專利名稱：一種低粘度聚氨酯灌封料及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子元件密封用聚氨酯灌封料及制備方法。
背景技術(shù)：
聚氨酯彈性體因其絕緣性良好、吸水率低、吸震性好、對(duì)金屬等材料粘合牢 固、無(wú)腐蝕作用，而且固化前粘度低、流動(dòng)性好、不含溶劑、操作方便、不易產(chǎn)生氣 泡、能在常溫下操作和迅速固化，是理想的電子灌封材料。在電子元件使用過(guò)程中， 它在受熱后和電子元件一起膨脹，冷卻時(shí)和電子元件一起收縮，不會(huì)在絕緣界面形成間 隙，起到絕緣、防水、防塵、防震和固定作用，保證電子元件和電器設(shè)備正常運(yùn)行。常用的聚氨酯灌封材料從原料上主要分為端羥基聚丁二烯(HTPB)型(丁羥型) 和蓖麻油型，其中丁羥型是以端羥基聚丁二烯多元醇作為主要原料，該類灌封材料具有 吸水率低、絕緣性好、耐低溫性能佳的特性，但灌封材料的粘度較大，一般在25°C時(shí)， 粘度在2000mPa · s以上，而且價(jià)格較高，灌裝結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的器件時(shí)灌封工藝復(fù)雜。蓖 麻油型的灌封材料價(jià)格低、粘度小，一般在25°C時(shí)粘度在IOOOPa · s以下，適合于線路 板、液晶屏等電子器件的灌封。CN101210167A公開(kāi)了 一種雙組分灌封料A組分由60 % 80 %的HTPB、 10% 25%的稀釋劑、5% 15%的炭黑組成，B組分由80% 95%的液化MDI、5% 20%催化劑組成。是一種不透明的灌封材料，不利于對(duì)所包封材料進(jìn)行檢查和維修。CN101096583A公開(kāi)了一種雙組分灌封材料，A組分由20% 50%的HTPB、 25% 60%的蓖麻油、10% 40%的增塑劑和 5%催化劑組成，B組分20% 50%的異氰酸酯和10% 40%的增塑劑組成。該種材料在潮濕環(huán)境下體積電阻率可達(dá)到 IO130但以HTPB作為主要成分使得物料的粘度增加，不利于灌封。CN101397362A公開(kāi)了一種在濕熱環(huán)境下有良好絕緣性、阻燃性的聚氨酯材料。 由HTPB、聚異氰酸酯、增塑劑、沸石組成的分散液。其固化物在濕熱條件下的體積電 阻率>101(1。由于體系里加入了固體填料，會(huì)對(duì)體系的粘度及操作性帶來(lái)?yè)p害，而且其 體積電阻率僅有IOkiQ · cm。CN1730553A公開(kāi)了一種由蓖麻油和液化MDI組分用于線路板的絕緣防霉聚氨 酯膠，這種膠透明性較差而且不具備阻燃功效。CN1408769A公開(kāi)了一種添加了金屬氫氧化物、氧化物或金屬碳酸鹽的聚氨酯灌 封膠，由于固體物料的加入，帶來(lái)諸如沉降、難以混合均勻等難題。以上材料均不適合洗衣機(jī)、洗碗機(jī)、水表等高濕環(huán)境下使用的線路板或屏幕的 灌封保護(hù)。這些應(yīng)用領(lǐng)域要求澆注物料粘度低，同時(shí)固化后產(chǎn)品要透明、阻燃，尤其在 高濕的環(huán)境下仍保有良好的絕緣性和低吸水性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種適用于電子元件灌封的低粘度灌封料。該灌封料固化后透明、阻燃、絕緣性好、吸水率低，適用于高濕環(huán)境下使用。本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問(wèn)題是提供一種該灌封料的制備方法。本發(fā)明要解決的第三個(gè)技術(shù)問(wèn)題是介紹該灌封料的應(yīng)用。本發(fā)明采用一步法，以蓖麻油為主要原料，添加適當(dāng)?shù)呐悸?lián)劑、阻燃劑制備聚 氨酯材料。
本發(fā)明提供的聚氨酯灌封料是雙組分，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)含有以下組成 A組分由60% 80%的蓖麻油、0% 20%的聚醚多元醇、10% 20%的阻燃 4%的偶聯(lián)劑、0.1% 的觸變劑以及0.01% 0.1%的催化劑組成；B組分 -70%的多異氰酸酯和30% 50%的增塑劑組成。
A組分物料粘度為100 400mPa.s(25°C )，B組分物料粘度為30 IOOmPa.s(25°C ).
