CN106318302A

CN106318302A - 一种低温固化环氧树脂胶黏剂及其制备方法

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Publication number: CN106318302A
Application number: CN201610703684.0A
Authority: CN
Inventors: 黄剑滨; 黄伟希; 刘准亮; 莫如栩; 黄秀花; 黎红燕
Original assignee: DONGGUAN CITY XINYI ELECTRONIC MATERIAL TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: DONGGUAN CITY XINYI ELECTRONIC MATERIAL TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2016-08-22
Filing date: 2016-08-22
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2036-08-22
Also published as: CN106318302B

Abstract

本发明属于胶黏剂技术领域，尤其涉及一种低温固化环氧树脂胶黏剂，包括以下重量百分比组成：双酚F环氧树脂25~40%，双酚A环氧树脂15~25%，胺类固化剂10~20%，聚硫醇促进剂10~20%，触变剂4~10%，碳酸钙粉末10~20%，色粉0.1~1%。其中，所述胺类固化剂为双氰胺（DICY），所述聚硫醇促进剂为3‑巯基丙酸酯（TMPMP）。另外，本发明还提供一种低温固化环氧树脂胶黏剂的制备方法。相对于现有技术，本发明通过对各组分含量进行合理控制使各成分之间相互促进、共同配合，从而使得环氧树脂胶黏剂的固化温度明显降低并大大缩短了固化时间，解决了实际应用中元器件不能高温或长时间烘烤的问题，提高了产能及工作效率，减少了能源成本及能源消耗。

Description

一种低温固化环氧树脂胶黏剂及其制备方法

技术领域

本发明属于胶黏剂技术领域，尤其涉及一种低温固化环氧树脂胶黏剂及其制备方法。

背景技术

环氧树脂基胶黏剂具有粘接强度、耐腐蚀、电气绝缘、强度高等优良性能，被广泛应用于电子电气、机械制造、化工防腐的领域。环氧树脂与固化剂发生交联反应后，由二维结构变为三维体型结构，其优良性能得以体现。常用作环氧树脂的固化剂有酸酐类、胺类以及合成树脂类。

现有的环氧树脂基胶黏剂的固化温度在100～150℃之间居多，或是双组份常温固化，此两者均有缺点。前者固化温度较高或固化时间过长，生产施工过程的不便及风险较高，容易损坏被粘贴的元器件，导致元器件损耗及能耗成本高；后者在常温条件下完全固化所需时间太长且环氧树脂基胶黏剂的结构强度没有得到完全体现，直接影响生产效率。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种低温固化环氧树脂胶黏剂，该胶黏剂不仅能在低温度而且短时间内固化，且其具有优良的热触变性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种低温固化环氧树脂胶黏剂，包括以下重量百分比组成：

其中，所述胺类固化剂为双氰胺(DICY)，所述聚硫醇固化促进剂为3-巯基丙酸酯(TMPMP)。

双酚F环氧树脂是一种新型环氧树脂，其结构与双酚A环氧树脂相似。但是双酚F环氧树脂在具有双酚A环氧树脂的大部分优良特性的同时，其室温粘度只有双酚A树脂的1/4～1/7，在使用过程中不需要添加剂来降低粘度，可低温固化，力学性能也远优于双酚A环氧树脂。双酚A环氧树脂具有良好的贮存稳定性和工艺性，有较好的开环活性，没有毒害作用，安全环保，制备材料丰富，价格低廉。

双氰胺作为环氧树脂的固化剂，使单组份环氧胶黏剂有较长是储存期，并且固化后有较好的电性能。在环氧树脂胶黏剂当中，加入固化剂的量不仅会干扰胶黏剂的粘黏效果，还会对于固化时间也有明显的影响。固化剂加的量太少，会导致固化不完全，环氧树脂呈液体状态，固化效果不佳；而固化剂用量太多，则会导致粘黏强度的降低，胶层比较脆，韧性不大，而且没有反应的固化剂会影响环氧树脂胶黏剂的其他性能。

聚硫醇促进剂3-巯基丙酸酯(TMPMP)能显著缩短环氧树脂胶黏剂的固化时间并降低固化温度。需要说明的是，聚硫醇固化促进剂用量必须适当，因为当用量过多时，不仅会导致固化时间延长，而且将导致环氧树脂胶黏剂性能降低。

