CN109504337A - 一种低黏度透明防霉电子披敷胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低黏度透明防霉电子披敷胶及其制备方法，该披敷胶是由多烷氧基硅基烷基封端的聚二甲基硅氧烷、六甲基二硅氮烷处理的白炭黑、交联剂、防霉剂、增粘剂和催化剂按一定质量比例在真空的条件下混合而成。本发明制备的披敷胶解决了普通披敷胶防霉性差、稳定性差的问题，制备方法简单可行。所述披敷胶各组分搭配合理，具有粘度低、环保无溶剂、稳定性好的特性；固化后具有很好的电绝缘性、防霉性和透明性，对PCB电路板的粘接能力强，能够满足PCB电路板“三防”的需求。

Description

一种低黏度透明防霉电子披敷胶及其制备方法

技术领域

本发明属于电子线路板披敷胶技术领域，具体涉及一种低黏度透明防霉电子披敷胶及其制备方法。

背景技术

随着科技的发展，电子产品在各行各业的应用越来越广泛，线路板的精细程度越来越高，布局越来越密集。然而在高度集成化的过程中，我们不可避免地会需要面对电子电器恶劣使用环境的挑战，线路板、电子元器件在使用过程中受潮湿、盐雾、高温等影响，容易发生被腐蚀、软化、变形、霉变等问题，从而导致仪器设备出现故障。人们通常在线路板、电子元器件和电器模块等的表面涂附一层披覆胶，以获得具有防潮、防尘、绝缘、防电晕等功能的保护胶膜。

有机硅类披敷胶具有耐高低温、电气绝缘、耐臭氧、耐辐射、阻燃、憎水等优异特性，应用最为广泛。

CN 106566463公布了一种有机硅苯基披覆胶及其制备方法，但其添加了甲苯、二甲苯、八甲基三硅氧烷、碳酸二甲酯等有机溶剂作为稀释剂，VOCs含量较高；CN 105585997公布了一种有机硅披敷胶及其制备方法；CN 107760036公布了一种有机硅改性披覆胶及其制备方法；CN 106190015公布了一种无溶剂型有机硅披覆胶及其制备方法。以上专利均未提及防霉性能，但是有机硅披敷胶，其主链为“Si-O-Si”结构，由于Si-O键的键长比较长，使得硅橡胶透气性能相对较好，同时有机硅的生物相容性非常好，这使得硅橡胶在潮湿的环境中容易滋生霉菌。CN 105733268公布了一种防霉抗菌性聚有机硅氧烷密封材料及其制备方法，采用了长链烷基季铵基低聚硅氧烷作为抗菌成分，其制备工艺复杂，结构难以控制。同时需要加水缩聚，这将导致低聚物会残留部分羟基，不适用于电子披敷胶体系。

因此开发一种贮存稳定、低黏度、无溶剂环保、防霉性能好的有机硅电子披敷胶是很有必要的。

发明内容

为了克服现有有机硅披敷胶易增稠、不环保、不防霉的缺点，本发明提供一种低黏度透明防霉电子披敷胶及其制备方法。

本发明是这样实现的：

一种低黏度透明防霉电子披敷胶，由如下质量份原料组成：

多烷氧基封端聚二甲基硅氧烷：100份

六甲基二硅氮烷处理白炭黑：5～15份

多烷氧基硅烷交联剂：1～8份

防霉剂：0.5～2份

增粘剂：0.2～1.5份

催化剂：0.1～1份

更进一步的技术方案是：

本发明所述多烷氧基封端聚二甲基硅氧烷结构式如下：

其中，R是选自甲基、乙基或异丙基中的一种；x＝2～10，n为大于10的整数。聚合物黏度η＝100～1500mPa·s。

更进一步的技术方案是：

本发明所述多烷氧基硅烷交联剂为：

其中，R是选自甲基、乙基或异丙基、苯基中的一种；m为2或4～8的整数，优选2或4。

更进一步的技术方案是：

本发明所述防霉剂是含有长链烷基有机硅季铵盐的多烷氧基硅烷溶液,其浓度为30％～65％。所述含有长链有机硅季铵盐的多烷氧基硅烷溶液中，有机硅季铵盐长链为12～18个碳原子的直链或支链，硅氧烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、1,3－双[(三甲氧硅基)乙烷]、四异丙氧基硅烷中的一种或几种。

