浅谈有机硅灌封胶的问题及性能

浅谈有机硅灌封胶的问题及性能

黄田爱

广东佛山金戈新材料股份有限公司

摘要：

有机硅灌封胶因具有防潮、防尘、防腐蚀、防震等作用，从而使其应用领域广泛。由于有机硅灌封胶不仅能提高电子产品的使用性能，还能稳定其产品的参数，因此也常用于电子电器领域。随着社会经济的不断地发展，电子元件、逻辑电路功率的提高以及小型化和密集化的趋势，导致电子产品工作时的热量不断增加，为保证电子产品的稳定性和使用寿命，需要快速的将产生热量导出。因此有机硅灌封胶在导热和阻燃的方面有了较高的要求。

关键词：有机硅灌封胶；电子产品；问题；性能

引言：

1有机硅灌封胶概述

有机硅灌封胶是指用硅橡胶制作的一类电子灌封胶，包括单组份有机硅灌封胶和双组份有机硅灌封胶。单组份灌封胶的主要优点是可以直接使用，不用脱泡，操作比较方便；双组份有机硅灌封胶由于需要将液体基础胶与催化剂或者交联剂混合，因此一般用于绝缘封装材料或者密闭减震材料。

根据固化机理的不同，有机硅灌封胶由缩合型和加成型两个体系构成。加成型有机硅灌封胶其他的有机硅灌封胶相比，它具有固化时不产生副产物，收缩率小，粘附力好，可以室温固化或者加热快速固化等一系列优点，因此，高性能电子灌封应用的领域也是很广泛的。

有机硅灌封胶它是以有机聚硅氧烷作为基体树脂，搭配填料、催化剂以及其它功能性助剂组成的一种灌封材料，具有优异的稳定性、耐水性、耐气候性和耐紫外性，并且在后续固化中容易成型，安全环保无污染等优点。这些性能使有机硅灌封胶在很多的领域中得到了广泛的应用。

2有机硅灌封胶的优缺点

2.1有机硅灌封胶的优点：

（1）灌封后易于清理拆除，以便对电子元器件进行修复，并且在修复的部位重新注入新的灌封胶。

（2）能够在各种工作环境下保持原有的物理和电学性能，抵抗臭氧和紫外线的降解，发挥着良好的稳定性能。

（3）具有稳定的绝缘性能，能有效的防止环境的污染，固化后形成柔软的弹性体，在较大的温度和湿度范围内，能有效地消除冲击和震动所产生的效力。

（4）能够对一些电子器件或者敏感的电路进行有效的保护，在电子模块的装置上，对它的结构和形状都是起到保护性的作用。

2.2有机硅灌封胶的缺点：

（1）容易中毒，属于一种不固化的现象。有机硅灌封胶是一个相对环保的灌封胶，由于铂金固化剂较为活泼，易与其他的杂质产生反应，从而引起中毒。

（2）附着力差。当用作灌封和涂层材料时，为了提高有机灌封胶的附着力，首先需要对基材进行底漆处理或添加增粘剂进行改性，使用起来比较麻烦。

3有机硅灌封胶的类型

现阶段，电子产品的灌封胶主要有环氧树脂灌封胶、聚氨酯灌封胶以及有机硅灌封胶。环氧灌封胶由于无副产物，收缩率小，固化后的产品具有优异的耐热性、电绝缘性、附着力和介电性能，可满足电子电器的要求。它的缺点是脆性较高，韧性不足，固化的时候，有一定的内应力，固化后易产生裂纹，限制了其应用领域。聚氨酯灌封胶的分子结构具有疏水性、优异的低温和耐候性。这种材料在零下60摄氏度弯曲时，不开裂；在零下40摄氏度时，伸长率变化很小。在高温的情况下，仍具有良好的电性能。然而，聚氨酯是有毒的，对人体健康有害，选择时应使用低毒聚氨酯材料。

有机硅灌封胶最为常见有缩合型的和加成型的两类。一般缩合型的对元器件和灌封腔体的粘附里力较差，固化过程中会产生挥发性低分子物质，固化后有较明显收缩率。加成型的（又称硅凝胶）收缩率极小、固化过程中没有低分子产生，并且固化过程的快慢可通过温度调控。

3.1缩合型有机硅灌封胶

缩合型灌封胶是一种通过空气中的水分和混合催化剂进行固化的硅橡胶，可以制成高透光率的有机硅灌封材料。该灌封胶主要由羟基聚二甲基硅氧烷、填料、交联剂、催化剂等组成，固化时间主要取决于催化剂的用量，催化剂用量越多固化速度就会越快。常以二丁基二月桂酸锡作为催化剂，将缩合灌封胶合成一个弹性体，该弹性体具有良好的电气性能、耐水性能以及耐气候老化性能。不过在固化过程由于会收缩且有副产物放出，该灌封胶固化后的弹性体与金属的粘结性就比较差。因此，在灌封的时候，需要在材料表面涂交联剂。

缩合型灌封胶它是一种胶粘剂固化剂，它主要是利用硅胶和固化剂在催化剂存在下缩合活性基团，去除小分子。聚硅氧烷骨架上有各种乙烯基硅氧烷，其在链的末端比商业硅树脂的易感性更小。其交联度可根据需要调整，硬度、刚性、韧性可控制。它可从紫外线到可见光具有优异的透光性能、耐光性等其它的性能，长期使用后不会出现裂开或脱落的情况。

