CN114262598A

CN114262598A - 一种高可靠性紫外光固化披覆胶及其制备方法

Info

Publication number: CN114262598A
Application number: CN202111642358.0A
Authority: CN
Inventors: 王博; 王建斌; 陈田安
Original assignee: Yantai Darbond Technology Co Ltd
Current assignee: Yantai Darbond Technology Co Ltd
Priority date: 2021-12-30
Filing date: 2021-12-30
Publication date: 2022-04-01

Abstract

一种高可靠性紫外光固化披覆胶，按质量份数组成为：改性聚氨酯丙烯酸酯30～60份、丙烯酸酯类活性稀释剂40～70份、光引发剂1～5份、核酮糖‑1,5‑二磷酸羧化酶1‑10份。本发明制备的紫外光固化披覆胶储存稳定性好、固化后胶层无气泡、柔韧性好、对基材附着力高、可靠性优良，解决了普通披覆胶固化后胶层有气泡、柔韧性低、对基材附着力低、可靠性差的问题，适用范围更广。

Description

一种高可靠性紫外光固化披覆胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种高可靠性紫外光固化披覆胶及其制备方法，属于光固化材料领域。

背景技术

随着科技的发展，智能电子设备的应用越来越广泛，如电脑、手机、穿戴设备、智能空调、智能洗衣机和人体、环境监测设备等等，为人们的生活和工作提供了极大的便利。对于电子设备，在工作条件下不可避免的要遇到如盐雾、汗液、潮气与高温等环境，线路板可能产生腐蚀、霉变等问题，导致线路板电路出现故障。而披覆胶可有效地隔离保护线路板及元器件，使其免遭恶劣环境的侵蚀、霉变等，从而提高线路板的可靠性，增加其安全系数，并保证其使用寿命。目前披覆胶的固化方式一般都是UV和湿气双重固化，在UV光照射不到的地方可以通过和湿气反应固化，湿气固化基团一般为异氰酸酯或硅氧烷，异氰酸酯与湿气反应固化交联强度高，但是会有气泡产生并且固化后一般硬度很高，容易产生应力集中；硅氧烷与水反应固化后，疏水性好，但是强度和附着力均较低。这些缺点均会导致胶层在苛刻的高低温冲击、高温高湿等环境中的失效。本发明的披覆胶可以解决这个问题。

发明内容

为了解决现有披覆胶固化后有气泡、应力集中、附着力不足等导致可靠性不足的问题，本发明提供了一种高可靠性紫外光固化披覆胶及其制备方法，以达到高可靠性的目的。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种高可靠性紫外光固化披覆胶，按照质量份数组成为：改性聚氨酯丙烯酸酯30～60份、丙烯酸酯类活性稀释剂40～70份、光引发剂1～5份、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶1-10份。

进一步地，所述改性聚氨酯丙烯酸酯分子结构通式如下:

其中R₁代表—CH₃或—H； R₂代表—CH₂CH₂—或—CH₂CH₂ CH₂—；

R₃代表—CH₃或—CH₂CH₃； R₄代表二异氰酸酯分子中不包含NCO基团的部分；R₅代表磷酸酯基；n₁为1-10的正整数。

进一步地，所述改性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法包含以下步骤:

1）将异氰酸酯基硅氧烷与除水的丙烯酰氧基多巴胺盐按照1:1-1.2

的摩尔比加入至反应釜中，在干燥惰性气体保护下，70-90℃反应至-NCO基团消失，得预聚物1；

2）按照预聚物1与二异氰酸酯1:2-2.2的摩尔比加入二异氰酸酯，在干燥惰性气体保护下，70-90℃反应至-NCO基团至设计值，得预聚物2；

3）按照预聚物2与1,5-二磷酸核酮糖按照1-1.2:1的摩尔比加入1,5-二磷酸核酮糖，在干燥惰性气体保护下，70-90℃反应至-NCO基团至设计值，得改性聚氨酯丙烯酸酯。

