CN110684504B - 一种用于线缆的耐高温的粘结剂和耐高温胶膜 - Google Patents

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Abstract

一种用于线缆的耐高温的粘结剂和耐高温胶膜，其粘结剂的原料包括：有机硅树脂A、有机硅树脂B、锚固剂、封闭型异氰酸酯固化剂、催化剂、填料和粘结溶剂；有机硅树脂A为乙烯基聚二甲基硅氧烷；有机硅树脂B为乙烯基硅氧烷和马来酸酐的共聚物；耐高温胶膜，包括：PI基材层、绝缘胶层和离型膜层；绝缘胶层使用上述的粘结剂，将粘结剂涂覆于PI基材层的下表面，形成绝缘胶层；离型膜层可剥离贴合于绝缘胶层的下表面。本发明粘结剂制成胶膜后可耐至少1000h小时的200℃高温，并且可以达到高柔韧性，可以任意折叠；解决了现有技术中，粘结剂长期耐高温性能不足的缺点，并且解决了现有技术热熔胶膜，不可同时获得耐热性和柔韧性的问题。

Description

一种用于线缆的耐高温的粘结剂和耐高温胶膜
技术领域
本发明涉及耐高温胶膜技术领域，尤其涉及一种用于线缆的耐高温的粘结剂和耐高温胶膜。
背景技术
现有的FFC线材，其使用的粘结剂耐热性有限，不耐高温，高温焊接过程中，容易出现分层的现象；主要原因是，现有用于FFC线材的粘结剂都以环氧树脂体系和丙烯酸体系为主，两者作为主要的成膜物质时，对于短时间耐高温比较有可能，但对于长时间耐高温则不一定可以实现，如耐高温时间长达500小时以上，温度达200℃时，制备出的耐高温胶膜表面有影响，性能亦会下降；同时，由于FFC线材常需要折叠，而现有的线材胶膜只能是耐高温和柔软性两者中选择其一，性能不足。
发明内容
本发明的目的在于提出一种用于线缆的耐高温的粘结剂，其有机硅树脂A为乙烯基聚二甲基硅氧烷，有机硅树脂B为乙烯基硅氧烷和马来酸酐的共聚物。
本发明还提出一种用于线缆的耐高温胶膜，包括：PI基材层、绝缘胶层和离型膜层；该绝缘胶层使用了耐高温的粘结剂制备而成。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于线缆的耐高温的粘结剂，原料包括：有机硅树脂A、有机硅树脂B、锚固剂、封闭型异氰酸酯固化剂、催化剂、填料和粘结溶剂；
所述有机硅树脂A为乙烯基聚二甲基硅氧烷；
所述有机硅树脂B为乙烯基硅氧烷和马来酸酐的共聚物。
更进一步说明，所述锚固剂包括：乙烯基硅烷、环氧改性有机硅树脂、环氧硅烷和锚固溶剂。
更进一步说明，所述填料为气相二氧化硅。
更进一步说明，所述催化剂是以二乙烯基四甲基二硅氧烷为配体制成的铂络合物催化剂。
更进一步说明，所述粘结溶剂为甲苯、乙酸乙酯和丁酮中的一种或两种以上的组合。
更进一步说明，按质量分数，包括：20-30％的有机硅树脂A、10-20％的有机硅树脂B、2.5-5％的锚固剂、1-2％的封闭型异氰酸酯固化剂、0.01-0.08％的催化剂、1-4％的填料和余量的粘结溶剂。
一种用于线缆的耐高温胶膜，包括：PI基材层、绝缘胶层和离型膜层；
所述绝缘胶层使用上述的粘结剂，将所述粘结剂涂覆于所述PI基材层的下表面，形成所述绝缘胶层；所述离型膜层可剥离贴合于所述绝缘胶层的下表面。
更进一步说明，所述耐高温胶膜的制备方法包括以下步骤：
(1)对PI基材层进行除湿、干燥，在涂胶面进行底涂或者电晕处理；
(2)将有机硅树脂A、有机硅树脂B、锚固剂分别溶解在粘结溶剂中，搅拌分散均匀；再将填料加入，搅拌分散均匀，然后研磨至细度小于10um；降至室温后，加入封闭型异氰酸酯固化剂和催化剂，搅拌分散均匀，得到粘结剂；
(3)通过涂布机将粘结剂涂布在PI基材层上，烘干固化形成绝缘胶层；再在绝缘胶层的表面复合离型膜，得到耐高温胶膜。
更进一步说明，所述PI基材层经为双向拉伸的PI膜。
更进一步说明，所述PI基材层的厚度为厚度12-25μm。
本发明的有益效果：
