專利名稱：一種絕緣硅橡膠組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種絕緣硅橡膠組合物，特別涉及到一種可以作為二極管管芯內(nèi)涂布材料的電子級的絕緣硅橡膠組合物。
背景技術(shù)：
硅橡膠由于具有優(yōu)良的電性能、低壓縮永久變形性、耐熱性和耐寒性等方面的性能，目前已廣泛用于以電子電器部件、汽車部件、建筑材料、醫(yī)療器具和食品為代表的各個領(lǐng)域。
硅橡膠在電子元件封裝時通常要求具備良好的電絕緣性。由于硅橡膠的粘接性差，特別是在高溫條件下隨著體積膨脹粘接性能又大幅下降，同時伴隨絕緣性的大幅下降。 所以通常的改進硅橡膠電絕緣性最直接的方法是控制硅橡膠中各組分的導(dǎo)電性雜質(zhì)。也有人在硅橡膠中添加填料，增加硅橡膠力學(xué)強度、減小膨脹率。但是有報道稱，在硅橡膠中添加大量的增強性二氧化硅，當二氧化硅超過一定量后時，所得到的硅橡膠組合物塑性過高， 力學(xué)性能也會大幅劣化。另一方面，在改進硅橡膠粘接性能方面，小分子粘接劑通常與硅橡膠相容性差，易于遷移，嚴重時出現(xiàn)分層問題，對硅橡膠的粘接改進貢獻不大。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種絕緣硅橡膠組合物。
本發(fā)明的絕緣硅橡膠組合物的組分及含量為
在一個有機基聚娃氧燒分子內(nèi)具有至少兩個鏈稀基的有機基聚娃氧燒(A)為 67 92wt% ；
在一個甲基聚娃氧燒分子內(nèi)具有至少兩個與娃鍵合的氫原子和至少一個基團Y 的甲基聚硅氧烷⑶為O. 5 8wt% ;
在一個有機基聚娃氧燒分子內(nèi)具有至少兩個與娃鍵合的氫原子的有機基聚娃氧烷(C)為I 8wt% ；
鉬類催化劑(D)為O. 000001 ~ lwt% ；
二氧化硅粉末(E)為3 25wt% ；
離子捕捉劑(F)為O. 001 Iwt % ；
穩(wěn)定劑(G)為O 2wt% ；
填料(H)為O 7wt%。
所述的在一個有機基聚硅氧烷分子內(nèi)具有至少兩個鏈烯基的有機基聚硅氧烷 (A)是本發(fā)明的絕緣硅橡膠組合物的主要組分；所述的鏈烯基可以選自乙烯基、烯丙基中的一種或兩種，其中優(yōu)選為乙烯基。在組分(A)內(nèi)包含的除了上述鏈烯基以外的與硅鍵合的有機基的基團可以選自甲基、3，3，3_三氟丙基中的一種或兩種，其中優(yōu)選為甲基。組分(A)具有基本上直鏈的分子結(jié)構(gòu)。對組分(A)的粘度沒有特別限制，但推薦粘度范圍為I IOOOOOmPa · s (使用旋轉(zhuǎn)粘度計在25 °C、500轉(zhuǎn)/min測試)，優(yōu)選范圍為100 IOOOOmPa · s (使用旋轉(zhuǎn)粘度計在25°C、500轉(zhuǎn)/min測試)。
所述的在一個甲基聚硅氧烷分子內(nèi)具有至少兩個與硅鍵合的氫原子和至少一個基團Y的甲基聚硅氧烷(B)是用以改進本發(fā)明的絕緣硅橡膠組合物的粘接性能的重要組分；基團Y可以選自環(huán)氧基、氨基、巰基、氰基、羥基中的一種或幾種，其中優(yōu)選為環(huán)氧基。對組分(B)的分子結(jié)構(gòu)沒有特別限制，可具有直鏈分子結(jié)構(gòu)、支鏈分子結(jié)構(gòu)、環(huán)狀分子結(jié)構(gòu)或三維網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)。對組分(B)的粘度沒有特別限制，但推薦粘度范圍為O.1 10000m mPa · s (使用旋轉(zhuǎn)粘度計在25°C、500轉(zhuǎn)/min測試)，優(yōu)選范圍為I IOOOmPa · s (使用旋轉(zhuǎn)粘度計在25°C、500轉(zhuǎn)/min測試)。
