CN105778784A - 一种电力电子器件粘结剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电力电子器件粘结剂,由以下质量份数的组分组成:酚醛环氧树脂100~140份、三醋酸甘油酯12~16份、十二水合硫酸铝钾8~12份、丙烯酸乳液6~10份、双甲基丙烯酸乙二醇酯12~16份、碳酸铅粉8~12份、邻苯二甲酸二辛酯6~10份、聚四氢呋喃醚二醇12~16份、油酸酰胺8~12份、双酚A型环氧树脂600~100份、菱镁矿粉12~16份、单月桂基磷酸酯8~12份、甲壳素8~12份、磷酸三丁酯6~10份、丙烯酸十八酯12~16份、聚氧乙烯醚8~12份、纳米二氧化钛6~10份、钛酸四丁酯12~16份、环烷酸8~12份、纳米氧化锆6~10份、聚四氟乙烯12~16份。本发明提升了粘结剂的抗老化性能、提升了粘结剂的温度适应范围,其温度适应范围为‑80~250℃。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力电子器件粘结剂,属于电力电子器件技术领域。
背景技术
电力电子器件(Power Electronic Device)又称为功率半导体器件,主要用于电力设备的电能变换和控制电路方面大功率的电子器件(通常指电流为数十至数千安,电压为数百伏以上)。这些电力电子器件在生产使用过程中,有必要采用合适的方式予以粘结,以便更好地根据需要使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电力电子器件粘结剂,以便更好地实现电力电子器件粘结剂的功能。
为了实现上述目的,本发明的技术方案如下。
一种电力电子器件粘结剂,由以下质量份数的组分组成:酚醛环氧树脂100~140份、三醋酸甘油酯12~16份、十二水合硫酸铝钾8~12份、丙烯酸乳液6~10份、双甲基丙烯酸乙二醇酯12~16份、碳酸铅粉8~12份、邻苯二甲酸二辛酯6~10份、聚四氢呋喃醚二醇12~16份、油酸酰胺8~12份、双酚A型环氧树脂600~100份、菱镁矿粉12~16份、单月桂基磷酸酯8~12份、甲壳素8~12份、磷酸三丁酯6~10份、丙烯酸十八酯12~16份、聚氧乙烯醚8~12份、纳米二氧化钛6~10份、钛酸四丁酯12~16份、环烷酸8~12份、纳米氧化锆6~10份、聚四氟乙烯12~16份。
进一步地,上述电力电子器件粘结剂,由以下质量份数的组分组成:酚醛环氧树脂100份、三醋酸甘油酯12份、十二水合硫酸铝钾8份、丙烯酸乳液6份、双甲基丙烯酸乙二醇酯12份、碳酸铅粉8份、邻苯二甲酸二辛酯6份、聚四氢呋喃醚二醇12份、油酸酰胺8份、双酚A型环氧树脂60份、菱镁矿粉12份、单月桂基磷酸酯8份、甲壳素8份、磷酸三丁酯6份、丙烯酸十八酯12份、聚氧乙烯醚8份、纳米二氧化钛6份、钛酸四丁酯12份、环烷酸8份、纳米氧化锆6份、聚四氟乙烯12份。
进一步地,上述电力电子器件粘结剂,由以下质量份数的组分组成:酚醛环氧树脂120份、三醋酸甘油酯14份、十二水合硫酸铝钾10份、丙烯酸乳液8份、双甲基丙烯酸乙二醇酯14份、碳酸铅粉10份、邻苯二甲酸二辛酯8份、聚四氢呋喃醚二醇14份、油酸酰胺10份、双酚A型环氧树脂80份、菱镁矿粉14份、单月桂基磷酸酯10份、甲壳素10份、磷酸三丁酯8份、丙烯酸十八酯14份、聚氧乙烯醚10份、纳米二氧化钛8份、钛酸四丁酯14份、环烷酸10份、纳米氧化锆8份、聚四氟乙烯14份。
进一步地,上述电力电子器件粘结剂,由以下质量份数的组分组成:酚醛环氧树脂140份、三醋酸甘油酯16份、十二水合硫酸铝钾12份、丙烯酸乳液10份、双甲基丙烯酸乙二醇酯16份、碳酸铅粉12份、邻苯二甲酸二辛酯10份、聚四氢呋喃醚二醇16份、油酸酰胺12份、双酚A型环氧树脂100份、菱镁矿粉16份、单月桂基磷酸酯12份、甲壳素12份、磷酸三丁酯10份、丙烯酸十八酯16份、聚氧乙烯醚12份、纳米二氧化钛10份、钛酸四丁酯16份、环烷酸12份、纳米氧化锆10份、聚四氟乙烯16份。
