CN110607158A - 耐低温电磁屏蔽粘合剂的制备方法 - Google Patents

耐低温电磁屏蔽粘合剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种耐低温电磁屏蔽粘合剂的制备方法，包括以下步骤：S1、提供主剂和导电填料，主剂包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚已内酯、乙烯‑辛烯共聚物、异氰酸酯化合物、有机溶剂以及助剂；S2、将导电填料经过预处理，再将主剂中的各成分加入至搅拌器中，于20‑60℃下搅拌10‑30分钟，得到混合物；S3、将混合物升温至80‑150℃，向其中加入经过预处理后的导电填料，搅拌研磨分散处理1‑4小时后，降温至15‑60℃，真空蒸馏后得到耐低温电磁屏蔽粘合剂。该制备方法流程步骤简单，且能制备得到粘度较高、凝胶时间较短的具有电磁屏蔽效果的粘合剂。

Description

耐低温电磁屏蔽粘合剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐低温电磁屏蔽粘合剂的制备方法。
背景技术
目前，显示设备对电磁兼容环境下的适应性需要更高的要求，例如武器显示系统，飞机机舱显示系统，医疗显示系统或特殊工业控制显示系统，上述设备往往需要在低温环境下使用。但是目前的电磁屏蔽粘合剂无法满足其使用需要，当使用环境温度低时，粘合剂的粘接活性低，且粘接的部位容易裂开。
并且，现有的粘合剂在制备过程中往往是将原料随意混合，其所制备得到的粘合剂均匀性较差，胶膜厚度难控，初粘力差，凝胶时间长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备得到能在低温环境下使用，且粘度较高、凝胶时间较短的具有电磁屏蔽效果的粘合剂的方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐低温电磁屏蔽粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、提供主剂和导电填料，所述主剂包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚已内酯、乙烯-辛烯共聚物、异氰酸酯化合物、有机溶剂以及助剂；
S2、将所述导电填料经过预处理，再将所述主剂中的各成分加入至搅拌器中，于20-60℃下搅拌10-30分钟，得到混合物；
S3、将所述混合物升温至80-150℃，向其中加入所述经过预处理后的导电填料，搅拌研磨分散处理1-4小时后，降温至15-60℃，真空蒸馏后得到所述耐低温电磁屏蔽粘合剂。
进一步地，所述主剂按重量计包括：聚酯多元醇100-300份、聚醚多元醇100-200份、聚已内酯60-120份、异氰酸酯化合物150-350份、有机溶剂100-200份以及助剂60-100份。
进一步地，所述制备方法还包括：步骤S21、将所述混合物在45-55℃下进行预热处理。
进一步地，所述主剂和导电填料的质量比为2:1至1:3。
进一步地，所述主剂和导电填料的质量比为1:1.5。
进一步地，所述导电填料通过配位型钛酸酯偶联剂进行预处理，以避免与树脂和其它酯类助剂发生酯交换反应，适用于本发明中的聚酯。
进一步地，所述导电填料选自镍粉、银粉、铜粉和铝粉中的任一种或多种。
进一步地，所述导电填料为银包铜和/或银包铝。
进一步地，所述助剂包括扩链剂、增塑剂和交联剂，所述扩链剂在所述助剂中的含量为1-20wt％，所述增塑剂在所述助剂中的含量为1-20wt％，所述交联剂在所述助剂中的含量为20-80wt％。
进一步地，所述异氰酸酯化合物为聚亚甲基聚苯基异氰酸酯，其粘度为50-200CPS/25℃。
进一步地，所述聚酯多元醇由一种或多种碳原子数为2-8的有机酸与乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、1,4-丁二醇中的一种或多种缩合成的。
进一步地，所述聚酯多元醇由苯二甲酸、己二酸、卤代苯二甲酸的一种或多种与乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、1,4-丁二醇的一种或多种缩合成的，其平均羟基官能度为2.5-4.0，其数均分子量为800-2400。
进一步地，所述聚醚多元醇具有环氧乙烷、甲基丙二醇、环氧丙烷或者环氧丁烷的一种或多种的结构单元，其平均羟基官能度为2.5-4.0，其数均分子量为800-6000。
