[发明专利]一种有机硅胶粘剂及其专用的基于聚硅氮烷的活性填料以及它们的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于聚硅氮烷的活性填料，其制备方法及其在有机硅胶粘剂中的应用。

背景技术

有机硅胶粘剂作为一类特种胶粘剂，在航空、航天、汽车、电子和机械制造工业等技术领域应用较为广泛，随着科技的发展，对其耐高温性能提出更高的要求。与环氧类、酚醛类、芳杂环类等常用的耐高温有机胶粘剂相比，有机硅胶粘剂一般具有更好的耐温性。但是其耐温性远不能满足科技的发展对材料提出的要求。如何进一步提高其耐温性能已成为学术和应用技术领域研究者们所关注的课题。对此，许多研究者对此进行了大量改进，主要的改进方法有采用合适的交联剂、加入耐热填料和引入耐温性更高的基团。其中添加耐热填料的方法最为简单且易于实现。

中科院化学所在采用交联剂改进有机硅胶粘剂耐高温性能方面进行了大量的研究。在硅树脂或硅橡胶中引入特定结构的聚硅氮烷作为交联剂制备的胶粘剂，耐高温性能较未引入前显著提高，耐温达到了350℃，其提高耐温性的机理是通过硅氮烷中的硅氮键消除硅橡胶或硅树脂中的硅羟基或水，降低了硅氧烷的重排降解，【谢择民等.高分子学报,1994,5:573】，但由于该类型的聚硅氮烷制备工艺复杂，成本高，难以在工业上大规模应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐高温有机硅胶粘剂。

本发明所提供的耐高温有机硅胶粘剂，其组成包括下述质量份的原料：

为了加速固化，所述耐高温有机硅胶粘剂还可含有适量的催化剂。

所述聚硅氮烷活性填料的质量份进一步可为30-50份。

当然，所述耐高温有机硅胶粘剂也可仅由下述质量份的原料组成：

或者，所述耐高温有机硅胶粘剂仅由下述质量份的原料组成：

上述的有机硅氧烷聚合物具体为107胶和/或108胶。

上述的催化剂具体可为辛酸亚锡和/或二月桂酸二丁基锡。

上述聚硅氮烷活性填料可按照包括下述步骤的方法制备得到：

1）将含有硅氮键的聚硅氮烷在100-170℃固化处理1-4小时，得到固化物；

2）将所述固化物在200-600℃的惰性气氛下保温1-4小时，得到所述聚硅氮烷活性填料。

上述步骤2）中保温的温度具体可为200℃、300℃、400℃、500℃或600℃。

上述制备聚硅氮烷活性填料的方法还可包括对得到的聚硅氮烷活性填料依次进行粉碎、球磨、过筛的处理步骤。所述过筛处理中具体使用的是200目筛。过筛处理后得到的填料的粒径主要分布在10～30微米之间。

上述制备聚硅氮烷活性填料的方法中所述惰性气氛具体可为氮气、氩气等。

所述含有硅氮键的聚硅氮烷是按照包括下述步骤的方法制备得到的：

将氯硅烷与有机溶剂混合形成混合溶液，然后向所述混合溶液中通入过量NH₃，使所述氯硅烷反应完全，过滤除去氯化铵，并用所述有机溶剂洗涤，减压蒸发除去残存的有机溶剂和形成的低聚体，得到所述聚硅氮烷。

其中，所述有机溶剂选自下述至少一种：芳香烃类溶剂、烷烃类溶剂和醚类溶剂，具体可为甲苯、石油醚、正丁醚、二甲苯。

所述氯硅烷具体可选自下述至少两种：二苯基二氯硅烷、甲基苯基二氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基氢二氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、甲基三氯硅烷和苯基三氯硅烷。

所述混合溶液中有机溶剂与氯硅烷的体积比为1:1～5:1。

所述反应温度为0～30℃，所述反应在搅拌状态下进行。

所述减压蒸发的压力为0.005-0.01MPa，温度为60-100℃，时间为0.5-2小时。

上述提供的聚硅氮烷活性填料也属于本发明的保护范围。

另外，本发明还提供了所述耐高温有机硅胶粘剂的制备方法。

该方法是将组成所述耐高温有机硅胶粘剂的各原料按照所述质量份混合即得。

本发明以聚硅氮烷的热解产物作为活性填料，以聚硅氧烷为基胶，正硅酸乙酯为固化剂，制备出一种耐高温有机硅胶粘剂。所述活性填料中存在的硅氮键在高温下与硅氧烷中的硅羟基反应，消除硅氧烷在低温下的重排降解，进一步提高硅氧烷的耐温性。本发明的胶粘剂可以在室温固化，固化后具有优异的热稳定性、良好的力学性能和粘结性能，与不含该活性填料的胶粘剂相比，其耐温性得到明显的提高。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。