CN109666434A - 粘合剂及制备方法、包含其的胶膜和制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种粘合剂及制备方法、包含其的胶膜和制备方法及应用,所述粘合剂按重量份数包括如下组分:含羧基的聚酯树脂20‑50份;含羧基的聚烯烃树脂5‑30份;环氧树脂2‑30份;增粘树脂0.5‑20份;固化剂1‑10份。在本发明各组分以及组分用量的配合下,本发明得到的粘合剂粘合强度较高,耐热性优异,并且其对铝板的剪切强度良好。
Description
技术领域
本发明属于粘合剂技术领域,涉及一种粘合剂及制备方法、包含其的胶膜和制备方法及应用。
背景技术
随着市场和工业趋势的发展,电气装置和设备变得越来越小,越来越薄,越来越轻,并且具有高功率密度。高温等级绝缘材料对于电气市场中绝缘保护的应用变得越来越重要。目前一般使用基于橡胶的PSA或丙烯酸类PSA的绝缘带作为电气装置和设备的绝缘材料,但是,此类材料的温度等级为C类或以下,其在高温下的热降解将会导致粘附性和其它性能的损失;而基于一般反应型热熔胶耐温低,粘接可靠性差,易发生开胶、分层、分解老化等缺点。
CN106459704A公开了一种低介电粘合剂组合物,其不仅对传统的聚酰胺和聚酯薄膜,而且对如LCP等低极性树脂基材和金属基材都具有高度的粘合性,可以获得高焊锡耐热性,并且具有优异的低介电特性。该粘合性组合物包括下述(A)组分和(B)组分,以及(C)组分和(D)组分中的至少一种,其中,(A)组分:结晶性酸改性聚烯烃;(B)组分:非晶性聚烯烃;(C)组分:碳化二亚胺树脂;(D)组分:环氧树脂,其虽然可以达到耐高温,但是无法做到粘合强度和耐热性等性能的平衡。CN105934490A公开了一种聚烯烃基组合物、粘合剂以及由其制备的相关多层结构,所述聚烯烃基组合物由以下各项制成和/或含有以下各项:(a)接枝聚烯烃组合物,(b)由金属茂催化的线性低密度聚乙烯制成和/或包含金属茂催化的线性低密度聚乙烯的线性低密度聚乙烯组合物,其熔体指数为约2g/10min至约10g/10min,(c)由聚乙烯弹性体制成和/或包含所述聚乙烯弹性体的弹性体组合物,(d)烃基增粘剂和(e)任选地,具有一种或多种添加剂的添加剂组合物,其粘合性能较好,但耐热性较差。
因此,目前需要开发一种粘合剂,可以达到粘合性、耐热性、阻燃性、绝缘性等综合性能的平衡,使之满足应用要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种粘合剂及制备方法、包含其的胶膜和制备方法及应用。本发明提供的粘合剂粘合性强,且耐热性优异。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种粘合剂,所述粘合剂按重量份数包括如下组分:
在本发明中,含羧基的聚酯树脂和聚烯烃树脂均可以在固化反应条件下与环氧树脂反应,可以增加粘合剂的交联密度,进而可以增加粘合剂的粘合强度和耐热性能,并且三者相互反应,可以避免固化后涂层中粘合剂渗出的问题;又一方面,聚酯树脂和聚烯烃树脂在粘合剂中相互配合,可以在不损害粘合剂的粘合强度和耐热性的同时增加粘合剂的韧性,进而使最后得到的粘合剂具有粘合强度高、韧性好和耐热性优异的特点,可以很好的满足应用要求。
在本发明中,所述含羧基的聚酯树脂为20-50份,例如25份、30份、35份、40份、45份等。
本发明中的含羧基的聚酯树脂选择20-50份的加入量,在此范围内,粘合剂可以达到韧性、耐热性和粘合强度的平衡;当本发明中含羧基的聚酯树脂的添加量低于20份时,粘合剂的粘合强度会下降,而高于50份时,由于聚酯树脂的增多,则会导致粘合剂固化后的耐热性降低。
优选地,所述含羧基的聚酯树脂的重均分子量>2000,例如2300、2500、3000、5000、8000、10000等。
优选地,所述含羧基的聚酯树脂的酸值为50-100mgKOH/g,例如55mgKOH/g、60mgKOH/g、65mgKOH/g、70mgKOH/g、75mgKOH/g、80mgKOH/g、85mgKOH/g、90mgKOH/g、95mgKOH/g等。
优选地,所述含羧基的聚酯树脂的Tg为-40~30℃,例如-35℃、-30℃、-25℃、-20℃、-15℃、-10℃、-5℃、0℃、5℃、10℃、15℃、20℃等。
优选地,所述含羧基的聚酯树脂由多元酸和多元醇聚合得到。
优选地,所述多元酸包括琥珀酸、己二酸、环己烷二酸、辛二酸、邻苯二甲酸、萘酸、偏苯三酸或均苯四酸中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述多元醇包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、辛二醇、癸二醇、二甘醇、二丙二醇、二羟甲基丙烷或二羟甲基乙烷中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述聚酯树脂为芳香族聚酯树脂。
优选地,所述聚酯树脂包括邻苯二甲酸酯聚酯和/或己二酸酯聚酯。
在本发明中,所述含羧基的聚烯烃树脂为5-30份,例如10份、15份、20份、25份等。
优选地,含羧基的聚烯烃树脂的重均分子量为50000-130000,例如60000、70000、80000、90000、100000、110000、120000等。
当含羧基的聚烯烃树脂的分子量过大时,会造成粘合剂流动性较低,可能会影响粘合剂的操作。
优选地,所述含羧基的聚烯烃树脂的酸值为5-60mgKOH/g,例如10mgKOH/g、15mgKOH/g、20mgKOH/g、30mgKOH/g、40mgKOH/g、50mgKOH/g等。
当酸值小于5mgKOH/g时,含羧基的聚烯烃树脂与环氧树脂的相容性较低,可能会影响粘合剂的粘合强度,并且酸值过低,则会降低体系的交联密度,进而影响材料的耐热性能,而酸值过高时,会影响粘合剂的粘合性能,并且酸值过高,会影响粘合剂的存储稳定性。
