CN105255432A - 一种聚氨酯灌封胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚氨酯灌封胶，由组分A和组分B以质量比1:1组成；其中，组分A由如下重量份的组分制得：聚合物多元醇80～100份、小分子醇0～5份、抗氧剂0.1～1份、紫外线吸收剂0.1～1份、光稳定剂0.1～1份、催化剂0.5～8份、消泡剂0.1～1份、偶联剂0.1～1份、增塑剂0～20份；组分B由如下重量份的组分制得：多异氰酸酯20～50份、增塑剂40～80份。本发明所得的灌封料具有粘度低、硬度低、气泡少、可常温固化，固化速度快，易于操作的特点；固化后的制品抗氧化性能好，具有较好的金属粘接力和良好的绝缘防潮能力。

Description

一种聚氨酯灌封胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种适用于电子元器件密封的聚氨酯灌封胶及其制备方法。

背景技术

随着电子技术的发展，电子元器件向集成化、微型化方向发展。为了保护电子元器件使其和外界环境有效隔绝起来，需使用电子灌封胶对其进行灌封、密封。电子灌封胶可以起到防水、防潮、防尘、提高内部元件及线路间绝缘、提高抗冲击能力的作用。但现有灌封胶在实际使用过程中常存在硬度高、粘度大、固化后透明度差、气泡多、绝缘性差、与金属粘结力弱、固化时间较长等问题。

有鉴于此，本发明特提出一种新型的电子灌封胶。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于电子元件灌封的低粘度、低硬度灌封料。该灌封料固化后透明、气泡少、绝缘性好、与金属粘接力好、固化时间适中。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种聚氨酯灌封胶，由组分A和组分B以质量比1:1组成；其中，组分A由如下重量份的组分制得：聚合物多元醇80～100份、小分子醇0～5份、抗氧剂0.1～1份、紫外线吸收剂0.1～1份、光稳定剂0.1～1份、催化剂0.5～8份、消泡剂0.1～1份、偶联剂0.1～1份、增塑剂0～20份；

组分B由如下重量份的组分制得：多异氰酸酯20～50份、增塑剂40～80份。

作为本发明优选的实施方式，所述聚氨酯灌封胶中，组分A由如下重量份的组分制得：聚合物多元醇80-90.5份、小分子醇0～5份、抗氧剂0.5份、紫外线吸收剂0.5份、光稳定剂0.5份、催化剂2-3份、消泡剂0.5份、偶联剂0.5份、增塑剂0-11.5份；

组分B由如下重量份的组分制得：多异氰酸酯33-48份、增塑剂42-67份。

本发明在现有聚氨酯灌封胶配方基础上，对组分做出进一步的改进，添加与核心组分相适配的助剂并调整各组分最佳配伍比例，使各组分在灌封过程中发生协同作用，有效减少气泡的产生并保持基体透明，有效降低施工工艺要求；同时降低封灌胶自身的粘度，并提高胶体与电子元器件金属孔壁的粘结能力。所述聚氨酯灌封胶具有粘度低、硬度低、气泡少、可常温固化，固化速度快，易于操作等优点，适合大力推广。

本发明所述的聚氨酯灌封胶中，所述聚合物多元醇选自端羟基聚丁二烯、蓖麻油、聚醚多元醇(分子量为400～5000)中的一种或多种。

本发明所述的聚氨酯灌封胶中，所述小分子醇为1,4-丁二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、三乙醇胺中的一种或多种。

本发明所述的聚氨酯灌封胶中，所述抗氧剂为抗氧剂1010；所述紫外线吸收剂为UV-328；所述光稳定剂为光稳定剂622。

本发明所述的聚氨酯灌封胶中，所述催化剂为有机稀有金属(如PD、HA)(PD购自于广州优润合成材料有限公司)、有机铋锌催化剂(如1619型号)、二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡中的一种。

本发明所述的聚氨酯灌封胶中，所述消泡剂选自BYK1794、消泡剂BYK141与Defom6500复合物、聚合物型消泡剂BYK1790、有机硅消泡剂BYK066N中的一种。通过使用消泡剂，可以使灌封胶灌封深度较大(<15mm)的情况下，依然能够消除绝大部分气泡而保持透明无泡，对施工工艺要求较低。

本发明所述的聚氨酯灌封胶中，所述偶联剂为硅烷类偶联剂，具体选自N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(PN-792)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560，电子级)中的一种。通过使用偶联剂，其可与水起水解反应放出甲醇，减少水份存在引起的气泡，同时可增强基体与金属孔壁的粘接能力。

