本發(fā)明涉及有機硅材料領(lǐng)域，尤其涉及一種增粘劑及其制備方法，由其制備的有機硅灌封膠及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著全球電力技術(shù)發(fā)展迅速，電動機制造行業(yè)也隨著電力發(fā)展呈現(xiàn)出勃勃生機，其產(chǎn)銷規(guī)模和經(jīng)濟效益都有了大幅度提高。同時其應(yīng)用范圍也快速擴展，從傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域向航空、航海、軍工、高鐵、新能源汽車等新領(lǐng)域發(fā)展。近十幾年，隨全球?qū)Νh(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的高度關(guān)注，高鐵和新能源電動汽車的市場需求不斷攀升，而作為高鐵和電動汽車核心部件之一的電動機，其性能和可靠性也對高鐵和車輛的性能和壽命起到了至關(guān)重要的作用。

2、用于電機定子的粘接灌封膠就是高鐵和新能源電動汽車中電動機的重要制造材料，粘接灌封膠對于降低噪音、提升電機效率和延長電機壽命具有重要作用。定子粘接灌封膠是將定子鐵芯(碳鋼片)與定子線圈緊密粘合在一起的材料，主要用于固定線圈、隔離振動、傳導(dǎo)熱量等，優(yōu)質(zhì)的定子粘接灌封膠既提高了電機的絕緣性能，也提升了電機的散熱效果，降低噪音和振動，提升駕乘人員的舒適性。

3、目前，電機內(nèi)部的定子鐵芯(碳鋼片)與定子線圈表面會固化一層環(huán)氧樹脂或苯基有機硅樹脂的絕緣漆，而絕緣漆固化后，會在鐵芯和線圈表面形成致密光滑的絕緣層，絕大多數(shù)的灌封膠都不能很好的粘接牢固，所以會采用涂抹底涂劑的方法提高粘接強度，使工藝復(fù)雜化；并且大部分灌封膠的揮發(fā)物較高，影響電動機的性能及周邊環(huán)境；另外，灌封膠的長期耐溫性不足，會出現(xiàn)開裂、粉化、強度降低的問題，進而影響電動機的性能。這些都是急需優(yōu)化的問題，上述問題對高鐵和新能源汽車的發(fā)展產(chǎn)生了一定的反向影響。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是通過增粘劑的特定基團增加其粘結(jié)強度及粘結(jié)穩(wěn)定性，并且使其具有較高的耐熱性，該增粘劑結(jié)構(gòu)同時在產(chǎn)品中均勻性好，使用穩(wěn)定性高。采用該增粘劑制備有機硅灌封膠，高溫快速固化、粘接性優(yōu)異、阻燃性好、熱穩(wěn)定性好，特別是在無底涂劑的條件下，對環(huán)氧樹脂絕緣漆、苯基硅樹脂絕緣漆有很好的附著性。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

3、本發(fā)明的第一方面提供了一種增粘劑，其結(jié)構(gòu)如式(i)所示：

4、

5、其中，m＝3～5，n＝2～5。

6、上述增粘劑結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：

7、(1)結(jié)構(gòu)中含有大量的烷氧基基團，能夠與基材表面的羥基進行反應(yīng)，增強粘接強度；

8、(2)結(jié)構(gòu)中含有少量的乙烯基基團，乙烯基團的雙鍵可以打開參與反應(yīng)，從而與主體結(jié)構(gòu)連接到一起，增強了粘接穩(wěn)定性；

9、(3)結(jié)構(gòu)中的-ncoo-五元環(huán)體，能夠有效提升對各種基材的附著力，同時具有較高的耐熱性，可以進一步提升產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性；

