CN117844426A

CN117844426A - 一种环保型耐高温耐候改性聚醚密封胶及其制备方法

Info

Publication number: CN117844426A
Application number: CN202410027314.4A
Authority: CN
Inventors: 易太生; 何亚宗; 柯嘉濠; 柯松
Original assignee: Guangdong Xinyi Technology Co ltd
Current assignee: Guangdong Xinyi Technology Co ltd
Priority date: 2024-01-09
Filing date: 2024-01-09
Publication date: 2024-04-09

Abstract

本发明公开了一种环保型耐高温耐候改性聚醚密封胶及其制备方法，它包括以下重量份数的组分：硅烷改性聚醚45~65份；聚醚多元醇2~10份；功能性填料20~40份；第一触变剂1~5份；第二触变剂0.3~1份；抗氧剂1~5份；色料0.1~2份；硅烷交联剂2~5份；硅烷偶联剂0.5~3份；含钛催化剂0.2~2份；所述第一触变剂为气相白炭黑，所述第二触变剂为微粉化聚酰胺流变助剂。可以提高产品的触变性，防止胶流淌污染基材。

Description

一种环保型耐高温耐候改性聚醚密封胶及其制备方法

技术领域

本发明属于胶黏剂技术领域，涉及一种聚醚密封胶，具体涉及一种环保型耐高温耐候改性聚醚密封胶及其制备方法。

背景技术

在电子器件的密封胶选择上，主要有以下性能要求：(1)产品需要环保，催化剂不使用有机锡；(2)产品需要具有良好的触变性，以防流挂；(3)产品需要具有良好的耐温和耐候性；(4)产品固化后需要与电子元件和基料有良好的粘接强度和韧性。应用于电子、电器元件的密封胶主要有MS密封胶和硅酮密封胶，目前市面上常见的MS密封胶和硅酮密封胶都可室温固化而起粘接作用；但MS密封胶存在触变性不好，点胶容易流挂和高温变泥的问题；而硅酮密封胶存在胶体韧性不足粘接强度低的缺点，都不是理想的粘接材料。

申请号为202311335020.X的中国发明专利公开了一种耐热型硅烷聚醚密封胶及其制备方法，涉及密封胶领域，其原料包含硅烷改性聚醚、增塑剂、活性碳酸钙、触变剂、抗氧剂、除水剂、偶联剂、催化剂。本发明的硅烷改性聚醚将萘引入传统的硅烷改性聚醚连段中，对密封胶的耐热性方面有着很大的提高，使得密封胶在高温条件下不易粉化龟裂，且对喷涂后的表面涂层和密封胶的附着力不会产生影响。该申请需要加入合成的硅烷改性聚醚，生产成本和合成难度增加。

申请号为202310170687.2的中国发明专利公开了一种多粘接功能的硅烷改性聚醚密封胶，包括以下原料：直链硅烷改性聚醚和超支化硅烷改性聚醚，且直链硅烷改性聚醚和超支化硅烷改性聚醚的质量比为100：4-7。本发明通过加入少量超支化硅烷改性聚醚，和直链硅烷改性聚醚一起复配使用，显著地增强了对不同基材的粘接强度，比如塑料/金属之间的粘接，特别是PMMA/不锈钢的粘接。可见该产品主要是用于塑料/金属之间的粘接，当太适合于电子元件。

