本發(fā)明涉及高分子材料，特別是涉及一種單組份環(huán)氧電子膠及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
目前，應(yīng)用于電子元器件(如led電視或高端廣告燈箱背光燈條)的單組份環(huán)氧電子膠，存在的普遍問題是膠水的韌性不夠，表現(xiàn)為粘接力和抗沖擊性能不達標，破壞總是出現(xiàn)在pmma透鏡的三角位置。
對應(yīng)用于led電視的背光燈條，需要提高單組份環(huán)氧電子膠抗跌落性，以確保在生產(chǎn)、運輸和組裝過程不會出現(xiàn)透鏡跌落現(xiàn)象。
對應(yīng)用于高端廣告燈箱的背光燈條，需要提高單組份環(huán)氧電子膠抗跌落性，以確保在生產(chǎn)、運輸和組裝過程不會出現(xiàn)透鏡跌落現(xiàn)象，同時，還需要提高抗彎曲角度，以確保在有弧度或圓柱形狀的背景上安裝時不出現(xiàn)透鏡脫落現(xiàn)象。
在單組份環(huán)氧電子膠中添加常用的增韌劑，雖然能增加體系的柔軟性，降低收縮，但對透鏡的粘接力無改善效果。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
基于此，有必要針對提供一種粘接力和抗沖擊性能優(yōu)異，且耐彎曲角度高的單組份環(huán)氧電子膠。
一種單組份環(huán)氧電子膠，以質(zhì)量百分比計，包括以下原料組分：
其中，所述改性環(huán)氧樹脂，以質(zhì)量百分比計，包括以下原料組分：
雙酚a型環(huán)氧樹脂60-80％
桐油酸酐18-38％
咪唑類固化劑0.1-2％。
對于電子膠中的環(huán)氧體系和丙烯酸體系，采用熱塑性丙烯酸樹脂能夠降低丙烯酸體系的固化收縮，提高丙烯酸體系電子膠的粘接力。而本發(fā)明通過研究發(fā)現(xiàn)，將熱塑性丙烯酸樹脂應(yīng)用于現(xiàn)有的環(huán)氧體系電子膠時，會出現(xiàn)相容性不佳的缺陷，難以改善環(huán)氧體系電子膠的粘結(jié)性能，并且還會影響其抗沖擊性能和韌性性能的提高。
基于此，本發(fā)明的單組份環(huán)氧電子膠，通過實驗研究，創(chuàng)新性的采用雙酚a型環(huán)氧樹脂、雙酚f型環(huán)氧樹脂以及所述改性環(huán)氧樹脂進行復(fù)配形成環(huán)氧體系，并將其與熱塑性丙烯酸樹脂進行結(jié)合，實現(xiàn)熱塑性丙烯酸樹脂與所述復(fù)配的環(huán)氧體系之間的相容，使熱塑性丙烯酸樹脂能夠分布于所述復(fù)配的環(huán)氧體系網(wǎng)絡(luò)之間，在固化時改善膠體的收縮性，有效提高膠體的粘結(jié)性能。同時，所述復(fù)配的環(huán)氧體系結(jié)合形成連續(xù)致密的樹脂網(wǎng)絡(luò)，具有優(yōu)異的抗沖擊性能和韌性，耐彎曲角度高。
在其中一個實施例中，所述的單組份環(huán)氧電子膠，以質(zhì)量百分比計，包括以下原料組分：
其中，所述改性環(huán)氧樹脂，以質(zhì)量百分比計，包括以下原料組分：
雙酚a型環(huán)氧樹脂65-75％
桐油酸酐24-34％
咪唑類固化劑0.5-1.5％。
在其中一個實施例中，所述熱塑性丙烯酸樹脂為mma和ema的共聚物，分子量為30000-70000。
在其中一個實施例中，所述熱塑性丙烯酸樹脂的tg為30-60℃，酸值為1-3。
在其中一個實施例中，所述改性環(huán)氧樹脂的制備方法包括如下步驟：
