CN117683509A - 一种绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂及其制备方法,属绝缘材料胶粘剂领域。剂胶黏包括A组分与B组分,A组分与B组分的质量比为1.5~2.0:1;其中,所述A组分由异氰酸酯、第一聚酯多元醇、二胺、抗氧剂和紫外吸收剂制备而成;所述B组分由第二聚酯多元醇、功能单体、环氧树脂、端羟基聚丁二烯树脂和偶联剂制备而成。该胶黏剂对多粘附力差的先进绝缘材料聚酰亚胺薄膜,有良好的粘接性,绝缘性能好,不含溶剂,符合低碳减排方向,具有突出的环保性和安全性,有广阔的应用前景。

Description

一种绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及绝缘材料领域,尤其涉及一种绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂及其制备方法。
背景技术
绝缘材料的主要作用是在电气设备中将不同电位的带电导体隔离开来,使电流能按一定的路径流通,还可起机械支撑和固定,以及灭弧、散热、储能、防潮、防霉或改善电场的电位分布和保护导体的作用。
以高分子聚合物为基础的绝缘材料发展迅速,从酚醛树脂、环氧树脂、聚酯发展到聚酰亚胺(PI)、聚马来酰亚胺、聚二苯醚以及聚芳酰胺纤维纸及各类绝缘树脂的改性、不同绝缘材料组合成复合材料等系列新产品;应用领域不断拓宽,如绝缘漆应用于电机浸渍,薄膜复合制品作为电机的槽绝缘等;绝缘材料的耐热等级也逐渐提升,由Y级、A级、E级、B级,发展到F级、H级。F级极限工作温度为155℃,H级极限工作温度为180℃。根据不同绝缘材料要求,将不同绝缘薄膜复合成一体制成绝缘复合材料,具有优异的综合绝缘性能,是绝缘材料发展的重要方向。
聚酰亚胺(PI)具有优异的电绝缘性、耐高温、耐磨性、耐酸碱、高机械性能,在航空、航天、电子工业得到广泛应用。如高压变频绝缘材料、柔性印刷电路、小卫星太阳帆板绝缘层、等等。PI链段当中的酰亚胺环难以转动,呈现较强的刚性,同时其含有大量羰基结构之间具有极强的分子间作用力,这赋予了PI网络结构卓绝的力学强度以及极高的玻璃化转变温度。然而,刚性和极性基团形成氢键的网络结构造成了坚硬并且表面光滑的半结晶形态,使得胶粘剂难以与其润湿并形成胶接接头锁扣结构。对PI薄膜进行有效粘接,是限制PI应用的一个瓶颈性问题。
绝缘材料中新型聚酰亚胺薄膜与聚芳酰胺纤维纸之间的粘接,传统的胶黏剂使用的是溶剂型氯丁橡胶树脂和溶剂型聚氨酯树脂,溶剂为甲苯、乙酸乙酯等。但是有机溶剂易燃易爆、有毒有害,且耐热等级达不到F级、H级绝缘材料要求,粘接强度一般。因此不含溶剂、耐热等级高、粘接性能优异的绝缘材料复合用胶黏剂是发展的新需求、新方向。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的目的是提供了一种绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂及其制备方法,,进而解决现有技术中存在的上述技术问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂,包括:
A组分与B组分,A组分与B组分的质量比为1.5~2.0:1;其中,
所述A组分由异氰酸酯、第一聚酯多元醇、二胺、抗氧剂和紫外吸收剂制备而成;
所述B组分由第二聚酯多元醇、功能单体、环氧树脂、端羟基聚丁二烯树脂和偶联剂制备而成。
优选的,上述胶黏剂的A组分中,各原料用量为:
所述异氰酸酯与第一聚酯多元醇的用量按异氰酸酯基团与羟基基团摩尔比2.0~3.5:1加入;
所述二胺的用量按异氰酸酯与二胺的摩尔比为2.0~3.5:0.1~0.3加入;
所述抗氧剂的用量为所述异氰酸酯和第一聚酯多元醇总质量的0.5~5%;
所述紫外吸收剂的用量为所述异氰酸酯和第一聚酯多元醇总质量的00.5~3%。
优选的,上述胶黏剂的B组分中,各原料用量为:
所述第二聚酯多元醇与功能单体的用量按羟基基团与羧基基团摩尔比10~20:1加入;
所述环氧树脂的用量为所述第二聚酯多元醇和功能单体总质量的1~2%;
