本發(fā)明涉及膠黏劑的技術(shù)領(lǐng)域,具體而言,涉及可重工結(jié)構(gòu)膠。
背景技術(shù):
習(xí)知技術(shù)中廣泛使用了室溫快速固化的雙組份體系,由于雙組份環(huán)氧膠體系,受環(huán)氧組份與固化劑的比例用量嚴(yán)格控制難,制備過(guò)程中,脫泡工藝復(fù)雜,可操作時(shí)間短等的不足;而目前的單組份環(huán)氧膠水及時(shí)在高溫條件下,強(qiáng)度降低也并不明顯,不能實(shí)現(xiàn)可拆卸的目的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明一方面的目的在于提供一種可重工結(jié)構(gòu)膠,該可重工結(jié)構(gòu)膠可實(shí)現(xiàn)拆卸之目的。
一種可重工結(jié)構(gòu)膠,包含環(huán)氧樹(shù)脂,和以環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量為100wt%計(jì)3~30wt%熱膨脹性微球。
進(jìn)一步地,包含以環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量為100wt%計(jì)25~95wt%固化劑。
進(jìn)一步地,還包含以環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量為100wt%計(jì)0.01~5wt%反應(yīng)抑制劑。
進(jìn)一步地,還包含以環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量為100wt%計(jì)1~20wt%固化促進(jìn)劑。
進(jìn)一步地,還包含以環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量為100wt%計(jì)3~10wt%觸變劑;
優(yōu)選地,所述觸變劑為氣相二氧化硅和/或氫化蓖麻油。
進(jìn)一步地,還包含以環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量為100wt%計(jì)0.5~3wt%硅烷偶聯(lián)劑;
優(yōu)選地,所述硅烷偶聯(lián)劑為kh-560、kh-570、kh-550中的一種或至少二種。
進(jìn)一步地,還包含以環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量為100wt%計(jì)5~50wt%填料;
優(yōu)選地,所述填料為球形硅微粉、碳酸鈣、高嶺土中的一種或至少二種。
進(jìn)一步地,所述固化劑為聚硫醇化合物。
進(jìn)一步地,所述反應(yīng)抑制劑為磷酸、硼酸三丁酯、對(duì)甲苯磺酸甲酯中的一種或至少二種。
進(jìn)一步地,所述固化促進(jìn)劑為改性咪唑類(lèi)潛伏性固化劑。
本發(fā)明的可重工結(jié)構(gòu)膠,在環(huán)氧樹(shù)脂加入了占環(huán)氧樹(shù)脂質(zhì)量5~20wt%熱膨脹性微球,熱膨脹性微球可在已固化的樹(shù)脂相中受熱膨脹,這樣可降低使得樹(shù)脂相的內(nèi)聚強(qiáng)度,從而達(dá)到可拆卸之目的。
具體實(shí)施方式
除非另有限定,本文使用的所有技術(shù)以及科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的相同的含義。當(dāng)存在矛盾時(shí),以本說(shuō)明書(shū)中的定義為準(zhǔn)。
如本文所用之術(shù)語(yǔ):
“由……制備”與“包含”同義。本文中所用的術(shù)語(yǔ)“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它變形,意在覆蓋非排它性的包括。例如,包含所列要素的組合物、步驟、方法、制品或裝置不必僅限于那些要素,而是可以包括未明確列出的其它要素或此種組合物、步驟、方法、制品或裝置所固有的要素。
連接詞“由……組成”排除任何未指出的要素、步驟或組分。如果用于權(quán)利要求中,此短語(yǔ)將使權(quán)利要求為封閉式,使其不包含除那些描述的材料以外的材料,但與其相關(guān)的常規(guī)雜質(zhì)除外。當(dāng)短語(yǔ)“由……組成”出現(xiàn)在權(quán)利要求主體的子句中而不是緊接在主題之后時(shí),其僅限定在該子句中描述的要素;其它要素并不被排除在作為整體的所述權(quán)利要求之外。
