CN104388029A - 一种常温固化环氧树脂柔性灌封胶 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种常温固化环氧树脂柔性灌封胶，涉及高分子材料技术领域；由按等重量份的A、B两组分混合而成；按重量计，所述A组分包括有环氧树脂60-90份、反应性稀释剂10-30份、增塑剂5-10份、硅烷偶联剂1-5份、消泡剂0.5-2份、抗氧剂0.5-2份、紫外线吸收剂0.5-1份，所述B组分包括有促进剂1-3份、聚醚胺30-60份、改性胺预聚体Ⅰ0-50份、改性胺预聚体Ⅱ0-55份；具有能在常温状况下快速固化、且固化物柔韧性较好、断裂伸长率和透明度较高，尤其适用于LED软灯带灌封等特点，适用于有柔韧性及透明度要求产品表面的灌封与密封，例如LED软灯带、LED模条、柔性线路板等产品的表面被覆等。

Description

一种常温固化环氧树脂柔性灌封胶

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是应用于新能源技术领域中的一种常温固化环氧树脂柔性灌封胶。

背景技术

近年来，环氧树脂因其具有优异的粘结性、电绝缘性和耐化学腐蚀性，被广泛应用于诸如集成电路、继电器、变压器、电子元器件的浇注与灌封。应用领域的不同，对灌封胶的性能要求也存在较大差异。在LED、数码点阵显示模块等光电半导体封装方面，要求灌封胶具有特定的粘度、高透明度、低雾度。此种用途的环氧灌封胶，若以酸酐类物质作为固化剂，固化反应一般需要在100℃以上方能进行，能源消耗较多，固化物虽有良好的透光率及物化性能，但内应力大，硬度较高，柔韧性差，断裂伸长率偏低，封装后的LED产品不能随意弯曲和安装，灌封表面一旦受损将难以修复；若以初级多元胺类物质作为固化剂，虽可实现常温固化，但多元胺粘度低，反应活性高，灌封操作时容易溢胶，且固化反应快，放热量大，容易导致制品黄变而影响出光亮度。

中国专利(专利申请号为200910119798.0)公开的“一种环氧树脂灌封胶及其制备方法”，由A、B两组分组成，按重量计，A组分包含有双酚A型环氧树脂90～130份、填料240～320份、稀释剂15～25份、增韧剂10～25份、消泡剂1～2.5份、黑颜料0.8～2份，B组分包含有酸酐60～130份、咪唑促进剂1～3份，A、B组分的混合比例为(3～5)；∶1该发明提供的环氧树脂灌封胶成本较低，存放时间长；A、B组分混合后粘度低，具有良好的浸润性、流动性、消泡性、耐热性以及较长的操作时间，可在间固化；固化后产物表面光亮，机械性能及绝缘性能良好，玻璃化转变温度高，灌封件的质量稳定。但该发明的环氧树脂灌封胶主要用于机动车点火线圈的灌封，以酸酐作为固化剂，反应需要在下进行，且固化物硬度高、断裂伸长率低，同时因为添加了大量无机颜填料，因而，其产品不具有透明性。

专利CN102634290、CN102746487A、CN102702682A、CN103265923A、CN102516500A、CN102676107A、CN101831143A则分别申请公开了一种可用于LED封装的环氧树脂组合物，该类组合物具有良好的透明度和透光率，但同样均采用酸酐高温固化的方式，固化物脆性大，柔韧性差，并不适用于LED柔性产品。专利CN101818037A公开的一种室温固化环氧结构胶粘剂组合物，以液态丁氰橡胶改性环氧和核壳聚合物进行增韧，很好的解决了环氧固化物的脆性，但此类增韧剂粘度高，颜色普遍较深，不适合作为光电产品的表面封胶。专利CN101007937A介绍了一种常温固化蓄电池密封胶，25℃时胶体粘度540cp，可自流平，但固化时溶剂挥发对环境存在污染，且此粘度值对于无边框保护的LED软灯带灌封很容易溢胶。专利CN102417805A则公开了一种室温固化环氧树脂柔性密封胶，该密封胶采用高分子量聚醚胺作为固化剂，固化物透明度及柔韧性较高，但依然存在胶体粘度过低，固化过慢，很容易导致生产效率偏低，溢胶、白化等性能缺陷。专利CN102936478A报道了“一种双组分常温固化弹性环氧树脂胶粘剂及其制备方法”，该胶粘剂具有粘结强度高、弹性好的特点，但因为掺入了大量的无机纳米粉体和聚丙烯纤维，使得产品触变性较强，粘度较高，难以满足光电半导体灌封对透明度和流动性的要求。

