專利名稱：一種單組分環(huán)氧樹脂灌封料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單組分改性環(huán)氧樹脂灌封料及其制備方法，包括本體法制備液態(tài)潛伏性環(huán)氧樹脂促進劑及以其為促進劑、聚氨酯預(yù)聚體為改性劑制備改性環(huán)氧樹脂灌封料的方法。
背景技術(shù)：
環(huán)氧樹脂以其優(yōu)良的電絕緣性、化學穩(wěn)定性、粘接性和加工性，在機械、電子、航天航空、涂料、粘接等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。單組分環(huán)氧樹脂由于所需設(shè)備簡單，無需現(xiàn)場配制，使用方便，產(chǎn)品的質(zhì)量對設(shè)備及工藝的依賴性小，一次使用不完不會導(dǎo)致剩余樹脂的浪費，是近年來國外同類產(chǎn)品開發(fā)的新方向。
已見公開的單組分環(huán)氧樹脂多利用酮亞胺類固化劑的潛伏性，制備濕固化單組分環(huán)氧樹脂，如 USP 10381742、USP 6045873、USP6476160 和 USP 12783793。其中，很多單組分環(huán)氧樹脂需要使用溶劑，如USP 6444272、USP 6649673。另有一些專利使用多胍類化合物做固化劑，如USP 6225417 ；或使用胺類低聚物做固化劑，如USP9961313 ；或使用鐺鹽做為固化催化劑制備熱固化單組分環(huán)氧樹脂，如CN99100591. 0和CN200710160299. 7。
已見公開的專利中用于單組分環(huán)氧樹脂的潛伏型固化劑大多需要使用溶劑，或儲存期短。如USP 43352 制備中使用四氫呋喃溶解咪唑和異佛爾酮二異氰酸酯；USP 12078165中使用烴類做溶劑溶解咪唑類化合物與乙基纖維素；USP 11813825中使用乙酸乙酯作溶劑制備絡(luò)合鋁潛伏型固化劑。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種單組分改性環(huán)氧樹脂灌封料及其制備方法。制備工藝簡單， 整個制備過程不使用溶劑。得到的單組分改性環(huán)氧樹脂灌封料的粘度低，儲存期長，成本低，耐開裂性能好，抗沖擊強度高的環(huán)氧樹脂灌封料。經(jīng)測試，產(chǎn)品性能指標優(yōu)于SJ/T 11125-1997標準的要求，是適用于工作溫度范圍-40 120°C的電器元件的灌封。
本發(fā)明提供的一種單組分改性環(huán)氧樹脂灌封料，其配方的原料和重量配比為環(huán)氧樹脂固化劑異氰酸酯聚醚多元醇咪唑填料=100 73 85 3. 1 16. 5 8. 8 31. 7 0. 3 1. 0 200 450 ；所述的環(huán)氧樹脂是環(huán)氧值為0. 41 0. 57 的雙酚A型環(huán)氧樹脂；所述的固化劑為液態(tài)甲基四氫鄰苯二甲酸酐(MeTHPA)；所述的異氰酸酯是二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)或多亞甲基多苯基異氰酸酯 (PAPI)；所述的聚醚多元醇是PPG1000、PPG2000或PEG1000 ；所述的填料為石英粉或硅微粉；填料粒度優(yōu)選為400 1000目。
所述的一種單組分改性環(huán)氧樹脂灌封料的制備方法，其步驟和條件如下
(1)按環(huán)氧樹脂固化劑異氰酸酯聚醚多元醇咪唑填料重量比為 100 73 85 3. 1 16. 5 8. 8 31. 7 0. 3 1. 0 200 450 稱取原料；
(2)將配比量的聚醚多元醇分成兩份①一份聚醚多元醇與咪唑的重量比為3 1 ；②余量為另一份聚醚多元醇；
(3)制備咪唑的溶液按步驟O)的①中的聚醚多元醇與咪唑的重量比為3 1， 把聚醚多元醇與咪唑混合加熱至90°C并攪拌，至獲得澄清溶液，降溫至70°C，得到咪唑的溶液；