进一步地,所述碳酸铅粉由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为30~50目、50~80目、80~100目,上述三种粉体的混合质量比例为3~7∶4~8∶1。
进一步地,所述菱镁矿粉由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为30~50目、50~80目、80~100目,上述三种粉体的混合质量比例为3~8∶2~8∶1。
进一步地,所述酚醛环氧树脂的粘度在25℃为12000~14000mpa.s。
进一步地,所述甲壳素由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为20~50目、50~70目、70~90目,上述三种粉体的混合质量比例为2~4∶3~5∶1。
进一步地,所述双酚A型环氧树脂的粘度在25℃为8000~10000mpa.s。
进一步地,上述电力电子器件粘结剂制备方法步骤如下:
(1)将所述质量份数的酚醛环氧树脂、三醋酸甘油酯、十二水合硫酸铝钾、丙烯酸乳液、双甲基丙烯酸乙二醇酯、碳酸铅粉、邻苯二甲酸二辛酯、聚四氢呋喃醚二醇、油酸酰胺、双酚A型环氧树脂、磷酸三丁酯、丙烯酸十八酯、环烷酸、纳米氧化锆、聚四氟乙烯予以混合,依次加入搅拌罐中,以200rpm的速度充分搅拌30分钟;
(2)加入所述质量份数的菱镁矿粉、单月桂基磷酸酯、甲壳素,以300rpm的速度充分搅拌60分钟;
(3)加入所述质量份数的聚氧乙烯醚、纳米二氧化钛、钛酸四丁酯,以400rpm的速度充分搅拌90分钟,得到粘结剂产品。
该发明的有益效果在于:本电力电子器件粘结剂制备工艺方法简单,所制备的产品通过合理的配比和混合,使各组分之间产生协同作用,克服了各自单独使用时的不足,形成了具有优良的耐高温、抗腐蚀、高粘结性、机械性等性能的交联结构。本发明提供的室温下剪切强度可以达到45MPa以上,250℃时的剪切强度为18MPa以上,能够满足被粘接件在250℃下长期工作的要求。本发明所采用的原料产生协同作用,大大提升了粘结剂的抗老化性能、提升了粘结剂的温度适应范围,其温度适应范围为-80~250℃。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行描述,以便更好的理解本发明。
实施例1
本实施例中的电力电子器件粘结剂,由以下质量份数的组分组成:酚醛环氧树脂100份、三醋酸甘油酯12份、十二水合硫酸铝钾8份、丙烯酸乳液6份、双甲基丙烯酸乙二醇酯12份、碳酸铅粉8份、邻苯二甲酸二辛酯6份、聚四氢呋喃醚二醇12份、油酸酰胺8份、双酚A型环氧树脂60份、菱镁矿粉12份、单月桂基磷酸酯8份、甲壳素8份、磷酸三丁酯6份、丙烯酸十八酯12份、聚氧乙烯醚8份、纳米二氧化钛6份、钛酸四丁酯12份、环烷酸8份、纳米氧化锆6份、聚四氟乙烯12份。
所述碳酸铅粉由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为30~50目、50~80目、80~100目,上述三种粉体的混合质量比例为3∶4∶1。
所述菱镁矿粉由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为30~50目、50~80目、80~100目,上述三种粉体的混合质量比例为3∶2∶1。
所述酚醛环氧树脂的粘度在25℃为12000mpa.s。
所述甲壳素由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为20~50目、50~70目、70~90目,上述三种粉体的混合质量比例为2∶3∶1。
所述双酚A型环氧树脂的粘度在25℃为8000mpa.s。
上述电力电子器件粘结剂制备方法步骤如下:
(1)将所述质量份数的酚醛环氧树脂、三醋酸甘油酯、十二水合硫酸铝钾、丙烯酸乳液、双甲基丙烯酸乙二醇酯、碳酸铅粉、邻苯二甲酸二辛酯、聚四氢呋喃醚二醇、油酸酰胺、双酚A型环氧树脂、磷酸三丁酯、丙烯酸十八酯、环烷酸、纳米氧化锆、聚四氟乙烯予以混合,依次加入搅拌罐中,以200rpm的速度充分搅拌30分钟;