當(dāng)量、濃度、或者其它值或參數(shù)以范圍、優(yōu)選范圍、或一系列上限優(yōu)選值和下限優(yōu)選值限定的范圍表示時(shí),這應(yīng)當(dāng)被理解為具體公開(kāi)了由任何范圍上限或優(yōu)選值與任何范圍下限或優(yōu)選值的任一配對(duì)所形成的所有范圍,而不論該范圍是否單獨(dú)公開(kāi)了。例如,當(dāng)公開(kāi)了范圍“1~5”時(shí),所描述的范圍應(yīng)被解釋為包括范圍“1~4”、“1~3”、“1~2”、“1~2和4~5”、“1~3和5”等。當(dāng)數(shù)值范圍在本文中被描述時(shí),除非另外說(shuō)明,否則該范圍意圖包括其端值和在該范圍內(nèi)的所有整數(shù)和分?jǐn)?shù)。
“質(zhì)量份”指表示多個(gè)組分的質(zhì)量比例關(guān)系的基本計(jì)量單位,1份可表示任意的單位質(zhì)量,如可以表示為1g,也可表示2.689g等。假如我們說(shuō)a組分的質(zhì)量份為a份,b組分的質(zhì)量份為b份,則表示a組分的質(zhì)量和b組分的質(zhì)量之比a:b?;蛘?,表示a組分的質(zhì)量為ak,b組分的質(zhì)量為bk(k為任意數(shù),表示倍數(shù)因子)。不可誤解的是,與質(zhì)量份數(shù)不同的是,所有組分的質(zhì)量份之和并不受限于100份之限制。
“和/或”用于表示所說(shuō)明的情況的一者或兩者均可能發(fā)生,例如,a和/或b包括(a和b)和(a或b);
此外,本發(fā)明要素或組分前的不定冠詞“一種”和“一個(gè)”對(duì)要素或組分的數(shù)量要求(即出現(xiàn)次數(shù))無(wú)限制性。因此“一個(gè)”或“一種”應(yīng)被解讀為包括一個(gè)或至少一個(gè),并且單數(shù)形式的要素或組分也包括復(fù)數(shù)形式,除非所述數(shù)量明顯旨指單數(shù)形式。
于此發(fā)明中所公開(kāi)的可重工結(jié)構(gòu)膠,包含環(huán)氧樹(shù)脂,和以環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量為100wt%計(jì)3~30wt%熱膨脹性微球。例如,熱膨脹性微球的含量可為3wt%、3.5wt%、4wt%、10wt%、16wt%、20wt%、25wt%、28wt%或30wt%;優(yōu)選為5~20wt%。若熱膨脹性微球的和含量在3wt%以上時(shí),能夠可拆卸性,在30份以下,能保證正常操作的強(qiáng)度。
此處,熱膨脹性微球也稱(chēng)之為聚合物發(fā)泡微球,是指在受熱條件下可發(fā)生體積膨脹具有微球狀的聚合物。其聚合物成分可以是丙烯酸酯類(lèi)共聚合物,比如是聚(丙烯腈/丙烯酸甲酯)的共聚合物、聚(偏氯乙烯/丙烯酸甲酯)的共聚物。本發(fā)明中,熱膨脹性微球在已固化的環(huán)氧樹(shù)脂相中受熱膨脹,從而降低了環(huán)氧樹(shù)脂分子之間的內(nèi)聚力,破會(huì)了環(huán)氧樹(shù)脂相的整體結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了可拆卸之目的。
熱膨脹性微球的制備方法可按照中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01010560577.x、200480006613.0、201380026670.4?;蛘叩?,在商業(yè)上可獲得的方式是瑞典的阿克蘇諾貝爾、日本的松本油脂所出售的產(chǎn)品。
本發(fā)明中的熱膨脹性微球依據(jù)受熱膨脹的溫度的不同可以是低溫膨脹型、中溫膨脹型、高溫膨脹型、超高溫膨脹型。低溫膨脹型的受熱膨脹的溫度是70~80℃,中溫膨脹型的溫度是100~135℃,高溫膨脹型的溫度是160~185℃,超高溫膨脹型的溫度是250~260℃。
能夠在本發(fā)明中使用的作為組合物的主要成分是環(huán)氧樹(shù)脂,其目的是提供膠的粘合力。其優(yōu)選一個(gè)分子內(nèi)含有兩個(gè)及以上環(huán)氧基的化合物。環(huán)氧樹(shù)脂可以是一種,也可以是兩種及以上的混合物,為了滿(mǎn)足電子行業(yè)的環(huán)保要求,環(huán)氧樹(shù)脂的氯離子濃度優(yōu)選1000ppm及以下,進(jìn)一步優(yōu)選700ppm及以下。
