CN109337589A - 一种电子产品用高强度密封胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子产品用高强度密封胶及其制备方法，由以下成分制备而成：废弃橡胶、环氧树脂、丙烯酸、单月桂基磷酸酯、邻苯二甲酸二辛酯、聚醚多元醇、纳米碳酸钙、钛白粉、环氧大豆油、改性木质素、异氰酸酯、硅烷偶联剂、胺类催化剂和抗氧化剂。本发明制备的密封胶具有良好的压流粘度、邵氏硬度、断裂伸长率和拉伸强度，其耐压密封性高、粘接牢固、使用寿命长、性能优异，应用范围广，并且制备方法简单、原材料成本较低，适合工业化大规模生产。

Description

一种电子产品用高强度密封胶及其制备方法

技术领域

本发明属于密封胶材料技术领域，具体涉及一种电子产品用高强度密封胶及其制备方法。

背景技术

聚氨酯是大分子主链上含有重复氨基甲酸酯链段的一类聚合物，具有强度高、抗撕裂性强、柔软性和耐磨性佳、耐穿刺性优、耐油及耐介质腐蚀性好等诸多优点，已广泛用于弹性体、涂料、胶粘剂或密封胶等领域中。

聚氨酯密封胶是以聚氨酯橡胶及聚氨酯预聚体为主要成分的密封胶。聚氨酯密封胶也具有良好的拉伸强度，优良的粘接性、弹性、耐磨性、耐油性、耐寒性和耐候性，广泛应用于建筑物、广场、公路作为嵌缝密封材料，以及汽车制造、玻璃安装、电子灌装、包装等的密封。但聚氨酯密封胶也存在一些缺点，如不能长期耐热、浅色配方容易受紫外光老化、耐水性较差，特别是耐碱水性欠佳。

申请号为201210265243.9，发明名称为一种高粘接性的硅酮密封胶，它包括以下组分：组分A：二羟基封端的巯基官能化聚硅氧烷100～20重量份；组分B：α,ω-二羟基聚硅氧烷0～80重量份；组分C：交联剂1～20重量份；组分D：催化剂0.01～5重量份；其中，二羟基封端的巯基官能化聚硅氧烷即组分A与α,ω-二羟基聚硅氧烷即组分B的重量份之和是100重量份，交联剂和催化剂各自的重量份是相对于100重量份的组分A和组分B而言的重量份；在羟基封端的聚硅氧烷主链中引入含硫基团，通过羟基封端的聚硅氧烷与巯基聚硅氧烷混合使用，明显提高硅酮密封胶的附着力，尤其是与金属、玻璃等基材的粘合力大大增强。但是，聚氨酯主要缺点是固化时异氰酸酯端基与空气中的水分反应释放出二氧化碳,致使聚氨酯本体产生泡孔甚至裂纹，并且其固化速率较慢以及表面容易发黏。

申请号为200810043539.X，发明名称为聚氨酯密封胶，该聚氨酯密封胶由A 组分和B组分组成，A组分和B组分重量份为1∶1-10份，其中，A组分为聚氨酯预聚体；B组分包含重量份如下的成分为：聚醚多元醇份、增塑剂份、填料份、催化剂份、触变剂份。但其抗撕裂强度较低。

综上所述，因此需要一种更好的密封胶，来改善现有技术的不足，从而推动该行业的发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种电子产品用高强度密封胶及其制备方法，本发明制备的密封胶具有良好的压流粘度、邵氏硬度、断裂伸长率和拉伸强度，其耐压密封性高、粘接牢固、使用寿命长、性能优异，应用范围广，并且制备方法简单、原材料成本较低，适合工业化大规模生产。

本发明提供了如下的技术方案：

一种电子产品用高强度密封胶，包括以下重量份的原料：废弃橡胶25-33份、环氧树脂20-26份、丙烯酸18-23份、单月桂基磷酸酯6-10份、邻苯二甲酸二辛酯5-8份、聚醚多元醇4-7份、纳米碳酸钙6-11份、钛白粉5-9份、环氧大豆油8-13份、改性木质素14-17份、异氰酸酯7-12份、硅烷偶联剂4-7份、胺类催化剂3-6份和抗氧化剂3-6份。