所述端羟基聚丁二烯树脂的用量为所述第二聚酯多元醇和功能单体总质量的1~5%;
所述偶联剂的用量为所述第二聚酯多元醇和功能单体总质量的0.5~3%。
优选的,上述胶黏剂的A组分与B组分中,所述第一聚酯多元醇与第二聚酯多元醇均是由二元酸与多元醇进行酯化和缩聚反应制得的聚酯多元醇。
优选的,上述胶黏剂中,二元酸采用己二酸、2.5-呋喃二甲酸、丁二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、1,4-环己烷二甲酸、对苯二甲酸乙二醇脂中的至少一种;
所述多元醇采用乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇中的至少一种和三羟甲基丙烷;
所述聚酯多元醇按以下方式制得:
将所述二元酸、酸酐、二元酸酯:二元醇:三元醇按0.8~1.0:1.2~1.5:0.1~0.3的摩尔比加入酯化反应斧,升温到150度并酯化反应3~5小时,升温到180度酯化反应2~3h,升温到220度酯化反应2~3h,保温220~230℃真空缩聚反应3~5h,得到的羟值为60~160mgKOH/g的聚酯多元醇。
优选的,上述胶黏剂的A组分中,所述异氰酸酯为二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(MDI)、炭化二亚胺改性MDI、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二环己基甲烷-4,4'-二异氰酸酯(HMDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)、对苯二异氰酸酯(PPDl)、1,4-环己烷二异氰酸酯(CHDl)中的至少一种。
优选的,上述胶黏剂的A组分中,所述二胺为聚醚胺D-400。
优选的,上述胶黏剂的A组分中,所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种;
所述紫外吸收剂为UV123、UV1130、UV384、UV400、UV928中的至少一种;
优选的,上述抗氧剂中,受阻酚类抗氧剂采用抗氧剂1010、抗氧剂-1076、抗氧剂-3114、抗氧剂-168、抗氧剂-626中的至少一种;
所述亚磷酸酯类抗氧剂采用亚磷酸三苯酯(TPP)、亚磷酸三壬基苯酯(TNP)中国的至少一种。
优选的,上述胶黏剂的B组分中,所述功能单体为均苯四甲酸酐、联苯四甲酸酐、二苯醚四甲酸酐、二苯甲酮四甲酸酐、二苯丙烷四甲酸酐中的至少一种;
所述环氧树脂为E51、E44、E42中的至少一种;
所述端羟基聚丁二烯树脂的分子量为600~2000;
所述偶联剂采用环氧基硅烷、苯基硅烷、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种。
一种制备本发明所述的绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂的制备方法,包括:
分别制备A组分和B组分,其中,
制备A组分:按本发明所述的A组分配方取各原料,将A组分原料中的异氰酸酯、第一聚酯多元醇、二胺、抗氧剂和紫外吸收剂,升温反应,制成A组分;
制备B组分:按本发明所述的B组分配方取各原料,将B组分原料中的第二聚酯多元醇、环氧树脂、端羟基聚丁二烯树脂、功能单体和偶联剂,加热反应,制成B组分;
将A组分与B组分按质量比1.5~2.0:1组合使用。
优选的,上述方法中,
制备所述A组分制备的具体过程为:
将异氰酸酯与第一聚酯多元醇按异氰酸酯基团与羟基基团摩尔比2.0~3.5:1混合,加入占所述异氰酸酯和聚酯多元醇总质量0.5~5%的抗氧剂和占所述异氰酸酯和聚酯多元醇总质量0.5~3%的紫外吸收剂,升温至70~90℃保温反应3~4小时,反应结束后通过冰水浴或冷油迅速降至10~25℃,按异氰酸酯与二胺的摩尔比为2.0~3.5:0.1~0.3,滴加入二胺,在10~25℃下滴加时间2小时,在10~25℃再反应1小时,即制得A组分;
制备所述B组分的具体过程为:
