一種熱敏型聚氨酯灌封膠制備裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種熱敏型聚氨酯灌封膠的制備裝置，包括A組分制備裝置、B組份制備裝置以及混合罐，A組分制備裝置與B組份制備裝置的結(jié)構(gòu)相同，A組分制備裝置或B組份制備裝置包括反應(yīng)釜、冷凝器(4)、緩沖罐(5)以及加料罐，加料罐輸出管口與反應(yīng)釜(1)連接，反應(yīng)釜(1)的輸出管口通過升氣管與冷凝器的輸入端口連接，升氣管由第一升氣管和第二升氣管串聯(lián)組成，冷凝器(4)與緩沖罐(5)之間連接蒸餾回流共用管道(51)，蒸餾回流共用管道(51)與第一升氣管(2)之間連接回流管道(7)，緩沖罐(5)通過平衡管(52)將整個(gè)反應(yīng)體系與儲(chǔ)存罐連通而與大氣環(huán)境相連接，緩沖罐(5)與真空管(53)連接，緩沖罐(5)輸出端口通過管道與混合罐連接。
【專利說明】一種熱敏型聚氨酯灌封膠制備裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種熱敏型聚氨酯灌封膠制備裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在電子行業(yè)，諸多材料都需要進(jìn)行灌封，灌封就是把構(gòu)成電子器件或集成電路的各個(gè)部件按規(guī)定的要求合理布置、組裝、連接，使之與環(huán)境隔離從而得到保護(hù)的工藝。起到防止水分、塵埃及有害氣體對(duì)電子器件或集成電路的侵蝕，減緩振動(dòng)，防止外力損傷，穩(wěn)定電子元件等作用，廣泛應(yīng)用于LED、電容器、集成電路、大規(guī)模集成電路、印刷電路板、汽車電子產(chǎn)品、汽車線束、連接器、傳感器等方面。由于大多灌封都是不可拆卸的，封裝的失敗就意味產(chǎn)品的報(bào)廢，影響到制品的成本。目前，電子灌封材料的研發(fā)受到國內(nèi)外的高度重視。
[0003]目前灌封材料主要有環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅及聚氨酯三大類:
[0004](I)環(huán)氧樹脂灌封膠主要由環(huán)氧樹脂、固化劑、固化促進(jìn)劑、填料、潤滑劑、顏料以及其它助劑組成。環(huán)氧樹脂與固化劑反應(yīng)屬于加成聚合，沒有副產(chǎn)物，一般收縮率比較小，固化產(chǎn)物具有優(yōu)良的耐熱性、電絕緣性能、密封性和介電性能，能夠滿足一般電子、電器絕緣材料的要求，選擇不同的固化劑和促進(jìn)劑，可配制不同性能的灌封膠，可滿足不同的需求。環(huán)氧樹脂類灌封膠主要在電力互感器、變壓器、絕緣子、電子器件、集成電路、半導(dǎo)體元件、線路板、覆銅板、電子電器、高壓絕緣子芯棒、高電壓大電流開關(guān)等方面的灌封。但是，環(huán)氧樹脂本身存在大量剛性基團(tuán)，在使用中存在硬度大、易脆裂、耐低溫性能差、不能修補(bǔ)、封裝溫度要求較高等缺點(diǎn)，限制了其使用范圍；
[0005](2)有機(jī)硅類灌封膠具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，能在較寬的溫度、濕度范圍內(nèi)保持良好的力學(xué)和電學(xué)性能，另外硅橡膠還具有良好的抗臭氧和紫外線老化的特性，以及較佳的化學(xué)穩(wěn)定性。有機(jī)硅類灌封膠按其交聯(lián)機(jī)理可分為縮合型和加成型兩種，其中縮合型有機(jī)硅灌封膠可操作時(shí)間尚可，但粘度大、硬度偏低；加成型有機(jī)硅類灌封膠粘度低、硬度高，但可操作時(shí)間短。目前，國內(nèi)外常用的有機(jī)硅類灌封膠多為加成型，在鉬、鈀系催化劑的作用下，使含有硅氫鍵(-S1-H)的有機(jī)硅氧烷通過加成反應(yīng)固化成型，但此種有機(jī)硅類灌封膠與其它材料的粘接性能差，固化用的催化劑鉬對(duì)雜質(zhì)非常敏感，可操作時(shí)間短，難以滿足復(fù)雜型材的灌封；
