CN112574522A - 封边材料、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种封边材料、制备方法及其应用,属于封装材料领域。所述封边材料包括质量比为3‑10:1组分A和组分B;组份A包括以下重量份的组分:水性树脂50‑120份、润湿剂0.01‑10份、消泡剂0.01‑10份、增稠剂0.01‑10份以及成膜助剂0.1‑20份;组份B包括异氰酸酯固化剂,其中,所述水性树脂通过去离子水、甲基丙烯酸酯类硬单体、甲基丙烯酸酯类软单体、丙烯酸酯单体、乳化剂、引发剂以及PH值调节剂反应条件获得。所述封边材料可应用于电子级玻璃纤维布或纺织布中。
Description
技术领域
本发明涉及材料封装领域,尤其涉及一种封边材料、制备方法及其应用。
背景技术
电子级玻璃纤维是电子信息、航空航天等行业的基础原材料,几乎出现在每种电子元器件中,遍布在国民经济和国防军工的各个领域。电子级玻璃纤维织造成的电子级玻璃纤维布是覆铜板(CCL)及印制电路板(PCB)工业必不可少的基础材料,其性能在很大程度上决定了CCL及PCB的电性能、力学性能、尺寸稳定性等重要性能。在使用电子级玻璃纤维布的过程中,为了减少原材料的损失,减轻废弃边角料对环境的污染,常采用封边材料对电子级玻璃纤维布的布边进行封边处理。
相关技术提供的封边材料包括以下组分:双酚A型水性环氧树脂,固化剂三聚氰胺,处理剂硅烷偶联剂以及余量的水。
但是,由于该封边材料的耐溶剂性的性能较差,因此,该封边材料涂覆在电子级玻璃纤维布的布边较长时间后,电子级玻璃纤维布会出现一定程度的脱丝。
发明内容
本发明提供了一种封边材料、制备方法及其应用,可以解决相关技术中封边剂的耐溶剂性的性能较差的问题。所述技术方案如下:
第一方面,本发明实施例提供了一种电子级玻璃纤维布的封边材料,所述封边材料包括组分A和组分B;所述组份A与所述组份B的质量比为3-10:1;所述组份A包括以下重量份的组分:水性树脂50-120份、润湿剂0.01-10份、消泡剂0.01-10份、增稠剂0.01-10份以及成膜助剂0.1-20份;所述组份B包括异氰酸酯固化剂;其中,所述水性树脂通过去离子水、甲基丙烯酸酯类硬单体、甲基丙烯酸酯类软单体、丙烯酸酯单体、乳化剂、引发剂以及PH值调节剂制备获得。
具体地,作为优选,所述甲基丙烯酸酯类硬单体包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸苄酯中的至少一种。
具体地,作为优选,所述甲基丙烯酸酯类软单体包括甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸烷基酯中的至少一种。
具体地,作为优选,所述丙烯酸酯单体包括(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸三甲基硅酯和甲基丙烯酸三乙基硅酯中的至少一种。
具体地,作为优选,所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠或双氧水中一种或多种,进一步优选为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠。
可选地,所述PH值调节剂选自三乙胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、N-甲基乙醇胺、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中一种或多种,进一步优选为三乙胺。
具体地,作为优选,所述润湿剂包括有机硅润湿剂、环氧乙烷类润湿剂和有机氟类润湿剂中的至少一种。
具体地,作为优选,所述消泡剂包括聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
具体地,作为优选,所述增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂。
具体地,作为优选,所述成膜助剂包括乙二醇丁醚、苯甲醇和苯二醇丁醚醋酸酯中的至少一种。
第二方面,本发明提供了上述封边材料的制备方法,所述方法用于制备上述的封边材料,所述方法包括:按照各组分的重量份,依次加入水性树脂、润湿剂、消泡剂以及增稠剂,搅拌第一预设时间,混合均匀;加入异氰酸酯固化剂,搅拌第二预设时间,混合均匀,得到所述封边材料。
第三方面,本发明实施例提供了一种封边材料的应用,所述封边材料用于对电子级玻璃纤维布或纺织布的封边。
本发明提供的技术方案至少可以带来以下有益效果:
本发明实施例提供的电子级玻璃纤维布的封边材料,通过封边材料中的水性树脂与电子级玻璃纤维布表面发生化学反应,使电子级玻璃纤维布与水性树脂牢固地结合在一起,对电子级玻璃纤维布进行封边,基于水性树脂中的羟基与异氰酸酯固化剂中的异氰酸酯基可以发生交联反应,产生氨基甲酸酯基,基于氨基甲酸酯基为三维网状结构,可以增加封边材料的交联程度,进而提升封边材料的耐溶剂性的性能;通过润湿剂降低了封边材料的表面张力,使封边材料能够铺展开在电子级玻璃纤维布的表面上,或透入电子级玻璃纤维布的表面;通过消泡剂与碳类化合物的不相容性,抑制封边材料中泡沫的产生或消除封边材料中已产生的泡沫;通过增稠剂提高封边材料的浓度;通过成膜剂可以促进封边材料的塑性流动和弹性变形,进而使封边材料迅速成膜,便于和电子级玻璃纤维布的融合。通过上述组分的协同复配,可以使本发明实施例提供的封边材料具有良好的封边效果以及良好的耐溶剂性的性能等特点。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。