将第二聚酯多元醇与功能单体按羟基基团与羧基基团摩尔比10~20:1混合,升温到160~180℃加热反应1~1.5小时,降温到60~70℃,加入占所述聚酯多元醇和功能单体总质量1~2%的环氧树脂、占所述聚酯多元醇和功能单体总质量1~5%的端羟基聚丁二烯树脂和占所述聚酯多元醇和功能单体总质量0.5~3%的偶联剂,反应1小时,即制得B组分。
与现有技术相比,本发明所提供的绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂及其制备方法,其有益效果包括:
采用聚氨酯-聚脲体系,通过结构设计,具有优异的耐热性;利用酰亚胺原料耐热功能单体对聚氨酯-聚脲体系进行改性,极大提升聚氨酯-聚脲树脂的耐热性、绝缘性,也提升了聚氨酯-聚脲树脂与聚酰亚胺薄膜基材的粘接性能;本发明制备的绝缘材料用无溶剂胶黏剂,应用于新型绝缘复合材料制备,粘接多种绝缘材料特别是粘接聚酰亚胺薄膜基材和聚芳酰胺纤维纸,粘接强度优异,绝缘性能好,无溶剂胶黏剂是绿色环保不含溶剂的树脂,符合低碳减排方向,有广阔的应用前景。
具体实施方式
下面结合本发明的具体内容,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述;显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,这并不构成对本发明的限制。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。
首先对本文中可能使用的术语进行如下说明:
术语“和/或”是表示两者任一或两者同时均可实现,例如,X和/或Y表示既包括“X”或“Y”的情况也包括“X和Y”的三种情况。
术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述,应被解释为非排它性的包括。例如:包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等),应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素,还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。
术语“由……组成”表示排除任何未明确列出的技术特征要素。若将该术语用于权利要求中,则该术语将使权利要求成为封闭式,使其不包含除明确列出的技术特征要素以外的技术特征要素,但与其相关的常规杂质除外。如果该术语只是出现在权利要求的某子句中,那么其仅限定在该子句中明确列出的要素,其他子句中所记载的要素并不被排除在整体权利要求之外。
术语“质量份”是表示多个组分之间的质量比例关系,例如:如果描述了X组分为x质量份、Y组分为y质量份,那么表示X组分与Y组分的质量比为x:y;1质量份可表示任意的质量,例如:1质量份可以表示为1kg也可表示3.1415926kg等。所有组分的质量份之和并不一定是100份,可以大于100份、小于100份或等于100份。除另有说明外,本文中所述的份、比例和百分比均按质量计。
当浓度、温度、压力、尺寸或者其它参数以数值范围形式表示时,该数值范围应被理解为具体公开了该数值范围内任何上限值、下限值、优选值的配对所形成的所有范围,而不论该范围是否被明确记载;例如,如果记载了数值范围“2~8”时,那么该数值范围应被解释为包括“2~7”、“2~6”、“5~7”、“3~4和6~7”、“3~5和7”、“2和5~7”等范围。除另有说明外,本文中记载的数值范围既包括其端值也包括在该数值范围内的所有整数和分数。
下面对本发明所提供的绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂及其制备方法进行详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明实施例中未注明具体条件者,按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本发明实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明实施例提供一种绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂,包括