本发明所述的聚氨酯灌封胶中，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类，优选邻苯二甲酸二辛酯。

本发明所述的聚氨酯灌封胶中，所述多异氰酸酯选自端基为异氰酸酯的预聚体(如预聚体ZB1895、预聚体Sup3235)与甲苯二异氰酸酯(TDI)、液化MDI、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(如505型号)、甲基二苯基二异氰酸酯中的一种或多种组合。选用端基为异氰酸酯的预聚体作为多异氰酸酯的组分之一，可综合预聚法和一步法的优点，所得灌封胶具有良好的机械性能，且简化了生产工艺。

本发明还提供上述聚氨酯灌封胶的制备方法，包括如下步骤：

(1)组分A的制备：

将聚合物多元醇、小分子醇、抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、增塑剂按比例加入反应釜中，80～100℃抽真空3～4h，降温至10～40℃，加入催化剂、消泡剂、偶联剂，搅拌均匀，脱除气泡、出料；

(2)组分B的制备：

将增塑剂在80～100℃抽真空脱水，使其含水量<0.05％，在10～30℃与多异氰酸酯混合、脱泡，出料。

在灌封时，将采用上述方法得到组分A、B以质量比1:1混合均匀，在常温下固化即可。

本发明还提供了上述灌封胶在制备电子元器件密封中的应用。

本发明通过使用端基为异氰酸酯的预聚体作为多异氰酸酯组分之一，并添加与核心组分相适配的助剂，调整各组分最佳配伍比例，使各组分在灌封过程中发生协同作用，改善了一步法所生成弹性体机械性能差的缺点，提高了其拉伸强度和韧性；同时保留了一步法低粘度、高流动性、生产工艺简单、可常温固化、储存稳定性高等优点。本发明所得的灌封料兼具粘度低、机械强度高、气泡少、可常温固化，固化速度快，易于操作等特点。固化后的制品抗氧化性能好，具有较好的金属粘接力和良好的绝缘防潮能力。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

以下结合实施例对本发明做进一步说明，不限于本发明。

以下实施例均以重量百分数计。

实施例1一种聚氨酯灌封胶(A组分不含有增塑剂)

一种聚氨酯灌封胶，包括如下步骤：

(1)组分A由如下重量份的组分制得：

将蓖麻油90.5份、1,4丁二醇2份、三乙醇胺3份、抗氧剂10100.5份、UV-3280.5份、光稳定剂6220.5份加入到反应釜中，在80～100℃下搅拌，抽真空脱水脱气3h，降温至10～40℃，加入有机稀有金属催化剂PD2份、消泡剂BYK17940.5份、偶联剂PN-7920.5份，搅拌均匀，出料。

(2)B组分由如下重量份的组分制得：

将邻苯二甲酸二辛酯55份加入到反应釜中，在80～100℃抽真空脱水2～3h，使其含水量<0.05％，降温至10～30℃加入甲苯二异氰酸酯27份、液化MDI(碳化二亚胺改性的MDI)8份、预聚体ZB189510份搅拌均匀，脱泡，出料。

灌封时，将组分A和组分B以质量比1:1混合均匀，在常温下固化3h即可。

实施例2一种聚氨酯灌封胶(A组分不含有增塑剂)

一种聚氨酯灌封胶，包括如下步骤：

(1)组分A由如下重量份的组分制得：

将蓖麻油90.5份、1,4-丁二醇2份、三乙醇胺3份、抗氧剂10100.5份、UV-3280.5份、光稳定剂6220.5份加入到反应釜中，在80～100℃下搅拌，抽真空脱水脱气3.5h，降温至10～40℃，加入有机铋锌催化剂16192份、消泡剂BYK1410.2份，DeFom65000.3份、偶联剂KH-5500.5份，搅拌均匀，出料。

(2)B组分由如下重量份的组分制得：

将邻苯二甲酸二辛酯52份加入到反应釜中，在80～100℃抽真空脱水2～3h，使其含水量<0.05％，降温至10～30℃加入甲苯二异氰酸酯32份、预聚体ZB189516份搅拌均匀，脱泡，出料。

灌封时，将A组分和B组分以质量比1:1混合均匀，在常温下固化4h即可。

实施例3一种聚氨酯灌封胶(A组分不含有增塑剂)

一种聚氨酯灌封胶，包括如下步骤：

(1)组分A由如下重量份的组分制得：

将蓖麻油79.5份、聚氧化丙烯二醇(Mn1000)10份、1,4-丁二醇2份、三羟甲基丙烷3份，抗氧剂10100.5份、UV-3280.5份、光稳定剂6220.5份加入到反应釜中，在80～100℃下搅拌，抽真空脱水脱气4h，降温至10～40℃，加入辛酸亚锡3份、消泡剂BYK17900.5份、偶联剂KH-5600.5份，搅拌均匀，出料。