发明内容

基于上述缺陷，本发明提供一种环保型耐高温耐候改性聚醚密封胶。

为了达成上述目的，本发明提供一种环保型耐高温耐候改性聚醚密封胶，它包括以下重量份数的组分：

硅烷改性聚醚45～65份；

聚醚多元醇2～10份；

功能性填料20～40份；

第一触变剂1～5份；

第二触变剂0.3～1份；

抗氧剂1～5份；

色料0.1～2份；

硅烷交联剂2～5份；

硅烷偶联剂0.5～3份；

含钛催化剂0.2～2份；

所述第一触变剂为气相白炭黑，所述第二触变剂为微粉化聚酰胺流变助剂。

优化地，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂中的一种或多种组成的混合物。

优化地，所述气相白炭黑为疏水白炭黑，其比表面积为100～150m²/g，平均粒径为10～20nm。

优化地，所述硅烷改性聚醚的化学结构通式如下：

(CH₃O)₂CH₃Si(CH₂)₃O(CH₃CHCH₂O)_n(CH₂)₃SiCH₃(OCH₃)₂，

式中，100≤n≤500，n为整数。

优化地，所述聚醚多元醇的化学结构通式如下：

HO-(C₂H₄O)_a-(C₃H₆O)_b-H，

式中，3≤a≤50，a为整数；3≤b≤50，b为整数。

优化地，所述功能性填料为选自轻质碳酸钙、纳米碳酸钙和硅微粉中的一种或多种组成的混合物，所述色料为无机色料或有机色料。

优化地，所述硅烷交联剂为甲氧基硅氧烷或/和乙氧基硅氧烷，优选选自正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和四甲氧硅烷中的一种或多种组成的混合物。

优化地，所述硅烷偶联剂为含氨基的硅氧烷，所述含钛催化剂为钛酸酯催化剂。

本发明的又一目的在于提供一种上述环保型耐高温耐候改性聚醚密封胶的制备方法，包括以下步骤：

S1、将配方量的硅烷改性聚醚、聚醚多元醇、功能性填料、气相白炭黑、抗氧剂、色料和触变剂进行捏合得混合物；

S2、对捏合好的混合物进行研磨；

S3、对研磨后的物料进行真空脱水，脱水温度为105～130℃、脱水时间为30～240min；

S4、将脱水后的物料进行降温、排泡，待所述物料的温度降至≤45℃时，加入配方量的硅烷交联剂，在真空中保压搅拌反应30～120min；

S5、再加入配方量的硅烷偶联剂和含钛催化剂，在真空中保压搅拌反应30～120min；

S6、将步骤S5的产物进行真空直抽搅拌反应10～30min，反应结束后将胶料进行分装即可。

优化地，步骤S1中，在捏合机中捏合1～3小时；

步骤S2中，通过三辊机将捏合好的混合物研磨细腻，研磨2～5次；

步骤S3中，将研磨后的物料转入高速脱水机或双螺杆机进行脱水，脱水为在负压下进行，负压为-0.09～0MPa；

步骤S4中，在真空-0.085～-0.09MPa中保压搅拌反应，行星转速控制在20～25转/分钟，

反应过程中要保持行星通冷却水；

步骤S5中，在真空-0.09～-0.095MPa中保压搅拌反应，行星转速控制在35～50转/分钟，反应过程中要保持行星通冷却水。

本发明环保型耐高温耐候改性聚醚密封胶，通过采用特定比例的第一触变剂和第二触变剂进行混合，进而与硅烷改性聚醚、聚醚多元醇等组分进行复配，使得混合物料在高温脱水过程中活化第二触变剂，使其由粉末状态变成纤维状相互作用的网状结构，提高产品的触变性，防止胶流淌污染基材；还可以提高产品的耐温及耐候性，可以使产品应用于高温及户外的场合；该聚醚密封胶无溶剂、不含有机锡，具有室温可固化、触变性好、接着强度高、耐高温、耐紫外照射的特点，适用于电子器件的接着，由于该密封胶与电子元件及基材都有较强的粘接强度，自身强度高，耐高温，可以起到密封、防潮、防碰撞、保护电子元件的作用。