第一方面,本发明实施例提供了一种电子级玻璃纤维布的封边材料,该封边材料包括组分A和组分B;组份A与组份B的质量比为3-10:1;组份A包括以下重量份的组分:水性树脂50-120份、润湿剂0.01-10份、消泡剂0.01-10份、增稠剂0.01-10份以及成膜助剂0.1-20份;组份B包括异氰酸酯固化剂;水性树脂通过以下方法制备得到:将100-150重量份的去离子水、0.001-5重量份的乳化剂、30-60重量份的甲基丙烯酸酯类硬单体、60-80重量份的甲基丙烯酸酯类软单体、20-90重量份的功能性丙烯酸酯单体、0.001-5重量份的引发剂加入搅拌器中搅拌反应,得到均匀的乳白色混合液;将该乳白色混合液分两次加入至反应釜中,第一次将乳白色混合液加入至反应釜中进行反应,加热温度为 50-100℃,反应0.5-5小时后,持续加入剩余的所述乳白色混合液,加料时间保持在1-5小时,所有乳白色混合液加入后,保温2-8小时,之后加入PH值调节剂调节反应体系的PH值为7-11,冷却至室温,用滤布进行过滤,得到水性树脂。
具体地,作为优选,所述甲基丙烯酸酯类硬单体包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸苄酯中的至少一种。
具体地,作为优选,所述甲基丙烯酸酯类软单体包括甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸烷基酯中的至少一种。
具体地,作为优选,所述丙烯酸酯单体包括(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸三甲基硅酯和甲基丙烯酸三乙基硅酯中的至少一种。
具体地,作为优选,所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠或双氧水中一种或多种,进一步优选为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠。
可选地,所述PH值调节剂选自三乙胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、N-甲基乙醇胺、氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中一种或多种,进一步优选为三乙胺。
具体地,作为优选,所述润湿剂包括有机硅润湿剂、环氧乙烷类润湿剂和有机氟类润湿剂中的至少一种。
具体地,作为优选,所述消泡剂包括聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
具体地,作为优选,所述增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂。
具体地,作为优选,所述成膜助剂包括乙二醇丁醚、苯甲醇和苯二醇丁醚醋酸酯中的至少一种。
本发明实施例提供的电子级玻璃纤维布的封边材料,本发明实施例提供的电子级玻璃纤维布的封边材料,通过封边材料中的水性树脂与电子级玻璃纤维布表面发生化学反应,使电子级玻璃纤维布与水性树脂牢固地结合在一起,对电子级玻璃纤维布进行封边,基于水性树脂中的羟基与异氰酸酯固化剂中的异氰酸酯基可以发生交联反应,产生氨基甲酸酯基,基于氨基甲酸酯基为三维网状结构,可以增加封边材料的交联程度,进而提升封边材料的耐溶剂性的性能;通过润湿剂降低了封边材料的表面张力,使封边材料能够铺展开在电子级玻璃纤维布的表面上,或透入电子级玻璃纤维布的表面;通过消泡剂与碳类化合物的不相容性,抑制封边材料中泡沫的产生或消除封边材料中已产生的泡沫;通过增稠剂提高封边材料的浓度;通过成膜剂可以促进封边材料的塑性流动和弹性变形,进而使封边材料迅速成膜,便于和电子级玻璃纤维布的融合。通过上述组分的协同复配,可以使本发明实施例提供的封边材料具有良好的封边效果以及良好的耐溶剂性的性能等特点。
需要说明是,在本发明的一些实施方式中,优选地,组份A与组份B的质量配比3-10:1;在本发明的一些实施方式中,优选地,组份A与组份B的质量配比4-8:1;在本发明的一些实施方式中,优选地,组份A与组份B的质量配比 4-6:1。举例来说,组份A与组份B的质量比可以为3:1、4:1、6:1、8:1、 10:1等。发明人发现,当组份A与组份B在上述比例范围内时,组份A与组份B能够更好地发生交联反应,使该封边材料不但可以发挥较佳的封边效果,还可以具有较好的耐溶剂性的性能。
