CN106833498B

CN106833498B - 一种密封防水胶及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN106833498B
Application number: CN201710104409.1A
Authority: CN
Inventors: 任林德; 张银华; 史襄桥
Original assignee: Huitian New Material Co ltd; Shagnhai Huitian New Chemical Materials Co ltd; Guangzhou Huitian New Material Co ltd
Current assignee: Huitian New Material Co ltd; Shagnhai Huitian New Chemical Materials Co ltd; Guangzhou Huitian New Material Co ltd
Priority date: 2017-02-24
Filing date: 2017-02-24
Publication date: 2020-11-20
Anticipated expiration: 2037-02-24
Also published as: CN106833498A

Abstract

本发明涉及一种密封防水胶及其制备方法和应用，所述密封防水胶按质量份数由以下组分组成：紫外光固化树脂30～70份、光引发剂4～10份、活性稀释剂10～40份、触变剂2.5～5.5份、偶联剂1～4份、助剂0.5～8份、颜料0.2～3份；其中，所述紫外光固化树脂为聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯、聚丁二烯型聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、改性环氧丙烯酸树脂或有机硅丙烯酸树脂中的一种或几种。本发明提供的密封防水胶具有较好的密封防水性能，将其应用于电子产品的密封防水领域可替代传统的热熔胶工艺或密封垫圈，并能显著提高生产效率并降低成本。

Description

一种密封防水胶及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及密封防水胶技术领域，具体涉及一种密封防水胶及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，电子产品在我们生活中的作用不断增加，人们的衣食住行都依赖电子产品，如数码相机、笔记本电脑、智能手机、可移动存储设备等。电子产品的核心部件是由电子元器件组成，但电子元器件对水特别敏感，一旦与水汽接触，在通电的状况下会瞬间被烧毁，我们日常生活中有很多潜在的因素会对电子产品造成伤害。

现代电子设备要求体积小、重量轻、功能强、结构紧凑等，电子产品防水的要求对其设计要求越来越高。目前国际上认可的标准有《日本电子工业防水规格JIS 标准》和《国际工业标准防水等级IP》而我国的GB 4208-2008 外壳防护等级标准也对电子产品的防水级别进行了规定。

目前电子产品的密封防水工艺主要是使用热熔胶或者双面胶型密封垫圈。双面胶型密封垫圈通常需要人工贴合，消耗大量的人力物力，并且生产效率低，成本较高。使用热熔胶工艺虽然采用机器施工代替了人工贴合，但施工时机器需加热至120℃，并且点完胶后至少需要放置24h才完全干爽，生产需要大量的空间储存。

因此，仍需寻求一种密封防水性能好、能显著提高生产效率并降低成本的密封防水胶。

发明内容

本发明的目的在于提供一种密封防水胶，本发明提供的密封防水胶具有较好的密封防水性能，将其应用于电子产品的密封防水领域，可替代传统的热熔胶工艺或密封垫圈，能显著提高生产效率并降低成本。

本发明的另一目的在于提供上述密封防水胶的制备方法，

本发明的另一目的在于提供上述密封防水胶在电子产品密封防水领域中的应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种密封防水胶，所述密封防水胶按质量份数由以下组分组成：

紫外光固化树脂30～70份、光引发剂4～10份、活性稀释剂10～40份、触变剂2.5～5.5份、偶联剂1～4份、助剂0.5～8份、颜料0.2～3份；

其中，所述紫外光固化树脂为聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯、聚丁二烯型聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、改性环氧丙烯酸树脂或有机硅丙烯酸树脂中的一种或几种。

