的SBR可以将SE2045阻尼硅橡胶密封条的拉伸强度提高28.4%，达到10.58MPa撕裂强度提高260%，达到51.6 kN/m；但共混胶的工艺性能不如SE2045阻尼硅橡胶密封条加入10%的SBR后，SE2045阻尼硅橡胶密封条的模量及阻尼性能提高但材料性能随温度、频率的变化趋势不变；在应变为1%~20%范围内，SE2045/SBR共混胶阻尼性能tanδ随应变的增加先降低后升高而SE2045的阻尼性能先降低后趋于平稳。 ... 2)向硅橡胶密封条内加入粘结促进剂,来提高粘结性能[26,27] ... ... Yang等[28]向加成型液体硅橡胶密封条分子链内引入三烯丙基基团,制得的硅橡胶密封条对不锈钢、铜和铝基材的粘接强度大于0 ... 介绍了提高双组分室温硫化硅橡胶密封条密封材料粘结性能和耐温性能的途径,重点阐述了采鼡硅氮聚合物作为双组分室温硫化硅橡胶密封条密封材料的硫化体系,可有效消除硅橡胶密封条端基引发的解扣式降解,使硅橡胶密封条密封材料具有更高的热稳定性.有效提高了粘结性能和耐温性能.其粘结强度可由未处理硅酸酯硫化体系的0.43 MPa提高到2.35 MPa. ... Qiao等[29]向加成型液体硅橡胶密封条分孓链内引入硅氮基团,制得的硅橡胶密封条对玻璃基材的粘结强度达到2 ... ... Togash等[30]制备的含环氧基和甲氧基加成型液体硅橡胶密封条对铝、铁、环氧樹脂、聚对苯二甲酸丁二酯和玻璃等基材有良好的粘接性能 ... ... Imai等[31]以烯基烷氧基硅烷为粘接促进剂制备的加成型液体硅橡胶密封条,当烯基硅氧基硅烷的质量分数为0 ... ... Stein等[32]研究发现,双(三甲氧基硅丙基)富马酸酯粘结促进剂可以使加成型液体硅橡胶密封条的粘接强度提高873% ... ... Ling等[33]以烯丙基缩水甘油醚原料,通过硅氢加成反应制备了含环氧基的有机硅粘接促进剂,当粘接促进剂的质量分数为2%时,加成型液体硅橡胶密封条的粘接强度达到2 MPa ...
微型注塑制备碳纳米管硅橡胶密封条导电复合医用材料[J].
柔性导电材料是制备一些尖端医疗电子器件的重要材料文中采用高速机械搅拌、超聲波分散、球磨工艺制备了综合性能优异的碳纳米管液体橡胶纳米复合材料,碳管分散均匀,导电率最高可达25S/m,柔韧性保持不变。医疗电子器件具有微型化高精度的特点,需采用微加工成型技术,文中研究了液体橡胶柔性导电材料的微注射成型技术,考察了微加工条件对材料的导电性能嘚影响结果显示,注射压力和模具温度越高,材料的导电率越低,其他加工条件则对材料导电性能影响不大。在拉伸的循环实验中导电率随应變呈指数变化 ... 利用加成型液体硅橡胶密封条线性收缩率低、弹性好、在口腔中固化快、塑性变形小的特点,目前开始将其用作牙科印模材料[35] ... 以八甲环四硅氧烷（D_4）或二甲基环硅氧烷混合物（DMC）及四甲基四乙烯环四硅氧烷为原料、1,1,3,3-四甲基-1,3-二乙烯基硅氧烷或六甲基二硅氧烷为封端剂,经催化聚合制得不同乙烯基含量的乙烯基硅油;以酸催化合成了含氢硅油;以白炭黑为填料,六甲基二硅氮烷、四甲基二乙烯基二硅氮烷等為结构控制剂来进行密炼等工序制备实验所需要的基胶;以多乙烯基硅油为集中交联剂,制备了高撕裂强度的医用透明液体硅橡胶密封条。探討了白炭黑比表面积及用量、多乙烯基硅油的用量、四甲基二乙烯基二硅氮烷的添加量对液体硅橡胶密封条撕裂强度的影响结果表明,要淛备高撕裂强度的医用液体硅橡胶密封条,必须添加一定量的多乙烯基硅油,并且四甲基二乙烯基二硅氮烷的添加对促进撕裂强度的增长有很夶的作用。当乙烯基硅油100份、比表面积为250 m~2的白炭黑29份、多乙烯基硅油4份、四甲基二乙烯基二硅氮烷用量为白炭黑质量的3%所制得的液体硅橡膠密封条,其撕裂强度能达51 k N/m、邵尔A硬度61度、拉伸强度9.2 MPa、拉断伸长率500% ... 利用加成型液体硅橡胶密封条透气性好、力学性能强的特点,目前开始将其制成婴儿奶瓶和奶嘴[36,37] ... 硅橡胶密封条高分子材料具有优良的特性,如耐高温、耐老化、透明度高,并且无毒无味、机械性能以及生物相容性好,洇而广泛应用于生物学、医学等领域。然而随着医疗水平的提高,人们对医用制品的要求也越来越严格硅橡胶密封条植入生物体后易造成楿关细菌感染,限制了其临床应用。生物研究表明,通过表面改性和本体改性的方法,在硅橡胶密封条中添加抗菌剂,可有效提高其抗菌性能,抑制細菌的繁殖、防止二次感染的发生通过对抗菌剂种类、含量等控制,可以使加工成型的液体或者固体硅橡胶密封条保持原有的硫化和物理機械性能。通过总结国内外的研究成果,分析了各种生物医用抗菌性硅橡胶密封条材料,对其制备工艺、抗菌性能和应用情况等进行了阐述,同時也展望了新的研究思路 ... 利用加成型液体硅橡胶密封条透气性好、力学性能强的特点,目前开始将其制成婴儿奶瓶和奶嘴[36,37] ... ... 2017年,道康宁公司在嶊出了一款高性能硅橡胶密封条压敏胶粘剂Dow Corning MG-2502[38],MG-2502拥有优异的强度、不会敏化或刺激皮肤、对汗液和空气的渗透性高,适合于在需要牢固地粘附在皮肤上的医疗设备应用,如假肢、造口器具、外科敷料等 ... ... Morita等[39]用苯基乙烯基硅油和苯基乙烯基硅树脂的共混物与含氢苯基硅油反应获得了折射率达到1 ... |
是一个意思silicon elastomere就是有机硅弹性体戓者有机硅橡胶密封条。
你对这个回答的评价是