CN108003800A - 一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂及其制备方法，属于胶黏剂领域，解决了现有环氧树脂胶黏剂存在的固化后被粘物的形变较大、翘曲率较高的问题。本发明的组份及各组份的重量百分比如下：丙烯酸酯树脂20～50％；稀释剂5～20％；固化剂0.1～7％；触变剂1～10％；阻聚剂0.01～1％；粘接促进剂1～5％；染料0.5～2％；填料20～50％；橡胶1～10％。本发明所制备的胶黏剂可实现110℃、90s或90℃、10min低温快速固化，具有较高的粘接强度，较低的翘曲率，适用于对温度敏感的塑料电子器件以及柔性电路基板的粘接。

Description

一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂及其制备 方法

技术领域

本发明属于胶黏剂技术领域，具体涉及一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂及其制备方法。

背景技术

环氧树脂胶黏剂具有良好的物理化学性能，对多种材料表面具有优异的粘接强度，尺寸稳定性好，固化收缩性低，硬度高以及优异耐候性的特点，使得环氧树脂胶黏剂广泛应用于机械、电子、汽车等工业领域中。常用的环氧树脂胶粘剂有双组份和单组份两种，由于双组份胶黏剂在使用前需将两组份按比例混合，给生产操作带来不便，且固化后的性能受混合程度影响较大，而目前商业化的单组份环氧胶粘剂大多数固化温度较高，在150℃以上，固化时间在半小时以上。这就不能满足一些温度敏感器件的要求，以及自动化生产的快速固化(几分钟)的需求。

近年来，许多低温快速固化的环氧树脂胶黏剂陆续走进人们的视线，它们可在100℃条件以下、20min时间内实现快速固化，满足了工业生产中低温快速固化的要求。但是，这些环氧树脂胶黏剂主要采用双酚A等主链呈现刚性的环氧树脂作为主体树脂，粘接柔性塑料材质以及大型芯片粘接柔性基板时，固化后被粘物的形变较大，翘曲率较高。限制了这些胶黏剂在柔性材质粘接方面的应用。

因此，为了满足对温度敏感的塑料等柔性材质对形变的要求，提高生产效率，迫切需要一种可低温快速固化且低翘曲的胶黏剂来满足市场需求。

发明内容

为了解决现有环氧树脂胶黏剂存在的固化后被粘物的形变较大、翘曲率较高的问题，本发明提供一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂及其制备方法。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂，其组份及各组份的重量百分比如下：

丙烯酸酯树脂20～50％；

稀释剂5～20％；

固化剂0.1～7％；

触变剂1～10％；

阻聚剂0.01～1％；

粘接促进剂1～5％；

染料0.5～2％；

填料20～50％；

橡胶1～10％。

作为优选的实施方式，所述丙烯酸酯树脂为：碳数≥8的直链双官能团丙烯酸酯树脂、带有脂肪族侧链和脂环族侧链的双官能团丙烯酸酯树脂、碳数≥10的三官能团丙烯酸酯树脂、带有脂肪族侧链和脂环族侧链的三官能团丙烯酸酯树脂中的一种或多种。

作为优选的实施方式，所述稀释剂选自甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯中的一种或多种。

作为优选的实施方式，所述固化剂选自过氧化新癸酸特丁酯、过氧化苯甲酸特丁酯、过氧化异辛酸叔丁酯、过氧化(2-乙基已酸)叔戊酯、过氧化二苯甲酰、双(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯中的一种或多种。

作为优选的实施方式，所述触变剂为气相二氧化硅或有机膨润土。

作为优选的实施方式，所述阻聚剂选自甲基苯醌、氢醌、2,5-二氯-1,4-苯醌、对羟基苯甲醚、对苯醌、对苯二酚、甲基氢醌中的一种或多种。

作为优选的实施方式，所述粘接促进剂选自γ-氨基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、苯氨基甲基三乙氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

作为优选的实施方式，所述染料为炭黑、钛白粉、铬绿或蒽醌红。

作为优选的实施方式，所述填料选自石英、云母、滑石粉、聚四氟乙烯粉末、二氧化硅、碳酸钙中的一种或多种。

作为优选的实施方式，所述橡胶为2,5-呋喃二酮与1,3-丁二烯的聚合物或端环氧反应性液体丁腈橡胶。

本发明还提供了一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

按照比例，先将稀释剂、阻聚剂和固化剂混合均匀后，再向其中加入丙烯酸酯树脂、粘接促进剂、染料及橡胶继续混合至各组份分散均匀，最后向其中加入填料和触变剂搅拌均匀后，经三辊研磨2～3遍，再搅拌0.5小时，真空脱气后制得本发明的丙烯酸酯胶黏剂。

本发明的有益效果是：

本发明涉及一种可低温快速固化的丙烯酸酯胶黏剂，适用于塑料及芯片与柔性基板电子元件的自动化生产线的快速粘接，具有较低的翘曲率。

与以往技术不同，本发明采用适当极性的柔性丙烯酸酯树脂体系实现了低温下快速固化110℃、90s或90℃、10min，提高了对温度敏感的电子器件的生产效率；搭配适当的偶联剂，确保了胶黏剂具有较高的粘接强度，柔性主链的丙烯酸酯树脂实现了胶黏剂固化后的低翘曲率。

