CN107722904A - 环氧胶黏剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种环氧胶黏剂，该环氧胶黏剂包括第一组分和第二组分，所述第一组分和所述第二组分的重量比为10:(3～6)，所述第一组分按重量份数计含有：环氧树脂100份；导热填料150份～1500份；阻燃填料20份～100份；偶联剂1份～3份；所述第二组分按重量份数计含有：环氧固化剂100份；导热填料100份～1500份；阻燃填料20份～100份；偶联剂1份～3份。本发明的技术方案可提供一种既能够在室温下快速固化，又具备耐高温性能、高导热性能、高阻燃性能、高粘接强度、高绝缘强度的环氧胶黏剂。

Description

环氧胶黏剂
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，特别涉及一种环氧胶黏剂。
背景技术
目前，胶黏剂在航空航天、汽车、电子、军工、机械制造等领域之中的应用越来越广泛，其普遍用于粘接和封装电子元器件，并保持一定的电绝缘性能和导热性能。但是，随着技术的不断进步，电子元器件向轻薄化、小型化的方向不断发展，这必然会带来电子元器件的装配密度不断提高，随之而来的便是对胶黏剂的电绝缘性能和导热性能的更高要求，而在这样的条件下，胶黏剂的固化性能、粘接性能、耐高温性能、及阻燃性能亦显得尤其重要。因此，研制一种综合性能优异的胶黏剂具有重要的意义。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种环氧胶黏剂，旨在提供一种既能够在室温下快速固化，又具备耐高温性能、高导热性能、高阻燃性能、高粘接强度、高绝缘强度的环氧胶黏剂。
为实现上述目的，本发明提出的环氧胶黏剂包括第一组分和第二组分，所述第一组分和所述第二组分的重量比为10:(3～6)，
所述第一组分按重量份数计含有：
环氧树脂 100份；
导热填料 150份～1500份；
阻燃填料 20份～100份；
偶联剂 1份～3份；
所述第二组分按重量份数计含有：
环氧固化剂 100份；
导热填料 100份～1500份；
阻燃填料 20份～100份；
偶联剂 1份～3份。
可选地，所述环氧树脂包括AG-80、TDE-85、及AFG-90中的至少一种。
可选地，所述环氧固化剂包括脂肪胺类固化剂、芳香胺类固化剂、及酚醛胺类固化剂中的至少一种。
可选地，所述导热填料包括氧化铝、氮化硼、氧化锌、氮化铝、及石墨稀中的至少一种。
可选地，所述导热填料的粒径范围是0.1μm～100μm。
可选地，所述阻燃填料包括氢氧化铝、氢氧化镁、含磷阻燃剂、及含氮阻燃剂中的至少一种。
可选地，所述阻燃填料的粒径范围是1μm～50μm。
可选地，所述偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、及γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
可选地，所述第一组分按重量份数计还含有：增韧剂5份～15份；且/或，所述第二组分按重量份数计还含有：增韧剂5份～15份。
可选地，所述增韧剂为三元乙丙橡胶和/或液体丁腈橡胶。
本发明的环氧胶黏剂，当第一组分和第二组分在室温下混合时，环氧树脂可与环氧固化剂发生固化反应，分子之间相互交联而形成三维空间网状聚合体，该三维空间网状聚合体具备优异的结构稳定性和强度，从而使得固化后的环氧胶黏剂具备极佳的耐高温性能、电绝缘性能、及强度。并且，导热填料的粒子可均匀分布并填充于该三维空间网状聚合体的空隙之中，使得固化后的环氧胶黏剂的导热性能大大提升，同时，阻燃填料的粒子可均匀分布并填充于该三维空间网状聚合体的空隙之中，使得固化后的环氧胶黏剂的阻燃性能大大提升。并且，组分中偶联剂的加入，其分子的两个链端上分别带有活性官能团，一链端上的活性官能团可与基材表面发生化学反应，另一链端上的活性官能团则可与环氧树脂或三维空间网状聚合体发生反应，起到“分子桥”的作用，从而有效提高环氧胶黏剂与各种基材的附着力，即有效提升环氧胶黏剂的粘接性能。
综上，本发明的技术方案提供了一种既能够在室温下快速固化，又具备耐高温性能、高导热性能、高阻燃性能、高粘接强度、高绝缘强度的环氧胶黏剂，即提供了一种综合性能优异的环氧胶黏剂，从而能够更加有效地保护电子元器件，提高电子产品的可靠性、稳定性、及使用寿命。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种环氧胶黏剂。
该环氧胶黏剂包括第一组分和第二组分，所述第一组分和所述第二组分的重量比为10:(3～6)，
所述第一组分按重量份数计含有：
环氧树脂 100份；
导热填料 150份～1500份；
阻燃填料 20份～100份；
偶联剂 1份～3份；
所述第二组分按重量份数计含有：
环氧固化剂 100份；