(2)加入所述质量份数的菱镁矿粉、单月桂基磷酸酯、甲壳素,以300rpm的速度充分搅拌60分钟;
(3)加入所述质量份数的聚氧乙烯醚、纳米二氧化钛、钛酸四丁酯,以400rpm的速度充分搅拌90分钟,得到粘结剂产品。
实施例2
本实施例中的电力电子器件粘结剂,由以下质量份数的组分组成:酚醛环氧树脂120份、三醋酸甘油酯14份、十二水合硫酸铝钾10份、丙烯酸乳液8份、双甲基丙烯酸乙二醇酯14份、碳酸铅粉10份、邻苯二甲酸二辛酯8份、聚四氢呋喃醚二醇14份、油酸酰胺10份、双酚A型环氧树脂80份、菱镁矿粉14份、单月桂基磷酸酯10份、甲壳素10份、磷酸三丁酯8份、丙烯酸十八酯14份、聚氧乙烯醚10份、纳米二氧化钛8份、钛酸四丁酯14份、环烷酸10份、纳米氧化锆8份、聚四氟乙烯14份。
所述碳酸铅粉由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为30~50目、50~80目、80~100目,上述三种粉体的混合质量比例为5∶6∶1。
所述菱镁矿粉由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为30~50目、50~80目、80~100目,上述三种粉体的混合质量比例为5∶5∶1。
所述酚醛环氧树脂的粘度在25℃为13000mpa.s。
所述甲壳素由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为20~50目、50~70目、70~90目,上述三种粉体的混合质量比例为3∶4∶1。
所述双酚A型环氧树脂的粘度在25℃为9000mpa.s。
上述电力电子器件粘结剂制备方法步骤如下:
(1)将所述质量份数的酚醛环氧树脂、三醋酸甘油酯、十二水合硫酸铝钾、丙烯酸乳液、双甲基丙烯酸乙二醇酯、碳酸铅粉、邻苯二甲酸二辛酯、聚四氢呋喃醚二醇、油酸酰胺、双酚A型环氧树脂、磷酸三丁酯、丙烯酸十八酯、环烷酸、纳米氧化锆、聚四氟乙烯予以混合,依次加入搅拌罐中,以200rpm的速度充分搅拌30分钟;
(2)加入所述质量份数的菱镁矿粉、单月桂基磷酸酯、甲壳素,以300rpm的速度充分搅拌60分钟;
(3)加入所述质量份数的聚氧乙烯醚、纳米二氧化钛、钛酸四丁酯,以400rpm的速度充分搅拌90分钟,得到粘结剂产品。
实施例3
本实施例中的电力电子器件粘结剂,由以下质量份数的组分组成:酚醛环氧树脂140份、三醋酸甘油酯16份、十二水合硫酸铝钾12份、丙烯酸乳液10份、双甲基丙烯酸乙二醇酯16份、碳酸铅粉12份、邻苯二甲酸二辛酯10份、聚四氢呋喃醚二醇16份、油酸酰胺12份、双酚A型环氧树脂100份、菱镁矿粉16份、单月桂基磷酸酯12份、甲壳素12份、磷酸三丁酯10份、丙烯酸十八酯16份、聚氧乙烯醚12份、纳米二氧化钛10份、钛酸四丁酯16份、环烷酸12份、纳米氧化锆10份、聚四氟乙烯16份。
所述碳酸铅粉由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为30~50目、50~80目、80~100目,上述三种粉体的混合质量比例为7∶8∶1。
所述菱镁矿粉由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为30~50目、50~80目、80~100目,上述三种粉体的混合质量比例为8∶8∶1。
所述酚醛环氧树脂的粘度在25℃为14000mpa.s。
所述甲壳素由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为20~50目、50~70目、70~90目,上述三种粉体的混合质量比例为4∶5∶1。
所述双酚A型环氧树脂的粘度在25℃为10000mpa.s。
上述电力电子器件粘结剂制备方法步骤如下:
(1)将所述质量份数的酚醛环氧树脂、三醋酸甘油酯、十二水合硫酸铝钾、丙烯酸乳液、双甲基丙烯酸乙二醇酯、碳酸铅粉、邻苯二甲酸二辛酯、聚四氢呋喃醚二醇、油酸酰胺、双酚A型环氧树脂、磷酸三丁酯、丙烯酸十八酯、环烷酸、纳米氧化锆、聚四氟乙烯予以混合,依次加入搅拌罐中,以200rpm的速度充分搅拌30分钟;