(4)將異氰酸酯加入配有攪拌器、溫度計、氮氣保護管的三口反應(yīng)器中，升溫至 40 80°C，通氮氣保護下，在攪拌條件下滴入②中的另一份聚醚多元醇，經(jīng)0.證滴加完畢， 攪拌1 證；保持溫度，滴加步驟( 制備的咪唑的溶液，0. 5h滴加完畢，40 80°C，攪拌 1 證，停止加熱，冷卻至室溫后加入環(huán)氧樹脂、固化劑和填料，攪拌均勻，制得一種單組分改性環(huán)氧樹脂灌封料。
本發(fā)明所提供的一種單組分環(huán)氧樹脂灌封料的使用方法如下將電器元件脫銹、 洗凈、烘干；進行灌封，真空脫泡20 30min ；將電器元件進入固化在90°C下固化Ih ；在 120°C下固化池；固化后加熱至145°C保溫Ih ；保溫程序結(jié)束后，在烘箱內(nèi)冷卻至室溫后取出ο
有益效果本發(fā)明制備的單組分改性環(huán)氧樹脂灌封料，其室溫下儲存期為45天。 所得單組分改性環(huán)氧樹脂灌封料較未改性環(huán)氧樹脂缺口沖擊強度提高150%以上；不含溶劑及易揮發(fā)成分；熱變形溫度為132. 1-137. I0C ；平均線膨脹系數(shù)為2. 3X10_5 1/°C，低于常用雙組分環(huán)氧樹脂灌封料；
本發(fā)明提供的一種單組分改性環(huán)氧樹脂灌封料，使用簡單、無溶劑、抗沖擊性能好、線膨脹系數(shù)小，產(chǎn)品性能指標優(yōu)于SJ/T 11125-1997標準的要求，適用于工作溫度范圍-40 120°C的電器元件的灌封。
具體實施方式
實施例1
(1)按照重量配比環(huán)氧樹脂固化劑異氰酸酯聚醚多元醇咪唑填料= 100 73 3. 1 11. 9 0. 3 450 稱取原料；
(2)將配比量稱取聚醚多元醇11. 9g，分成兩份①一份聚醚多元醇與咪唑的重量比為3 1，其量為0.9g;②余量為另一份聚醚多元醇，其量為11. Og;
(3)制備咪唑的溶液把聚醚多元醇中的0. 9g與0. 3g咪唑混合加熱至90°C并攪拌，至獲得澄清溶液，降溫至70°C，得到咪唑溶液；
(4)將3. Ig MDI加入配有攪拌器、溫度計、氮氣保護管的三口反應(yīng)器中，升溫至 80°C，氮氣保護下，滴入ll.Og PPG2000,0. 5h滴加完畢，80°C攪拌lh，逐滴加入步驟(3)制備的咪唑溶液，0.證滴加完畢，80°C攪拌lh，停止加熱，冷卻至室溫后加入100. Og牌號為 E-44的環(huán)氧值為0. 41 0. 47的雙酚A環(huán)氧樹脂、73. Og MeTHPA、450g粒度為400目的石英粉，攪拌均勻，制得一種單組份改性環(huán)氧樹脂灌封料。
本發(fā)明所提供的一種單組分環(huán)氧樹脂灌封料的使用方法如下將電器元件脫銹、 洗凈、烘干；進行灌封，真空脫泡20 30min ；將電器元件進入固化在90°C下固化Ih ；在 120°C下固化池；固化后加熱至145°C保溫Ih ；保溫程序結(jié)束后，在烘箱內(nèi)冷卻至室溫后取出ο
實施例2
(1)按照重量配比環(huán)氧樹脂固化劑異氰酸酯聚醚多元醇咪唑填料= 100 85 8. 3 31. 7 1. 0 300 稱取原料；
(2)將配比量稱取聚醚多元醇31. 7g，分成兩份①一份聚醚多元醇與咪唑的重量比為3 1，其量為3. Og;②余量為另一份聚醚多元醇，其量為觀.78;
(3)制備咪唑的溶液把聚醚多元醇中的3. Og和1. Og咪唑混合加熱至90°C并攪拌，至獲得澄清溶液，降溫至70°C，得到咪唑溶液；
(4)將8.3g MDI加入配有攪拌器、溫度計、氮氣保護管的三口反應(yīng)器中，升溫至 60°C，氮氣保護下，滴入28. 7g PPG2000,0. 5h滴加完畢，60°C攪拌lh，逐滴加入步驟(3)制備的咪唑溶液，0. 5h滴加完畢，60°C攪拌池，停止加熱，冷卻至室溫后加入IOOg牌號為E-51 的環(huán)氧值為0. 48 0. 54的雙酚A環(huán)氧樹脂、85g MeTHPA、300g粒度為600目的石英粉，攪拌均勻，制得一種單組份改性環(huán)氧樹脂灌封料。固化程序同實施例1。所提供的一種單組分環(huán)氧樹脂灌封料的使用方法同實施例1。
實施例3