进一步地，所述扩链剂是乙二醇，1,4-丁二醇和新戊二醇中的一种或多种。
进一步地，所述有机溶剂选自丙酮、环己烷、二甲基亚砜和乙酸乙酯。
进一步地，所述交联剂选自过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物、过氧化氢二异丙苯、二亚乙基三胺、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
进一步地，所述增塑剂是邻苯二甲酸酯类增塑剂，包括邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二仲辛酯、邻苯二甲酸二环己酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的耐低温电磁屏蔽粘合剂的制备方法流程步骤简单，且能制备得到粘度较高、凝胶时间较短的具有电磁屏蔽效果的粘合剂，其还具有较佳的回弹性，使其抗划痕、抗裂能力强，适用于低温环境下工作的显示装置等。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
除非另外地说明，采取的物料说明如下：
聚醚多元醇A：甲基丙二醇(MPO)缩聚得到的高活性高官能度聚醚多元醇，其羟基的官能度为3，数均分子量为4000，粘度为1CPS/25℃，采购自佛山市鸿宝丽化工有限公司。
聚醚多元醇B：为购自陶氏化学的货号为VOANOL CP 4702的聚醚多元醇，由环氧乙烷、环氧丙烷和环氧丁烷缩聚得到，其数均分子量为4800，羟基官能度为3，羟值为34。
聚醚多元醇C：EP-210聚醚多元醇，其为环氧丙烷聚合环氧乙烷封端的聚醚多元醇，其羟基官能度为3，数均分子量为3200，购自广州富飞化工有限公司。
聚酯多元醇A：聚酯多元醇PE1由己二酸、间苯二甲酸、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇缩合反应而得，其数均分子量为1000，粘度为1.6CPS/25℃，采购自佛山市鸿宝丽化工有限公司。
聚酯多元醇B：聚酯多元醇PE2由己二酸、对苯二甲酸、一缩二乙二醇，新戊二醇、乙二醇缩合反应而得，其数均分子量为1000，粘度为1.2CPS/25℃，采购自佛山市鸿宝丽化工有限公司。
聚已内酯：购自苏州朗行生物科技有限公司。
异氰酸酯化合物：聚亚甲基聚苯基异氰酸酯，简称聚合MDI，购自拜耳公司，产品牌号为DESMODUR44V20L；。
硅油A：线型聚二甲基硅氧烷，其数均分子量为6000，购自莱阳圣邦有机硅科技有限公司。
交联剂：甲基三甲氧基硅烷，购自苏州甫路生物科技有限公司。
增塑剂：邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯，购自昊睿化学(上海)有限公司。
导电填料A：银包铜粉，平均粒径1-3μm，纯度＞99.9％，购自北京德科岛金科技有限公司。
导电填料B：银包铝粉，购自北京德科岛金科技有限公司。
配位型钛酸酯偶联剂：[(CH3)2CHO]4Ti-[HO-P(OR)2]2，购自杰西卡化工，型号HY-401。
乙烯-辛烯共聚物：购自美国陶氏。
以下实施例中的导电填料都经过上述配位型钛酸酯偶联剂进行预处理。
实施例1
按照表1所述的配方，在搅拌器中加入如原料组合物所述份量的聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚已内酯、乙烯-辛烯共聚物、异氰酸酯化合物、有机溶剂、扩链剂、增塑剂和交联剂，在30℃下搅拌30分钟，随后升温至45℃，10分钟后加入导电填料，控制反应温度在90℃，保温并搅拌研磨分散处理2小时后，开始监控粘度，每半小时取样一次，粘度达到3000±250mPa.s/25℃后，降温至50℃，然后真空蒸馏出料。
表1：实施例1的物料配方
经检测，产品的粘度为3000±250mPa.s/25℃。
实施例2
按照表2所述的配方，在搅拌器中加入如原料组合物所述份量的聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚已内酯、乙烯-辛烯共聚物、异氰酸酯化合物、有机溶剂、扩链剂、增塑剂和交联剂，在50℃下搅拌10分钟，随后升温至50℃，10分钟后加入导电填料，控制反应温度在130℃，保温并搅拌研磨分散处理1.5小时后，开始监控粘度，每半小时取样一次，粘度达到3100±250mPa.s/25℃后，降温至60℃，然后真空蒸馏出料。