具体实施方式

本发明环保型耐高温耐候改性聚醚密封胶，它包括以下重量份数的组分：硅烷改性聚醚45～65份；聚醚多元醇2～10份；功能性填料20～40份；第一触变剂1～5份；第二触变剂0.3～1份；抗氧剂1～5份；色料0.1～2份；硅烷交联剂2～5份；硅烷偶联剂0.5～3份；含钛催化剂0.2～2份；所述第一触变剂为气相白炭黑，所述第二触变剂为微粉化聚酰胺流变助剂。通过采用特定比例的第一触变剂和第二触变剂进行混合，进而与硅烷改性聚醚、聚醚多元醇等组分进行复配，使得混合物料在高温脱水过程中活化第二触变剂，使其由粉末状态变成纤维状相互作用的网状结构，提高产品的触变性，防止胶流淌污染基材；还可以提高产品的耐温及耐候性，可以使产品应用于高温及户外的场合；该聚醚密封胶无溶剂、不含有机锡，具有室温可固化、触变性好、接着强度高、耐高温、耐紫外照射的特点，适用于电子器件的接着，由于该密封胶与电子元件及基材都有较强的粘接强度，自身强度高，耐高温，可以起到密封、防潮、防碰撞、保护电子元件的作用。

所述抗氧剂优选为受阻酚类抗氧剂中的一种或多种组成的混合物，可以进一步提高产品的耐温及耐候性，可以使产品应用于高温及户外的场合。所述气相白炭黑为疏水白炭黑，其比表面积为100～150m²/g，平均粒径为10～20nm；所述硅烷改性聚醚的化学结构通式如下：(CH₃O)₂CH₃Si(CH₂)₃O(CH₃CHCH₂O)_n(CH₂)₃SiCH₃(OCH₃)₂，式中，100≤n≤500，n为整数；所述聚醚多元醇的化学结构通式如下：HO-(C₂H₄O)_a-(C₃H₆O)_b-H，式中，3≤a≤50，a为整数；3≤b≤50，b为整数；所述功能性填料为选自轻质碳酸钙、纳米碳酸钙和硅微粉中的一种或多种组成的混合物，所述色料为无机色料或有机色料，如市售的炭黑粉、钛白粉等；所述硅烷交联剂为甲氧基硅氧烷或/和乙氧基硅氧烷，优选选自正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和四甲氧硅烷中的一种或多种组成的混合物；所述硅烷偶联剂为含氨基的硅氧烷，所述含钛催化剂为钛酸酯催化剂。上述方案的改进，均能进一步提高环保型耐高温耐候改性聚醚密封胶的理化性能。

上述环保型耐高温耐候改性聚醚密封胶的制备方法，包括以下步骤：S1、将配方量的硅烷改性聚醚、聚醚多元醇、功能性填料、气相白炭黑、抗氧剂、色料和触变剂进行捏合得混合物；S2、对捏合好的混合物进行研磨；S3、对研磨后的物料进行真空脱水，脱水温度为105～130℃、脱水时间为30～240min；S4、将脱水后的物料进行降温、排泡，待所述物料的温度降至≤45℃时，加入配方量的硅烷交联剂，在真空中保压搅拌反应30～120min；S5、再加入配方量的硅烷偶联剂和含钛催化剂，在真空中保压搅拌反应30～120min；S6、将步骤S5的产物进行真空直抽搅拌反应10～30min，反应结束后将胶料进行分装即可。步骤S1中，在捏合机中捏合1～3小时；步骤S2中，通过三辊机将捏合好的混合物研磨细腻，研磨2～5次；步骤S3中，将研磨后的物料转入高速脱水机或双螺杆机进行脱水，脱水为在负压下进行，负压为-0.09～0MPa；步骤S4中，在真空-0.085～-0.09MPa中保压搅拌反应，行星转速控制在20～25转/分钟，反应过程中要保持行星通冷却水；步骤S5中，在真空-0.09～-0.095MPa中保压搅拌反应，行星转速控制在35～50转/分钟，反应过程中要保持行星通冷却水。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明，下面将结合实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所做的等效变化与修饰前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1-8、对比例1-8

实施例1-8、对比例1-8分别提供一种聚醚密封胶，其配方见表1；具体的制备方法，包括以下步骤：

S1)将硅烷改性聚醚、聚醚多元醇、功能性填料、气相白炭黑、抗氧剂、色料、触变剂按配方比例加入捏合机中，捏合1～3小时(该范围区间对产品性能无影响，下同)；

S2)将捏合好的物料通过三辊机研磨细腻，研磨三次；

S3)将三辊研磨细腻的物料转入高速脱水机或双螺杆机进行脱水，脱水温度控制在130℃，在负压条件下抽水份，真空在-0.09MPa(仪表显示数值，雷尔达仪表，浙制03820307)以上，真空脱水时间60分钟；