本粘结剂通过配合有机硅树脂A、有机硅树脂B和锚固剂，通过加入封闭型异氰酸酯固化剂、催化剂、填料和粘结溶剂制得用于线缆胶膜的粘结剂，制成胶膜后可达至在耐至少1000h小时的200℃高温，并且可以达到高柔韧性，可以任意折叠；解决了现有技术中，粘结剂长期耐高温性能不足的缺点，并且解决了现有技术热熔胶膜，不可同时获得耐热性和柔韧性的问题。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
一种用于线缆的耐高温的粘结剂，原料包括：有机硅树脂A、有机硅树脂B、锚固剂、封闭型异氰酸酯固化剂、催化剂、填料和粘结溶剂；
所述有机硅树脂A为乙烯基聚二甲基硅氧烷；
所述有机硅树脂B为乙烯基硅氧烷和马来酸酐的共聚物。
本粘结剂通过配合有机硅树脂A、有机硅树脂B和锚固剂，通过加入封闭型异氰酸酯固化剂、催化剂、填料和粘结溶剂制得用于线缆胶膜的粘结剂，制成胶膜后可达至在耐至少1000h小时的200℃高温，并且可以达到高柔韧性，可以任意折叠；解决了现有技术中，粘结剂长期耐高温性能不足的缺点，并且解决了现有技术热熔胶膜，不可同时获得耐热性和柔韧性的问题。
封闭型异氰酸酯固化剂，优选解封温度在110-130℃解封的封闭型异氰酸酯固化剂，可以选择IPDI和HDI；封闭型异氰酸酯固化剂可以增加胶膜对金属导体的粘接力，添加量小于1％，粘金属强度不够，添加量大于2％，耐高温胶水配置过程容易变浑浊，稳定性差。
更进一步说明，所述锚固剂包括：乙烯基硅烷、环氧改性有机硅树脂、环氧硅烷和锚固溶剂。
更进一步说明，用于增加对PI基材的附着力以及粘结剂的综合性；其添加量小于2.5％时，对PI附着力差，对长期耐高温的性能有影响，柔韧性也会稍降低；添加量大于5％时，则会有成本高的问题。
更进一步说明，所述填料为气相二氧化硅。
优选亲水型气相二氧化硅，用于降低耐高温胶的表面初粘；其添加量小于1％时，对降低初粘的作用不大，添加量大于4％时，表面初粘太低，不利于离型膜层的贴合；
更进一步说明，所述催化剂是以二乙烯基四甲基二硅氧烷为配体制成的铂络合物催化剂。
更进一步说明，催化剂用于促进反应的效率，其含量小于0.01％时，烘干固化时间延长，固化速度慢；耐含量大于0.08％时，催化速度快，胶膜固化程度高，流动性差，不适合FFC线的加工。
更进一步说明，所述粘结溶剂为甲苯、乙酸乙酯和丁酮中的一种或两种以上的组合。
更进一步说明，主要起稀释溶解的作用，含量过低则会造成胶水粘度太大，涂布外观流平性差；含量过高则会造成胶水粘度低，涂布易出现水纹印。
更进一步说明，按质量分数，包括：20-30％的有机硅树脂A、10-20％的有机硅树脂B、2.5-5％的锚固剂、1-2％的封闭型异氰酸酯固化剂、0.01-0.08％的催化剂、1-4％的填料和余量的粘结溶剂。
一种用于线缆的耐高温胶膜，包括：PI基材层、绝缘胶层和离型膜层；
所述绝缘胶层使用上述的粘结剂，将所述粘结剂涂覆于所述PI基材层的下表面，形成所述绝缘胶层；所述离型膜层可剥离贴合于所述绝缘胶层的下表面。
更进一步说明，PI基材层为双向拉伸PI膜，优选12-25um。低于12um时，PI膜加工困难，高于25um，则会使产品的整体柔韧性下降,而且成本高。
离型膜层包括但不限于，氟素离型膜、PET非硅离型膜和PP离型膜。优选PP离型膜。成本比氟素离型膜、PET离型膜便宜，且不存在离型剂转移的问题。
一种用于线缆的耐高温胶膜，所述耐高温胶膜的制备方法包括以下步骤：
(1)对PI基材层进行除湿、干燥，在涂胶面进行底涂或者电晕处理；
(2)将有机硅树脂A、有机硅树脂B、锚固剂分别溶解在粘结溶剂中，搅拌分散均匀；再将填料加入，搅拌分散均匀，然后研磨至细度小于10um；降至室温后，加入封闭型异氰酸酯固化剂和催化剂，搅拌分散均匀，得到粘结剂；
(3)通过涂布机将粘结剂涂布在PI基材层上，烘干固化形成绝缘胶层；再在绝缘胶层的表面复合离型膜，得到耐高温胶膜。