(2)加入所述质量份数的菱镁矿粉、单月桂基磷酸酯、甲壳素,以300rpm的速度充分搅拌60分钟;
(3)加入所述质量份数的聚氧乙烯醚、纳米二氧化钛、钛酸四丁酯,以400rpm的速度充分搅拌90分钟,得到粘结剂产品。
对比例1
1)分别称取重均分子量为70000~75000的热塑性丙烯酸树脂25份,有机硅改性丙烯酸树脂20份,依次加入搅拌罐中,以100rpm的速度充分搅拌40分钟;
b)继续加入三聚氰胺树脂10份,苯基三氯硅烷7份,,乙烯基三甲氧基硅烷5份,以100rpm的速度充分搅拌60分钟;
c)向步骤b)的混合物中继续加入钛白粉7份,凹凸棒粉5份,二氯四氟乙烷5份,乙二醇单丁醚20份,以100rpm的速度充分搅拌60分钟,得到本对比例中的粘结剂产品。
对比例2
1)分别称取环氧改性羟基丙烯酸树脂25份,重均分子量为70000~75000的热塑性丙烯酸树脂25份,依次加入搅拌罐中,以100rpm的速度充分搅拌40分钟;
2)继续加入三聚氰胺树脂10份,苯基三氯硅烷7份,,乙烯基三甲氧基硅烷5份,以100rpm的速度充分搅拌60分钟;
3)向步骤b)的混合物中继续加入钛白粉7份,凹凸棒粉5份,二氯四氟乙烷5份,乙二醇单丁醚20份,以100rpm的速度充分搅拌60分钟,得到粘结剂产品。
将实施例1、实施例2、实施例3和对比例1、对比例2所制备的粘结剂在-80~280℃下测试各自的剪切强度以及耐受时间,测试时间为360天,具体结果如下表1-5所示:
表1 -80℃下粘结剂性能测试结果
组别 | 耐受时间 | 剪切强度 |
实施例1 | 50天不碎裂,不脱落 | 15MPa |
实施例2 | 52天不碎裂,不脱落 | 17MPa |
实施例3 | 48天不碎裂,不脱落 | 16MPa |
对比例1 | 0天,粘结剂碎裂脱落 | 0 |
对比例2 | 0天,粘结剂碎裂脱落 | 0 |
表2 0℃下粘结剂性能测试结果
组别 | 耐受时间 | 剪切强度 |
实施例1 | 50天不碎裂,不脱落 | 25MPa |
实施例2 | 52天不碎裂,不脱落 | 28MPa |
实施例3 | 48天不碎裂,不脱落 | 23MPa |
对比例1 | 30天后粘结剂碎裂脱落 | 10MPa |
对比例2 | 20天后粘结剂碎裂脱落 | 8MPa |
表3 20℃下粘结剂性能测试结果
组别 | 耐受时间 | 剪切强度 |
实施例1 | 360天不碎裂,不脱落 | 45MPa |
实施例2 | 360天不碎裂,不脱落 | 46MPa |
实施例3 | 360天不碎裂,不脱落 | 47MPa |
对比例1 | 360天不碎裂,不脱落 | 18MPa |
对比例2 | 360天不碎裂,不脱落 | 16MPa |
表4 150℃下粘结剂性能测试结果
组别 | 耐受时间 | 剪切强度 |
实施例1 | 360天不软化脱落 | 29MPa |
实施例2 | 360天不软化脱落 | 25MPa |
实施例3 | 360天不软化脱落 | 24MPa |
对比例1 | 10天后粘结剂软化 | 10MPa |
对比例2 | 10天后粘结剂软化 | 8MPa |
表5 250℃下粘结剂性能测试结果
组别 | 耐受时间 | 剪切强度 |
实施例1 | 280天不软化脱落 | 22MPa |
实施例2 | 280天不软化脱落 | 19MPa |
实施例3 | 280天不软化脱落 | 18MPa |
对比例1 | 3天后粘结剂软化 | 4MPa |
对比例2 | 3天后粘结剂软化 | 3MPa |
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种电力电子器件粘结剂,其特征在于:由以下质量份数的组分组成:酚醛环氧树脂100~140份、三醋酸甘油酯12~16份、十二水合硫酸铝钾8~12份、丙烯酸乳液6~10份、双甲基丙烯酸乙二醇酯12~16份、碳酸铅粉8~12份、邻苯二甲酸二辛酯6~10份、聚四氢呋喃醚二醇12~16份、油酸酰胺8~12份、双酚A型环氧树脂600~100份、菱镁矿粉12~16份、单月桂基磷酸酯8~12份、甲壳素8~12份、磷酸三丁酯6~10份、丙烯酸十八酯12~16份、聚氧乙烯醚8~12份、纳米二氧化钛6~10份、钛酸四丁酯12~16份、环烷酸8~12份、纳米氧化锆6~10份、聚四氟乙烯12~16份。