所述的在一個有機基聚娃氧燒分子內(nèi)具有至少兩個與娃鍵合的氫原子的有機基聚硅氧烷(C)是本發(fā)明的絕緣硅橡膠組合物中在以下所述的鉬類催化劑(D)存在下，與組分(A)反應(yīng)且交聯(lián)的固化劑。對組分(C)的分子結(jié)構(gòu)沒有特別限制，可具有直鏈分子結(jié)構(gòu)、 支鏈分子結(jié)構(gòu)、環(huán)狀分子結(jié)構(gòu)或三維網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)。在組分(C)內(nèi)包含的與硅鍵合的有機基的基團可以選自甲基、3，3，3_三氟丙基中的一種或兩種，其中優(yōu)選為甲基。對組分(C) 的粘度沒有特別限制，但推薦粘度范圍為O.1 10000m mPa · s (使用旋轉(zhuǎn)粘度計在25°C、 500轉(zhuǎn)/min測試)，優(yōu)選范圍為I IOOOmPa · s (使用旋轉(zhuǎn)粘度計在25°C、500轉(zhuǎn)/min測試)。
所述的鉬類催化劑是加速本發(fā)明的絕緣硅橡膠組合物的固化所使用的一種催化劑組分。組分(D)可以選自氯鉬酸、四氯化鉬、醇改性的氯鉬酸、鉬和富勒烯烴的絡(luò)合物、 鉬和鏈稀基娃氧燒的絡(luò)合物、鉬和擬基的絡(luò)合物中的一種或幾種。
所述的二氧化硅粉末(E)是用以改進本發(fā)明的絕緣硅橡膠組合物的物理強度。組分(E)可以選自熱解法得到的二氧化硅粉末、沉淀法得到的二氧化硅粉末或氣相法得到的二氧化硅粉末；或表面用一甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、六甲基二硅氮烷、八甲基環(huán)四硅氧烷或二甲基聚硅氧烷處理過的前述二氧化硅粉末中的一種或幾種。對組分(E)的細度沒有特別限制，但推薦BET比表面積高于至少10m2/g的二氧化硅粉末，優(yōu)選BET比表面積高于至少50m2/g的二氧化硅粉末。
所述的離子捕捉劑(F)是改進本發(fā)明的絕緣硅橡膠組合物的絕緣電性能所使用的一種具有捕捉離子功能的組分。組分(F)可以選自水滑石化合物、黃原酸酯類螯合物、 二硫代胺基甲酸鹽等中的一種或幾種。
所述的穩(wěn)定劑(G)可改進絕緣硅橡膠組合物的儲存穩(wěn)定性和可操作性。所述的穩(wěn)定劑(G)選自2-甲基-3-丁炔-2-醇、3，5_二甲基-1-己炔-3-醇、2-苯基-3-丁炔-2-醇、 3-甲基-1-戊烯-4-炔-3-醇、1-乙炔環(huán)己醇、3-甲基-1-戊炔-3-醇中一種或幾種。
根據(jù)需要，在絕緣硅橡膠組合物中還可以加入下述填料(H)，所述的填料(H)選自二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氫氧化鋁中的一種或幾種。
本發(fā)明的絕緣硅橡膠組合物的制備方法可使用常規(guī)的捏合機器，例如雙輥機、捏合混煉機等，將組分(A)-(F)和根據(jù)需要加入的組分(G)-(H)混合均勻，制備得到所述的絕緣硅橡膠組合物。
本發(fā)明的絕緣硅橡膠組合物中所涉及的各種原料均為市售產(chǎn)品，將本發(fā)明的絕緣硅橡膠組合物涂布在二極管管芯表面后再使用環(huán)氧塑封料封裝，經(jīng)過固化后，使用了本發(fā)明的絕緣硅橡膠組合物的二極管可以獲得更加良好電性能。
以下結(jié)合實施例進一步說明本發(fā)明，但這僅是舉例，并不是對本發(fā)明的限制。
