硼硅樹脂增粘劑對(duì)電子、陶瓷硅膠性能的影響

梁廣偉 梁廣強(qiáng)

摘 要：以硼硅樹脂（BSR）為增粘劑，制備了具有良好粘接性能的電子、陶瓷硅膠。研究了它對(duì)有機(jī)硅膠性能的影響。結(jié)果表明BSR可以明顯提高有機(jī)硅膠的粘接性能。當(dāng)BSR用量為1.0份時(shí)，有機(jī)硅膠的綜合性能較好，對(duì)Al和PPA基材的粘接剪切強(qiáng)度分別為4.25MPa和2.06MPa，拉伸強(qiáng)度為3.67MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為51%，邵氏D硬度為49，折射率為1.532，透光率為90%，粘度為2950mPa·s。

關(guān)鍵詞：硼硅樹脂;增粘劑;電子、陶瓷硅膠

1 前 言

瓷磚在加工過(guò)程中，為了達(dá)到防污要求，需要用納米液（A液）、有機(jī)硅助劑（B液）對(duì)其進(jìn)行表面處理。目前市場(chǎng)上A液主要為硅溶膠，B液為硅膠、硅油、硅樹脂等。為了提高穩(wěn)定性、可靠性和耐久性等，也常常需要用到有機(jī)硅膠[1]。加成型有機(jī)硅膠（簡(jiǎn)稱硅膠）固化時(shí)鉑催化劑的使用量較少，不產(chǎn)生副產(chǎn)物，可以深層固化，固化后不收縮，有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和電性能，是極有發(fā)展前景的高性能材料[2]。然而，普通的加成型有機(jī)硅膠在應(yīng)用中存在固化后表面絕大部分為非極性的有機(jī)基團(tuán)，對(duì)電子、陶瓷基材的粘接性差，這嚴(yán)重限制了加成型有機(jī)硅膠的應(yīng)用范圍[3-4]。

本實(shí)驗(yàn)以硼硅樹脂（BSR）為增粘劑，制備了具有良好粘接性能的電子、陶瓷硅膠。研究了它對(duì)有機(jī)硅膠性能的影響。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 主要原料

苯基乙烯基硅樹脂（PVSR）：乙烯基的含量為 3.19wt%，折射率為1.535，自制;

苯基含氫硅油（HMNDP）：活性氫質(zhì)量分?jǐn)?shù) 0.57%，折射率為1.496，自制;

硼硅樹脂（BSR）：粘度為4100mPa·s，折射率為1.544，自制;

鉑催化劑：鉑的含量為1000ppm，日本信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社;

1-乙炔基環(huán)己醇：分析純，廣德金邦化工有限公司。

2.2 儀器與設(shè)備

電動(dòng)攪拌機(jī)：型號(hào)JB-25型，上海南匯慧明儀器廠;

真空干燥箱：型號(hào)DZF-6050，上海市新苗醫(yī)療器械制造有限公司;

沖片機(jī)：型號(hào)ZY-1025，揚(yáng)州正藝試驗(yàn)機(jī)械有限公司;

電腦式材料拉力試驗(yàn)機(jī)：型號(hào)LK-103B，東莞力控儀器科技有限公司;

硬度計(jì)：型號(hào)LX-A，無(wú)錫市前洲測(cè)量?jī)x器廠;

阿貝折射儀：型號(hào)WYA-2W，上海申光儀器儀表有限公司;

紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：型號(hào)Lambda 950，美國(guó)PerkinElmer公司;

旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)：型號(hào)NDJ-1，上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司。

2.3 電子、陶瓷有機(jī)硅膠的制備

將80份PVSR、20份HMNDP、適量BSR和0.01份1-乙炔基環(huán)己醇在電動(dòng)攪拌機(jī)的作用下混合均勻，然后加入0.2份鉑催化劑，攪拌均勻，最后將混合物在真空干燥箱中真空脫泡20min，倒入模具先在80℃下固化1h，然后在150℃下固化3h，制成試樣進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試。

2.4 測(cè)試與表征

2.4.1 粘接性能測(cè)試

采用GB/T 13936-1992標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定有機(jī)硅膠對(duì)鋁片（Al）和聚鄰苯二甲酰胺（PPA）的粘接剪切強(qiáng)度，評(píng)價(jià)硅膠的粘接性能。

2.4.2 力學(xué)性能測(cè)試

拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率按照GB/T 528-2009標(biāo)準(zhǔn)用電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)定，試樣為啞鈴型，厚度為2mm，拉伸速率為500mm/min。

邵氏D硬度按照GB/T 531.1-2008標(biāo)準(zhǔn)用硬度計(jì)測(cè)定。

2.4.3 折射率測(cè)試

硅膠在25℃時(shí)的折射率采用阿貝折射儀測(cè)定。

2.4.4 透光率測(cè)試

用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定硅膠固化樣品的透光率，硅膠的厚度為2mm。

2.4.5粘度測(cè)試

粘度按GB/T 2794-1995標(biāo)準(zhǔn)用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定。

