CN114133901A - 一种环氧胶黏剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种环氧胶黏剂，按照质量百分比计，由以下组分制备得到：0～30％的环氧树脂，15～60％的聚氨酯改性环氧树脂，15～50％的固化剂，0.1～2％的稳定剂，0.5～10％的促进剂，0.1～3％的偶联剂，0～5％的触变剂，0～5％的颜料，0～40％的填料。本申请提供的胶黏剂可实现80℃、130s或70℃、150s低温快速固化，固化前具有较好的高湿度室温稳定性，固化后长时间高温高湿后粘接性能优异，较低的应力，适用于对温度敏感的塑料电子器件以及柔性电路基板的粘接。

Description

一种环氧胶黏剂

技术领域

本发明涉及胶黏剂技术领域，尤其涉及一种环氧胶黏剂。

背景技术

近年来，消费电子产品发展迅速，组装结构胶的需求也日益增加。消费电子产品多采用塑料等不耐高温的材料，要求胶水的固化温度低于100℃，且为了提高生产效率，人们对胶水的固化时间要求越来越短。目前能够满足低温快速固化的胶黏剂有两类：一类是UV固化的胶黏剂，但受固化条件和颜色限制，不能满足多数用胶点的需求；另一类是热固化胶水，环氧和硫醇体系是能够低温快速固化，对多种材料均有较好的粘接强度，室温使用寿命相对较长的胶黏剂，但是固化后经长时间高温高湿会出现粘接强度大幅衰减等问题。因此，如何提高环氧硫醇体系的耐湿性一直是一个亟待解决的问题。

目前已有很多报道来改善环氧硫醇体系的耐湿性问题。如申请号为202010254389.8的专利采用有机硅改性环氧树脂及无酯基硫醇固化剂，从树脂和固化剂两方面提高体系的耐水性；申请号为201710399657.3的专利通过采用改性硫醇固化剂，从空间位阻和分子疏水性角度提高体系的耐水性。

但上述第一个专利中，有机硅改性的环氧树脂会降低体系的粘接强度，第二个专利中采用了常规的环氧树脂，固化后体系的刚性较大，对于消费电子产品的塑料器件粘接后容易产生形变，胶体开裂等问题。因此，同时兼顾胶黏剂的耐水性和粘结强度具有重要意义。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种环氧胶黏剂，其可实现80℃、130s或70℃、150s低温快速固化，且固化前具有较好的高湿度室温稳定性，固化后长时间高温高时候粘结性能优异，且应力较低。

有鉴于此，本申请提供了一种环氧胶黏剂，按照质量百分比计，由以下组分制备得到：

优选的，所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛环氧树脂、氢化型环氧树脂和双酚S型环氧树脂中的一种或多种。

优选的，所述改性环氧树脂为所述环氧树脂和所述聚氨酯改性环氧树脂总和的50％～100％。

优选的，所述环氧树脂的含量为4～25％，所述改性环氧树脂的含量为20～40％。

优选的，所述固化剂选自硫醇固化剂，所述硫醇固化剂选自四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、四(3-巯基丁酸)季戊四醇酯、1,4-二(3-巯基丁酸)丁烷和1,3,5-三(3-巯基丁酸)异氰脲酸酯中的一种或多种。

优选的，所述稳定剂选自安息香酸、巴比妥酸、月桂酸、有机硼酸和水杨酸中的一种或多种；所述促进剂选自咪唑加成类促进剂和改性胺类促进剂中的一种或两种；所述偶联剂选自环氧偶联剂、丙烯酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或多种。

优选的，所述触变剂选自气铝、白炭黑和云母中的一种或多种；所述颜料选自钛白粉、酞青蓝、氧化铁红和炭黑中的一种或多种；所述填料选自滑石粉、氧化铝、硅微粉、氢氧化铝和纳米碳酸钙中的一种或多种。

优选的，所述固化剂的含量为17～35％。

优选的，所述稳定剂的含量为0.5～1.5％，所述促进剂的含量为2～8％。

优选的，所述胶黏剂的制备方法具体为：

按照质量配比，将环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、稳定剂、固化剂、偶联剂混合后再加入填料、触变剂、颜料，得到初始混合物；