优选地,所述含羧基的聚烯烃树脂由在聚烯烃树脂骨架上接枝α,β-不饱和羧酸和/或α,β-不饱和酸酐得到。
优选地,所述聚烯烃树脂骨架的聚合单体包括乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯或异戊二烯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述聚烯烃树脂骨架包括聚乙烯树脂骨架、聚丙烯树脂骨架或丙烯-α-烯烃共聚物树脂骨架中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,在丙烯-α-烯烃共聚物中,α-烯烃包括乙烯、1-丁烯、1-庚烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯或乙酸乙烯酯中的任意一种或至少两种的组合,进一步优选乙烯或1-丁烯。
优选地,在丙烯-α-烯烃共聚物中,丙烯成分在50mol%以上,例如55mol%、60mol%、65mol%、70mol%、75mol%、80mol%、85mol%、90mol%、95mol%等,优选70mol%以上。
优选地,所述α,β-不饱和羧酸马来酸、衣康酸或柠康酸中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述含羧基的聚烯烃树脂为马来酸酐改性聚丙烯、马来酸酐改性丙烯-乙烯共聚物、马来酸酐改性丙烯-丁烯共聚物或马来酸酐改性丙烯-乙烯-丁烯共聚物中的任意一种或至少两种的组合。
在本发明中,所述环氧树脂为2-30份,例如5份、10份、15份、20份、25份等。
优选地,所述环氧树脂的环氧当量为50-5000g/eq,例如80g/eq、100g/eq、120g/eq、150g/eq、1g/eq、200g/eq、500g/eq、800g/eq、1000g/eq、1500g/eq、2000g/eq、3000g/eq、4000g/eq、4500g/eq等。
优选地,所述环氧树脂的数均分子量为500-70000,例如,例如1000、5000、10000、20000、30000、40000、50000、60000等。
若环氧树脂的数均分子量低于500,则粘合剂在高温下密着性不佳,在涂布卷曲时容易产生回粘性,不利于加工,而若分子量过大,则粘合剂的粘度过高,不利于涂布作业。
优选地,所述环氧树脂的软化点为50-150℃,例如70℃、80℃、90℃、100℃、120℃、140℃等。
优选地,所述环氧树脂具有2个以上环氧基。
优选地,所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂、酚醛环氧树脂、三苯酚甲烷环氧树脂、缩水甘油胺环氧树脂、氨基苯酚环氧树脂、六氢双酚A型环氧树脂、四甲基双酚A型环氧树脂、萘环氧树脂、含芴环的环氧树脂、脂环族缩水甘油醚型环氧树脂、脂环族缩水甘油胺型环氧树脂、脂环族缩水甘油酯型环氧树脂、聚氨酯改性的双酚A环氧树脂、聚氨酯改性的双酚F环氧树脂、聚氨酯改性的酚醛环氧树脂、聚氨酯改性的三苯酚甲烷环氧树脂、聚氨酯改性的缩水甘油胺环氧树脂、聚氨酯改性的氨基苯酚环氧树脂或聚氨酯改性的萘环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合,进一步优选双酚A型环氧树脂、双酚A型酚醛环氧树脂、CTBN改性的环氧树脂或含联苯型结构的线性酚醛结构环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合。
所述双酚A环氧树脂包括南亚的NPES-303L、NPES-901、NPES-902、NPES-903H、NPES-904、NPES-609D、NPES-907、NPES-909,日本环氧株式会社的JER1004、JER1007、JER1009、JER1010,日本旭化成的AER6097、AER6099等。
所述双酚A型酚醛环氧树脂包括DIC(大日本油墨)的N-665、N-670、N-673、N-680、N-690、N-695、N-730、N-740、N-770、N-865、N-870,旭化成环氧树脂ECN-1273、ECN-1299等。
所述CTBN改性的环氧树脂包括国都化学的KR-100、KR-102、KR-104、KR-107等,美国CVC的HyPox RA95、HyPox RA840、HyPox RF1320等。
所述含联苯型结构的线性酚醛结构环氧树脂包括日本化药公司的NC-3000、NC-3000-H、CER-3000-L,日本DIC Corporation公司的N-655-EXP-S、N-662-EXP-S、N-665-EXP-S、N-670-EXP-S、N-672-EXP、N-665-EXP等。
优选地,所述环氧树脂为缩水甘油醚。
优选地,所述缩水甘油醚由芳香族多元酚和/或脂肪族多元醇与环氧氯丙烷反应得到。
优选地,所述芳香族多元酚包括氢醌、儿茶酚、间苯二酚、三羟基联苯、二苯甲酮、双间苯双酚、双酚六氟丙酮、四甲基双酚A、四甲基双酚F、三(羟苯基)甲烷、可溶酚醛树脂或甲酚可溶酚醛树脂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述脂肪族多元醇包括甘油、新戊二醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、聚乙二醇或聚丙二醇中的任意一种或至少两种的组合。
在本发明中,所述增粘树脂为0.5-20份,例如1份、5份、10份、15份、18份等。
所述增粘树脂的添加量过低时,会因为浸润性较差而导致粘合剂无法热压贴合,而添加量过高时,粘合剂的粘合强度会明显下降。
优选地,所述增粘树脂的熔点为80-160℃,例如90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃等。
