本發(fā)明涉及灌封膠技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高韌性、耐沖擊、高柔性環(huán)氧灌封膠及其制備方法。

背景技術(shù)：

環(huán)氧樹脂是指分子中含有兩個或兩個以上環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)高分子化合物，其具有良好的介電性能、力學(xué)性能、粘接性能和耐腐蝕性，且固化收縮率和線膨脹系數(shù)小，固化物尺寸相對穩(wěn)定，具有極佳的綜合性能。由于環(huán)氧樹脂具有極好的電氣絕緣性和操作工藝性被廣泛應(yīng)用于灌封領(lǐng)域。

采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行灌封保護(hù)的產(chǎn)品具有極好的整體性和尺寸穩(wěn)定性，能有效延長2～3倍的使用壽命。但是普通的環(huán)氧樹脂固化后由于交聯(lián)密度大導(dǎo)致脆性大、耐沖擊性能差，材料的斷裂變形幅度小、易開裂；而且環(huán)氧樹脂固化后會經(jīng)常因為與被封裝材料的線膨脹系數(shù)相差，在環(huán)境溫度變化時容易出現(xiàn)界面脫開、鼓包等。這些因素在很大程度上都限制了環(huán)氧灌封材料在某些領(lǐng)域的應(yīng)用，因此，對環(huán)氧樹脂固化體系的增韌性研究一直是人們對改性環(huán)氧樹脂的重要研究方向。

柔性環(huán)氧樹脂灌封膠的出現(xiàn)，改變了人們長期以來認(rèn)為環(huán)氧樹脂固化物是脆性材料的概念，極大的擴(kuò)寬了環(huán)氧灌封膠的應(yīng)用領(lǐng)域，甚至在某些領(lǐng)域研發(fā)人員已經(jīng)設(shè)計將柔性環(huán)氧樹脂取代有機(jī)硅橡膠和聚氨酯材料，為環(huán)氧樹脂的應(yīng)用開拓了一個全新的領(lǐng)域。在電工絕緣方面，增韌性環(huán)氧膠用于電工澆注材料，有助于解決長期困擾變壓器、互感器、電子開關(guān)等電氣產(chǎn)品使用過程中開裂的問題，提高產(chǎn)品的使用壽命；在電力電子灌封領(lǐng)域，增韌性的環(huán)氧膠可以提高樹脂與內(nèi)部零部件之間的粘結(jié)力，減小因溫度變化引起的開裂、保護(hù)失效的問題，提高產(chǎn)品的運(yùn)行可靠性。目前常見的環(huán)氧樹脂增韌處理方法有很多，如利用樹脂大分子鏈段和小分子間的相互作用代替大分子鏈段間的相互作用力；如添加小分子的增韌性稀釋劑使固化物降低玻璃化溫度，賦予環(huán)氧膠柔韌性，以提高其斷裂伸長率和沖擊強(qiáng)度，但此改性方法往往由于交聯(lián)密度不夠而導(dǎo)致其固化物剛性不足；還有方法是在樹脂中添加彈性體如聚氨酯、乙烯基樹脂、丙烯酸樹脂、氯化橡膠、羧基丁基橡膠等進(jìn)行物理共混，但是此種改性方式并不是真正意義上的分子層面上的共混，反而會降低其耐熱性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高韌性、耐沖擊、高柔性環(huán)氧灌封膠及其制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種高韌性、耐沖擊、高柔性環(huán)氧灌封膠，包括A組分和B組分，以重量份計，所述A組分的組成包括以下原料：

所述B組分的組成包括以下原料：

柔性固化劑 20～50份，

超支化固化劑 25～50份，

促進(jìn)劑 1～5份；

其中，所述環(huán)氧灌封膠中A組分與B組分的質(zhì)量比為(10:1)～(20:1)。

上述的環(huán)氧灌封膠，優(yōu)選的，所述超支化固化劑為超支化聚乙烯亞胺與異佛爾酮二胺的復(fù)配物。

上述的環(huán)氧灌封膠，優(yōu)選的，所述柔性固化劑為聚醚胺類固化劑；所述聚醚胺類固化劑選自型號為D230、D400、D2000、D4000、HK-511、ED-600、ED-900、ED-2003、EDR-148、EDR-176、T-403、T-3000、T-5000、XTJ-436中的一種或幾種。

上述的環(huán)氧灌封膠，優(yōu)選的，所述增韌環(huán)氧樹脂選自丁腈橡膠改性的雙酚A環(huán)氧樹脂、丁腈橡膠改性的雙酚F環(huán)氧樹脂、多官能度縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂、酚醛型環(huán)氧樹脂中的一種或幾種。