优选的，所述密封胶包括以下重量份的原料：废弃橡胶28-33份、环氧树脂20-25份、丙烯酸19-23份、单月桂基磷酸酯8-10份、邻苯二甲酸二辛酯5-7份、聚醚多元醇5-7份、纳米碳酸钙6-9份、钛白粉6-9份、环氧大豆油10-13份、改性木质素15-17份、异氰酸酯9-12份、硅烷偶联剂4-6份、胺类催化剂4-6份和抗氧化剂3-5份。

优选的，所述密封胶包括以下重量份的原料：废弃橡胶32份、环氧树脂24份、丙烯酸21份、单月桂基磷酸酯8份、邻苯二甲酸二辛酯5份、聚醚多元醇5份、纳米碳酸钙7份、钛白粉9份、环氧大豆油12份、改性木质素155份、异氰酸酯10份、硅烷偶联剂4份、胺类催化剂4份和抗氧化剂5份。

一种电子产品用高强度密封胶的制备方法，包括以下制备步骤：

a、将纳米碳酸钙、钛白粉和异氰酸酯混合，导入反应釜中，升温至85-88℃，抽真空，进行搅拌反应0.6-0.8h，再降温至75-80℃，保温得到混合物一；

b、将改性木质素、聚醚多元醇、丙烯酸和胺类催化剂混合，导入反应釜中，在92-95℃下搅拌混合0.5-0.6h，再降温至60-65℃，加入环氧大豆油和单月桂基磷酸酯，搅拌反应1.2-1.4h，反应结束后，冷却至常温，得到混合物二；

c、将废弃橡胶、环氧树脂混合导入密炼机中，在115-120℃、通入氮气氛围下，密炼1.8-2h，再降温至72-75℃，加入抗氧化剂，搅拌混合15-18min，得到混合物三；

d、将混合物一、混合物二、混合物三、邻苯二甲酸二辛酯和硅烷偶联剂混合导入真空反应釜中，在真空度为0.06MPa、温度为78-82℃下搅拌反应1.2-1.5h，再缓慢通入氮气，搅拌反应至自然冷却至常温常压，即可得到成品。

优选的，所述步骤a的纳米碳酸钙的制备方法为：将纳米级氧化钙粉末加入到去离子水中，充分搅拌，制成乳液，向乳液中加入质量浓度为3.5-4.5%的硫酸钠溶液，搅拌反应10-15min，再边搅拌边通入二氧化碳气体，再加入质量浓度为12-14%的聚乙烯醇，搅拌22-25min，再调节pH值为中性，将混合物减压抽滤、洗涤，在真空度为0.05-0.08MPa的真空环境下干燥处理，干燥温度为75-80℃，干燥时间为1.5-2h，即可得到纳米碳酸钙。

优选的，所述步骤a的纳米碳酸钙的制备方法为：将纳米级氧化钙粉末加入到去离子水中，充分搅拌，制成乳液，向乳液中加入质量浓度为4.1%的硫酸钠溶液，搅拌反应13min，再边搅拌边通入二氧化碳气体，再加入质量浓度为14%的聚乙烯醇，搅拌25min，再调节pH值为中性，将混合物减压抽滤、洗涤，在真空度为0.06MPa的真空环境下干燥处理，干燥温度为75℃，干燥时间为1.8h，即可得到纳米碳酸钙。

优选的，所述步骤a的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯按质量比1:2:1混合而成。

优选的，所述步骤b的改性木质素的制备方法为：将木质素原料用有机溶剂溶解后，加入氢氧化钠、环氧丙烷、多元醇，在90-95℃下加热并搅拌反应1-2h，之后冷却至室温，蒸发掉有机溶剂，即可得到改性木质素。

