一种阻燃耐水煮耐高低温冲击的双组份环氧灌封胶及制备方法和应用

技术领域

本发明涉及灌封胶技术领域，具体涉及一种阻燃耐水煮耐高低温冲击的双组份环氧灌封胶及制备方法和其在电子元器件灌封领域的应用。

背景技术

灌封胶也叫灌封胶粘剂，作为一种可在常温或加热条件下固化的性能优异的热固性高分子绝缘材料，可用于电子元器件的粘接、密封、灌封和涂覆保护，是电子工业不可缺少的重要绝缘材料。灌封胶在未固化前属于液体状，具有流动性，灌封胶的胶体黏度根据产品的材质、性能、生产工艺的不同而有所区别。目前常见的灌封胶类型包括：环氧灌封胶、聚氨酯灌封胶、有机硅灌封胶、环氧-酸酐体系灌封胶等几大类。

环氧灌封胶以其优良的各项综合性能(优异的粘接性能，电绝缘性能和流动性)，广泛应用于电子类元器件的灌封封装领域，可强化电子器件的整体稳定性，提高对外来冲击、震动的抵抗力，提高内部元件、线路间的绝缘，有利于器件小型化、轻量化，避免元件、线路直接暴露于环境中，改善器件的防水、防潮性能。

但是，现有的环氧灌封胶固化后由于交联密度大导致脆性大、抗冲击性能差、柔韧性差，易开裂；而且普通环氧灌封胶不能满足严苛的要求，如耐水煮、阻燃、耐高低温冲击、耐酸等要求，这些因素在很大程度上都限制了环氧灌封材料在某些领域的应用。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明提供一种阻燃耐水煮耐高低温冲击的双组份环氧灌封胶，其具有优异的耐水煮性能，同时还具有阻燃，耐高低温冲击、耐酸性能。此外，本发明还提供一种上述阻燃耐水煮耐高低温冲击的双组份环氧灌封胶的制备方法及其在电子元器件灌封领域的应用。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种阻燃耐水煮耐高低温冲击的双组份环氧灌封胶，所述双组份环氧灌封胶由A组分和B组分混合制成；

所述A组分包括如下重量份的原料组分：

双酚A型环氧树脂20～30份、热塑性树脂3～5份、稀释剂5～10份、消泡剂0.3～0.5份、阻燃剂5～10份、填料50～60份；

所述B组分包括如下重量份的原料组分：改性固化剂100份。

具体地，所述热塑性树脂为苯氧树脂、聚砜树脂、聚苯醚树脂中的一种或多种的混合物。

上述三种类型的热塑性树脂尺寸稳定性好、耐水性能优异、耐热性高、耐水解，热稳定性好，高粘附力，其与双酚A型环氧树脂复配，能大大提高固化物的耐水煮性能。

具体地，所述双酚A型环氧树脂为双酚A型环氧树脂E39、双酚A型环氧树脂E44、双酚 A型环氧树脂E51中的一种或多种的混合物。

双酚A型环氧树脂E39、双酚A型环氧树脂E44、双酚A型环氧树脂E51、这三种型号的环氧树脂是按照环氧值不同进行区分的，E39、E44、E51为牌号，代表平均环氧值分别为39/100、 44/100、51/100,环氧树脂的环氧值越高，黏度越低，固化后胶粘度高，脆性大。

具体地，所述稀释剂为1、4丁二醇缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚中一种或多种的混合物。

本申请中选用双官能团的稀释剂，在常温下粘度低，是环氧树脂良好的稀释剂，大大降低体系的粘度，同时，其柔韧性好，赋予双酚A型环氧树脂柔性、伸长率和提高冲击强度，也是环氧树脂的增韧改性剂，可以极大的提高固化物的抗冲击强度和抗冷热冲击性能，改善环氧固化物的脆裂缺陷。

