CN109880578A - 一种双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶，包括A组分和B组分，所述A组分包含以下重量份的原料：异氰酸酯30～60份、增塑剂20～40份、阻燃剂10～30份；所述B组分包含以下重量份的原料：大分子多元醇20～40份、聚烯烃多元醇20～40份、无机填料30～70份、热稳定剂0.1～1份、抗氧剂0.1～1份、催化剂0.01～0.1份、消泡剂0.1～1份。本发明的聚氨酯灌封胶具有硬度低、耐热性能优异的特点；另外，本发明所述的双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶的制备方法，工艺简单，无需特高压特高温设备，安全性高。

Description

一种双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及双组份聚氨酯灌封胶领域，特别涉及一种双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶及其制备方法。

背景技术

灌封胶主要有环氧灌封胶、有机硅灌封胶、聚氨酯灌封胶这三大类。环氧灌封胶绝缘电阻高，但较脆、经高低温循环后易产生微裂纹经改性增韧后，生产成本增加，性能达不到最佳，往往韧性好，强度就低，强度高了，韧性就差。有机硅灌封胶绝缘电阻高，但和被粘物粘接强度低。聚氨酯灌封胶绝缘电阻和粘接强度都较高，是较理想的灌封胶。聚氨酯灌封胶作为一种高性能的高分子材料，具有较高的力学强度、优异的韧性、抗冲击性、耐磨性、抗撕裂性等，非常适合于插头座、电路板等密封，保龄球等浇注件的制作，也可作为胶粘剂和涂层使用。可室温固化，也可加热固化，固化温度和时间可以调节。

随国民经济的发展，电子工业领域取得了长足进步，对灌封胶的需求量也越来越大，同时，对灌封胶的性能提出了越来越高的要求。

聚氨酯灌封胶作为一种高性能的高分子材料，在物理机械性能、耐候性、电性能等方面具有独特优势。但是在使用过程中存在硬度过高、耐热性差等缺陷，这些缺陷对灌封胶产品性能和被灌封电子元器件的性能造成极大损害。聚氨酯灌封胶的硬度过高，容易造成应力集中，损害电子元器件；而普通的聚氨酯灌封胶在服役过程中，长期受热易发生热降解，丧失对电子元器件的灌封保护作用。这些缺陷限制了聚氨酯灌封胶的应用领域，也不利于电子工业的发展。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的上述缺陷，提供一种双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶及其制备方法，具有硬度低、耐热性能优异的特点。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶，包括A组分和B组分，所述A组分包含以下重量份的原料：异氰酸酯30～60份、增塑剂20～40份、阻燃剂10～30份；所述B组分包含以下重量份的原料：大分子多元醇20～40份、聚烯烃多元醇20～40份、无机填料30～70份、热稳定剂0.1～1份、抗氧剂0.1～1份、催化剂0.01～0.1份、消泡剂0.1～1份。

优选地，所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、液化二苯甲甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的任意一种或几种；所述的增塑剂为含苯环结构的对苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、偏苯三甲酸三异辛酯、偏苯三甲酸三异癸酯、二丙二醇二苯甲酸酯、二乙二醇二苯甲酸酯中的任意一种或几种；所述阻燃剂为增塑型阻燃剂。

优选地，所述的阻燃剂为磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯酯中的任意一种或几种。

优选地，所述的大分子多元醇为分子量500～5000的聚氧化丙烯醇、蓖麻油、大豆油多元醇、棕榈油多元醇中的任意一种或几种；所述的聚烯烃多元醇为分子量2600的端羟基聚丁二烯；所述的无机填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、活性硅灰石粉、普通氢氧化铝、普通氢氧化镁、普通滑石粉中的任意一种或几种；所述热稳定剂为金属皂类、有机锡类、有机锑类中的一种或几种；所述抗氧剂为受阻酚类、胺类、亚磷酸酯类、硫醚类中的任意一种或几种；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二乙酸二丁基锡、三乙烯二胺、双(二甲氨基乙基)醚中的任意一种或几种；所述消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚改性有机硅消泡剂、非有机硅消泡剂中的任意一种或几种。

优选地，所述热稳定剂为硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸铝、苯甲酸钙、马来酸二丁基锡、二丁基氧化锡、三硫醇锑中的任意一种或几种；所述抗氧剂为2，4，6-三叔丁基苯酚、苯乙烯化苯酚、1，2，3-苯并三氮唑、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三丁酯、硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸聚酯中的任意一种或几种。

