一種雙組份硅膠材料及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及耐高溫硅膠技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙組份硅膠材料及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]PTC(Positive Temperature Coefficient，熱敏電阻)加熱器采用PTCR(正溫?zé)崦綦娮?熱敏陶瓷元件，是由若干單片組合后與波紋散熱鋁條經(jīng)高溫膠粘接組成的，具有熱阻小和換熱效率高的優(yōu)點(diǎn)。它的最大優(yōu)點(diǎn)在于其安全性，表現(xiàn)為:當(dāng)風(fēng)機(jī)故障停止工作時(shí)，PTC加熱器因無(wú)法充分散熱，從而導(dǎo)致其功率迅速下降，此時(shí)加熱器的表面溫度將控制在居里溫度附近，從而有效避免了電熱管類加熱器表面的“發(fā)紅”現(xiàn)象，排除了事故隱患。
[0003]PTC陶瓷加熱器作為一種安全可靠的加熱方式，已經(jīng)在暖風(fēng)機(jī)、空調(diào)、干衣機(jī)等家用電器上得到了廣泛的應(yīng)用。PTC加熱器性能取決于完善的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、優(yōu)質(zhì)的材料以及精良的制作工藝。其中，用于PTC陶瓷與鋁片的耐熱粘接和密封材料至關(guān)重要，這種材料決定了PTC陶瓷加熱器的耐壓(擊穿)及老化(功率衰減)性能。
[0004]具有絕緣性、抗震抗壓性、耐高溫性和高導(dǎo)熱性的硅膠是PTC加熱器耐熱粘接的首選材料。單組份室溫硫化硅橡膠(例如704硅橡膠)可以在-50°C?250°C的范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用，雖然其是一種粘接性好、強(qiáng)度高、無(wú)腐蝕性的單組份室溫硫化硅橡膠，但是單組份硅膠屬于脫醇型的縮合型硅膠，其反應(yīng)機(jī)理是硅膠通過(guò)接觸空氣中的水分子和被粘物表面的水分子而固化成型，這就導(dǎo)致其固化速度緩慢(一般固化時(shí)間超過(guò)24h)、產(chǎn)品穩(wěn)定性差，從而不適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種具有出色耐高溫性和優(yōu)異導(dǎo)熱性能的雙組份硅膠材料的制備方法與應(yīng)用，尤其適用于PTC加熱器中陶瓷加熱片與鋁片的耐熱粘接和密封，可使固化時(shí)間大大縮短，降低產(chǎn)品成本，適合大規(guī)模生產(chǎn)，從而促進(jìn)PTC加熱器行業(yè)的快速發(fā)展。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0007](一)一種雙組份硅膠材料，其特征在于，由A組份與B組份組成，其中A組份包括以下重量百分比的原料成分:乙烯基硅油15?30份，含氫硅油1.8?5份，抑制劑0.001?0.004份，抗氧劑0.1?1份，陶瓷粉體65?82份;B組份包括以下重量百分比的原料成分:乙烯基硅油15?30份，增黏劑1.0?6份，催化劑0.001?0.002份，抗氧劑0.1?1份，陶瓷粉體65?82份。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選地，A組份各原料成分的重量百分比為:乙烯基硅油20?25份，含氫硅油2.5?3.5份，抑制劑0.002?0.004份，抗氧劑0.5?0.8份，陶瓷粉體72?76份;B組份各原料成分的重量百分比為:乙烯基硅油20?25份，增黏劑3?4份，催化劑0.001?0.002份，抗氧劑0.5?0.8份，陶瓷粉體72?82份。
[0009]優(yōu)選地，所述抑制劑為乙炔基環(huán)已醇。
[0010]優(yōu)選地，所述抗氧劑為南京米蘭化工有限公司的抗氧劑168、1076、2246、300、626、1024或1035中的至少一種。
[0011]優(yōu)選地，所述陶瓷粉體為氧化鋅、氧化鎂、氧化鐵、二氧化硅、二氧化錫或氧化鋁中的至少一種。
[0012]優(yōu)選地，所述陶瓷粉體的粒徑為200?1500nm。
[0013]優(yōu)選地，所述增粘劑為硅烷偶聯(lián)劑γ—(2，3_環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基縮水甘油醚、丁二醇二縮水甘油醚或四甲基二氫二硅氧烷中的至少一種。
[0014]優(yōu)選地，所述催化劑為鉑(0)-1，3_二乙烯-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷、四三苯基膦鉑或鉑-殼聚糖/埃洛石納米管負(fù)載型催化劑中的至少一種。
[0015]其中，抑制劑主要抑制或延遲硅氫加成反應(yīng);增粘劑用以增加硅膠材料對(duì)PTC加熱器中陶瓷加熱片和鋁片的結(jié)合力;催化劑用以促進(jìn)含氫硅油與乙烯基硅油之間的反應(yīng)。
