CN108164695A - 一种对陶瓷粘接力强的聚酰胺热熔胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种对陶瓷粘接力强的聚酰胺热熔胶及其制备方法。本发明所涉及的原材料按摩尔百分比计如下：40‑95 mol %的脂肪族二聚酸，50‑5 mol %的C4‑C18脂肪族二元酸的一种或几种的混合物，1‑10 mol %的环氧树脂，0‑ 40 mol %的聚醚胺，100‑ 60 mol %的脂肪族二元胺或脂环族二元胺的一种或几种的混合物，所述成品聚酰胺的酸值或胺值为2‑20 mgKOH/g。本发明制备出的新型聚酰胺热熔胶不仅具备传统二聚酸型聚酰胺热熔胶的优点，如能快速固化，与多种金属和非金属有很好的亲和力，粘接性能优异等，该聚酰胺热熔胶对陶瓷的粘接能力有极大地提升，能广泛应用于电子电器等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种对陶瓷粘接力强的聚酰胺热熔胶及其制备方法，属于热熔胶黏剂领域。
背景技术
聚酰胺热熔胶有优良的耐热性、耐寒性、耐化学和耐介质性，能快速固化，与多种金属和非金属有很好的亲和力，粘接性能优异。广泛用于微动开关、传感器、印刷线路版、继电器、光纤部件、电子和电器部件等元器件的防水，电子部件的绝缘，电子元件的机械保护等等。
但在现有的聚酰胺热熔胶的制备和使用中，其对陶瓷的粘接性能较差，尤其是遇水后其对陶瓷的粘接性能更差，而陶瓷在目前的电子电器行业应用极其广泛，因此现有聚酰胺热熔胶对陶瓷的粘接力差，严重限制了聚酰胺热熔胶的使用范围。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对陶瓷粘接力强的新型聚酰胺热熔胶，以解决技术背景提到的缺点，实现聚酰胺热熔胶在陶瓷材料领域的粘接封装。
本发明的技术方案如下：
一种对陶瓷粘接力强的聚酰胺热熔胶及其制备方法所涉及的原材料按摩尔百分比如下：0-95 mol %的脂肪族二聚酸，50-5 mol %的C4-C18脂肪族二元酸的一种或几种的混合物，1-10 mol %的环氧树脂， 0- 40 mol %的聚醚胺，100- 60 mol %的脂肪族二元胺或脂环族二元胺的一种或几种的混合物，同时包括以质量百分比计0 .1%-2%抗氧剂，0 .05%-0.2%催化剂。
所述各组分的总和记为100mol%，并使氨基当量对羧基当量略微过量或使羧基当量对氨基当量略微过量，使成品聚酰胺的酸值或胺值为2-20 mgKOH/g。
所述环氧树脂为双官能团的固态或液态环氧树脂，如双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂均可以选择，但在使用过程中尽量选择低粘度中低分子量型液态或固态环氧树脂，如南亚NPEL-127、NPEL-128、NPEF-164、NPES-602H等，也可以选择美国瀚森EPON RESIN 862等。
所述脂肪族二聚酸为 C18不饱和脂肪酸衍生的二聚酸，其中二聚体的含量≥80wt％，可选自亚油酸、油酸、亚麻油、豆油酸和桐油酸衍生的二聚酸中的一种或几种混合。
所述脂肪族二元羧酸为C4～ C 14脂肪族二羧酸的一种或几种混合，脂肪族二元胺为C 2～ C 12脂肪二胺的一种或几种混合。聚醚胺为basf购买商品牌号为D230、D400、D2000、T430的一种或几种。
所述脂肪族二元胺为C2～ C 20脂肪族二元胺的一种或几种混合，尤其为含有偶数碳原子带支链或不带支链的伯胺，如乙二胺、己二胺、十二烷二胺等等。
所述脂环族二元胺为环状或杂环二元胺，如1,4-环己二胺、环己二（甲胺）、异佛尔酮二胺、哌嗪、二甲基哌嗪等。
所述聚醚胺为亨斯曼购买商品牌号为D230、D400、D2000、T430的一种或几种。