作為環(huán)氧樹(shù)脂的具體例子,可以使雙酚a型、雙酚f型、雙酚s型等縮水甘油醚型環(huán)氧樹(shù)脂;也可以是縮水甘油酯型或縮水甘油胺型,以及通過(guò)高分子量化、官能團(tuán)賦予等多種方法改性了的環(huán)氧樹(shù)脂,但并不限于這些。若考慮到低溫短時(shí)間固化性的表現(xiàn)和粘度,特別優(yōu)選雙酚a型或者雙酚f型等具有雙酚骨架的環(huán)氧樹(shù)脂。
本發(fā)明的可重工結(jié)構(gòu)膠的固化體系可以是單組分,也可以是雙組份。作為單組分的固化體系,該環(huán)氧樹(shù)脂為自固化環(huán)氧樹(shù)脂,其分子結(jié)構(gòu)中可帶有可發(fā)生固化的基團(tuán),如巰基、氨基、羥基等含有活性氫原子的基團(tuán)。自固化環(huán)氧樹(shù)脂的固化溫度可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)作設(shè)定。
在雙組份的固化體系的實(shí)施方案中,可重工結(jié)構(gòu)膠包含有以環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量為100wt%計(jì)25~95wt%固化劑,固化劑的含量可以為25wt%、26wt%、28wt%、30wt%、35wt%、40wt%、60wt%、80wt%、90wt%、95wt%等,進(jìn)一步優(yōu)選為40~80wt%。固化劑含量高于此范圍的25wt%,則能夠降低組合物的粘度,同時(shí)能夠維持快速固化的特性;固化劑含量低于此范圍的95wt%,則可保持儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
作為環(huán)氧樹(shù)脂的具體例子,可以是銨類(lèi)固化劑、羥基類(lèi)固化劑?;诠袒m宜的速率考慮,本發(fā)明的固化劑優(yōu)選為聚硫醇化合物。聚硫醇化合物是多元硫醇,較好地三官能度以上。聚硫醇化合物在分子內(nèi)具有多個(gè)伯硫醇基或仲硫醇基的多元硫醇,考慮到保存穩(wěn)定性,優(yōu)選仲硫醇。
作為聚硫醇化合物的具體例子,包括季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巰基丁酸酯)、三羥甲基丙烷三(3-巰基丁酸酯)、三羥甲基乙烷三(3-巰基丁酸酯)等,但不限于這些。
作為本發(fā)明中能夠使用的固化促進(jìn)劑,是促進(jìn)環(huán)氧樹(shù)脂與固化劑的促進(jìn)劑,考慮到保存穩(wěn)定性和固化促進(jìn)性,優(yōu)選使用改性咪唑潛伏性固化劑或者改性胺類(lèi)潛伏性固化劑;考慮到反應(yīng)活性,優(yōu)選改性咪唑類(lèi)潛伏性固化劑;
相對(duì)于100wt%的環(huán)氧樹(shù)脂,包含1~20wt%的固化促進(jìn)劑。在固化促進(jìn)劑的含量為1wt%以上時(shí),能夠促進(jìn)反應(yīng)速度,在20wt%以下,能保證保存穩(wěn)定性。更優(yōu)選含量為2~8wt%。
作為本發(fā)明中能夠使用的反應(yīng)抑制劑,考慮到保存穩(wěn)定性和固化促進(jìn)性,優(yōu)選使用對(duì)甲苯磺酸、磷酸、硼酸酯;考慮到反應(yīng)活性和保存穩(wěn)定性,優(yōu)選磷酸、對(duì)甲基苯磺酸甲酯、硼酸三丁酯等一種或兩種以上的混合物。
相對(duì)于100wt%的環(huán)氧樹(shù)脂,包含0.01~5wt%的反應(yīng)抑制劑。在反應(yīng)抑制劑含量為0.01wt%以上時(shí),能夠表現(xiàn)出保存穩(wěn)定性,在5wt%以下,能保證固化活性。更優(yōu)選的含量在0.05~1wt%之間。
作為本發(fā)明中能夠使用的觸變劑,考慮到施工工藝中涂布穩(wěn)定性,保證涂布形狀,所加入的觸變劑為氣相二氧化硅和氫化蓖麻油中的至少一種;考慮到碰到的濕熱環(huán)境中的穩(wěn)定性,優(yōu)選疏水性氣相二氧化硅。
相對(duì)于100wt%的環(huán)氧樹(shù)脂,包含3~10wt%的觸變劑。在觸變劑3wt%以上時(shí),能夠保證涂布形狀,在10wt%以下,能保證可操作。更優(yōu)選的含量為3~7wt%。
作為本發(fā)明中能夠使用的硅烷偶聯(lián)劑,為了促進(jìn)對(duì)不同材質(zhì)的粘接效果,考慮加入硅烷偶聯(lián)劑,kh-550、kh-560、kh-570等,優(yōu)選上述的一種或者幾種。