10、(4)上述結(jié)構(gòu)整體對稱，其重均分子量與常規(guī)增粘劑相比較大，使其在產(chǎn)品中的均勻性較好并且使用穩(wěn)定性較高。

11、本發(fā)明的第二方面提供了一種增粘劑的制備方法，包括如下步驟：

12、步驟1：

13、

14、步驟2：

15、

16、步驟3：

17、

18、步驟4：

19、

20、其中，m＝3～5，n＝2～5，ar表示苯基；

21、步驟1中的反應(yīng)在有機鈦催化劑的催化作用下進行；

22、步驟3中的反應(yīng)在溴化鋰和三烴基膦化氧的催化作用下進行；

23、步驟4中的反應(yīng)在卡斯特鉑金的催化作用下進行。

24、一些較佳實施方式中，所述增粘劑的制備方法，包括如下步驟：

25、步驟1：在惰性氣體氛圍下，在有機鈦催化劑的催化作用下，式(ii)所示物質(zhì)和式(iii)所示物質(zhì)以1：2～2.5的摩爾比在40～50℃下反應(yīng)24～30h，得到式(iv)所示物質(zhì)；

26、步驟2：在惰性氣體氛圍下，加入通過步驟1制得的式(iv)所示物質(zhì)和ar2ncocl以1：2～2.5的摩爾比在60～70℃下反應(yīng)8～12h，得到式(v)所示物質(zhì)；

27、步驟3：在惰性氣體氛圍下，在溴化鋰和三烴基膦化氧的催化作用下，步驟2制得的式(v)所示物質(zhì)和式(vi)所示物質(zhì)以1：2.2～2.5的摩爾比在80～90℃下反應(yīng)4～6h，得到式(vii)所示物質(zhì)；

28、步驟4：在惰性氣體氛圍下，在卡斯特鉑金的催化作用下，步驟3制得的式(vii)所示物質(zhì)和式(viii)所示物質(zhì)以1：0.3～0.5的摩爾比在60～70℃下反應(yīng)2～3h，得到所述增粘劑。

29、本發(fā)明的第三方面提供了一種上述增粘劑在制備灌封膠、優(yōu)選有機硅灌封膠中的應(yīng)用。

30、采用上述增粘劑制備的灌封膠可實現(xiàn)高溫快速固化，粘接性優(yōu)異、阻燃性好、熱穩(wěn)定性好，特別是在無底涂劑的條件下，對環(huán)氧樹脂絕緣漆、苯基硅樹脂絕緣漆有很好的附著性。

31、本發(fā)明的第四方面提供了一種用于有機硅灌封膠的組合物，包括a組分和b組分；

32、a組分按重量份包括以下成分：900～1100mpa.s乙烯基硅油10～20份；450～550mpa.s乙烯基硅油20～40份；甲基苯基乙烯基硅油1～5份；填料-110～30份；填料-215～40份；色膏3～6份；催化劑0.1～1份；

33、b組分按重量份包括以下成分：450～550mpa.s乙烯基硅油30～50份；填料-110～30份；填料-25～15份；填料-35～10份；交聯(lián)劑-11～3份；交聯(lián)劑-22～6份；抑制劑0.001～0.01份；偶聯(lián)劑0.1～1份；權(quán)利要求1所述的增粘劑0.5～2份；耐熱穩(wěn)定劑0.5～1份；

34、其中，所述a組分與所述b組分的質(zhì)量比為1：0.8～2。

35、本發(fā)明通過分別制備a組分和b組分，然后將其混合得到雙組分灌封膠，采取分別制備的方式可以使a組分和b組分中的各成分的分散度更好，用量少的成分可以分布更均勻，得到的有機硅灌封膠均勻性較好，使用穩(wěn)定性更高?？刂芶組分和b組分的質(zhì)量比為1：0.8～2，得到的有機硅灌封膠可實現(xiàn)高溫快速固化，粘接性更優(yōu)異。

36、一些較佳實施方式中，所述900～1100mpa.s乙烯基硅油的乙烯基含量為0.27～0.32wt％，揮發(fā)份≤0.05％，d3-d10硅氧烷含量≤100mg/kg；和/或所述450-550mpa.s乙烯基硅的乙烯基含量為0.40～0.45wt％，揮發(fā)份≤0.05％，d3-d10硅氧烷含量≤100mg/kg；和/或所述甲基苯基乙烯基硅油分子式如下：(vimephsio0.5)(me2sio)x(vimephsio0.5)式(ix)，其中，乙烯基含量為0.03～0.08wt％，重均分子量為2000～5000；