优选的，所述木质素原料为酶解木质素、热裂解木质素和乙酸木质素按质量比2:5:1混合而成。

优选的，所述步骤b的胺类催化剂为三乙醇胺、三乙烯二胺、二甲基环己胺和异丙醇胺按质量比1:1:2:2混合而成。

本发明的有益效果是：

本发明制备的密封胶具有良好的压流粘度、邵氏硬度、断裂伸长率和拉伸强度，其耐压密封性高、粘接牢固、使用寿命长、性能优异，应用范围广，并且制备方法简单，原材料中采用的废弃橡胶，不但大大降低了成本，还将解决了废弃橡胶的环境处理问题，实现废物的回收利用，因此本发明适合工业化大规模生产。

本发明中的纳米碳酸钙的制备，用过采用纳米级氧化钙粉末为原料，经过一系列是制备所得，可大大的增加成品密封胶的邵氏硬度，并且纳米级的颗粒，有利于其分散更为均匀，并且在一定程度上提高固含量，从而保证成品的密封性能更给优异。

本发明中的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯的配比，在该比例下，多种异氰酸酯的混合复配，可以大大的提高成品密封胶的防水性能。

本发明中的改性木质素，其以木质素为主要原料，木质素是具有网状结构的、含有苯环等刚硬基团的高分子化合物，通过木质素来增加成品密封胶的强度。木质素分子中紫丁香基苯环上的甲氧基对羟基形成空间位阻结构，可以捕获热氧老化过程中生成的自由基而终止链反应，从而提高材料的热氧稳定性；同时，该位阻酚结构对自由基捕获还使其成为光稳定剂，增强材料对紫外线辐照的耐受。

本发明中的木质素原料为酶解木质素、热裂解木质素和乙酸木质素的配比，在该比例下，多种木质素的混合可提高其对混合体系中离子集团的亲和力，从而提高成品的强度。

本发明中的胺类催化剂为三乙醇胺、三乙烯二胺、二甲基环己胺和异丙醇胺的配比，在该比例下，以上成分的混合，可以有效提高催化效率，降低反应的剧烈程度。

具体实施方式

实施例1

一种电子产品用高强度密封胶，包括以下重量份的原料：废弃橡胶25份、环氧树脂20份、丙烯酸23份、单月桂基磷酸酯6份、邻苯二甲酸二辛酯5份、聚醚多元醇7份、纳米碳酸钙6份、钛白粉5份、环氧大豆油13份、改性木质素17份、异氰酸酯7份、硅烷偶联剂7份、胺类催化剂6份和抗氧化剂3份。

一种电子产品用高强度密封胶的制备方法，包括以下制备步骤：

a、将纳米碳酸钙、钛白粉和异氰酸酯混合，导入反应釜中，升温至88℃，抽真空，进行搅拌反应0.6h，再降温至75℃，保温得到混合物一；

b、将改性木质素、聚醚多元醇、丙烯酸和胺类催化剂混合，导入反应釜中，在92℃下搅拌混合0.6h，再降温至65℃，加入环氧大豆油和单月桂基磷酸酯，搅拌反应1.2h，反应结束后，冷却至常温，得到混合物二；

c、将废弃橡胶、环氧树脂混合导入密炼机中，在115℃、通入氮气氛围下，密炼2h，再降温至75℃，加入抗氧化剂，搅拌混合18min，得到混合物三；

d、将混合物一、混合物二、混合物三、邻苯二甲酸二辛酯和硅烷偶联剂混合导入真空反应釜中，在真空度为0.06MPa、温度为78℃下搅拌反应11.5h，再缓慢通入氮气，搅拌反应至自然冷却至常温常压，即可得到成品。

步骤a的纳米碳酸钙的制备方法为：将纳米级氧化钙粉末加入到去离子水中，充分搅拌，制成乳液，向乳液中加入质量浓度为3.5%的硫酸钠溶液，搅拌反应15min，再边搅拌边通入二氧化碳气体，再加入质量浓度为14%的聚乙烯醇，搅拌22min，再调节pH值为中性，将混合物减压抽滤、洗涤，在真空度为0.08MPa的真空环境下干燥处理，干燥温度为80℃，干燥时间为1.5h，即可得到纳米碳酸钙。

