CN113088239B - 一种紫外光链式引发的自反应低粘高厚度全固化胶水 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种紫外光链式引发的自反应低粘高厚度全固化胶水。本发明的紫外光固化胶水,按质量份计由以下物质组合而成:聚氨酯(甲基)丙烯酸酯10‑30份、三官能/多官能(甲基)丙烯酸酯0‑10份、双官能(甲基)丙烯酸酯5‑30份、单官能(甲基)丙烯酸酯50‑80份、光引发剂0.1‑3.0份。本发明的紫外光固化胶水粘度低、易脱泡、润湿性能好,胶水使用方便、固化速度快、放热量适中,试块透明度高、表面状态好,适用于电子产品的封装用途,尤其适用于需要快速测试的金相冷镶嵌印刷电路板封装检测用途。
Description
技术领域
本发明属于有机高分子封装材料领域,具体涉及一种紫外光固化胶水及其在金相冷镶嵌领域的应用。
背景技术
在印刷电路板(PCB板)质量检测领域,为了发现PCB板在制备过程中存在的缺陷和制造工艺参数的问题,常用双组份的环氧树脂-有机胺体系和过渡金属催化的不饱和树脂对PCB板进行镶嵌封装。为了便于检测,要求封装PCB板的胶水粘度低、对PCB板的润湿性能好,固化后得到的树脂块气泡少、透明度高、硬度适中、易打磨。
双组份环氧树脂-有机胺体系的综合力学性能好、在固化过程中体积收缩率低,是目前在金相冷镶嵌领域应用最广泛的一种材料。但是,双酚A型环氧树脂的粘度大,对PCB板的润湿性能差。即使在环氧组分中添加了大量活性稀释剂、并且配合了低黏度的有机胺固化剂组分,其混合后体系的粘度也超过了200mPa.s。不饱和树脂体系里通常含有质量分数为40-50%廉价的苯乙烯(做稀释剂和交联剂),因此,采用不饱和树脂的成本相对较低。不饱和树脂体系中由于含有大量苯乙烯,其粘度一般在260~300±20mPa.s范围内。镶嵌材料的粘度低至200mPa.s对宏观尺寸的PCB板润湿得很好,但是对电路板上的SMT贴片、支脚、狭缝等细微结构的润湿和渗透还不尽人意。
双组份的环氧树脂-有机胺体系的透明度高、综合力学性能(硬度、打磨性等)好,是目前高档PCB板检测领域最常用的一种镶嵌材料。但是,双组份的环氧树脂-有机胺体系使用时,要分准确别称取环氧和有机胺组分(否则配比失调,造成力学性能不达标),然后将二者充分搅拌混合(否则固化不良,损失力学性能)。在混合过程中会将空气引入体系,易在镶嵌件中形成气泡,直接影响观察结果。此外,环氧-有机胺固化体系的反应为开环加成反应,反应速度相对较慢。常通过升高固化温度或加入催化剂等方式,提高体系的反应速度,缩短反应时间(可缩短至2-4小时)。但是,为了满足工艺性能(追求低黏度),使用了低分子量的环氧树脂(牌号E-51)和活性稀释剂,反应官能团数目多、反应放热量大且放热集中,产生了较高的胶块温度(160-180℃),易造成PCB板受热变形,影响检测结果。
不饱和树脂体系价格低、粘度可调节范围大。但是,不饱和树脂体系使用过程中要加入过氧化物类引发剂及过渡金属盐做催化剂。不饱和树脂体系的配方中树脂、引发剂、催化剂常用配比为100:2:0.2。虽然催化剂用量特别少(仅占树脂质量的0.2%),但是催化剂的添加量对反应速度、固化过程影响非常明显。因此,不饱和树脂体系在实际使用时操作步骤非常繁琐,常因物料称量不准导致材料的反应速度和材料性能波动很大。例如,不饱和树脂体系的固化速度与催化剂用量密切相关,可通过调节催化剂和固化剂的用量使不饱和树脂在5-30分钟内固化。不饱和树脂体系中使用了大量苯乙烯,苯乙烯受热容易汽化(汽化温度146℃),为了获得满意的固化效果,尽可能避免放热集中(放热集中常常导致苯乙烯汽化和样块内部温度太高出现焦烧),就要准确控制催化剂的用量,这样进一步增加了配胶过程中的称量难度。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种紫外光链式引发的自反应低粘高厚度全固化胶水。
本发明的金相冷镶嵌用紫外光固化胶水的粘度低(60-65mPa.s),仅为环氧-有机胺固化体系的1/3-1/4,对PCB板润湿性能好;其次,紫外光固化胶水是单一组分,免除了多组分体系配合带来的称量问题;另外,紫外光固化胶水固化速度快(可在5-20分钟内固化),而且,本发明的胶水在固化厚度不大于35mm的情况下能够完全、彻底的固化。
为实现上述发明目,本发明采用以下技术方案:
一种紫外光链式引发的自反应低粘高厚度全固化胶水,按质量份计包括以下组份:
聚氨酯(甲基)丙烯酸酯10-30份、
三官能/多官能(甲基)丙烯酸酯0-10份、
双官能(甲基)丙烯酸酯5-30份、
单官能(甲基)丙烯酸酯50-80份、
光引发剂0.1-3.0份;
其中,聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的通式为:
任意一种或至少两种的混合物,其中,0≤m≤10、0≤n≤10,
R3为-H或者-CH3;
三官能/多官能(甲基)丙烯酸酯为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙氧基化甘油三丙烯酸酯、丙氧基化甘油三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸三甲基丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二-三羟甲基丙烷四甲基丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯、双季戊四醇六甲基丙烯酸酯的任意一种或至少两种的混合物;
双官能(甲基)丙烯酸酯为1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,2-乙二醇二丙烯酸酯、1,2-乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,2-丙二醇二丙烯酸酯、1,2-丙二醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二甲基丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二甲基丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇二甲基丙烯酸酯、邻苯二甲酸三乙二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸三乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧化-1,6-己二醇二丙烯酸酯、乙氧化-1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸氨基甲酸酯、二丙烯酸氨基甲酸酯、2-甲基-1,3-丙二醇二丙烯酸酯、2-甲基-1,3-丙二醇二甲基丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二甲基丙烯酸酯、乙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、乙氧基化新戊二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二烯丙基醚中的任意一种或至少两种的混合物;
单官能(甲基)丙烯酸酯为丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸-4-羟基丁酯、甲基丙烯酸-4-羟基丁酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺、丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯、2-羟基乙基丙烯酸酯磷酸酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸甲氧基乙酯、甲基丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸叔丁基氨基乙酯、甲基丙烯酸叔丁基氨基乙酯、邻苯基苯氧乙基丙烯酸酯、邻苯基苯氧乙基甲基丙烯酸酯、丙烯酸十八酯、甲基丙烯酸十八酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基甲基丙烯酸酯、3,3,5-三甲基环己基丙烯酸酯、3,3,5-三甲基环己基甲基丙烯酸酯、苯氧基乙基丙烯酸酯、苯氧基乙基甲基丙烯酸酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八酯、丙烯酸十八酯、双环戊烯基丙烯酸酯、双环戊烯基甲基丙烯酸酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛甲基丙烯酸酯、乙二醇二环戊烯基醚丙烯酸酯、乙二醇二环戊烯基醚甲基丙烯酸酯、四氢呋喃基丙烯酸酯、四氢呋喃基甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇聚丙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇聚丙二醇甲基丙烯酸酯中的任意一种或至少两种的混合物;
