CN1056887A - 环氧双组分透明软性封装胶的制备 - Google Patents

Abstract

一种环氧类双组分型高分子软性封装胶属于环 氧类高分子装饰及封装材料领域，本发明提供了该类 材料的制备方法及配胶和成型工艺，用本发明方法制 得的软性封装胶可用于标牌装饰、印制线路板和元器 件的软性封装。用于标牌装饰可以替代进口的聚氨 酯类软性胶，用于印制线路板和元器件的软性封装也 可替代进口料。印制板和元器件经封装后，使其一体 化，可大大提高封装器件在恶劣条件下的工作稳定 性。

Description

本发明属于环氧类双组分型高分子透明软性装饰及封装材料领域。

本发明是根据用户要求和市场需求开发的一种新型软性封装胶。用于标牌装饰方面，在此之前，用户使用的是意大利进口的胶料，这种进口胶是聚氨酯类的软性胶，价格昂贵，耗用外汇，每公斤为25美元以上。且该胶料进行涂装时，要用进口设备来配套，工作环境要求低湿，湿度过高会引起胶料报废，使用进口设备，投资数额较大。国内尚未见有软性胶生产，仅有光固化硬性水晶胶供市售。水晶胶只能局限于硬标牌上装饰使用，且对部分涂料和油漆有咬漆现象。固化操作时要有曝光设备，储存性较差，不超过半年。用于印制线路板和元器件的软性封装方面，印制线路板行业采用表面封装技术，是国外近几年来发展的新工艺。印制板和元器件经封装后，使其一体化，从而大大提高印制板在某些恶劣条件下（如高压，脉冲干扰，潮湿等）的工作稳定性。用本软性胶封装，没有象某些环氧封装料会随时间的推移而变硬的缺点。有的厂家用美国Grace公司软性封装料，用于印制板的封装、耗用外汇，价格昂贵，每公斤为25美元以上。

本发明的目的是提供一种环氧类双组分型透明软性胶的制备方法，制得的软性胶可用于标牌装饰和用于印制板和各种元器件的封装。可以替代进口料。

本发明的内容：本软性胶由A组分、B组分两种组分以1∶1（重量比）或其它重量比配制而成。

1、A组分的制备：

A组分由环氧树脂、环氧稀释剂、防粘剂、增韧剂配制而成。

配比为：原料名称  重量%

环氧树脂  85～95

环氧稀释剂  5～15

防粘剂  0～1

增韧剂  0～10

环氧树脂可用：脂环或芳香族环氧树脂，如E-54，E-51，E-44，E-42，E-35;也可用酚醛环氧树脂、酚甲醛环氧树脂，如F-51，F-48，F-44，JF-45，JF-43;也可用脂肪族环氧树脂，如B-63，要求的环氧值为0.03～0.6当量/100g，对于粘稠液体环氧，粘度为：25℃时，6000cps以上，对于固体环氧，软化点＜150℃。

环氧稀释剂可用：环氧丙基烷基醚，环氧丙基芳基醚，如690，680，678，669，660，630，600等牌号。要求环氧值为0.3～1.30当量/100g，粘度为：25℃时，＜10cps;沸程＞110℃。

防粘剂可用有机硅的单体酯类，如正硅酸乙酯，正硅酸丁酯等。

增韧剂可用α，ε二元醇，如丁二醇、己二醇;也可用多元醇，如三羟甲基丙烷，季戊四醇;也可用各种增塑剂，如邻苯二甲酸二丁酯，邻苯二甲酸二辛酯等。

A组分的环氧值E的计算公式：

E＝C₁E₁+C₂E₂+……

式中E₁，E₂，……分别为A组分中所用各种环氧树脂和环氧稀释剂的环氧值。C₁，C₂，……分别为A组分中所用对应的各种环氧树脂和环氧稀释剂的重量分数，C₁+C₂+……＝1。