[0016](二) 一種雙組份硅膠材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0017]步驟(1)，將A組份中各原料成分按上述重量百分比進(jìn)行混合，放在不銹鋼或者陶瓷內(nèi)襯的罐中進(jìn)行混合攪拌，并用陶瓷三輥研磨機(jī)研磨分散，制成稠糊狀膏體A，備用；
[0018]步驟(2)，將B組份中各原料成分按上述重量百分比進(jìn)行混合，放在不銹鋼或者陶瓷內(nèi)襯的罐中進(jìn)行混合攪拌，并用陶瓷三輥研磨機(jī)研磨分散，制成稠糊狀膏體B，備用；
[0019]步驟(3)，將所述稠糊狀膏體A與稠糊狀膏體B按質(zhì)量比2:1?1:2進(jìn)行混合，放在不銹鋼或者陶瓷內(nèi)襯的罐中進(jìn)行混合攪拌，即得。
[0020]優(yōu)選地，步驟(3)中，稠糊狀膏體A與稠糊狀膏體B的質(zhì)量比為1:1。
[0021](三)一種雙組份硅膠材料的應(yīng)用，其特征在于，所述雙組份硅膠材料適用于PTC加熱器中陶瓷加熱片與鋁片的耐熱粘接和密封，粘結(jié)溫度為150?200°C，固化時(shí)間為1?2h。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0023]本發(fā)明尤其適用于PTC加熱器中陶瓷加熱片與鋁片的耐熱粘接和密封，現(xiàn)有技術(shù)中適用于PTC加熱器中陶瓷加熱片與鋁片粘接密封的硅膠大多為單組份硅膠，而且固化時(shí)間較長(zhǎng)(一般為24h以上)。而本發(fā)明的雙組份硅膠固化時(shí)間為1?2h，大大縮短了固化時(shí)間，降低了生產(chǎn)成本，適合大規(guī)模生產(chǎn)；同時(shí)，本發(fā)明可使PTC加熱器具有優(yōu)異的耐熱性能、出色的抗高低溫沖擊性能、耐高溫高濕性能以及抗老化性能，從而保證了 PTC加熱器具有更高的可靠性。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實(shí)施例中，當(dāng)選用兩種或兩種以上的混合物時(shí)，其各成分的重量百分比不受限制。
[0025]實(shí)施例1
[0026]A組份包括以下重量百分比的原料成分:乙烯基硅油22份，含氫硅油3份、抑制劑0.002份、抗氧劑0.8份、陶瓷粉體75份。其中，抑制劑為乙炔基環(huán)已醇;抗氧劑為南京米蘭化工公司的168;陶瓷粉體為氧化鐵和氧化鋁中的混合粉末，二者質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為3: 2，陶瓷粉體的粒徑為800nm?1200nm。
[0027]B組份包括以下重量百分比的原料成分:乙烯基硅油20份，增黏劑3份、催化劑0.0015份、抗氧劑0.6份、陶瓷粉體78份。其中，增粘劑為乙烯基縮水甘油醚;催化劑為鉑(0)-1,3-二乙烯-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷;抗氧劑為南京米蘭化工有限公司的1076;陶瓷粉體為二氧化錫和氧化鋁的混合粉末，二者質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為1:1，陶瓷粉體的粒徑為800?1200nmo
[0028]將上述A、B組份分別進(jìn)行攪拌混合，并研磨制成稠糊狀膏體A與稠糊狀膏體B;并將稠糊狀膏體A與稠糊狀膏體B按質(zhì)量比1:1進(jìn)行混合，放在不銹鋼或者陶瓷內(nèi)襯的罐中進(jìn)行攪拌混合，即得用于PTC加熱器的雙組份硅膠材料。
[0029]將上述雙組份硅膠材料用于PTC加熱器中陶瓷加熱片與鋁片的耐熱粘接和密封，在180°C下固化1.5h，制得PTC加熱器S1。
[0030]經(jīng)測(cè)試剪切強(qiáng)度為4.96MPa，導(dǎo)熱系數(shù)為1.52W/m.K，老化條件為280°C X 24h時(shí)，熱失重率小于5%，滿足PTC加熱器使用要求。
[0031]實(shí)施例2
[0032]A組份包括以下重量百分比的原料成分:乙烯基硅油25份，含氫硅油3份、抑制劑0.003份、抗氧劑0.5份、陶瓷粉體72份。其中，抑制劑為乙炔基環(huán)已醇;抗氧劑為南京米蘭化工公司的168、1076和2246的混合物;陶瓷粉體為氧化鋅，陶瓷粉體的粒徑為lOOOnm。
[0033]B組份包括以下重量百分比的原料成分:乙烯基硅油20份，增黏劑3份、催化劑0.0015份、抗氧劑0.6份、陶瓷粉體78份。其中，增粘劑為乙烯基縮水甘油醚和丁二醇二縮水甘油醚的混合物;催化劑為四三苯基膦鉑;抗氧劑為南京米蘭化工公司的168、1076和2246的混合物;陶瓷粉體為氧化鋅，陶瓷粉體的粒徑為lOOOnm。
[0034]將上述A、B組份分別進(jìn)行攪拌混合，并研磨制成稠糊狀膏體A與稠糊狀膏體B;并將稠糊狀膏體A與稠糊狀膏體B按質(zhì)量比1:1進(jìn)行混合，放在不銹鋼或者陶瓷內(nèi)襯的罐中進(jìn)行攪拌混合，即得用于PTC加熱器的雙組份硅膠材料。
[0035]將上述雙組份硅膠材料用于PTC加熱器中陶瓷加熱片與鋁片的耐熱粘接和密封，在180°C下固化1.