CN101864149A - 一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于高分子化学领域，本发明提供了一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂，由复合环氧树脂、固化剂、阻燃剂、增韧剂、活性稀释剂、增塑剂、催化助剂组成，各成份的重量比为复合环氧树脂50-90、固化剂20-40、阻燃剂15-35、增韧剂30-50、活性稀释剂5-15、增塑剂5-10、催化助剂0.1-5，本发明还提供了一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂的制备方法，将上述成份分成两个组份，分别加热溶解、透明后通过双液型定量真空灌胶机吐胶，室温过夜固化，得到阻燃、透明、高韧环氧灌封树脂，本发明可以用于电子元器件和控制板等的封装。

Description

一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子化学领域，尤其涉及一种环氧灌封树脂及其制备方法，特别是一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂及其制备方法。

背景技术

现有双组份环氧灌封树脂一般是采用加热固化技术，固化剂为甲基四氢苯酐等类固化剂，该类技术的缺陷是需要一百度以上的高温固化。室温固化类双组份环氧灌封树脂虽然有较多专利发表，但绝大多数为含有填料的非透明类树脂，对产品的修复和发现存在致命缺陷，只能为一次性产品。如CN1327021，产品能阻燃但不透明，CN1227241中，产品韧性、柔性佳但也存在不透明问题。CN101602926A和CN1093377A中采用钛白粉，滑石粉等作填料，CN101608106A采用硅灰石作填料，CN101358121A中采用氧化锌等作组份，CN1597773A采用纳米碳酸钙做组份，也都会存在产品不透明的问题。因为，室温固化并具有阻燃功能的透明环氧灌封树脂的制造技术就显得很有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂及其制备方法，所述的这种阻燃透明高韧环氧灌封树脂及其制备方法要解决现有技术中的环氧灌封树脂阻燃但不透明的技术问题，同时要解决现有技术中的环氧灌封树脂制备方法需要一百度以上高温才能固化的技术问题。

本发明提供了一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂，由复合环氧树脂、固化剂、阻燃剂、增韧剂、活性稀释剂、增塑剂和催化助剂组成，各成份的重量比如下：

复合环氧树脂    50-90；

固化剂          20-40；

阻燃剂          15-35；

增韧剂          30-50；

活性稀释剂      5-15；

增塑剂          5-10；

催化助剂        0.1-5。

进一步的，所述的复合环氧树脂为环氧树脂E44和E51组成的混合物，所述的环氧树脂E44和E51的重量比为30-50∶20-40。

进一步的，所述的固化剂选自多元胺。

进一步的，所述的阻燃剂为透明液体阻燃剂和固体阻燃剂组成的混合物，所述的透明液体阻燃剂和固体阻燃剂的重量比为3-9∶12-26。

进一步的，所述的透明液体阻燃剂为磷酸酯类阻燃剂。

进一步的，所述的磷酸酯类阻燃剂选自TCEP、或者TCPP、或者DMMP、或者TCP中的任意一种。

进一步的，所述的固体阻燃剂为四溴双酚A。

进一步的，所述的增韧剂由聚醚N220和聚甲基丙烯酸酯组成，所述的聚醚N220和聚甲基丙烯酸酯的重量比为5-15∶25-35。

进一步的，所述的活性稀释剂选自丁二醇二缩水甘油醚、或者新戊二醇二缩水甘油醚、或者丙二醇二缩水甘油醚、或者乙二醇二缩水甘油醚、或者丁基二缩水甘油醚、或者辛基二缩水甘油醚中的任意一种。

进一步的，所述的增塑剂选自邻苯二甲酸二甲酯、或者邻苯二甲酸二乙酯、或者邻苯二甲酸二丁酯、或者邻苯二甲酸二辛酯中的任意一种。

进一步的，所述的催化助剂选自胺类或者磷类。

进一步的，所述的胺类为二甲基苄胺。

进一步的，所述的磷类为三苯基磷。

本发明还提供了一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂的制备方法，包括一个按照重量比称取复合环氧树脂、固化剂、阻燃剂、增韧剂、活性稀释剂、增塑剂、催化助剂的步骤，包括一个将上述的成份分成两个组份的步骤，其中第一组份由环氧树脂E44、环氧树脂E51、活性稀释剂、阻燃剂四溴双酚、催化助剂组成，各成份的重量比如下：