上述的環(huán)氧灌封膠，優(yōu)選的，所述雙酚A型環(huán)氧樹脂是指環(huán)氧當(dāng)量在450～1200g/eq、軟化點(diǎn)在45～107℃的高分子量雙酚A型環(huán)氧樹脂。如藍(lán)星化工的0192型環(huán)氧樹脂、藍(lán)星化工的0193H型環(huán)氧樹脂、藍(lán)星化工的0191H型環(huán)氧樹脂等。采用分子量更高的環(huán)氧樹脂能提高環(huán)氧灌封樹脂固化物的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，并有利于降低交聯(lián)密度，降低固化物收縮的可能性，對于尺寸的穩(wěn)定性有很大的益處，另外，搭配丁腈橡膠改性的環(huán)氧樹脂，能賦予固化物很好的柔性。

上述的環(huán)氧灌封膠，優(yōu)選的，所述活性稀釋劑為羧基或羥基封端的超支化聚酯類增韌劑。如CYH-277-S超支化活性稀釋劑、CYH-277超支化活性稀釋劑等。

上述的環(huán)氧灌封膠，優(yōu)選的，所述氧化鋁為粒徑在5～30μm的球形氧化鋁；氧化鋁是具有很好導(dǎo)熱性的無機(jī)填料，具有導(dǎo)熱系數(shù)高，性能穩(wěn)定，價格較低的優(yōu)點(diǎn)；選擇粒徑為5～30μm的球形氧化鋁，不僅不會因為粒徑太大而導(dǎo)致沉降嚴(yán)重，也不會因為粒徑太小會而出現(xiàn)體系增稠明顯的現(xiàn)象。

上述的環(huán)氧灌封膠，優(yōu)選的，所述觸變劑為氣相沉積法制備的親水性氣相二氧化硅。如德固賽公司生產(chǎn)的R974氣相二氧化硅。親水性氣相二氧化硅可以調(diào)節(jié)環(huán)氧灌封樹脂的粘度，同時還起到了降低氧化鋁填料沉降的風(fēng)險，二者相互協(xié)同。

所述促進(jìn)劑選自DMP-30(2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚)、三乙醇胺、間苯二酚或2-乙基-4-甲基咪唑中的一種或幾種。

作為一個總的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種上述的環(huán)氧灌封膠的制備方法，包括以下步驟：

(1)制備A組分：將70～130份的增韌環(huán)氧樹脂、5～20份雙酚A型環(huán)氧樹脂、1～18份的活性稀釋劑、1～10份觸變劑和160～320份氧化鋁加入高速分散機(jī)中進(jìn)行高速分散，得到組分A；

(2)制備B組分：將20～50份的柔性固化劑、25～50份的超支化固化劑和1～5的促進(jìn)劑加入攪拌釜中攪拌均勻，得到組分B。

上述的制備方法，優(yōu)選的，所述步驟(1)中，高速分散的時間為25～45min，高速分散時的轉(zhuǎn)速為2500rpm～3500rpm；

所述步驟(2)中，攪拌的時間為20～50min，攪拌的轉(zhuǎn)速50rpm～100rpm。

使用前將A組分和B組分按照質(zhì)量比為(10:1)～(20:1)的量混合，先以1000r/min的攪拌速度混合25～30min，然后在小于-0.1MPa的真空環(huán)境下脫泡處理30min，即制成所述環(huán)氧灌封膠。A組分和B組分混合的時間必須嚴(yán)格控制，混合時間太短兩組分不能完全混合均勻，混合時間太長，A和B組分可能會發(fā)生反應(yīng)，達(dá)不到預(yù)期的效果。

本發(fā)明采用柔性分子鏈改性的增韌環(huán)氧樹脂與由羧基或羥基封端的超支化聚酯類活性環(huán)氧增韌劑搭配，經(jīng)低分子量柔性固化劑、超支化聚乙烯亞胺與異佛爾酮二胺復(fù)配物形成的固化劑固化后，不僅在分子層面上使柔性鏈段與環(huán)氧樹脂“融合”，還利用超支化活性增韌劑形成互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)以保證環(huán)氧固化物交聯(lián)密度，在賦予環(huán)氧膠固化物柔韌性的同時也保證了其耐熱性能和剛度。

