CN111548759A - 一种热可逆性粘合剂材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热可逆性粘合剂材料，包括50‑89重量份的拥有表卤代醇或缩水甘油中的一个功能基的第1环氧基聚合物；5‑15重量份的拥有双酚类功能基的第2环氧基聚合物；5‑30重量份的具有硫代酰胺类功能基的第1硬化剂；1‑10重量份的具有聚丙烯多胺功能基的第2硬化剂。本发明的有益效果是由该材料制作的一体成型电感器，性能优良，成品率高。

Description

一种热可逆性粘合剂材料
技术领域
本发明属于化学领域，尤其是涉及一种热可逆性粘合剂材料以及使用该材料加工一体成型电感器的方法。
背景技术
近期，随着各种电子机器及元件的高性能化，超薄化趋势的发展，安装用一体成型电感器的需求日益增加。尤其是笔记本电脑，移动设备，LCD电视/显示屏，电脑装置等很多功能的稳定实行，对于改良电源供应方法的需求日益增加。
由此，上述电源供应方法中，使用DC-DC转换器，Buck转换器，Boost等各种电源回路，给终端设备供电情况，都会用到一体成型电感器。
上述电源回路中的电感器，一般是电感器与电阻电容器一起，作为电气回路中最重要的一个元件。漆包线以单股或多股的方式缠绕在柱状体上，这是最基本的回路元件。
研究开发低损耗特性和饱和电流特性优异的电感器是目前的一种趋势。为了对应这种趋势，将漆包线排列成线圈后，包裹绝缘的磁性体粉末，在模具中模压成型，形成一体成型电感器。
关于一体成型电感器的现有技术中，韩国专利,公开号为：KR101481414B1已经公开了一种一体成型电感器的制作方法，包括如下步骤
S1材料供给，将成型粉末材料(M1)供给至模具上
S2压制成型，将成型粉末材料(M1)按照固定的形状让其压制成型，得到中间体(M2)
S3去除模具的顶针(22)
S4在模具下部(10)的上面安装空心线圈(C)
S5用模具上部(20)固定空心线圈
S6将二次模压成型粉末(M3)供料至模具中
S7将二次模压成型粉末(M3)、中间体(M2)和空心线圈(C)挤压到一起。
说明书附图的图1是体现韩国专利KR101481414B1的一体成型电感器制作方法的工程图。
在上述一体成型电感器的制作方法中，空心线圈(C)安装在下部模具(10)上，为了将上部模具(20)进行加压固定，需要使用控制上部空心线圈(C)位置的平板状的固定架或模具，该固定架或者模具需要特殊定制以配合模具。
并且，上述一体成型电感器的制作方法中，在工序(S7)中，将二次模压成型粉末(M3)和第一模压成型材料(M2)之间压入空心线圈(C)时，所述空心线圈(C)不一定在所述模压成型材料的中央位置，无论朝哪个方向倾斜，都会导致产品性能下降的问题。
此外，上述一体成型电感器的制作方法中，所述模压成型材料在一次成型后，不可再次成型。空心线圈(C)不管朝哪个方向倾斜，产生的不良产品都要废弃，资源利用效率会大大下降。
发明内容
本发明提供一种热可逆性粘合剂材料及使用该材料制作一体成型电感器的方法，具体来说为了能够更简单的制作各种不同形状和功能的电子元件，该热可逆性粘合剂材料在常温条件下固化，在规定的温度范围内软化，表现出重复的热可逆性。但是该材料在加热到临界温度以上，热可逆性消失，形成永久性硬化粘合剂材料。
本发明的技术方案是：
一种热可逆性粘合剂，包括50-89重量份的由表卤代醇或缩水甘油为单体的第1环氧基聚合物；5-15重量份的第2环氧基聚合物；5-30重量份的具有硫代酰胺类功能基的第1硬化剂；1-10重量份的具有聚丙烯多胺功能基的第2硬化剂。
所述第1环氧基聚合物的表卤代醇单体为环氧氯丙烷，表溴醇醚，环氧氟丙烷,表碘醇中的一种。
所述第1环氧基聚合物的缩水甘油单体为缩水甘油醚，1,3-丁二醇二缩水甘油醚，1,2,5,6-二环氧己烷，脂肪族二环氧化物中的一种。
所述第1硬化剂为双氰胺。
所述第2硬化剂为二亚乙基三胺，三乙四胺，四乙烯五胺，二甲基亚二丙基三胺，二六亚甲基三胺,五乙烯六胺中的一种。
