CN113136162B - 一种耐高温高湿双组分聚氨酯阻燃灌封胶及其制备方法 - Google Patents

一种耐高温高湿双组分聚氨酯阻燃灌封胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种耐高温高湿双组分聚氨酯阻燃灌封胶及其制备方法,灌封胶包括体积比为3~5:1的A组分和B组分:以重量份数计,A组分包括羟基封端液体聚丁二烯30~50份、增塑剂10~30份、阻燃剂30~60份、吸水剂1~5份和催化剂0.01~1份;催化剂选自胺类催化剂;B组分包括异氰酸酯20~30份和增塑剂70~80份;A和B组分中增塑剂独立地选自烷基磺酸酯、环烷油、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、环己烷1,2‑二甲酸二异辛酯、环己烷1,2‑二甲酸二异壬酯、环己烷1,2‑二甲酸二异癸酯、磷酸酯中的一种或多种。灌封胶具有优异的耐高温高湿性能。

Description

一种耐高温高湿双组分聚氨酯阻燃灌封胶及其制备方法
技术领域
本发明属于灌封胶技术领域,尤其涉及一种耐高温高湿双组分聚氨酯阻燃灌封胶及其制备方法。
背景技术
双组分聚氨酯灌封胶是以异氰酸酯(NCO)基团封端聚合物为主体有效成份,含羟基(OH)基团的多元醇为固化剂,配以增塑剂、填料、催化剂、助剂的聚氨酯灌封材料。
传统聚氨酯灌封胶一般以聚醚多元醇、蓖麻油等为羟基组份,所得到的灌封胶产品耐热性能一般,使用温度一般在-40~90℃之间,部分产品可以达到120℃的使用温度,但在一些耐高温高湿性能要求较高的场合无法使用,如一些电子元器件的灌封密封。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种耐高温高湿双组分聚氨酯阻燃灌封胶及其制备方法,该灌封胶具有优异的耐高温高湿性能。
本发明提供了一种耐高温高湿双组分聚氨酯阻燃灌封胶,包括体积比为3~5:1的A组分和B组分:
以重量份数计,所述A组分包括羟基封端液体聚丁二烯30~50份、增塑剂10~30份、阻燃剂30~60份、吸水剂1~5份和催化剂0.01~1份;
所述催化剂选自胺类催化剂;
所述B组分包括异氰酸酯20~30份和增塑剂70~80份;
所述A组分和B组分中的增塑剂独立地选自烷基磺酸酯、环烷油、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、环己烷1,2-二甲酸二异辛酯、环己烷1,2-二甲酸二异壬酯、环己烷1,2-二甲酸二异癸酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯酯、磷酸二苯甲苯酯和磷酸苯二甲苯酯中的一种或多种。
本发明提供的灌封胶包括A组分,所述A组分包括羟基封端液体聚丁二烯30~50份,所述羟基封端液体聚丁二烯的分子量为2500~5000g/mol,优选为2600~3200;羟值为24~68mgKOH/g,优选为42~51mgKOH/g。具体实施例中,所述羟基封端液体聚丁二烯选自赢创化学的
Figure BDA0003035144990000021
Poly HT。
所述A组分包括增塑剂10~30份;所述增塑剂选自烷基磺酸酯、环烷油、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、环己烷1,2-二甲酸二异辛酯、环己烷1,2-二甲酸二异壬酯、环己烷1,2-二甲酸二异癸酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯酯、磷酸二苯甲苯酯和磷酸苯二甲苯酯中的一种或多种,优选选自磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯酯、磷酸甲苯二苯酯和磷酸二甲苯苯酯中的一种或多种;具体实施例中,所述增塑剂选自型号Disflamoll TPP的磷酸三苯酯。其中,磷酸酯类增塑剂为液态的,再由于液体磷酸酯特殊的结构条件,能够提供阻燃的特性,相比于传统固体阻燃剂能够提供更好的产品流动性,因此可使得灌封胶具有更大的配方调整空间。
所述A组分包括阻燃剂30~60份;所述阻燃剂选自三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、三氧化二锑、氢氧化镁和氢氧化铝中的一种或多种,更优选为三聚氰胺和氢氧化铝的混合物。具体实施例中,所述催化剂为质量比7:3的氢氧化铝和三聚氰胺的混合物;或质量比为1:1的氢氧化铝和三聚氰胺的混合物;或质量比为2:1的氢氧化铝和三聚氰胺的混合物。
所述A组分包括吸水剂1~5份;所述吸水剂优选选自氧化钙、分子筛和五氧化二磷中的一种或多种。
所述A组分包括催化剂0.01~1份,所述催化剂为胺类催化剂;所述胺类催化剂优选选自N,N-二甲基环己胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、双吗啉二乙基醚、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺、N,N-二甲基苄胺和1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯中的一种或多种,更优选选自1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯。具体实施例中,所述胺类催化剂选自空气化工的商品名Polycat DBU的1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯。