优选地,所述增粘树脂包括聚萜烯树脂、酚醛改性增粘树脂、松香类树脂、石油增粘树脂或苯乙烯树脂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述酚醛改性增粘树脂中的酚类原料的官能度为2-4,例如2.5、3、3.5等。
优选地,所述酚类原料包括邻甲基苯酚、对甲基苯酚、对乙基苯酚、2,3-二甲基苯酚、2,5-二甲基苯酚、苯酚、间甲基苯酚、间乙基苯酚、3,5-二甲基苯酚、间甲氧基苯酚、双酚A或双酚F中的任意一种或至少两种的组合,进一步优选邻甲基苯酚、对甲基苯酚、间甲基苯酚或苯酚中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述酚醛改性增粘树脂为苯酚-芳烷基环氧树脂和/或苯酚改性二甲苯基树脂。
优选地,所述松香类树脂包括松香甘油酯和/或松香季戊四醇酯。
优选地,所述石油增粘树脂包括脂肪族类石油树脂、脂环族类石油树脂、共聚类石油树脂或氢化石油树脂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述石油增粘树脂包括C5石油树脂、C9石油树脂或C5/C9共聚石油树脂中的任意一种或至少两种的组合,可以为H-100R型、H-130R型、Escorez 5600型或Escorez5400型石油增粘树脂。
在本发明中,石油增粘树脂可以为日本三井化学的FTR6100,松香树脂可以为科茂牌氢化松香KS2100和/或荒川ARAKAWA化学的松香季戊四醇酯GA-100,聚萜烯树脂可以为荒川化学公司或三井化学公司生产的GA-90型、GA-90B型、GA-90P型、GA-90DN型、GA-90X型、GA-90DG型、GA-90A型、GA-90AF型、GA-100F型、GA-100型、GA-100P型、GA-100DN型、GA-100X型、GA-100A型、GS-100A型、GA-100AL型、GA-100S型、GA-100H型、GA-100SD型、GA-100DG型、GA-100MG型、GA-100G型、GA-105型、GA-110型、GA-85H型、GH-100型、AA-G型、GW-G型、GW-D型、L-677V型、L-678V型、GA-85型、GA-85S型、T4G-85型、GA-85A型、GB-75型、GA-115型、GB-120型、GB-125型、D-125型、D-135型、D-160型、GC-130型、T-803L型、T-803型、T-901型、T-801L型、T-105型、T-85型、T-4012型、GA-AA型或GA-AT型中的任意一种或至少两种的组合。
在本发明中,所述固化剂为1-10份,例如2份、4份、6份、8份、9份等。
所述固化剂的用量当低于1份时,反应体系的反应交联度较低,内聚力不足,粘合强度下降,但是若固化剂的添加量过量时,则反应体系反应速率过快,提前反应,浸润性变差且储存寿命变短。
优选地,所述固化剂包括双氰胺、二酰肼、胺类固化剂、酸酐类固化剂、咪唑化合物、氟硼酸盐、辛酸盐或环氧化合物中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述胺类固化剂包括双酰胺、胺或酰亚胺中的任意一种或至少两种的组合。
所述固化剂可以为三洋化成的F7120、F7080、F7150;三新化学工業株式会社的SI60L、SI80L、SI100L、SI145、SI150、SI160、SI180;亨斯迈的aradur2844、aradur3082、aradur3086、aradur3088、aradur9690、aradur9506、aradur9664-1、aradur9717-1、aradur5200、aradur9577;三菱化学的YH306、YH307、170、171N、DICY;日本第一工业制药的G8009L;日本味之素的PN23、MY-24、PN-H、PN-31、PN-40、PN50、AH-203、AH-154、AH-162、VDH-J;Aiz Chem的Fluid 111、URAcc 57;日本旭电化的EH15LS、EH3293S、EH4360S、EH4356S、EH5011S、EH3636AS、EH3842、EH4357S、EH5031S等。
在本发明中,所述粘合剂按重量份数还包括如下组分:
在本发明中,所述耐水解助剂为0.01-5份,例如0.05份、0.1份、0.5份、1份、2份、3份、4份等。
优选地,所述耐水解助剂为碳化二亚胺及其衍生物。
优选地,所述耐水解助剂为聚碳化二亚胺。
碳化二亚胺基可以与羧基反应,可以在是粘合剂具有耐水解性的同时进一步提高粘合剂组合物的粘合强度。
当耐水解助剂的添加量过小时,会影响粘合剂的耐水解性,当添加量过多时,则会增加材料成本,并且会影响粘合剂的粘合强度。
为了能够获得有效地阻燃性能而不影响粘合剂的粘合强度、耐热性等性能,在本发明中,所述第一填料为40-100份,例如45份、50份、55份、60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份、95份等。
优选地,所述第一填料包括金属氢氧化物阻燃剂、金属氧化物阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂或硼系阻燃剂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述金属氢氧化物阻燃剂包括氢氧化铝和/或氢氧化镁。
优选地,所述金属氧化物阻燃剂包括氧化镁、氧化铝三氧化二锑、氧化锑、氧化铁或氧化锡中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述磷系阻燃剂包括无机磷类阻燃剂和/或有机磷类阻燃剂。
优选地,所述无机磷类阻燃剂包括红磷和/或聚磷酸铵。
优选地,所述有机磷类阻燃剂包括磷酸酯类阻燃剂和/或磷杂环类阻燃剂。
