MDI基聚氨酯電子灌封膠與其制備方法和應用方法技術

本發明專利技術公開了一種MDI基聚氨酯電子灌封膠及其制備方法和應用方法，該電子灌封膠由A、B兩種組分組成；其中，A組分由按重量份計的50～60份的異氰酸酯、15～20份的低聚物多元醇和9～30份的反應型液體阻燃劑制成；B組分由低聚物多元醇、交聯擴鏈劑、催化劑、填料、消泡劑和抗氧劑按一定比例制成。A、B組分按一定比例混合、固化，即制得該灌封膠。本發明專利技術通過半預聚法制備MDI基聚氨酯灌封膠，避免了NCO揮發所帶來的毒性，以無鹵反應型液體阻燃劑與填料協同阻燃，避免了添加型液體阻燃劑對聚氨酯灌封膠穩定性及性能的影響。所制得的聚氨酯彈性體適用于中小型電子元件的灌封。

MDI based polyurethane electronic potting adhesive and preparation method and application method thereof

The invention discloses a MDI polyurethane electronic potting adhesive and its preparation method and application method of the electronic potting adhesive is composed of A, B two components; the A component is made by weight of 50 to 15 to 60 copies of the isocyanate, polyol ester 20 and 9 ~ reaction type 30 made of liquid flame retardant; B component by oligomer polyol, chain extender, crosslinking catalyst, filler, defoaming agent and antioxidant made according to a certain proportion. The A and B components were mixed and cured in a certain proportion to obtain the sealant. The present invention by semi prepolymer preparation of MDI based polyurethane, to avoid the volatilization of NCO caused toxicity to halogen-free flame retardant filler and reaction liquid to avoid the effect of synergistic flame retardant, flame retardant addition type liquid on the stability and performance of polyurethane. The obtained polyurethane elastomer is suitable for the encapsulation of small and medium-sized electronic components.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術的實施方式涉及電子器件灌封膠，屬于化學領域，更具體地，本專利技術的實施方式涉及用于小型電子元器件封裝的MDI基無鹵環保聚氨酯灌封膠與其制備方法和應用方法。
技術介紹