A组分与B组分;其中,
A组分由异氰酸酯与第一聚酯多元醇、异氰酸酯与二胺反应获得的聚氨酯-聚脲树脂同时加入抗氧剂、紫外吸收剂制备而成;
B组分由第二聚酯多元醇、功能单体、环氧树脂、端羟基聚丁二烯树脂和偶联剂制备而成。
A组分与B组分的质量比为1.5~2.0:1。
优选的,上述A组分中,各原料用量为:
所述异氰酸酯与第一聚酯多元醇的用量按异氰酸酯基团与羟基基团摩尔比2.0~3.5:1加入;
所述二胺的用量按异氰酸酯与二胺的摩尔比为2.0~3.5:0.1~0.3加入;
所述抗氧剂的用量为所述异氰酸酯和第一聚酯多元醇总质量的0.5~5%;
所述紫外吸收剂的用量为所述异氰酸酯和第一聚酯多元醇总质量的00.5~3%。
优选的,上述B组分中,各原料用量为:
所述第二聚酯多元醇与功能单体的用量按羟基基团与羧基基团摩尔比10~20:1加入;
所述环氧树脂的用量为所述第二聚酯多元醇和功能单体总质量的1~2%;
所述端羟基聚丁二烯树脂的用量为所述第二聚酯多元醇和功能单体总质量的1~5%;
所述偶联剂的用量为所述第二聚酯多元醇和功能单体总质量的0.5~3%。
优选的,上述A组分中,异氰酸酯为二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(MDI)、炭化二亚胺改性MDI、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二环己基甲烷-4,4'-二异氰酸酯(HMDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)、对苯二异氰酸酯(PPDl)、1,4-环己烷二异氰酸酯(CHDl)中的至少一种。
优选的,上述A组分和B组分中,第一聚酯多元醇与第二聚酯多元醇均是由二元酸、酸酐、二元酸酯与多元醇进行酯化和缩聚反应制得。其中,二元酸采用己二酸、2.5-呋喃二甲酸、丁二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、1,4-环己烷二甲酸、对苯二甲酸乙二醇脂中的至少一种;多元醇采用乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇中的至少一种和三羟甲基丙烷;制备方式为:将二元酸、酸酐、二元酸酯:二元醇:三元醇按(0.8-1.0):(1.2-1.5):(0.1-0.3)的摩尔比混合,升温到150℃并酯化反应3~5小时,升温到180℃酯化反应2-3h,升温到220℃酯化反应2-3h,保温220~230℃真空缩聚反应3~5h,得到的羟值为60~160mgKOH/g的聚酯多元醇,。
优选的,上述A组分中,二胺采用聚醚胺D-400。
优选的,上述A组分中,抗氧剂采用受阻酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂,优选抗氧剂1010、抗氧剂-1076、抗氧剂-3114、抗氧剂-168、抗氧剂-626,亚磷酸三苯酯(TPP)、亚磷酸三壬基苯酯(TNP),紫外吸收剂为UV123、UV1130、UV384、UV400、UV928。
优选的,上述B组分中,功能单体采用均苯四甲酸酐、联苯四甲酸酐、二苯醚四甲酸酐、二苯甲酮四甲酸酐、二苯丙烷四甲酸酐中的至少一种。
优选的,上述B组分中,端羟基聚丁二烯树脂分子量为600~2000。
优选的,上述B组分中,环氧树脂采用E51、E44、E42中的至少一种。
优选的,上述B组分中,偶联剂采用环氧基硅烷、苯基硅烷、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种。
优选的,上述胶黏剂中,A组分中的第一聚酯多元醇与B组分中的第二聚酯多元醇可采用相同的聚酯多元醇,也可采用不同的聚酯多元醇。
本发明实施例还提供一种上述绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂的制备方法,包括:
制备A组分:
将异氰酸酯与第一聚酯多元醇按异氰酸酯基团与羟基基团摩尔比(2.0~3.5):1混合,加入占所述异氰酸酯和第一聚酯多元醇总质量(0.5~5)%的抗氧剂、占所述异氰酸酯和第一聚酯多元醇总质量(0.5~3)%的紫外吸收剂,升温至70~90℃保温反应3~4小时,反应结束后通过冰水浴或冷油迅速降至10~25℃,按异氰酸酯与二胺摩尔比为(2.0~3.5):(0.1~0.3),滴加二胺,10~25℃滴加时间2小时,10~25℃再反应1小时,制得A组分;
制备B组分:
将第二聚酯多元醇与功能单体按羟基基团与羧基基团摩尔比(10~20):1混合,升温到160~180℃加热反应1~1.5小时,降温到60~70℃,加入占第二聚酯多元醇和功能单体总质量(1~2)%的环氧树脂、占第二聚酯多元醇和功能单体总质量(1~5)%的端羟基聚丁二烯树脂、占第二聚酯多元醇和功能单体总质量(0.5~3)%的偶联剂,反应1小时,制得B组分;
将A组分与B组分按质量比1.5~2.0:1混合均匀使用即为绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂。
综上可见,本发明实施例无溶剂型胶黏剂及其制备方法,能将不同的绝缘材料粘接在一起,特别是绝缘材料复合中新型聚酰亚胺薄膜与聚芳酰胺纤维纸之间的粘接,该胶黏剂是用于绝缘材料的胶黏剂,具有绝缘材料所需的特性,绝缘性、耐热性以及机械强度等,可达到F级、H级绝缘材料要求;该胶黏剂对多粘附力差的先进绝缘材料聚酰亚胺薄膜,有良好的粘接性;本发明的胶黏剂不含溶剂,具有突出的环保型和安性。
为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果,下面以具体实施例对本发明实施例所提供的绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂及其制备方法进行详细描述。
实施例1
本实施例提供一种绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂,其制备方法包括以下步骤:
制备聚酯多元醇一作为本实施例的A组分的第一聚酯多元醇与B组分的第二聚酯多元醇:
将己二酸、2.5-呋喃二甲酸、乙二醇、1,6-己二醇、三羟甲基丙烷按摩尔比0.7:0.2:1.0:0.3:0.1投料,升温到150℃并酯化反应5小时,升温到180℃酯化反应2h,升温到220℃酯化反应2h,保温220~230℃真空缩聚反应5h,得到羟值为110mgKOH/g的聚酯多元醇;
制备A组分:
将MDI和炭化二亚胺改性MDI:上述制得的聚酯多元醇一:胺D-400按异氰酸酯基团:羟基基团:胺基基团摩尔比2.7:0.3:1:0.1,MDI和炭化二亚胺改性MDI、聚酯多元醇一加料,加入占MDI、炭化二亚胺改性MDI和聚酯多元醇一总质量1%的抗氧剂1010、占MDI、炭化二亚胺改性MDI和聚酯多元醇一总质量1%的紫外吸收剂UV123,升温至80℃保温反应4小时,反应结束后通过冷油降至10~15℃,滴加加入二胺D-400,10~15℃滴加时间2小时,10~15℃再反应1小时,制得A组分;
制备B组分:
将上述制得的聚酯多元醇一与二苯醚四甲酸酐按羟基基团与羧基基团摩尔比18:1投料,升温到160℃加热反应1小时,降温到60~70℃,加入占聚酯多元醇一和二苯醚四甲酸酐总质量1%的环氧树脂E51、占聚酯多元醇一和二苯醚四甲酸酐总质量1%的端羟基聚丁二烯树脂600分子量、占聚酯多元醇一和二苯醚四甲酸酐总质量0.5%的偶联剂KH560,反应1小时,制得B组分;
制备胶黏剂:
将上述制得的A组分与B组分按质量比为2:1混合均匀即得到绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂。
使用时,按上胶量5~6g/m2粘接绝缘材料聚酰亚胺薄膜与聚芳酰胺纤维纸,50℃固化48小时,进行如下性能测试。
性能测试:
剥离强度:按剥离强度测试标准测试,剥离强度4~5N/15mm,纤维纸破坏,该胶对聚酰亚胺粘接良好;常规的胶黏剂只能到1~2N/15mm。聚氨酯-聚脲树脂体系以及环氧树脂、功能单体、羟基聚丁二烯树脂均提高了对基材的粘接性能,功能单体通过特定合成工艺接到主链上,提升附着力。
