CN105315941B - 一种耐热耐火smt红胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种耐热耐火SMT红胶，其组份以及重量份数为：环氧树脂50～60份，潜伏性固化剂16～22份，增韧剂2～5份，填料5～10份，触变剂10～15份，润湿剂0.5～1份，磷系阻燃剂2～4份，活性稀释剂7～12份，颜料0.5～1份，PVDF乳液8～10份，磷化硼9～14份。本发明还提供了该耐热耐火SMT红胶的制备方法。本发明提供的耐热耐火SMT红胶具有很好的耐热性和耐火性。

Description

一种耐热耐火SMT红胶及其制备方法

技术领域：

本发明涉及一种SMT红胶，特别是涉及一种耐热耐火SMT红胶及其制备方法。

背景技术：

SMT红胶，也称为贴片胶、SMT接着剂，它是红色的膏体中均匀分布硬化剂、颜料、溶剂等的粘接剂，主要用来将元器件固定在印制板上，一般用点胶或钢网印刷的方法来分配，贴上元器件后放入烘箱或再流焊机加热硬化。它与所谓的焊膏不相同的是，一经加热硬化后，再加热也不会溶化，也就是说SMT红胶的热硬化过程是不可逆的。SMT贴片胶的使用效果会因热固化条件、被连接物、所使用的设备、操作环境的不同而有差异，使用时要根据生产工艺来选择SMT红胶。SMT红胶按基体材料可分为环氧树脂和聚丙烯酸两大类，其中，环氧树脂型SMT红胶是比较常用的一类，通常以热固化为主，主要由环氧树脂、固化剂、增韧剂、填料、触变剂以及助剂混合而成。环氧树脂型SMT红胶可室温固化，室内、室外均可，适用于一般环境，防水、耐油，耐强酸强碱，不过存在耐热性以及耐火性不佳的缺陷，在温度较高的环境中容易出问题。

公开号为CN102153979B、公开日为2013.04.24、申请人为北京工业大学的中国专利申请公开了“一种可用于无铅焊接中的中温快速固化贴片胶”，其组成及质量百分含量：低粘度环氧树脂50.0-60.0％、复配潜伏性固化剂14.0-22.0％、活性稀释剂6.0-15.0％、增塑剂0.0-6.0％、触变剂5.0-10.5％、无机填料7.5-13.5％、颜料0.5-1.0％。该发明可用于无铅焊接中，可在110℃中温下140-155s之间快速固化，固化后具有较高的拉伸剪切强度，且具有可返修能力，成型性较好，铺展、塌落小，可以应用于无铅电子封装技术领域。不过，该贴片胶同样存在耐热性、耐火性不佳的缺陷。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是提供一种耐热耐火SMT红胶，其具有很好的耐热性和耐火性。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种耐热耐火SMT红胶，其组份以及重量份数为：环氧树脂50～60份，4,4'-二氨基二苯砜16～22份，增韧剂2～5份，填料5～10份，触变剂10～15份，润湿剂0.5～1份，磷系阻燃剂2～4份，活性稀释剂7～12份，颜料0.5～1份，PVDF乳液8～10份，磷化硼9～14份。

优选地，本发明所述环氧树脂为环氧树脂E-51。

优选地，本发明所述增韧剂为液体丁腈橡胶。

优选地，本发明所述填料为碳酸钙。

优选地，本发明所述触变剂为氢化蓖麻油。

优选地，本发明所述润湿剂为烷基苯磺酸盐。

优选地，本发明所述活性稀释剂为1，4-丁二醇二缩水甘油醚。

优选地，本发明所述颜料为永固红或铁红。

本发明要解决的另一技术问题是提供上述耐热耐火SMT红胶的制备方法。

为解决上述技术问题，技术方案是：

一种耐热耐火SMT红胶的制备方法，其步骤如下：

(1)将硅烷偶联剂分散于质量分散为75％的乙醇水溶液中，分散均匀后得到偶联剂溶液，将磷化硼粉体加入偶联剂溶液中，磷化硼粉体与硅烷偶联剂的重量比为1:21，调节pH值为5，85℃下电磁搅拌4小时，室温静置10小时后抽滤，置于真空烘箱中100℃下干燥20小时，得到改性磷化硼；