优选地,所述磷酸酯类阻燃剂包括磷酸三苯酯、磷酸异丙基苯基酯、磷酸叔丁基苯二基酯、四芳基亚芳基双磷酸酯、间苯二酚磷酸酯、四苯基双酚A-二磷酸酯或季戊四醇三聚氰胺磷酸酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述磷杂环类阻燃剂包括单环磷杂环类阻燃剂、磷螺环类阻燃剂或笼型磷类阻燃剂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述氮系阻燃剂包括三聚氰胺及其衍生物、氰尿酸、尿素及其衍生物、双氰胺或硫脲中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,三聚氰胺的衍生物包括三聚氰胺多聚磷酸盐、三聚氰胺磷酸盐或三聚氰胺氰尿酸盐中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述硼系阻燃剂包括硼酸锌和/或硼酸钡。
在本发明中,所述第二填料为0.1-20份,例如0.5份、1份、2份、5份、8份、10份、12份、15份、18份等。
第二填料的添加量过多时,则会影响粘合剂的粘合强度,而添加量过小时,则无法达到预期的外观要求、散热性要求等。
优选地,所述第二填料包括氮化硼、氧化铝,碳酸钙、二氧化硅、粘土、白垩、玻璃纤维、炭黑、象牙黑、镉颜料、铬、钴颜料、铜、氧化铁、铅颜料、锰颜料、汞颜料、钛颜料或锌颜料中的任意一种或至少两种的组合。
在本发明中,所述其他助剂为0.05-5份,例如0.08份、0.1份、0.5份、1份、2份、3份、4份等。
当其他助剂添加量过低时,无法达到预期效果,而添加量过高则又会影响粘合剂的粘合强度或者耐热性。
优选地,所述其他助剂包括偶联剂、抗氧剂、消泡剂或表面活性剂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述偶联剂包括钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、有机硅烷偶联剂、有机铬洛合物偶联剂、硼酸酯偶联剂或二氧化硅化合物中的任意一种或至少两种的组合,进一步优选钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或有机硅烷偶联剂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述钛酸酯偶联剂包括异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯或双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述铝酸酯偶联剂包括铝钛复合物、二(乙酰乙酸乙酯基)铝酸异丙酯、二(乙酰丙酮)铝酸二异丙酯、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯或异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述有机硅烷偶联剂包括氨基硅烷、环氧硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、乙烯基硅烷、烷基硅烷、含硫硅烷、苯氧基硅烷、异氰酸基硅烷或氟硅烷中的任意一种或至少两种的组合。
具体的,可选择日本信越化学的KBM-1003、KBE-1003、KBM-303、KBM-403、KBE-402、KBE-403、KBM-1403、KBM-502、KBM-503、KBE-502、KBE-503以及道康宁的OFS-6011、OFS-6020、OFS-6030、OFS-6032、OFS-6040、OFS-6076、OFS-6094、OFS-6106、OFS-6124等。
所述二氧化硅化合物可以选自德固赛的200、972、974、805、812、812S、ACEMATTHK400、ACEMATTHK450、ACEMATTHK460、ACEMATTOK412、ACEMATTOK500、ACEMATTOK520、ACEMATTOK607、ACEMATTOK412LC等,格雷斯的C803、C805、C807、C809、C7000、CP4-8991等。
优选地,所述抗氧剂包括茶多酚抗氧剂、维生素E抗氧剂、类黄酮抗氧剂、丁基化羟基苯甲醚抗氧剂、丁基化羟基甲苯抗氧剂或叔丁基氢醌抗氧剂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述消泡剂包括聚二甲基硅氧烷消泡剂、有机硅消泡剂或硬脂酸酯消泡剂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述表面活性剂包括硫酸盐表面活性剂、磺酸盐表面活性剂、磷酸盐表面活性剂、月桂基硫酸铵表面活性剂、月桂基硫酸钠表面活性剂或烷基醚硫酸月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠表面活性剂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述粘合剂还包括溶剂。
本发明并不限制溶剂的用量,所述技术领域人员可根据实际情况进行选择。
优选地,所述溶剂包括芳香族烃类溶剂、脂肪族烃类溶剂、脂环族烃类溶剂、卤化烃类溶剂、醇系溶剂、酮系溶剂、溶纤剂、酯系溶剂或乙二醇醚系溶剂中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述芳香族烃类溶剂包括苯、甲苯或二甲苯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述脂肪族烃类溶剂包括己烷、庚烷、辛烷或癸烷中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述脂环族烃类溶剂包括环己烷、环己烯、甲基环己烷或乙基环己烷中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述卤化烃类溶剂包括三氯乙烯、二氯乙烯、氯苯或氯仿中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述醇系溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、戊醇、己醇、丙二醇或苯酚中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述酮系溶剂包括丙酮、甲基异丁基酮、甲基乙基酮、戊酮、己酮、环已酮、异佛尔酮或苯乙酮中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述溶纤剂包括甲基溶纤剂和/或乙基溶纤剂。