耐热性:在150℃烘2h,胶黏剂粘接绝缘材料无异常,可达到F级极限工作温度。聚脲、功能单体和环氧树脂提供了高的耐热性能。
实施例2
本实施例提供一种绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂,其制备方法包括以下步骤:
制备聚酯多元醇二作为B组分的第二聚酯多元醇:
将己二酸、对苯二甲酸、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、三羟甲基丙烷按摩尔比0.4:0.6:1.0:0.3:0.2投料,升温到150℃并酯化反应5小时,升温到180℃酯化反应2h,升温到220℃酯化反应2h,保温220-230℃真空缩聚反应5h,得到羟值为80mgKOH/g的聚酯多元醇;
A组分的第一聚酯多元醇采用实施例1制得的聚酯多元醇一;
制备A组分:
将MDI和1,4-环己烷二异氰酸酯(CHDl)与实施例1制得的聚酯多元醇一按异氰酸酯基团与羟基基团摩尔比2:1.5:1混合,加入占MDI、1,4-环己烷二异氰酸酯(CHDl)与聚酯多元醇一总质量2%的抗氧剂1010、占MDI、1,4-环己烷二异氰酸酯(CHDl)与聚酯多元醇一总质量1%的紫外吸收剂UV123,升温至80℃保温反应4小时,反应结束后通过冷油降至10~15℃,按异氰酸酯(初始投料配方)与二胺D-400摩尔比为2:1.5:0.2,滴加加入二胺D-400,10~15℃滴加时间2小时,10~15℃再反应1小时,制得A组分;
制备B组分:
将本实施例制得的聚酯多元醇二与均苯四甲酸酐按羟基基团与羧基基团摩尔比15:1投料,升温到160℃加热反应1小时,降温到60~70℃,加入占聚酯多元醇二与均苯四甲酸酐总质量2%的环氧树脂E42、占聚酯多元醇二与均苯四甲酸酐总质量1%的端羟基聚丁二烯树脂1000分子量、占聚酯多元醇二与均苯四甲酸酐1%的偶联剂KH560和占聚酯多元醇二与均苯四甲酸酐总质量1%的1871,反应1小时,制得B组分;
制备胶黏剂:
将上述制得的A组分与B组分按质量比为1.8:1混合均匀即得到绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂。
使用时,按上胶量5~6g/m2粘接绝缘材料聚酰亚胺薄膜与聚芳酰胺纤维纸,50℃固化48小时,进行如下性能测试。
性能测试:
剥离强度:按剥离强度测试标准测试,剥离强度4~5N/15mm,纤维纸破坏,该胶对聚酰亚胺粘接良好。
耐热性:在180℃烘2h,胶黏剂粘接绝缘材料无异常,可达到H级极限工作温度。
实施例3
本实施例提供一种绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂,其制备方法包括以下步骤:
制备聚酯多元醇作为A组分的第一聚酯多元醇:
将邻苯二甲酸酐、1,4-环己烷二甲酸、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇、三羟甲基丙烷按摩尔比0.5:0.5:0.9:0.2:0.1:0.2投料,升温到150℃并酯化反应5小时,升温到180℃酯化反应2h,升温到220℃酯化反应2h,保温220~230℃真空缩聚反应5h,得到羟值为120mgKOH/g的聚酯多元醇;
B组分的第二聚酯多元醇采用实施例2制得的聚酯多元醇二;
制备A组分:
将1,4-环己烷二异氰酸酯(CHDl)与上述制得的聚酯多元醇三按异氰酸酯基团与羟基基团摩尔比1.8:0.3:1混合,加入占1,4-环己烷二异氰酸酯(CHDl)和聚酯多元醇三总质量2%的抗氧剂1010、占1,4-环己烷二异氰酸酯(CHDl)和聚酯多元醇三总质量2%的紫外吸收剂UV123,升温至80℃保温反应4小时,反应结束后通过冷油降至10~15℃,按异氰酸酯(初始投料配方)与二胺D-400摩尔比为1.8:0.3:0.1,将二胺D-400滴加,10~15℃滴加时间2小时,10~15℃再反应1小时,制得A组分;
制备B组分:
将实施例2制得的聚酯多元醇二、二苯甲酮四甲酸酐按羟基基团与羧基基团摩尔比15:1,升温到160℃加热反应1小时,降温到60~70℃,加入占聚酯多元醇二和二苯甲酮四甲酸酐总质量1.8%的环氧树脂E42、占聚酯多元醇二和二苯甲酮四甲酸酐总质量1%的端羟基聚丁二烯树脂1000分子量、占聚酯多元醇二和二苯甲酮四甲酸酐总质量2%的偶联剂KH560,反应1小时,制得B组分;
制备胶黏剂:
将上述制得的A组分与B组分的质量比为1.5:1混合均匀即得到绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂。
使用时,按上胶量5~6g/m2粘接绝缘材料聚酰亚胺薄膜与聚芳酰胺纤维纸,50℃固化48小时,进行如下性能测试。
性能测试:
剥离强度:按剥离强度测试标准测试,剥离强度4-5N/15mm,纤维纸破坏,该胶对聚酰亚胺粘接良好。
耐热性:在180度烘2h,胶黏剂粘接绝缘材料无异常,可达到H级极限工作温度。
本发明采用聚氨酯-聚脲体系,通过结构设计,具有优异的耐热性;利用酰亚胺原料耐热功能单体对聚氨酯-聚脲体系进行改性,极大提升聚氨酯-聚脲树脂的耐热性、绝缘性,也提升了聚氨酯-聚脲树脂与聚酰亚胺薄膜基材的粘接性能;本发明制备的绝缘材料用无溶剂胶黏剂,应用于新型绝缘复合材料制备,粘接多种绝缘材料特别是粘接聚酰亚胺薄膜基材和聚芳酰胺纤维纸,粘接强度优异,绝缘性能好,无溶剂胶黏剂是绿色环保不含溶剂的树脂,符合低碳减排方向,有广阔的应用前景。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文背景技术部分公开的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂,其特征在于,包括:
A组分与B组分,A组分与B组分的质量比为1.5~2.0:1;其中,
所述A组分由异氰酸酯、第一聚酯多元醇、二胺、抗氧剂和紫外吸收剂制备而成;
所述B组分由第二聚酯多元醇、功能单体、环氧树脂、端羟基聚丁二烯树脂和偶联剂制备而成。
2.根据权利要求1所述的绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂,其特征在于,所述A组分中,各原料用量为:
所述异氰酸酯与第一聚酯多元醇的用量按异氰酸酯基团与羟基基团摩尔比2.0~3.5:1加入;
所述二胺的用量按异氰酸酯与二胺的摩尔比为2.0~3.5:0.1~0.3加入;
所述抗氧剂的用量为所述异氰酸酯和第一聚酯多元醇总质量的0.5~5%;
所述紫外吸收剂的用量为所述异氰酸酯和第一聚酯多元醇总质量的00.5~3%;
所述B组分中,各原料用量为:
所述第二聚酯多元醇与功能单体的用量按羟基基团与羧基基团摩尔比10~20:1加入;
所述环氧树脂的用量为所述第二聚酯多元醇和功能单体总质量的1~2%;
所述端羟基聚丁二烯树脂的用量为所述第二聚酯多元醇和功能单体总质量的1~5%;
所述偶联剂的用量为所述聚酯多元醇和功能单体总质量的0.5~3%。
3.根据权利要求1或2所述的绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂,其特征在于,所述A组分与B组分中,所述第一聚酯多元醇与第二聚酯多元醇均是由二元酸与多元醇进行酯化和缩聚反应制得的聚酯多元醇。
4.根据权利要求3所述的绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂,其特征在于,所述二元酸采用己二酸、2.5-呋喃二甲酸、丁二酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸酐、1,4-环己烷二甲酸、对苯二甲酸乙二醇脂中的至少一种;
所述多元醇采用乙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,4-环己烷二甲醇中的至少一种和三羟甲基丙烷;
所述聚酯多元醇按以下方式制得:
将所述二元酸、酸酐、二元酸酯:二元醇:三元醇按0.8~1.0:1.2~1.5:0.1~0.3的摩尔比加入酯化反应斧,升温到150度并酯化反应3~5小时,升温到180度酯化反应2~3h,升温到220度酯化反应2~3h,保温220~230℃真空缩聚反应3~5h,得到的羟值为60~160mgKOH/g的聚酯多元醇。