环氧树脂E44      30-50；

环氧树脂E51      20-40；

活性稀释剂       5-15；

阻燃剂四溴双酚A  3-9；

催化助剂         0.1-5；

第二组份由多元胺、磷酸酯阻燃剂、聚醚N220、聚甲基丙烯酸酯、增塑剂组成，各成份的重量比如下：

多元胺    20-40；

磷酸酯阻燃剂    12-26；

聚醚N220        5-15；

聚甲基丙烯酸酯  25-35；

增塑剂          5-10；

包括一个将第一组份混合溶解的步骤，在将第一组份混合溶解的步骤中，将称取好的第一组份加入反应釜中，升温至60-80℃，待物料开始溶解时，低速搅拌，直至澄清透明时，放料备用；

包括一个将第二组份混合溶解的步骤，在将第二组份混合溶解的步骤中，将称取好的除了多元胺的所有的第二组份加入反应釜中，升温至80-95℃，待物料开始溶解时，低速搅拌，直至澄清透明时，降温至25-35℃时，加入多元胺，搅拌10-40分钟后放料备用；

包括一个将第一组份和第二组份混合的步骤，在将第一组份和第二组份混合的步骤中，将第一组份倒入一个第一双液型定量真空灌胶机的缸中，密封系统，开启搅拌和真空泵，待真空度达到-0.01和-0.09MP之间时，持续15-25分钟，将第二组份倒入另外一个第二双液型定量真空灌胶机的缸中，密封系统，开启搅拌和真空泵，待真空度达到-0.01和-0.09MP之间时，持续15-25分钟，然后分别调节第一双液型定量真空灌胶机和第二双液型定量真空灌胶机流量，使第一组份和第二组份以3∶0.5-1.5的比例吐胶，室温固化即可。

本发明的工作原理是：主剂环氧树脂采用韧性复合环氧材料，固化剂采用线性脂肪族多元胺，也增加产物的柔韧性，同时，线性活性稀释剂的采用既增加了韧性也有助于灌封中材料良好的流动性，另一方面为进一步加大韧性还采用添加非反应性增塑剂来降低产品玻璃化温度来提升产物韧性，减少脆性，最后，直接加入高韧线性聚丙酸酯化合物来进行材料复合，进而完全保证产品的高韧性；固化方面，由于采用高活性的脂肪族多元胺体系，避开芳胺和苯酐类固化体系，同时又添加一定的催化助剂，保证反应可以在室温下进行；阻燃方面，避开现在工业上普通流行的三氧化二锑和氢氧化铝等，采用透明的磷酸酯和不透明的溴化双酚A，但后者在加工工艺上又采取了新的方法，从而保证最终产品的透明性。

本发明的灌封树脂具有UL-V0级阻燃、透明并具有高韧性，并不存在一般环氧树脂固化产生的应力断裂问题。本发明的阻燃透明高韧环氧灌封树脂可在室温下对电子元器件和控制板等进行封装，起到防潮、防震、防尘、绝缘等作用，可保护封装原件正常工作并明显延长受保护电子组件的使用寿命。

具体实施方式

本发明提供了一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂，由复合环氧树脂、固化剂、阻燃剂、增韧剂、活性稀释剂、增塑剂和催化助剂组成，各成份的重量比如下：

复合环氧树脂    50-90；

固化剂          20-40；

阻燃剂          15-35；

增韧剂          30-50；

活性稀释剂      5-15；

增塑剂          5-10；

催化助剂        0.1-5。

进一步的，所述的复合环氧树脂为环氧树脂E44和E51的组成混合物，所述的环氧树脂E44和E51的重量比为30-50∶20-40。

进一步的，所述的固化剂选自多元胺。

进一步的，所述的阻燃剂为透明液体阻燃剂和固体阻燃剂的组成混合物，所述的透明液体阻燃剂和固体阻燃剂的重量比为3-9∶12-26。

进一步的，所述的透明液体阻燃剂为磷酸酯类阻燃剂。

进一步的，所述的磷酸酯类阻燃剂选自TCEP、或者TCPP、或者DMMP、或者TCP中的任意一种。

进一步的，所述的固体阻燃剂为四溴双酚A。

进一步的，所述的增韧剂由聚醚N220和聚甲基丙烯酸酯组成，所述的聚醚N220和聚甲基丙烯酸酯的重量比为5-15∶25-35。

进一步的，所述的活性稀释剂选自丁二醇二缩水甘油醚、或者新戊二醇二缩水甘油醚、或者丙二醇二缩水甘油醚、或者乙二醇二缩水甘油醚、或者丁基二缩水甘油醚、或者辛基二缩水甘油醚中的任意一种。