各种原料按配比计量，在室温下搅拌均匀，即为A组分。

2、B组分的制备：

B组分由固化剂，改性剂，催化剂配制而成。配比为：

（固化剂+改性剂）：催化剂＝1∶0.005～0.05。

固化剂可用脂肪胺类、芳胺类、咪唑或改性咪唑类。

脂肪胺类固化剂，如乙二胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺，多乙烯多胺等。

芳胺类固化剂如：苯二胺，苯二甲胺，4，4'-二氨基二苯甲烷等。

咪唑类固化剂如：咪唑，2-烷基咪唑等。

改性剂可用环氧稀释剂，如用A组分的制备中所述的环氧稀释剂。

也可用烯酸酯类，如甲基丙烯酸酯类，丙烯酸酯类，例如丙烯酸丁酯。

催化剂可用脂肪族三级胺，脂环族三级胺，芳香族三级胺类。如三乙胺，三丙胺，N，N'-二甲基苄胺等。

固化剂和改性剂，如环氧稀释剂的配方按如下方案设计：

[（N-y）/（M₁+yM₂）]×100＝E

式中：N为有机胺固化剂分子中的活泼氢数目。

y为B组分中环氧稀释剂的化学计量系数。

M₁为有机胺固化剂的分子量。

M₂为B组分中环氧稀释剂的分子量。

E为A组分的环氧值。

通过该方案设计，达到A组分和B组分重量相等。A组分的环氧值和B组分的活泼氢正好等当量反应。从以上公式就可定出B组分中所需的环氧稀释剂的计量系数y。即B组分中固化剂与环氧稀释剂的化学计量为1∶y，两者重量比为M₁∶yM₂。

同理，如果A组分和B组分以W_A∶W_B重量比配制。则按W_B[（N-y）/（M₁+yM₂）]×100＝W_A×E方案设计，从中定出B组分中所需的环氧稀释剂的计量系数y。

反应时，可采用在搅拌条件下固化剂加入环氧稀释剂中，或环氧稀释剂加入固化剂中，最后加入固化剂和环氧稀释剂总量0.005-5%的催化剂，反应温度控制在15～70℃，反应时间为10～24小时。

3、软性胶的配制和成形。

在配胶前，A、B组分应分别在25～35℃条件下预热20～30分钟，然后放置在一起搅拌5～10分钟，经真空（700mmHg）脱泡20分钟，再静置20分钟，让体系粘度达到适当范围10²～10⁴cps，然后密封保存待用。使用时将上述配制好的软性胶涂复于材料表面，或用模具浇注，经室温或中低温（＜50℃）干燥处理，即成透明、丰满、软性的装饰封装材料。

本发明的优点：该软性胶是双组分的混合胶，具有透明、光滑、柔软，耐曲挠的特点，对装饰或封装基材粘附力好，且对各种涂料、油漆无咬漆现象，储存期也较长（≥1年），可以在各种基材上使用，基材可以是金属，也可以是各种软性基材，如PVC，涤纶片基，普通硬质纸。

实施例1：

A组分制备：90份环氧618树脂，10份660A环氧稀释剂，再加以总量2‰的正硅酸乙酯，经充分搅拌而成。

B组分制备：固化剂二乙烯三胺（DETA），以环氧丙基丁基醚（660）环氧稀释剂改性。反应式为：

A组分中：环氧618的环氧值E₁＝0.50，环氧660的环氧值E₂＝0.70，所以，A组分的环氧值E＝0.9×0.50+0.1×0.7＝0.52，B组分中：二乙烯三胺分子量M₁＝103，活泼氢数目N＝5，环氧660分子量M₂＝130，据（ (5-y)/(103+y×130) ）×100＝0.52，y＝2.66，所以二乙烯三胺和660的重量比为103;2.66×130＝1;3.36，所以取二乙烯三胺23份，660环氧87份，将二乙烯三胺加入660中搅拌，加完毕后加入2份三乙胺，反应温度50℃，反应时间20hr。