具體實施方式
實施例1 7
組分Al :粘度為2000mPa · s的乙烯基封端的二甲基聚硅氧烷(DY-V401)，山東大易化工有限公司生產(chǎn)；
組分A2 :粘度為2000mPa · s且乙烯基質(zhì)量含量為5. 2%的二甲基聚硅氧烷 (DY-V411)，山東大易化工有限公司生產(chǎn)；
組分A3 :粘度為2000mPa · s的烯丙基封端的二甲基聚硅氧烷(MMD-AL0-001)，威海市明美滌化工有限責任公司生產(chǎn)；
組分A4 :粘度為2000mPa · s的乙烯基封端的三氟丙基取代甲基聚硅氧烷，上海硅山高分子材料有限公司生產(chǎn)的“乙烯基氟硅油”；
組分B1:分子內(nèi)帶有2個環(huán)氧基團且粘度為45mPa *s的氫原子質(zhì)量含量為O. 4% 的甲基聚硅氧烷，北京科化新材料科技有限公司生產(chǎn)的“改性硅油H-1” ；
組分B2 :分子內(nèi)帶有2個氨基基團且粘度為45mPa-s的氫原子質(zhì)量含量為O. 4% 的甲基聚硅氧烷，北京科化新材料科技有限公司生產(chǎn)的“改性硅油H-2” ；
組分B3 :分子內(nèi)帶有I個巰基基團且粘度為45mPa-s的氫原子質(zhì)量含量為O. 4% 的甲基聚硅氧烷，北京科化新材料科技有限公司生產(chǎn)的“改性硅油H-3” ；
組分B4 :分子內(nèi)帶有2個氰基基團且粘度為45mPa-s的氫原子質(zhì)量含量為O. 4% 的甲基聚硅氧烷，北京科化 新材料科技有限公司生產(chǎn)的“改性硅油H-4” ；
組分B5 :分子內(nèi)帶有2個羥基基團且粘度為45mPa-s的氫原子質(zhì)量含量為O. 4% 的甲基聚硅氧烷，北京科化新材料科技有限公司生產(chǎn)的“改性硅油H-5” ；
組分Cl :粘度為45mPa · s且氫原子質(zhì)量含量為1. 3%的含氫硅油(DY-H202)，山東大易化工有限公司生產(chǎn)；
組分C2 :粘度為45mPa · s且氫原子質(zhì)量含量為O. 4%的含氫硅油(DY-H212)，山東大易化工有限公司生產(chǎn)；
組分C3 :分子兩端均用二甲基氫硅烷氧基封端且粘度為90mPa · s的二甲基聚硅氧烷，上海硅山高分子材料有限公司生產(chǎn)的“端含氫硅油”；
組分C4 :分子兩端均用二甲基氫硅烷氧基封端且粘度為75mPa · s的三氟丙基取代甲基聚硅氧烷，上海硅山高分子材料有限公司生產(chǎn)的“端含氫氟硅油”；
組分Dl Pt/C鉬炭催化劑，陜西瑞科新材料股份有限公司生產(chǎn)；
組分D2 :四氯化鉬，上海久岳催化集團生產(chǎn)；
組分D3 :氯鉬酸，上海久岳催化集團生產(chǎn)；
組分D4 :甲基乙烯基硅氧烷配位鉬催化劑，上海硅山高分子材料有限公司生產(chǎn)；
組分D5 :氯鉬酸醇溶液，陜西瑞科新材料股份有限公司生產(chǎn)；
組分D6 =Pt/分子篩催化劑，陜西瑞科新材料股份有限公司生產(chǎn)；
組分D7 KE-808鉬金催化劑，廣州康固佳化工科技有限公司生產(chǎn)；
組分El :平均粒徑為1. Oum的球型二氧化硅，安徽鑫磊粉體科技公司生產(chǎn)；
