Bei der Einstellung der Härte in Silikonvergussmassen ist niedrigviskoses Dimethylsilikonöl eine direktere und effektivere Wahl, während Vinylsilikonöl typischerweise zur Steuerung der Vernetzungsdichte oder als Basispolymer verwendet wird. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Analyse und Empfehlungen:
Eins. Dimethylsilikonöl: Die zentrale Wahl zur Härteeinstellung
1. Wirkmechanismus
Dimethylsilikonöl (PDMS) ist ein nicht-reaktiver Weichmacher, der Vergussmassen durch physikalisches Füllen und Reduzieren der Vernetzungsdichte weich macht. Seine Molekülketten nehmen nicht an der Härtungsreaktion teil; Sie wirken nur als „Verdünnungsmittel“, verteilt im System, schwächen die Kompaktheit des Polymernetzwerks und verringern so die Härte.
2. Empfohlene Viskosität
Gemeinsamer Bereich: 50–1000 cSt (25 Grad).
Niedrige Viskosität (50–200 cSt): Hervorragende Fließfähigkeit, geeignet für Anwendungen, die ein schnelles Eindringen und Entgasen erfordern (z. B. Vergießen elektronischer Komponenten), aber eine übermäßige Zugabe kann zu einer verminderten Festigkeit führen. Mittlere bis hohe Viskosität (500–1000 cSt): Reduziert effektiv die Härte unter Beibehaltung bestimmter mechanischer Eigenschaften, häufig verwendet in industriellen Anwendungen, die Festigkeit erfordern (z. B. Verpackungen von Leistungsmodulen).
Typisches Beispiel: 200 cSt Dimethylsilikonöl wird häufig in elektronischen Vergussmassen verwendet. Eine Zugabe von 5 % bis 10 % kann die Shore-A-Härte um 5 bis 10 Grad verringern.
3. Vorsichtsmaßnahmen
Zugabeverhältnis: Pro 2 % hinzugefügtem Dimethylsilikonöl nimmt die Shore-A-Härte um etwa 1 Grad ab. Übermäßige Mengen (über 20 %) können jedoch zum Austreten von Öl und zu einer verminderten Witterungsbeständigkeit führen.
Kompatibilität: Um eine Phasentrennung zu vermeiden, sollte ein Dimethylsilikonöl mit guter Kompatibilität mit dem Basispolymer (z. B. Methylvinylsilikonkautschuk) ausgewählt werden.
Zwei. Vinylsilikonöl: Der Regler der Vernetzungsdichte
1. Wirkmechanismus
Vinylsilikonölmoleküle enthalten Vinylgruppen (-CH=CH₂) an beiden Enden oder in den Seitenketten, die unter der Wirkung eines Platinkatalysators eine Hydrosilylierungsreaktion mit wasserstoffhaltigen Silikonölen eingehen können, um ein dreidimensionales vernetztes Netzwerk zu bilden. Seine Hauptfunktion besteht darin, die Vernetzungsdichte zu steuern und nicht direkt die Härte anzupassen.
2. Zusammenhang zwischen Viskosität und Härte
Vinylsilikonöle mit niedriger -Viskosität (z. B. 20–55 mPa·s):
Kann die Fließfähigkeit und Dispergierbarkeit des Füllstoffs von Vergussmassen verbessern, allerdings kann sich die Härte nach der Vernetzung aufgrund der hohen Dichte der Vernetzungspunkte erhöhen. Wenn beispielsweise 1000 cSt Vinylsilikonöl in Kombination mit wasserstoffhaltigem Silikonöl verwendet wird, kann die Vernetzungsdichte 0,2 Mol/cm³ erreichen, was zu einer höheren Härte führt.
Hochviskose Vinylsilikonöle (z. B. 10.000–20.000 mPa·s):
Diese haben längere Molekülketten, was nach der Vernetzung zu einem flexibleren Netzwerk führt, was die Härte verringern kann. Beispielsweise kann durch die Verwendung hochviskoser Vinylsilikonöle in Batterievergussmassen die Härte auf Shore A 40–60 eingestellt werden.