本发明提供的灌封胶包括B组分,所述B组分包括异氰酸酯20~30份;所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,4-亚苯基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、反式环己烷-1,4-二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、双(异氰酸酯基甲基)环己烷、二环己基甲烷二异氰酸酯、TDI三聚体,TDI缩二脲、HDI三聚体和HDI缩二脲中的一种或多种,优选选自多亚甲基多苯基多异氰酸酯。具体实施例中,所述异氰酸酯采用陶氏化学的商品名为PAPI 27。
所述B组分包括增塑剂70~80份,所述增塑剂选自烷基磺酸酯、环烷油、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、环己烷1,2-二甲酸二异辛酯、环己烷1,2-二甲酸二异壬酯、环己烷1,2-二甲酸二异癸酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯酯、磷酸二苯甲苯酯和磷酸苯二甲苯酯中的一种或多种,优选选自磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯酯、磷酸甲苯二苯酯和磷酸二甲苯苯酯中的一种或多种;具体实施例中,所述增塑剂选自型号Disflamoll TPP的磷酸三苯酯。
所述A组分和B组分的体积比为3~5:1,更优选为4:1。
在本发明中,所述灌封胶具体包括体积比为4:1的A组分和B组分;
所述A组分包括35份
Figure BDA0003035144990000031
Poly HT、10份Disflamoll TPP、35份氢氧化铝、15份三聚氰胺、5份3A分子筛、0.01份Polycat DBU;所述B组分包括20份PAPI 27和80份Disflamoll TPP;
或所述A组分包括35份
Figure BDA0003035144990000032
Poly HT、20份Disflamoll TPP、20份氢氧化铝、20份三聚氰胺、5份3A分子筛、0.1份Polycat DBU;所述B组分包括20份PAPI 27和80份Disflamoll TPP;
或所述A组分包括35份
Figure BDA0003035144990000033
Poly HT、30份Disflamoll TPP、20份氢氧化铝、10份三聚氰胺、5份分子筛、0.2份Polycat DBU;所述B组分包括20份PAPI 27和80份Disflamoll TPP;
或所述A组分包括35份
Figure BDA0003035144990000034
Poly HT、20份DINP、20份氢氧化铝、20份三聚氰胺、5份分子筛、0.1份Polycat DBU;所述B组分包括20份PAPI 27和80份DINP。
本发明提供了一种上述技术方案所述耐高温高湿双组分聚氨酯阻燃灌封胶的制备方法,包括以下步骤:
将羟基封端液体聚丁二烯、增塑剂和阻燃剂加热至110~130℃脱水110~130min,降温至50℃后加入吸水剂和催化剂,得到A组分;
将脱水的增塑剂和异氰酸酯在真空条件下搅拌均匀,得到B组分;
将所述A组分和B组分以体积比3~5:1进行混合,得到耐高温高湿双组分聚氨酯阻燃灌封胶。
本发明采用UL-94中的方法对灌封胶进行阻燃性能测试。
本发明采用HG/T 4363-2012中的方法对上述灌封胶进行拉伸强度、断裂伸长率和硬度的测试;将恒温固化7天后的样品,在120℃、100%湿度和2bar气压氧化箱中老化24h,取出后在室温静置1h后测试其拉伸强度、断裂伸长率和硬度。
本发明提供了一种耐高温高湿双组分聚氨酯阻燃灌封胶,包括体积比为3~5:1的A组分和B组分:以重量份数计,所述A组分包括羟基封端液体聚丁二烯30~50份、增塑剂10~30份、阻燃剂30~60份、吸水剂1~5份和催化剂0.01~1份;所述催化剂选自胺类催化剂;所述B组分包括异氰酸酯20~30份和增塑剂70~80份;所述A组分和B组分中的增塑剂独立地选自烷基磺酸酯、环烷油、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、环己烷1,2-二甲酸二异辛酯、环己烷1,2-二甲酸二异壬酯、环己烷1,2-二甲酸二异癸酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯酯、磷酸二苯甲苯酯和磷酸苯二甲苯酯中的一种或多种。本发明通过采用特定种类的增塑剂与羟基封端液体聚丁二烯在胺类催化剂的催化下,与其它组分共同制得的灌封胶具有优异的耐高温高湿性能。实验结果表明,在120℃、100%湿度和2bar气压氧化箱中老化24h后,灌封胶的拉伸强度、断裂伸长率和硬度变化幅度均较小。
具体实施方式
为了进一步说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的一种耐高温高湿双组分聚氨酯阻燃灌封胶及其制备方法进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1~4和对比例1~2