其中，含有长链烷基有机硅季铵盐的多烷氧基硅烷溶液的制备方案是：

将二甲基长链烷基叔铵、γ-氯丙基多烷氧基硅烷与多烷氧基硅烷加入到带冷凝器的三口烧瓶中，升温至回流，然后保持回流24～40小时，冷却至室温、密封保存。

更进一步的技术方案是：

本发明所述增粘剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和N–(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷和N–(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

本发明还提供了所述低黏度透明防霉电子披敷胶的制备方法，按如下步骤进行：

1)按配方将基础聚合物、六甲基二硅氮烷处理的白炭黑在真空条件

下混合均匀，得到基础胶；

2)将加入交联剂、防霉剂加入基础胶中在真空条件下搅拌30分钟，使交联剂和防霉剂均匀分散在基础胶中；

3)加入催化剂和增粘及，抽真空混合后出料包装。

更进一步的方案是：

步骤1)、2)中的真空要求≤-0.8MPa。

与现有技术相比，本发明所制电子披敷胶具有以下有益效果：

1)本发明所述披敷胶所用防霉剂有机硅季铵盐多烷氧基硅烷溶液与聚合物主体相容性好，不会从披敷胶材料中缓慢释放出来，不影响透明性，且具有持久防霉效果。

2)本发明所述披敷胶各组分协同作用搭配合理使得该披敷胶具有粘度低、不增稠、固化快、透明性好、VOCs低、耐高低温、耐盐雾、耐霉菌的特性。

3)本发明所述披敷胶黏度≤1500mPa·s，常温贮存12个月黏度≤2000mPa·s，表干时间≤10min，可在-50℃～200℃下长期使用，同时将涂有披敷胶的PCB控制模块主板经10wt％氯化钠盐雾实验1000h后，联动调试正常，将主板的NaCl结晶去除掉，再观察披覆胶表面，与盐雾试验前外观无明显差异，没有被腐蚀的痕迹。涂有披敷胶的PCB板经防霉测试为0级，浸水7d后晾干测试防霉等级依然为0级。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

在氮气保护下，将29.75g十八烷基二甲基叔铵,19.87g氯丙基三甲氧基硅烷，49.62g甲基三甲氧基硅投入带冷凝器的三口烧瓶中，升温至回流，保持回流32h，停止加热，冷却至室温制得防霉剂FMJ-1。

将100份黏度300mPa·s的三甲氧基硅乙基封端的聚二甲基硅氧烷，10份六甲基二硅氮烷处理的白炭黑，加入到行星搅拌基中，在压力-0.9MPa下搅拌15分钟后，停机铲边。将2份1,1,3,3-四甲基-1,3-二三甲氧基硅乙基二硅氧烷(交联剂)，0.6份FMJ-1加入到行星机中，在-0.9MPa下搅拌30分钟。将0.3份有机锡催化剂和1份γ-缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷加入到行星机中，除真空搅拌30分钟后出料，制得披敷胶Ⅰ。

实施例2

在氮气保护下，将21.34g十二烷基二甲基叔铵,18.27g氯丙基甲基二甲氧基硅烷，59.42g甲基三甲氧基硅投入带冷凝器的三口烧瓶中，升温至回流，保持回流24h，停止加热，冷却至室温制得防霉剂FMJ-2。

将100份黏度500mPa·s的三甲氧基硅乙基封端的聚二甲基硅氧烷，8份六甲基二硅氮烷处理的白炭黑，加入到行星搅拌基中，在压力-0.9MPa下搅拌30分钟后，停机铲边。将3份1,1,3,3-四甲基-1,3-二三甲氧基硅乙基二硅氧烷(交联剂)，0.8份FMJ-2加入到行星机中，在-0.9MPa下搅拌30分钟。将0.3份有机锡催化剂和1份γ-缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷加入到行星机中，除真空搅拌30分钟后出料，制得披敷胶Ⅱ。

