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一、概念
RTV (Room Temperature Vulcanizing),室溫硫化硅橡膠的縮寫,是一種液體有機硅橡膠,廣泛應用于電子、電氣、汽車及一般工業領域的粘結、固定、密封、灌封、導熱和涂敷等。
二、發展史
● 40 年代初,GE 科學家羅喬發明了“直接法合成”甲基氯硅烷的技術,為有機硅的發展奠定了最重要的基礎。
● 40年代-50年代,有機硅進入發展期,國外大型化學企業如道康寧、信越紛紛建立基礎聚合物制造工廠及應用開發。
● 50年代,中國有機硅研究發展起源于國防需求,由北化和沈化合并成立四川晨光化工研究院開展國防有機硅產品的應用研究。
● 近代,有機硅產品種類、應用范圍都得到快速的發展,產品應用涵蓋粘接、密封、導熱、防水、絕緣、導電、生理醫療、民用制品等等。
● 發展趨勢,隨著人類對節約能源、環境保護的要求越來越高,傳統有機材料如氯丁橡膠、溶劑膠、環氧膠、PU膠等將會受到越來越多的限制,有機硅橡膠環保、耐候、耐酸堿、耐高低溫,防水、低離子、生理惰性等獨特的特性必將得到更廣泛的應用。
目前,市場主要有機硅制造商有:
道康寧(康寧玻璃+陶氏化學);
邁圖(收購GE有機硅;
瓦克;
信越;
藍星(收購羅地亞有機硅);
新亞新材料SLD系列有機硅產品,為電子元件組裝和工業裝配提供詳盡的解決方案。選擇合適的產品主要取決于客戶的制造工藝、操作要求、固化條件、設備器材和對材料性能的要求。
三、分類及固化原理
1、分類
① 縮合固化型
室溫下接觸空氣中的濕氣固化成彈性的有機硅橡膠,有單組份(1–P)、雙組份(2-P)之分。依據固化副產物的結構,單組份RTV可分為脫肟(Oxime)、 脫醇(Alkoxy),脫丙酮(Acetone)和脫酸(Acetoxy )等類型。
② 加成固化型
在加熱或室溫下固化成彈性的有機硅橡膠,有單組份(1–P)、雙組份(2-P)之分。
2、固化原理
縮合反應:交聯劑遇到空氣中濕氣發生水解反應,在催化劑作用下與聚甲基硅氧烷(-OH羥基封端)交聯。
加成反應:固化劑與乙烯基(-CH=CH-)硅油在鉑金催化劑作用下交聯。
四、組成
五、優點和特性
RTV有機硅橡膠因其獨特的分子結構,決定了其在苛刻工作環境下所能表現出的優異的熱穩定性、彈性、耐濕性、介電穩定性、對基材的粘附性、低離子雜質以及與加工工藝的兼容特性,為電子電器產品的長期壽命提供了可靠的保障。
相對傳統的聚氨酯、環氧樹脂材料具有明顯的優勢,比較如下:
六、低分子(D3-D10)
低分子,Low Volitile siloxane(LV),即低揮發性小分子硅氧烷,是有機硅原材料合成過程中釋放出來的小分子環體物質,分子式[(CH3)2Si O]n(n = 3 - 10)。
早在70年代中期,日本Jateishi電子公司的Yoshmura等人發現:由于硅橡膠中殘存有少量低分子聚硅氧烷,當其制品在電子電氣中長期使用時,特別是在較苛刻的條件下容易造成電接觸失效。見下圖:
低分子存在于RTV中,產品固化時、固化后都會以氣體形式緩慢釋放出來,在密閉體系下,其最終將停留在PCB表面、元器件、接插口、開關、光學鏡面等位置,會導致電聯接點失效、LED及汽車燈罩鏡面發霧、開關短路、絲印油墨附著失效等等明顯或潛在危害。
低分子是制約有機硅應用最不利因素之一,軍工、航空、航天、醫療電子、光電子等高可靠性產品對其都有嚴格要求。隨著人們對產品品質可靠性認識的加深,越來越多的國外客戶開始重視低分子問題。
新亞新材料,從研發RTV系列產品之初就高度關注并加以嚴格管控。在原材料合成階段即采用特殊去低分子工藝措施,在實驗室配備GC/MS、IC離子色譜等專業檢測設備,并與第三方交流測試方法和經驗。已成功配合眾多國外客戶對低分子的要求。
七、應用領域
RTV廣泛應用在軍工、航空航天、電子、電氣、太陽能、LED、平板顯示、開關電源、家電、PCBA等場合。
汽車電子應用與產品的發展
八:市場概況:
汽車市場,RTV硅橡膠的容量在1.7億美金,并且以每年5%的速度增長
?電控系統 – 1.30 億美金
–灌封材料,4000萬美金
–覆型涂料,2000萬美金
–散熱,4000萬美金
–組裝,3000萬美金
?照明系統 –2000萬美金
–1750t的有機硅密封膠
–LED光源
–PC硬涂
?安全系統 – 4500萬美金
–5000t的尼龍布硅橡膠涂料
–電子感應器
?更多電控單元的應用,更加智能化 新的客戶要求
?更好的散熱管理,更長的使用壽命
?能耐更苛刻的環境 新的有機硅產品
?散熱粘接,散熱灌封
?氟硅膠,耐化學品
?新的安全法規
?更多電控單元,感應器的應用
?LED光源 新的客戶要求
?更長期,更穩定的附著保護要求
?更苛刻的應用環境 新的有機硅產品
?更高性能的粘接和灌封材料
?更優異的耐化學品要求
法規指引
?對揮發性有機物排放的限制,越來越嚴格 新的客戶要求
?低粘度,無需溶劑稀釋
?快速固化 新的有機硅產品
?超低粘度有機硅覆型涂料
?低揮發物有機硅密封粘接劑
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瓦克硅膠熱塑性彈性 (有機硅TPE)介紹
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