在本发明中，紫外光固化树脂的性能对密封防水胶的密封防水性能起着决定性的作用。发明人经过多次尝试之后发现若选用上述几种紫外光固化树脂作为主体树脂应用于密封防水胶的制备时，制备得到的密封胶的密封防水效果较好。相比之下，选用其它类型的紫外光固化树脂如聚醚丙烯酸酯、纯丙烯酸酯等由于其自身存在固化速率慢、柔韧性差等问题而导致制备得到的密封防水胶的密封防水效果较差。本发明提供的密封防水胶水需具有适当的粘度和触变指数，若触变指数、粘度过低，自动点胶机点出的胶条容易流淌，点胶量过大则容易造成溢胶；若触变指数、粘度过高，自动点胶机点出的胶条厚度会过高，紫外光固化时导致固化底部固化不完全，抑或点胶移动速度过快时造成断胶。因此，粘度、触变指数不合适的密封防水胶应用于电子产品的装配时，都会造成密封不严、防水效果下降。本发明的发明人经过众多尝试之后，发现若采用特定含量的上述各组分时制备得到的密封防水胶具有较合适的粘度和触变指数，具有较好的密封防水效果。

本发明提供的密封防水胶经紫外光照射后能在数秒内完全固化，并且具有较好的柔韧性，其固化后可承受较大的压缩量，即本发明提供的密封防水胶可吸收电子产品本身存在的尺寸误差。本发明提供的密封防水胶中不存在有机硅和挥发性溶剂，安全无毒，将其应用于电子产品的防水密封时平面点胶不需设计沟槽，可以增加产品的设计自由度，具有较广阔的应用前景。

优选地，所述密封防水胶按质量份数由以下组分组成：紫外光固化树脂40～60份、光引发剂5～8份、活性稀释剂15～35份、触变剂3～5份、偶联剂1.5～3份、助剂2～6份、颜料0.5～2份。

优选地，当在25℃、转速为20rpm（Brookfield DV-II+ Pro 旋转粘度计，s92转子）的测定条件下密封防水胶的粘度为10000～40000mPa·s，触变指数为2～5时，密封防水胶的防水密封效果更好。

更为优选地，当在25℃、转速为20rpm（Brookfield DV-II+ Pro 旋转粘度计，s92转子）的测定条件下密封防水胶的粘度为15000～35000mPa·s，触变指数为2.4～4.5时，密封防水胶的防水密封效果更好。

优选地，所述触变剂为疏水性气相二氧化硅、聚酰胺的多元羧酸盐或有机膨润土中的一种或几种。

优选地，所述光引发剂为苯偶姻醚类、α-羟基酮衍生物、α-胺基酮衍生物、苯偶酰及其衍生物中的一种或几种；更为优选地，所述光引发剂为安息香缩甲醚、1-羟基环己基苯基甲酮、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-（4-吗啉苄苯基）丁酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的一种或几种。

在本发明中，可根据胶层厚度或固化速度的要求，单独使用光引发剂或组合使用。

优选地，所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（甲基丙稀酰氧）丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

优选地，所述活性稀释剂为丙烯酸类和/或改性丙烯酸类；更为优选地，乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、四氢化糠基丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、N,N-二甲基丙烯酰胺的一种或几种。

优选地，所述助剂为分散剂、流平剂、抗氧剂、阻聚剂、蜡的一种或几种，这些助剂可以为本领域常规的助剂。

在本发明中，分散剂可以选用改性的嵌段共聚物、含酸性基团的嵌段共聚物或其混合物；流平剂可以选择为聚丙烯酸类、反应性有机硅氧烷、聚硅氧烷-聚醚共聚物或其混合物；抗氧剂可以选择受阻酚类化合物、亚磷酸酯类化合物或其混合物；阻聚剂可以选择对苯二酚、对甲氧基苯酚、铝盐类化合物或其混合物；蜡可以为聚乙烯蜡粉、聚四氟乙烯蜡粉、蜡浆或其混合物。

在本发明中，所述颜料可以为蓝色浆，所述蓝色浆可以选择颜料蓝15：4、颜料蓝22、颜料蓝64等。

上述密封防水胶的制备方法，所述方法包括如下步骤：

将紫外光固化树脂、活性稀释剂、硅烷偶联剂、光引发剂、颜料在反应釜中混合并搅拌；向所得混合物中加入触变剂并搅拌，然后加入助剂搅拌均匀，抽真空脱泡、出料即得所述密封防水胶；整个制备过程中严格避光且控制温度在40～50℃。