本发明涉及一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂，应用于塑料电子部件的粘接，以及大型芯片与柔性塑料基板的粘接。

本发明所制备的胶黏剂可以实现110℃、90s或90℃、10min低温快速固化，具有较高的粘接强度，较低的翘曲率，适用于对温度敏感的塑料电子器件以及柔性电路基板的粘接。

具体实施方式

本发明的一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂，可实现110℃、90s或90℃、10min低温快速固化，且翘曲率较低。该丙烯酸酯胶黏剂的组份及各组份的重量百分比如下：

丙烯酸酯树脂20～50％；

稀释剂5～20％；

固化剂0.1～7％；

触变剂1～10％；

阻聚剂0.01～1％；

粘接促进剂1～5％；

染料0.5～2％；

填料20～50％；

橡胶1～10％。

所述丙烯酸酯树脂为：碳数≥8的直链双官能团丙烯酸酯树脂、带有脂肪族侧链和脂环族侧链的双官能团丙烯酸酯树脂、碳数≥10的三官能团丙烯酸酯树脂、带有脂肪族侧链和脂环族侧链的三官能团丙烯酸酯树脂中的一种或多种。

所说的碳数≥8的直链双官能团丙烯酸酯树脂可以选择二缩三丙二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯等。

所说的带有脂肪族侧链和脂环族侧链的三官能团丙烯酸酯树脂可以选择丙氧基化甘油三丙烯酸酯、9(乙氧基)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯等。

丙烯酸酯树脂在胶黏剂中主要起到保证粘接强度，确保胶黏剂固化后具有较低翘曲率的作用。

稀释剂在胶黏剂中所起调节交联密度和粘度的作用。稀释剂选自甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯中的一种或多种。

固化剂在胶黏剂中起到控制反应温度和时间，实现低温快速固化的作用。固化剂选自过氧化新癸酸特丁酯、过氧化苯甲酸特丁酯、过氧化异辛酸叔丁酯、过氧化(2-乙基已酸)叔戊酯、过氧化二苯甲酰、双(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯中的一种或多种。

触变剂在胶黏剂中起到调节操作性，防止填料沉降的作用。触变剂为气相二氧化硅或有机膨润土。

阻聚剂在胶黏剂中起到在室温条件下抑制反应发生保证胶黏剂工作寿命的作用。阻聚剂选自甲基苯醌、氢醌、2,5-二氯-1,4-苯醌、对羟基苯甲醚、对苯醌、对苯二酚、甲基氢醌中的一种或多种。

粘接促进剂在胶黏剂起到促进粘接的作用。粘接促进剂选自γ-氨基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、苯氨基甲基三乙氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

染料在胶黏剂中起到调整胶黏剂颜色的作用。染料为炭黑、钛白粉、铬绿或蒽醌红。

填料在胶黏剂中主要起到降低固化收缩和热膨胀系数，有利于实现胶黏剂固化后的低翘曲，提高固化物的耐磨性能，改善操作工艺性的作用。填料选自石英、云母、滑石粉、聚四氟乙烯粉末、二氧化硅、碳酸钙中的一种或多种。

橡胶在胶黏剂中主要起到增加体系韧性，降低胶黏剂固化后翘曲率的作用。橡胶为2,5-呋喃二酮与1,3-丁二烯的聚合物或端环氧反应性液体丁腈橡胶。

本发明提供的一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂的制备方法，主要是由以下步骤实现的：

按照比例，先将稀释剂、阻聚剂和固化剂混合均匀后，再向其中加入丙烯酸酯树脂、粘接促进剂、染料及橡胶继续混合30分钟左右至各组份分散均匀，最后向其中加入填料和触变剂搅拌均匀后，经三辊研磨2～3遍，再搅拌0.5小时，真空脱气若干分钟(大约20分钟)，制得本发明的丙烯酸酯胶黏剂。

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂，其组份及各组份的重量百分比如下：

脂肪族聚氨酯二丙烯酸酯和二缩三丙二醇二丙烯酸酯的混合28％；

甲基丙烯酸异冰片酯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的混合19％；

过氧化苯甲酸特丁酯和过氧化二苯甲酰的混合4％；

气相二氧化硅5％；

甲基苯醌、氢醌和2,5-二氯-1,4-苯醌的混合0.1％；

苯氨基甲基三乙氧基硅烷1％；

铬绿0.9％；

石英、云母和滑石粉的混合37％；

端环氧反应性液体丁腈橡胶5％。

制备过程：按照比例，先将稀释剂、阻聚剂和固化剂混合均匀后，再向其中加入丙烯酸酯树脂、粘接促进剂、染料及橡胶继续混合30分钟左右至各组份分散均匀，最后向其中加入填料和触变剂搅拌均匀后，经三辊研磨2～3遍，再搅拌0.5小时，真空脱气大约20分钟，制得本发明的丙烯酸酯胶黏剂。