將所述雙酚a型環(huán)氧樹脂加入至反應(yīng)釜中，升溫至85-95℃后，加入所述桐油酸酐和咪唑類固化劑的混合物；然后攪拌下升溫至95-105℃反應(yīng)1-3h，再升溫至110-120℃反應(yīng)1-3h；降溫出料，即得所述改性環(huán)氧樹脂。
在其中一個實施例中，所述攪拌的速度為350-450rpm。
在其中一個實施例中，所述降溫出料為降溫至55-65℃后，出料。
在其中一個實施例中，所述潛伏型固化劑為eh-5031s。
在其中一個實施例中，所述咪唑類固化劑為2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-苯基咪唑中的一種或多種。
在其中一個實施例中，所述稀釋劑為芐基縮水甘油醚和/或新癸酸縮水甘油酯。
在其中一個實施例中，所述填料為碳酸鈣和/或硅微粉。
在其中一個實施例中，所述功能性助劑為消泡劑和/或流平劑。所述消泡劑可為byk066n；所述流平劑可為byk306。
本發(fā)明還提供所述的單組份環(huán)氧電子膠的制備方法，包括如下步驟：
將所述稀釋劑加入至反應(yīng)釜中，升溫至90-100℃后，加入所述熱塑性丙烯酸樹脂，再升溫至110-120℃反應(yīng)0.5-1.5h；然后加入所述雙酚f型環(huán)氧樹脂，以及部分所述雙酚a型環(huán)氧樹脂，在110-120℃攪拌反應(yīng)0.5-1.5h；然后降溫出料，得到增韌中間體；
將剩余的所述雙酚a型環(huán)氧樹脂，以及所述改性環(huán)氧樹脂、增韌中間體、潛伏型固化劑、填料和功能性助劑在低于30℃條件下混合后，得混合料；對所述混合料進行研磨并控制所述研磨過程中混合料的溫度不超過30℃，過濾，即得所述單組份環(huán)氧電子膠。
在其中一個實施例中，所述攪拌反應(yīng)的攪拌速度為350-450rpm。
在其中一個實施例中，所述研磨為研磨至混合料的細度小于25μm。
在其中一個實施例中，所述降溫出料為降溫至55-65℃后，出料。
本發(fā)明還提供所述的單組份環(huán)氧電子膠在制作電子元器件中的應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明創(chuàng)新性的采用雙酚a型環(huán)氧樹脂、雙酚f型環(huán)氧樹脂以及所述改性環(huán)氧樹脂進行復(fù)配形成環(huán)氧體系，并將其與熱塑性丙烯酸樹脂進行結(jié)合，制得的單組份環(huán)氧電子膠具有優(yōu)異的粘結(jié)性、抗沖擊性能和韌性，耐彎曲角度高。適用于電子元器件的封裝固定，尤其是如led電視或高端廣告燈箱背光燈條需要較佳抗跌落和抗彎折性能的電子元器件。
本發(fā)明的單組份環(huán)氧電子膠的制備方法，操作簡便，易于工業(yè)實施。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的單組份環(huán)氧電子膠及其制備方法和應(yīng)用作進一步詳細的說明。
本發(fā)明實施例中采用的雙酚a型環(huán)氧樹脂，型號為e51，購自臺灣長春化工或江蘇揚農(nóng)錦湖化工；
雙酚f型環(huán)氧樹脂購自臺灣長春化工或江蘇揚農(nóng)錦湖化工；
熱塑性丙烯酸樹脂購自羅門哈斯或三菱麗陽，主要為mma和ema的共聚物，分子量為30000-70000，tg為30-60℃，酸值為1-3；
咪唑類固化劑為1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑或1-氰乙基-2-苯基咪唑，購自日本味之素；
潛伏型固化劑為潛伏型固化劑eh-5031s；
桐油酸酐購自揚州中良合成材料；