光引发剂为安息香二甲醚、异丙基硫杂蒽酮、二苯甲酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-1-[4-(2-羟乙氧基)苯基]-2-甲基-1-丙酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉苯基)丁酮、2,2-二甲基-α-羟基苯乙酮、α,α’-乙氧基苯乙酮、4-(N,N-二甲氨基)苯甲酸乙酯、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、邻苯甲酰甲酸甲酯、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯或2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯中的任意一种或至少两种的混合物。
优选,所述聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的数均分子量为500-3000g/mol。
优选,所述聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的数均分子量为500-2000g/mol。
优选,所述胶水还包括消泡剂。
优选,消泡剂为质量浓度为1%-20%的氟硅氧烷改性有机硅的二异丁酮溶液。
优选,消泡剂的添加量为所述胶水质量的0.001-0.1%。
所述的一种紫外光固化胶水,用于照射的紫外光灯的功率为45-2000W。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1.紫外光固化胶水的粘度低(60-65mPa.s),对PCB板润湿性能好,能快速润湿PCB板上的SMT贴片、支脚、狭缝等细微结构;
2.紫外光固化胶水是单一组分,不涉及配制和混合操作,免除了称量误差所致的性能波动。由于紫外光胶水不用混合,从源头上解决了因混合产生气泡的难题;
3.紫外光固化胶水固化速度快(可在5-30分钟内固化)、工作效率高,反应放热速率可用胶水的固化速度或固化灯管的功率调节。
4.相比传统的胶水固化后厚度较小,本发明的自反应低粘高厚度全固化胶水能够通过紫外光引发的自反应特性,使得胶块固化过程中胶块的中心位置也能够完全彻底的固化,因此胶水的厚度可调,即能够获得相比传统胶水厚度更大的全固化的透明胶块。
5.本发明的胶水相比传统的胶水不需要添加消耗氧气的添加剂,克服了传统的胶水添加添加剂后造成的浑浊、不透明的缺陷。因此,本发明的胶水固化后不存在黄变的情况,固化后胶块具有内部无气泡、清澈透明的特点。
当本发明的胶水暴露在紫外线环境中时,紫外线给光引发剂提供能量使其分解产生自由基,进而引发聚氨酯(甲基)丙烯酸酯衍生物中的碳-碳双键释放出反应热。由于固化反应为紫外光引发的自由基反应机理,具有加成反应速度快、放热量大的特点,因此,碳-碳双键发生自由基反应产生的热量能在短时间内(1分钟左右)将样品中心温度从室温升到较高温度(最高可达153℃),释放的热量引发链式自由基的固化反应最终完成胶块内部的完全固化,当(甲基)丙烯酸衍生物的碳-碳双键达到较高(如超过35%)转化率时反应体系的粘度很大,自由基双基终止的几率下降,即终止反应速率常数下降/迅速下降,正在进行反应的大分子链自由基基本不失活;另外,此时样块的温度较高(高于其玻璃化转变温度),致使单体的运动性能(在体系中的扩散系数)基本不受影响,直到双键的(甲基)丙烯酸酯单体消耗完(因为样块的温度高于其玻璃化转变温度,所以单体能完成反应)。因此,即使在紫外光不能完全透射固化胶水的情况下,本发明的固化胶水依然可以达到较高的固化厚度,克服了传统光引发胶水内部中心位置附近不能完全固化的缺陷。