在本发明的一些实施方式中,本发明所述组分A,按重量份计算,其中,优选地,所述水性树脂为50-110份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述组分A,按重量份计算,其中,优选地,所述水性树脂为60-120份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述组分A,按重量份计算,其中,优选地,所述水性树脂为60-110份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述组分A,按重量份计算,其中,优选地,所述水性树脂为60-100份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述组分A,按重量份计算,其中,优选地,所述水性树脂为70-120 份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述组分A,按重量份计算,其中,优选地,所述水性树脂为70-110份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述组分A,按重量份计算,其中,优选地,所述水性树脂为70-100份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述组分A,按重量份计算,其中,优选地,所述水性树脂为80-120份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述组分A,按重量份计算,其中,优选地,所述水性树脂为80-110份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述组分A,按重量份计算,其中,优选地,所述水性树脂为80-100 份,举例来说,水性树脂的重量份可以为50份、70份、80份、95份、100份、 110份或120份等。
在本发明的一些实施方式中,本发明所述润湿剂,按重量份计算,其中,优选地,所述润湿剂为0.01-8份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述润湿剂,按重量份计算,其中,优选地,所述润湿剂为0.01-5份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述润湿剂,按重量份计算,其中,优选地,所述润湿剂为0.1-10份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述润湿剂,按重量份计算,其中,优选地,所述润湿剂为0.1-8份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述润湿剂,按重量份计算,其中,优选地,所述润湿剂为0.1-5份,举例来说,润湿剂的重量份可以为0.01份、0.1份、0.3份、5份、8份或10份等。
在本发明的一些实施方式中,本发明所述消泡剂,按重量份计算,其中,优选地,所述消泡剂为0.01-8份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述消泡剂,按重量份计算,其中,优选地,所述消泡剂为0.01-5份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述消泡剂,按重量份计算,其中,优选地,所述消泡剂为0.1-10份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述消泡剂,按重量份计算,其中,优选地,所述消泡剂为0.1-8份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述消泡剂,按重量份计算,其中,优选地,所述消泡剂为0.1-5份,举例来说,消泡剂的重量份可以为0.01份、0.1份、0.2份、5份、8份或10份等。
在本发明的一些实施方式中,本发明所述增稠剂,按重量份计算,其中,优选地,所述增稠剂为0.01-8份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述增稠剂,按重量份计算,其中,优选地,所述增稠剂为0.01-5份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述增稠剂,按重量份计算,其中,优选地,所述增稠剂为0.1-10份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述增稠剂,按重量份计算,其中,优选地,所述增稠剂为0.1-8份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述增稠剂,按重量份计算,其中,优选地,所述增稠剂为0.1-5份,举例来说,增稠剂的重量份可以为0.01份、0.1份、0.6份、2份、5份、8份或10份等。