表2：实施例2的物料配方
经检测，产品的粘度为3100±250mPa.s/25℃。
实施例3
按照表3所述的配方，在搅拌器中加入如原料组合物所述份量的聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚已内酯、乙烯-辛烯共聚物、异氰酸酯化合物、有机溶剂、扩链剂、增塑剂和交联剂，在60℃下搅拌12分钟，随后升温至55℃，10分钟后加入导电填料，控制反应温度在150℃，保温并搅拌研磨分散处理1小时后，开始监控粘度，每半小时取样一次，粘度达到3100±250mPa.s/25℃后，降温至30℃，然后真空蒸馏出料。
表3：实施例3的物料配方
物料 选用物种 用量/g
聚醚多元醇第一组分 聚醚多元醇C 80
聚醚多元醇第二组分 聚醚多元醇A 80
聚已内酯 90
乙烯-辛烯共聚物 90
聚酯多元醇 聚酯多元醇A 150
扩链剂 乙二醇 15
硅油 硅油A 20
异氰酸酯化合物 聚合MDI 150
溶剂 环己烷 130
增塑剂 邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯 15
交联剂 甲基三甲氧基硅烷 30
导电填料B 银包铝粉 770
实施例4
按照表4所述的配方，在搅拌器中加入如原料组合物所述份量的聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚已内酯、乙烯-辛烯共聚物、异氰酸酯化合物、有机溶剂、扩链剂、增塑剂和交联剂，在20℃下搅拌30分钟，随后升温至55℃，15分钟后加入导电填料，控制反应温度在140℃，保温并搅拌研磨分散处理3小时后，开始监控粘度，每半小时取样一次，粘度达到3100±250mPa.s/25℃后，降温至35℃，然后真空蒸馏出料。
表4：实施例4的物料配方
物料 选用物种 用量/g
聚醚多元醇第一组分 聚醚多元醇C 130
聚醚多元醇第二组分 聚醚多元醇A 70
聚已内酯 100
乙烯-辛烯共聚物 100
聚酯多元醇 聚酯多元醇A 180
扩链剂 乙二醇 15
硅油 硅油A 6
异氰酸酯化合物 聚合MDI 180
溶剂 环己烷 180
增塑剂 邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯 12
交联剂 甲基三甲氧基硅烷 35
导电填料B 银包铝粉 2769
实施例5
按照表5所述的配方，在搅拌器中加入如原料组合物所述份量的聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚已内酯、乙烯-辛烯共聚物、异氰酸酯化合物、有机溶剂、扩链剂、增塑剂和交联剂，在45℃下搅拌25分钟，随后升温至52℃，15分钟后加入导电填料，控制反应温度在135℃，保温并搅拌研磨分散处理2.5小时后，开始监控粘度，每半小时取样一次，粘度达到3100±300mPa.s/25℃后，降温至40℃，然后真空蒸馏出料。
表5：实施例5的物料配方
物料 选用物种 用量/g
聚醚多元醇第一组分 聚醚多元醇A 50
聚醚多元醇第二组分 聚醚多元醇B 100
聚已内酯 70
乙烯-辛烯共聚物 80
聚酯多元醇 聚酯多元醇B 160
扩链剂 乙二醇 10
硅油 硅油A 9.3
异氰酸酯化合物 聚合MDI 160
溶剂 环己烷 150
增塑剂 邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯 10
交联剂 甲基三甲氧基硅烷 28
导电填料A 银包铜粉 1138
实施例6
在本实施例中，评估了各组的粘合剂的凝固时间的快慢。试验方法根据中华人民共和国国家标准GB/T 7124-2008来进行。按照该标准的方法制作了标准试板，并且分别测量了15分钟、3小时、6小时、12小时和24小时下的粘合力，并且每组试验分别进行五次平行，测试温度为25℃。记录了每个实施例的拉伸剪切强度(MPa)，并且记录在表6中。
表6：实施例1-5的粘合剂在不同时间下的破坏载荷。
从表6的数据可以看到的是，实施例1-2的粘合剂在粘合时间较短时具有较差的拉伸剪切强度，但是在时间较长时，其拉伸剪切强度趋于平稳和较高。实施例3-4的短凝固时间具有较好的拉伸剪切强度，但是其长时间凝固之后的拉伸剪切强度反而不如实施例1-2的水平。实施例5相对于实施例1-2而言在粘合时间较短的情况下的拉伸剪切强度较高，并且在时间延长时，也具有较高的拉伸剪切强度，得到了较好的粘合效果。