进一步的，所述的增塑剂选自邻苯二甲酸二甲酯、或者邻苯二甲酸二乙酯、或者邻苯二甲酸二丁酯、或者邻苯二甲酸二辛酯中的任意一种。

进一步的，所述的催化助剂选自胺类或者磷类。

进一步的，所述的胺类为二甲基苄胺。

进一步的，所述的磷类为三苯基磷。

本发明还提供了一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂的制备方法，包括一个按照重量比称取复合环氧树脂、固化剂、阻燃剂、增韧剂、活性稀释剂、增塑剂、催化助剂的步骤，包括一个将上述的成份分成两个组份的步骤，其中第一组份由环氧树脂E44、环氧树脂E51、活性稀释剂、阻燃剂四溴双酚、催化助剂组成，各成份的重量比如下：

环氧树脂E44      30-50；

环氧树脂E51      20-40；

活性稀释剂       5-15；

阻燃剂四溴双酚A  3-9；

催化助剂         0.1-5；

第二组份由多元胺、磷酸酯阻燃剂、聚醚N220、聚甲基丙烯酸酯、增塑剂组成，各成份的重量比如下：

多元胺            20-40；

磷酸酯阻燃剂      12-26；

聚醚N220          5-15；

聚甲基丙烯酸酯    25-35；

增塑剂            5-10；

包括一个将第一组份混合溶解的步骤，在将第一组份混合溶解的步骤中，将称取好的第一组份加入反应釜中，升温至60-80℃，待物料开始溶解时，低速搅拌，直至澄清透明时，放料备用；

包括一个将第二组份混合溶解的步骤，在将第二组份混合溶解的步骤中，将称取好的除了多元胺的所有的第二组份加入反应釜中，升温至80-95℃，待物料开始溶解时，低速搅拌，直至澄清透明时，降温至25-35℃时，加入多元胺，搅拌10-40分钟后放料备用；

包括一个将第一组份和第二组份混合的步骤，在将第一组份和第二组份混合的步骤中，将第一组份倒入一个第一双液型定量真空灌胶机的缸中，密封系统，开启搅拌和真空泵，待真空度达到-0.01和-0.09MP之间时，持续15-25分钟，将第二组份倒入另外一个第二双液型定量真空灌胶机的缸中，密封系统，开启搅拌和真空泵，待真空度达到-0.01和-0.09MP之间时，持续15-25分钟，然后分别调节第一双液型定量真空灌胶机和第二双液型定量真空灌胶机流量，使第一组份和第二组份以3∶0.5-1.5的比例吐胶，室温固化即可。

通过以下实施例进一步阐述本发明。

第一组份的制备：

环氧树脂E44      400KG

E51              300KG

活性稀释剂       120KG

阻燃剂四溴双酚A  80KG

催化助剂         2KG

将上面各组份按上述质量称量准确，加入1000L不锈钢反应釜中，升温至70℃，待物料开始溶解时，开始低速搅拌。当A组份完全澄清透明时，放料备用。

第二组份的制备：

多元胺            220KG

磷酸酯阻燃剂      190KG

聚醚N220          100KG

聚甲基丙烯酸酯    50KG

增塑剂            90KG

将上面各组份(多元胺除外)按上述质量称量准确，加入1000L不锈钢反应釜中，升温至90℃，待物料开始溶解时，开启低速搅拌。当B组份完全澄清透明时，开启水冷盘管降温，待温度为30℃时，加入多元胺，搅拌半小时后放料备用。

混合工艺：

将A和B组份分别倒入双液型定量真空灌胶机的A、B缸中，密封系统，开启搅拌和真空泵，待真空度达到-0.095MP后，持续20分钟，然后调节流量，使A∶B等于3∶1比例吐胶，室温过夜固化即可，然后根据需要可进行是否脱模等后续处理。

Claims (14)

1.一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂，其特征在于由复合环氧树脂、固化剂、阻燃剂、增韧剂、活性稀释剂、增塑剂和催化助剂组成，各成份的重量比如下：