S4)脱水后的物料转入行星机降温抽真空排泡，待物料温度降至45℃，按配方比例加入交联剂，在真空-0.085～-0.09MPa中保压搅拌反应60分钟，行星转速控制在20～25转/分钟，反应过程中要保持行星通冷却水；

S5)按配方比例加入偶联剂和催化剂，在真空-0.09～-0.095MPa中保压搅拌反应60分钟，行星转速控制在35～50转/分钟，反应过程中要保持行星通冷却水；

S6)进行真空直抽搅拌反应10～30分钟，反应结束后，将胶料进入液压装机中进行分装。

表1实施例1-8、对比例1-8中产品的配方表

注：硅烷改性聚醚为MA451，聚醚多元醇为C2056，纳米碳酸钙为江西九峰纳米钙，气相白炭黑为TH12，抗氧剂为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(实施例1-3)，炭黑粉的牌号为930L，聚酰胺的牌号为SL，鳌合钛酸酯为Tyzor 428。此外，实施例4与实施例3中的原料一致，不同的仅是：气相白炭黑的牌号为H30，其比表面积为200～250m²/g，粒径为2～8nm；实施例5与实施例3中的原料一致，不同的仅是：抗氧剂牌号为1076。

将实施例1-8、对比例1-8的产品进行性能测试，其结果见表2。

表2实施例1-8、对比例1-8的产品性能表

注：垂流的测试方法或标准：将垂流纸平放夹在垂流板上，再点胶(0.2±0.01g)于垂流纸上，然后将垂流板垂直放置，直至胶体不再流动，最后测量胶体流动的距离；粘度的测试方法或标准为GB/T10247-2008；表干时间的测试方法或标准为GB/T 13477.5-2002B法；硬度的测试方法或标准为GB/T531-1999；剪切强度的测试方法或标准为GB/T 7124-2008；拉伸强度的测试方法或标准为GB/T 528-2009；伸长率的测试方法或标准为GB/T528-2009。

从表2中可得出，实施例1～3分别单一使用KH792、KH550和复配KH792、KH550，复配偶联剂的粘接更好(粘接力更大，残胶率更高)；实施例4用高比表的气相白炭黑，产品的强度有提高，但粘度会明显增稠，影响使用；实施例5改用另一种受阻酚类抗氧剂，性能与实施例3相当；实施例6是改用白色色粉做成白色的产品；实施例7～8调整聚醚多元醇和硅烷改性聚醚的比例，增加聚醚多元醇的比例，产品的粘度会降低一些，但拉伸强度会略有下降，而增加硅烷改性聚醚的比例，胶体的强度有提高，但粘度会有提高，综合各方面的性能来看，实施例3、5、6的配方最优。对比例1与实施例3的不同点，对比例1使用的催化剂是鳌合锡，与实施例3对比来看，鳌合钛酸酯的催化效果与鳌合锡基本一致，但是鳌合锡不满足环保要求。对比例2改用芳香胺类抗氧剂，与实施例6对比看，芳香胺类抗氧剂的耐黄变方面会较差；对比例3使用邻苯二甲酸二丁酯(增塑剂)代替聚醚多元醇，整体强度和粘接强度都会变差；对比例4、对比例6未添加抗氧剂，产品的耐温性及耐候性较差；对比例5～7未添加触变剂，产品外观流动，垂流>1.0cm，产品在实际使用时容易流挂，其中对比例7将气相白炭黑的用量大幅度提高也未能解决流挂的问题(因聚醚分子量过大，气相白炭黑的氢键作用很难支撑起触变)；对比例8用的是封端107胶，耐温性、耐候性的触变性都没有问题，但封端107胶的韧性远低于聚醚树脂，所以对比例8的粘接强度和拉伸强度较差。