在本发明的一些实施方式中,本发明所述成膜助剂,按重量份计算,其中,优选地,所述成膜助剂为0.1-15份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述成膜助剂,按重量份计算,其中,优选地,所述成膜助剂为0.5-15份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述成膜助剂,按重量份计算,其中,优选地,所述成膜助剂为1-20份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述成膜助剂,按重量份计算,其中,优选地,所述成膜助剂为1-15份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述成膜助剂,按重量份计算,其中,优选地,所述成膜助剂为0.1-10份;在本发明的一些实施方式中,本发明所述成膜助剂,按重量份计算,其中,优选地,所述成膜助剂为1-10份举例来说,成膜助剂的重量份可以为0.1份、0.5份、1份、2份、10份、15份或20份等。
当上述各组分在上述比例范围内时,各组分可以协同配合,使该封边材料具有较好的强度、硬度、柔韧性和附着力等性能。
再者,本发明实施例通过上述方法制备的水性树脂,该水性树脂对于封边材料的性能和结构有着重要意义,在该水性树脂与异氰酸酯固化剂的协同作用下,封边材料的交联程度增加,提升了封边材料的耐溶剂性的性能,从而使得本发明实施例提供的封边材料不但能够具有良好封边效果,而且具有良好的耐溶剂性的性能。
在制备水性树脂的过程中,将100-150重量份的去离子水、0.001-5重量份的乳化剂、30-60重量份的甲基丙烯酸酯类硬单体、60-80重量份的甲基丙烯酸酯类软单体、20-90重量份的功能性丙烯酸酯单体、0.001-5重量份的过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠加入搅拌器中搅拌反应,得到均匀的乳白色混合液。
其中,过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠所提供的过硫酸根可以作为催化剂,催化和加速甲基丙烯酸酯类硬单体、甲基丙烯酸酯类软单体和功能性丙烯酸酯单体三者的乳化聚合反应。
作为一种示例,去离子水的重量份可以为150份、140份、130份、120份、 110份或100份等,乳化剂的重量份可以为0.001份、0.01份、0.05份、0.1份、 0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份或5份,优选为0.5份、 1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份或4份,甲基丙烯酸酯类硬单体的重量份可以为30份、40份、50份或60份等,甲基丙烯酸酯类软单体的重量份可以为60份、70份或80份等,功能性丙烯酸酯单体的重量份可以为20份、30份、 40份、60份或90份等,过硫酸钾或过硫酸铵的重量份可以为0.001份、0.01份、 0.05份、0.1份、0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份或5份,优选为0.1份、0.5份、1份、1.5份或2份。
第一次将乳白色混合液加入至反应釜中进行反应,加热温度为50-100℃,反应0.5-5小时。在该过程中,加热温度可以为50℃、60℃、65℃、70℃、75℃、 80℃、85℃、90℃或100℃等,反应时间可以为0.5小时、1小时、1.5小时、2 小时、2.5小时、3小时、4小时、4.5小时或5小时等,在上述的反应温度和反应时间下,可以保证在不浪费热能的前提下,甲基丙烯酸酯类硬单体、甲基丙烯酸酯类软单体和功能性丙烯酸酯单体能够充分地进行乳化聚合反应。
然后持续加入剩余的乳白色混合液,加料时间保持在1-5小时,待所有乳白色混合液加入后,保温2-8小时。在该过程中,加料时间保持在1-5小时,举例来说,加料时间可以为1小时、2小时、3小时、4小时或5小时等,可以理解的是,此处的加料时间是指将上述剩余的乳白色混合液在1-5小时内加完;保温 2-8小时,举例来说保温时间可以为2小时、2.5小时、3小时、4小时、5小时、 6小时、7小时或8小时等,采用上述的保温时间,可以使甲基丙烯酸酯类硬单体、甲基丙烯酸酯类软单体和功能性丙烯酸酯单体乳化聚合生成的混合物乳化完全,进而使水性树脂的作用效果具有均一性。
需要说明的是,在制备水性树脂的整个过程中分两次加入乳白色混合液,可以提高甲基丙烯酸酯类硬单体、甲基丙烯酸酯类软单体和功能性丙烯酸酯单体乳化聚合生成的乳白色混合液的利用率。而且分两次加入乳白色混合液,可以控制在反应釜中反应的乳白色混合液的量,使得乳白色混合液中的一部分反应完全,反应后生成的各组分的粒径较小,另一部分反应较完全,反应后生成的各组分的粒径较大,从而可以控制乳白色混合液反应后各组分的粒径。
然后加入三乙胺调节反应体系的PH值为7-11,冷却至室温,用滤布进行过滤,得到水性树脂。在此过程中,调整至PH值为7-11,举例来说,PH值可以为7、8、9、10或11,较优选的是,PH值可以为7、8或9。水性树脂的pH值在此范围内,既不会影响本发明实施例提供的封边材料的pH值,也可以保证水性树脂本身的作用效果得以实现。作为一种示例,过滤时可以采用500目的滤布进行过滤。