导热填料 100份～1500份；
阻燃填料 20份～100份；
偶联剂1份～3份。
本发明的环氧胶黏剂，当第一组分和第二组分在室温下混合时，环氧树脂可与环氧固化剂发生固化反应，分子之间相互交联而形成三维空间网状聚合体，该三维空间网状聚合体具备优异的结构稳定性和强度，从而使得固化后的环氧胶黏剂具备极佳的耐高温性能、电绝缘性能、及强度。并且，导热填料的粒子可均匀分布并填充于该三维空间网状聚合体的空隙之中，使得固化后的环氧胶黏剂的导热性能大大提升，同时，阻燃填料的粒子可均匀分布并填充于该三维空间网状聚合体的空隙之中，使得固化后的环氧胶黏剂的阻燃性能大大提升。并且，组分中偶联剂的加入，其分子的两个链端上分别带有活性官能团，一链端上的活性官能团可与基材表面发生化学反应，另一链端上的活性官能团则可与环氧树脂或三维空间网状聚合体发生反应，起到“分子桥”的作用，从而有效提高环氧胶黏剂与各种基材的附着力，即有效提升环氧胶黏剂的粘接性能。
综上，本发明的技术方案提供了一种既能够在室温下快速固化，又具备耐高温性能、高导热性能、高阻燃性能、高粘接强度、高绝缘强度的环氧胶黏剂，即提供了一种综合性能优异的环氧胶黏剂，从而能够更加有效地保护电子元器件，提高电子产品的可靠性、稳定性、及使用寿命。
此外，将导热填料、阻燃填料、及偶联剂中的每一种均分为两部分而分别加入到第一组分和第二组分，如此，可使得第一组分和第二组分中各组分粒子的混合更加均匀，使得第一组分和第二组分均具备极佳的流动度(粘度)，从而不仅保障了实际使用过程中环氧胶黏剂具备优良的可操作性，还使得实际混合得到的环氧胶黏剂的组分更加均匀，性能更加优异。
具体地，所述环氧树脂包括AG-80、TDE-85、及AFG-90中的至少一种。
所述环氧固化剂包括脂肪胺类固化剂、芳香胺类固化剂、及酚醛胺类固化剂中的至少一种。
所述导热填料包括氧化铝、氮化硼、氧化锌、氮化铝、及石墨稀中的至少一种。
所述导热填料可以是片状导热填料和/或球状导热填料。
所述导热填料的粒径范围是0.1μm～100μm。其中，氧化锌和石墨烯均为片状，且优选粒径范围均是0.1μm～1μm。如此，有利于导热填料粒子的分散，从而使得环氧胶黏剂的组分更加均匀，导热性能更加优异。
所述阻燃填料包括氢氧化铝、氢氧化镁、含磷阻燃剂、及含氮阻燃剂中的至少一种。
所述阻燃填料的粒径范围是1μm～50μm。如此，有利于阻燃填料粒子的分散，从而使得环氧胶黏剂的组分更加均匀，阻燃性能更加优异。
所述偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH-792)、及γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)中的至少一种。
此外，所述第一组分按重量份数计还含有：增韧剂5份～15份；且/或，所述第二组分按重量份数计还含有：增韧剂5份～15份。所述增韧剂为三元乙丙橡胶和/或液体丁腈橡胶。
增韧剂分子中含有活性基团，可参与环氧树脂的固化反应，在由三维空间网状聚合体构成的连续相中形成分散相，从而使得固化后的环氧胶黏剂具备极佳的柔韧性。
以下通过具体实施例对本发明环氧胶黏剂进行具体说明。
实施例一
按照相应的重量份数配置第一组分：
AG-80 100份；
氧化铝(3μm球状) 150份；
氢氧化铝(20μm) 100份；
三元乙丙橡胶 5份；
γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷 1份；
按照相应的重量份数配置第二组分：
芳香胺 100份；
氧化铝(3μm球状) 150份；
氢氧化铝(20μm) 100份；
三元乙丙橡胶 5份；
γ-氨丙基三乙氧基硅烷 1份。
在室温下，分别将第一组分、第二组分搅拌均匀，然后将第一组分和第二组分按重量比10:6混合均匀，固化1天。
该配方制得的环氧胶黏剂具有1.2W/(m·K)的导热系数，耐高温达250℃，高温老化后拉伸剪切强度高达18MPa，UL-94阻燃等级V-0，击穿电压5kV/mm。
实施例二
按照相应的重量份数配置第一组分：
AFG-90 100份；
六方氮化硼(10μm) 150份；
含磷阻燃剂 20份；
液体丁腈橡胶 15份；
γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷 1份。
按照相应的重量份数配置第二组分：
芳香胺 100份；
六方氮化硼(10μm) 150份；
含磷阻燃剂 20份；
液体丁腈橡胶 15份；
N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷 1份。
在室温下，分别将第一组分、第二组分搅拌均匀，然后将第一组分和第二组分按重量比10:6混合均匀，固化1天。