进一步地，所述丙烯酸酯类活性稀释剂包括但不仅限于丙烯酸（AA）、N,N-二甲基丙烯酰胺（DMAA）、丙烯酰吗啉（ACMO）、四氢呋喃丙烯酸酯（THFA）、丙烯酸月桂酯（LA）、丙烯酸异冰片酯（IBOA）、1，4-丁二醇二丙烯酸酯（HDDA）中的一种或任意几种的混合物。

进一步地，所述光引发剂包括但不仅限于2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦TPO、1-羟基环己基苯基甲酮184、安息香双甲醚651、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦819、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-（4-吗啉苄苯基）丁酮369、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮907、二苯甲酮BP、异丙基硫杂蒽酮ITX中的一种或任意几种混合。

本发明所述的一种高可靠性紫外光固化披覆胶的制备方法包括：称取30-60份的改性聚氨酯丙烯酸酯、40-70份的丙烯酸酯类活性稀释剂、1-5份光引发剂，依次加入搅拌釜内，5-25℃真空条件或者干燥惰性气体保护下，搅拌至溶解混合均匀，通过不同酸碱性的活性稀释剂将胶液的PH值调整至6-8；然后加入1-10核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶，5-25℃真空条件或者干燥惰性气体保护下，搅拌至溶解混合均匀，即得。

本发明的有益效果是：本发明制备的紫外光固化披覆胶储存稳定性好、固化后胶层无气泡、柔韧性好、对基材附着力高、可靠性优良，解决了普通披覆胶固化后胶层有气泡、柔韧性低、对基材附着力低、可靠性差的问题，适用范围更广。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

称取甲基丙烯酰多巴胺222g，3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷205g依次加入到反应釜中，干燥氮气保护下85℃反应2h，至NCO基团红外光谱消失；将甲苯二异氰酸酯348g，加入到三口烧瓶中，干燥氮气保护下85℃反应5h，反应至NCO到设计含量；加入1,5-二磷酸核酮糖310g，干燥氮气保护下75℃反应8h，反应至NCO到设计含量；边搅拌边降温至20℃，加入AA 40g， DMAA 400g,IBOA 500g,THFA 400g，80g光引发剂184,20g TPO,搅拌2h至光引发剂完全溶解均匀，加入160g核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶，搅拌2h至完全溶解均匀，出料于密封遮光容器中。

实施例2

称取甲基丙烯酰多巴胺233g，3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷205g依次加入到反应釜中，干燥氮气保护下85℃反应2h，至NCO基团红外光谱消失；将异氟尔酮二异氰酸酯223g，加入到三口烧瓶中，干燥氮气保护下85℃反应8h，反应至NCO到设计含量；加入1,5-二磷酸核酮糖310g，干燥氮气保护下75℃反应10h，反应至NCO到设计含量；边搅拌边降温至20℃，加入AA 40g， DMAA 400g, IBOA 500g,THFA 400g，80g光引发剂184,20g TPO,搅拌2h至光引发剂完全溶解均匀，加入160g核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶，搅拌2h至完全溶解均匀，出料于密封遮光容器中。

比较例1

称取甲基丙烯酰多巴胺222g，甲苯二异氰酸酯522g，加入到三口烧瓶中，干燥氮气保护下85℃反应2h，反应至NCO到设计含量；边搅拌边降温至20℃，加入AA 20g， DMAA200g,IBOA 300g,THFA 200g，35g光引发剂184,10g TPO,搅拌2h至光引发剂完全溶解均匀，出料于密封遮光容器中。

比较例2

称取甲基丙烯酰多巴胺222g，3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷205g依次加入到反应釜中，干燥氮气保护下85℃反应2h，至NCO基团红外光谱消失；将甲苯二异氰酸酯348g，加入到三口烧瓶中，干燥氮气保护下85℃反应5h，反应至NCO到设计含量；边搅拌边降温至20℃，加入AA 20g， DMAA 200g,IBOA 300g,THFA 200g，35g光引发剂184,10g TPO,搅拌2h至光引发剂完全溶解均匀，出料于密封遮光容器中。