以上所述仅为本发明较佳的实施方式，并非用以限定本发明的保护范围；同时以上的描述，对于相关技术领域中具有通常知识者应可明了并据以实施，因此其他未脱离本发明所揭露概念下所完成之等效改变或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种环保型耐高温耐候改性聚醚密封胶，其特征在于，它包括以下重量份数的组分：

硅烷改性聚醚45~65份；

聚醚多元醇2~10份；

功能性填料20~40份；

第一触变剂1~5份；

第二触变剂0.3~1份；

抗氧剂1~5份；

色料0.1~2份；

硅烷交联剂2~5份；

硅烷偶联剂0.5~3份；

含钛催化剂0.2~2份；

2.根据权利要求1所述的环保型耐高温耐候改性聚醚密封胶，其特征在于：所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂中的一种或多种组成的混合物。

3.根据权利要求1所述的环保型耐高温耐候改性聚醚密封胶，其特征在于：所述气相白炭黑为疏水白炭黑，其比表面积为100~150m²/g，平均粒径为10~20nm。

4.根据权利要求1所述的环保型耐高温耐候改性聚醚密封胶，其特征在于，所述硅烷改性聚醚的化学结构通式如下：

(CH₃O)₂CH₃Si(CH₂)₃O(CH₃CHCH₂O)_n(CH₂)₃SiCH₃(OCH₃)₂，

式中，100≤n≤500，n为整数。

5.根据权利要求1所述的环保型耐高温耐候改性聚醚密封胶，其特征在于，所述聚醚多元醇的化学结构通式如下：

HO-(C₂H₄O)_a-(C₃H₆O)_b-H，

式中，3≤a≤50，a为整数；3≤b≤50，b为整数。

6.根据权利要求1所述的环保型耐高温耐候改性聚醚密封胶，其特征在于：所述功能性填料为选自轻质碳酸钙、纳米碳酸钙和硅微粉中的一种或多种组成的混合物，所述色料为无机色料或有机色料。

7.根据权利要求1所述的环保型耐高温耐候改性聚醚密封胶，其特征在于：所述硅烷交联剂为甲氧基硅氧烷或/和乙氧基硅氧烷，优选选自正硅酸乙酯、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和四甲氧硅烷中的一种或多种组成的混合物。

8.根据权利要求1所述的环保型耐高温耐候改性聚醚密封胶，其特征在于：所述硅烷偶联剂为含氨基的硅氧烷，所述含钛催化剂为钛酸酯催化剂。

9.权利要求1至8中任一所述环保型耐高温耐候改性聚醚密封胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S2、对捏合好的混合物进行研磨；

S3、对研磨后的物料进行真空脱水，脱水温度为105~130℃、脱水时间为30~240min；

S4、将脱水后的物料进行降温、排泡，待所述物料的温度降至≤45℃时，加入配方量的硅烷交联剂，在真空中保压搅拌反应30~120min；

S5、再加入配方量的硅烷偶联剂和含钛催化剂，在真空中保压搅拌反应30~120min；

S6、将步骤S5的产物进行真空直抽搅拌反应10~30min，反应结束后将胶料进行分装即可。

10.根据权利要求9所述环保型耐高温耐候改性聚醚密封胶的制备方法，其特征在于：

步骤S1中，在捏合机中捏合1~3小时；

步骤S2中，通过三辊机将捏合好的混合物研磨细腻，研磨2~5次；

步骤S3中，将研磨后的物料转入高速脱水机或双螺杆机进行脱水，脱水为在负压下进行，负压为-0.09~0MPa；

步骤S4中，在真空-0.085~-0.09MPa中保压搅拌反应，行星转速控制在20~25转/分钟，反应过程中要保持行星通冷却水；

步骤S5中，在真空-0.09~-0.095MPa中保压搅拌反应，行星转速控制在35~50转/分钟，反应过程中要保持行星通冷却水。