2.根据权利要求1所述的电力电子器件粘结剂,其特征在于:所述电力电子器件粘结剂由以下质量份数的组分组成:酚醛环氧树脂100份、三醋酸甘油酯12份、十二水合硫酸铝钾8份、丙烯酸乳液6份、双甲基丙烯酸乙二醇酯12份、碳酸铅粉8份、邻苯二甲酸二辛酯6份、聚四氢呋喃醚二醇12份、油酸酰胺8份、双酚A型环氧树脂60份、菱镁矿粉12份、单月桂基磷酸酯8份、甲壳素8份、磷酸三丁酯6份、丙烯酸十八酯12份、聚氧乙烯醚8份、纳米二氧化钛6份、钛酸四丁酯12份、环烷酸8份、纳米氧化锆6份、聚四氟乙烯12份。
3.根据权利要求1所述的电力电子器件粘结剂,其特征在于:所述电力电子器件粘结剂由以下质量份数的组分组成:酚醛环氧树脂120份、三醋酸甘油酯14份、十二水合硫酸铝钾10份、丙烯酸乳液8份、双甲基丙烯酸乙二醇酯14份、碳酸铅粉10份、邻苯二甲酸二辛酯8份、聚四氢呋喃醚二醇14份、油酸酰胺10份、双酚A型环氧树脂80份、菱镁矿粉14份、单月桂基磷酸酯10份、甲壳素10份、磷酸三丁酯8份、丙烯酸十八酯14份、聚氧乙烯醚10份、纳米二氧化钛8份、钛酸四丁酯14份、环烷酸10份、纳米氧化锆8份、聚四氟乙烯14份。
4.根据权利要求1所述的电力电子器件粘结剂,其特征在于:所述电力电子器件粘结剂由以下质量份数的组分组成:酚醛环氧树脂140份、三醋酸甘油酯16份、十二水合硫酸铝钾12份、丙烯酸乳液10份、双甲基丙烯酸乙二醇酯16份、碳酸铅粉12份、邻苯二甲酸二辛酯10份、聚四氢呋喃醚二醇16份、油酸酰胺12份、双酚A型环氧树脂100份、菱镁矿粉16份、单月桂基磷酸酯12份、甲壳素12份、磷酸三丁酯10份、丙烯酸十八酯16份、聚氧乙烯醚12份、纳米二氧化钛10份、钛酸四丁酯16份、环烷酸12份、纳米氧化锆10份、聚四氟乙烯16份。
5.根据权利要求1所述的电力电子器件粘结剂,其特征在于:所述碳酸铅粉由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为30~50目、50~80目、80~100目,上述三种粉体的混合质量比例为3~7∶4~8∶1。
6.根据权利要求1所述的电力电子器件粘结剂,其特征在于:所述菱镁矿粉由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为30~50目、50~80目、80~100目,上述三种粉体的混合质量比例为3~8∶2~8∶1。
7.根据权利要求1所述的电力电子器件粘结剂,其特征在于:所述酚醛环氧树脂的粘度在25℃为12000~14000mpa.s。
8.根据权利要求1所述的电力电子器件粘结剂,其特征在于:所述甲壳素由三种粒径目数的粉体组成,其粒径目数分别为20~50目、50~70目、70~90目,上述三种粉体的混合质量比例为2~4∶3~5∶1。
9.根据权利要求1所述的电力电子器件粘结剂,其特征在于:所述双酚A型环氧树脂的粘度在25℃为8000~10000mpa.s。
10.根据权利要求1所述的电力电子器件粘结剂,其特征在于:所述电力电子器件粘结剂制备方法步骤如下:
(1)将所述质量份数的酚醛环氧树脂、三醋酸甘油酯、十二水合硫酸铝钾、丙烯酸乳液、双甲基丙烯酸乙二醇酯、碳酸铅粉、邻苯二甲酸二辛酯、聚四氢呋喃醚二醇、油酸酰胺、双酚A型环氧树脂、磷酸三丁酯、丙烯酸十八酯、环烷酸、纳米氧化锆、聚四氟乙烯予以混合,依次加入搅拌罐中,以200rpm的速度充分搅拌30分钟;
(2)加入所述质量份数的菱镁矿粉、单月桂基磷酸酯、甲壳素,以300rpm的速度充分搅拌60分钟;
(3)加入所述质量份数的聚氧乙烯醚、纳米二氧化钛、钛酸四丁酯,以400rpm的速度充分搅拌90分钟,得到粘结剂产品。
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