在电子制造业,加成型电子灌封胶主要用于电子元器件和线路板的灌封,在未固化前属于液体状,具有一定的流动性,胶液黏度根据产品的材质、性能、生产工艺的不同而有所区别。灌封胶完全固化后才能实现它的使用价值,固化后可以起到防水防潮、防尘、绝缘、导热、防腐蚀、耐温、防震的作用,通常由A、B组份有机硅液体组成。但在实际使用中,有时会出现灌封胶不能固化,固化时间延迟等现象。
一、什么是加成型灌封硅橡胶?
加成型硅橡胶通过硅氢加成反应进行硫化的一类硅橡胶。加成型硅橡胶是一种合成橡胶,属于有机硅序列。该种硅橡胶有弹性硅凝胶和硅橡胶之分,前者强度较低,后者强度较高。加成型硅橡胶硫化前胶料的粘度较低,便于灌注,硫化时不放热,无低分子副产物放出,收缩率小,能深度硫化。通常业界所说的加成型灌封硅橡胶,主要都是铂金催化剂系列的灌封硅橡胶。
二、加成型硅胶的固化原理是什么?
我们先来了解加成型灌封硅橡胶的组成:由含乙烯基的聚有机硅氧烷(乙烯基硅油)和含硅氢键的聚有机硅氧烷(含氢硅油),含多个Si-H键的聚有机硅氧烷为交联剂,在铂金催化剂等的作用下,于室温或加热条件下进行反应,通过硅氢加成反应交联而成弹性体。在反应过程中没有小分子产生。
反应模式见下图:
三、为什么会出现灌封胶“中毒”现象呢?
双组份加成型灌封硅橡胶在使用过程中需要硅胶进行加成反应,也就是硅胶中的硅-氢键与桂乙烯基键发生加成反应。由于加成反应需要金属“Pt”作为材料,它们混合就会产生一种化合物,这种化合物属于一种不稳定的物质,很容易受到一些杂质的影响而发生化学结构或化合物的结构的变化,降低催化剂对硅氢化反应的催化活性(也称被钝化),从而导致固化不良的情况发生。一般而言,双组份加成型灌封胶中的铂金催化剂用量在2—5ppm以下,因此加成硅胶在硫化或固化过程中与含有可以与加成型中的催化剂“Pt”发生化学反应的极少量杂质(无论是表面接触还是混入等方式),就能够使催化剂失效。在一般的固化条件下,使得加成型硅橡胶不固化(反应前后的状态仍然为液体状态),或者固化不彻底(硅胶固化后得不到需要的弹性体或硬度或者固化后表面发粘),此现象即为发生催化剂“中毒”现象。
(1)从“中毒”的深层机理来分析,有以下几方面原因:
周期表中ⅤA和ⅥA族非金属元素及其化合物(如S,N,P的元素化合物)。这些元素或化合物都有孤对电子,容易和铂金属的d轨道电子相结合,形成强吸附键,使铂催化剂中毒。
具有不饱和键的毒物:其中毒原理也是π键上的电子进入到Pt的d轨道上,使Pt的d空穴降低。
金属或金属离子:如Au和Pt相作用,Au内外层S上电子填充到Pt内d轨道中,使Pt的d空穴降低。
(2)引起加成型有机硅胶“中毒”物质主要包括:
铅、汞、铋等重金属的离子性化合物
有机锡或含有有机锡催化剂的有机硅橡胶(某些缩合型硅胶或RTV胶)
硫,聚硫,聚砜或其它含硫材料
胺,聚氨酯或其它含氮材料,例如胺固化型环氧树脂(热融胶)
磷、砷或其它含有磷、砷的材料
不饱和烃类的增塑剂(例如某些PVC线材和绝缘胶带绝缘纸的渗出物)
焊接剂残留物(松香、焊锡等)
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