3.2加成型有机硅灌封胶

加成型有机硅灌封材料^【3】是含乙烯基的硅氧烷与含si-H键硅氧烷，在第八族过渡金属化合物(如Pt)催化下进行氢硅化加成反应，形成新的si-c -键，使线型硅氧烷交联成为网络结构。-。通常由基础胶、交联剂、催化剂、反应抑制剂和填料组成。添加剂硅橡胶对金属不会腐蚀、无毒。在高温下，不会从弹性体变成双组分缩合硅橡胶那样的流体，表面和深层同时固化，固化后的材料可用作灌封件。加成型室温灌封胶是在铂催化剂的作用下，由硅氢键和乙烯双键反应，进行交联的，在反应过程中没有小分子产生。

可以通过添加不同填料，处理方法，增粘剂等制备了加成型灌封胶，并对灌封胶的综合性能及其与铝以外基材的附着力进行了测试。从相关测试数据可以得出，加成型有机硅灌封胶制备的因为在铝材上，它具有比较好的粘接性能，所以对非金属材料也会具有较好的粘接性能。除此之外，加成型灌封胶还具备良好地综合性能，可以满足大多电源器件对灌封的性能方面要求。

3.3新型纳米复合有机硅灌封胶

新型纳米复合有机硅灌封胶是由纳米无机氧化物溶胶和有机硅聚合物体系复合而成的灌封材料。它不仅可以提高材料的折射率和抗紫外辐射能力，而且能有效的综合材料的性能。因为有机硅树脂在分子水平上与无机组分复合，形成无相纳米无机氧化物改性有机硅聚合物。

根据有关实验得出，新型纳米复合有机硅灌封胶通过溶胶—凝胶缩合反应与铂催化的硅氢化反应，制备了透明、耐热且高折射率的新型纳米复合有机硅灌封胶，在高温的环境下，新型纳米复合有机硅灌封胶仍具备好的热稳定性，且性质不易变黄。它具有足够的韧性和硬度，以防止灌封材料受到热应力和外力的损坏，还具有较低的气体和水蒸气渗透性以及热膨胀系数。

3.4高折射率有机硅灌封胶

氮化镓的折射率为2.2左右，而有机硅的折射率大约为1.4左右，折射率差异越大，界面折射的光损失越大，LED的发光效率越低。在分子链中引入硫元素和苯基等高折射基团来提高折射率，Kim等制备出的含苯基有机硅杂化材料，具有1.56的高折射率，能承受较为高温的环境中，而且也不会产生黄变现象。

有关实验表明，高折射率有机硅灌封胶经水解-缩聚法，封端剂为三甲基氯硅烷，合成了甲基苯基乙烯基硅树脂，在铂催化剂的作用下，与甲基苯基含氢硅油发生反应后用于LED封装，具备优越的光通量、发光效率和显色指数等优点。

4有机硅灌封胶的应用

4.1有机硅灌封胶在电力方面的应用

保温性能好，热膨胀系数低；防水性能可以使固化胶体，防止凝结水进入；耐腐蚀性能保证在酸、盐环境下长期运行；优良的耐老化性能使其使用寿命达到五十年。所以，广泛应用于电缆附件的绝缘、防潮密封、环保防腐、封装和粘接。

4.2有机硅灌封胶在汽车电子上的应用

有机硅灌封胶用于各种控制模块上，将电子设备作为一个整体进行灌封，以满足防潮、防污和防腐蚀的基本要求。有机硅灌封胶适用于汽车电子器件，如胶粘剂和密封剂、灌封胶、凝胶、绝缘涂料、导热胶等材料。这些材料用于保护汽车电子系统模块。有机硅灌封胶不仅可以降低应力，并能承受温度的冲击。且在大功率控制模块中^【4】，可以采用导热灌封胶实现散热功能。有机硅灌封胶广泛应用于雨刮器控制器和电源系统模块等其它系统模块上。高压气体放电灯(HID)的灌封就是典型的应用。HID模块包含点火器和转换器，使用的灌封胶必须具有良好的粘接性能和优异的介电性能，不仅能够防止灰尘和渗水，还能起到足够的绝缘保护作用；灌封胶需要柔软，目的是防止焊点脱落。因为模块内部有一些发热的器件，所以有机硅灌封胶需要有一定的导热效果。

4.3有机硅材料在电源行业中的应用

有机硅材料因其独特的防潮、疏水、电绝缘、耐高低温等其它优异的性能，所以，有机硅材料在电源工业领域得到了广泛的开发和应用。它是一个典型的技术密集型、高附加值产品。随着社会经济的不断发展，为了保证电源设备的性能在各大行业应用的稳定性和耐久性，消除自然环境因素对电源设备的影响，导致设备可靠性降低，对电源行业提出了更严格的要求。

4.4运输工具制造方面的应用

有机硅灌封胶它的耐水性不仅好，它还具有耐润滑油性。它可以运用在以水为介质的体系中，还能运用在以润滑的体系中。尤其是在我们的运输工具制造的领域中，经常能被运用到，对运输的设备具有很好的粘结密封。

5结语

有机硅灌封胶不仅具有抗寒、抗热震和抗紫外线辐射，而且具有高透光率、低吸湿性和绝缘性的性能。随着社会的不断发展，有机硅灌封胶逐渐被广泛的使用。根据试验表明，在有机硅灌封胶中加入一些试剂，可以有效的提高灌封胶的折射率和耐辐射性能；而添加一些无机填料，对有机硅灌封胶的导热性能、力学性能和光学性能有所提高。通过改性获得综合性能优异的有机硅灌封材料，它不仅是未来高端灌封胶研究的方向，而且它还具有广阔的应用前景。与此同时，新型纳米复合硅树脂灌封胶也是我们在研究的方向，不过它的有关性能还需要进一步地去研究。有机硅灌封胶涉及的成分也比较复杂，我们不仅要考虑它的生产成本，还要考虑是否符合它的特性以及应用需求。因此，我们需要进一步开发出一些可靠性高、透光率高和优异附着力的有机硅灌封胶。

参考文献

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