在所述初始混合物中加入促进剂，真空脱气，得到环氧胶黏剂。

本申请提供了一种环氧胶黏剂，其以环氧树脂和聚氨酯改性环氧树脂作为主体，由于聚氨酯本身具有较低的吸水率，可赋予材料高强度和高韧性，引入到环氧树脂中可降低体系的吸水率，从而提高固化后体系的耐水性；其改性后环氧树脂柔韧性好，能够降低体系的模量，起到代替增韧剂的效果，降低胶水的固化应力，且聚氨酯改性环氧树脂对金属塑料等材料有较好的粘接力，在提高耐水性的同时保证足够的粘接强度。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

鉴于现有技术中，环氧胶黏剂粘接强度、应力以及耐水性不能兼顾的问题，本发明实施例公开了一种环氧树脂，其从树脂角度出发采用聚氨酯改性环氧树脂作为主体树脂，由于聚氨酯本身具有较低的吸水率，赋予材料高强度，韧性好，引入到环氧树脂中可降低体系的吸水率，从而提高固化后体系的耐水性；其改性后环氧树脂柔韧性好，能够降低体系的模量，起到代替增韧剂的效果，降低胶水的固化应力；聚氨酯改性环氧对金属塑料等材料有较好的粘接力，在提高耐水性的同时保证足够的粘接强度，因此，本申请提供的环氧胶黏剂实现了低应力、耐水性以及粘结强度的同时兼顾。具体的，本发明提供了一种环氧胶黏剂，按照质量百分比计，由以下组分制备得到：

在本申请提供的环氧胶黏剂中，所述改性环氧树脂为聚氨酯改性环氧树脂，聚氨酯包括聚酯类和聚醚类；所述环氧树脂包括但不限于双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛环氧树脂、氢化型环氧树脂和双酚S型环氧树脂中的一种或多种，更具体地，如DER-331、E51、DER-353、DER-354、DEN-431、DEN-438、EP-4080E、185S,其中一种或多种复配。所述环氧树脂的含量为0～30％，所述改性环氧树脂的含量为15～60％；更具体地，所述环氧树脂的含量为4～25％，所述改性环氧树脂的含量为20～40％。所述聚氨酯改性环氧树脂的含量过低，则双85 120H无明显提高。

所述硫醇固化剂为一级硫醇和二级硫醇，可选自四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)，四(3-巯基丁酸)季戊四醇酯、1,4-二(3-巯基丁酸)丁烷和1,3,5-三(3-巯基丁酸)异氰脲酸酯中的一种或多种。所述固化剂的含量为15～50wt％，在具体实施例中，所述固化剂的含量为17～35wt％。所述固化剂与树脂发生交联反应，提高粘接强度，含量不在上述范围使得粘接不良。

所述稳定剂选自安息香酸、巴比妥酸、月桂酸、有机硼酸和水杨酸中的一种或多种。所述稳定剂的含量为0.1～2wt％，更具体地，所述稳定剂的含量为0.5～1.5wt％。所述稳定剂过少则影响胶黏剂室温储存稳定性，过多则影响反应速率。

所述的促进剂选自咪唑加成物和改性胺类中的一种或两种，但不限于这些促进剂，如EH-5057P、EH-5057PK以及Fuijicure公司的FXR-1081、FXR-1020、7501、7060，味之素公司的PN-H，PN-23J，PN-40中的一种或数种的复配。所述促进剂的含量为0.5～10wt％，更具体地，所述促进剂的含量为2～8wt％；其过少则反应速度变慢，过多则室温性能较差。

所述偶联剂选自环氧偶联剂、丙烯酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或多种，更具体地，如3-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种或多种复配，但不限于这些偶联剂。所述偶联剂的含量为0.1～3wt％，更具体地，所述偶联剂的含量为0.5～2wt％。所述偶联剂对粘接力有影响，过多会影响粘度和触变等性能。

所述触变剂选自气铝、白炭黑和云母中的一种或多种。所述触变剂的含量为0～5wt％，更具体地，所述触变剂的含量为0.1～3.5wt％。所述触变剂的含量过多则直接影响粘度和TI，操作性较差。