目前，针对LED软灯带产品的报道多限于灌封成型、工业应用以及柔性PCB及控制单元的结构设计等工艺方面，如CN101799135A、CN101886760A、CN201531785U、CN103857956A、CN201779514U、CN102003652A、CN102720976A、CN102691923A、CN103899965A、CN103712084A、CN103672779A等公开的技术方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能在常温状况下快速固化、且固化物柔韧性较好、断裂伸长率和透明度较高，尤其适用于LED软灯带灌封的环氧树脂胶。

为解决上述技术问题，所采取的技术方案是发明一种常温固化环氧树脂柔性灌封胶，由按等重量份的A、B两组分混合而成；按重量计，所述A组分包括有环氧树脂60-90份、反应性稀释剂10-30份、增塑剂5-10份、硅烷偶联剂1-5份、消泡剂0.5-2份、抗氧剂0.5-2份、紫外线吸收剂0.5-1份，所述B组分包括有促进剂1-3份、聚醚胺30-60份、改性胺预聚体Ⅰ0-50份、改性胺预聚体Ⅱ0-55份；

所述改性胺预聚体Ⅰ是由双酚A型环氧树脂、双酚H型环氧树脂、双酚F型环氧树脂中的一种或多种(当为两种以上时，各组分的配比为等重量份或其它比例)与异佛尔酮二胺(IPDA)、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)、二胺基苯基甲烷(DDM)中的一种或多种(当为两种以上时，各组分的配比为等重量份或其它比例)反应制得，两者的配比为等重量份或其它比例；

所述改性胺预聚体Ⅱ是由聚氨酯改性环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂、有机硅改性环氧树脂中的一种或多种(当为两种以上时，各组分的配比为等重量份或其它比例)与多烯烃多胺、聚酰胺、聚醚胺中的一种或多种(当为两种以上时，各组分的配比为等重量份或其它比例)反应制得，两者的配比为等重量份或其它比例。

所述聚醚胺的数均分子量在200-2000之间。

所述环氧树脂选自但不限于双酚A型环氧树脂、双酚H型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂环环氧树脂、缩水甘油醚环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂、有机硅改性环氧树脂中的一种或多种，当为两种以上时，各组分的配比为等份或其它比例。

所述环氧树脂优选自双酚A型环氧树脂E51或双酚A型环氧树脂E54或二者的混合物，当为二者的混合物时，各组分的配比为等份或其它比例。

所述反应性稀释剂选自但不限于有机磷酸酯、脂肪族缩水甘油醚、脂环族缩水甘油醚、芳香族缩水甘油醚中的一种或多种，当为两种以上时，各组分的配比为等份或其它比例。

所述促进剂为壬基酚、咪唑、改性咪唑、DMP-30中的一种或多种混合物，当为两种以上时，各组分的配比为等份或其它比例。

所述改性胺预聚体Ⅰ优选由双酚A型环氧树脂E51与异佛尔酮二胺(IPDA)按(80-120)：30的重量比反应制得。

所述改性胺预聚体Ⅱ优选由聚氨酯改性环氧树脂与聚醚胺D230按100：(20-50)的重量比反应制得。

所述反应性稀释剂优选C12-14脂肪族缩水甘油醚(AGE)。

所述促进剂优选DMP-30。

所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯、环氧大豆油中的一种。

所述硅烷偶联剂为KH530、KH540、KH550、KH560、KH570、KH580中的一种。

所述消泡剂为BYK-A141或BYK-A530。

所述抗氧剂为季戊四醇酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,6-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸异辛醇酯中的一种。

所述紫外线吸收剂可以为UV531或UV326或UV1130。

本发明的常温固化环氧树脂柔性灌封胶，可应用于具有柔韧性及透明度要求的产品表面的灌封。

本发明常温固化环氧树脂柔性灌封胶，对所采用的抗氧剂、消泡剂、硅烷偶联剂、增塑剂、紫外线吸收剂没有特别要求和限制。此外，LED灌封胶行业内通常使用的已知润湿分散剂、流平剂、阻燃剂、脱模剂等助剂，在需要时，可按常规量加入到A或B组分中。