所述的低温固化环氧树脂胶黏剂，还包括按重量百分比计1～5％的稀释剂，所述稀释剂为苯甲醇和二乙二醇丁醚中的至少一种。一方面，苯甲醇稀释剂本身无毒，沸点高，不易挥发，而且具有强的极性，固化之后能够与环氧树脂很好的相容，不会出现迁移的现象；另一方面，苯甲醇能够促进环氧树脂与胺的反应，加快反应速度，减少固化时间，同时提高固化物的韧性。二乙二醇丁醚则能提高环氧树脂胶黏剂的流动性，减低黏度，延长胶黏剂的使用期。

所述的低温固化环氧树脂胶黏剂，还包括按重量百分比计1～5％的有机脲促进剂。本发明中所采用的有机脲促进剂为Dyhard UR500。当体系中单独添加聚硫醇促进剂3-巯基丙酸酯(TMPMP)时，其制备得到的胶黏剂结构强度不高，且固化时间长，而在体系中同时添加有机脲促进剂，能更好地促进聚硫醇促进剂3-巯基丙酸酯(TMPMP)中的巯基转化为巯基离子，进而充分与双酚A环氧树脂中的环氧基反应。

所述触变剂为气相二氧化硅和氢化蓖麻油中的至少一种。气相二氧化硅具有多孔性，无毒无味无污染，耐高温；同时，其具备的化学惰性以及特殊的触变性能明显改善胶黏剂的抗拉强度，抗撕裂性和耐磨性。氢化蓖麻油具有良好的触变性，增稠性及防沉性，具有优异的存储稳定性，不与颜料和基料反应，很容易分散，有利于颜料和填料悬浮。

所述碳酸钙粉末的细度为1000～2000目。细度为1000～2000目的碳酸钙粉末具有良好的细度和分散性，触变性能好，与介质具有良好的亲和性，在体系中起到补强、半补强、解变、增量等作用，使胶料表面平滑，并可有效改善体系的耐老化性能、触变性能，增强体系稳定性，提高胶黏剂的拉伸性能。

优选的，所述的低温固化环氧树脂胶黏剂，包括以下重量百分比的组成：

更为优选的，所述的低温固化环氧树脂胶黏剂，其特征在于，包括以下重量百分比的组成：

本发明的另一个目的在于提供一种低温固化环氧树脂胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：取双酚F环氧树脂和双酚A环氧树脂于循环冷却设备中，往其中直接加入碳酸钙粉末、色粉和触变剂，并进行高速搅拌，该过程中将循环冷却设备的温度控制在20～25℃范围内，持续搅拌80-120分钟；

步骤二：将步骤一所得冷却至室温，往其中加入胺类固化剂和有机脲促进剂进行低速搅拌使之分散，该过程中将循环冷却设备温度控制在20～25℃的范围内，持续搅拌20-30分钟；

步骤三：往步骤二所得加入聚硫醇促进剂和稀释剂，进行低速搅拌，该过程中将循环冷却设备温度控制在20～25℃范围内，持续搅拌10-20分钟；

步骤四：将步骤三所得单组份低温固化环氧树脂胶黏剂按实际所需分装于不同的包装物内，再进行离心或真空脱泡，最终完成制程。

所述的低温固化环氧树脂胶黏剂的制备方法，步骤一中所述高速搅拌的转速为1200～1500rpm。

所述的低温固化环氧树脂胶黏剂的制备方法，步骤二和步骤三中所述低速搅拌的转速为300～500rpm。

相对于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明提供一种低温固化环氧树脂胶黏剂及其制备方法，通过对各组分含量进行合理控制使各成分之间相互促进、共同配合，从而使得环氧树脂胶黏剂的固化温度明显降低并大大缩短了固化时间，解决了实际应用中元器件不能高温或长时间烘烤的问题，提高了产能及工作效率，减少了能源成本及能源消耗。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明及其有益效果作进一步详细说明，但是，本发明的具体实施方式并不局限于此。

实施例1～3

制备低温固化环氧树脂胶黏剂，具体组分和含量见表1，制备方法如下：

表1实施例组分和含量表

对比例1～3

为了更能突出本发明的有益效果，采用以下对比例1～3，具体组分和含量见表2，其制备方法如下：

步骤一：在双酚A环氧树脂中直接加入碳酸钙粉末和色粉，边搅拌边加入触变剂，在转速为1200～1500rpm下，高速搅拌至75℃以上，将温度控制为75～80℃再持续搅拌30分钟；