37、優(yōu)選地，所述900-1100mpa.s乙烯基硅油為萬華化學(xué)電子級乙烯基硅油sf-61-1000e，所述450-550mpa.s乙烯基硅油為萬華化學(xué)電子級乙烯基硅油sf-61-500e。

38、本發(fā)明選用低揮發(fā)性有機化合物(低揮發(fā)份)、低環(huán)體含量(d3-d10硅氧烷含量低)的乙烯基硅油，優(yōu)選電子級硅油，使制得的有機硅灌封膠達(dá)到很低的voc水平，降低了有機硅灌封膠對電機內(nèi)部各器件及環(huán)境的影響。

39、本發(fā)明選用分子式如式(ix)的甲基苯基乙烯基硅油，采用上述甲基苯基乙烯基硅油提高了灌封膠與苯基硅樹脂表面的浸潤性，并且結(jié)構(gòu)中的苯基具有可旋轉(zhuǎn)性，有助于提升灌封膠固化后的的耐熱性，進一步保證灌封膠的熱穩(wěn)定性。

40、一些較佳實施方式中，所述填料-1為d50為2～3微米的球形硅微粉；所述填料-2為d50為2～3微米的球形氧化鋁粉；所述填料-3為d50為5～6微米的球形氫氧化鋁粉。

41、本發(fā)明選用填料-1、填料-2和填料-3，上述三種粉料互相配合，既保證了灌封膠可達(dá)到中等導(dǎo)熱要求，同時也具備很好的阻燃性，并保證了體系具有很好的抗沉降性。

42、所述交聯(lián)劑-1為端含氫硅油，粘度為5-20mpa.s，含氫量為0.15～0.20wt％；所述交聯(lián)劑-2為甲基封端側(cè)含氫硅油，粘度為50-150mpa.s，含氫量為0.6～1.0wt％。

43、本發(fā)明選用端含氫硅油和甲基封端側(cè)含氫硅油，側(cè)含氫硅油與端含氫硅油相配合，即保證了交聯(lián)密度及強度，同時由于有一定的鏈段長度，使得制備的灌封膠有較好的韌性。

44、一些較佳實施方式中，所述色膏為鐵紅色色漿；和/或所述催化劑為鉑系催化劑，優(yōu)選鉑-乙烯基硅氧烷配合物，其中鉑含量為3000～6000ppm；和/或所述抑制劑為炔醇類化合物，優(yōu)選1-乙炔-1-環(huán)己醇、3-甲基-1-丁炔-3-醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇中的一種或多種，更優(yōu)選1-乙炔-1-環(huán)己醇；和/或所述偶聯(lián)劑為kh-550、kh-560、kh-570、a-186、kh-792中的一種或多種；和/或所述耐熱穩(wěn)定劑為二氧化鈰。

45、本發(fā)明的第五方面提供了一種有機硅灌封膠，其由上述組合物經(jīng)固化制得；

46、優(yōu)選地，所述有機硅灌封膠的制備過程包括：首先分別將所述a組分和所述b組分的各成分混勻，然后將所得的組分a混合物與組分b混合物進行混合并在100-120℃下固化30-60min，即得所述有機硅灌封膠；

47、更優(yōu)選地，所述組分a混合物的制備過程包括：將450～550mpa.s乙烯基硅油、甲基苯基乙烯基硅油、色膏加入混合容器中；其后加入填料-1、填料-2；再加入900-1100mpa.s乙烯基硅油；最后加入催化劑；

48、所述組分b混合物的制備過程包括：將450～550mpa.s乙烯基硅油、交聯(lián)劑-1、交聯(lián)劑-2、填料-1、填料-2和填料-3加入混合容器中；再加入增粘劑、偶聯(lián)劑、耐熱穩(wěn)定劑、抑制劑。