灌封膠主要有環氧灌封膠、有機硅灌封膠、聚氨酯灌封膠等。環氧灌封膠粘接性能優良、絕緣性能好，但固化后較脆、彈性差、抗沖擊性能差；有機硅灌封膠絕緣性能、耐高低溫抗沖擊性能優異，但其耐油性及黏附力較差。聚氨酯灌封膠絕緣性能、耐水耐油性能好，同時其機械性能可調范圍大、成本較低，對電器元件無腐蝕，可應用于變壓器、抗流圈、轉換器、電容器、電感器、變阻器、電路板、LED驅動電源等的灌封。傳統聚氨酯灌封膠的制備方法主要有一步法、預聚法和半預聚法三種。其中采用一步法制得的聚氨酯灌封膠分子結構不規整，力學性能不如預聚體法好；而采用預聚法和半預聚法制得的聚氨酯灌封膠分子鏈段排列比較規整，制品具有較好的力學性能，重復性也較好。聚氨酯灌封膠應用最早的是以TDI為固化劑建立起來的聚氨酯體系，該體系多采用預聚法制備，可以保證產品具有較高的工藝性和穩定性，但由于TDI易揮發、毒性大，這就為TDI的生產、運輸、應用埋下了較大的安全隱患，同時TDI體系聚氨酯灌封膠預聚體中游離NCO也會為下游行業帶來環保難題。MDI體系聚氨酯灌封膠可以很大程度上規避以上難題，而以MDI代替TDI制備聚氨酯灌封膠的趨勢也越來越明顯。但與TDI相比，MDI的活性高、制得的預聚體粘度大，所以MDI體系聚氨酯灌封膠多以一步法制備，這就使得產品的性能及穩定性很難保證。
技術實現思路
為解決上述問題，同時出于聚氨酯制備工藝及環保方面的考慮，本專利技術提出了一種適用于小型電子元器件封裝的聚氨酯灌封膠及其制備方法，尤其涉及一種MDI基無鹵環保聚氨酯灌封膠及其制備方法。本專利技術采取的技術方案如下：一種MDI基聚氨酯電子灌封膠，該電子灌封膠由A、B兩種組分組成；其中，A組分由按重量份計的50～60份的異氰酸酯、15～20份的低聚物多元醇和9～30份的反應型液體阻燃劑制成；B組分由按重量份計的55～100份低聚物多元醇、1.0～3.5份交聯擴鏈劑、0.01～0.1份催化劑、105～140份填料、0.5～1份消泡劑和0.5～1份抗氧劑制成。上述MDI基聚氨酯電子灌封膠中的異氰酸酯為MDI、碳化二亞胺改性MDI、PAPI中的一種或任意幾種的混合物。上述MDI基聚氨酯電子灌封膠的A、B組分中的低聚物多元醇為羥基官能度≥2、分子量為600～5000的端羥基聚丁二烯、聚環氧丙烯多元醇、蓖麻油多元醇中的一種或任意幾種的混合物。上述MDI基聚氨酯電子灌封膠中的反應型液體阻燃劑是羥基官能度為1～2的磷酸酯類阻燃劑；填料為氧化鋁、氫氧化鋁或硅微粉，填料的平均粒徑在1～50um的范圍內。進一步的技術方案是，上述MDI基聚氨酯電子灌封膠中的反應型液體阻燃劑為三(一縮二丙二醇)亞磷酸酯、N,N-二(2-羥基乙基)氨甲基膦酸二乙酯、N,N-二(2-羥乙基)氨甲基膦酸二甲酯、端羥基聚磷酸酯。上述MDI基聚氨酯電子灌封膠中的交聯擴鏈劑為丙二醇、1,4-丁二醇或三羥甲基丙烷。上述MDI基聚氨酯電子灌封膠中的催化劑為三乙胺、三亞乙基二胺、二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、異辛酸鋅或異辛酸鉛。上述MDI基聚氨酯電子灌封膠中的消泡劑為改性硅氧烷、丙烯酸酯共聚物或非硅酮高分子聚合物；抗氧劑為2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、亞磷酸三(壬基苯酯)或酚噻嗪。本專利技術還提供了上述MDI基聚氨酯電子灌封膠的制備方法，它采用半預聚法，包括以下步驟：A組分的制備按比例稱取A組分原料，將低聚物多元醇和反應型液體阻燃劑于110～120℃下真空脫水2～3h，再降溫至60～70℃，加入異氰酸酯并在30min內逐漸升溫至75～85℃反應，反應過程中通氮氣保護，并測試NCO％值，在NCO％值達到設定值時，停止反應即得A組分；所述設定值在10％～15％范圍內；B組分的制備按比例稱取B組分原料，將低聚物多元醇、交聯擴鏈劑、填料加入反應釜中并于110～120℃下真空攪拌2h，再降溫至50～80℃，加入消泡劑、催化劑和抗氧劑，攪拌均勻即得B組分。上述MDI基聚氨酯電子灌封膠的應用方法是：所述A組分和B組分按照質量比20～25:100混合后攪拌、脫泡，澆注于經干燥處理過的電子器件中，再于25℃固化7天或者于60℃固化24h，即完成電子器件的灌封。與現有技術相比，本專利技術的有益效果之一是：本專利技術通過半預聚法制備MDI基聚氨酯灌封膠，既避免了TDI基聚氨酯灌封膠預聚體中游離NCO揮發所帶來的毒性，又改善了MDI基聚氨酯灌封膠的制備工藝；同時該體系以無鹵反應型液體阻燃劑與填料協同阻燃，由于阻燃劑分子結合到聚氨酯分子結構中，耐遷移、具有低成霧性及持久的阻燃性能，規避了阻燃劑對灌封膠穩定性及性能的影響。該體系所用原材料安全無毒、成本低廉，配方設計科學合理，操作簡單易行。所制得的聚氨酯彈性體適用于中小型電子元件的灌封，且其固化速度可調，可室溫或加溫固化，儲存穩定，具有良好的附著力、耐水性、阻燃性、導熱性及電氣性能。