蓖麻油的羥值一般為163 170mgKOH/g，優(yōu)選163mgKOH/g。 本發(fā)明所用的原料都是本領(lǐng)域常用的。
所述的聚醚多元醇為常用的二元醇或三元醇，可以選自聚氧化丙烯二醇(Mn = 1000 2000)、聚氧化丙烯三醇(Mn = 1000 3000)中的一種或多種，優(yōu)選聚氧化丙烯 三醇(Mn = 1000 3000)，最優(yōu)選 Mn = 3000。 所述阻燃劑能在體系中均勻分散即可，可以為鹵代磷酸酯或磷酸酯等，優(yōu)選三 (2-氯丙基)磷酸酯(TCPP)、三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)、三(二氯丙基)磷酸酯 (TDCPP)、甲基磷酸二甲酯(DMMP)或乙基磷酸二乙酯(DEEP)，最優(yōu)選甲基磷酸二甲 酯(DMMP)。所述的偶聯(lián)劑如鈦酸酯類或硅烷類等，優(yōu)選硅烷類偶聯(lián)劑，Y-氨丙基三乙氧基 硅烷、Y-氨丙基三甲氧基硅烷或Y-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅烷；最優(yōu)選Y-氨丙基 三乙氧基硅烷(KH-550)。觸變劑優(yōu)選氣相白炭黑。催化劑可為辛酸亞錫或二月桂酸二丁基錫等，最優(yōu)選辛酸亞錫。其中所述的多異氰酸酯可以是甲苯二異氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二異氰酸酯 (MDI)、液化MDI(L-MDI)等中的一種或多種，優(yōu)選二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)，最 優(yōu)選 4，4，-MDI(50%)與 2，4，-MDI(50% )混合物(M50)。所述增塑劑為鄰苯二甲酸酯類、脂肪族二酸酯類或磷酸酯類等中的一種或多 種，優(yōu)選鄰苯二甲酸酯類，最優(yōu)選鄰苯二甲酸二辛脂(DOP)。本發(fā)明聚氨酯灌封料使用時(shí)將A，B組分按質(zhì)量比50 100混合均勻，必要時(shí)抽 真空脫泡，然后澆注于電子元件周圍，常溫固化即可，所得材料透明，硬度為邵氏30 40A,抗張強(qiáng)度M.OMPa，伸長(zhǎng)率勸0%，體積電阻率>1013Ω · cm,介電強(qiáng)度220KV/ mm,吸水率動(dòng).14%，在水中浸泡一天體積電阻率仍然MO13 Ω · cm,阻燃性達(dá)到國(guó)標(biāo) FV-O 級(jí)。本發(fā)明的聚氨酯灌封材料可由以下方法制備A組分制備將蓖麻油、聚醚多元醇、阻燃劑加入反應(yīng)釜中，80°C 100°C抽真空脫水3 4h，降溫至60°C 70°C，加入催化劑、偶聯(lián)劑和觸變劑，攪勻，脫除汽泡，出料。
B組分制備將增塑劑在80°C 100°C抽真空脫水，使其水含量< 0.05%，在20°C 30°C與 多異氰酸酯一起混合脫泡0.5 lh，出料。本發(fā)明通過(guò)使用偶聯(lián)劑，在物料固化后，偶聯(lián)劑與吸附在固化物表面的水分子 發(fā)生反應(yīng)，在固化物表面生成一層網(wǎng)狀疏水膜。從而降低了固化物的吸水率，使其在高 濕的環(huán)境下仍能保持吸水率《0.14%。本發(fā)明提供的灌封料粘度低，氣泡少，可常溫固化，固化時(shí)間根據(jù)催化劑用量 的不同可調(diào)，易于操作。固化后材料透明、阻燃，具有良好絕緣性、防潮性、力學(xué)性 能。