一种所述热可逆性粘合剂的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：
i)材料准备阶段(S10)，将90-98重量份的磁性体粉末和2-10重量份的所述热可逆性粘合剂材料均匀混合；
ii)材料加工阶段(S20)，将固化好的材料加压形成工字型的磁芯；
iii)卷线圈阶段(S30)，将漆包线在成型的磁芯(B)的外周缠绕成线圈(C)；
iv)材料供给阶段(S40)，将缠有线圈(C)的磁芯(B)引入冲压模具(P)中；
v)模压成型阶段(S50)，将冲压模具(P)按照规定的温度进行加热，将磁芯(B)软化后加压，磁芯(B)在冲压模具(P)内部进行模压成型，所述线圈(C)在模压成型后的磁芯(B)内部；
vi)产品完成阶段(S60)，步骤v)中，取出模压成型后的磁芯(B)，按照规定的温度进行加热，实现磁芯(B)的非可逆性硬化，得到一体成型电感器。
其中，所述步骤v)模压成型阶段(S50)在100-140℃温度条件下进行。
所述步骤vi)中产品完成阶段(S60)在140-220℃温度条件下进行。
本发明热可逆性粘合剂材料及使用该材料制作一体成型电感器的方法的效果如下：
第一，按照规定的重量比将成型用粉末材料和热可逆性粘合剂材料混合，其具有在常温条件下固化，在规定的温度范围内软化的热可逆性，混合后的材料在高于临界温度条件下，又可以实现非可逆性硬化，各种形状和用途的电子元件可以非常简单的制作出来。
第二，将混合了热可逆性粘合剂材料的磁性体粉末材料进行加热，成型，然后在常温条件下让其冷却后，按照磁芯形状进行加工，在磁芯的外周卷线圈后，将磁芯本身按照规定的温度进行加压成型，相较于现有技术中，可塑材料和线圈单独准备，通过减少工序来大幅度提升工程效率。
第三，本发明中线圈直接缠绕在磁芯表面，加压成型时，线圈位置偏差小，由于线圈在一体成型电感器中的位置偏差所导致的次品率会大大下降。
附图说明
图1是现有技术中一体成型电感器的加工方法示意图
图2是本申请一体成型电感器的加工方法示意图
图中：
C:线圈 B：磁芯
P:冲压模具 I：电感器
S10:材料准备阶段 S20:材料成型阶段
S30:线圈卷线阶段 S40:材料加工阶段
S50：模压成型阶段 S60：产品完成阶段
具体实施方式
以下，参考附件里的图纸结合本发明的具体实施例进行如下详细说明：
一种热可逆性粘合剂材料，作为常温条件下固化，规定的温度范围内软化的热可逆性粘合剂材料，包括50-89重量份的由表卤代醇或缩水甘油为单体的第1环氧基聚合物；5-15重量份的第2环氧基聚合物；5-30重量份的具有硫代酰胺类功能基的第1硬化剂；1-10重量份的具有聚丙烯多胺功能基的第2硬化剂。
一方面，所述表卤代醇拥有短链和长链的表卤代醇，形成的第1环氧基和第2环氧基热变形温度和热硬化温度的间隔很宽的产品是正确的方向。
此外，所述第1,2环氧基和第1,2硬化剂混合，为了制作均匀的液态，选择性的添加溶剂，所述溶剂丙酮(Aceton),MEK等的酮类溶剂和，高纯度异丙醇，(isopropyl alcohol)丁基乙炔(n-butyl alcohol)还有乙醇(ethyl alcohol)等的乙醇溶剂单个或者混合使用是正确的。
还有，所述第1环氧基由表卤代醇或者缩水甘油的混合物来形成是正确的。
此外，所述第1环氧基的表卤代醇(epihalohydrins)是由表氯醇(epichlorohydrin)，表溴醇(epibromohydrin)，环氧氟丙烷(epifluorohydrin),环氧氯丙烷(epiiodiohydrin)中的一个形成的。
还有，所述第1环氧基的缩水甘油(diglycidyls)是由缩水甘油醚(diglycidylether)，1,3-丁二醇二缩水甘油醚(diglycidyl ether of 1,3-butanediol)，1,2,5,6-二环氧己烷(1,2,5,6-diepoxyhexane)，脂肪族二环氧化物(Aliphatic diepoxide)中的一个形成的。
