工業(yè)硅凝膠的制備方法有哪些？
行業(yè)資訊|
2025-03-10|
迪蒙龍
工業(yè)硅凝膠的制備方法主要分為**單組份型**和**雙組份型**，具體工藝根據(jù)固化方式、成分設(shè)計(jì)及應(yīng)用需求有所差異。以下是主要制備方法及關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)：
### **一、單組份硅凝膠制備**
**特點(diǎn)**：預(yù)先混合所有組分，密封儲(chǔ)存，使用時(shí)通過濕氣或加熱觸發(fā)固化。
**核心步驟**：
1. **原料預(yù)處理**
- **基礎(chǔ)聚合物**：聚二甲基硅氧烷（PDMS）需脫水處理，避免水分影響交聯(lián)反應(yīng)。
- **交聯(lián)劑**：含氫硅油按比例加入，控制交聯(lián)密度（影響硬度）。
- **催化劑**：加成型（鉑金催化劑）或縮合型（有機(jī)錫催化劑）需分散均勻。
- **填料與添加劑**：二氧化硅（增稠）、氧化鋁（導(dǎo)熱）、阻燃劑等通過高速攪拌分散。
2. **混合工藝**
- 在真空環(huán)境下混合，避免氣泡殘留，影響產(chǎn)品透明度和機(jī)械性能。
- 需嚴(yán)格控制溫度（通?！?0℃），防止催化劑提前激活。
3. **封裝與儲(chǔ)存**
- 單組份產(chǎn)品需隔絕濕氣，采用鋁管或密封桶包裝，保質(zhì)期通常為6-12個(gè)月。
**固化方式**：
- **濕氣固化**：暴露于空氣中水分后交聯(lián)，適合室溫下小面積灌封（如電子元件密封）。
- **加熱固化**：需加熱至80~150℃激活反應(yīng)，固化速度快（10分鐘至數(shù)小時(shí)），適合流水線生產(chǎn)。
### **二、雙組份硅凝膠制備**
**特點(diǎn)**：A、B兩組分分開儲(chǔ)存，使用前按比例混合后固化，工藝靈活性高。
**核心步驟**：
1. **A組份（基礎(chǔ)膠）制備**
- PDMS與交聯(lián)劑（如乙烯基硅油）、催化劑（鉑金）、填料混合，真空脫泡。
- 部分配方中A組份含活性基團(tuán)（如乙烯基），需避光儲(chǔ)存防止自聚。
2. **B組份（交聯(lián)劑）制備**
- 含氫硅油與抑制劑（如炔醇類）混合，抑制過早交聯(lián)，確保兩組分混合后有足夠操作時(shí)間。
3. **混合與固化**
- A、B組份按比例（通常1:1或10:1）混合，高速攪拌均勻后真空脫泡。
- 固化條件靈活：室溫或加熱（如60~120℃），時(shí)間從30分鐘到24小時(shí)不等，可通過催化劑用量調(diào)節(jié)。
**優(yōu)勢(shì)**：
- 可調(diào)節(jié)固化時(shí)間、硬度（邵氏A 10~80）及導(dǎo)熱系數(shù)（0.5~2.0 W/(m·K)），滿足不同工業(yè)需求。
### **三、關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)**
1. **交聯(lián)反應(yīng)控制**
- **加成型固化**：鉑金催化劑活性高，需避免硫、磷、氮等抑制劑污染，適用于精密電子灌封。
- **縮合型固化**：有機(jī)錫催化劑成本低，但固化過程釋放副產(chǎn)物（如甲醇），需通風(fēng)環(huán)境。
2. **填料分散技術(shù)**
- 納米級(jí)二氧化硅需表面處理（如硅烷偶聯(lián)劑），防止團(tuán)聚，提升力學(xué)性能。
- 高導(dǎo)熱氧化鋁添加量可達(dá)60%以上，需優(yōu)化分散工藝避免黏度驟增。
3. **應(yīng)用導(dǎo)向設(shè)計(jì)**
- **高導(dǎo)熱型**：添加氧化鋁、氮化硼等填料，用于電池組散熱。
- **低硬度型**：減少交聯(lián)劑比例，提升彈性（邵氏A <20），用于敏感元件緩沖。
- **阻燃型**：添加氫氧化鋁、磷系阻燃劑，滿足UL94 V-0標(biāo)準(zhǔn)。
### **四、典型應(yīng)用場(chǎng)景**
- **電子灌封**：雙組份加成型工藝，確保無副產(chǎn)物污染電路。
- **汽車電池密封**：?jiǎn)谓M份加熱固化，快速生產(chǎn)且耐電解液腐蝕。
- **模具復(fù)制**：低硬度雙組份縮合型，易脫模且成本低。
### **五、注意事項(xiàng)**
1. 避免與胺類、硫醇類物質(zhì)接觸，防止催化劑中毒。
2. 固化溫度需根據(jù)產(chǎn)品厚度調(diào)整，厚制品需梯度升溫避免內(nèi)部應(yīng)力。
3. 儲(chǔ)存時(shí)需避光、防潮，雙組份需分開存放。
工業(yè)硅凝膠的制備需結(jié)合目標(biāo)性能（如硬度、導(dǎo)熱性、固化速度）及生產(chǎn)條件選擇工藝，通過配方優(yōu)化和工藝控制實(shí)現(xiàn)材料功能化。
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