优选地,所述酯系溶剂包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯或甲酸丁酯中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,所述乙二醇醚系溶剂包括乙二醇单-正丁基醚、乙二醇单-异丁基醚、乙二醇单-叔丁基醚、二乙二醇单-正丁基醚、二乙二醇单-异丁基醚、三乙二醇单-正丁基醚或四乙二醇单-正丁基醚中的任意一种或至少两种的组合。
第二方面,本发明提供了根据第一方面所述的粘合剂的制备方法,所述制备方法为:将配方量的含羧基的聚酯树脂、含羧基的聚烯烃树脂、环氧树脂、增粘树脂、固化剂和任选的耐水解助剂、任选的第一填料、任选的第二填料和任选的其他助剂在任选的溶剂中混合,得到所述粘合剂。
第三方面,本发明提供了一种胶膜,所述胶膜包括基材层以及粘合剂层,所述粘合剂层的原料包括第一方面所述的粘合剂。
优选地,在所述基材层一侧设置粘合剂层。
优选地,在所述基材层两侧分别设置粘合剂层。
优选地,所述粘合剂层的厚度为20-50μm,例如25μm、30μm、35μm、40μm、45μm等。
若粘合剂层的厚度过小,则粘合强度和填充性较差,若厚度过厚,则不易固化成型,成本较高且溢胶量较高。
优选地,所述基材层包括聚对苯二甲酸类薄膜层、聚酰亚胺薄膜层、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜层、液晶聚合物薄膜层、间规聚苯乙烯薄膜层或聚苯硫醚薄膜层中的任意一种。
第四方面,本发明提供了根据第三方面所述的胶膜的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:将第一方面所述的粘合剂涂覆于基材上,然后干燥得到所述胶膜。
优选地,所述干燥的温度≤120℃,例如120℃、110℃、100℃、90℃、80℃、50℃、30℃等,时间为3-10min,例如4min、5min、6min、7min、8min、9min等。
第五方面,本发明提供了根据第一方面所述的粘合剂或根据第三方面所述的胶膜在电气装置中的应用。
优选地,所述电气装置包括母排、电池、集电器、PCB、汇流条或变压器。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
(1)在本发明中,含羧基的聚酯树脂和聚烯烃树脂均可以在固化反应条件下与环氧树脂反应,可以增加粘合剂的交联密度,进而可以增加粘合剂的粘合强度和耐热性能,并且三者相互反应,可以避免固化后涂层中粘合剂渗出的问题;又一方面,聚酯树脂和聚烯烃树脂在粘合剂中相互配合,可以在不损害粘合剂的粘合强度和耐热性的同时增加粘合剂的韧性,进而使最后得到的粘合剂具有粘合强度高、韧性好和耐热性优异的特点,可以很好的满足应用要求;
(2)在本发明各组分以及组分用量的配合下,本发明得到的粘合剂粘合强度较高,耐热性优异,并且其对铝板的剪切强度良好。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
下述实施例和对比例所涉及的材料及牌号信息如下:
(A)聚酯树脂
A-1:含羧基的聚酯树脂,东洋纺UR-3500,酸值35mgKOH/g,分子量为10000,Tg为10℃;
A-2:含羧基的聚酯树脂,东洋纺UR-1700,酸值26mgKOH/g,分子量为16000,Tg为12℃;
A-3:含羧基的聚酯树脂,东洋纺296,酸值6mgKOH/g,分子量为14000,Tg为11℃;
A-4:不含羧基的聚酯树脂,东洋纺UR-2300,酸值0mgKOH/g,分子量为32000,Tg为18℃;
(B)聚烯烃树脂
B-1:含羧基的聚烯烃树脂,东洋纺株式会社M1943,酸值10mgKOH/g,分子量为80000;
B-2:含羧基的聚烯烃树脂,东洋纺株式会社M1913,酸值10mgKOH/g,分子量为50000;
B-3:含羧基的聚烯烃树脂,巴陵石化YH501,酸值15mgKOH/g,分子量90000;
B-4:不含羧基的聚烯烃树脂,陶氏化学POE,酸值0mgKOH/g,分子量50000;
(C)环氧树脂
C-1:NPES901,南亚化学,环氧当量450g/eq,软化点64-74℃;
C-2:NPPN638,南亚化学,环氧当量170g/eq,软化点60-70℃;
C-3:NPES907,南亚化学,环氧当量1500g/eq,软化点120-130℃;
(D)增粘树脂
D-1:GA-110,荒川化学,软化点110℃;
D-2:FTR6100,三井化学,软化点95℃;
D-3:803L,荒川化学,软化点95℃;
(E)固化剂
E-1:G8009L,日本第一工业制药;
E-2:Fluid 111,Aiz chem;
(F)耐水解助剂
F-1:碳化二亚胺V-09GB,日清纺化学有限公司;
(G)第一填料
G-1:EXOLIT,OP-935;
G-2:C-301N,住友化学;
G-3:PX-202,大八化学公司;
(H)第二填料
H-1:ME-100S,片仓株式会社;
(I)其他助剂
I-1:抗氧剂Irganox 1010,巴斯夫;
I-2:硅烷偶联剂KBM403,日本信越化学。
实施例1-5
按表1所示组分制备粘合剂,制备方法为:将各组分在环己烷中混合均匀,得到粘合剂。
对比例1-13
按表2所示组分制备粘合剂,制备方法参照实施例的制备方法。
表1
表2
性能测试
对实施例1-5和对比例1-13提供的粘合剂进行性能测试,方法如下:
(1)剥离强度:采用GB/T-2792测试标准进行测试,构建PET/粘合剂/铝板三层结构的测试样品,通过热压(160℃,1.5MPa,30min)成型,对测试样品采用100mm/min下的180°剥离,根据以下标准评估在25℃和105℃下的180°剥离强度;
其中,25℃下的180°剥离强度:
可接受:≥20N/inch;
良好:≥25N/inch;
优异:≥30N/inch;
105℃下的180°剥离强度:
可接受:≥5N/inch;
良好:≥10N/inch;
优异:≥15N/inch;
(2)耐热性测试:采用IPC-TM-650的测试方法进行测试,在测试过程中,根据热压溢胶量层压(160℃,1.5MPa,30min)后流出的粘合剂的宽度(mm)评价粘合剂的耐热性,其中:
A级:≤1mm;
B级:≤0.2mm;
C级:≤0.1mm;
(3)剪切强度测试:将粘合剂涂布于基材两侧,干燥后,控制胶层厚度为30μm,基材100μm,切割成25×12.5mm2的样品,将铝板/样品/铝板错位重叠的结构在160℃,1.5MPa下热压30min后,取出在岛津拉力机下进行拉力测试并计算F;
其中,F=f/S,f(N)为拉力值,S(25×12.5mm2)为样品面积;
○:F≥7MPa;
△:F≥5MPa;
×:F≥3MPa;
(4)阻燃型测试:采用本领域常用的UL-94VTM的测试方法进行,将粘合剂涂布于PI薄膜上,然后在130℃下干燥3min,然后在140℃下加热处理4h使之固化,得到测试样品,其中,粘合剂层厚度为25μm;PI薄膜厚度为25μm,进行燃烧测试。
对实施例和对比例的测试结果见表3;
表3
由实施例和性能测试可知,本发明提供的粘合剂粘合强度高,其25℃下的剥离强度在25N/inch以上,105℃下的剥离强度在11N/inch以上,且耐热性优异,剪切强度高,并且加入阻燃剂后其阻燃效果可以达到V-0级。
由实施例1和对比例1-2的对比可知,本发明选用含羧基的聚酯树脂和含羧基的聚烯烃树脂,可以增加粘合剂的耐热性以及粘合强度。由实施例1和对比例3-6的对比可知,在本发明中,含羧基的聚酯树脂、含羧基的聚烯烃树脂、环氧树脂和增粘树脂四者缺一不可,缺少任意一种均无法得到粘合强度高,耐热性好的粘合剂。由实施例和对比例7-13的对比可知,本发明的各组分的添加量均应在本发明限定的范围内。因此,本发明的粘合剂不仅要求含羧基的聚酯树脂、含羧基的聚烯烃树脂、环氧树脂和增粘树脂以及固化剂等的搭配,还要求各组分均满足合适的配比,才能制得具有优异性能的粘合剂。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的粘合剂及制备方法、包含其的胶膜和制备方法及应用,但本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种粘合剂,其特征在于,所述粘合剂按重量份数包括如下组分:
2.根据权1所述的粘合剂,其特征在于,所述含羧基的聚酯树脂的重均分子量>2000;
优选地,所述含羧基的聚酯树脂的酸值为50-100mgKOH/g;
优选地,所述含羧基的聚酯树脂的Tg为-40~30℃;
优选地,所述含羧基的聚酯树脂由多元酸和多元醇聚合得到;
优选地,所述多元酸包括琥珀酸、己二酸、环己烷二酸、辛二酸、邻苯二甲酸、萘酸、偏苯三酸或均苯四酸中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述多元醇包括乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、辛二醇、癸二醇、二甘醇、二丙二醇、二羟甲基丙烷或二羟甲基乙烷中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述聚酯树脂为芳香族聚酯树脂;
优选地,所述聚酯树脂包括邻苯二甲酸酯聚酯和/或己二酸酯聚酯;
优选地,含羧基的聚烯烃树脂的重均分子量为50000-130000;
优选地,所述含羧基的聚烯烃树脂的酸值为5-60mgKOH/g;
优选地,所述含羧基的聚烯烃树脂由在聚烯烃树脂骨架上接枝α,β-不饱和羧酸和/或α,β-不饱和酸酐得到;
优选地,所述聚烯烃树脂骨架的聚合单体包括乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯或异戊二烯中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述聚烯烃树脂骨架包括聚乙烯树脂骨架、聚丙烯树脂骨架或丙烯-α-烯烃共聚物树脂骨架中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,在丙烯-α-烯烃共聚物中,α-烯烃包括乙烯、1-丁烯、1-庚烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯或乙酸乙烯酯中的任意一种或至少两种的组合,进一步优选乙烯或1-丁烯;
优选地,在丙烯-α-烯烃共聚物中,丙烯成分在50mol%以上,优选70mol%以上;
优选地,所述α,β-不饱和羧酸马来酸、衣康酸或柠康酸中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述含羧基的聚烯烃树脂为马来酸酐改性聚丙烯、马来酸酐改性丙烯-乙烯共聚物、马来酸酐改性丙烯-丁烯共聚物或马来酸酐改性丙烯-乙烯-丁烯共聚物中的任意一种或至少两种的组合。
3.根据权利要求1或2所述的粘合剂,其特征在于,所述环氧树脂的环氧当量为50-5000g/eq;
优选地,所述环氧树脂的数均分子量为500-70000;
优选地,所述环氧树脂的软化点为50-150℃;
优选地,所述环氧树脂具有2个以上环氧基;