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本專利技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。實施例1(1)A組分的制備：將20kg聚丙二醇(MN＝2000)、30kg端羥基聚磷酸酯(羥值為170mgKOH/g)加入到反應器中并于110℃下真空脫水3h，再降溫至65℃，加入20kg4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯、30kg多亞甲基多苯基多異氰酸酯，并在30min內逐漸升溫至80℃反應，反應過程中通氮氣保護，并測試NCO％值，在NCO％值達到11％時停止反應，即制得A組分。(2)B組分的制備：將75kg聚丙二醇(MN＝3000)、22kg蓖麻油(羥值為170mgKOH/g)、3kg1,4-丁二醇、119kg氧化鋁加入反應釜中并于115℃下真空攪拌2h，再降溫至75℃，加入0.5kg消泡劑、0.01kg催化劑、0.5kg抗氧劑攪拌均勻即制得B組分。(3)將A、B組分按重量比為20：100的比例稱量、攪拌、脫泡后，澆筑于經干燥處理過的電子器件中，再于25℃固化7天。實施例2(1)A組分的制備：將20kg聚丙二醇(MN＝2000)、9kg三(一縮二丙二醇)亞磷酸酯(羥值為395mgKOH/g)加入到反應器中并于115℃下真空脫水2h，再降溫至70℃，加入50kg液化4,4-二苯基甲烷二異氰酸酯，并在在30min內逐漸升溫至85℃反應，反應過程中通氮氣保護，并測試NCO％值，在NCO％值達到15％時停止反應，即制得A組分。(2)B組分的制備：將72kg聚丙二醇(MN＝2000)、17kg蓖麻油(羥值為170mgKOH/g)、1kg丙二醇、50kg氧化鋁、59kg氫氧化鋁加入反應釜中并于120℃下真空攪拌2h，再降溫至80℃，加入0.5kg消泡劑、0.01kg催化劑、0.5kg抗氧劑攪拌均勻即制得B組分。(3)將A、B組分按重量比為20：100的比例稱量、攪拌、脫泡后，澆筑于經干燥處理過的電子器件中，再于60℃固化24h。實施例3(1)A組分的制備：將15g聚丙二醇(MN本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種MDI基聚氨酯電子灌封膠，其特征在于該電子灌封膠由A、B兩種組分組成；其中，A組分由按重量份計的50～60份的異氰酸酯、15～20份的低聚物多元醇和9～30份的反應型液體阻燃劑制成；B組分由按重量份計的55～100份低聚物多元醇、1.0～3.5份交聯擴鏈劑、0.01～0.1份催化劑、105～140份填料、0.5～1份消泡劑和0.5～1份抗氧劑制成。

【技術特征摘要】
1.一種MDI基聚氨酯電子灌封膠，其特征在于該電子灌封膠由A、B兩種組分組成；其中，A組分由按重量份計的50～60份的異氰酸酯、15～20份的低聚物多元醇和9～30份的反應型液體阻燃劑制成；B組分由按重量份計的55～100份低聚物多元醇、1.0～3.5份交聯擴鏈劑、0.01～0.1份催化劑、105～140份填料、0.5～1份消泡劑和0.5～1份抗氧劑制成。2.根據權利要求1所述的MDI基聚氨酯電子灌封膠，其特征在于所述異氰酸酯為MDI、碳化二亞胺改性MDI、PAPI中的一種或任意幾種的混合物。3.根據權利要求1所述的MDI基聚氨酯電子灌封膠，其特征在于A、B組分中所述低聚物多元醇為羥基官能度≥2、分子量為600～5000的端羥基聚丁二烯、聚環氧丙烯多元醇、蓖麻油多元醇中的一種或任意幾種的混合物。4.根據權利要求1所述的MDI基聚氨酯電子灌封膠，其特征在于所述反應型液體阻燃劑是羥基官能度為1～2的磷酸酯類阻燃劑；所述填料為氧化鋁、氫氧化鋁或硅微粉，填料的平均粒徑在1～50um的范圍內。5.根據權利要求4所述的MDI基聚氨酯電子灌封膠，其特征在于所述反應型液體阻燃劑為三(一縮二丙二醇)亞磷酸酯、N,N-二(2-羥基乙基)氨甲基膦酸二乙酯、N,N-二(2-羥乙基)氨甲基膦酸二甲酯、端羥基聚磷酸酯。6.根據權利要求1所述的MDI基聚氨酯電子灌封膠，其特征在于所述交聯擴鏈劑為丙二醇、1,4-丁二...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃金，陸南平，
申請(專利權)人：綿陽惠利電子材料有限公司，
類型：發明
國別省市：四川;51