配胶：在30℃，将A.B两组分予热25分钟，然后搅拌配胶，搅拌20分钟，再静置20分钟。

实施例2  宝石胶

A组分制备：85份环氧E-51树脂，5份环氧丙烷丁基醚，充分搅拌至均匀，静置，即可使用。

B组分制备：25.4份二乙烯三胺，74.6份环氧丙烷丁基醚，置于三颈烧瓶中，加热，使温度控制在60℃左右，并充分搅拌，反应时间10小时。

A组分、B组分的技术指标：

色泽：清澈、透明、水白

粘度（25℃，CPS）：A组分＜500，B组分＜350

比重（g/cm³）：A组分1.02～1.05，B组分0.97～0.99

配胶及成形：

①配胶前的准备：将配胶时所用的容器，清洁干燥，调好称量天平，标牌表面清洁、干燥。如气温偏低（＜10℃），应在烘箱中予热（30～35℃）半小时，再进行配胶。

②配胶  将A组分和B组分，按重量比100比100称好后注入同一容器中，充分搅拌均匀，静止1小时（＞30℃）至2小时（25℃以下时）。如果气温低于10℃时，可在烘箱中（40℃）予热20分钟，取出静止半小时后使用。胶的粘度随时间而增加。

③涂装  将控制粘度后的胶液，用小烧杯或针筒均匀滴在标牌上，边缘处可用小针拨动，使胶液均匀涂布在表面。

④静止凝胶  涂好后的标牌，应静止使其凝胶，时间为25℃以上3小时，20℃以下4小时至5小时。

⑤固化条件  室温  24小时（25℃）～36小时

43℃  12小时～18小时

建议固化条件  43℃  2小时  60℃  1小时

注意事项：A、B组分混合时胶料应称量准确，按等重量比混合，配多少用多少。过量胶在混合超过6小时即失效凝胶，加其他任何稀释剂均无效。配料混合不能加其他稀释剂，以免产生气泡及降低强度。

贮存条件：

1、贮存处应保持阴凉、通风、干燥、远离热源，宝石胶在不打开盖情况下，25℃以下贮存期为一年。

2、多余的混合后的A、B组分不可倒入A或B组分中，以免使之失效。

固化物指标

外观                无色透明弹性体

游离单体含量        ＜0.8%

气泡                无明显气泡

透光率              ＞90％（可见光范围）

剥离强度 与金属、纸质基材料粘合＞1.5KN／cm²

强度（25℃邵氏）    35－45℃

实施例3：印制板封装胶。

A组分制备，97份环氧618树脂，3份环氧丙烷丁基醚，充分搅拌至均匀，静置，即可使用。

B组分制备，35.4份正己胺，64.6份丙烯酸丁酯，置于三颈烧瓶中加热，使温度控制在70℃左右，并充分搅拌，反应时间12小时。

A组分、B组分的技术指标：

色泽  清澈，透明，微黄

粘度（25℃，CPS）  A组分＜300，B组分＜250

比重（g/cm³） A组分0.98～1.05，B组分0.98～1.05

体积电阻率（Ω·cm） A组分＞10¹⁰，B组分1.5～2.0×10⁹

配胶及成形：

①配胶：正确称量A组分和B组分，注入同一洁净容器中，搅拌，直至均匀，然后在30℃烘箱内预热20分钟。

②模具：浇注一般应在模具中进行，模具可用钢或铝等金属材料制作。与胶料接触处应尽可能光滑，平整，可提高浇注件的光洁度。浇注前，应涂复配套脱模剂一至二遍，并在100℃烘半小时后备用。

③浇注：浇注中应注意印制板的一端注入，另一处应有排气孔，避免胶体裹进气泡，影响外观和质量。

④固化条件：室温  2天

45℃  18小时

60℃  6小时

⑤几点说明：多数情况下在60℃温度下固化质量较好，该温度对制板及元器件影响较小，可提高一级品率，同时可以提高生产效率。另外，该软性封装胶还可用于其他一些低电压电器上（＜500伏）的封装，可提高电器使用的可靠性，同时可以用小刀切开，更换或检测元器件，避免因浇注前印制板加工失当，引起浇注后报废的缺点。

贮存条件：

软性封装胶宜装于密封的聚乙烯塑料桶内，贮存处应保持阴凉、干燥，在25℃时贮存期为1年。

软性表面封装胶技术指标：

色泽：清澈、透明、微黄。

比重：1.05g/cm³

邵氏硬度：35°～45°

介电常数：4.28～4.90

介电损耗因子：0.08～0.105

体积电阻率：＞10¹³Ω·cm

Claims (11)