更进一步说明，所述PI基材层经为双向拉伸的PI膜。
更进一步说明，所述PI基材层的厚度为厚度12-25μm。
本方案所使用到的性能测试：
1.耐高温焊接性能测试。
将耐高温胶膜贴于导体，制得成品线材，垂直浸入300±5℃的锡炉内，持续30秒。观查成品线材是否脱层，线身是否在有气泡。
2.长期耐高温性能测试。
将耐高温胶膜贴于导体，制得成品线材，放置于200±5℃的烘箱中，时间1000小时，观测线材是否存在气泡脱层，测试绝缘阻抗是否大于100MΩ，大于则合格。
3.柔韧性测试。
将耐高温胶膜贴于导体，制得成品线材，通过挠曲测试仪器进行弯曲测试(R5mm.300次/分钟)，要求断线回数大于10万次。
实施例A：
一种耐高温胶膜的制备方法包括以下步骤：
(1)对PI基材层进行除湿、干燥，在涂胶面电晕处理；PI基材层的厚度为20μm；
(2)将有机硅树脂A、有机硅树脂B、锚固剂分别溶解在粘结溶剂中，搅拌分散均匀；再将填料加入，搅拌分散均匀，搅拌分散速度1000r/min，然后研磨至细度小于10um；降至室温后，加入封闭型异氰酸酯固化剂和催化剂，搅拌分散均匀，搅拌分散速度800r/min，得到粘结剂；粘结剂的原料组成如表1所示；有机硅树脂A为乙烯基聚二甲基硅氧烷；有机硅树脂B为乙烯基硅氧烷和马来酸酐的共聚物；锚固剂为乙烯基硅烷、环氧改性有机硅树脂、环氧硅烷和甲苯作为锚固溶剂的混合物，四者按随机比例混合，每种不含量不低于10％；催化剂为二乙烯基四甲基二硅氧烷为配体制成的铂络合物催化剂；填料为气相二氧化硅；粘结溶剂为甲苯、乙酸乙酯和丁酮的组合；封闭型异氰酸酯固化剂为封闭型的IPDI。
(3)通过涂布机将粘结剂涂布在PI基材层上，烘干固化形成绝缘胶层；再在绝缘胶层的表面复合离型膜，得到耐高温胶膜。
表1-不同物料组成的粘结剂
Figure BDA0002256310730000061
将上述不同实施例A1-A4混合粘结剂，制备出的耐高温胶膜按公知的方法贴好导体，进行上述耐高温焊接、长期耐高温性能和柔韧性测试，制得表2。
表2-实施例A的性能测试
Figure BDA0002256310730000071
说明：
1、由实施例A1与实施例A4对比可知，实施例A1只使用了有机硅树脂B，由于缺少了有机硅树脂A，实施例A1制备出的粘结剂用于耐高温胶膜的绝缘胶层时，其耐高温性能不足，浸入300℃的锡炉内，30秒会产生气泡；且实施例A1在200℃的烘箱中，时间经过1000小时出现气泡，且绝缘阻抗方面亦不合格，仅为21.3MΩ，不符合标准；由实施例A2与实施例A4对比可知，实施例A2只使用了有机硅树脂A，由于缺少了机硅树脂B，其性能方面某些值虽比实施例A1的略好，但都仍为不合格。
2、由实施例A4和实施例A1、实施例A2对比可知，实施例A4同时使用了有机硅树脂A和有机硅树脂B，两者配合后获得的粘结剂；耐高温方面，其耐高温胶膜包有导体后浸入300℃的锡炉内，30秒不会产生气泡；进一步地，置于200℃的烘箱内1000小时后，线材仍不会出现气泡或脱层，并且绝缘阻抗达到153.6MΩ，远超标准；韧性方面，同时使用有机硅树脂A和有机硅树脂B的实施例A4可在断线回数方面达到45万次，意味着可以任意折叠线材都不会脱离，相对于实施例A1的1万次与实施例A2的4万次；说明了单独使用任意一种有机硅树脂A或有机硅树脂B，其韧性都不足，必须同时使用才可以达到韧性方面的提高。
3、由实施例A3和实施例A4可知，实施例A3没有使用锚固剂，而长期耐高温性能方面与实施例A4有区别，在1000小时后的200℃的烘箱处理后，有出现气泡的情况，亦导致了绝缘阻抗下降至78.2MΩ，不足100MΩ。
综上所述，本发明是将乙烯基聚二甲基硅氧烷、乙烯基硅氧烷-马来酸酐和锚固剂配合，通过引入封闭型异氰酸酯固化剂、催化剂和填料后，达到提高产品的长期耐高温性和柔韧性。
实施例B：
一种耐高温胶膜的制备方法包括以下步骤：