另外,因为氧气在胶块固化过程中普遍存在,而且氧气是自由基聚合的高效阻聚剂,因此在胶水固化过程中当氧气存在时胶块的自由基聚合反应被抑制。但是,由于本发明的胶水引发后被自加热后,释放的热量使得溶解在胶水中的微量氧气受热发生体积膨胀,然后氧气被排出样品外.样品中的氧气被排除后,光固化聚合就会顺利进行下去,因此,与传统的光固化胶水相比,本发明的胶水不需要添加任何氧气排出剂就可将氧气排出。而且,即使样品在被加热的过程中还残留微量氧气,引发剂或复合引发剂发生光分解产生的自由基会与氧气分子结合,直到氧气逐渐消耗掉,正常启动自由基反应。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。
附图说明
图1.实施例1得到的紫外光固化胶水反应时间-胶块温度曲线以及固化表征情况。
图2.实施例2得到的紫外光固化胶水反应时间-胶块温度曲线以及固化表征情况。
图3.实施例3得到的紫外光固化胶水反应时间-胶块温度曲线以及固化表征情况。
图4.实施例3得到的紫外光固化胶水反应时间-胶块温度曲线以及固化表征情况。
具体实施方式
下面将对本发明进行更详细的描述,其中表示了本发明的优选实施例,应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明而仍然实现本发明的有益效果。因此,下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道,而并不作为对本发明的限制。
实施例1
由聚四氢呋喃二元醇、甲基丙烯酸羟乙酯与异佛尔酮二异氰酸酯合成的聚氨酯甲基丙烯酸酯(分子量约3000g/mol)10份、乙氧基化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯10份、三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯30份、苯氧基乙基甲基丙烯酸酯50份、双环戊烯基甲基丙烯酸酯30份、光引发剂安息香二甲醚2.0份、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦1.0份、Tego931消泡剂(德国赢创)0.6份。
一、将上述组分按照质量组成称量、混合、静置脱泡。25℃下,测试其粘度为67mPa.s。
二、将其倒入直径约30mm、高35mm的聚乙烯模具中,控制倒入胶水的实际高度不超过30mm。在1000W汞灯(2只,波长为350-450nm)照射下,分别用热电偶测量胶块中心处的温度、用手持红外测温仪测定胶水表面温度。
测试结果:
用手持红外测温仪测试固化过程中,胶块表面最高温度为114.6℃。
测试的胶水固化反应过程中,反应时间与胶块中心温度变化曲线如图1。图1显示:胶水在固化过程中存在10s左右的诱导期(点a),在75s(点b)左右胶块温度达到最高峰(150.4℃)。紫外光照射5min(300s)将胶块取出,胶块反应基本结束,硬度达到76D(邵氏硬度),然后在室温无光照条件下,放置4小时胶块硬度可达81D。
相比传统的光引发固化胶水由于厚度达到30mm时,紫外光被胶块表层的光引发剂吸收,影响光的透射导致固化不完全(尤其是胶块中心不能完全固化),本发明的低粘固化胶水能够在短时间(5min)内完成固化,而且胶块中心完全固化,原因即在于本发明的低粘固化胶水并非单纯紫外光引发,而是紫外光引发(甲基)丙烯酸酯衍生物中的双键释放出反应热(红外检测胶块表面110℃左右),释放的热量(热电偶检测中心放热150℃左右)引发链式自由基的固化反应最终完成胶块内部的完全固化,因此,即使在紫外光不能完全透射固化胶水的情况下,本发明的固化胶水依然可以达到较高的固化厚度,克服了传统光引发胶水内部中心位置附近不能完全固化的缺陷。
传统紫外光固化胶水常加入叔胺类物质(如,N,N-二甲基苄胺、三乙胺等)或者含叔胺结构的反应单体(如,N-乙烯基吡咯烷酮等)与氧原子结合,以消除渗透到胶水表层和内部氧原子的阻聚效应。但是,胺类物质(如上述的三乙胺和N-乙烯基吡咯烷酮等)的蒸汽会强烈刺激眼睛及粘膜,对操作者的健康造成危害。此外,胶水固化后叔胺类物质留在产品中,被氧化导致制品发黄、变色。本发明采用适当增加光引发剂用量的策略,抵消样品表层和内部溶解的氧气所导致的阻聚作用,避免了对操作者的人身危害和由叔胺引起的样块变黄弊病。