所述着色剂选自钛白粉、酞青蓝、氧化铁红和炭黑中的一种或多种，但不限于这些着色剂。所述着色剂的含量为0～5wt％，更具体地，所述着色剂的含量为0.5～3.5wt％。所述着色剂用以改变体系颜色。

所述填料选自滑石粉、氧化铝、硅微粉、氢氧化铝和纳米碳酸钙中的一种或多种。所述填料的含量为0～40wt％，更具体地，所述填料的含量为5～35wt％。所述填料具有调节胶黏剂的粘度、触变和补强的作用。

在上述基础上，所述胶黏剂的制备方法具体为：

按照质量配比，将环氧树脂、改性环氧树脂、稳定剂、固化剂、偶联剂混合后再加入填料、触变剂、颜料，得到初始混合物；

在所述初始混合物中加入促进剂，真空脱气，得到环氧胶黏剂。

本发明提供的环氧胶黏剂，其采用聚氨酯改性环氧作为主体树脂，依据聚氨酯的低吸水性，引入环氧树脂内单独作为主体树脂或结合常规环氧树脂可降低环氧树脂的吸水率，从而提高体系的耐湿性；同时由于聚氨酯本身具有良好的柔韧性，其改性环氧树脂能够降低体系固化后的模量起到增韧剂的效果，同时聚氨酯改性环氧参与反应且聚氨酯具有较高的极性保证足够的粘接力，解决了增韧剂因不参与反应在降低模量的同时粘接强度下降的问题。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的环氧胶黏剂进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例

按照比例，先将环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、稳定剂、固化剂和偶联剂混合均匀后，再向其中加入填料、触变剂、颜料继续混合至各组份分散均匀，最后向其中加入固化促进剂搅拌均匀后，经三辊研磨2～3遍，再搅拌0.5小时，真空脱气后制得胶黏剂。

按照上述方案制备胶黏剂，具体成分和性能如表1所示；

表1实施例和对比例提供的胶黏剂的成分以及性能数据表

由表1可知，当改性树脂占总树脂的比例小于50％，如对比例1，双85 120H后粘接强度的保持率与对比例比改善效果不大；改性树脂占总树脂的比例大于50％时，双85 120H后粘接力保持率不小于60％，与对比例比有明显改善。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种环氧胶黏剂，按照质量百分比计，由以下组分制备得到：

2.根据权利要求1所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛环氧树脂、氢化型环氧树脂和双酚S型环氧树脂中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述改性环氧树脂为所述环氧树脂和所述聚氨酯改性环氧树脂总和的50％～100％。

4.根据权利要求3所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述环氧树脂的含量为4～25％，所述改性环氧树脂的含量为20～40％。

5.根据权利要求1所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述固化剂选自硫醇固化剂，所述硫醇固化剂选自四(3-巯基丙酸)季戊四醇酯、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、四(3-巯基丁酸)季戊四醇酯、1,4-二(3-巯基丁酸)丁烷和1,3,5-三(3-巯基丁酸)异氰脲酸酯中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述稳定剂选自安息香酸、巴比妥酸、月桂酸、有机硼酸和水杨酸中的一种或多种；所述促进剂选自咪唑加成类促进剂和改性胺类促进剂中的一种或两种；所述偶联剂选自环氧偶联剂、丙烯酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述触变剂选自气铝、白炭黑和云母中的一种或多种；所述颜料选自钛白粉、酞青蓝、氧化铁红和炭黑中的一种或多种；所述填料选自滑石粉、氧化铝、硅微粉、氢氧化铝和纳米碳酸钙中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述固化剂的含量为17～35％。

9.根据权利要求1所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述稳定剂的含量为0.5～1.5％，所述促进剂的含量为2～8％。

10.根据权利要求1所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述胶黏剂的制备方法具体为：

按照质量配比，将环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、稳定剂、固化剂、偶联剂混合后再加入填料、触变剂、颜料，得到初始混合物；

在所述初始混合物中加入促进剂，真空脱气，得到环氧胶黏剂。