实施例3

在氮气保护下，将21.34g十二烷基二甲基叔铵,19.87g氯丙基三甲氧基硅烷，41.21g甲基三甲氧基硅投入带冷凝器的三口烧瓶中，升温至回流，保持回流28h，停止加热，冷却至室温，密封保存制得防霉剂FMJ-3。

将100份黏度1000mPa·s的三甲氧基硅乙基封端的聚二甲基硅氧烷，5份六甲基二硅氮烷处理的白炭黑，加入到行星搅拌基中，在压力-0.9MPa下搅拌15分钟后，停机铲边。将3份双三甲氧基硅基乙烷(交联剂)，0.8份FMJ-3加入到行星机中，在-0.9MPa下搅拌30分钟。将0.3份有机锡催化剂和1份γ-缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷加入到行星机中，除真空搅拌30分钟后出料，制得披敷胶Ⅲ。

实施例4

将100份黏度800mPa·s的三甲氧基硅乙基封端的聚二甲基硅氧烷，8份六甲基二硅氮烷处理的白炭黑，加入到行星搅拌基中，在压力-0.9MPa下搅拌20分钟后，停机铲边。将3份双三甲氧基硅基乙烷(交联剂)，1份FMJ-1加入到行星机中，在-0.9MPa下搅拌30分钟。将0.3份有机锡催化剂和1份γ-缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷加入到行星机中，除真空搅拌30分钟后出料，制得披敷胶Ⅳ。

对比例1

与实施例4相比，用100份黏度800mPa·s羟基封端的聚二甲基硅氧烷替换三甲氧基硅乙基封端的聚二甲基硅氧烷，8份六甲基二硅氮烷处理的白炭黑，加入到行星搅拌基中，在压力-0.9MPa下搅拌20分钟后，停机铲边。将3份双三甲氧基硅基乙烷(交联剂)，1份FMJ-1加入到行星机中，在-0.9MPa下搅拌30分钟。将0.3份有机锡催化剂和1份γ-缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷加入到行星机中，除真空搅拌30分钟后出料，制得披敷胶Ⅴ。

对比例2

与实施例1相比，不添加防霉剂，其余成分和工艺相同。即将100份黏度300mPa·s的三甲氧基硅乙基封端的聚二甲基硅氧烷，10份六甲基二硅氮烷处理的白炭黑，加入到行星搅拌基中，在压力-0.9MPa下搅拌15分钟后，停机铲边。将2份1,1,3,3-四甲基-1,3-二三甲氧基硅乙基二硅氧烷(交联剂)，在-0.9MPa下搅拌30分钟。将0.3份有机锡催化剂和1份γ-缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷加入到行星机中，除真空搅拌30分钟后出料，制得披敷胶Ⅵ。

对比例3

与实施例4相比，将防霉剂FMJ-1替换成纳米银粒子防霉剂，其余成分和工艺相同。即用100份黏度800mPa·s羟基封端的聚二甲基硅氧烷替换三甲氧基硅乙基封端的聚二甲基硅氧烷，8份六甲基二硅氮烷处理的白炭黑，加入到行星搅拌基中，在压力-0.9MPa下搅拌20分钟后，停机铲边。将3份双三甲氧基硅基乙烷(交联剂)，1份纳米银粒子防霉剂加入到行星机中，在-0.9MPa下搅拌30分钟。将0.3份有机锡催化剂和1份γ-缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷加入到行星机中，除真空搅拌30分钟后出料，制得披敷胶Ⅶ。

对比例4

与实施例4相比，将防霉剂FMJ-1替换成长链烷基季铵基低聚硅氧烷，其余成分和工艺相同。即用100份黏度800mPa·s羟基封端的聚二甲基硅氧烷替换三甲氧基硅乙基封端的聚二甲基硅氧烷，8份六甲基二硅氮烷处理的白炭黑，加入到行星搅拌基中，在压力-0.9MPa下搅拌20分钟后，停机铲边。将3份双三甲氧基硅基乙烷(交联剂)，1份纳米银粒子防霉剂加入到行星机中，在-0.9MPa下搅拌30分钟。将0.3份有机锡催化剂和1份γ-缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷加入到行星机中，除真空搅拌30分钟后出料，制得披敷胶Ⅷ。