其中,图1中的插图为热电偶测试紫外光固化胶水中心温度后固化的照片。由照片可以看出,胶水固化后胶块内部无气泡、清澈透明。
实施例2
由聚乙二醇丙二醇共聚的二元醇、丙烯酸羟乙酯与甲苯二异氰酸酯合成的聚氨酯丙烯酸酯(分子量约500g/mol)30份、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯5份、丙烯酸异冰片酯30份、N-乙烯基己内酰胺20份、丙烯酸羟乙酯20份、二苯甲酮0.05份、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦0.05份、均雷8310消泡剂(郑州均雷化工)0.1份。
一、将上述组分按照质量组成称量、混合、静置脱泡。25℃下,测试其粘度为61mPa.s。
二、将其倒入直径约30mm、高35mm的聚乙烯模具中,控制倒入胶水的实际高度不超过30mm。在1只1000W汞灯(波长为350-450nm)照射下,分别用热电偶测量胶块中心处的温度、用手持红外测温仪测定胶水表面温度。
测试结果:
用手持红外测温仪测试固化过程中,胶块表面最高温度为119℃。
测试的胶水固化反应过程中反应时间与胶块中心温度变化曲线如图2。图2显示:胶水在固化过程中存在30s左右的诱导期(点a),在125s(点b)左右胶块温度达到最高峰(152.5℃)。紫外光照射约7min(400s)将胶块取出,胶块反应基本结束,硬度达到75D(邵氏硬度),然后在室温无光照条件下,放置4小时胶块硬度可达80D。表明相比传统的光引发固化胶水由于厚度达到30mm时影响光的透射导致固化不完全,本发明的低粘固化胶水能够在短时间(7min)内完成固化。
其中,图2的插图为紫外光固化胶水固化的照片。由照片可以看出,胶水固化后胶块内部无气泡、清澈透明。
对比例1
以聚己二酸丁二醇、甲基丙烯酸羟乙酯与异佛尔酮二异氰酸酯合成的聚氨酯丙烯酸酯预聚物(分子量约5000g/mol)89.5份、甲基丙烯酸甲酯5份、二苯甲酮2份、三乙醇胺3份。
在25℃下,上述混合物粘度大、混合过程产生的气泡多。静置一周后,体系内气泡消除,测试上述混合物的粘度为26700mPa.s。室温下,紫外光固化胶水的基本无流动性。用500W汞灯(波长为350-450nm)照射10分钟,胶块外围与紫外光接触的部分固化,内部软而弹。胶块不能满足力学性能和打磨性能。
相比实施例1以及下述其他实施例的测试结果显示,对比例1中的终产物具有极大的粘度,导致完全不具有流动性和润湿性,且无法完全固化形成胶块。说明对比例1中的胶水组分中过高的聚氨酯丙烯酸酯预聚物含量以及过大的分子量(5000g/mol)导致无法获得本发明的结果,不具有形成胶块的适用性。
对比例2
由聚乙二醇丙二醇共聚的二元醇、丙烯酸羟乙酯与甲苯二异氰酸酯合成的聚氨酯丙烯酸酯(分子量约5000g/mol)30份、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯5份、丙烯酸异冰片酯30份、N-乙烯基己内酰胺20份、丙烯酸羟乙酯20份、二苯甲酮0.05份、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦0.05份、氟硅氧烷改性有机硅消泡剂0.1份。
在25℃下,上述混合物粘度较大。静置一周后,体系内气泡消除,测试上述混合物的粘度为2300mPa.s,胶水的流动性和润湿性能变差。用邵氏D硬度计测试其表面硬度为47D,经过1天,测试其硬度为59D。胶块的硬度小、弹性大,打磨性不良(易粘砂纸)。
对比例2与实施例2的组分和组分含量相同,区别在于聚氨酯丙烯酸酯(分子量约5000g/mol),测试结果显示对比例2的粘度依然过大,胶水的流动性和润湿性能很差,气泡排除困难,固化样块的透明度差。同时,固化后胶块的硬度仅为59D,也无法达到本发明的效果,不具有适用性。
通过对比例1和2的比较可以发现,由于本发明的胶水为紫外光引发的自反应胶水,因此,聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的分子量和含量最为关键,其分子量一旦超过3000g/mol,聚合物的粘度快速上升,配方的粘度过大、无法提供良好的润湿性能;其含量一旦超过30份或总质量的30%,就会影响体系的粘度和单体转化率,导致固化后胶块的硬度不够,对比例1和2即证明了上述观点。
实施例3