適合洗衣機(jī)、洗碗機(jī)、水表等高濕環(huán)境下使用的線路板或屏幕的灌封保護(hù)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，不限于本發(fā)明。實(shí)施例1 A組分將80kg蓖麻油(羥值=163mgKOH/g)、17kg甲基磷酸二甲酯 (DMMP)加入反應(yīng)釜中，100°C、_0.098MPa抽真空脫水3h，降溫至60°C，加入 21^^-氨丙基三乙氧基硅烷(05-550)，IOOg氣相白炭黑，IOOg辛酸亞錫，攪勻，脫除 汽泡，出料。B組分將50kg2，4，-MDI含量為50 %的純MDI、50kg鄰苯二甲酸二辛脂 (DOP)在30°C攪勻，脫除汽泡，出料。稱取50kgA與IOOkgB組分混合攪拌均勻，常溫固化7天，測(cè)試其性能如下硬度邵氏30A抗張強(qiáng)度l.OMPa體積電阻率1.4Χ1013Ω· cm介電強(qiáng)度20KV/mm吸水率0.14%阻燃性FV-O級(jí)該物料經(jīng)在洗衣機(jī)、洗碗機(jī)的線路板灌封應(yīng)用，滿足使用要求。實(shí)施例2 A組分將60kg蓖麻油(羥值=163mgKOH/g)、20kg聚氧化丙烯三醇(分子 量為3000)，15kg乙基磷酸二乙酯(DEEP)加入反應(yīng)釜中，100°C、_0.098MPa抽真空脫 水3h，降溫至60°C，加入4kg Y-氨丙基三甲氧基硅烷，Ikg氣相白炭黑，IOg 二月桂酸 二丁基錫，攪勻，脫除汽泡，出料。B組分將70kgTDI、30kg鄰苯二甲酸二辛脂(DOP)在30°C攪勻，脫除汽泡， 出料。稱取50kgA與IOOkgB組分混合攪拌均勻，常溫固化7天，其性能如下硬度邵氏40A抗張強(qiáng)度1.2MPa體積電阻率1.5Χ1013Ω· cm介電強(qiáng)度20KV/mm
吸水率0.13%阻燃性FV-O級(jí)該物料經(jīng)水表屏幕灌封應(yīng)用，滿足使用要求。實(shí)施例3 A組分將70kg蓖麻油(羥值=170mgKOH/g)、6kg聚氧化丙烯三醇(分子量 為3000)，20kg三(二氯丙基)磷酸酯(TDCPP)加入反應(yīng)釜中，100°C、_0.098MPa抽 真空脫水3h，降溫至60°C，加入3.5kgY-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅烷，500g氣相白炭 黑，IOOg辛酸亞錫，攪勻，脫除汽泡，出料。B組分將60kg液化MDI、40kg鄰苯二甲酸二辛脂(DOP)在30°C攪勻，脫除 汽泡，出料。稱取50kgA與IOOkgB組分混合攪拌均勻，常溫固化7天，性能如下硬度邵氏36A抗張強(qiáng)度l.lMPa體積電阻率1.4Χ1013Ω· cm介電強(qiáng)度20KV/mm吸水率0.14%阻燃性FVO
權(quán)利要求
1.一種低粘度聚氨酯灌封料，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)含有以下組成A組分由60% 80%的蓖麻油、0% 20%的聚醚多元醇、10% 20%的阻燃劑、 3% 4%的偶聯(lián)劑、0.1% 的觸變劑以及0.01% 0.1%的催化劑組成；B組分由 50% 70%的多異氰酸酯和30% 50%的增塑劑組成。
2.按照權(quán)利要求1所述的低粘度聚氨酯灌封料，其特征是所述的聚醚多元醇選自聚氧 化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇中的一種或多種；阻燃劑為鹵代磷酸酯或磷酸酯；偶聯(lián)劑 為鈦酸酯或硅烷；催化劑為辛酸亞錫或二月桂酸二丁基錫；多異氰酸酯是甲苯二異氰酸 酯、二苯基甲烷二異氰酸酯中的一種或多種；增塑劑為鄰苯二甲酸酯、脂肪族二酸酯或 磷酸酯中的一種或多種。