5.根据权利要求1或2所述的绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂,其特征在于,所述A组分中,所述异氰酸酯为二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯(MDI)、炭化二亚胺改性MDI、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯(TDI)、二环己基甲烷-4,4'-二异氰酸酯(HMDI)、苯二亚甲基二异氰酸酯(XDI)、四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)、对苯二异氰酸酯(PPDl)、1,4-环己烷二异氰酸酯(CHDl)中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂,其特征在于,所述A组分中,所述二胺为聚醚胺D-400;
所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一种;
所述紫外吸收剂为UV123、UV1130、UV384、UV400、UV928中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂,其特征在于,所述受阻酚类抗氧剂采用抗氧剂1010、抗氧剂-1076、抗氧剂-3114、抗氧剂-168、抗氧剂-626中的至少一种;
所述亚磷酸酯类抗氧剂采用亚磷酸三苯酯(TPP)、亚磷酸三壬基苯酯(TNP)中国的至少一种。
8.根据权利要求1或2所述的绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂,其特征在于,所述B组分中的功能单体为均苯四甲酸酐、联苯四甲酸酐、二苯醚四甲酸酐、二苯甲酮四甲酸酐、二苯丙烷四甲酸酐中的至少一种;
所述环氧树脂为E51、E44、E42中的至少一种;
所述端羟基聚丁二烯树脂的分子量为600~2000;
所述偶联剂采用环氧基硅烷、苯基硅烷、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的至少一种。
9.一种制备权利要求1-8任一项所述的绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂的制备方法,其特征在于,包括:
分别制备A组分和B组分,其中,
制备A组分:按权利要求1-8任一项所述的A组分配方取各原料,将A组分原料中的异氰酸酯、第一聚酯多元醇、二胺、抗氧剂和紫外吸收剂,升温反应,制成A组分;
制备B组分:按权利要求1-8任一项所述的B组分配方取各原料,将B组分原料中的第二聚酯多元醇、环氧树脂、端羟基聚丁二烯树脂、功能单体和偶联剂,加热反应,制成B组分;
将A组分与B组分按质量比1.5~2.0:1组合使用。
10.根据权利要求9所述的绝缘材料复合用无溶剂胶黏剂的制备方法,其特征在于,所述方法中,
制备所述A组分的具体过程为:
将异氰酸酯与第一聚酯多元醇按异氰酸酯基团与羟基基团摩尔比2.0~3.5:1混合,加入占所述异氰酸酯和聚酯多元醇总质量0.5~5%的抗氧剂和占所述异氰酸酯和聚酯多元醇总质量0.5~3%的紫外吸收剂,升温至70~90℃保温反应3~4小时,反应结束后通过冰水浴或冷油迅速降至10~25℃,按异氰酸酯与二胺的摩尔比为2.0~3.5:0.1~0.3,滴加入二胺,在10~25℃下滴加时间2小时,在10~25℃再反应1小时,即制得A组分;
制备所述B组分的具体过程为:
将第二聚酯多元醇与功能单体按羟基基团与羧基基团摩尔比10~20:1混合,升温到160~180℃加热反应1~1.5小时,降温到60~70℃,加入占所述聚酯多元醇和功能单体总质量1~2%的环氧树脂、占所述聚酯多元醇和功能单体总质量1~5%的端羟基聚丁二烯树脂和占所述聚酯多元醇和功能单体总质量0.5~3%的偶联剂,反应1小时,即制得B组分。
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