相對(duì)于100wt%的環(huán)氧樹(shù)脂,包含0.5~5wt%的硅烷偶聯(lián)劑。在硅烷偶聯(lián)劑0.5wt%以上時(shí),能夠保證粘接強(qiáng)度,在5wt%以下,能保證粘接效果。更優(yōu)選的含量為1~3wt%。
作為本發(fā)明中能夠使用的填料,為了降低熱膨脹系數(shù)和降低成本一般會(huì)在體系中加入填料的方式,如球形硅微粉、碳酸鈣、高嶺土等;考慮到電子行業(yè)尺寸穩(wěn)定性的要求,優(yōu)選球形硅微粉。
相對(duì)于100wt%的環(huán)氧樹(shù)脂,包含5~50wt%的填料。在填料為5wt%以上時(shí),能夠保證粘接強(qiáng)度,在50wt%以下,能保證可施工操作。更優(yōu)選含量為5~40wt%。
本發(fā)明的可重工結(jié)構(gòu)膠適宜在低溫進(jìn)行儲(chǔ)存,例如在0℃或以下。
本發(fā)明的可重工結(jié)構(gòu)膠操作方便,可操作時(shí)間長(zhǎng),低溫下快速固化,在中溫下即可進(jìn)行快速拆卸的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)膠,適合于臨時(shí)需要高強(qiáng)度固定,又可以返修,重工的場(chǎng)合。
以上未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。
實(shí)施例1~7與對(duì)比例如表1。
表1
評(píng)價(jià)
對(duì)于實(shí)施例1~3、7,對(duì)比例進(jìn)行剪切強(qiáng)度測(cè)試;可拆卸測(cè)試;保存穩(wěn)定性測(cè)試;
1、保存穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)
調(diào)整組合物后將其保存在容器中,在25℃環(huán)境下放置30天,之后,將容器開(kāi)封,按照下述的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)來(lái)評(píng)價(jià)保存穩(wěn)定性;作為本發(fā)明的保存穩(wěn)定性,優(yōu)選為○。“○”表示粘度基本在2倍以?xún)?nèi);“×”表示粘度基本在2倍以上,甚至凝膠。結(jié)果如表2、表3。
2、按照公知的方法對(duì)剪切強(qiáng)度的評(píng)價(jià)。結(jié)果如表2、表3所示。
表2
表3
3、可重工性能的評(píng)價(jià)
將膠水進(jìn)行80℃,固化20min,然后在100℃~150℃,加熱3~5min,然后觀(guān)察不銹鋼/不銹鋼的粘接強(qiáng)度?!啊稹北硎炯羟袕?qiáng)度小于0.5mpa,為合格;“×”表示剪切強(qiáng)度大于2mpa,為不合格。如表4所示。
表4
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合具體實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
由于本發(fā)明中所涉及的各工藝參數(shù)的數(shù)值范圍在上述實(shí)施例中不可能全部體現(xiàn),但本領(lǐng)域的技術(shù)人員完全可以想象到只要落入上述該數(shù)值范圍內(nèi)的任何數(shù)值均可實(shí)施本發(fā)明,當(dāng)然也包括若干項(xiàng)數(shù)值范圍內(nèi)具體值的任意組合。此處,出于篇幅的考慮,省略了給出某一項(xiàng)或多項(xiàng)數(shù)值范圍內(nèi)具體值的實(shí)施例,此不應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的技術(shù)方案的公開(kāi)不充分。
申請(qǐng)人聲明,本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程,但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程,即不意味著本發(fā)明必須依賴(lài)上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了,對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn),對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式選擇等,落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。