(1)将羟基封端液体聚丁二烯、增塑剂、阻燃剂在搅拌下加热到110~130℃脱水2小时,后降温至50℃加入吸水剂和催化剂,得到组份A;
(2)增塑剂使用之前在110~130℃真空脱水2小时,再加入异氰酸酯,在真空条件下搅拌均匀,得到组份B;
将A组分和B组分以体积比为4:1混合,得到灌封胶;
本发明根据上述测试方法对灌封胶进行性能测试,结果见表1:
表1实施例的原料组成和产品性能测试结果
Figure BDA0003035144990000051
表2对比例的原料组成及产品性能测试结果
Figure BDA0003035144990000052
Figure BDA0003035144990000061
由以上实施例可知,本发明提供了一种耐高温高湿双组分聚氨酯阻燃灌封胶,包括体积比为3~5:1的A组分和B组分:以重量份数计,所述A组分包括羟基封端液体聚丁二烯30~50份、增塑剂10~30份、阻燃剂30~60份、吸水剂1~5份和催化剂0.01~1份;所述催化剂选自胺类催化剂;所述B组分包括异氰酸酯20~30份和增塑剂70~80份;所述A组分和B组分中的增塑剂独立地选自烷基磺酸酯、环烷油、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、环己烷1,2-二甲酸二异辛酯、环己烷1,2-二甲酸二异壬酯、环己烷1,2-二甲酸二异癸酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯酯、磷酸二苯甲苯酯和磷酸苯二甲苯酯中的一种或多种。本发明通过采用特定种类的增塑剂与羟基封端液体聚丁二烯在胺类催化剂的催化下,与其它组分共同制得的灌封胶具有优异的耐高温高湿性能。实验结果表明,在120℃、100%湿度和2bar气压氧化箱中老化24h后,灌封胶的拉伸强度、断裂伸长率和硬度变化幅度均较小。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种耐高温高湿双组分聚氨酯阻燃灌封胶,包括体积比为3~5:1的A组分和B组分:
以重量份数计,所述A组分包括羟基封端液体聚丁二烯30~50份、增塑剂10~30份、阻燃剂30~60份、吸水剂1~5份和催化剂0.01~1份;
所述催化剂选自胺类催化剂;所述胺类催化剂选自1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯;所述羟基封端液体聚丁二烯的分子量为2500~5000g/mol,羟值为24~68mgKOH/g;
所述B组分包括异氰酸酯20~30份和增塑剂70~80份;
所述A组分和B组分中的增塑剂独立地选自烷基磺酸酯、环烷油、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异壬酯、环己烷1,2-二甲酸二异辛酯、环己烷1,2-二甲酸二异壬酯、环己烷1,2-二甲酸二异癸酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、磷酸三苯酯、磷酸二苯甲苯酯和磷酸苯二甲苯酯中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的灌封胶,其特征在于,所述阻燃剂选自三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐、三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的灌封胶,其特征在于,所述异氰酸酯选自甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,4- 亚苯基二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯、1,5- 萘二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、反式环己烷 -1,4- 二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、双 ( 异氰酸酯基甲基 ) 环己烷、二环己基甲烷二异氰酸酯、TDI三聚体,TDI缩二脲、HDI三聚体和HDI缩二脲中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的灌封胶,其特征在于,所述吸水剂选自氧化钙、分子筛和五氧化二磷中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的灌封胶,其特征在于,所述增塑剂的型号为Disflamoll TPP。
6.一种权利要求1~5任一项所述耐高温高湿双组分聚氨酯阻燃灌封胶的制备方法,包括以下步骤:
将羟基封端液体聚丁二烯、增塑剂和阻燃剂加热至110~130℃脱水110~130 min,降温至50℃后加入吸水剂和催化剂,得到A组分;
将脱水的增塑剂和异氰酸酯在真空条件下搅拌均匀,得到B组分;
将所述A组分和B组分以体积比3~5:1 进行混合,得到耐高温高湿双组分聚氨酯阻燃灌封胶。
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