(1)对PI基材层进行除湿、干燥，在涂胶面电晕处理；PI基材层的厚度为20μm；
(2)将有机硅树脂A、有机硅树脂B、锚固剂分别溶解在粘结溶剂中，搅拌分散均匀；再将填料加入，搅拌分散均匀，搅拌分散速度1000r/min，然后研磨至细度小于10um；降至室温后，加入封闭型异氰酸酯固化剂和催化剂，搅拌分散均匀，搅拌分散速度800r/min，得到粘结剂；有机硅树脂A为乙烯基聚二甲基硅氧烷；有机硅树脂B为乙烯基硅氧烷和马来酸酐的共聚物；锚固剂为乙烯基硅烷、环氧改性有机硅树脂、环氧硅烷和甲苯作为锚固溶剂的混合物，四者按随机比例混合，每种不含量不低于10％；催化剂为二乙烯基四甲基二硅氧烷为配体制成的铂络合物催化剂；填料为气相二氧化硅；粘结溶剂为甲苯、乙酸乙酯和丁酮的组合；封闭型异氰酸酯固化剂为封闭型的IPDI；封闭型异氰酸酯固化剂的添加量如表3所示。
(3)通过涂布机将粘结剂涂布在PI基材层上，烘干固化形成绝缘胶层；再在绝缘胶层的表面复合离型膜，得到耐高温胶膜。
(4)将步骤(3)制得的耐高温胶膜进行上述耐高温焊接测试，结果如表3。
表3-封闭型异氰酸酯固化剂的添加量
Figure BDA0002256310730000091
说明：
由实施例B1-实施例B6可知，封闭型异氰酸酯固化剂的范围在1.0-2.0％的范围内，贴好导体的线材，垂直浸入300℃的锡炉后，线材并不会出现脱层的现象；而当小于该范围后，即少加或不加的情况下，则会出现脱层现象；而大于该范围后，虽不脱层现象，但在步骤(2)-步骤(4)的制备过程中已经出现了浑浊，稳定性差。因此，在配制粘结剂的过程中，应严格控制封闭型异氰酸酯固化剂的范围在1.0-2.0％，防止表面出现脱层和浑浊的现象。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于线缆的耐高温的粘结剂，其特征在于，原料包括：20-30％的有机硅树脂A、10-20％的有机硅树脂B、2.5-5％的锚固剂、1-2％的封闭型异氰酸酯固化剂、0.01-0.08％的催化剂、1-4％的填料和余量的粘结溶剂；
所述有机硅树脂A为乙烯基聚二甲基硅氧烷；
所述有机硅树脂B为乙烯基硅氧烷和马来酸酐的共聚物；
所述锚固剂包括：乙烯基硅烷、环氧改性有机硅树脂、环氧硅烷和锚固溶剂。
2.根据权利要求1所述的一种用于线缆的耐高温的粘结剂，其特征在于，所述填料为气相二氧化硅。
3.根据权利要求1所述的一种用于线缆的耐高温的粘结剂，其特征在于，所述催化剂是以二乙烯基四甲基二硅氧烷为配体制成的铂络合物催化剂。
4.根据权利要求1所述的一种用于线缆的耐高温的粘结剂，其特征在于，所述粘结溶剂为甲苯、乙酸乙酯和丁酮中的一种或两种以上的组合。
5.一种用于线缆的耐高温胶膜，其特征在于，包括：PI基材层、绝缘胶层和离型膜层；
所述绝缘胶层使用权利要求1-4任意一项所述的粘结剂，将所述粘结剂涂覆于所述PI基材层的下表面，形成所述绝缘胶层；所述离型膜层可剥离贴合于所述绝缘胶层的下表面。
6.根据权利要求5所述的一种用于线缆的耐高温胶膜，其特征在于，所述耐高温胶膜的制备方法包括以下步骤：
(1)对PI基材层进行除湿、干燥，在涂胶面进行底涂或者电晕处理；
(2)将有机硅树脂A、有机硅树脂B、锚固剂分别溶解在粘结溶剂中，搅拌分散均匀；再将填料加入，搅拌分散均匀，然后研磨至细度小于10um；降至室温后，加入封闭型异氰酸酯固化剂和催化剂，搅拌分散均匀，得到粘结剂；
(3)通过涂布机将粘结剂涂布在PI基材层上，烘干固化形成绝缘胶层；再在绝缘胶层的表面复合离型膜，得到耐高温胶膜。
7.根据权利要求5所述的一种用于线缆的耐高温胶膜，其特征在于，所述PI基材层经为双向拉伸的PI膜。
8.根据权利要求5所述的一种用于线缆的耐高温胶膜，其特征在于，所述PI基材层的厚度为厚度12-25μm。
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