可选地,甲基丙烯酸酯类硬单体包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸苄酯中的至少一种。
需要说明的是,甲基丙烯酸酯类硬单体是指玻璃转化温度即玻璃化转变温度Tg较高的一类单体。在制备水性树脂的过程中,甲基丙烯酸酯类硬单体可以为甲基丙烯酸甲酯一种;甲基丙烯酸酯类硬单体也可以为甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸乙酯两种混合,混合比例可以为1:1;甲基丙烯酸酯类硬单体也可以为甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸环己酯和甲基丙烯酸异冰片酯三种混合,混合比例可以为2:1:1。
需要说明的是,本发明实施例对上述甲基丙烯酸酯类硬单体选取哪一种组合不限于此,对选取的甲基丙烯酸酯类硬单体的组分组合之间的比例也不限于此。
作为优选,当封边材料对强度和硬度要求较高时,甲基丙烯酸酯类硬单体可以为甲基丙烯酸甲酯,并且甲基丙烯酸甲酯原料易得、价格低廉。由于甲基丙烯酸酯类硬单体的玻璃转化温度Tg较高,进而使得甲基丙烯酸酯类硬单体具有较高的强度和硬度,从而可以使得水性树脂具有较高的强度和硬度,进而可以使得封边材料具有较高的强度和硬度。
可选地,甲基丙烯酸酯类软单体包括甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸烷基酯中的至少一种。
需要说明的是,甲基丙烯酸酯类软单体是指玻璃转化温度Tg较低的一类单体。在制备水性树脂的过程中,甲基丙烯酸酯类软单体可以为甲基丙烯酸正丁酯一种;甲基丙烯酸酯类软单体可以为甲基丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸-2-乙基己酯两种混合,混合比例可以为2:1;甲基丙烯酸酯类软单体也可以为甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸烷基酯三种混合,混合比例可以为1:1:2。
需要说明的是,本发明实施例对上述甲基丙烯酸酯类软单体的选取哪一种组合不限于此,对选取的甲基丙烯酸酯类软单体的组分组合之间的比例也不限于此。
作为优选,当封边材料对柔韧性要求较高时,甲基丙烯酸酯类软单体可以为甲基丙烯酸正丁酯,并且甲基丙烯酸正丁酯原料易得、价格低廉。由于甲基丙烯酸酯类软单体的玻璃转化温度Tg较低,进而使得甲基丙烯酸酯类软单体具有较好的柔韧度,从而可以使得水性树脂具有较好的柔韧度,进而可以使得封边材料的柔韧性具有较好的柔韧度。
可选地,功能性丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸-2-羟丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸三甲基硅酯和甲基丙烯酸三乙基硅酯中的至少一种。
需要说明的是,功能性丙烯酸酯单体是指丙烯酸酯类单体的分子中含有某些活性基团,如羟基、羧基、环氧基或氨基等。在制备水性树脂的过程中,功能性丙烯酸酯单体可以为甲基丙烯酸-2-羟乙酯一种;功能性丙烯酸酯单体也可以为甲基丙烯酸-2-羟乙酯和甲基丙烯酸三乙基硅酯两种混合,混合比例可以为2:1;功能性丙烯酸酯单体也可以为甲基丙烯酸缩水甘油酯、羟甲基丙烯酰胺和甲基丙烯酸三乙基硅酯三种混合,混合比例可以为2:2:1。
需要说明的是,本发明实施例对上述功能性丙烯酸酯单体的选取哪一种组合不限于此,对选取的功能性丙烯酸酯单体的组分组合之间的比例也不限于此。
作为优选,当封边材料对耐溶剂性的性能要求较高时,功能性丙烯酸酯单体可以为甲基丙烯酸三甲基硅酯和甲基丙烯酸-2-羟乙酯中的至少一种。当封边材料对附着力和渗透性要求较高时,功能性丙烯酸酯单体可以为甲基丙烯酸三甲基硅酯。由于功能性丙烯酸酯单体的结构决定了水性树脂的基本结构,进而可以决定水性树脂的附着力和渗透性等性能。功能性丙烯酸酯单体也可以为水性树脂提供羟基,羟基与异氰酸酯固化剂搭配可以使得封边材料的交联程度增加,增大封边材料的耐溶剂性的性能。
可选地,润湿剂包括有机硅润湿剂、环氧乙烷类润湿剂和有机氟类润湿剂中的至少一种。
需要说明的是,润湿剂是能使固体物料更易被水浸湿的物质。这几种润湿剂的表面张力小,并且能与水混溶,可以显著提高本发明实施例提供的封边材料的铺展性。可选地,本发明实施例提供的封边材料中的润湿剂可以降低封边材料的表面张力,使封边材料能够铺展开在电子级玻璃纤维布的表面上,或透入电子级玻璃纤维布的表面。举例说明,本发明实施例提供的封边材料中的润湿剂可以为有机硅类一种;润湿剂也可以为有机硅类和环氧乙烷类两种混合,混合比例可以为1:1。
其中,作为优选,润湿剂可以为选自德国毕克公司,产品牌号为BYK-345 的润湿剂。
可选地,消泡剂包括聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
需要说明的是,消泡剂是抑制泡沫产生或消除已产生泡沫的物质。消泡剂可以通过降低泡沫局部表面张力或破换泡沫周边双电层结构而导致泡沫消散,且这几种消泡剂无腐蚀、无毒、不燃、不爆,安全性高。