本发明常温固化环氧树脂柔性灌封胶，以合成改性胺预聚体为增韧型固化剂，因而，与现有同类技术(产品)相比，具有以下优点：

一是胶体无色透明，透光率高，不会影响LED软灯带的出光亮度，且制备工艺简单，粘度适中，流平性好，不易溢胶，使用操作方便；

二是反应温和，无需加热，在常温下即可快速固化成型，不必额外耗能；同时，也无热变化，故其产品不会黄变；

三是无非反应性溶剂，不污染环境；(本发明中采用的反应性稀释剂具有一定活性，可直接参与反应，最后成为固化物的一部分，不会像甲苯、丙酮类非反应性溶剂那样在固化时挥发。)

四是固化物表面光洁平整，柔韧性好，断裂伸长率可达320％；

五是具有可修复性，在使用过程中，灌胶表面若成型不良或局部受损，可将胶体剥离后重新点胶，因而，可实现二次修复，大大提高了产品的合格率。

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明作进一步说明。以下说明仅采用例举的方式，本发明的保护范围不应局限于此。

实施例一：

㈠、A组分制备：分别将70g双酚A型环氧树脂E51、23g卞基缩水甘油醚、5g邻苯二甲酸二辛酯、1.5g 2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、0.5g紫外线吸收剂UV531添加到三口烧瓶中，加热至70-80℃，并充分搅拌，待固体原料完全溶解后，加入1g环氧环己基甲基三甲氧基硅(KH-530)、0.5g消泡剂BYK-A530，持续搅拌使之成透明澄清液体，真空脱泡15分钟(真空度-0.1Mpa下)后冷却至室温，得A组分，备用；

㈡、B组分制备：

①、改性胺预聚体I制备：将30g异佛尔酮二胺(IPDA)缓慢滴加到盛有100g双酚A型环氧树脂E51、并配备搅拌桨和温度计的三口烧瓶中，搅拌、加热至50-60℃下反应2小时，所得无色透明粘稠状目标产物即为改性胺预聚体I，备用；

②、混合：分别将1.5g DMP-30、55g聚醚胺T403、45g改性胺预聚体I于室温下充分搅拌均匀，然后，真空脱泡15分钟(真空度-0.1Mpa下)，得B组分，备用；

㈢、使用：将备用的A、B两组分分别存放于干燥、密闭塑料容器中，使用时按重量比1：1充分混合均匀，常温固化8-16小时后即成。

实施例二：

㈠、A组分制备：分别将60g双酚A型环氧树脂E54、27g丁基缩水甘油醚、10g环氧大豆油、1.2g季戊四醇酯、0.8g紫外线吸收剂UV326添加到三口烧瓶中，加热至70-80℃，并充分搅拌，待固体原料完全溶解后，加入2g胺乙基胺丙基三甲氧基硅(KH-540)、1g消泡剂BYK-A141，继续搅拌使之成透明澄清液体，真空脱泡15分钟(真空度-0.1Mpa下)后冷却至室温，得A组分，备用；

㈡、B组分制备：

①、改性胺预聚体Ⅱ制备：将30g聚醚胺D230缓慢滴加到盛有100g聚氨酯改性环氧树脂、并配备搅拌桨和温度计的三口烧瓶中，搅拌、加热至45-50℃下反应1.5小时，所得无色透明粘稠状目标产物即为改性胺预聚体Ⅱ，备用；

②、混合：将2g DMP-30、60g聚醚胺D2000、40g改性胺预聚体Ⅱ于室温下充分搅拌均匀，然后，真空脱泡15分钟(真空度-0.1Mpa下)，得B组分，备用；

㈢、使用：将备用的A、B两组分分别存放于干燥、密闭塑料容器中，使用时按重量比1：1充分混合均匀，常温固化8-16小时后即成。

实施例三：

㈠、A组分制备：分别将68g双酚A型环氧树脂E51、22g C12-14脂肪族缩水甘油醚(AGE)、7g邻苯二甲酸二丁酯、0.5g 2,6-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸异辛醇酯、1g紫外线吸收剂UV1130、2g缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅(KH-560)、1g消泡剂BYK-A530，充分搅拌成透明澄清液体，真空脱泡15分钟(真空度-0.1Mpa)后冷却至室温，得A组分，备用；