该配方制得的环氧胶黏剂具有5W/(m·K)的导热系数，耐高温达250℃，高温老化后拉伸剪切强度高达16MPa，UL-94阻燃等级V-0，击穿电压5kV/mm。
实施例三
按照相应的重量份数配置第一组分：
TDE-85 100份；
氮化铝(40μm) 900份；
含氮阻燃剂 15份；
γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷 2份；
按照相应的重量份数配置第二组分：
酚醛胺T31 100份；
氮化铝(40μm) 900份；
含氮阻燃剂 15份；
γ-氨丙基三乙氧基硅烷 2份。
在室温下，分别将第一组分、第二组分搅拌均匀，然后将第一组分和第二组分按重量比10:3混合均匀，固化1天。
该配方制得的环氧胶黏剂具有7W/(m·K)的导热系数，耐高温达180℃，高温老化后拉伸剪切强度高达16MPa，UL-94阻燃等级V-0，击穿电压5kV/mm。
由上述实施例可以看出：通过调整各种组分的比例及用量可得到综合性能不同的环氧胶黏剂。并且，
上述实施例的环氧胶黏剂的导热系数在1.2W/(m·K)～7W/(m·K)之间，均高于1.0W/(m·K)，即本发明环氧胶黏剂具有优异的导热性能。
上述实施例的环氧胶黏剂的耐高温温度在180℃～250℃之间，均高于175℃，即本发明环氧胶黏剂具有优异的耐高温性能。
上述实施例的环氧胶黏剂的高温老化后拉伸剪切强度在16MPa～18MPa之间，均高于15MPa，即本发明环氧胶黏剂具有优异的粘接性能。
上述实施例的环氧胶黏剂的UL-94阻燃等级均为V-0，即本发明环氧胶黏剂具有优异的阻燃性能。
上述实施例的环氧胶黏剂的击穿电压均达到5kV/mm，即本发明环氧胶黏剂具有优异的电绝缘性能。
并且，上述实施例的环氧胶黏剂均在室温下固化。
综上所述，本发明环氧胶黏剂为耐高温高导热环氧胶黏剂，其可以在室温下快速固化，使用条件简单。并且，其在高温下可保持较高的粘接强度。并且，其具有较高的导热系数，可以保证在粘接的同时热量的快速传递。并且，其还兼顾优异的阻燃性能和电绝缘性能，可有效保障电子元器件和电子设备在使用过程的安全性、可靠性、及使用寿命。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种环氧胶黏剂，其特征在于，该环氧胶黏剂包括第一组分和第二组分，所述第一组分和所述第二组分的重量比为10:(3～6)，
所述第一组分按重量份数计含有：
环氧树脂100份；
导热填料150份～1500份；
阻燃填料20份～100份；
偶联剂1份～3份；
所述第二组分按重量份数计含有：
环氧固化剂100份；
导热填料100份～1500份；
阻燃填料20份～100份；
偶联剂1份～3份。
2.如权利要求1所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述环氧树脂包括AG-80、TDE-85、及AFG-90中的至少一种。
3.如权利要求1所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述环氧固化剂包括脂肪胺类固化剂、芳香胺类固化剂、及酚醛胺类固化剂中的至少一种。
4.如权利要求1所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述导热填料包括氧化铝、氮化硼、氧化锌、氮化铝、及石墨稀中的至少一种。
5.如权利要求4所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述导热填料的粒径范围是0.1μm～100μm。
6.如权利要求1所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述阻燃填料包括氢氧化铝、氢氧化镁、含磷阻燃剂、及含氮阻燃剂中的至少一种。
7.如权利要求6所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述阻燃填料的粒径范围是1μm～50μm。
8.如权利要求1所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、及γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
9.如权利要求1-8中任一项所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述第一组分按重量份数计还含有：增韧剂5份～15份；且/或，所述第二组分按重量份数计还含有：增韧剂5份～15份。
10.如权利要求9所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述增韧剂为三元乙丙橡胶和/或液体丁腈橡胶。
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