在室温下(25℃)粘度为8000cp，90℃条件下固化10min后，水平剪切强度为25MPa，翘曲率：芯片厚度为0.38mm，尺寸为12mm*12mm芯片，20μm。

实施例2

一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂，其组份及各组份的重量百分比如下：

9(乙氧基)三羟甲基丙烷三丙烯酸酯40％；

二丙二醇二丙烯酸酯14％；

过氧化新癸酸特丁酯5.2％；

气相二氧化硅8％；

2,5-二氯-1,4-苯醌、对羟基苯甲醚、对苯醌和对苯二酚的混合0.15％；

γ-氨基三乙氧基硅烷和N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷的混合2％；

钛白粉0.15％；

聚四氟乙烯粉末和二氧化硅的混合25％；

2,5-呋喃二酮与1,3-丁二烯的聚合物5.5％。

制备过程：按照比例，先将稀释剂、阻聚剂和固化剂混合均匀后，再向其中加入丙烯酸酯树脂、粘接促进剂、染料及橡胶继续混合30分钟左右至各组份分散均匀，最后向其中加入填料和触变剂搅拌均匀后，经三辊研磨2～3遍，再搅拌0.5小时，真空脱气大约20分钟，制得本发明的丙烯酸酯胶黏剂。

在室温下(25℃)粘度为10000cp，90℃条件下固化10min后，水平剪切强度为27MPa，翘曲率：芯片厚度为0.38mm，尺寸为12mm*12mm芯片，23μm。

实施例3

一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂，其组份及各组份的重量百分比如下：

1,9-壬二醇二丙烯酸酯和丙氧基化甘油三丙烯酸酯的混合20％；

甲基丙烯酸异冰片酯15％；

过氧化苯甲酸特丁酯、过氧化异辛酸叔丁酯、过氧化(2-乙基已酸)叔戊酯、过氧化二苯甲酰和双(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯的混合3％；

有机膨润土4％；

甲基苯醌0.05％；

氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷0.95％；

炭黑1％；

云母、二氧化硅和碳酸钙的混合48％；

2,5-呋喃二酮与1,3-丁二烯的聚合物8％。

制备过程：按照比例，先将稀释剂、阻聚剂和固化剂混合均匀后，再向其中加入丙烯酸酯树脂、粘接促进剂、染料及橡胶继续混合30分钟左右至各组份分散均匀，最后向其中加入填料和触变剂搅拌均匀后，经三辊研磨2～3遍，再搅拌0.5小时，真空脱气大约20分钟，制得本发明的丙烯酸酯胶黏剂。

在室温下(25℃)粘度为12000cp，90℃条件下固化10min后，水平剪切强度为20MPa，翘曲率：芯片厚度为0.38mm，尺寸为12mm*12mm芯片，18μm。

以上所述仅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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂，其特征在于，其组份及各组份的重量百分比如下：

丙烯酸酯树脂20～50％；

稀释剂5～20％；

固化剂0.1～7％；

触变剂1～10％；

阻聚剂0.01～1％；

粘接促进剂1～5％；

染料0.5～2％；

填料20～50％；

橡胶1～10％。

2.根据权利要求1所述的一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂，其特征在于，所述丙烯酸酯树脂为：碳数≥8的直链双官能团丙烯酸酯树脂、带有脂肪族侧链和脂环族侧链的双官能团丙烯酸酯树脂、碳数≥10的三官能团丙烯酸酯树脂、带有脂肪族侧链和脂环族侧链的三官能团丙烯酸酯树脂中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂，其特征在于，所述稀释剂选自甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂，其特征在于，所述固化剂选自过氧化新癸酸特丁酯、过氧化苯甲酸特丁酯、过氧化异辛酸叔丁酯、过氧化(2-乙基已酸)叔戊酯、过氧化二苯甲酰、双(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂，其特征在于，所述触变剂为气相二氧化硅或有机膨润土。

6.根据权利要求1所述的一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂，其特征在于，所述阻聚剂选自甲基苯醌、氢醌、2,5-二氯-1,4-苯醌、对羟基苯甲醚、对苯醌、对苯二酚、甲基氢醌中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂，其特征在于，所述粘接促进剂选自γ-氨基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、苯氨基甲基三乙氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂，其特征在于，所述染料为炭黑、钛白粉、铬绿或蒽醌红；

所述填料选自石英、云母、滑石粉、聚四氟乙烯粉末、二氧化硅、碳酸钙中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂，其特征在于，所述橡胶为2,5-呋喃二酮与1,3-丁二烯的聚合物或端环氧反应性液体丁腈橡胶。

10.制备权利要求1至9中任意一项所述的一种可低温快速固化且低翘曲的丙烯酸酯胶黏剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照比例，先将稀释剂、阻聚剂和固化剂混合均匀后，再向其中加入丙烯酸酯树脂、粘接促进剂、染料及橡胶继续混合至各组份分散均匀，最后向其中加入填料和触变剂搅拌均匀后，经三辊研磨2～3遍，再搅拌0.5小时，真空脱气后制得本发明的丙烯酸酯胶黏剂。