(1)按照重量配比環(huán)氧樹脂固化劑異氰酸酯聚醚多元醇咪唑填料= 100 85 6. 2 8. 8 0. 5 450 稱取原料；
(2)將配比量稱取聚醚多元醇8. Sg,分成兩份①一份聚醚多元醇與咪唑的重量比為3 1，其量為1.5g;②余量為另一份聚醚多元醇，其量為7.3g;
(3)制備咪唑的溶液把聚醚多元醇中的1. 5g和0. 5g咪唑混合加熱至90°C并攪拌，至獲得澄清溶液，降溫至70°C，得到咪唑溶液；
(4)將6.2g TDI加入配有攪拌器、溫度計、氮氣保護管的三口反應(yīng)器中，升溫至 40°C，氮氣保護下，滴入7. 3g PEG1000,0. 5h滴加完畢，40°C攪拌5h，逐滴加入前述咪唑聚醚多元醇溶液，0. 5h滴加完畢，40°C攪拌證，停止加熱，冷卻至室溫后加入IOOg牌號為E-51 的環(huán)氧值為0. 48 0. 54的雙酚A環(huán)氧樹脂、85g MeTHPA、450g的粒度為800目石英粉，攪拌均勻，制得一種單組份改性環(huán)氧樹脂灌封料。所提供的一種單組分環(huán)氧樹脂灌封料的使用方法同實施例1。
實施例4
(1)按照重量配比環(huán)氧樹脂固化劑異氰酸酯聚醚多元醇咪唑填料= 100 85 16. 5 23. 5 0. 8 200 稱取原料；
(2)將配比量稱取聚醚多元醇23. 5g，分成兩份①一份聚醚多元醇與咪唑的重量比為3 1，其量為2. 4g;②余量為另一份聚醚多元醇，其量為21. Ig;
(3)制備咪唑的溶液把聚醚多元醇中的2. 4g和0. 8g咪唑混合加熱至90°C并攪拌，至獲得澄清溶液，降溫至70°C，得到咪唑溶液；
(4)將16. 5g PAPI加入配有攪拌器、溫度計、氮氣保護管的三口反應(yīng)器中，升溫至 80°C，氮氣保護下，滴入21. Ig PPG1000,0. 5h滴加完畢，80°C攪拌lh，逐滴加入前述咪唑聚醚多元醇溶液，0. 5h滴加完畢，60°C攪拌lh，停止加熱，冷卻至室溫后加入IOOg牌號為E-51 的環(huán)氧值為0.48 0. M的雙酚環(huán)氧樹脂、85g MeTHPA、200g粒度為1000目的硅粉，攪拌均勻，制得一種單組份改性環(huán)氧樹脂灌封料。所提供的一種單組分環(huán)氧樹脂灌封料的使用方法同實施例1。
按照SJ/T 11125-1997的標準提供的檢測方法，對本發(fā)明所提供的一種單組份改性環(huán)氧樹脂灌封料的固化物和對比產(chǎn)品的有關(guān)性能進行了檢測分析，結(jié)果列于表1中。
對比實施例
本例為對比例，是與目前市場上的雙組份灌封料TCG1695進行性能對比。
將京瓷化學(無錫)有限公司產(chǎn)的TCG1695A液在50°C下真空脫泡后，加入 TCG1695B液，混合均勻，真空脫泡。將電器元件放入烘箱內(nèi)在80°C干燥0.證，然后將灌封料注入電器元件內(nèi)，真空脫泡。固化條件為80°C 2hU00°C 2hU30°C池。固化完畢后關(guān)閉烘箱，自然冷卻灌封件至室溫，按照SJ/T 11125-1997的標準提供的檢測方法檢測，得到的固化物性能見表1。
表1單組份環(huán)氧樹脂灌封料固化物的性能表
\實施例Xx 性能\實施例1實施例2實施例3實施例4對比例SJ/T 11125-1997平均線膨脹系數(shù)1/ 0C2.3X10-52.8X10-52.3X10-53.2χ10"53.2χ10"5<5 χ IO"5邵氏硬度135.4128.2130.2118.5100.5>85體積電阻率 Ω-cm3.52χ10163.73χ10163.41χ10163.24χ10162.1χ1016>1χ1015抗電強度 kV/mm96.3290.85100.1098.5251.2>25熱變形溫度。c137.1134.2134.6132.1123.0>100吸水率％0.090.080.100.110.140.3