比较例3

称取甲基丙烯酰多巴胺222g，3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷205g依次加入到反应釜中，干燥氮气保护下85℃反应2h，至NCO基团红外光谱消失；将异氟尔酮二异氰酸酯223g，加入到三口烧瓶中，干燥氮气保护下85℃反应8h，反应至NCO到设计含量；边搅拌边降温至20℃，加入AA 20g， DMAA 200g, IBOA 300g,THFA 200g，1,5-二磷酸核酮糖160g，40g光引发剂184,10g TPO,搅拌2h至光引发剂完全溶解均匀，加入40g核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶，搅拌2h至完全溶解均匀，出料于密封遮光容器中。

通过下面的试验测试本发明的一种高可靠性紫外光固化披覆胶的储存稳定性、固化后的表观和可靠性性能。

储存稳定性检验方法：将胶液密封遮光置于60℃烘箱中7天，观察有无析出、凝胶现象，以及粘度上升率。

固化后的表观：将胶液喷涂于PCB线路板上，控制胶层厚度为100-150μm,静置10min完全消泡后，使用365nm LED光源固化，然后置于25℃，50%RH的恒温恒湿箱中10天。在显微镜下观察胶层是否有气泡产生。若无气泡则判定为OK，否则判定为NG。

可靠性：将胶液喷涂于PCB线路板上，控制胶层厚度为100-150μm,静置10min完全消泡后，使用365nm LED光源固化，然后置于25℃，50%RH的恒温恒湿箱中10天。分别将制备好的样品置于高低温冲击箱（-40℃/30min- 100℃/30min，）200个循环和高温高湿环境箱(85℃,85%RH,加电压12V)中500h。观察胶层有无开裂，胶层与基材有无分离，线路有无腐蚀。

测试结果如表1所示：

表1 实施例与对比例的对比测试结果

从上述结果可以看出，本发明的披覆胶与现有的普通技术光固化披覆胶相比，储存稳定性优良，固化后的胶层无气泡产生，可靠性能更加优良。

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

1.一种高可靠性紫外光固化披覆胶，按质量份数组成为：改性聚氨酯丙烯酸酯30～60份、丙烯酸酯类活性稀释剂40～70份、光引发剂1～5份、核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶1～10份。

2.根据权利要求1所述一种高可靠性紫外光固化披覆胶，其特征在于，所述改性聚氨酯丙烯酸酯分子结构通式如下：

其中R₁代表—CH₃或—H；R₂代表—CH₂CH₂—或—CH₂CH₂ CH₂—；

R₃代表—CH₃或—CH₂CH₃；R₄代表二异氰酸酯分子中不包含NCO基团的部分；R₅代表磷酸酯基；n₁为1-10的正整数。

3.根据权利要求1所述一种高可靠性紫外光固化披覆胶，其特征在于，所述改性聚氨酯丙烯酸酯的合成方法包含以下步骤：

1）将异氰酸酯基硅氧烷与除水的丙烯酰氧基多巴胺盐按照1:1-1.2的摩尔比加入反应釜中，在干燥惰性气体保护下，70-90℃反应至-NCO基团消失，得预聚物1；

4.根据权利要求1所述一种高可靠性紫外光固化披覆胶，其特征在于，所述丙烯酸酯类活性稀释剂包括丙烯酸、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酰吗啉、四氢呋喃丙烯酸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸异冰片酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯中的一种或任意几种的混合物。

5.根据权利要求1所述一种高可靠性紫外光固化披覆胶，其特征在于，所述光引发剂包括2,4,6-三甲基苯甲酰二苯基氧化膦、1-羟基环己基苯基甲酮、安息香双甲醚、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-（4-吗啉苄苯基）丁酮、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、二苯甲酮、异丙基硫杂蒽酮中的一种或任意几种混合。

6.根据权利要求1所述一种高可靠性紫外光固化披覆胶，其特征在于，所述的一种高可靠性紫外光固化披覆胶的制备方法包括：称取30-60份的改性聚氨酯丙烯酸酯、40-70份的丙烯酸酯类活性稀释剂、1-5份光引发剂，依次加入搅拌釜内，5-25℃真空条件或者干燥惰性气体保护下，搅拌至溶解混合均匀，通过不同酸碱性的活性稀释剂将胶液的PH值调整至6-8；然后加入1-10份核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶，5-25℃真空条件或者干燥惰性气体保护下，搅拌至溶解混合均匀，即得。