49、最優(yōu)選地，a組分的制備方法：1)加入450～550mpa.s乙烯基硅油、甲基苯基乙烯基硅油、色膏至混合容器中，設(shè)置高速攪拌機的轉(zhuǎn)速：公轉(zhuǎn)15～25rpm，高速分散400～600rpm，混合15～30min；2)加入填料-1、填料-2，設(shè)置高速攪拌機的轉(zhuǎn)速：公轉(zhuǎn)35～45rpm，高速分散1200～1800rpm，混合20～40min，停機刮壁；3)加入900-1100mpa.s乙烯基硅油，設(shè)置高速攪拌機的轉(zhuǎn)速：公轉(zhuǎn)35～45rpm，高速分散800～1200rpm，混合20～40min，停機刮壁；設(shè)置高速攪拌機的轉(zhuǎn)速：公轉(zhuǎn)35～45rpm，高速分散800～1200rpm，真空混合20～40min，停機泄壓刮壁；4)加入催化劑，設(shè)置高速攪拌機的轉(zhuǎn)速：公轉(zhuǎn)25～35rpm，高速分散600～800rpm，真空混合20～40min，停機泄壓刮壁，即得到a組分；

50、b組分的制備方法：1)加入450～550mpa.s乙烯基硅油、交聯(lián)劑-1、交聯(lián)劑-2、填料-1、填料-2和填料-3至混合容器中，設(shè)置高速攪拌機的轉(zhuǎn)速：公轉(zhuǎn)35～45rpm，高速分散1200～1800rpm，待粉料全部混合進硅油后，繼續(xù)混合20～40min，停機刮壁；2)設(shè)置高速攪拌機的轉(zhuǎn)速：公轉(zhuǎn)35～45rpm，高速分散800～1200rpm，真空混合20～40min，停機泄壓刮壁；3)在氮氣氛圍下，加入增粘劑、偶聯(lián)劑、耐熱穩(wěn)定劑、抑制劑，設(shè)置高速攪拌機的轉(zhuǎn)速：公轉(zhuǎn)25～35rpm，高速分散600～800rpm，混合15～30min，停機刮壁；4)設(shè)置高速攪拌機的轉(zhuǎn)速：公轉(zhuǎn)25～35rpm，高速分散600～800rpm，真空混合8～12min，停機泄壓刮壁，即得到b組分；

51、有機硅灌封膠的制備方法：將得到的所述組分a與所述組分b混合并固化，混合條件為：轉(zhuǎn)速400-600rpm，真空度-0.98mpa，混合20-40min，固化條件為：溫度100-120℃，時間30-60min，得到所述有機硅灌封膠。

52、本發(fā)明通過分別制備a組分和b組分，然后將其混合得到雙組分灌封膠，采取分別制備的方式可以使a組分和b組分中的各成分的分散度更好，用量少的成分可以分布更均勻，得到的有機硅灌封膠均勻性較好，使用穩(wěn)定性更高。首先加入需要量最大的硅油，再加入粉料，如：填料，由于前期體系黏度較大，粉料的分散性較好，再加入另外一種黏度較大的硅油，分散攪拌壓力，最后加入用量少的成分，避免用量較少的成分被吸附報團。上述加料順序縮短了攪拌時間，降低了能耗，并可有效避免用量少的成分的損失。

53、本發(fā)明的第六方面提供了一種有機硅灌封膠在電機定子導(dǎo)熱粘接中的應(yīng)用。

54、本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下有益效果：

55、本發(fā)明通過提供具有特定結(jié)構(gòu)的增粘劑，增強粘接強度、粘接穩(wěn)定性，有效提升對各種基材的附著力，同時具有較高的耐熱性，可以進一步提升產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性；上述結(jié)構(gòu)整體對稱并具有較大的重均分子量，使其在產(chǎn)品中的均勻性較好并且使用穩(wěn)定性較高。

56、采用上述增粘劑制備的有機硅灌封膠可實現(xiàn)高溫快速固化，粘接性優(yōu)異、阻燃性好、熱穩(wěn)定性好，特別是在無底涂劑的條件下，對環(huán)氧樹脂絕緣漆、苯基硅樹脂絕緣漆有很好的附著性。

57、將上述有機硅灌封膠用于電機定子導(dǎo)熱粘接，由于其對環(huán)氧樹脂絕緣漆、苯基硅樹脂絕緣漆具有很好的附著性，無需使用底涂劑，工藝簡單，并且上述有機灌封膠的揮發(fā)物含量低，同時能夠有效降低灌封膠對電動機性能及周邊環(huán)境的影響。