此外，所述第1硬化剂是由双氰胺(dicyandiamide)形成的。
还有，所述第2硬化剂是由二亚乙基三胺(diethylenetriamine)，三乙四胺(triethylenetetramine)，四乙烯五胺(tetraethylenepentamine)，二甲基亚二丙基三胺(dipropylenetriamine)，二六亚甲基三胺(dihexamethylenetriamine),五乙烯六胺(pentaethylenehexamine)中的一个形成的。
一方面，所述第2硬化剂使用二亚乙基三胺(diethylenetriamine)，三乙四胺(triethylenetetramine)，四乙烯五胺(tetraethylenepentamine)，二甲基亚二丙基三胺(dipropylenetriamine)，二六亚甲基三胺(dihexamethylenetriamine),五乙烯六胺(pentaethylenehexamine)的混合物也是正确的。
这里，所述第2硬化剂按照如下构造形成。
【化学式1】
Figure BDA0002495520750000051
这里，R表示烃基，C1-C4烷基还有C-C羟基烷基(C-C hydroxyalkyl)，R与其他R是独立性的碳素2～6的烯属烃，X是1～5的整数。
根据本发明，一种热可逆性粘合剂材料及使用该材料制作一体成型电感器的方法，
如图2所示
i)材料准备阶段(S10)，将90-98重量份的磁性体粉末和2-10重量份的所述热可逆性粘合剂材料均匀混合；磁性体粉末和热可逆性粘合剂材料的均匀混合，可通过助剂实现，现将热可逆性粘合剂材料均匀混合溶解于丙酮，然后将磁性体粉末与丙酮搅拌均匀，再通过加热烘干的方式，挥发出丙酮，从而得到混合均匀的磁性体粉末和热可逆性粘合剂材料混合物。
ii)材料加工阶段(S20)，将固化好的材料加压形成工字型的磁芯；
iii)卷线圈阶段(S30)，将漆包线在成型的磁芯(B)的外周缠绕成线圈(C)；
iv)材料供给阶段(S40)，将缠有线圈(C)的磁芯(B)引入冲压模具(P)中；
v)模压成型阶段(S50)，将冲压模具(P)按照规定的温度进行加热，将磁芯(B)软化后加压，磁芯(B)在冲压模具(P)内部进行模压成型，所述线圈(C)在模压成型后的磁芯(B)内部；
vi)产品完成阶段(S60)，步骤v)中，取出模压成型后的磁芯(B)，按照规定的温度进行加热，实现磁芯(B)的非可逆性硬化，得到一体成型电感器。
为了提升产品的特性，代替卷线工序之前准备的磁芯形状的加工物(S20)，在另外的工序种提前准备热硬化磁性体或烧结磁性体热可逆性粘合剂材料和磁性粉末混合后的粉末形成的不同性质材料，可以生产出复合构造的产品。
可选的，热可逆性粘合剂材料以粉末状的形态与磁性体粉末混合均匀。
可选的，(在S60)中，模压成型后的磁芯可提供其他非加热方式使其非可逆性硬化。
热可逆性粘合剂材料的粘合对象不仅仅是磁性体粉末，也可以是金属、陶瓷或工程塑料的固体粉末，非可逆性硬化所对应的温度做适应性调整。
另外，所述v)模压成型阶段(S50)在规定的100～140℃温度范围内形成，所述vi)产品完成阶段(S60)在规定的140～220℃温度范围内形成。
实现与上述相同的构成，依据本发明，用于电子元件可逆性粘合剂材料的作用如下。
所述热可逆性粘合剂材料拥有表卤代醇或缩水甘油中的一个功能基的第1环氧基50～89重量％和，拥有双酚类功能基的第2环氧基5～10％和，拥有硫代酰胺类功能基的第1硬化剂5～30％，拥有聚丙烯多胺功能基的第2硬化剂1～10％构成。在常温条件下固化，在规定的温度范围内软化的热可逆性粘合剂材料完成。
用所述规定的重量比进行混合的热可逆性粘合剂材料与磁性体粉末类的成型用粉末材料进行混合后，用100～140℃的温度进行加热，使其软化至可按特定形状成型，在常温条件下进行冷却，使其固化到可以用精密机器进行加工，并且可反复进行软化和硬化的过程，可以非常简便的制作出各种形状和功能的电子元件。
这里常温指的是用15℃～25℃形成的平均温度。