(2)B组分由如下重量份的组分制得：

将邻苯二甲酸二辛酯61.3份加入到反应釜中，在80～100℃抽真空脱水2～3h，使其含水量<0.05％，降温至10～30℃加入甲苯二异氰酸酯20.5份、预聚体ZB189515.6份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯5052.6份搅拌均匀，脱泡，出料。

灌封时，将A组分和B组分以质量比1:1混合均匀，在常温下固化3h即可。

实施例4一种聚氨酯灌封胶

一种聚氨酯灌封胶，包括如下步骤：

(1)组分A由如下重量份的组分制得：

将蓖麻油60份、端羟基聚丁二烯20份、甘油(丙三醇)3份、邻苯二甲酸二辛酯11.5份、抗氧剂10100.5份、UV-3280.5份、光稳定剂6220.5份加入到反应釜中，在80～100℃下搅拌，抽真空脱水脱气3h，降温至10～40℃，加入有机铋锌催化剂16193份、消泡剂BYK17900.5份、偶联剂KH-5600.5份，搅拌均匀，出料。

(2)B组分由如下重量份的组分制得：

将邻苯二甲酸二辛酯58份加入到反应釜中，在80～100℃抽真空脱水2～3h，使其含水量<0.05％，降温至10～30℃加入甲基二苯基二异氰酸酯9份、预聚体Sup323530份、液化MDI(碳化二亚胺改性的MDI)3份搅拌均匀，脱泡，出料。

灌封时，将A组分和B组分以质量比1:1混合均匀，在常温下固化3h即可。

实施例5一种聚氨酯灌封胶(A组分中不含有小分子醇)

一种聚氨酯灌封胶，包括如下步骤：

(1)组分A由如下重量份的组分制得：

将蓖麻油79.5份、聚氧化丙烯二醇(Mn1000)10份、聚氧化丙烯三醇(Mn500)5份，抗氧剂10100.5份、UV-3280.5份、光稳定剂6220.5份加入到反应釜中，在80～100℃下搅拌，抽真空脱水脱气3.5h，降温至10～40℃，加入二月桂酸二丁基锡3份、消泡剂BYK17900.5份、偶联剂KH-5600.5份，搅拌均匀，出料。

(2)B组分由如下重量份的组分制得：

将邻苯二甲酸二辛酯67份加入到反应釜中，在80～100℃抽真空脱水2～3h，使其含水量<0.05％，降温至10～30℃加入甲苯二异氰酸酯21份、预聚体ZB189510份、多亚甲基多苯基多异氰酸酯5052份搅拌均匀，脱泡，出料。

灌封时，将A组分和B组分以质量比1:1混合均匀，在常温下固化3h即可。

对比例1一种聚氨酯灌封胶(B组分未加入预聚体)

一种聚氨酯灌封胶，包括如下步骤：

(1)组分A由如下重量份的组分制得(不含有小分子醇、增塑剂)：

将蓖麻油90.5份、1,4丁二醇2份、三乙醇胺3份、抗氧剂10100.5份、UV-3280.5份、光稳定剂6220.5份加入到反应釜中，在80～100℃下搅拌，抽真空脱水脱气3h，降温至10～40℃，加入有机稀有金属催化剂PD2份、消泡剂BYK17940.5份、偶联剂PN-7920.5份，搅拌均匀，出料。

(2)B组分由如下重量份的组分制得：

将邻苯二甲酸二辛酯64份加入到反应釜中，在80～100℃抽真空脱水2～3h，使其含水量<0.05％，降温至10～30℃加入甲苯二异氰酸酯28份、液化MDI(碳化二亚胺改性的MDI)8份搅拌均匀，脱泡，出料。

灌封时，将组分A和组分B以质量比1:1混合均匀，在常温下固化3h即可。

对比例2一种聚氨酯灌封胶(B组分未加入预聚体)

一种聚氨酯灌封胶，包括如下步骤：

(1)组分A由如下重量份的组分制得：

将蓖麻油60份、端羟基聚丁二烯20.7份、甘油(丙三醇)3份、邻苯二甲酸二辛酯11.8份、抗氧剂10100.5份、UV-3280.5份、光稳定剂6220.5份加入到反应釜中，在80～100℃下搅拌，抽真空脱水脱气3h，降温至10～40℃，加入有机铋锌催化剂16192份、消泡剂BYK17900.5份、偶联剂KH-5600.5份，搅拌均匀，出料。

(2)B组分由如下重量份的组分制得：

将邻苯二甲酸二辛酯76.5份加入到反应釜中，在80～100℃抽真空脱水2～3h，使其含水量<0.05％，降温至10～30℃加入甲苯二异氰酸酯16.5份、液化MDI(碳化二亚胺改性的MDI)7份搅拌均匀，脱泡，出料。不是