組分E2 =Aerosil R972, DE⑶SSA 公司生產(chǎn)；[0048[0049[0050[0051[0052[0053[0054[0055[0056[0057[0058[0059[0060[0061[0062[0063 [0064[0065[0066[0067[0068[0069[0070[0071[0072[0073[0074[0075混煉[0076[0077組分E3 =Aerosil R106, DE⑶SSA公司生產(chǎn)； 組分E4 N20, WACKER公司生產(chǎn)組分E5 :V15，WACKER公司生產(chǎn)組分E6 H15, WACKER公司生產(chǎn)組分E7 H18, WACKER公司生產(chǎn)組分E8 T30, WACKER公司生產(chǎn)組分Ε9 T40, WACKER公司生產(chǎn)組分ElO QS-102,日本T0KUYAMA公司生產(chǎn)； 組分Ell QS-40,日本T0KUYAMA公司生產(chǎn)組分E12 MT-10,日本T0KUYAMA公司生產(chǎn)組分E13 DM-10,日本T0KUYAMA公司生產(chǎn)組分E14 HM-20,日本T0KUYAMA公司生產(chǎn)組分E15 KS-20SC,日本T0KUYAMA公司生產(chǎn)組分E16 PM-20L,日本T0KUYAMA公司生產(chǎn)；組分Fl 組分F2 組分F3水滑石化合物DHT-4A，日本協(xié)和化學(xué)公司生產(chǎn)；異丙基黃 原酸甲酸乙酯，沈陽有研礦物化工有限公司生產(chǎn)； TMT-15重金屬離子捕捉劑，湖北省孝昌縣金雞化工有限公司生產(chǎn)組分Gl :2-甲基-3- 丁炔-2-醇，鄂州市恒通偉業(yè)化工有限公司生產(chǎn)；組分G2 :2_苯基-3- 丁炔-2-醇，上海瑞一醫(yī)藥科技有限公司生產(chǎn)；組分G3 :3_甲基-1-戊烯-4-炔-3-醇，溧陽市瑞普化學(xué)技術(shù)研發(fā)中心生產(chǎn)； 組分G4 :3，5- 二甲基-1-己炔-3-醇，北京易萊西諾生物科技有限公司生產(chǎn)； 組分G5 :1-乙炔環(huán)己醇，臺州中恒遠化工有限公司生產(chǎn)；組分G6 :3_甲基-1-戊炔-3-醇，北京易萊西諾生物科技有限公司生產(chǎn)；組分Hl :平均粒徑為O. 8um的二氧化鈦，上海江滬鈦白化工制品有限公司生產(chǎn)； 組分H2 :平均粒徑為1. Oum的球型氧化鋁，DENKA生產(chǎn)；組分H3 :平均粒徑為1. 2um的氧化鋅，上海緣鈦化工產(chǎn)品有限公司生產(chǎn)；組分H4 :平均粒徑為3um的氫氧化鋁，上海緣鈦化工產(chǎn)品有限公司生產(chǎn)。按照表I中配比稱量，在雙輥筒混煉機上混合均勻，將混合均勻的物料從雙輥筒機上取下，并用以下3種方法評價，結(jié)果見表I。表1:實施例1 7組合物的組成及評價結(jié)果(以重量百分比計)
權(quán)利要求
1.一種絕緣硅橡膠組合物，其特征是，所述的絕緣硅橡膠組合物的組分及含量為 在一個有機基聚硅氧烷分子內(nèi)具有至少兩個鏈烯基的有機基聚硅氧烷為67 92wt % ； 在一個甲基聚硅氧烷分子內(nèi)具有至少兩個與硅鍵合的氫原子和至少一個基團Y的甲基聚硅氧烷為O. 5 8wt% ; 在一個有機基聚娃氧燒分子內(nèi)具有至少兩個與娃鍵合的氫原子的有機基聚娃氧燒為I 8wt % ； 鉬類催化劑為O. OOOOOl lwt% ; 二氧化硅粉末為3 25wt% ； 離子捕捉劑為O. 