二、發展史
● 40 年代初,GE 科學家羅喬發明了“直接法合成”甲基氯矽烷的技術,為有機矽的發展奠定了最重要的基礎。
● 40年代-50年代,有機矽進入發展期,國外大型化學企業如道康寧、信越紛紛建立基礎聚合物製造工廠及套用開發。
● 50年代,中國有機矽研究發展起源於國防需求,由北化和沈化合併成立四川晨光化工研究院開展國防有機矽產品的套用研究。
● 近代,有機矽產品種類、套用範圍都得到快速的發展,產品套用涵蓋粘接、密封、導熱、防水、絕緣、導電、生理醫療、民用製品等等。
● 發展趨勢,隨著人類對節約能源、環境保護的要求越來越高,傳統有機材料如氯丁橡膠、溶劑膠、環氧膠、PU膠等將會受到越來越多的限制,有機矽橡膠環保、耐候、耐酸鹼、耐高低溫,防水、低離子、生理惰性等獨特的特性必將得到更廣泛的套用。
目前,市場主要有機矽製造商有:
道康寧(康寧玻璃+陶氏化學);
邁圖(收購GE有機矽;
瓦克;
信越;
藍星(收購羅地亞有機矽);
新亞新材料SLD系列有機矽產品,為電子元件組裝和工業裝配提供詳盡的解決方案。選擇合適的產品主要取決於客戶的製造工藝、操作要求、固化條件、設備器材和對材料性能的要求。
三、分類及固化原理
1、分類
① 縮合固化型
室溫下接觸空氣中的濕氣固化成彈性的有機矽橡膠,有單組份(1–P)、雙組份(2-P)之分。依據固化副產物的結構,單組份RTV可分為脫肟(Oxime)、 脫醇(Alkoxy),脫丙酮(Acetone)和脫酸(Acetoxy )等類型。
② 加成固化型
在加熱或室溫下固化成彈性的有機矽橡膠,有單組份(1–P)、雙組份(2-P)之分。
2、固化原理
縮合反應:交聯劑遇到空氣中濕氣發生水解反應,在催化劑作用下與聚甲基矽氧烷(-OH羥基封端)交聯。
加成反應:固化劑與乙烯基(-CH=CH-)矽油在鉑金催化劑作用下交聯。
四、組成
五、優點和特性
RTV有機矽橡膠因其獨特的分子結構,決定了其在苛刻工作環境下所能表現出的優異的熱穩定性、彈性、耐濕性、介電穩定性、對基材的粘附性、低離子雜質以及與加工工藝的兼容特性,為電子電器產品的長期壽命提供了可靠的保障。
相對傳統的聚氨酯、環氧樹脂材料具有明顯的優勢,比較如下:
六、低分子(D3-D10)
低分子,Low Volitile siloxane(LV),即低揮發性小分子矽氧烷,是有機矽原材料合成過程中釋放出來的小分子環體物質,分子式[(CH3)2 Si O]n(n = 3 - 10)。
早在70年代中期,日本Jateishi電子公司的Yoshmura等人發現:由於矽橡膠中殘存有少量低分子聚矽氧烷,當其製品在電子電氣中長期使用時,特別是在較苛刻的條件下容易造成電接觸失效。見下圖:
低分子存在於RTV中,產品固化時、固化後都會以氣體形式緩慢釋放出來,在密閉體系下,其最終將停留在PCB表面、元器件、接插口、開關、光學鏡面等位置,會導致電聯接點失效、LED及汽車燈罩鏡面發霧、開關短路、絲印油墨附著失效等等明顯或潛在危害。
低分子是制約有機矽套用最不利因素之一,軍工、航空、航天、醫療電子、光電子等高可靠性產品對其都有嚴格要求。隨著人們對產品品質可靠性認識的加深,越來越多的國外客戶開始重視低分子問題。
新亞新材料,從研發RTV系列產品之初就高度關注並加以嚴格管控。在原材料合成階段即採用特殊去低分子工藝措施,在實驗室配備GC/MS、IC離子色譜等專業檢測設備,並與第三方交流測試方法和經驗。已成功配合眾多國外客戶對低分子的要求。
進一步了解請低分子問題,請詳見《矽橡膠中低分子(聚矽氧烷)的危害》。
七、套用領域
RTV廣泛套用在軍工、航空航天、電子、電氣、太陽能、LED、平板顯示、開關電源、家電、PCBA等場合。