优选地,所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、双酚AD型环氧树脂、酚醛环氧树脂、三苯酚甲烷环氧树脂、缩水甘油胺环氧树脂、氨基苯酚环氧树脂、六氢双酚A型环氧树脂、四甲基双酚A型环氧树脂、萘环氧树脂、含芴环的环氧树脂、脂环族缩水甘油醚型环氧树脂、脂环族缩水甘油胺型环氧树脂、脂环族缩水甘油酯型环氧树脂、聚氨酯改性的双酚A环氧树脂、聚氨酯改性的双酚F环氧树脂、聚氨酯改性的酚醛环氧树脂、聚氨酯改性的三苯酚甲烷环氧树脂、聚氨酯改性的缩水甘油胺环氧树脂、聚氨酯改性的氨基苯酚环氧树脂或聚氨酯改性的萘环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合,进一步优选双酚A型环氧树脂、双酚A型酚醛环氧树脂、CTBN改性的环氧树脂或含联苯型结构的线性酚醛结构环氧树脂中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述环氧树脂为缩水甘油醚;
优选地,所述缩水甘油醚由芳香族多元酚和/或脂肪族多元醇与环氧氯丙烷反应得到;
优选地,所述芳香族多元酚包括氢醌、儿茶酚、间苯二酚、三羟基联苯、二苯甲酮、双间苯双酚、双酚六氟丙酮、四甲基双酚A、四甲基双酚F、三(羟苯基)甲烷、可溶酚醛树脂或甲酚可溶酚醛树脂中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述脂肪族多元醇包括甘油、新戊二醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、聚乙二醇或聚丙二醇中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述增粘树脂的熔点为80-160℃;
优选地,所述增粘树脂包括聚萜烯树脂、酚醛改性增粘树脂、松香类树脂、石油增粘树脂或苯乙烯树脂中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述酚醛改性增粘树脂中的酚类原料的官能度为2-4;
优选地,所述酚类原料包括邻甲基苯酚、对甲基苯酚、对乙基苯酚、2,3-二甲基苯酚、2,5-二甲基苯酚、苯酚、间甲基苯酚、间乙基苯酚、3,5-二甲基苯酚、间甲氧基苯酚、双酚A或双酚F中的任意一种或至少两种的组合,进一步优选邻甲基苯酚、对甲基苯酚、间甲基苯酚或苯酚中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述酚醛改性增粘树脂为苯酚-芳烷基环氧树脂和/或苯酚改性二甲苯基树脂;
优选地,所述松香类树脂包括松香甘油酯和/或松香季戊四醇酯;
优选地,所述石油增粘树脂包括脂肪族类石油树脂、脂环族类石油树脂、共聚类石油树脂或氢化石油树脂中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述石油增粘树脂包括C5石油树脂、C9石油树脂或C5/C9共聚石油树脂中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述固化剂包括双氰胺、二酰肼、胺类固化剂、酸酐类固化剂、咪唑化合物、氟硼酸盐、辛酸盐或环氧化合物中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述胺类固化剂包括双酰胺、胺或酰亚胺中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的粘合剂,其特征在于,所述粘合剂按重量份数还包括如下组分:
5.根据权利要求4所述的粘合剂,其特征在于,所述耐水解助剂为碳化二亚胺及其衍生物;
优选地,所述耐水解助剂为聚碳化二亚胺;
优选地,所述第一填料包括金属氢氧化物阻燃剂、金属氧化物阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂或硼系阻燃剂中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述金属氢氧化物阻燃剂包括氢氧化铝和/或氢氧化镁;
优选地,所述金属氧化物阻燃剂包括氧化镁、氧化铝三氧化二锑、氧化锑、氧化铁或氧化锡中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述磷系阻燃剂包括无机磷类阻燃剂和/或有机磷类阻燃剂;
优选地,所述无机磷类阻燃剂包括红磷和/或聚磷酸铵;
优选地,所述有机磷类阻燃剂包括磷酸酯类阻燃剂和/或磷杂环类阻燃剂;
优选地,所述磷酸酯类阻燃剂包括磷酸三苯酯、磷酸异丙基苯基酯、磷酸叔丁基苯二基酯、四芳基亚芳基双磷酸酯、间苯二酚磷酸酯、四苯基双酚A-二磷酸酯或季戊四醇三聚氰胺磷酸酯中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述磷杂环类阻燃剂包括单环磷杂环类阻燃剂、磷螺环类阻燃剂或笼型磷类阻燃剂中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述氮系阻燃剂包括三聚氰胺及其衍生物、氰尿酸、尿素及其衍生物、双氰胺或硫脲中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,三聚氰胺的衍生物包括三聚氰胺多聚磷酸盐、三聚氰胺磷酸盐或三聚氰胺氰尿酸盐中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述硼系阻燃剂包括硼酸锌和/或硼酸钡;