抗氧剂为受阻酚类抗氧剂如抗氧剂1010，催化剂为磷酸、次磷酸、亚磷酸、醋酸等一种或几种混合。
当选择环氧用量时，应确保得到可熔的即非交联的产物，且保证产品粘度在1000-100000mPas（在180℃-240℃的范围测试，ASTM D3236），粘度不大于50000 mPas更优，最好在2000-15000 mPas。
一种对陶瓷粘接力强的聚酰胺热熔胶及其制备方法如下：在一个带有温度计、机械搅拌器、冷凝管和氮气通入管的 500ml 反应瓶内加入二元羧酸、二聚脂肪酸、环氧树脂、脂环族二元胺、聚醚胺、催化剂等，通入氮气防氧化，搅拌同时加热升温，当反应瓶内的温度达到110℃-180℃时，开始缓慢加入脂肪族二元胺，加料结束后在130℃-180℃保温0-3小时，再缓慢升温至 220℃-260℃并保温1-5小时后，加入抗氧剂，用真空泵进行抽真空减压，真空度＜ 100Pa，保持搅拌速率在一定的值，反应 1-3h 后解除真空结束反应出料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是 ：本发明制备出的聚酰胺热熔胶不仅具备传统聚酰胺热熔胶的优点，其对陶瓷有很好的粘接，其拉伸剪切强度比普通聚酰胺热熔胶提高30%以上，且当陶瓷制件暴露于水中时，其粘接性能仍然优异，暴露于水中之前之后拉伸剪切强度变化小于20%。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面详细描述本发明提供的实施例。
实施例 1
在一个带有温度计、机械搅拌器、冷凝管和氮气通入管的 500ml 反应瓶内加入以摩尔百分比记：35 mol % 癸二酸、60 mol % 二聚脂肪酸、5mol%的南亚环氧NPEL-127、12 mol %D2000，质量分数0.2%的次磷酸，恒压滴液管中装入88 mol %乙二胺，通入氮气防氧化，搅拌同时加热升温，当反应瓶内的温度达到 110℃时，开始滴加乙二胺后，温度控制在140℃，恒温2h后缓慢升温至 240℃左右，在240℃恒温4小时后，用真空泵进行抽真空减压，真空度＜100Pa，保持搅拌速率在一定的值，反应 2h 后解除真空，加入质量百分数2%抗氧剂1010后结束反应出料。
对比例1
在一个带有温度计、机械搅拌器、冷凝管和氮气通入管的 500ml 反应瓶内加入以摩尔百分比记：35mol % 癸二酸、65 mol % 二聚脂肪酸、12 mol % D2000，质量分数0.2%的次磷酸，恒压滴液管中装入88 mol %乙二胺，通入氮气防氧化，搅拌同时加热升温，当反应瓶内的温度达到 110℃时，开始滴加乙二胺后，温度控制在140℃，恒温2h后缓慢升温至 240℃左右，在240℃恒温4小时后，用真空泵进行抽真空减压，真空度＜ 100Pa，保持搅拌速率在一定的值，反应 2h 后解除真空，加入质量百分数2%抗氧剂1010后结束反应出料。
实施例 2
在一个带有温度计、机械搅拌器、冷凝管和氮气通入管的 500ml 反应瓶内加入以摩尔百分比记：15 mol % 癸二酸、83mol % 二聚脂肪酸、2mol%的南亚环氧NPES-602H、15mol %D2000，质量分数0.2%的次磷酸，恒压滴液管中装入85 mol %乙二胺，通入氮气防氧化，搅拌同时加热升温，当反应瓶内的温度达到 110℃时，开始滴加乙二胺后，温度控制在140℃，恒温2h后缓慢升温至 240℃左右，在240℃恒温4小时后，用真空泵进行抽真空减压，真空度＜100Pa，保持搅拌速率在一定的值，反应 2h 后解除真空，加入质量百分数2%抗氧剂1010后结束反应出料。
对比例2