实施例3-4的粘合剂在粘合完毕之后具有透明的颜色，在不锈钢表面基本无法观察到。
实施例7
在本实施例中，评估了各组的粘合剂分别在低温环境时的拉伸剪切强度。试验方法根据中华人民共和国国家标准GB/T 7124-2008来进行。按照该标准的方法制作了标准试板，并且分别测量了粘接24小时后在-100℃，-80℃，-60℃，-40℃以及-20℃温度下的粘合力，并且每组试验分别进行五次平行。记录了每个实施例的拉伸剪切强度(MPa)，并且记录在表7中。
表7：
从表7的数据可以看到的是，实施例1、2和5在超低温度下(低于零下60℃)仍然具有较佳的拉伸剪切强度和粘接性，可以在低温环境下进行使用。
实施例8
在本实施例中，评估了各组的粘合剂分别-60℃，-40℃，-20℃，0℃，20℃时的电磁屏蔽效果，每组试验分别进行五次平行，结果如表8所示。
表8：
由表8的试验数据可知，实施例3、4和5在低温环境下仍然具有较佳的电磁屏蔽效果。
综上所述：本发明的耐低温电磁屏蔽粘合剂的制备方法流程步骤简单，且能制备得到粘度较高、凝胶时间较短的具有电磁屏蔽效果的粘合剂，其还具有较佳的回弹性，使其抗划痕、抗裂能力强，适用于低温环境下工作的显示装置等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种耐低温电磁屏蔽粘合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、提供主剂和导电填料，所述主剂包括聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚已内酯、乙烯-辛烯共聚物、异氰酸酯化合物、有机溶剂以及助剂；
S2、将所述导电填料经过预处理，再将所述主剂中的各成分加入至搅拌器中，于20-60℃下搅拌10-30分钟，得到混合物；
S3、将所述混合物升温至80-150℃，向其中加入所述经过预处理后的导电填料，搅拌研磨分散处理1-4小时后，降温至15-60℃，真空蒸馏后得到所述耐低温电磁屏蔽粘合剂。
2.如权利要求1所述的耐低温电磁屏蔽粘合剂的制备方法，其特征在于，所述主剂按重量计包括：聚酯多元醇100-300份、聚醚多元醇100-200份、聚已内酯60-120份、异氰酸酯化合物150-350份、有机溶剂100-200份以及助剂60-100份。
3.如权利要求1所述的耐低温电磁屏蔽粘合剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：步骤S21、将所述混合物在45-55℃下进行预热处理。
4.如权利要求1所述的耐低温电磁屏蔽粘合剂的制备方法，其特征在于，所述主剂和导电填料的质量比为2:1至1:3。
5.如权利要求1所述的耐低温电磁屏蔽粘合剂的制备方法，其特征在于，所述导电填料通过配位型钛酸酯偶联剂进行预处理。
6.如权利要求1所述的耐低温电磁屏蔽粘合剂的制备方法，其特征在于，所述导电填料选自镍粉、银粉、铜粉和铝粉中的任一种或多种。
7.如权利要求6所述的耐低温电磁屏蔽粘合剂的制备方法，其特征在于，所述导电填料为银包铜和/或银包铝。
8.如权利要求1至7中任一项所述的耐低温电磁屏蔽粘合剂的制备方法，其特征在于，所述助剂包括扩链剂、增塑剂和交联剂，所述扩链剂在所述助剂中的含量为1-20wt％，所述增塑剂在所述助剂中的含量为1-20wt％，所述交联剂在所述助剂中的含量为20-80wt％。
9.如权利要求1至7中任一项所述的耐低温电磁屏蔽粘合剂的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯化合物为聚亚甲基聚苯基异氰酸酯，其粘度为50-200CPS/25℃。
10.如权利要求1至7中任一项所述的耐低温电磁屏蔽粘合剂的制备方法，其特征在于，所述聚酯多元醇由一种或多种碳原子数为2-8的有机酸与乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、1,4-丁二醇中的一种或多种缩合成的；所述聚醚多元醇具有环氧乙烷、甲基丙二醇、环氧丙烷或者环氧丁烷的一种或多种的结构单元，其平均羟基官能度为2.5-4.0，其数均分子量为800-6000。
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