(2)将环氧树脂、增韧剂、填料、润湿剂、磷系阻燃剂、活性稀释剂、颜料、PVDF乳液以及步骤(1)得到的改性磷化硼加入反应釜，搅拌均匀后将4,4'-二氨基二苯砜加入反应釜，搅拌均匀后将触变剂加入反应釜，搅拌均匀后真空脱泡，得到耐热耐火SMT红胶。

由上可见，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)磷化硼是由硼元素和磷元素组成的无机化合物，具有很强的耐高温特性，不过其表明呈现亲水性，与亲油性的环氧树脂基体之间的相容性较差，在基体中不易分散均匀，因此本发明通过硅烷偶联剂对进行改性处理，硅烷偶联剂分子中的烷氧基遇水后部分水解为硅羟基，与磷化硼表面的羟基发生缩合反应，在磷化硼表面形成了偶联剂包覆层，硅烷偶联剂分子的长碳链与环氧树脂分子链有相似相容作用，将磷化硼表面的亲水性改变成了亲油性，使其能均匀分散于环氧树脂基体中，从而有效提高SMT红胶的耐热性。

2)PVDF是聚偏氟乙烯的英文缩写，由于其分子结构中主要以氟-碳化合键结合，因此具有很好的耐高温性，与环氧树脂基体共混后可进一步提高SMT红胶的耐热性；此外，PVDF的氧指数很高，阻燃性较强，再加上配方中添加了阻燃效果较好的磷系阻燃剂，可有效提高SMT红胶的氧指数，大大改善SMT红胶的耐火性。

具体实施方式：

下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1

耐热耐火SMT红胶，其组份以及重量份数为：环氧树脂E-51 55份，4,4'-二氨基二苯砜17份，液体丁腈橡胶2份，碳酸钙10份，氢化蓖麻油12份，烷基苯磺酸盐0.6份，磷系阻燃剂4份，1-4-丁二醇二缩水甘油醚8份，永固红0.7份，PVDF乳液8.5份，磷化硼10份。

其制备方法的步骤如下：

(1)将硅烷偶联剂分散于质量分散为75％的乙醇水溶液中，分散均匀后得到偶联剂溶液，将磷化硼粉体加入偶联剂溶液中，磷化硼粉体与硅烷偶联剂的重量比为1:21，调节ph值为5，85℃下电磁搅拌4小时，室温静置10小时后抽滤，置于真空烘箱中100℃下干燥20小时，得到改性磷化硼；

(2)将环氧树脂E-51、液体丁腈橡胶、碳酸钙、烷基苯磺酸盐、磷系阻燃剂、1-4-丁二醇二缩水甘油醚、永固红、PVDF乳液以及步骤(1)得到的改性磷化硼加入反应釜，搅拌均匀后将4,4'-二氨基二苯砜加入反应釜，搅拌均匀后将氢化蓖麻油加入反应釜，搅拌均匀后真空脱泡，得到耐热耐火SMT红胶。

实施例2

耐热耐火SMT红胶，其组份以及重量份数为：环氧树脂E-51 54份，4,4'-二氨基二苯砜16份，液体丁腈橡胶3.5份，碳酸钙8份，氢化蓖麻油15份，烷基苯磺酸盐0.5份，磷系阻燃剂3.5份，1-4-丁二醇二缩水甘油醚10份，永固红0.9份，PVDF乳液9.5份，磷化硼14份。

其制备方法的步骤如下：

(1)将硅烷偶联剂分散于质量分散为75％的乙醇水溶液中，分散均匀后得到偶联剂溶液，将磷化硼粉体加入偶联剂溶液中，磷化硼粉体与硅烷偶联剂的重量比为1:21，调节ph值为5，85℃下电磁搅拌4小时，室温静置10小时后抽滤，置于真空烘箱中100℃下干燥20小时，得到改性磷化硼；

(2)将环氧树脂E-51、液体丁腈橡胶、碳酸钙、烷基苯磺酸盐、磷系阻燃剂、1-4-丁二醇二缩水甘油醚、永固红、PVDF乳液以及步骤(1)得到的改性磷化硼加入反应釜，搅拌均匀后将4,4'-二氨基二苯砜加入反应釜，搅拌均匀后将氢化蓖麻油加入反应釜，搅拌均匀后真空脱泡，得到耐热耐火SMT红胶。