由聚己二酸丁二醇、甲基丙烯酸羟乙酯与二苯基甲烷二异氰酸酯合成的聚氨酯甲基丙烯酸酯(分子量约2000g/mol)15份、丙氧基化甘油三甲基丙烯酸酯5份、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯5份、邻苯二甲酸三乙二醇二甲基丙烯酸酯10份、甲基丙烯酸羟乙酯35份、邻苯基苯氧乙基甲基丙烯酸酯30份、1-羟基环己基苯基甲酮2.0份、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯0.2份、Sago-1655消泡剂(广州市斯涂源化工有限公司)0.3份。
一、将上述组分按照质量组成称量、混合、静置脱泡。25℃下,测试其粘度为64mPa.s。
二、将其倒入直径约30mm、高35mm的聚乙烯模具中,控制倒入胶水的实际高度不超过30mm。在45W LED灯管(5只9W的LED灯管,波长为350-400nm)照射下,分别用热电偶测量胶块中心处的温度、用手持红外测温仪测定胶水表面温度。
测试结果:
用手持红外测温仪测试固化过程中,胶块表面最高温度为69.3℃。
测试的胶水固化反应过程中,反应时间与胶块中心温度变化曲线如图3。图3显示:胶水在固化过程中存在明显的诱导期(大约60s),在480s(8min)左右胶块温度达到最高峰(106.4℃)。紫外光照射30min(1800s)将胶块取出,胶块反应基本结束,硬度达到81D(邵氏硬度)。表明相比传统的光引发固化胶水由于厚度达到30mm时影响光的透射导致固化不完全,本发明的低粘固化胶水能够在短时间(30min)内完成固化。
实施例4
由聚己二酸乙二醇、丙烯酸羟乙酯与六亚甲基二异氰酸酯合成的聚氨酯丙烯酸酯(分子量约1300g/mol)25份、三(2-羟乙基)异氰脲酸三甲基丙烯酸酯5份、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯2份、丙氧基化新戊二醇二甲基丙烯酸酯15份、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯3份、苯氧基乙基甲基丙烯酸酯50份、2,2-二甲基-α-羟基苯乙酮1.0份、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯0.1份、NEO-5608消泡剂(常州恩科新材料有限公司)0.4份。
一、将上述组分按照质量组成称量、混合、静置脱泡。25℃下,测试其粘度为62mPa.s。
二、将其倒入直径约30mm、高35mm的聚乙烯模具中,控制倒入胶水的实际高度不超过30mm。在81W LED灯管(9只9W的LED灯管,波长为350-400nm)照射下,分别用热电偶测量胶块中心处的温度、用手持红外测温仪测定胶水表面温度。
测试结果:
用手持红外测温仪测试固化过程中,胶块表面最高温度为72.5℃。
测试的胶水固化反应过程中,反应时间与胶块中心温度变化曲线如图4。从图4可以看出:胶水在固化过程中存在明显的诱导期(大约60s),在300s(5min)左右胶块温度达到最高峰(119.1℃)。紫外光照射20min(1200s)将胶块取出,胶块的硬度达到76D(邵氏硬度)。表明相比传统的光引发固化胶水由于厚度达到30mm时影响光的透射导致固化不完全,本发明的低粘固化胶水能够在短时间(20min)内完成固化。
实施例5
聚碳酸酯二元醇、甲基丙烯酸羟乙酯与异佛尔酮二异氰酸酯合成的聚氨酯甲基丙烯酸酯(分子量约850g/mol)17.5份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯2.0份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯0.5份、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯15份、乙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯15份、3,3,5-三甲基环己基丙烯酸酯10份、甲基丙烯酸羟丙酯35份、丙烯酸月桂酯5份、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦3.0份、TR4066消泡剂(常州思诺尔化工有限公司)0.5份。
一、将上述组分按照质量组成称量、混合、静置脱泡。25℃下,测试其粘度为64mPa.s。