一种双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶的制备方法，包含如下步骤：

(1)A组分的制备：首先将增塑剂、阻燃剂混合均匀，在120～130℃条件下真空脱水；其次降温至50～60℃，加入异氰酸酯，在70～80℃条件下混合0.5～1h，反应过程中通氮气保护；然后取样测量NCO％，NCO％达到10～20％即可停止加热；最后，降至室温即得A组分；

(2)B组分的制备：首先将大分子多元醇、聚烯烃多元醇、无机填料混合均匀在120～130℃条件下真空脱水2～3h；其次降温至70～90℃加入热稳定剂、抗氧剂、催化剂、消泡剂，搅拌混合0.5～1h；最后降至室温即得B组分；

(3)将(1)步骤所得的A组分和(2)步骤所得的B组分按重量比10～50:100混合均匀，即得双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明的A组分中的增塑剂和阻燃剂不参与双组份聚氨酯灌封胶的固化反应，游离存在于聚氨酯内部，可减弱灌封胶的内应力、降低硬度。

(2)本发明的B组分中含有大分量多元醇，分子链柔顺，可减弱灌封胶的内应力、降低硬度。

(3)本发明的B组分中含有聚烯烃多元醇，聚烯烃多元醇极性低、官能度低，可减弱灌封胶的内应力、降低硬度。

(4)本发明的A组分中的增塑剂为含苯环结构的增塑剂，苯环结构热稳定性能优异，可提高灌封胶的耐热降解性能。

(5)本发明的B组分中的聚烯烃多元醇主分子链是聚丁二烯烷基链，耐热性能优异，可提高灌封胶的耐热降解性能。

(6)本发明的B组分含有热稳定剂和抗氧剂，热稳定剂和抗氧剂的正确选择和合理搭配，可提高灌封胶在有氧、少氧或无氧等复杂环境下的耐热降解性能。

(7)本发明所述的双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶的制备方法，工艺简单，无需特高压特高温设备，安全性高。

具体实施方式

实施例1

一种双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶的制备方法，包含如下步骤：

(1)A组分：首先将30.0g对苯二甲酸二异辛酯、20.0g磷酸三乙酯混合均匀，在120℃条件下真空脱水；其次降温至60℃，加入50.0g甲苯二异氰酸酯，在80℃条件下混合0.5h，反应过程中通氮气保护；然后取样测量NCO％，NCO％达到24.0％即停止加热；最后，降至室温即得A组分。

(2)B组分的制备：首先将25.0g大豆油多元醇(Mn1000)、20.0g端羟基聚丁二烯(Mn2600)、55.0g普通工业级氢氧化镁混合均匀在120℃条件下真空脱水2h；其次降至90℃加入0.3g硬脂酸镁、0.3g硫代二丙酸二月桂酯，0.02g辛酸亚锡、0.5g有机硅消泡剂，搅拌混合0.5h；最后降至室温即得B组分。

(3)将(1)步骤所得的A组分和(2)步骤所得的B组分按重量比20：100混合均匀，即得双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶。

实施例2

一种双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶的制备方法，包含如下步骤：

(1)A组分：首先将35.0g偏苯三甲酸三异辛酯、15.0磷酸三丁酯混合均匀，在120℃条件下真空脱水；其次降温至60℃，加入50.0g多亚甲基多苯基多异氰酸酯，在80℃条件下混合0.5h，反应过程中通氮气保护；然后取样测量NCO％，NCO％达到15.0％即停止加热；最后，降至室温即得A组分。

(2)B组分的制备：首先将26.0g蓖麻油、24.0g端羟基聚丁二烯、50.0g重质碳酸钙混合均匀在120℃条件下真空脱水2h；其次降至90℃加入0.3g苯甲酸钙、0.3g亚磷酸三苯酯，0.02g二月桂酸二丁基锡、0.5g有机硅消泡剂，搅拌混合0.5h；最后降至室温即得B组分。

(3)将(1)步骤所得的A组分和(2)步骤所得的B组分按重量比20：100混合均匀，即得双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶。

实施例3

一种双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶的制备方法，包含如下步骤：

(1)A组分：首先将35.0g偏苯三甲酸三异癸酯、20.0g磷酸三乙酯混合均匀，在120℃条件下真空脱水；其次降温至60℃，加入45.0g液化二苯基甲烷二异氰酸酯，在80℃条件下混合0.5h，反应过程中通氮气保护；然后取样测量NCO％，NCO％达到14.0％即停止加热；最后，降至室温即得A组分。