实施例3

耐热耐火SMT红胶，其组份以及重量份数为：环氧树脂E-51 60份，4,4'-二氨基二苯砜19份，液体丁腈橡胶4.5份，碳酸钙6份，氢化蓖麻油14份，烷基苯磺酸盐0.9份，磷系阻燃剂2.5份，1-4-丁二醇二缩水甘油醚9份，铁红1份，PVDF乳液10份，磷化硼12份。

其制备方法的步骤如下：

(1)将硅烷偶联剂分散于质量分散为75％的乙醇水溶液中，分散均匀后得到偶联剂溶液，将磷化硼粉体加入偶联剂溶液中，磷化硼粉体与硅烷偶联剂的重量比为1:21，调节ph值为5，85℃下电磁搅拌4小时，室温静置10小时后抽滤，置于真空烘箱中100℃下干燥20小时，得到改性磷化硼；

(2)将环氧树脂E-51、液体丁腈橡胶、碳酸钙、烷基苯磺酸盐、磷系阻燃剂、1-4-丁二醇二缩水甘油醚、铁红、PVDF乳液以及步骤(1)得到的改性磷化硼加入反应釜，搅拌均匀后将4,4'-二氨基二苯砜加入反应釜，搅拌均匀后将氢化蓖麻油加入反应釜，搅拌均匀后真空脱泡，得到耐热耐火SMT红胶。

实施例4

耐热耐火SMT红胶，其组份以及重量份数为：环氧树脂E-51 52份，4,4'-二氨基二苯砜21份，液体丁腈橡胶4份，碳酸钙9份，氢化蓖麻油11份，烷基苯磺酸盐1份，磷系阻燃剂2份，1-4-丁二醇二缩水甘油醚12份，铁红0.5份，PVDF乳液8份，磷化硼9份。

其制备方法的步骤如下：

(1)将硅烷偶联剂分散于质量分散为75％的乙醇水溶液中，分散均匀后得到偶联剂溶液，将磷化硼粉体加入偶联剂溶液中，磷化硼粉体与硅烷偶联剂的重量比为1:21，调节ph值为5，85℃下电磁搅拌4小时，室温静置10小时后抽滤，置于真空烘箱中100℃下干燥20小时，得到改性磷化硼；

(2)将环氧树脂E-51、液体丁腈橡胶、碳酸钙、烷基苯磺酸盐、磷系阻燃剂、1-4-丁二醇二缩水甘油醚、铁红、PVDF乳液以及步骤(1)得到的改性磷化硼加入反应釜，搅拌均匀后将4,4'-二氨基二苯砜加入反应釜，搅拌均匀后将氢化蓖麻油加入反应釜，搅拌均匀后真空脱泡，得到耐热耐火SMT红胶。

实施例5

耐热耐火SMT红胶，其组份以及重量份数为：环氧树脂E-51 50份，4,4'-二氨基二苯砜22份，液体丁腈橡胶3份，碳酸钙7份，氢化蓖麻油10份，烷基苯磺酸盐0.7份，磷系阻燃剂2.4份，1-4-丁二醇二缩水甘油醚7份，永固红0.6份，PVDF乳液9份，磷化硼11份。

其制备方法的步骤如下：

(1)将硅烷偶联剂分散于质量分散为75％的乙醇水溶液中，分散均匀后得到偶联剂溶液，将磷化硼粉体加入偶联剂溶液中，磷化硼粉体与硅烷偶联剂的重量比为1:21，调节ph值为5，85℃下电磁搅拌4小时，室温静置10小时后抽滤，置于真空烘箱中100℃下干燥20小时，得到改性磷化硼；

(2)将环氧树脂E-51、液体丁腈橡胶、碳酸钙、烷基苯磺酸盐、磷系阻燃剂、1-4-丁二醇二缩水甘油醚、永固红、PVDF乳液以及步骤(1)得到的改性磷化硼加入反应釜，搅拌均匀后将4,4'-二氨基二苯砜加入反应釜，搅拌均匀后将氢化蓖麻油加入反应釜，搅拌均匀后真空脱泡，得到耐热耐火SMT红胶。