步骤a的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯按质量比1:2:1混合而成。

步骤b的改性木质素的制备方法为：将木质素原料用有机溶剂溶解后，加入氢氧化钠、环氧丙烷、多元醇，在93℃下加热并搅拌反应1.5h，之后冷却至室温，蒸发掉有机溶剂，即可得到改性木质素。

木质素原料为酶解木质素、热裂解木质素和乙酸木质素按质量比2:5:1混合而成。

步骤b的胺类催化剂为三乙醇胺、三乙烯二胺、二甲基环己胺和异丙醇胺按质量比1:1:2:2混合而成。

实施例2

一种电子产品用高强度密封胶，包括以下重量份的原料：废弃橡胶28份、环氧树脂20份、丙烯酸19份、单月桂基磷酸酯10份、邻苯二甲酸二辛酯7份、聚醚多元醇7份、纳米碳酸钙9份、钛白粉6份、环氧大豆油10份、改性木质素17份、异氰酸酯9份、硅烷偶联剂6份、胺类催化剂6份和抗氧化剂3份。

一种电子产品用高强度密封胶的制备方法，包括以下制备步骤：

a、将纳米碳酸钙、钛白粉和异氰酸酯混合，导入反应釜中，升温至85℃，抽真空，进行搅拌反应0.6h，再降温至80℃，保温得到混合物一；

b、将改性木质素、聚醚多元醇、丙烯酸和胺类催化剂混合，导入反应釜中，在95℃下搅拌混合0.6h，再降温至60℃，加入环氧大豆油和单月桂基磷酸酯，搅拌反应1.2h，反应结束后，冷却至常温，得到混合物二；

c、将废弃橡胶、环氧树脂混合导入密炼机中，在120℃、通入氮气氛围下，密炼1.8h，再降温至75℃，加入抗氧化剂，搅拌混合18min，得到混合物三；

d、将混合物一、混合物二、混合物三、邻苯二甲酸二辛酯和硅烷偶联剂混合导入真空反应釜中，在真空度为0.06MPa、温度为82℃下搅拌反应1.5h，再缓慢通入氮气，搅拌反应至自然冷却至常温常压，即可得到成品。

步骤a的纳米碳酸钙的制备方法为：将纳米级氧化钙粉末加入到去离子水中，充分搅拌，制成乳液，向乳液中加入质量浓度为3.5%的硫酸钠溶液，搅拌反应15min，再边搅拌边通入二氧化碳气体，再加入质量浓度为14%的聚乙烯醇，搅拌22min，再调节pH值为中性，将混合物减压抽滤、洗涤，在真空度为0.08MPa的真空环境下干燥处理，干燥温度为75℃，干燥时间为1.5h，即可得到纳米碳酸钙。

步骤a的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯按质量比1:2:1混合而成。

步骤b的改性木质素的制备方法为：将木质素原料用有机溶剂溶解后，加入氢氧化钠、环氧丙烷、多元醇，在90℃下加热并搅拌反应1h，之后冷却至室温，蒸发掉有机溶剂，即可得到改性木质素。

木质素原料为酶解木质素、热裂解木质素和乙酸木质素按质量比2:5:1混合而成。

步骤b的胺类催化剂为三乙醇胺、三乙烯二胺、二甲基环己胺和异丙醇胺按质量比1:1:2:2混合而成。

实施例3

一种电子产品用高强度密封胶，包括以下重量份的原料：废弃橡胶32份、环氧树脂24份、丙烯酸21份、单月桂基磷酸酯8份、邻苯二甲酸二辛酯5份、聚醚多元醇5份、纳米碳酸钙7份、钛白粉9份、环氧大豆油12份、改性木质素155份、异氰酸酯10份、硅烷偶联剂4份、胺类催化剂4份和抗氧化剂5份。