可选地,本发明实施例提供的封边材料中的消泡剂具有与碳类化合物的不相容的特性,可以抑制封边材料中泡沫的产生或消除封边材料中已产生的泡沫。示例的,本发明实施例提供的封边材料中的消泡剂可以为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚一种:消泡剂也可以为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯甘油醚两种混合,混合比例可以为1:1。
其中,作为优选,消泡剂可以为选自德国毕克公司,产品牌号为BYK-094 的消泡剂。
可选地,增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂。
需要说明的是,增稠剂是用于改善和增加体系浓度的物质。缔合型聚氨酯增稠剂中所具有的聚氨酯基分子亲水链与水分子中的氢键起作用,从而可以达到增稠效果。因此,通过在本发明实施例提供的封边材料中添加增稠剂,可以提高封边材料的浓度。
其中,作为优选,增稠剂可以为选自德国明凌公司,产品牌号为PUR-85的增稠剂。
可选地,成膜助剂包括乙二醇丁醚、苯甲醇和苯二醇丁醚醋酸酯中的至少一种。
需要说明的是,成膜助剂可以促进高分子化合物塑性流动和弹性形变,改善高分子化合物聚结性能,使得高分子化合物在较广泛的温度范围内成膜。这几种成膜助剂均为有机溶剂,成膜助剂的沸点高,混溶性好,挥发度低,容易被吸收,能形成优异的连续涂膜。
成膜助剂可以使封边材料与电子级玻璃纤维布易于融合,从而促进封边材料的塑性流动和弹性变形,进而使封边材料迅速成膜。作为一种示例,本发明实施例提供的封边材料中的成膜助剂可以为乙二醇丁醚一种;成膜助剂也可以为乙二醇丁醚和苯甲醇两种的混合物,混合比例可以为1:1。
基于上述可知,本发明实施例提供的封边材料,各个组分能够充分发挥其各自作用,并且协同其他组分,达到封边的效果,并提高封边材料的耐溶剂性的性能。
第二方面,本发明实施例提供了一种封边材料的制备方法,该方法用于制备上述的封边材料,该方法包括:按照各组分的重量份,依次加入水性树脂、润湿剂、消泡剂以及增稠剂,搅拌第一预设时间,混合均匀;加入异氰酸酯固化剂,搅拌第二预设时间,混合均匀,得到封边材料。
其中,所述第一预设时间为0.5-5小时,所述第二预设时间为0.5-8小时。第一预设时间可以为0.5小时、1小时、1.5小时、2小时、2.5小时、3小时、 3.5小时、4小时、4.5小或5小时,第二预设时间可以为0.5小时、1小时、1.5 小时、2小时、2.5小时、3小时、3.5小时、4小时、4.5小时、5小时、6小时、 7小时或8小时。具体地,进一步优选为,第一预设时间为1-5小时,第二预设时间为1-8小时;进一步优选为,第一预设时间为1-4.5小时,第二预设时间为1.5-8小时;进一步优选为,第一预设时间为1.5-4.5小时,第二预设时间为1.5-6 小时;进一步优选为,第一预设时间为1.5-4小时,第二预设时间为1.5-5小时;进一步优选为,第一预设时间为1.5-3小时,第二预设时间为1.5-3.5小时。
具体地,可通过在配液池中设置搅拌器来实现上述过程中的搅拌,例如可以设置推进式搅拌器、桨式搅拌器、旋桨式搅拌器、涡轮式搅拌器。也可以通过人工搅拌的方式来制备本发明实施例提供的封边材料。
第三方面,本发明实施例提供了一种封边材料的应用,该封边材料可以用于对电子级玻璃纤维布或纺织布的封边。
以下将通过可选地实施例进行详细阐述。
实施例1
本实施例提供了一种电子级玻璃纤维布的封边材料,该封边材料包括以下重量份的组分:80份水性树脂、0.3份有机硅类润湿剂(产品代号为BYK-345)、0.2份聚二甲基硅氧烷类消泡剂(产品代号为BYK-094)、0.6份缔合型聚氨酯增稠剂(产品代号为PUR85)、2份乙二醇丁醚、13份异氰酸酯固化剂(产品代号为2655)。
其中,本实施例所使用的水性树脂可通过如下方法制备得到:将150重量份去离子水、1.5重量份乳化剂OP-10(烷基酚聚氧乙烯醚)、60重量份甲基丙烯酸甲酯、60重量份的甲基丙烯酸正丁酯、20重量份的甲基丙烯酸三甲基硅酯、 40重量份甲基丙烯酸-2-羟乙酯、0.1重量份过硫酸钾加入带有搅拌装置的搅拌器中,开启搅拌,搅拌至均匀的乳白色。将该乳白色混合液分两次加入至反应釜中,第一次将乳白色混合液加入至反应釜中,开启加热装置,釜温控制在70℃,反应0.5小时后,持续加入剩余的乳白色混合液、持续加入3小时,全部物料加入完成后,保温5小时,之后加入三乙胺调整反应体系的PH值为8,冷却至室温,例如25℃,用500目滤布过滤,得到本实施例所使用的水性树脂。
本实施例提供的封边材料通过如下方法制备得到:
依次加入80份通过上述方法制备的水性树脂、0.3份有机硅类润湿剂(产品代号为BYK-345)、0.2份聚二甲基硅氧烷类消泡剂(产品代号为BYK-094)、 0.6份缔合型聚氨酯增稠剂(产品代号为PUR85)、2份成膜助剂乙二醇丁醚混合均匀。然后加入13份异氰酸酯固化剂(产品代号为2655)搅拌均匀,得到本实施例提供的封边材料。
实施例2