001 ~ Iwt % ； 穩(wěn)定劑為O 2wt% ； 填料為O 7wt% ; 所述的基團Y選自環(huán)氧基、氨基、巰基、氰基、羥基中的一種或幾種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣硅橡膠組合物，其特征是所述的在一個有機基聚硅氧烷分子內(nèi)具有至少兩個鏈烯基的有機基聚硅氧烷中的鏈烯基選自乙烯基、烯丙基中的一種或兩種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的絕緣硅橡膠組合物，其特征是所述的在一個有機基聚娃氧燒分子內(nèi)除了乙稀基、稀丙基中的一種或兩種鏈稀基以外的與娃鍵合的有機基的基團選自甲基、3，3，3_三氟丙基中的一種或兩種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣硅橡膠組合物，其特征是所述的在一個有機基聚硅氧烷分子內(nèi)具有至少兩個與硅鍵合的氫原子的有機基聚硅氧烷中的與硅鍵合的有機基的基團選自甲基、3，3，3-三氟丙基中的一種或兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣硅橡膠組合物，其特征是所述的鉬類催化劑選自氯鉬酸、四氯化鉬、醇改性的氯鉬酸、鉬和富勒烯烴的絡(luò)合物、鉬和鏈烯基硅氧烷的絡(luò)合物、鉬和羰基的絡(luò)合物中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣硅橡膠組合物，其特征是所述的二氧化硅粉末選自熱解法得到的二氧化硅粉末、沉淀法得到的二氧化硅粉末或氣相法得到的二氧化硅粉末；或表面用一甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、六甲基二硅氮烷、八甲基環(huán)四硅氧烷或二甲基聚硅氧烷處理過的前述二氧化硅粉末中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣硅橡膠組合物，其特征是所述的離子捕捉劑選自水滑石化合物、黃原酸酯類螯合物、二硫代胺基甲酸鹽中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣硅橡膠組合物，其特征是所述的穩(wěn)定劑選自2-甲基-3- 丁炔-2-醇、3，5- 二甲基-1-己炔-3-醇、2-苯基-3- 丁炔-2-醇、3-甲基-1-戊烯-4-炔-3-醇、1-乙炔環(huán)己醇、3-甲基-1-戊炔-3-醇中一種或幾種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣硅橡膠組合物，其特征是所述的填料選自二氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氫氧化鋁中的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明涉及可以作為二極管管芯內(nèi)涂布材料的電子級的絕緣硅橡膠組合物。本發(fā)明的絕緣硅橡膠組合物的組分及含量為在一個有機基聚硅氧烷分子內(nèi)具有至少兩個鏈烯基的有機基聚硅氧烷為67～92wt％；在一個甲基聚硅氧烷分子內(nèi)具有至少兩個與硅鍵合的氫原子和至少一個基團Y的甲基聚硅氧烷(B)為0.5～8wt％；在一個有機基聚硅氧烷分子內(nèi)具有至少兩個與硅鍵合的氫原子的有機基聚硅氧烷為1～8wt％；鉑類催化劑為0.000001～1wt％；二氧化硅粉末為3～25wt％；離子捕捉劑為0.001～1wt％；穩(wěn)定劑為0～2wt％；填料為0～7wt％。使用了本發(fā)明的絕緣硅橡膠組合物的二極管可以獲得更加良好電性能。
文檔編號H01L23/29GK103013125SQ20111028872
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者王善學(xué), 李剛, 盧緒奎, 孫海平, 周洪濤, 王銳 申請人:北京科化新材料科技有限公司, 北京首科化微電子有限公司