㈡、B组分制备：将1.5g DMP-30、37g聚醚胺D400、28g按实施例一的方法制备的改性胺预聚体I、35g按实施例二的方法制备的改性胺预聚体Ⅱ于室温下充分搅拌均匀，然后，真空脱泡15分钟(真空度-0.1Mpa下)，得B组分，备用；

㈢、使用：将备用的A、B两组分分别存放于干燥、密闭塑料容器中，使用时按重量比1：1充分混合均匀，常温固化8-16小时后即成。

将实施例一、实施例二、实施例三与市面上销售的同类灌封胶产品分别作性能检测，对比结果见表1。

表1        产品性能检测对比

由表1得知，实施例三制备的环氧灌封胶较市售产品粘度高，不易溢胶，柔韧性及透光率更高，可更好的满足LED软灯带等领域的灌封要求；实施例二的样品虽然柔韧性良好，但因为粘度过低，灌封操作时存在固化慢、溢胶，制品表面泛白等缺陷；实施例一的样品则固化过快，操作时间过短，硬度过高，柔性有限。

本发明的常温固化环氧树脂柔性灌封胶，可应用于具有柔韧性及透明度要求的产品表面的灌封与密封，并不局限于各类光学半导体元器件的封装，例如LED软灯带、LED模条、柔性线路板等产品的表面被覆等。

Claims (10)

1.一种常温固化环氧树脂柔性灌封胶，由按等重量份的A、B两组分混合而成；其特征在于：按重量计，所述A组分包括有环氧树脂60-90份、反应性稀释剂10-30份、增塑剂5-10份、硅烷偶联剂1-5份、消泡剂0.5-2份、抗氧剂0.5-2份、紫外线吸收剂0.5-1份，所述B组分包括有促进剂1-3份、聚醚胺30-60份、改性胺预聚体Ⅰ0-50份、改性胺预聚体Ⅱ0-55份；

所述改性胺预聚体Ⅰ是由双酚A型环氧树脂、双酚H型环氧树脂、双酚F型环氧树脂中的一种或多种与异佛尔酮二胺(IPDA)、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)、二胺基苯基甲烷(DDM)中的一种或多种反应制得；

所述改性胺预聚体Ⅱ是由聚氨酯改性环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂、有机硅改性环氧树脂中的一种或多种与多烯烃多胺、聚酰胺、聚醚胺中的一种或多种反应制得。

2.根据权利要求1所述的常温固化环氧树脂柔性灌封胶，其特征在于：所述环氧树脂选自但不限于双酚A型环氧树脂、双酚H型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂环环氧树脂、缩水甘油醚环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂、有机硅改性环氧树脂中的一种或多种，当为两种以上时，各组分的配比为等份或其它比例。

3.根据权利要求1或2所述的常温固化环氧树脂柔性灌封胶，其特征在于：所述环氧树脂优选自双酚A型环氧树脂E51或双酚A型环氧树脂E54或二者的混合物，当为二者的混合物时，各组分的配比为等份或其它比例。

4.根据权利要求3所述的常温固化环氧树脂柔性灌封胶，其特征在于：所述反应性稀释剂选自但不限于有机磷酸酯、脂肪族缩水甘油醚、脂环族缩水甘油醚、芳香族缩水甘油醚中的一种或多种，当为两种以上时，各组分的配比为等份或其它比例。

5.根据权利要求4所述的常温固化环氧树脂柔性灌封胶，其特征在于：所述促进剂为壬基酚、咪唑、改性咪唑、DMP-30中的一种或多种混合物，当为两种以上时，各组分的配比为等份或其它比例。

6.根据权利要求5所述的常温固化环氧树脂柔性灌封胶，其特征在于：所述改性胺预聚体Ⅰ优选由双酚A型环氧树脂E51与异佛尔酮二胺(IPDA)按(80-120)：30的重量比反应制得。

7.根据权利要求6所述的常温固化环氧树脂柔性灌封胶，其特征在于：所述改性胺预聚体Ⅱ优选由聚氨酯改性环氧树脂与聚醚胺D230按100：(20-50)的重量比反应制得。

8.根据权利要求7所述的常温固化环氧树脂柔性灌封胶，其特征在于：所述反应性稀释剂优选C_12-14脂肪族缩水甘油醚(AGE)。

9.根据权利要求8所述的常温固化环氧树脂柔性灌封胶，其特征在于：所述促进剂优选DMP-30。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的常温固化环氧树脂柔性灌封胶，其特征在于：应用于具有柔韧性及透明度要求的产品表面的灌封。