功能性助劑包括重量比為1:1的消泡劑byk066n與流平劑byk306。
實施例1
本實施例一種單組份環(huán)氧電子膠，以質(zhì)量百分比計，包括以下原料組分：
其中，所述改性環(huán)氧樹脂，以質(zhì)量百分比計，包括以下原料組分：
雙酚a型環(huán)氧樹脂70％
桐油酸酐29％
咪唑類固化劑(1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑)1％。
所述改性環(huán)氧樹脂的制備方法包括如下步驟：
將所述雙酚a環(huán)氧樹脂在常溫下加入反應(yīng)釜，升溫至85-95℃后，勻速滴加桐油酸酐和咪唑類固化劑的混合物，滴加完畢后升溫至95-105℃反應(yīng)2h，最后升溫至110-120℃反應(yīng)2h，期間保持350-450rpm的攪拌速度攪拌。然后降溫至55-65℃出料，得到所述改性環(huán)氧樹脂。
所述單組份環(huán)氧電子膠的制備方法包括如下步驟：
先將所述稀釋劑在常溫下加入反應(yīng)釜，升溫至90-100℃，后緩慢滴加所述熱塑性丙烯酸樹脂，滴加完畢后升溫至110-120℃反應(yīng)1h，后加入全部的所述雙酚f型環(huán)氧樹脂，以及部分所述雙酚a型環(huán)氧樹脂，在110-120℃反應(yīng)1h，期間保持350-450rpm的攪拌速度攪拌。然后降溫至55-65℃出料，得到增韌劑中間體。
將剩余的所述雙酚a型環(huán)氧樹脂，以及所述改性環(huán)氧樹脂、增韌劑中間體、潛伏型固化劑、填料和功能性助劑在低于30℃下混合攪拌均勻，后用三輥機三磨，研磨過程控制料溫度不超過30℃，確保細度小于25μm后出料，過濾，灌裝，得到所述單組份環(huán)氧電子膠。
實施例2
本實施例一種單組份環(huán)氧電子膠，以質(zhì)量百分比計，包括以下原料組分：
其中，所述改性環(huán)氧樹脂，以質(zhì)量百分比計，包括以下原料組分：
雙酚a型環(huán)氧樹脂80％
桐油酸酐18％
咪唑類固化劑(1-氰乙基-2-苯基咪唑)2％。
所述改性環(huán)氧樹脂的制備方法以及所述單組份環(huán)氧電子膠的制備方法同實施例1。
實施例3
本實施例一種單組份環(huán)氧電子膠，以質(zhì)量百分比計，包括以下原料組分：
其中，所述改性環(huán)氧樹脂，以質(zhì)量百分比計，包括以下原料組分：
雙酚a型環(huán)氧樹脂62％
桐油酸酐37.5％
咪唑類固化劑(2-甲基咪唑)0.5％。
所述改性環(huán)氧樹脂的制備方法以及所述單組份環(huán)氧電子膠的制備方法同實施例1。
對比例1
本對比例一種單組份環(huán)氧電子膠，其原料和制備方法同實施例1，區(qū)別在于：未添加所述熱塑性丙烯酸樹脂，以雙酚a環(huán)氧樹脂補足100％。
對比例2
本對比例一種單組份環(huán)氧電子膠，其原料和制備方法同實施例1，區(qū)別在于：未添加所述改性環(huán)氧樹脂，以雙酚a環(huán)氧樹脂補足100％。
對實施例1-3和對比例1-2制得的單組份環(huán)氧電子膠，以及市售產(chǎn)品分別應(yīng)用于led鋁基板燈條中透鏡與pmma基材之間的粘結(jié)，固化條件為80℃*0.5小時。對所得產(chǎn)品進行性能測試，結(jié)果如表1所示。
表1
以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當認為是本說明書記載的范圍。
以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。