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有机硅塑料种类有哪些?

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发表于 2020-12-22 16:16:38 | 显示全部楼层 |阅读模式
有机硅塑料按其成型方法不同,主要可分为层压塑料、模压塑料和泡沫塑料3种类型。
有机硅层压塑料
有机硅层压塑料可采用高压和低压两种成型方法来制取,也可采用真空袋模法。高压成型法的使用压力约为6.86MPa;低压成型法的使用压力约为0.20MPa。两者的主要区别在于使用的催化剂和聚合度不同:高压法层压塑料通常是用三乙醇胺作催化剂;低压法层压塑料是使用具有高活性的专用催化剂,如二丁基双乙酸锡和2-乙基己酸铅的混合物。高压法层压塑料一般具有优秀的电气性能,吸水率最低。
有机硅层压塑料的成型过程如下:将玻璃布以一定速率通过已加入催化剂的硅树脂液池,使玻璃布上面浸上一层约含45%固体树脂的胶液,然后在过滤的循环空气流中自行干燥30min,再在110℃的循环气流中进行5min的预固化,冷却后可得到具有柔性、不粘连、可进行成型加工和展平的布料。对高压成型来说,可在6.86MPa的压力,175℃的温度下加压成型75min;对于低压成型来说,可在0.20MPa的压力,175℃的温度下加压成型15-60min(视尺寸厚度而定)。为了提高材料的性能,压制后的制件需在250℃下热固化12-24h或更长时间。
如要制得具有优异电性能的层压塑料,重要的是必须降低玻璃布中的含碱量,此外含碱量高的玻璃布还会影响树脂的固化和胶化时间。在成型前,所有玻璃布务必清洗干净,把各种微量的有机浆料从玻璃布中除去,否则就会影响树脂的粘接力并导致层压塑料的色泽较差。
除浆的方法有两种,一种是把玻璃布在350℃下进行灼烧,另一种是把玻璃布放在洗涤剂中进行精漂。第一种处理方法简易,效果较好,缺点是会影响到玻璃纤维的拉伸强度和玻璃布的力学性能。但如果是用连续法生产,可采用粗糙的玻璃布来改善层压塑料的力学性能,但电性能有所下降。因此,一般是采用较细的玻璃布(厚度127-178μm),这样可获得既具有优秀优秀优秀的电气性能,又具有中等机械强度的层压塑料。
有机硅模压塑料
有机硅模压塑料是由有机硅树脂、填料、催化剂、染色剂、脱模剂以及固化剂经过混炼而成的一种热固化塑料。通常所用的填料有玻璃纤维、石棉、石英粉、滑石粉、云母等;催化剂为氧化铅、三乙醇胺以及三乙醇胺与过氧化苯甲酰的混合物;常用的脱模剂是油酸钙。
有机硅模压塑料的基本组成如下(质量分数):硅树脂25%;填料73%;颜料>1%;脱模剂>1%;催化剂为微量。
有机硅模压塑料的成型工艺可分为混炼、成型和后固化等3个阶段,现分别介绍如下:
1)混炼。为制得具有优良性能的有机硅模压制品,必须使模压塑料各种成分混合均匀。可以利用一般热固性模塑料的加工工艺及设备,如用双滚筒混炼机,在80-90℃下将树脂、填料、玻璃纤维、添加剂及催化剂充分混合均匀后,即可得模压塑料。混炼后的模压塑料具有良好的流动性能。但由于双滚筒混炼机剪切力大,容易把长玻璃纤维填料碾成粉末,降低了它的增强效果,因此用这种设备加工成的有机硅模压塑料的冲击强度较低。
采用高速搅拌混合机(搅拌转速高达2000-4000r/min)来加工有机硅模压塑料,只需2-4min即可保证将各种物料混匀,还能使玻璃纤维保持在一定的长度范围内。
混炼后的有机硅模塑料应密封保存在非金属容器内,以防吸潮或混入金属杂质,否则在模压过程中易造成制件开裂、起泡或流动性变差。
2)成型。有机硅模压塑料可采用热固性塑料常用的成型方法,如模压,成型方法的选择取决于模压塑料的性能、对成型物件性能的要求以及它的外形几何尺寸。
注射模塑或传递模塑适用于制件外形复杂、尺寸较小、产量大的产品,要求模压塑料具有良好的流动性和快速固化的特点。成型温度较高、压力小、时间短。
模压成型法适用于制造外形尺寸较大、塑料制件成型收缩率小、机械强度高的产品。由于模压塑料组分中纤维状填料的比例较大,因此这种塑料的流动性比注射模塑用塑料差、固化速度慢、成型压力高、时间长。有机硅模压塑料的成型温度在160-180℃,压力和时间与制件的外形尺寸及厚度有关。
3)后固化。为提高有机硅模塑制品的物理力学性能和耐高温性能,必须经过后固化处理。后固化工艺的确定应根据塑料的类型及制件的大小、厚薄程度而定。缩合型有机硅模压塑料应在200℃固化2h以上,固化时间随着制件厚度的增加而延长。聚合型及加成型有机硅模压塑料可在150℃下固化一定时间即可达到完全交联。
根据用途不同,有机硅模塑料可分为结构材料用的有机硅模压塑料和半导体封装用的有机硅模压塑料两种类型。作结构材料用的有机硅模压塑料的特点是耐热性好、机械强度和电绝缘性能随温度变化小,广泛用于火箭、宇航、飞机制造工业、无线电、电工及其他工业,也可用来制作大功率直流电的接触器、接线板、各种耐热的绝缘材料以及能在大于或等于200℃下长期使用的仪器壳体和电气装置的零部件,如刷架环、线圈架等。用于封装电子元件、半导体晶体管、集成电路等的有机硅模压塑料,具有耐热、不燃、吸水率低、防潮性好和无腐蚀等特性,在宽阔的温度、湿度和频率范围内仍能保持稳定的电绝缘及力学性能,从而使封装的半导体元件免受潮气、尘埃、冲击、振动及温度等因素的影响。
有机硅泡沫塑料
有机硅泡沫塑料是一种低密度的海绵状材料,它可经受360℃的高温并且耐燃,是用作隔热、隔音、阻燃和电绝缘的优良材料。
有机硅泡沫塑料可分为两类:一类是粉状的,加热到160℃左右即行发泡;另一类是液态双组分的,室温下即可发泡。粉状泡沫塑料是由含有硅醇基的低熔点(熔点60-70℃)、低分子量的无溶剂硅树脂,加入填料(硅藻土、石英粉等)、发泡剂、催化剂混合熔融粉碎而成。
使用时,将粉末塑料加热到160℃开始发泡,直至发泡完毕,然后把泡沫放在250℃的烘炉内热固化约70h。所用的发泡剂为偶氮二异丁腈、N,N′-二亚硝基亚甲基四胺或4,4′-氧化双苯磺酰肼等;催化剂用辛酸盐、环烷酸盐或胺类。
双组分室温有机硅泡沫塑料是由含硅醇基和硅氢键的两种有机硅液体相混组成,以季铵碱(或铂的化合物)作催化剂,利用反应时放出氢气而发泡交联。
有机硅泡沫塑料广泛用于建筑和机械工业中的绝热及电绝缘材料,变宝网以及用做航空器、火箭等的质轻、耐高温、抗湿材料,也可为推进器、机翼、机舱的填充料和火壁的绝缘材料等。
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