1、一种环氧类双组分型透明软性胶的制备方法，本发明的特征是A组分由环氧树脂、环氧稀释剂、防粘剂、增韧剂配制而成。

配比为：  原料名称    重量%

          环氧树脂    85～95

          环氧稀释剂  5～15

          防粘剂      0～1

          增韧剂      0～10

A组分环氧值E的计算公式：

E=C₁E₁+C₂E₂+……

式中E₁、E₂，…分别为A组分中所用各种环氧树脂和环氧稀释剂的环氧值，C₁、C₂，…分别为A组分中所用对应的各种环氧树脂和环氧稀释剂的重量分数，C₁+C₂…=1。

B组分由固化剂、改性剂催化剂配制而成，配比为：

(固化剂+改性剂)∶催化剂=1∶0.005～0.05。

设A组分和B组分以W_A∶WB重量比配制。则固化剂与环氧稀释剂的化学计量系数比为1∶y，y以下式计算：

W_B[(N-y)/(M₁+yM₂)]×100=W_A×E

式中：N为有机胺固化剂分子中的活泼氢数目

y为B组分中环氧稀释剂的化学计量系数

M₁为有机胺固化剂的分子量

M₂为B组分中环氧稀释剂的分子量

E为A组分中的环氧值。

软性胶的配制和成形：A组分、B组分应分别经予热，然后放置在一起搅拌，然后经真空脱泡，静置、体系粘度为10²～10⁴CPS，密封待用，使用时将配制好的软性胶涂复干材料表面或用模具浇注，经室温或中低温干燥即成。

2、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所用的环氧树脂可用脂环或芳香族环氧树脂，如E  54，E-51，E-44，E-42，E-35;也可用酚醛环氧树脂、酚甲醛环氧树脂，如F-51，F-48，F-44，JF-45，JF-43;也可用脂肪族环氧树脂，如B-63，要求的环氧值为0.03～0.6当量/100g，对于粘稠液体环氧，粘度为：25℃时，6000CPS以上，对于固体环氧，软化点小于150℃。

3、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所用的环氧稀释剂可用环氧丙烷烷基醚、环氧丙烷芳基醚。例如可用690，680，678，669，660，630，600等牌号，要求环氧值为0.3～1.30当量/100g，粘度为：25℃时，小于10cps;沸程大于110℃。

4、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所用的防粘剂可用有机硅的单体酯类，如正硅酸乙酯，正硅酸丁酯等。

5、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所用的增韧剂可用α，ε二元醇，如丁二醇、己二醇;也可用多元醇，如三羟甲基丙烷，季戊四醇;也可用各种增塑剂，如邻苯二甲酸二丁酯，邻苯二甲酸二辛酯等。

6、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所用的固化剂可用脂肪胺类，如乙二胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺，多乙烯多胺等;也可用芳胺类，如苯二胺、苯二甲胺，4，4'-二氨基二苯甲烷;咪唑类，如咪唑，2-烷基咪唑等。

7、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所用的催化剂可用脂肪族三级胺、脂环族三级胺、芳香族三级胺类，如三乙胺、三丙胺、N，N'-二甲基苄胺等。

8、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于B组分中所用的改性剂可用环氧稀释剂，如权利要求3中所述;也可用烯酸酯类，如甲基丙烯酸酯类，丙烯酸酯类，例如丙烯酸丁酯。

9、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于A组分的制备工艺为各种原料按配比计量，在室温下搅拌均匀。

10、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于B组分的制备工艺为各种原料按配比称量，可采用在搅拌条件下固化剂加入改性剂中，或改性剂加入固化剂中，滴加完毕后加入催化剂，反应温度15～70℃，反应时间10～24小时。

11、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于软性胶的配制和成形，A组分、B组分的预热温度25～35℃，预热时间20～30分钟，A、B组分放置在一起搅拌，5～10分钟;真空脱泡20分钟，脱泡时真空度700mmHg，静置20分钟，成形时干燥温度小于50℃。