具体地，所述消泡剂为有机硅消泡剂和聚合物消泡剂中的一种或两种的混合物。

具体地，所述阻燃剂为红磷、十溴二苯乙烷、聚磷酸铵中的一种或多种的混合物。

上述阻燃剂配合氢氧化铝或氢氧化镁可以大大增加阻燃效果，经过测试可以达到UL-94V0。

具体地，所述填料为氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或两种的混合物。

使用前，将填料放置于烘箱内烘烤，去除水分，避免因填料中携带的水分，影响制得的环氧结构胶产品的粘接性能。

具体地，所述改性固化剂为3,3'二甲基4,4二氨基二环己基甲烷、1,3-环己二甲胺中的一种或两种的混合物。

上述两种固化剂为脂环族胺，结构含有脂环，所以耐热性高，一般都超过100℃，而且此类胺多为低粘度液体，适用期比其他胺时间长，故施工操作时性能佳。

本发明的第二方面，提供一种上述阻燃耐水煮耐高低温冲击的双组份环氧灌封胶的制备方法，包括如下步骤：

S1、分别称取配方量的双酚A型环氧树脂、热塑性树脂、稀释剂、消泡剂、阻燃剂、填料和改性固化剂；

S2、将双酚A型环氧树脂加入至反应釜内，搅拌加热至140～160℃，缓慢向其中加入热塑性树脂，搅拌至完全溶解；

S3、将反应釜内温度降至70～90℃，再向其中依次加入稀释剂、消泡剂、阻燃剂、填料，高速分散均匀，并进行抽真空脱泡；

S4、将反应釜内反应后的混合物冷却至50～65℃，过滤分装，得到A组分；

S5、将改性固化剂直接分装，得到B组分。

A组分和B组分分开单独存放，当需要进行灌封使用时，将A组分和B组分按照(2～5)∶1的重量比例进行混合，并且搅拌至混合均匀，然后进行真空脱泡，得到所需的阻燃耐水煮耐高低温冲击的双组份环氧灌封胶。

本发明的第三方面，提供一种上述阻燃耐水煮耐高低温冲击的双组份环氧灌封胶的应用，所述双组份环氧灌封胶用于电子元器件的灌装密封。

具体地，该双组份环氧灌封胶可用于汽车真空直流接触器的灌封。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明针对现有双组份环氧灌封胶耐水煮、耐高低温冲击效果差的缺点，通过大量试验研究，将双酚A型环氧树脂和热塑性树脂以特定的配比进行复配，得到耐水煮效果优异的灌封胶；

(2)选用双官能团的稀释剂，在常温下粘度低，是环氧树脂良好的稀释剂，大大降低体系的粘度，同时，其柔韧性好，赋予双酚A型环氧树脂柔性、伸长率和提高冲击强度，也是环氧树脂的增韧改性剂，可以极大的提高固化物的抗冲击强度和抗冷热冲击性能，改善环氧固化物的脆裂缺陷；

(3)采用特定的阻燃剂配合氢氧化铝或氢氧化镁可以大大增加阻燃效果，经过测试阻燃效果可以达到UL-94V0；

(4)本发明中的制备方法通过设置最优的工艺条件，将双酚A型环氧树脂和热塑性树脂在高温140～160℃的条件充分溶解，得到高性能的中间体树脂，保证了最终制得的灌封胶达到最优性能；

(5)该双组份环氧灌封胶，其具有优异的耐水煮性能，同时还具有阻燃，耐高低温冲击、耐酸性能，可用于电子元器件的灌装密封。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。

本发明各实施例种所采用的原材料均为市售常规原料。

其中：双酚A环氧树脂E51购自中国台湾长春化工或南亚电子；

热塑性树脂购自东莞弘富塑胶塑胶科技有限公司或江苏新素新材料有限公司；

稀释剂购自安徽新远化工有限公司或骏桥新材料(深圳)有限公司

消泡剂购自BYK或迪高；

阻燃剂购自常州市川磷化工有限公司或上海跃江钛白化工制品有限公司；

填料购自江西广源化工有限公司或佛山市维科德材料科技有限公司。

实施例1

一种阻燃耐水煮耐高低温冲击的双组份环氧灌封胶，该双组份环氧灌封胶由A组分和B 组分混合制成；

A组分包括如下重量份的原料组分：

双酚A型环氧树脂E51 30份、热塑性树脂(苯氧树脂)3份、稀释剂6228份、消泡剂A5300.5份、阻燃剂(红磷)5份、填料(氢氧化铝)60份；

B组分包括如下重量份的原料组分：改性固化剂DMDC100份。

上述阻燃耐水煮耐高低温冲击的双组份环氧灌封胶的制备方法，包括如下步骤：

S1、分别称取配方量的双酚A型环氧树脂E51、热塑性树脂(苯氧树脂)、稀释剂622、消泡剂A530、阻燃剂(红磷)、填料(氢氧化铝)和改性固化剂DMDC；

S2、将填料放入100℃烘箱，烘烤4小时去除水分；

S3、将双酚A型环氧树脂E51加入至反应釜内，搅拌加热至150℃，缓慢向其中加入热塑性树脂(苯氧树脂)，搅拌至完全溶解；

S4、将反应釜内温度降至80℃，再向其中依次加入稀释剂622、消泡剂A530、阻燃剂(红磷)、填料(氢氧化铝)，高速分散均匀，并进行抽真空脱泡；

S5、将反应釜内反应后的混合物冷却至60℃，过滤分装，得到A组分；

S6、将改性固化剂DMDC直接分装，得到B组分。

实施例2

一种阻燃耐水煮耐高低温冲击的双组份环氧灌封胶，该双组份环氧灌封胶由A组分和B 组分混合制成；

A组分包括如下重量份的原料组分：

双酚A型环氧树脂E51 24份、热塑性树脂(聚砜树脂)5份、稀释剂207 10份、消泡剂6800 0.4份、阻燃剂(十溴二苯乙烷)10份、填料(氢氧化镁)57.5份；