所述粘合剂材料和成型用粉末材料进行混合后，规定好形状的电子元件成型后，用140℃～220℃的温度进行加热，最终通过非可逆性硬化反应，生产出最终的产品。
由于采用上述技术方案，用于电子元件热可逆性粘合剂材料及使用该材料制作一体成型电感器方法的作用如下：
现有技术中，线圈需要单独准备，线圈准备需要将漆包线缠绕在特定模具上，除了准备特定的漆包线缠绕模具，还要准备用于包裹线圈的模压材料，所述模压材料指的是磁性体粉末、金属、陶瓷或工程塑料的固体粉末中的任意一种。
本发明先将模压材料固定成磁芯，将漆包线直接缠绕与磁芯上，省去了制作线圈的模具，以及模压材料的备料程序，可大幅提升工作效率。
之前的模具型电感器的制作方法最初是为了将线圈(C)卷成线圈形态，通过卷线用模具先制作线圈(C)，将模具材料在上，下准备好，在中间位置放置所述线圈(C)，进行压缩制作，原来发明中卷线圈准备工序及模具材料准备工序变得不需要了，去掉后可大幅度提升工程效率。
将漆包线直接缠绕在具有特定强度的磁芯外周，并用规定好的温度进行加压的情况下，可以防止所漆包线形成的线圈(C)向一边倾斜。
此外，v)模压成型阶段(S50)中，取出模塑成型的电感器(I)后，用规定的温度进行加热，使其进行非可逆性硬化的产品完成阶段(S60)，软化和固化反复可逆的产品，使其非可逆性硬化，可以防止产品使用时在规定的温度范围内发生变形的现象。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种热可逆性粘合剂材料，其特征在于：包括50-89重量份的拥有表卤代醇或缩水甘油中的一个功能基的第1环氧基聚合物；5-15重量份的拥有双酚类功能基的第2环氧基聚合物；5-30重量份的具有硫代酰胺类功能基的第1硬化剂；1-10重量份的具有聚丙烯多胺功能基的第2硬化剂。
2.根据权利要求1所述的一种热可逆性粘合剂材料，其特征在于：所述第1环氧基聚合物的表卤代醇功能基为环氧氯丙烷，表溴醇醚，环氧氟丙烷,表碘醇中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种热可逆性粘合剂材料，其特征在于：所述第1环氧基聚合物的缩水甘油功能基为缩水甘油醚，1,3-丁二醇二缩水甘油醚，1,2,5,6-二环氧己烷，脂肪族二环氧化物中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种热可逆性粘合剂材料，其特征在于：所述第1硬化剂为双氰胺。
5.根据权利要求1所述的一种热可逆性粘合剂材料，其特征在于：所述第2硬化剂为二亚乙基三胺，三乙四胺，四乙烯五胺，二甲基亚二丙基三胺，二六亚甲基三胺,五乙烯六胺中的一种。
6.一种权利要求1-5任意一项所述的一体成型电感器的制作方法，其特征在于：包括如下步骤：
i)材料准备阶段(S10)，将90-98重量份的磁性体粉末和2-10重量份的所述热可逆性粘合剂材料均匀混合；
ii)材料加工阶段(S20)，将固化好的材料加压形成工字型的磁芯；
iii)卷线圈阶段(S30)，将漆包线在成型的磁芯(B)的外周缠绕成线圈(C)；
iv)材料供给阶段(S40)，将缠有线圈(C)的磁芯(B)引入冲压模具(P)中；
v)模压成型阶段(S50)，将冲压模具(P)进行加热，将磁芯(B)软化后加压，磁芯(B)在冲压模具(P)内部进行模压成型，所述线圈(C)在模压成型后的磁芯(B)内部；
vi)产品完成阶段(S60)，步骤v)中，取出模压成型后的磁芯(B)，加热，实现磁芯(B)的非可逆性硬化，得到一体成型电感器。
7.根据权利要求6所述的一种热可逆性粘合剂的使用方法，其特征在于：所述步骤v)模压成型阶段(S50)在100-140℃温度条件下进行。
8.根据权利要求6所述的一种热可逆性粘合剂的使用方法，其特征在于：所述步骤vi)中产品完成阶段(S60)在140-220℃温度条件下进行。
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