步骤二：将步骤一所得冷却至室温，往其中加入胺类固化剂和有机脲促进剂进行低速分散，控制温度在50℃以下，搅拌均匀后，用三辊研磨机研磨；

步骤三：往步骤二所得加入稀释剂，在转速为300～500rpm下，低速搅拌并脱泡30分钟制得低温固化环氧树脂胶黏剂。

表2对比例组分和含量表

测试结果

分别对实施例1～3和对比例1～3进行试验测试，测试结果见表3。

表3测试结果

由表3测试结果可以明显地看出，实施例1～3的胶黏剂在固化温度为60～80℃时，只需要5～15分钟的固化时间，而对比例1～3的胶黏剂在固化温度为100～130℃时，却需要75～90分钟，也就是说，本发明的胶黏剂的固化温度和固化时间明显小于现有技术的胶黏剂。而由表1和表2对比可知，实施例1～3中用可低温固化的双酚F环氧树脂代替部分的双酚A环氧树脂，同时实施例1～3中多添加了聚硫醇促进剂3-巯基丙酸酯(TMPMP)，其与有机脲促进剂共同作用，显著地降低了环氧树脂胶黏剂的固化温度，同时也大大缩短了固化时间，从而有效提高整个体系的固化效率。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims

1.一种低温固化环氧树脂胶黏剂，其特征在于，包括以下重量百分比组成：

双酚F环氧树脂 25~40%

双酚A环氧树脂 15~25%

胺类固化剂 10~20%

聚硫醇促进剂 10~20%

触变剂 4~10%

碳酸钙粉末 10~20%

色粉 0.1~0.5%,

其中，所述胺类固化剂为双氰胺（DICY），所述聚硫醇促进剂为3-巯基丙酸酯（TMPMP）。

2.根据权利要求1所述的低温固化环氧树脂胶黏剂，其特征在于，还包括按重量百分比计1~5%的稀释剂，所述稀释剂为苯甲醇和二乙二醇丁醚中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的低温固化环氧树脂胶黏剂，其特征在于，还包括按重量百分比计1~5%的有机脲促进剂。

4.根据权利要求1所述的低温固化环氧树脂胶黏剂，其特征在于，所述触变剂为气相二氧化硅和氢化蓖麻油中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的低温固化环氧树脂胶黏剂，其特征在于，所述碳酸钙粉末的细度为1000~2000目。

6.根据权利要求3所述的低温固化环氧树脂胶黏剂，其特征在于，包括以下重量百分比的组成：

双酚F环氧树脂 30~40%

双酚A环氧树脂 15~20%

胺类固化剂 10~15%

聚硫醇促进剂 10~15%

触变剂 5~10%

碳酸钙粉末 12~20%

色粉 0.1~0.3%

稀释剂 1~3%

有机脲促进剂 2~4%。

7.根据权利要求6所述的低温固化环氧树脂胶黏剂，其特征在于，包括以下重量百分比的组成：

双酚F环氧树脂 32%

双酚A环氧树脂 18%

胺类固化剂 15%

聚硫醇促进剂 10%

触变剂 8%

碳酸钙粉末 12%

色粉 0.2%

稀释剂 1.8%

有机脲促进剂 3%。

8.一种权利要求1~7任一项所述的低温固化环氧树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：取双酚F环氧树脂和双酚A环氧树脂于循环冷却设备中，往其中直接加入碳酸钙粉末、色粉和触变剂，并进行高速搅拌，该过程中将循环冷却设备的温度控制在20~25℃范围内，持续搅拌80-120分钟；

步骤二：将步骤一所得冷却至室温，往其中加入胺类固化剂和有机脲促进剂进行低速搅拌使之分散，该过程中将循环冷却设备温度控制在20~25℃的范围内，持续搅拌20-30分钟；

步骤三：往步骤二所得加入聚硫醇促进剂和稀释剂，进行低速搅拌，该过程中将循环冷却设备温度控制在20~25℃范围内，持续搅拌10-20分钟；

9.根据权利要求8所述的低温固化环氧树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤一中所述高速搅拌的转速为1200~1500rpm。

10.根据权利要求8所述的低温固化环氧树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于，步骤二和步骤三中所述低速搅拌的转速均为300~500rpm。