复合环氧树脂    50-90；

固化剂          20-40；

阻燃剂          15-35；

增韧剂          30-50；

活性稀释剂      5-15；

增塑剂          5-10；

催化助剂        0.1-5。

2.如权利要求1所述的一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂，其特征在于：所述的复合环氧树脂为环氧树脂E44和E51组成的混合物，所述的环氧树脂E44和E51的重量比为30-50∶20-40。

3.如权利要求1所述的一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂，其特征在于：所述的固化剂选自多元胺。

4.如权利要求1所述的一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂，其特征在于：所述的阻燃剂为透明液体阻燃剂和固体阻燃剂组成的混合物，所述的透明液体阻燃剂和固体阻燃剂的重量比为3-9∶12-26。

5.如权利要求4所述的一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂，其特征在于：所述的透明液体阻燃剂为磷酸酯类阻燃剂。

6.如权利要求5所述的一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂，其特征在于：所述的磷酸酯类阻燃剂选自TCEP、或者TCPP、或者DMMP、或者TCP中的任意一种。

7.如权利要求4所述的一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂，其特征在于：所述的固体阻燃剂为四溴双酚A。

8.如权利要求1所述的一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂，其特征在于：所述的增韧剂由聚醚N220和聚甲基丙烯酸酯组成，所述的聚醚N220和聚甲基丙烯酸酯的重量比为5-15∶25-35。

9.如权利要求1所述的一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂，其特征在于：所述的活性稀释剂选自丁二醇二缩水甘油醚、或者新戊二醇二缩水甘油醚、或者丙二醇二缩水甘油醚、或者乙二醇二缩水甘油醚、或者丁基二缩水甘油醚、或者辛基二缩水甘油醚中的任意一种。

10.如权利要求1所述的一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂，其特征在于：所述的增塑剂选自邻苯二甲酸二甲酯、或者邻苯二甲酸二乙酯、或者邻苯二甲酸二丁酯、或者邻苯二甲酸二辛酯中的任意一种。

11.如权利要求1所述的一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂，其特征在于：所述的催化助剂选自胺类或者磷类。

12.如权利要求11所述的一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂，其特征在于：所述的胺类为二甲基苄胺。

13.如权利要求11所述的一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂，其特征在于：所述的磷类为三苯基磷。

14.权利要求1所述的一种阻燃透明高韧环氧灌封树脂的制备方法，其特征在于：包括一个按照重量比称取复合环氧树脂、固化剂、阻燃剂、增韧剂、活性稀释剂、增塑剂、催化助剂的步骤，包括一个将上述的成份分成两个组份的步骤，其中第一组份由环氧树脂E44、环氧树脂E51、活性稀释剂、阻燃剂四溴双酚、催化助剂组成，各成份的重量比如下：

环氧树脂E44      30-50；

环氧树脂E51      20-40；

活性稀释剂       5-15；

阻燃剂四溴双酚A  3-9；

催化助剂         0.1-5；

第二组份由多元胺、磷酸酯阻燃剂、聚醚N220、聚甲基丙烯酸酯、增塑剂组成，各成份的重量比如下：

多元胺            20-40；

磷酸酯阻燃剂      12-26；

聚醚N220          5-15；

聚甲基丙烯酸酯    25-35；

增塑剂            5-10；

包括一个将第一组份混合溶解的步骤，在将第一组份混合溶解的步骤中，将称取好的第一组份加入反应釜中，升温至60-80℃，待物料开始溶解时，低速搅拌，直至澄清透明时，放料备用；

包括一个将第二组份混合溶解的步骤，在将第二组份混合溶解的步骤中，将称取好的除了多元胺的所有的第二组份加入反应釜中，升温至80-95℃，待物料开始溶解时，低速搅拌，直至澄清透明时，降温至25-35℃时，加入多元胺，搅拌10-40分钟后放料备用；

包括一个将第一组份和第二组份混合的步骤，在将第一组份和第二组份混合的步骤中，将第一组份倒入一个第一双液型定量真空灌胶机的缸中，密封系统，开启搅拌和真空泵，待真空度达到-0.01和-0.09MP之间时，持续15-25分钟，将第二组份倒入另外一个第二双液型定量真空灌胶机的缸中，密封系统，开启搅拌和真空泵，待真空度达到-0.01和-0.09MP之间时，持续15-25分钟，然后分别调节第一双液型定量真空灌胶机和第二双液型定量真空灌胶机流量，使第一组份和第二组份以3∶0.5-1.5的比例吐胶，室温固化即可。