优选地，所述搅拌时间为1～3小时。

本发明提供的密封防水胶的使用方法如下：

在室温下使用自动点胶机将密封防水胶注入电子产品机身后与后盖接触的凹槽内，使用紫外光照射（照射能量不低于800 mj/cm²）使其固化，压紧电子产品后盖即可。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的密封防水胶吸水率低、具有较好的密封防水性能，将其应用于电子产品的密封防水领域，可替代传统的热熔胶工艺或密封垫圈，能显著提高生产效率并降低成本。本发明提供的密封防水胶固化后能够形成硬度低、拉伸性能好、拉伸强度高的弹性胶条，除具有较好的密封防水性能外，还具有较好的减震缓冲作用，可以提高电子产品的产品质量，在提升生产效率的同时节约人工成本。

具体实施方式

下面结合实例对本发明做进一步的说明，所举实例只用于解释本发明，但本发明要求保护的范围不局限于实例所表述的范围。

本发明提供的密封防水胶以重量份计，所述密封防水胶按质量份数由以下组分组成：

本发明的实施例中所述光固化树脂可以选自沙多码公司提供的CN996、CN966J75、长兴公司提供的6157B-80、6148J-75、氰特公司提供的EB8148、国精公司GS5413P、广东博兴公司B-811等；

所述光引发剂可以选自汽巴公司的651、184、TPO、369等；

所述活性稀释剂可以为乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、四氢化糠基丙烯酸酯、异冰片基丙烯酸酯、N,N-二甲基丙烯酰胺等；

所述触变剂可以为德固赛公司提供的R-972、卡博特提供的TS-720、蒂斯巴隆公司提供的6600N等；

所述偶联剂可以为KH550、KH560、道康宁提供的Z-6011等；

所述助剂可以包括分散剂、流平剂、抗氧剂、阻聚剂、蜡等；

所述分散剂可以为毕克公司提供的BYK 9071、BYK 164等；

所述流平剂可以为毕克公司提供的BYK 333、BYK3570，迪高公司提供的TEGO2200N等；

所述抗氧剂可以为汽巴公司提供的168、广州志一公司提供的380等；

所述阻聚剂可以为MEHQ、邻苯三酚、铝盐类阻聚剂等；

所述蜡可以为毕克公司提供的BYK996、三叶公司提供的S-381、德谦公司提供的FA115等；

所述颜料为蓝色浆，所述蓝色浆可以选择颜料蓝15：4、颜料蓝22、颜料蓝64等；

以下各实施例汇总的密封防水胶的制备方法如下：

将所述紫外光固化树脂、活性稀释剂、硅烷偶联剂、光引发剂、颜料，在反应釜中按比例混合在40～50℃搅拌1～2个小时；按比例加入触变剂搅拌1～3小时，最后加入助剂搅拌均匀，抽真空脱泡，出料；整个过程严格避光且控制温度在40～50℃。

实施例1

聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯15g、聚酯丙烯酸树脂15g、光引发剂651 4 g、光引发剂TPO 1g、四氢化糠基丙烯酸酯10 g、疏水性气相二氧化硅2.5 g、乙烯基三乙氧基硅烷1g、对甲氧基苯酚0.5 g、聚四氟乙烯蜡粉5g、蓝色浆0.2 g。

实施例2

聚丁二烯改性的聚氨酯丙烯酸酯30g、改性环氧丙烯酸酯40g、光引发剂184 6g、光引发剂369 2g、异冰片基丙烯酸酯40g、聚酰胺的多元羧酸盐5.5g、γ-氨丙基三乙氧基硅烷2.5g、反应性有机硅氧烷1.5g、聚四氟乙烯蜡粉4g、受阻酚类化合物0.5g、蓝色浆3g。

实施例3

有机硅改性的聚氨酯丙烯酸酯10g、聚碳酸酯聚氨酯丙烯酸酯30g、光引发剂TPO3g、光引发剂184 6g、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯20g、有机膨润土3g、乙烯基三甲氧基硅烷1g、聚乙烯蜡粉4g、蓝色浆2g。