灌封时，将A组分和B组分以质量比1:1混合均匀，在常温下固化3h即可。

对比例3一种聚氨酯灌封胶(B组分仅加入预聚体，不含有其它多异氰酸酯)

一种聚氨酯灌封胶，包括如下步骤：

(1)组分A由如下重量份的组分制得：

将蓖麻油40份、二甲硫基甲苯二胺5份、邻苯二甲酸二辛酯51.5份、抗氧剂10100.5份、UV-3280.5份、光稳定剂6220.5份加入到反应釜中，在80～100℃下搅拌，抽真空脱水脱气3h，降温至10～40℃，加入有机稀金属催化剂HA1份、消泡剂BYK17900.5份、偶联剂KH-5600.5份，搅拌均匀，出料。

(2)B组分由如下重量份的组分制得：

将邻苯二甲酸二辛酯20份加入到反应釜中，在80～100℃抽真空脱水2～3h，使其含水量<0.05％，降温至10～30℃加入预聚体ZB189550份、预聚体Sup323530份搅拌均匀，脱泡，出料。

灌封时，将A组分和B组分以质量比1:1混合均匀，在常温下固化5h即可。

为了进一步验证本发明所述的聚氨酯灌封胶的性能，将实施例1-4及对比例1-3所得的灌封胶用于电子元器件密封，对固化过程中灌封胶及固化后的制品进行检测，其中，灌封胶的硬度设为20(邵氏A),结果如表1所示。

表1

由表可知，对比例1、对比例2虽然粘度较低，但拉伸强度较差，对比例3虽然拉伸强度很好，但混合粘度过大，也不适用于灌封。而实施例1-4所得灌封胶混合粘度较低，机械强度高，固化速度较快，且易于操作；而且对于固化后的制品抗氧化性能好，具有较好的金属粘接力和良好的绝缘防潮能力。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种聚氨酯灌封胶，其特征在于，由组分A和组分B以质量比1:1组成；其中，

组分A由如下重量份的组分制得：聚合物多元醇80～100份、小分子醇0～5份、抗氧剂0.1～1份、紫外线吸收剂0.1～1份、光稳定剂0.1～1份、催化剂0.5～8份、消泡剂0.1～1份、偶联剂0.1～1份、增塑剂0～20份；

组分B由如下重量份的组分制得：多异氰酸酯20～50份、增塑剂40～80份。

2.根据权利要求1所述的聚氨酯灌封胶，其特征在于，所述组分A由如下重量份的组分制得：聚合物多元醇80-90.5份、小分子醇0～5份、抗氧剂0.5份、紫外线吸收剂0.5份、光稳定剂0.5份、催化剂2-3份、消泡剂0.5份、偶联剂0.5份、增塑剂0-11.5份；

组分B由如下重量份的组分制得：多异氰酸酯33-48份、增塑剂42-67份。

3.根据权利要求1或2所述的聚氨酯灌封胶，其特征在于，所述聚合物多元醇选自端羟基聚丁二烯、蓖麻油、聚醚多元醇中的一种或多种。

4.根据权利要求1或2所述的聚氨酯灌封胶，其特征在于，所述催化剂为有机稀有金属、有机铋锌催化剂、二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡中的一种。

5.根据权利要求1或2所述的聚氨酯灌封胶，其特征在于，所述偶联剂选自N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷中的一种。

6.根据权利要求1或2所述的聚氨酯灌封胶，其特征在于，所述多异氰酸酯选自端基为异氰酸酯的预聚体与甲苯二异氰酸酯、液化MDI、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、甲基二苯基二异氰酸酯中的一种或多种组合。

7.根据权利要求1或2所述的聚氨酯灌封胶，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类，优选邻苯二甲酸二辛酯。

8.根据权利要求1或2所述的聚氨酯灌封胶，其特征在于，所述小分子醇为1,4-丁二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、三乙醇胺中的一种或多种；

所述消泡剂选自BYK1794、消泡剂BYK141与Defom6500复合物、聚合物型消泡剂BYK1790、有机硅消泡剂BYK066N中的一种。所述抗氧剂为抗氧剂1010；

所述紫外线吸收剂为UV-328；

所述光稳定剂为光稳定剂622。

9.一种权利要求1-8任一所述聚氨酯灌封胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)组分A的制备：

将聚合物多元醇、小分子醇、增塑剂、抗氧剂、紫外线吸收剂、光稳定剂按比例加入反应釜中，80～100℃抽真空3～4h，降温至10～40℃，加入催化剂、消泡剂、偶联剂，搅拌均匀，脱除气泡、出料；

(2)组分B的制备：

将增塑剂在80～100℃抽真空脱水，使其含水量<0.05％，在10～30℃与多异氰酸酯混合、脱泡，出料。

10.权利要求1-8任一所述聚氨酯灌封胶在制备电子元器件密封中的应用。