3 結(jié)果與討論

3.1 BSR對(duì)加成型有機(jī)硅膠粘接性能的影響

圖1為BSR用量對(duì)加成型有機(jī)硅膠粘接性能的影響。從圖中可以看出，隨著BSR用量增加到1.0份，有機(jī)硅膠對(duì)Al和PPA基材的粘接性能有明顯的改善，表明BSR是一種增粘效果較好的增粘劑。繼續(xù)增加BSR用量時(shí)，有機(jī)硅膠剪切強(qiáng)度開(kāi)始下降。這可能是由于BSR可以通過(guò)擴(kuò)散作用遷移到基材表面并與其產(chǎn)生相互作用，隨著BSR用量的增加，基材表面BSR覆蓋的面積越大，因此有機(jī)硅膠的粘接性能提高。但通常起增粘作用的是一到三層增粘劑分子[5]，因此BSR的最佳用量為1.0份。

3.2 BSR對(duì)加成型有機(jī)硅膠力學(xué)性能的影響

表1為BSR用量對(duì)加成型有機(jī)硅膠力學(xué)性能的影響。由表可知，隨著BSR用量的增加，有機(jī)硅膠的拉伸強(qiáng)度和硬度減小，斷裂伸長(zhǎng)率增大。這可能是因?yàn)锽SR用量越大，SiH鍵與C=C雙鍵的摩爾比越小，對(duì)有機(jī)硅膠的力學(xué)性能產(chǎn)生負(fù)面影響。但由于BSR用量較少，對(duì)有機(jī)硅膠力學(xué)性能的影響較小。當(dāng)BSR用量為1.0份時(shí)，有機(jī)硅膠的拉伸強(qiáng)度為3.67MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為51%，邵氏D硬度為49，有機(jī)硅膠仍具有較好的力學(xué)性能。

3.3 BSR對(duì)加成型有機(jī)硅膠折射率的影響

表2為BSR用量對(duì)加成型有機(jī)硅膠折射率的影響。從表中可以看出，當(dāng)BSR用量低于2.5份時(shí)，對(duì)有機(jī)硅膠的折射率沒(méi)有影響。這是因?yàn)锽SR的折射率為1.544，與有機(jī)硅膠的折射率接近，而且其用量不大，因此對(duì)有機(jī)硅膠的折射率無(wú)影響。

3.4 BSR對(duì)加成型有機(jī)硅膠透光率的影響

圖2為BSR用量有機(jī)硅的透光率。由圖可知，隨著BSR用量增加到2.5份，有機(jī)硅膠在450nm處的透光率由90%下降為88%，變化不大。當(dāng)BSR的用量為1.0份時(shí)，有機(jī)硅膠在450nm處的透光率仍為90%，滿足使用要求。

3.5 BSR對(duì)加成型有機(jī)硅膠粘度的影響

表3為BSR用量對(duì)加成型有機(jī)硅膠粘度的影響。從表中可以看出，隨著BSR用量增加，有機(jī)硅膠的粘度變化較小。當(dāng)BSR的用量為1.0份時(shí)，有機(jī)硅膠的粘度為2950mPa·s。這是因?yàn)锽SR的粘度（4100mPa·s）與有機(jī)硅膠的粘度相差不太大，并且其用量較少，因此對(duì)有機(jī)硅膠的粘度影響較小。

4 結(jié)論

BSR對(duì)電子、陶瓷有機(jī)硅膠的性能有較大影響。當(dāng)其用量為1.0份時(shí)，有機(jī)硅膠的綜合性能較佳，對(duì)Al和PPA基材的剪切強(qiáng)度分別為4.25MPa和2.06MPa，拉伸強(qiáng)度為3.67MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為51%，邵氏D硬度為49，折射率為1.532，透光率為90%，粘度為2950mPa·s。

參考文獻(xiàn)

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Effect of the Borosilicone Resin Adhesion Promoter on the Properties of Electronic and Ceramic Silicone Encapsulant

LIANG Guang-wei，LIANG Guang-qiang

（GuangDong Sheensun Technology Co.， Ltd.， Foshan 528145 ）

Abstract： Electronic and ceramic silicone encapsulant with good adhesion was prepared with borosilicone resin （BSR） as adhesion promoter. The influence of BSR on the properties of? silicone encapsulant were investigated. The results showed BSR could markedly improve the adhesion strength of silicone encapsulant. When the content of BSR was 1phr， silicone encapsulant possessed good comprehensive performance. The adhesion shear strength was 4.25MPa and 2.06MPa for Al and PPA substrate， respectively. The tensile strength was 3.67MPa， the elongation at break was 51%， the Shore D hardness was 49， the refractive index was 1.532， the transmittance was 90%， and the viscosity was 2950mPa·s.

Keywords：? borosilicone resin;adhesion promoter;electronic and ceramic silicone encapsulant