本实施例提供了一种电子级玻璃纤维布的封边材料,该封边材料包括以下重量份的组分:95份水性树脂、0.3份有机硅类润湿剂(产品代号为BYK-345)、 0.2份聚二甲基硅氧烷类消泡剂(产品代号为BYK-094)、0.6份缔合型聚氨酯增稠剂(产品代号为PUR85)、2份乙二醇丁醚、19份异氰酸酯固化剂(产品代号为2655)。
其中,本实施例所使用的水性树脂可通过如下方法制备得到:将150重量份去离子水、1.5重量份乳化剂OP-10、30重量份甲基丙烯酸甲酯、80重量份的甲基丙烯酸正丁酯、20重量份的甲基丙烯酸三甲基硅酯、40重量份甲基丙烯酸 -2-羟乙酯、0.1重量份过硫酸钾加入带有搅拌装置的搅拌器中,开启搅拌,搅拌至均匀的乳白色。将该乳白色混合液分两次加入至反应釜中,第一次将乳白色混合液加入至反应釜中,开启加热装置,釜温控制在70℃,反应0.5小时后,持续加入剩余的乳白色混合液、持续加入3小时,全部物料加入完成后,保温5 小时,之后加入三乙胺调整反应体系的PH值为8,冷却至室温,例如25℃,用 500目滤布过滤,得到本实施例所使用的水性树脂。
本实施例提供的封边材料通过如下方法制备得到:
依次加入95份通过上述方法制备的水性树脂、0.3份有机硅类润湿剂(产品代号为BYK-345)、0.2份聚二甲基硅氧烷类消泡剂(产品代号为BYK-094)、 0.6份缔合型聚氨酯增稠剂(产品代号为PUR85)、2份成膜助剂乙二醇丁醚混合均匀。然后加入19份异氰酸酯固化剂(产品代号为2655)搅拌均匀,得到本实施例提供的封边材料。
实施例3
本实施例提供了一种电子级玻璃纤维布的封边材料,该封边材料包括以下重量份的组分:100份合成好的上述水性树脂、0.3份有机硅类润湿剂(产品代号为BYK-345)、0.2份聚二甲基硅氧烷类消泡剂(产品代号为BYK-094)、0.6 份缔合型聚氨酯增稠剂(产品代号为PUR85)、2份乙二醇丁醚、25份异氰酸酯固化剂(产品代号为2655)。
其中,本实施例所使用的水性树脂可通过如下方法制备得到:将150重量份去离子水、1.5重量份乳化剂OP-10、30重量份甲基丙烯酸甲酯、60重量份的甲基丙烯酸正丁酯、30重量份的甲基丙烯酸三甲基硅酯、60重量份甲基丙烯酸 -2-羟乙酯、0.1重量份过硫酸钾加入带有搅拌装置的搅拌器中,开启搅拌,搅拌至均匀的乳白色。将该乳白色混合液分两次加入至反应釜中,第一次将乳白色混合液加入至反应釜中,开启加热装置,釜温控制在70℃,反应0.5小时后,持续加入剩余的乳白色混合液、持续加入3小时,全部物料加入完成后,保温5 小时,之后加入三乙胺调整反应体系的PH值为8,冷却至室温,例如25℃,用 500目滤布过滤,得到本实施例所使用的水性树脂。
本实施例提供的封边材料通过如下方法制备得到:
依次加入100份通过上述方法制备的水性树脂、0.3份有机硅类润湿剂(产品代号为BYK-345)、0.2份聚二甲基硅氧烷类消泡剂(产品代号为BYK-094)、 0.6份缔合型聚氨酯增稠剂(产品代号为PUR85)、2份成膜助剂乙二醇丁醚混合均匀。然后加入25份异氰酸酯固化剂(产品代号为2655)搅拌均匀,得到本实施例提供的封边材料。。
对比例1
本对比例提供了一种电子级玻璃纤维布的封边材料,该封边材料通过如下方法制备得到:将95份市售水性环氧树脂、0.3有机硅类份润湿剂(产品代号为BYK-345)、0.2份聚二甲基硅氧烷类消泡剂(产品代号为BYK-094)、0.6份缔合型聚氨酯增稠剂(产品代号为PUR-85)、2份成膜助剂乙二醇丁醚混合均匀,得到相关技术提供的封边材料。
对比例2
本对比例提供了一种电子级玻璃纤维布的封边材料,该封边材料通过如下方法制备得到:将95份上述实施例3中制备好的水性树脂、0.3份有机硅类润湿剂(产品代号为BYK-345)、0.2份聚二甲基硅氧烷类消泡剂(产品代号为 BYK-094)、0.6份缔合型聚氨酯增稠剂(产品代号为PUR85)、2份成膜助剂乙二醇丁醚混合均匀,不加入异氰酸酯固化剂使用。
分别对实施例1、实施例2、实施例3、对比例1和对比例2中所制备的封边材料进行耐溶剂DMF(二甲基甲酰胺)的测试。所用测试方法为:裁剪一块 15*15cm(厘米)左右的方形电子级玻璃纤维布,用干净毛刷蘸取一定量的待测封边材料(毛刷的1/3左右浸入待测样品中即可),涂覆于电子级玻璃纤维布表面,同一涂覆区域往复涂刷2-3次,确保封边材料渗透进电子级玻璃纤维布的另一侧,刷涂区域约3-5cm宽,10-15cm长。将涂覆好的电子级玻璃纤维布用燕尾夹夹好上部两端,垂直挂于170℃烘箱中,烘烤10分钟后取出,自然冷却。以上烘干的电子级玻璃纤维布,在涂覆区域裁剪一块尺寸约5*5cm左右的正方形,用精度0.001的电子天平称量其质量,记为m1,后置于装有DMF的烧杯中,溶剂浸没过电子级玻璃纤维布即可,室温下浸泡10分钟,取出后垂直挂于105℃烘箱中10分钟,取出再次称量烘干后的电子级玻璃纤维布,质量记为m2,计算其失重百分比。
其中,若失重百分比≤2%,则耐溶剂性的性能测试通过;若失重百分比>2%,耐溶剂性的性能测试不通过。
表1
通过表1可以看出,本发明实施例提供的封边材料在二甲基甲酰胺中仅浸泡10分钟甚至20分钟后,失重比仍然小于2%;而使用相关技术提供的封边材料,在二甲基甲酰胺中仅浸泡10分钟后,失重比明显较大,在二甲基甲酰胺中浸泡20分钟后,失重比大于2%。