二、将其倒入直径约30mm、高35mm的聚乙烯模具中,控制倒入胶水的实际高度不超过30mm。在54W LED灯管(6只9W的LED灯管,波长为350-400nm)照射下,用手持红外测温仪测定胶水表面温度。
测试结果:
胶水在固化过程中用手持红外测温仪测试胶块表面最高温度为67.3℃。
紫外光照射20min,关闭灯光,将胶块取出,胶块的硬度达到78D(邵氏硬度)。第二天,胶块硬度达到81D。表明相比传统的光引发固化胶水由于厚度达到30mm时影响光的透射导致固化不完全,本发明的低粘固化胶水能够在短时间(20min)内完成固化。
实施例6
聚丙二醇、丙烯酸羟乙酯、三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯合成的聚氨酯丙烯酸酯(分子量约1150g/mol)20份、季戊四醇三丙烯酸酯10份、邻苯二甲酸二乙二醇二甲基丙烯酸酯20份、甲基丙烯酸异冰片酯40份、甲基丙烯酸三氟乙酯10份、邻苯甲酰甲酸甲酯1.5份、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦0.5份、2366消泡剂(卡索尔化学有限公司)0.2份。
一、将上述组分按照质量组成称量、混合、静置脱泡。25℃下,测试其粘度为64mPa.s。
二、将其倒入直径约30mm、高35mm的聚乙烯模具中,控制倒入胶水的实际高度不超过30mm。在500W汞灯(波长为350-450nm)照射下,用手持红外测温仪测定胶水表面温度。
测试结果:
胶水在固化过程中用手持红外测温仪测试胶块表面最高温度为83℃。
紫外光照射15min,关闭灯光,将胶块取出,胶块的硬度达到79D。表明相比传统的光引发固化胶水由于厚度达到30mm时影响光的透射导致固化不完全,本发明的低粘固化胶水能够在短时间(15min)内完成固化。
以上实施例部分表明本发明的紫外光固化胶水的粘度低(60-65mPa.s),对PCB板润湿性能好,因此将本发明的胶水倒入盛有PCB板的透明模具后,能够自发快速润湿线路板上的SMT贴片、支脚、狭缝等细微结构,并将细微结构中的气泡顺利排出。而且,相比传统的胶水本发明的自反应低粘高厚度全固化胶水能够通过紫外光引发的自反应特性,使得胶块固化过程中中心位置的胶块也能够完全彻底的固化,因此胶水的厚度可调。另外,本发明的紫外光引发的自反应胶水通过自反应释放的热量排出多余的氧气,因此,相比传统的胶水不需要添加排出氧气的添加剂,克服了传统的胶水添加添加剂后造成的浑浊、不透明的缺陷。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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 (2)
1.一种紫外光链式引发的自反应低粘高厚度全固化胶水,其特征在于,所述胶水由聚四氢呋喃二元醇、甲基丙烯酸羟乙酯与异佛尔酮二异氰酸酯合成的聚氨酯甲基丙烯酸酯10份、乙氧基化三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯10份、三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯30份、苯氧基乙基甲基丙烯酸酯 50份、双环戊烯基甲基丙烯酸酯30份、安息香二甲醚2.0份、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦1.0份、Tego 931消泡剂0.6份组成,
其中,所述聚氨酯甲基丙烯酸酯的分子量为3000 g/mol。
2.一种紫外光链式引发的自反应低粘高厚度全固化胶水,其特征在于,所述胶水由聚乙二醇丙二醇共聚的二元醇、丙烯酸羟乙酯与甲苯二异氰酸酯合成的聚氨酯丙烯酸酯30份、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯5份、丙烯酸异冰片酯30份、N-乙烯基己内酰胺20份、丙烯酸羟乙酯20份、二苯甲酮0.05份、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦0.05份、均雷8310消泡剂0.1份组成,
其中,所述聚氨酯丙烯酸酯的分子量为500 g/mol。
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