3. Anwendungsszenarien
Basispolymer: Vinylsilikonöl ist der Hauptrohstoff für Vergussmassen vom Additionstyp, und sein Molekulargewicht und sein Vinylgehalt wirken sich direkt auf die Endeigenschaften aus. Beispielsweise wird terminales Vinylsilikonöl (Vi-PDMS) häufig in elektronischen Vergussmassen verwendet, während seitenkettiges Vinylsilikonöl (Vi-PMVS) für industrielle Anwendungen geeignet ist, die eine hohe Reißfestigkeit erfordern.
Hilfsanpassung: Die Härte kann indirekt optimiert werden, indem das Verhältnis von Vinylsilikonöl zu wasserstoffhaltigem Silikonöl angepasst wird. Beispielsweise kann die Reduzierung der Menge an wasserstoffhaltigem Silikonöl die Vernetzungsdichte und damit die Härte verringern.
Drei. Umfassende Empfehlungen
1. Härtereduktion: Dimethylsilikonöl wird bevorzugt.
Anwendbare Szenarien: Erfordert eine erhebliche Erweichung der Vergussmassen, z. B. zur Spannungsentlastung elektronischer Komponenten und zur flexiblen Verkapselung.
Bedienschritte:
① Wählen Sie ein Dimethylsilikonöl mit einer Härte von 50–1000 cSt (200–500 cSt empfohlen);
② Fügen Sie zunächst 5 % bis 10 % hinzu und testen Sie schrittweise die Härteänderung.
③ Während des Mischens ist eine Vakuumentgasung erforderlich, um zu verhindern, dass verbleibende Luftblasen die Leistung beeinträchtigen.
2. Feinabstimmung der Härte-: Kombiniert mit Vinylsilikonöl
Anwendbare Szenarien: Erfordert eine präzise Steuerung der Vernetzungsdichte, z. B. bei wärmeleitenden Vergussmassen und Hochtemperaturanwendungen.
Bedienschritte:
① Wählen Sie ein niedrigviskoses Vinylsilikonöl (z. B. 1000–5000 mPa・s) als Basispolymer;
② Kontrollieren Sie die Vernetzungsdichte, indem Sie die Menge an wasserstoffhaltigem Silikonöl anpassen (typischerweise 3–5 phr);
③ Fügen Sie eine kleine Menge Dimethylsilikonöl hinzu (<5%) to further optimize the hardness.
3. Leistungsbilanz
Festigkeit und Härte: Eine übermäßige Zugabe von Dimethylsilikonöl kann die Zugfestigkeit und Reißfestigkeit verringern. Es wird empfohlen, es in Kombination mit verstärkenden Füllstoffen (z. B. pyrogener Kieselsäure) zu verwenden.
Temperaturbeständigkeit und Isolierung: Das vernetzte Netzwerk aus Vinylsilikonöl kann die Temperaturbeständigkeit (-50 bis 200 Grad) und die Isolationseigenschaften (Volumenwiderstand > 1×10¹⁵ Ω・cm) verbessern und eignet sich daher für Anwendungen mit hohen Zuverlässigkeitsanforderungen.
Zusammenfassung
Reduzierung der Härte: Bevorzugt wird niedrigviskoses Dimethylsilikonöl (50–1000 cSt). Die Erweichung wird durch physikalische Verdünnung erreicht, wobei die Zugabemenge typischerweise zwischen 5 % und 15 % liegt.
Kontrolle der Vernetzungsdichte: Vinylsilikonöl wird zum Aufbau eines dreidimensionalen Netzwerks verwendet. Die Härte kann indirekt optimiert werden, indem das Molekulargewicht, der Vinylgehalt und das Verhältnis mit wasserstoffhaltigem Silikonöl angepasst werden.
Praktische Anwendungen: Es wird empfohlen, die Eigenschaften beider zu kombinieren. Verwenden Sie zum Beispiel zusätzlich-Aushärten von Vergussmassen Vinylsilikonöl als Basispolymer und fügen Sie zur Feinabstimmung eine kleine Menge Dimethylsilikonöl hinzu,-um die beste Leistungsbalance zu erreichen.