性能测试

对实施例1～4和对比例实施例1～4进行了性能测试结果如表1所示：

表1披敷胶性能测试结果

上表中，外观采用目测方式，胶水厚度为2mm；黏度a)、表干时间a)为新制备的披敷胶的黏度和表干时间，黏度b)、表干时间b)为70℃加速7d后的黏度和表干时间。

与羟基封端的聚二甲基硅氧烷做基础聚合物相比本发明所述基础聚合物因采用多烷氧基硅基烷基封端，在贮存时避免了端羟基与交联剂反应，减少了能使Si-O键发生断裂的游离醇，制备的披敷胶比采用羟基封端的聚二甲基硅氧烷具有更好的稳定性。本发明所述防霉剂与有机硅聚合物比纳米银有更好的相容性，外观更加透明。与长链烷基季铵基低聚硅氧烷防霉剂相比，结构更可控，因为采用长链有机硅季铵盐单体的硅烷溶液，不会有羟基，降低了黏度随贮存时间的变化率，稳定性更好。添加较少量即可达到0级防霉效果，而不添加防霉剂的披敷胶防霉效果很差易滋生霉菌。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (9)

1.一种低黏度透明防霉电子披敷胶，其特征在于由以下质量份原料组成：

多烷氧基封端聚二甲基硅氧烷：100份

六甲基二硅氮烷处理白炭黑：5～15份

多烷氧基硅烷交联剂：1～8份

防霉剂：0.5～2份

增粘剂：0.2～1.5份

催化剂：0.1～1份。

2.根据权利要求1所述低黏度透明防霉电子披敷胶，其特征在于：

所述多烷氧基封端聚二甲基硅氧烷具有以下结构：

其中，R是选自甲基、乙基或异丙基中的一种；x＝2～10，n为大于10的整数，黏度η＝100～1500mPa·s。

3.根据权利要求1所述低黏度透明防霉电子披敷胶，其特征在于：

所述多烷氧基硅烷交联剂为：

其中，R是选自甲基、乙基或异丙基、苯基中的一种；m为2或4～8的整数。

4.根据权利要求1所述低黏度透明防霉电子披敷胶，其特征在于：

所述防霉剂是含有长链有机硅季铵盐的硅氧烷溶液。

5.根据权利要求4所述低黏度透明防霉电子披敷胶，其特征在于：

所述含有长链有机硅季铵盐的硅氧烷溶液中，有机硅季铵盐长链为12～18个碳原子的直链或支链，硅氧烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、1,3－双(三甲氧硅基)乙烷、四异丙氧基硅烷中的一种或几种。

6.根据权利要求4或5所述低黏度透明防霉电子披敷胶，其特征在于：

含有长链有机硅季铵盐的硅氧烷溶液是通过如下方法制备得到的：将二甲基长链烷基叔铵、γ-氯丙基多烷氧基硅烷与硅氧烷加入到带冷凝器的三口烧瓶中，升温至回流，然后保持回流24～40小时，冷却至室温、密封保存。

7.根据权利要求1所述低黏度透明防霉电子披敷胶，其特征在于：所述增粘剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和N–(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷和N–(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。

8.权利要求1至7任一权利要求所述低黏度透明防霉电子披敷胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)按配方将多烷氧基封端聚二甲基硅氧烷、六甲基二硅氮烷处理的白炭黑在真空条件下混合均匀，得到基础胶；

2)将加入交联剂、防霉剂加入基础胶中在真空条件下搅拌30分钟，使交联剂和防霉剂均匀分散在基础胶中；

3)加入催化剂和增粘剂，抽真空混合后出料包装。

9.根据权力要求8所述低黏度透明防霉电子披敷胶的制备方法，其特征在于：

步骤1)和步骤2)中的真空要求≤-0.8MPa。