优选地,所述第二填料包括氮化硼、氧化铝,碳酸钙、二氧化硅、粘土、白垩、玻璃纤维、炭黑、象牙黑、镉颜料、铬、钴颜料、铜、氧化铁、铅颜料、锰颜料、汞颜料、钛颜料或锌颜料中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述其他助剂包括偶联剂、抗氧剂、消泡剂或表面活性剂中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述偶联剂包括钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、有机硅烷偶联剂、有机铬洛合物偶联剂、硼酸酯偶联剂或二氧化硅化合物中的任意一种或至少两种的组合,进一步优选钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂或有机硅烷偶联剂中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述钛酸酯偶联剂包括异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯或双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述铝酸酯偶联剂包括铝钛复合物、二(乙酰乙酸乙酯基)铝酸异丙酯、二(乙酰丙酮)铝酸二异丙酯、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯或异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述有机硅烷偶联剂包括氨基硅烷、环氧硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷、乙烯基硅烷、烷基硅烷、含硫硅烷、苯氧基硅烷、异氰酸基硅烷或氟硅烷中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述抗氧剂包括茶多酚抗氧剂、维生素E抗氧剂、类黄酮抗氧剂、丁基化羟基苯甲醚抗氧剂、丁基化羟基甲苯抗氧剂或叔丁基氢醌抗氧剂中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述消泡剂包括聚二甲基硅氧烷消泡剂、有机硅消泡剂或硬脂酸酯消泡剂中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述表面活性剂包括硫酸盐表面活性剂、磺酸盐表面活性剂、磷酸盐表面活性剂、月桂基硫酸铵表面活性剂、月桂基硫酸钠表面活性剂或烷基醚硫酸月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠表面活性剂中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的粘合剂,其特征在于,所述粘合剂还包括溶剂;
优选地,所述溶剂包括芳香族烃类溶剂、脂肪族烃类溶剂、脂环族烃类溶剂、卤化烃类溶剂、醇系溶剂、酮系溶剂、溶纤剂、酯系溶剂或乙二醇醚系溶剂中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述芳香族烃类溶剂包括苯、甲苯或二甲苯中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述脂肪族烃类溶剂包括己烷、庚烷、辛烷或癸烷中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述脂环族烃类溶剂包括环己烷、环己烯、甲基环己烷或乙基环己烷中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述卤化烃类溶剂包括三氯乙烯、二氯乙烯、氯苯或氯仿中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述醇系溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、戊醇、己醇、丙二醇或苯酚中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述酮系溶剂包括丙酮、甲基异丁基酮、甲基乙基酮、戊酮、己酮、环已酮、异佛尔酮或苯乙酮中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述溶纤剂包括甲基溶纤剂和/或乙基溶纤剂;
优选地,所述酯系溶剂包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸甲酯或甲酸丁酯中的任意一种或至少两种的组合;
优选地,所述乙二醇醚系溶剂包括乙二醇单-正丁基醚、乙二醇单-异丁基醚、乙二醇单-叔丁基醚、二乙二醇单-正丁基醚、二乙二醇单-异丁基醚、三乙二醇单-正丁基醚或四乙二醇单-正丁基醚中的任意一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的粘合剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法为:将配方量的含羧基的聚酯树脂、含羧基的聚烯烃树脂、环氧树脂、增粘树脂、固化剂和任选的耐水解助剂、任选的第一填料、任选的第二填料和任选的其他助剂在任选的溶剂中混合,得到所述粘合剂。
8.一种胶膜,其特征在于,所述胶膜包括基材层以及粘合剂层,所述粘合剂层的原料包括权利要求1-6中的任一项所述的粘合剂;
优选地,在所述基材层一侧设置粘合剂层;
优选地,在所述基材层两侧分别设置粘合剂层;
优选地,所述粘合剂层的厚度为20-50μm;
优选地,所述基材层包括聚对苯二甲酸类薄膜层、聚酰亚胺薄膜层、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜层、液晶聚合物薄膜层、间规聚苯乙烯薄膜层或聚苯硫醚薄膜层中的任意一种。
9.根据权利要求8所述的胶膜的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:将权利要求1-6中的任一项所述的粘合剂涂覆于基材上,然后干燥得到所述胶膜;
优选地,所述干燥的温度≤120℃,时间为3-10min。
10.根据权利要求1-6中的任一项所述的粘合剂或根据权利要求8所述的胶膜在电气装置中的应用;
优选地,所述电气装置包括母排、电池、集电器、PCB、汇流条或变压器。
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