(2)B组分的制备：首先将30.0g蓖麻油、25.0g端羟基聚丁二烯、45.0g普通工业级氢氧化镁混合均匀在120℃条件下真空脱水2h；其次降至90℃加入0.3g硬脂酸钡、0.3g 2，4，6-三叔丁基苯酚、0.05g三亚乙基二胺、0.3g有机硅消泡剂，搅拌混合0.5h；最后降至室温即得B组分。

(3)将(1)步骤所得的A组分和(2)步骤所得的B组分按重量比20：100混合均匀，即得双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶。

比较例1

市场上常见的一款聚氨酯灌封封胶竞品6624，标记为比较例1。

实施例1～3制备的灌封胶和比较例1的聚氨酯灌封胶的性能测试比较如表1所示。

表1灌封胶的性能比较

由表1中性能参数，实施例1、2、3的灌封胶的硬度低于与比较例1，可满足灌封胶的低硬度要求。其耐热性能通过测试在定温条件下服役时长(h,100℃和h,120℃)进行比较，实施例1、2、3在100℃和120℃条件下的服役时长皆优于比较例1，说明实施例1、2、3的耐热性能优于比较例。

综上所述，本发明实施例的聚氨酯灌封胶的低硬度、耐热性等性能优于当前市场现有产品。

Claims (6)

1.一种双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶，其特征在于：包括A组分和B组分，所述A组分包含以下重量份的原料：异氰酸酯30～60份、增塑剂20～40份、阻燃剂10～30份；所述B组分包含以下重量份的原料：大分子多元醇20～40份、聚烯烃多元醇20～40份、无机填料30～70份、热稳定剂0.1～1份、抗氧剂0.1～1份、催化剂0.01～0.1份、消泡剂0.1～1份。

2.根据权利要求1所述的一种双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶，其特征在于：所述的异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、液化二苯甲甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯中的任意一种或几种；所述的增塑剂为含苯环结构的对苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、偏苯三甲酸三异辛酯、偏苯三甲酸三异癸酯、二丙二醇二苯甲酸酯、二乙二醇二苯甲酸酯中的任意一种或几种；所述阻燃剂为增塑型阻燃剂。

3.根据权利要求1所述的一种双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶，其特征在于：所述的阻燃剂为磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯酯中的任意一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶，其特征在于：所述的大分子多元醇为分子量500～5000的聚氧化丙烯醇、蓖麻油、大豆油多元醇、棕榈油多元醇中的任意一种或几种；所述的聚烯烃多元醇为分子量2600的端羟基聚丁二烯；所述的无机填料为重质碳酸钙、轻质碳酸钙、活性硅灰石粉、普通氢氧化铝、普通氢氧化镁、普通滑石粉中的任意一种或几种；所述热稳定剂为金属皂类、有机锡类、有机锑类中的一种或几种；所述抗氧剂为受阻酚类、胺类、亚磷酸酯类、硫醚类中的任意一种或几种；所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二乙酸二丁基锡、三乙烯二胺、双(二甲氨基乙基)醚中的任意一种或几种；所述消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚改性有机硅消泡剂、非有机硅消泡剂中的任意一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶，其特征在于：所述热稳定剂为硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸钡、硬脂酸铝、苯甲酸钙、马来酸二丁基锡、二丁基氧化锡、三硫醇锑中的任意一种或几种；所述抗氧剂为2，4，6-三叔丁基苯酚、苯乙烯化苯酚、1，2，3-苯并三氮唑、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三丁酯、硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸聚酯中的任意一种或几种。

6.一种如权利要求1-5任意一项所述的双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶的制备方法，其特征在于：包含如下步骤：

(1)A组分的制备：首先将增塑剂、阻燃剂混合均匀，在120～130℃条件下真空脱水；其次降温至50～60℃，加入异氰酸酯，在70～80℃条件下混合0.5～1h，反应过程中通氮气保护；然后取样测量NCO％，NCO％达到10～20％即可停止加热；最后，降至室温即得A组分；

(2)B组分的制备：首先将大分子多元醇、聚烯烃多元醇、无机填料混合均匀在120～130℃条件下真空脱水2～3h；其次降温至70～90℃加入热稳定剂、抗氧剂、催化剂、消泡剂，搅拌混合0.5～1h；最后降至室温即得B组分；

(3)将(1)步骤所得的A组分和(2)步骤所得的B组分按重量比10～50:100混合均匀，即得双组份低硬度耐热聚氨酯灌封胶。