一种电子产品用高强度密封胶的制备方法，包括以下制备步骤：

a、将纳米碳酸钙、钛白粉和异氰酸酯混合，导入反应釜中，升温至85-88℃，抽真空，进行搅拌反应0.6h，再降温至80℃，保温得到混合物一；

b、将改性木质素、聚醚多元醇、丙烯酸和胺类催化剂混合，导入反应釜中，在92℃下搅拌混合0.5h，再降温至65℃，加入环氧大豆油和单月桂基磷酸酯，搅拌反应1.4h，反应结束后，冷却至常温，得到混合物二；

c、将废弃橡胶、环氧树脂混合导入密炼机中，在115℃、通入氮气氛围下，密炼1.8h，再降温至75℃，加入抗氧化剂，搅拌混合18min，得到混合物三；

d、将混合物一、混合物二、混合物三、邻苯二甲酸二辛酯和硅烷偶联剂混合导入真空反应釜中，在真空度为0.06MPa、温度为82℃下搅拌反应1.2h，再缓慢通入氮气，搅拌反应至自然冷却至常温常压，即可得到成品。

步骤a的纳米碳酸钙的制备方法为：将纳米级氧化钙粉末加入到去离子水中，充分搅拌，制成乳液，向乳液中加入质量浓度为4.1%的硫酸钠溶液，搅拌反应13min，再边搅拌边通入二氧化碳气体，再加入质量浓度为14%的聚乙烯醇，搅拌25min，再调节pH值为中性，将混合物减压抽滤、洗涤，在真空度为0.06MPa的真空环境下干燥处理，干燥温度为75℃，干燥时间为1.8h，即可得到纳米碳酸钙。

步骤a的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯按质量比1:2:1混合而成。

步骤b的改性木质素的制备方法为：将木质素原料用有机溶剂溶解后，加入氢氧化钠、环氧丙烷、多元醇，在95℃下加热并搅拌反应1h，之后冷却至室温，蒸发掉有机溶剂，即可得到改性木质素。

木质素原料为酶解木质素、热裂解木质素和乙酸木质素按质量比2:5:1混合而成。

步骤b的胺类催化剂为三乙醇胺、三乙烯二胺、二甲基环己胺和异丙醇胺按质量比1:1:2:2混合而成。

对比例1

采用现有技术中的普通密封胶进行检测对比。

检测以上实施例和对比例制备的成品，得到以下检测数据：

表一：

由表一所得的实验数据，可以得出，本发明的制备方法制备的成品的各项性能显著 优异于现有技术中的普通产品，并且在本发明的实施例3中优选的制备方案，其得到的 成品性能最为优异。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子产品用高强度密封胶，其特征在于，包括以下重量份的原料：废弃橡胶25-33份、环氧树脂20-26份、丙烯酸18-23份、单月桂基磷酸酯6-10份、邻苯二甲酸二辛酯5-8份、聚醚多元醇4-7份、纳米碳酸钙6-11份、钛白粉5-9份、环氧大豆油8-13份、改性木质素14-17份、异氰酸酯7-12份、硅烷偶联剂4-7份、胺类催化剂3-6份和抗氧化剂3-6份。

2.根据权利要求1所述的一种电子产品用高强度密封胶，其特征在于，所述密封胶包括以下重量份的原料：废弃橡胶28-33份、环氧树脂20-25份、丙烯酸19-23份、单月桂基磷酸酯8-10份、邻苯二甲酸二辛酯5-7份、聚醚多元醇5-7份、纳米碳酸钙6-9份、钛白粉6-9份、环氧大豆油10-13份、改性木质素15-17份、异氰酸酯9-12份、硅烷偶联剂4-6份、胺类催化剂4-6份和抗氧化剂3-5份。