B组分包括如下重量份的原料组分：改性固化剂13BAC 100份。

上述阻燃耐水煮耐高低温冲击的双组份环氧灌封胶的制备方法，包括如下步骤：

S1、分别称取配方量的双酚A型环氧树脂E51、热塑性树脂(聚砜树脂)、稀释剂207、消泡剂6800、阻燃剂(十溴二苯乙烷)、填料(氢氧化镁)和改性固化剂13BAC；

S2、将填料放入100℃烘箱，烘烤4小时去除水分；

S3、将双酚A型环氧树脂E51加入至反应釜内，搅拌加热至160℃，缓慢向其中加入热塑性树脂(聚砜树脂)，搅拌至完全溶解；

S4、将反应釜内温度降至90℃，再向其中依次加入稀释剂207、消泡剂6800、阻燃剂(十溴二苯乙烷)、填料(氢氧化镁)，高速分散均匀，并进行抽真空脱泡；

S5、将反应釜内反应后的混合物冷却至50℃，过滤分装，得到A组分；

S6、将改性固化剂13BAC直接分装，得到B组分。

实施例3

一种阻燃耐水煮耐高低温冲击的双组份环氧灌封胶，该双组份环氧灌封胶由A组分和B 组分混合制成；

A组分包括如下重量份的原料组分：

双酚A型环氧树脂E5120份、热塑性树脂(聚苯醚树脂)4份、稀释剂632 5份、消泡剂A5300.3份、阻燃剂(聚磷酸铵)8份、填料(氢氧化铝)50份；

B组分包括如下重量份的原料组分：改性固化剂DMDC100份。

上述阻燃耐水煮耐高低温冲击的双组份环氧灌封胶的制备方法，包括如下步骤：

S1、分别称取配方量的双酚A型环氧树脂E51、热塑性树脂(聚苯醚树脂)、稀释剂632、消泡剂A530、阻燃剂(聚磷酸铵)、填料(氢氧化铝)和改性固化剂DMDC；

S2、将填料放入100℃烘箱，烘烤4小时去除水分；

S3、将双酚A型环氧树脂E51加入至反应釜内，搅拌加热至140℃，缓慢向其中加入热塑性树脂(聚苯醚树脂)，搅拌至完全溶解；

S4、将反应釜内温度降至70℃，再向其中依次加入稀释剂632、消泡剂A530、阻燃剂(聚磷酸铵)、填料(氢氧化铝)，高速分散均匀，并进行抽真空脱泡；

S5、将反应釜内反应后的混合物冷却至65℃，过滤分装，得到A组分；

S6、将改性固化剂DMDC直接分装，得到B组分。

对比例1

一种双组份环氧灌封胶，该双组份环氧灌封胶由A组分和B组分混合制成；

A组分包括如下重量份的原料组分：

双酚A型环氧树脂E51 33份、稀释剂6228份、消泡剂A5300.5份、阻燃剂(红磷)5份、填料(氢氧化铝)60份；

B组分包括如下重量份的原料组分：改性固化剂DMDC100份。

上述双组份环氧灌封胶的制备方法，包括如下步骤：

S1、分别称取配方量的双酚A型环氧树脂E51、稀释剂622、消泡剂A530、阻燃剂(红磷)、填料(氢氧化铝)和改性固化剂DMDC；

S2、将填料放入100℃烘箱，烘烤4小时去除水分；

S3、将双酚A型环氧树脂E51加入至反应釜内，搅拌加热至150℃，搅拌至完全溶解；

S4、将反应釜内温度降至80℃，再向其中依次加入稀释剂622、消泡剂A530、阻燃剂(红磷)、填料(氢氧化铝)，高速分散均匀，并进行抽真空脱泡；

S5、将反应釜内反应后的混合物冷却至60℃，过滤分装，得到A组分；

S6、将改性固化剂DMDC直接分装，得到B组分。

实验例

分别对实施例1-3中制得的阻燃耐水煮耐高低温冲击的双组份环氧灌封胶，以及对比例 1中制得的双组份环氧灌封胶进行阻燃等级、耐水煮、耐高低温冲击以及耐盐酸性能测试，测试结果见表1。

表1

由表1中测试结果可知，实施例1-3中制得的阻燃耐水煮耐高低温冲击的双组份环氧灌封胶，具有优异的阻燃效果；在100℃下，水煮240h后，胶层粘结性未发生较大变化，而且胶层不返泡，具有优异的耐水煮性能；而且其还具有优异的耐高低温冲击性和耐酸性。

对比例1中制得的双组份环氧灌封胶，其阻燃性能与实施例1-3中产品相当，但是，由于体系中并未添加热塑性树脂，其耐水煮性，耐高低温冲击性和耐酸性较差。

综上，本发明中制得的阻燃耐水煮耐高低温冲击的双组份环氧灌封胶，其具有优异的耐水煮性能，同时还具有阻燃，耐高低温冲击、耐酸性能，可用于电子元器件的灌装密封。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。