[0006](3)聚氨酯類灌封膠灌封主要由多異氰酸酯與多元醇經(jīng)逐步聚合形成端異氰酸根預(yù)聚物，在催化劑存在的情況下，采用小分子多元醇、多元胺進(jìn)一步交聯(lián)固化，形成高聚物。材料具有較好耐水性能、耐低溫性能、抗震性能、絕緣性能及阻燃性能，對(duì)電器元件無腐蝕，對(duì)多種金屬、非金屬材料有較好的粘接性能。另外聚氨酯灌封膠的硬度可以通過多異氰酸酯和聚醚多元醇的比例來調(diào)節(jié)，粘度可以通過多元醇的選擇及催化劑的選擇來控制。綜合對(duì)比三種灌封材料，其中環(huán)氧樹脂類灌封膠價(jià)格便宜、粘結(jié)性能優(yōu)異、電絕緣性好，但低溫柔性差、耐候性差、收縮率大；有機(jī)硅類灌封膠阻燃性好、耐高低溫性優(yōu)異，但價(jià)格高、電絕緣性差；聚氨酯類灌封膠綜合了環(huán)氧樹脂類和有機(jī)硅類灌封膠的優(yōu)勢(shì)，且軟硬度、固化速度可調(diào)節(jié)，應(yīng)用范圍更加廣泛。
[0007]目前市場(chǎng)上聚氨酯類灌封膠種類繁多，價(jià)格差異也很大，質(zhì)量也參差不齊，目前市場(chǎng)上常見的聚氨酯灌封膠大多存在可操作時(shí)間短、不環(huán)保、阻燃性差、粘度高等方面的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種熱敏型聚氨酯灌封膠制備裝置，其解決的技術(shù)問題是目前市場(chǎng)上聚氨酯類灌封膠生產(chǎn)裝置不能很好去除氣態(tài)的化合物和液態(tài)的小分子化合物，導(dǎo)致了聚氨酯類灌封膠質(zhì)量參差不齊。
[0009]為了解決上述存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用了以下方案:
[0010]一種熱敏型聚氨酯灌封膠制備裝置，其特征在于:包括A組分制備裝置、B組份制備裝置以及混合罐，A組分制備裝置制備的A組份和B組份制備裝置制備的B組份共同進(jìn)入到混合罐中脫泡，A組分制備裝置與B組份制備裝置的結(jié)構(gòu)相同，A組分制備裝置或B組份制備裝置包括反應(yīng)釜(I)、冷凝器(4)、緩沖罐(5)以及加料罐(6)，加料罐(6)輸出管口與反應(yīng)釜(I)連接，反應(yīng)釜(I)的輸出管口通過升氣管與冷凝器(4)的輸入端口連接，升氣管由第一升氣管(2)和第二升氣管(3)串聯(lián)組成，冷凝器(4)與緩沖罐(5)之間連接蒸餾回流共用管道(51)，蒸餾回流共用管道(51)與第一升氣管(2)之間連接回流管道(7)，緩沖罐(5)通過平衡管(52)將整個(gè)反應(yīng)體系與儲(chǔ)存罐連通而與大氣環(huán)境相連接，緩沖罐(5)與真空管(53)連接，緩沖罐(5)輸出端口通過管道與混合罐連接。
[0011]進(jìn)一步，蒸餾回流共用管道(51)上設(shè)有第一閥門(54)，回流管道(7) —端連接在第一閥門(54)與冷凝器(4)之間的蒸餾回流共用管道(51)上；回流管道(7)中形成壓液U形管(71)，壓液U形管(71)為一連通器，連通器上端開口高度不同，高的開口與蒸餾回流共用管道(51)連接，低的開口與第一升氣管(2)連接。
[0012]進(jìn)一步，冷凝器(4)中設(shè)有夾套，夾套一端與進(jìn)水管(41)連接，夾套另一端與出水管(42)連接。
[0013]進(jìn)一步，第二升氣管(3) —端與冷凝器(4)連接，第二升氣管(3)也設(shè)有夾套，其夾套一端與進(jìn)水管(31)連接，其夾套另一端與出水管(32)連接。
[0014]進(jìn)一步，第二升氣管(3)與冷凝器(4)連接處還設(shè)有溫度計(jì)。
[0015]進(jìn)一步，反應(yīng)釜(I)釜蓋上有多個(gè)接口和釜內(nèi)相通。
[0016]該熱敏型聚氨酯灌封膠制備裝置具有以下有益效果:
[0017](I)本實(shí)用新型由于設(shè)有回流管道，可以將液態(tài)的小分子化合物回流至反應(yīng)釜中進(jìn)一步反應(yīng)，提高液體A組分或B組份的純度。
[0018](2)本實(shí)用新型由于設(shè)有平衡管，可以將少量氣態(tài)的化合物通過平衡管部件進(jìn)入到存儲(chǔ)罐中存儲(chǔ)，提高液體A組分或B組份的純度。
[0019](3)本實(shí)用新型由于在第二升氣管中也設(shè)有冷凝裝置，因而可以進(jìn)一步提高冷凝效果，提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1:本實(shí)用新型熱敏型聚氨酯灌封膠制備裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]附圖標(biāo)記說明:
[0022]1-反應(yīng)釜；2-第一升氣管；3-第二升氣管；31_進(jìn)水管；32_出水管；4_冷凝器；41-進(jìn)水管；42_出水管；5_緩沖罐；51_蒸餾回流共用管道；52_平衡管；53_真空管；54_第一閥門；6_加料罐；7-回流管道；71_壓液U形管；72_第二閥門。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合圖1，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:
[0024]本實(shí)用新型熱敏型聚氨酯灌封膠制備裝置，包括A組分制備裝置、B組份制備裝置以及混合罐，A組分制備裝置制備的A組份和B組份制備裝置制備的B組份共同進(jìn)入到混合罐中脫泡，A組分制備裝置與B組份制備裝置的結(jié)構(gòu)相同，A組分制備裝置或B組份制備裝置包括反應(yīng)釜1、冷凝器4、緩沖罐5以及加料罐6，加料罐6輸出管口與反應(yīng)釜I連接，反應(yīng)釜I的輸出管口通過升氣管與冷凝器4的輸入端口連接，升氣管由第一升氣管2和第二升氣管3串聯(lián)組成，冷凝器4與緩沖罐5之間連接蒸餾回流共用管道51，蒸餾回流共用管道51與第一升氣管2之間連接回流管道7，緩沖罐5通過平衡管52與儲(chǔ)存罐連通，緩沖罐5還與真空管53連接。蒸餾回流共用管道51上設(shè)有第一閥門54，回流管道7 —端連接在第一閥門54與冷凝器4之間的蒸餾回流共用管道51上；回流管道7中形成壓液U形管71，壓液U形管71為一連通器，連通器上端開口高度不同，高的開口與蒸餾回流共用管道51連接，低的開口與第一升氣管2連接。冷凝器4中設(shè)有夾套，夾套一端與進(jìn)水管41連接，夾套另一端與出水管42連接。第二升氣管3 —端與冷凝器4連接，第二升氣管3也設(shè)有夾套，其夾套一端與進(jìn)水管31連接，其夾套另一端與出水管32連接。第二升氣管3與冷凝器4連接處還設(shè)有溫度計(jì)。反應(yīng)釜I釜蓋上有多個(gè)接口和釜內(nèi)相通。
[0025]本實(shí)用新型制備的熱敏型聚氨酯灌封膠由A、B兩組份組成，其制備步驟如下:
[0026]步驟1、A組分制備:首先將大分子聚醚、聚酯多元醇、功能性聚醚在反應(yīng)釜I中100-120°C下真空脫水2h，然后降溫到40-50°C之間加入多異氰酸酯組分，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于70-90°C反應(yīng)3-4h，降溫得到端異氰酸酯聚氨酯預(yù)聚物；最后加入消泡劑、阻燃劑混合均勻，通氮?dú)夥庋b，即得到A組分。A組分再依次經(jīng)過第一升氣管2、第二升氣管3和冷凝器4處理后A組分大分子化合物進(jìn)入到緩沖罐5中存儲(chǔ)，小分子化合物通過回流管道7重新回到反應(yīng)釜I中進(jìn)行再次處理。經(jīng)過冷凝器4處理的化合物是將氣液冷卻為液體，回流到反應(yīng)釜I中，或蒸餾到緩沖罐5中。如有少量氣態(tài)的化合物通過平衡管52部件進(jìn)入到存儲(chǔ)罐中存儲(chǔ)。整個(gè)裝置通過平衡管52、緩沖罐5、真空管53與大氣相接，保證反應(yīng)過程中是常壓狀態(tài)。
[0027]步驟2、B組分制備:功能性聚醚、多異氰酸酯70_90°C反應(yīng)2小時(shí)，降溫得到端異氰酸酯聚氨酯預(yù)聚物，40°C加咪唑等中等分子量的胺基催化劑反應(yīng)0.5小時(shí)，得到熱敏型催化劑，將其和小分子多元醇/多元胺在110-120°C下真空脫水2h，降溫，混合均勻后通氮?dú)夥庋b，即得到B組分。B組分再依次經(jīng)過第一升氣管2、第二升氣管3和冷凝器4處理后B組分大分子化合物進(jìn)入到緩沖罐5中存儲(chǔ)，小分子化合物通過回流管道7重新回到反應(yīng)釜I中進(jìn)行再次處理。經(jīng)過冷凝器4處理的化合物是將氣液冷卻為液體，回流到反應(yīng)釜I中，或蒸餾到緩沖罐5中。如有少量氣態(tài)的化合物通過平衡管52部件進(jìn)入到存儲(chǔ)罐中存儲(chǔ)。整個(gè)裝置通過平衡管52、緩沖罐5、真空管53與大氣相接，保證反應(yīng)過程中是常壓狀態(tài)。
[0028]A、B組分都可以由本實(shí)用新型熱敏型聚氨酯灌封膠組分的制備裝置制備。
[0029]步驟3、將A、B組分按一定的質(zhì)量比混合，然后置于密閉容器中，在20?35°C下脫泡5?lOmin，然后將配好的灌封膠采用注塑澆注成型技術(shù)澆注到待灌封件上，24h即可快速固化成熱敏型聚氨酯灌封膠。