在一个带有温度计、机械搅拌器、冷凝管和氮气通入管的 500ml 反应瓶内加入以摩尔百分比记：15 mol % 癸二酸、85mol % 二聚脂肪酸、15mol % D2000，质量分数0.2%的次磷酸，恒压滴液管中装入85 mol %乙二胺，通入氮气防氧化，搅拌同时加热升温，当反应瓶内的温度达到 110℃时，开始滴加乙二胺后，温度控制在140℃，恒温2h后缓慢升温至 240℃左右，在240℃恒温4小时后，用真空泵进行抽真空减压，真空度＜ 100Pa，保持搅拌速率在一定的值，反应 2h 后解除真空，加入质量百分数2%抗氧剂1010后结束反应出料。
实施例 3
在一个带有温度计、机械搅拌器、冷凝管和氮气通入管的 500ml 反应瓶内加入以摩尔百分比记：5mol % 癸二酸、85mol % 二聚脂肪酸、10mol%的南亚环氧NPEF-164X、20mol %D2000，质量分数0.2%的次磷酸，恒压滴液管中装入80 mol %乙二胺，通入氮气防氧化，搅拌同时加热升温，当反应瓶内的温度达到 110℃时，开始滴加乙二胺后，温度控制在140℃，恒温2h后缓慢升温至 240℃左右，在240℃恒温4小时后，用真空泵进行抽真空减压，真空度＜100Pa，保持搅拌速率在一定的值，反应 2h 后解除真空，加入质量百分数2%抗氧剂1010后结束反应出料。
实施例4
在一个带有温度计、机械搅拌器、冷凝管和氮气通入管的 500ml 反应瓶内加入以摩尔百分比记：13mol % 癸二酸、80mol % 二聚脂肪酸、7mol%的美国瀚森EPON RESIN 862、6mol% D2000，质量分数0.2%的次磷酸，恒压滴液管中装入94 mol %乙二胺，通入氮气防氧化，搅拌同时加热升温，当反应瓶内的温度达到 110℃时，开始滴加乙二胺后，温度控制在140℃，恒温2h后缓慢升温至 240℃左右，在240℃恒温4小时后，用真空泵进行抽真空减压，真空度＜ 100Pa，保持搅拌速率在一定的值，反应 2h 后解除真空，加入质量百分数2%抗氧剂1010后结束反应出料。
按以下方法对实施例及对比例进行测试：
熔融粘度测试 ：采用 Brookfield DV-E 型旋转粘度计测试样品的熔融粘度，称取10.0g 聚酰胺热熔胶样品，测试时选择型号为 S27 的转子，温度控制在 200℃，并不断调节旋转速率，使其测试值位于 20％～ 90％的线性范围内，稳定后记录测量值。
拉伸强度和伸长率测试 ：将样品按照标准 ASTM-D638-2003 制成哑铃型，测量厚度后进行拉伸性能测试。
邵氏D硬度测试：根据ASTM D-2240-05测试。
软化点测试：根据ASTM E-28测试。
陶瓷片拉伸剪切强度测试：根据GB/T 7124测试。
实施例 1 ～ 4制得的样品与普通聚酰胺热熔胶对比例1～2性能对比测试结果见表 1。
表一：
从上述结果可以看出，采用本发明的新型聚酰胺热熔胶对陶瓷有很好的粘接，其拉伸剪切强度比普通聚酰胺热熔胶有很大提高，且当陶瓷制件暴露于水中时，其粘接性能仍然优异，暴露于水中之前之后拉伸剪切强度变化小于。
Claims (4)
1.一种对陶瓷粘接力强的聚酰胺热熔胶及其制备方法所涉及的原材料按摩尔百分比如下：0-95 mol %的脂肪族二聚酸，50-5 mol %的C4-C18脂肪族二元酸的一种或几种的混合物，1-10 mol %的环氧树脂， 0- 40 mol %的聚醚胺，100- 60 mol %的脂肪族二元胺或脂环族二元胺的一种或几种的混合物，所述成品聚酰胺的酸值或胺值为2-20 mgKOH/g。
2.根据权利要求1所述环氧树脂为双官能团的固态或液态环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的用途，其对陶瓷有很好的粘接，其拉伸剪切强度比普通聚酰胺热熔胶提高30%以上，且当陶瓷制件暴露于水中时，其粘接性能仍然优异，暴露于水中之前之后拉伸剪切强度变化小于20%。
4.所述成品聚酰胺的酸值或胺值为2-20 mgKOH/g。
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