实施例4

聚丁二烯改性的聚氨酯丙烯酸酯10g、聚酯丙烯酸酯40g、光引发剂651 5g、光引发剂369 2g、异冰片基丙烯酸酯15g、聚酰胺的多元羧酸盐4g、乙烯基三乙氧基硅烷1g、聚四氟乙烯蜡粉3g、亚磷酸酯类化合物4g、蓝色浆3g。

实施例5

有机硅改性的聚氨酯丙烯酸酯20g、聚丁二烯改性的聚氨酯丙烯酸酯30g、光引发剂184 5g、光引发剂TPO 2g、异冰片基丙烯酸酯25g、疏水性气相二氧化硅4g、γ-（甲基丙稀酰氧）丙基三甲氧基硅烷2g、聚硅氧烷-聚醚共聚物0.5g、蜡浆4g、蓝色浆1.5g。

对比例1

本对比例提供的密封防水胶选用其它种类的紫外光固化树脂，其它组分及用量与实施例1相同，具体地，所述密封防水胶按质量份数由以下组分组成：

聚醚丙烯酸酯15g、环氧丙烯酸酯15g、光引发剂651 4 g、光引发剂TPO 1g、四氢化糠基丙烯酸酯10 g、疏水性气相二氧化硅2.5 g、乙烯基三乙氧基硅烷1 g、对甲氧基苯酚0.5 g、聚四氟乙烯蜡粉5g、蓝色浆0.2 g。

对比例2

本对比例提供的密封防水胶的配方中触变剂的用量较少，其它组分及用量与实施例1相同，具体地，所述密封防水胶按质量份数由以下组分组成：

聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯15g、聚酯丙烯酸树脂15g、光引发剂651 4 g、光引发剂TPO 1g、四氢化糠基丙烯酸酯10 g、疏水性气相二氧化硅1.5g、乙烯基三乙氧基硅烷1 g、对甲氧基苯酚0.5 g、聚四氟乙烯蜡粉5g、蓝色浆0.2 g。

对比例3

本对比例提供的密封防水胶的配方中触变剂的用量较多，其它组分及用量与实施例1相同，具体地，所述密封防水胶按质量份数由以下组分组成：

聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯15g、聚酯丙烯酸树脂15g、光引发剂651 4 g、光引发剂TPO 1g、四氢化糠基丙烯酸酯10 g、疏水性气相二氧化硅6.5 g、乙烯基三乙氧基硅烷1g、对甲氧基苯酚0.5 g、聚四氟乙烯蜡粉5g、蓝色浆0.2 g。

本对比例提供的密封防水胶的制备方法同实施例1。

对实施例1～5和对比例1～3制备得到的密封防水胶的物化性能进行测试，测试方法如下，测试结果见下表1。

（1）粘度和触变

根据GB/T2794-1995，在25℃下，通过Brookfield DV-II+ Pro 旋转粘度计，使用s92转子测试胶样在2rpm和20rpm下的粘度；2rpm下粘度与20rpm下的粘度的比值即为触变指数。

（2）硬度

在2mm垫圈内涂胶，1000W汞灯照射能量为1500mj使样品完全固化，冷却5min后，用邵氏A硬度计依据GB/T 2411-2008测量固化后的硬度。

（3）拉伸强度和断裂伸长率的测试

根据ASTM D 882 和ASTM D 2095，胶样固化后裁成哑铃形状，通过电子万能拉力机测试拉伸强度和断裂伸长率。

（4）吸水率

根据GB/T2794-2013，胶水用1000MJ能量固化，制成长125mm、宽13mm、厚3mm样片，称重记为W0；浸入25℃纯净水，隔一定时间取出，擦干表面水分，称重记为W1，则吸水率%=（W1- W0）/ W0×100%

（5）老化性能测试

按照方法（2）制备固化样块，在85℃×85%RH条件下放置168h，取出室温下放置1小时后测试硬度。

（6）耐水性测试

根据GB/T 4208-2008，胶水在PC-ABS素材上制成条状，用1000MJ能量固化，完全固化后放入1米深的水中，持续放置168小时，取出放置1小时后观察外观胶条是否发白、脱落。