由實施例產(chǎn)品的性能與SJ/T 11125-1997的標準的指標比較可以看出本發(fā)明所制備的單組份環(huán)氧樹脂灌封料的性能優(yōu)于該標準的要求，經(jīng)濟核算表明所述的環(huán)氧樹脂灌封料的綜合成本遠低于目前市場上所銷售的同類產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種單組分改性環(huán)氧樹脂灌封料，其特征是，其配方的原料和重量配比為環(huán)氧樹脂固化劑異氰酸酯聚醚多元醇咪唑填料=100 73 85 3.1 16. 5 8. 8 31. 7 0. 3 1. 0 200 450 ；所述的環(huán)氧樹脂是環(huán)氧值為0. 41 0. 57 的雙酚A環(huán)氧樹脂；所述的固化劑為液態(tài)甲基四氫鄰苯二甲酸酐；所述的異氰酸酯是二苯甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯或多亞甲基多苯基異氰酸酯；所述的聚醚多元醇是 PPG1000、PPG2000或PEG1000 ；所述的填料為石英粉或硅微粉。
2.如權(quán)利要求1所述的一種單組分改性環(huán)氧樹脂灌封料，其特征是所述的填料粒度為 400 1000 目。
3.如權(quán)利要求1所述的一種單組分改性環(huán)氧樹脂灌封料，其特征是所述的固化劑異氰酸酯聚醚多元醇咪唑填料重量配比=100 73 3. 1 11.9 0. 3 450。
4.如權(quán)利要求1所述的一種單組分改性環(huán)氧樹脂灌封料，其特征是所述的固化劑異氰酸酯聚醚多元醇咪唑填料重量配比=100 85 8. 3 31.7 1.0 300。
5.如權(quán)利要求1所述的一種單組分改性環(huán)氧樹脂灌封料，其特征是所述的固化劑異氰酸酯聚醚多元醇咪唑填料重量配比=100 85 6. 2 8. 8 0. 5 450。
6.如權(quán)利要求1所述的一種單組分改性環(huán)氧樹脂灌封料，其特征是所述的固化劑異氰酸酯聚醚多元醇咪唑填料重量配比=100 85 16. 5 23. 5 0. 8 200。
7.如權(quán)利要求1所述的一種單組分改性環(huán)氧樹脂灌封料的制備方法，其特征是其步驟和條件如下(1)按環(huán)氧樹脂固化劑異氰酸酯聚醚多元醇咪唑填料重量比為 100 73 85 3.1 16. 5 8. 8 31. 7 0. 3 1. 0 200 450 稱取原料；(2)將配比量的聚醚多元醇分成兩份①一份聚醚多元醇與咪唑的重量比為3 1;②余量為另一份聚醚多元醇；(3)制備咪唑的溶液按步驟(2)的①中的聚醚多元醇與咪唑的重量比為 3 1，把聚醚多元醇與咪唑混合加熱至90°C并攪拌，至獲得澄清溶液，降溫至70°C，得到咪唑的溶液；(4)將異氰酸酯加入配有攪拌器、溫度計、氮氣保護管的三口反應(yīng)器中，升溫至 40 80°C，通氮氣保護下，在攪拌條件下滴入②中的另一份聚醚多元醇，經(jīng)0.證滴加完畢， 攪拌1 證；保持溫度，滴加步驟( 制備的咪唑的溶液，0. 5h滴加完畢，40 80°C，攪拌 1 5h，停止加熱，冷卻至室溫后加入環(huán)氧樹脂、固化劑和填料，攪拌均勻，制得一種單組分改性環(huán)氧樹脂灌封料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種單組分改性環(huán)氧樹脂灌封料及其制備方法。所述的單組分改性環(huán)氧樹脂灌封料由雙酚A環(huán)氧樹脂、固化劑、聚氨酯預(yù)聚體、咪唑及填料制成。所述的灌封料較未改性環(huán)氧樹脂缺口沖擊強度提高150％以上；不含溶劑及易揮發(fā)成分；熱變形溫度為132.1-137.1℃；平均線膨脹系數(shù)為2.3×10-5 1/℃，低于常用雙組分環(huán)氧樹脂灌封料。所述的灌封料的室溫下儲存期為45天；使用簡單、無溶劑、抗沖擊性能好、線膨脹系數(shù)小，是適用于工作溫度范圍-40～120℃的電器元件的灌封。
文檔編號C08G59/40GK102504494SQ201110282259
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者于在乾, 馮文平, 張龍 申請人:長春工業(yè)大學