实施例6

耐热耐火SMT红胶，其组份以及重量份数为：环氧树脂E-51 52份，4,4'-二氨基二苯砜20份，液体丁腈橡胶5份，碳酸钙5份，氢化蓖麻油13份，烷基苯磺酸盐0.8份，磷系阻燃剂3份，1-4-丁二醇二缩水甘油醚11份，铁红0.8份，PVDF乳液8.8份，磷化硼13份。

其制备方法的步骤如下：

(1)将硅烷偶联剂分散于质量分散为75％的乙醇水溶液中，分散均匀后得到偶联剂溶液，将磷化硼粉体加入偶联剂溶液中，磷化硼粉体与硅烷偶联剂的重量比为1:21，调节ph值为5，85℃下电磁搅拌4小时，室温静置10小时后抽滤，置于真空烘箱中100℃下干燥20小时，得到改性磷化硼；

(2)将环氧树脂E-51、液体丁腈橡胶、碳酸钙、烷基苯磺酸盐、磷系阻燃剂、1-4-丁二醇二缩水甘油醚、铁红、PVDF乳液以及步骤(1)得到的改性磷化硼加入反应釜，搅拌均匀后将4,4'-二氨基二苯砜加入反应釜，搅拌均匀后将氢化蓖麻油加入反应釜，搅拌均匀后真空脱泡，得到耐热耐火SMT红胶。

经测试，实施例1-6以及对比例的耐热性和耐火性如下表所示，其中，

对比例为公开号为CN102153979B的中国专利；

耐热性采用热重分析法测试待测物的初始分解温度和热失重50％时的温度，二者越高表明耐热性越好；

耐火性参考ASTM D2683测试待测物的极限氧指数，该数值越高表明耐火性越好：

由上表可见，本发明实施例1-6的初始分解温度、热失重50％时的温度以及极限氧指数均明显高于对比例，耐热性和耐火性均较好。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种耐热耐火SMT红胶，其特征在于：其组份以及重量份数为：环氧树脂50～60份，4,4'-二氨基二苯砜16～22份，增韧剂2～5份，填料5～10份，触变剂10～15份，润湿剂0.5～1份，磷系阻燃剂2～4份，活性稀释剂7～12份，颜料0.5～1份，PVDF乳液8～10份，磷化硼9～14份，硅烷偶联剂；

所述硅烷偶联剂与磷化硼的重量比为21:1。

2.根据权利要求1所述的一种耐热耐火SMT红胶，其特征在于：所述环氧树脂为环氧树脂E-51。

3.根据权利要求1所述的一种耐热耐火SMT红胶，其特征在于：所述增韧剂为液体丁腈橡胶。

4.根据权利要求1所述的一种耐热耐火SMT红胶，其特征在于：所述填料为碳酸钙。

5.根据权利要求1所述的一种耐热耐火SMT红胶，其特征在于：所述触变剂为氢化蓖麻油。

6.根据权利要求1所述的一种耐热耐火SMT红胶，其特征在于：所述润湿剂为烷基苯磺酸盐。

7.根据权利要求1所述的一种耐热耐火SMT红胶，其特征在于：所述活性稀释剂为1，4-丁二醇二缩水甘油醚。

8.根据权利要求1所述的一种耐热耐火SMT红胶，其特征在于：所述颜料为永固红或铁红。

9.根据权利要求1～8任意一项所述的一种耐热耐火SMT红胶的制备方法，其特征在于：其步骤如下：

(1)将硅烷偶联剂分散于质量分数 为75％的乙醇水溶液中，分散均匀后得到偶联剂溶液，将磷化硼粉体加入偶联剂溶液中，磷化硼粉体与硅烷偶联剂的重量比为1:21，调节pH值为5，85℃下电磁搅拌4小时，室温静置10小时后抽滤，置于真空烘箱中100℃下干燥20小时，得到改性磷化硼；

(2)将环氧树脂、增韧剂、填料、润湿剂、磷系阻燃剂、活性稀释剂、颜料、PVDF乳液以及步骤(1)得到的改性磷化硼加入反应釜，搅拌均匀后将4,4'-二氨基二苯砜加入反应釜，搅拌均匀后将触变剂加入反应釜，搅拌均匀后真空脱泡，得到耐热耐火SMT红胶。