涂层与粘胶中透明有机硅材料的应用研究

涂层与粘胶中透明有机硅材料的应用研究

陆婷

浙江励德有机硅材料有限公司   浙江  杭州 311604  

摘要：涂层与粘胶中的有机硅材料是一种高性能的化学材料，相比无机材料而言具备柔韧度高、温度适应能力强，抗紫外线辐射以及绝缘防潮的特点，本文主要论述涂层与粘胶中透明有机材料在涂层及涂膜、密封胶以及灌封胶方面的应用，希望对在未来扩大涂层与粘胶中有机硅材料应用范围，作以参考。

关键词：涂层；粘胶；透明有机硅材料；应用方向

前言：随着我国现代化建设的不断发展，对于生活与生产使用材料的品质要求越来越高，透明材料不仅能够使得作业效果更具美观性，还能够进一步提高产品的稳定性。像玻璃就属于透明材料相比透明有机硅材料而言，脆性较大，而由于有机硅材料自身所具备的柔韧度且防腐蚀性较高的特点可应用于粘胶剂、涂层之中。

1涂层及涂膜方面应用

涂层与粘胶中透明有机硅材料在涂层及涂膜之中的主要应用形式为电子元器件以及功率模块的封装。随着科学技术的发展电子元器件以及功率模块的体积变得越来越小，而传统的封装材料已经不能适应当下科学技术发展，并且由于受环境因素的影响，其对封装材料的性能要求也较高。有机硅材料能够应用于温度较高或较低的环境之中，在集成电路上也可以保持较高的稳定性。美国道康宁公司率先研发了一种光学透明的有机硅涂料，这种涂料可以直接涂装于半导体器件或者是混合电路之中，并且能够对外界污染起到隔离的作用。

当前在建筑、汽车、重工业以及医疗等行业也广泛使用了透明有机硅材料，其主要是应用一种有机硅超疏水性薄膜的材料，这种材料具有自清洁的功能，在防雾气以及防腐蚀方面也有着出色的表现。经实验表明，将石油醚溶解未固化的脱肟型硅酮胶溶液，利用浸渍提拉法在玻璃表面形成一层涂膜，经过1小时的高温热处理之后，则可使得玻璃的见光透过率大于85%，与水接触角为160度，所产生的滚动角则低于2度，这也充分验证了此种透明有机硅材料涂膜具有较好的透光及疏水率[1]。

除上述柔度较高的透明有机硅材料之外，还有较硬材质的有机硅涂料，这种涂料大多用于树脂镜片之中，不仅具有较高的耐磨度，还能够解决传统眼镜片，易碎和不耐高温与低温的特点。其运作原理主要是利用溶胶－凝胶法，使KH-560（硅烷偶联剂）、钛酸酯以及正硅酸乙酯3种剂液通过共水解，最后合成树脂镜片表面保护涂料，使得涂料的透过率达到90%以上，且硬度与耐热度经过热固化以后也处于一个较好的状态，能够进一步优化产品的性能。如将有机硅材料作为一种成膜剂，结合乙醇以及ATO（纳米氧化锑锡）材料则可形成一种透明的有机硅纳米氧化锡材料，这种材料具有较强的隔热性，并可应用于玻璃的粘连。

2在密封胶方面的应用

在密封胶中使用透明有机硅材料能够使得生产作业项目变得更加耐高温以及耐低温，还可以增强产品的抗老化以及绝缘能力，目前我国在电子、机械、建筑、道路以及化工等领域应用范围较广。按照分子种类当前可划分为3种类型，一是脱醇型；二是脱肟型；三是脱酸型。脱酸型的透明有机硅材料由于抗腐蚀性较强，具备较好的防水能力，当前被广泛应用于水族馆玻璃的粘接密封之中。而脱肟性的有机硅材料在加工固化的过程之中会放射出一种丁酮肟小分子溶剂，这种溶剂对塑料、铜等材质具有较一定的腐蚀性，当前主要应用于建筑业之中。而脱醇型的透明有机硅材料，则稳定性较高不仅不会对金属等材质造成一定的腐蚀性，还具备较好的粘连性，其中所放射出的低分子醇也没有异味，当前的应用范围也较为广泛，并且便于人们对于固化速度的掌控[2]。

随着科学技术的不断发展，当前在传统的透明胶基础之上又实现了改性新型透明密封胶的研发，这种密封胶兼并了硅酮密封胶以及聚氨酯弹性密封胶的优势，并且发展的速度也较快，技术也逐渐成熟了起来。还有将端硅基聚醚作为基础聚合物，利用气相法结合白炭黑补强材料和有机锡等物质所形成的优质改性透明胶的透明度2mm便可高达86%。不仅如此，其还具备了抗外界环境变化较强，高抗形变位移能力较好的特点，主要是应用于物体的粘接，基于低碳环保要求，当前也作为一种新型低碳环保材料，被广泛使用。还有利用气相白炭黑作为补强填料结合SPU等基础聚合物，所研发的透明密封胶剂，经实验表明性能要更加优于硅酮密封胶以及聚氨酯密封胶。

3在灌封胶方面的应用

在灌封胶的使用方面，由于加成型有机硅灌封胶料在加工固化的过程中不会释放出任何小分子，这使得其稳定性更高，相比缩合型硅橡胶而言具有更好的环保自清洁能力，且所交联的结构更便于人工的控制，应力也会较小一点，当经过加工之后还可获得高纯度、透明度以及具备阻隔燃烧功能的产品。基于其上述优点，在加工的过程中对成本的投入也相对较少，就未来的发展形势来看，更加适合作为新型的电子工业材料。当前我国对于透明有机硅在灌封胶方面的应用研究也逐渐增多，其中所加工成的多种成型透明有机硅材料，则可作为电缆插座尾端的密封，这使得我国在制电防护工艺上有了较大的突破。部分透光度要求较高的电子元件，则可通过乙烯基硅树脂、氢硅油、四甲基四乙烯基环四硅氧烷结合铂金催化剂的作用之下形成一种无色的透明有机硅灌封胶，这种灌封胶具有较好绝缘性和耐热性。

另缩合型有机硅灌封胶与当前一般的有机硅相比更具备了室温固化的优势，因此近几年我国也加大了对于缩合型灌封胶的研究，其利用复合补强剂，让灌封胶室温硫化之后，则可形成一个超大的3D骨架结构，这也进一步提升了灌封胶的机械性能以及光学性能，其主要的应用方向为电表、水表以及电子元器件的密封以及浇筑之中。另在其中加入多元醇和水，可以使得缩合型胶的固化深度得到进一步的提升，结合硅树脂补强填料也可进一步优化灌封胶的实际强度，最后综合制得一种深度固化且透明度较高的双组分缩合型有机硅胶粘剂。

结语：综上所述，透明有机硅材料在涂层与粘胶之中的适用范围较广，由于其自身的优点可以满足多种加工工艺，像液体透明胶粘剂以及固体透明胶粘剂均可应用。我国虽有机硅透明材料的发展较快，但是市面所出现的产品与国外还具有较大的差距，应加大透明有机硅材料的研究，从而提高工艺生产质量。

参考文献：

[1]杨震,李玉洁,赵景铎,安静,杨潇珂,张燕红. 透明有机硅材料在涂层与粘胶方面的应用[J]. 粘接,2022,49(01):31-34.

[2]吕露. 基于纳米二氧化硅的透明超疏水涂层的制备及性能研究[D].华东理工大学,2020.