表1 实施例1～5和对比例1～3制备得到的密封防水胶的物化性能

。

由上表1可知，本发明的实施例1～5制备得到的密封防水胶固化后密封胶的胶硬度较低，普遍在25～50之间，断裂伸长率在200%以上，这表明本发明提供的密封防水胶固化后形成的胶条具有很好的弹性，并且拉伸强度较高。各实施例中的密封防水胶的吸水率均较低，低于2%，具有较好的密封防水性能；另外，各实施例的密封防水胶的触变性适中，可以匹配生产工艺。

相比之下，对比例1使用聚醚丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯作为主体树脂，以其为原料制备得到的密封胶的硬度太高、断裂伸长率较低、柔韧性较差、同时吸水率高，在密封防水领域没有推广价值。对比例2使用较少的触变剂，这导致制得的密封胶的粘度和触变指数较低，在点胶时容易流淌和溢胶，导致密封效果较差同时溢胶部分会污染电子产品的零件。对比例3使用较多的触变剂，这导致制得的密封胶的粘度和触变指数过大，在点胶时容易断胶导致耐水测试吸水率太高，同时点出的胶条太厚，非常容易紫外光固化时固化不完全，导致胶水脱落。

目前传统工艺使用的是密封垫圈和热熔胶，密封垫圈的密封效果较好，但是其吸水率＞5%，在防水方面效果较差；使用热熔胶密封电子产品虽然效果较好、吸水率低（＜1.5%），但是热熔胶的施工工艺较需要加热，且点胶后需要至少放置24小时表面才能完全干爽，生产效率太低。

本发明提供的密封防水胶密封防水效果好、生产效率高、施工方便，防水效果可以满足生产要求，非常适合用于电子产品后盖的密封防水，具有很好的推广价值。

Claims

1.一种密封防水胶，其特征在于，所述密封防水胶按质量份数由以下组分组成：

其中，所述紫外光固化树脂由聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯组成，或由聚丁二烯改性的聚氨酯丙烯酸酯和改性环氧丙烯酸树脂组成，或由有机硅改性的聚氨酯丙烯酸酯和聚碳酸酯型聚氨酯丙烯酸酯组成，或由有机硅改性的聚氨酯丙烯酸酯和聚丁二烯改性的聚氨酯丙烯酸酯组成。

2.根据权利要求1所述密封防水胶，其特征在于，所述密封防水胶按质量份数由以下组分组成：

紫外光固化树脂40～60份、光引发剂5～8份、活性稀释剂15～35份、触变剂3～5份、偶联剂1.5～3份、助剂2～6份、颜料0.5～2份。

3.根据权利要求1所述密封防水胶，其特征在于，所述密封防水胶在25℃、转速为20rpm条件下的粘度为10000～40000mPa·s，触变指数为2.0～5.0。

4.根据权利要求3所述密封防水胶，其特征在于，所述密封防水胶在25℃、转速为20rpm条件下的粘度为15000～35000mPa·s，触变指数为2.4～4.5。

5.根据权利要求1所述密封防水胶，其特征在于，所述触变剂为疏水性气相二氧化硅、聚酰胺的多元羧酸盐或有机膨润土中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述密封防水胶，其特征在于，所述光引发剂为苯偶姻醚类、α-羟基酮衍生物、α-胺基酮衍生物、苯偶酰及其衍生物中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述密封防水胶，其特征在于，所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述密封防水胶，其特征在于，所述活性稀释剂为丙烯酸类和/或改性丙烯酸类。

9.权利要求1～8任一所述密封防水胶的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将紫外光固化树脂、活性稀释剂、硅烷偶联剂、光引发剂、颜料在反应釜中混合并搅拌；向所得混合物中加入触变剂并搅拌，然后加入助剂搅拌均匀，抽真空脱泡、出料即得所述密封防水胶；整个制备过程中严格避光且控制温度在40～50℃。

10.权利要求1～8任一所述密封防水胶在电子产品密封防水领域中的应用。