3.按照權(quán)利要求2所述的低粘度聚氨酯灌封料，其特征是蓖麻油的羥值為163 170mgKOH/g ；聚氧化丙烯二醇的Mn為1000 2000、聚氧化丙烯三醇的Mn為1000 3000；阻燃劑為三(2-氯丙基)磷酸酯、三(2-氯乙基)磷酸酯、三(二氯丙基)磷酸 酯、甲基磷酸二甲酯(DMMP)或乙基磷酸二乙酯；偶聯(lián)劑為Y-氨丙基三乙氧基硅烷、 Y-氨丙基三甲氧基硅烷或Y-縮水甘油氧丙基三甲氧基硅烷；觸變劑氣相白炭黑；催化 劑為辛酸亞錫；多異氰酸酯是二苯基甲烷二異氰酸酯；增塑劑為鄰苯二甲酸酯。
4.按照權(quán)利要求3所述的低粘度聚氨酯灌封料，其特征是聚醚多元醇為Mn為3000的 聚氧化丙烯三醇；阻燃劑為甲基磷酸二甲酯；偶聯(lián)劑為Y-氨丙基三乙氧基硅烷；多異 氰酸酯是50%的4，4，-MDI與50%的2，4，-MDI的混合物；增塑劑為鄰苯二甲酸二 辛脂。
5.按照權(quán)利要求1-4之一所述的低粘度聚氨酯灌封料，其特征是A組分物料粘度為 100 400mPa.s，B組分物料粘度為30 lOOmPa.s。
6.按照權(quán)利要求5所述的低粘度聚氨酯灌封料，將A，B組分按質(zhì)量比50 100混 合均勻，常溫固化后，所得材料透明，硬度為邵氏30 40A，抗張強(qiáng)度M.OMPa，伸長(zhǎng) 率勸0%，體積電阻率21013Ω · cm,介電強(qiáng)度>20KV/mm，吸水率《0.14%，在水中浸 泡一天體積電阻率仍然MO13 Ω · cm,阻燃性達(dá)到國(guó)標(biāo)FV-O級(jí)。
7.—種權(quán)利要求6所述的低粘度聚氨酯灌封料的制備方法，含有以下步驟A組分制備將蓖麻油、聚醚多元醇、阻燃劑加入反應(yīng)釜中，80°C 100°C抽真空脫水3 4h，降 溫至60°C 70°C，加入催化劑和偶聯(lián)劑，攪勻，脫除汽泡，出料；B組分制備將增塑劑在80°C 100°C抽真空脫水，使其水含量< 0.05%，在20°C 30°C與多異 氰酸酯一起混合脫泡0.5 lh，出料。
8.—種權(quán)利要求6所述的低粘度聚氨酯灌封料在高濕環(huán)境下的應(yīng)用。
9.一種權(quán)利要求8所述的低粘度聚氨酯灌封料在洗衣機(jī)、洗碗機(jī)或水表的線路板或屏 幕的灌封保護(hù)的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種低粘度聚氨酯灌封料及其制備方法和用途。以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)含有以下組成A組分由60％～80％的蓖麻油、0％～20％的聚醚多元醇、10％～20％的阻燃劑、3％～4％的偶聯(lián)劑、0.1％～1％的觸變劑以及0.01％～0.1％的催化劑組成，A組分物料粘度為100～400mPa.s；B組分由50％～70％的多異氰酸酯和30％～50％的增塑劑組成，B組分物料粘度為30～100mPa.s。A，B組分分別脫除水分后按質(zhì)量比50∶100混合均勻，常溫固化后，材料透明、阻燃，具有良好絕緣性、防潮性、力學(xué)性能。適合洗衣機(jī)、洗碗機(jī)、水表等高濕環(huán)境下使用的線路板或屏幕的灌封保護(hù)。
文檔編號(hào)C08L75/14GK102010588SQ20101052964
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月25日
發(fā)明者姚慶倫, 張永, 潘洪波, 王焱, 石雅琳, 蘇麗麗, 韋永繼 申請(qǐng)人:黎明化工研究院