[0030]最終制得熱敏型聚氨酯灌封膠，使得制品具有以下特性:①熱敏性，常溫下具有低活性，保證常溫優(yōu)異的流動(dòng)性和較長的開放時(shí)間，固化速度由溫度調(diào)節(jié)，在加熱到指定溫度時(shí)，迅速固化，制品可用于復(fù)雜制品灌封，縮短了元件高溫承受時(shí)間，避免了元件熱損傷，縮短了操作工藝，提高了生產(chǎn)效率；②環(huán)保性，在保證熱敏型聚氨酯灌封膠綜合性能的基礎(chǔ)上，采用綠色環(huán)保型原材料，不添加增塑劑以達(dá)到環(huán)保要求，制品通過ROSH、SGS認(rèn)證；③阻燃性，在保證熱敏型聚氨酯灌封膠的綜合性能的基礎(chǔ)上，阻燃效果優(yōu)異，阻燃通過UL94-V0垂直燃燒測(cè)試；④抗震性，通過多異氰酸酯及多元醇的選擇，制的韌性好的產(chǎn)品，制品具有優(yōu)異的抗震性能，對(duì)灌封元件起到保護(hù)作用。制得制品具有較長的可操作時(shí)間和優(yōu)異的流動(dòng)性，優(yōu)異的耐水、阻燃、環(huán)保、抗震等性能，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
[0031]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性的描述，顯然本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種熱敏型聚氨酯灌封膠制備裝置，其特征在于:包括A組分制備裝置、B組份制備裝置以及混合罐，A組分制備裝置制備的A組份和B組份制備裝置制備的B組份共同進(jìn)入到混合罐中脫泡，A組分制備裝置與B組份制備裝置的結(jié)構(gòu)相同，A組分制備裝置或B組份制備裝置包括反應(yīng)釜(I)、冷凝器(4)、緩沖罐(5)以及加料罐(6)，加料罐(6)輸出管口與反應(yīng)釜(I)連接，反應(yīng)釜(I)的輸出管口通過升氣管與冷凝器(4)的輸入端口連接，升氣管由第一升氣管(2)和第二升氣管(3)串聯(lián)組成，冷凝器(4)與緩沖罐(5)之間連接蒸餾回流共用管道(51)，蒸餾回流共用管道(51)與第一升氣管(2)之間連接回流管道(7)，緩沖罐(5)通過平衡管(52)將整個(gè)反應(yīng)體系與儲(chǔ)存罐連通而與大氣環(huán)境相連接，緩沖罐(5)與真空管(53)連接，緩沖罐(5)輸出端口通過管道與混合罐連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述熱敏型聚氨酯灌封膠制備裝置，其特征在于:蒸餾回流共用管道(51)上設(shè)有第一閥門(54)，回流管道(7) —端連接在第一閥門(54)與冷凝器(4)之間的蒸餾回流共用管道(51)上；回流管道(7)中形成壓液U形管(71)，壓液U形管(71)為一連通器，連通器上端開口高度不同，高的開口與蒸餾回流共用管道(51)連接，低的開口與第一升氣管(2)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述熱敏型聚氨酯灌封膠制備裝置，其特征在于:冷凝器(4)中設(shè)有夾套，夾套一端與進(jìn)水管(41)連接，夾套另一端與出水管(42)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述熱敏型聚氨酯灌封膠制備裝置，其特征在于:第二升氣管(3)一端與冷凝器(4)連接，第二升氣管(3)也設(shè)有夾套，其夾套一端與進(jìn)水管(31)連接，其夾套另一端與出水管(32)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項(xiàng)所述熱敏型聚氨酯灌封膠制備裝置，其特征在于--第二升氣管(3)與冷凝器(4)連接處還設(shè)有溫度計(jì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項(xiàng)所述熱敏型聚氨酯灌封膠制備裝置，其特征在于:反應(yīng)釜(I)釜蓋上有多個(gè)接口和釜內(nèi)相通。
【文檔編號(hào)】C09J175/08GK203916649SQ201420203769
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】許戈文, 熊潛生, 霍俊麗 申請(qǐng)人:安徽安大華泰新材料有限公司