3.根据权利要求1所述的一种电子产品用高强度密封胶，其特征在于，所述密封胶包括以下重量份的原料：废弃橡胶32份、环氧树脂24份、丙烯酸21份、单月桂基磷酸酯8份、邻苯二甲酸二辛酯5份、聚醚多元醇5份、纳米碳酸钙7份、钛白粉9份、环氧大豆油12份、改性木质素155份、异氰酸酯10份、硅烷偶联剂4份、胺类催化剂4份和抗氧化剂5份。

4.权利要求1-3任一项所述的一种电子产品用高强度密封胶的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

a、将纳米碳酸钙、钛白粉和异氰酸酯混合，导入反应釜中，升温至85-88℃，抽真空，进行搅拌反应0.6-0.8h，再降温至75-80℃，保温得到混合物一；

b、将改性木质素、聚醚多元醇、丙烯酸和胺类催化剂混合，导入反应釜中，在92-95℃下搅拌混合0.5-0.6h，再降温至60-65℃，加入环氧大豆油和单月桂基磷酸酯，搅拌反应1.2-1.4h，反应结束后，冷却至常温，得到混合物二；

c、将废弃橡胶、环氧树脂混合导入密炼机中，在115-120℃、通入氮气氛围下，密炼1.8-2h，再降温至72-75℃，加入抗氧化剂，搅拌混合15-18min，得到混合物三；

d、将混合物一、混合物二、混合物三、邻苯二甲酸二辛酯和硅烷偶联剂混合导入真空反应釜中，在真空度为0.06MPa、温度为78-82℃下搅拌反应1.2-1.5h，再缓慢通入氮气，搅拌反应至自然冷却至常温常压，即可得到成品。

5.根据权利要求4所述的一种电子产品用高强度密封胶的制备方法，其特征在于，所述步骤a的纳米碳酸钙的制备方法为：将纳米级氧化钙粉末加入到去离子水中，充分搅拌，制成乳液，向乳液中加入质量浓度为3.5-4.5%的硫酸钠溶液，搅拌反应10-15min，再边搅拌边通入二氧化碳气体，再加入质量浓度为12-14%的聚乙烯醇，搅拌22-25min，再调节pH值为中性，将混合物减压抽滤、洗涤，在真空度为0.05-0.08MPa的真空环境下干燥处理，干燥温度为75-80℃，干燥时间为1.5-2h，即可得到纳米碳酸钙。

6.根据权利要求5所述的一种电子产品用高强度密封胶的制备方法，其特征在于，所述步骤a的纳米碳酸钙的制备方法为：将纳米级氧化钙粉末加入到去离子水中，充分搅拌，制成乳液，向乳液中加入质量浓度为4.1%的硫酸钠溶液，搅拌反应13min，再边搅拌边通入二氧化碳气体，再加入质量浓度为14%的聚乙烯醇，搅拌25min，再调节pH值为中性，将混合物减压抽滤、洗涤，在真空度为0.06MPa的真空环境下干燥处理，干燥温度为75℃，干燥时间为1.8h，即可得到纳米碳酸钙。

7.根据权利要求4所述的一种电子产品用高强度密封胶的制备方法，其特征在于，所述步骤a的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和异佛尔酮二异氰酸酯按质量比1:2:1混合而成。

8.根据权利要求4所述的一种电子产品用高强度密封胶的制备方法，其特征在于，所述步骤b的改性木质素的制备方法为：将木质素原料用有机溶剂溶解后，加入氢氧化钠、环氧丙烷、多元醇，在90-95℃下加热并搅拌反应1-2h，之后冷却至室温，蒸发掉有机溶剂，即可得到改性木质素。

9.根据权利要求8所述的一种电子产品用高强度密封胶的制备方法，其特征在于，所述木质素原料为酶解木质素、热裂解木质素和乙酸木质素按质量比2:5:1混合而成。

10.根据权利要求4所述的一种电子产品用高强度密封胶的制备方法，其特征在于，所述步骤b的胺类催化剂为三乙醇胺、三乙烯二胺、二甲基环己胺和异丙醇胺按质量比1:1:2:2混合而成。