说明本发明实施例提供的封边材料具有良好的耐DMF溶剂的特性,进一步,使得使用本发明所述封边材料的玻纤布,基于封边材料具有良好的耐溶剂性的性能,因此,也不会影响后端在涂覆有该封边材料的电子及玻璃纤维布上涂覆溶剂型环氧树脂,使得后端的操作工艺更加简单。
分别对实施例1、实施例2、实施例3、对比例1和对比例2中所制备的封边材料进行柔韧性测试。所用测试方法为:将涂覆有封边材料的电子级玻璃纤维布手动收卷形成圆柱体形状,通过判断电子级玻璃纤维布有无脆裂的现象,来判断电子级玻璃纤维布的柔韧性。
通过测试发现,本发明实施例提供的封边材料无脆裂现象发生,而使用相关技术提供的封边材料会发生脆裂现象。说明本发明实施例提供的封边材料具有良好的柔韧性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,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 (11)
1.一种封边材料,其特征在于,所述封边材料包括组分A和组分B;
所述组份A与所述组份B的质量比为3-10:1;
所述组份A包括以下重量份的组分:水性树脂50-120份、润湿剂0.01-10份、消泡剂0.01-10份、增稠剂0.01-10份以及成膜助剂0.1-20份;
所述组份B包括异氰酸酯固化剂;
其中,所述水性树脂通过去离子水、甲基丙烯酸酯类硬单体、甲基丙烯酸酯类软单体、丙烯酸酯单体、乳化剂、引发剂以及PH值调节剂反应条件获得。
2.如权利要求1所述的封边材料,其特征在于,所述甲基丙烯酸酯类硬单体包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异冰片酯和甲基丙烯酸苄酯中的至少一种。
3.如权利要求1所述的封边材料,其特征在于,所述甲基丙烯酸酯类软单体包括甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸烷基酯中的至少一种。
4.如权利要求1所述的封边材料,其特征在于,所述功能性丙烯酸酯单体包括甲基丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸-2-羟丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸三甲基硅酯和甲基丙烯酸三乙基硅酯中的至少一种。
5.如权利要求1所述的封边材料,其特征在于,所述水性树脂通过以下方法制备得到:
将100-150重量份的去离子水、0.001-5重量份的乳化剂、30-60重量份的甲基丙烯酸酯类硬单体、60-80重量份的甲基丙烯酸酯类软单体、20-90重量份的功能性丙烯酸酯单体、0.001-5重量份的引发剂加入反应容器中,经过反应,得到均匀的液体;
将所述均匀的液体分两次加入至反应釜中,第一次将所述均匀的液体加入至反应釜中加热,反应后,持续加入剩余的所述均匀的液体,所有均匀的液体加入后,保温,加入PH值调节剂调节反应体系的PH值,冷却,过滤,得到所述水性树脂。
6.如权利要求1所述的封边材料,其特征在于,所述润湿剂包括有机硅类润湿剂、环氧乙烷类润湿剂和有机氟类润湿剂中的至少一种。
7.如权利要求1所述的封边材料,其特征在于,所述消泡剂包括聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
8.如权利要求1所述的封边材料,其特征在于,所述增稠剂为缔合型聚氨酯增稠剂。
9.如权利要求1所述的封边材料,其特征在于,所述成膜助剂包括乙二醇丁醚、苯甲醇和苯二醇丁醚醋酸酯中的至少一种。
10.一种封边材料的制备方法,所述方法用于制备权利要求1-8任一所述的封边材料,其特征在于,所述方法包括:
按照各组分的重量份,依次加入水性树脂、润湿剂、消泡剂以及增稠剂,搅拌第一预设时间,混合均匀;
加入异氰酸酯固化剂,搅拌第二预设时间,混合均匀,得到所述封边材料。
11.如权利要求1-9中任一项所述的封边材料的应用,其特征在于,所述封边材料用于对电子级玻璃纤维布或纺织布的封边。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 2999 Panjing Road, Baoshan District, Shanghai, 201908 Applicant after: Shanghai FeiKai Material Technology Co.,Ltd. Address before: 2999 Panjing Road, Baoshan District, Shanghai, 201908 Applicant before: SHANGHAI PHICHEM MATERIAL Co.,Ltd. |
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CB02 | Change of applicant information | ||
GR01 | Patent grant | ||
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