本發(fā)明采用柔性分子鏈改性的增韌性環(huán)氧樹脂與由羧基或羥基封端的超支化聚酯類活性環(huán)氧增韌劑搭配，配合低分子量柔性固化劑、超支化聚乙烯亞胺與異佛爾酮二胺復(fù)配物形成的固化劑固化后，使環(huán)氧膠固化物具有極好的柔韌性，其邵氏硬度A在60～70之間，拉伸強(qiáng)度＞10MPa，斷裂伸長率＞100％，且固化灌封膠固化速率穩(wěn)定，可操作時間長，固化過程放熱量小，收縮小。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)本發(fā)明采用柔性分子鏈改性的增韌性環(huán)氧樹脂與由羧基或羥基封端的超支化聚酯類活性環(huán)氧增韌劑搭配作為該樹脂體系的基礎(chǔ)樹脂，化學(xué)改性的增韌環(huán)氧樹脂使柔性鏈段能真正在分子層面上與環(huán)氧樹脂“融合”，超支化型增韌劑能在環(huán)氧膠中形成互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)，在賦予環(huán)氧膠柔韌性的同時也保證了其耐熱性能和剛度。

(2)本發(fā)明采用超支化聚乙烯亞胺與異佛爾酮二胺復(fù)配物作為固化劑，使柔性鏈段(超支化聚乙烯亞胺中的碳碳鍵鏈段)在環(huán)氧膠中形成互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)以保證環(huán)氧固化物交聯(lián)密度，從而更有效地降低灌封膠固化過程中的收縮，有利于防止開裂并形成堅固、富有彈性且導(dǎo)熱性能良好的樹脂層。

(3)本發(fā)明將低分子量柔性固化劑和超支化聚乙烯亞胺與異佛爾酮二胺復(fù)配物配合使用還會使得本發(fā)明的環(huán)氧灌封膠的抗開裂性能更為優(yōu)異。

(4)本發(fā)明的制備方法非常簡單，只需要將各原料混合均勻即可配成A、B組分。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合較佳的實施例對本發(fā)明作更全面、細(xì)致地描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體的實施例。

除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語只是為了描述具體實施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

除有特別說明，本發(fā)明中用到的各種試劑、原料均為可以從市場上購買的商品或者可以通過公知的方法制得的產(chǎn)品。

實施例1：

一種本發(fā)明的高韌性、耐沖擊、高柔性環(huán)氧灌封膠，包括質(zhì)量比為10:1的A組分和B組分，其中A組分由以下原料組成：

B組分由以下原料組成:

亨斯邁D230與T403的混合物 35g；

超支化固化劑(超支化聚乙烯亞胺與異佛爾酮二胺的復(fù)配物)25g和DMP-302g。

本實施例的高韌性、耐沖擊、高柔性環(huán)氧灌封膠的制備方法，包括以下步驟：

(1)基體樹脂組分體系(A組分)的制備：在高速分散機(jī)釜中加入70g的液體丁腈橡膠改性的雙酚A環(huán)氧樹脂，并依次加入5g的藍(lán)星化工的0192型環(huán)氧樹脂、5g的CYH-277超支化活性稀釋劑混合均勻后，再加入1g德固賽公司生產(chǎn)的R974氣相二氧化硅和320g氧化鋁(粒徑在5～30μm的球形氧化鋁)，在高速分散機(jī)中進(jìn)行高速分散25min，轉(zhuǎn)速2500rpm；

(2)固化劑B組分的制備：將35g的柔性固化劑(亨斯邁D230與T403的混合物)、25g的超支化固化劑(超支化聚乙烯亞胺與異佛爾酮二胺的復(fù)配物)、2g DMP-30的混合物在攪拌釜中攪拌25min，轉(zhuǎn)速50rpm。

準(zhǔn)確稱取50g上述制備的A組分和5g B組分，攪拌30min，制成環(huán)氧灌封膠，對其性能進(jìn)行測試，結(jié)果參見下表1。

實施例2：

一種本發(fā)明的高韌性、耐沖擊、高柔性環(huán)氧灌封膠，包括質(zhì)量比為15:1的A組分和B組分，其中A組分由以下原料組成：

B組分由以下原料組成:

亨斯邁D2000與T403的混合物 20g；

超支化固化劑(超支化聚乙烯亞胺與異佛爾酮二胺的復(fù)配物)40g和三乙醇胺3g。

本實施例的高韌性、耐沖擊、高柔性環(huán)氧灌封膠的制備方法，包括以下步驟：

(1)基體樹脂組分體系(A組分)的制備：在高速分散機(jī)釜中加入100g的液體丁腈橡膠改性的雙酚F環(huán)氧樹脂，并依次加入10g的藍(lán)星化工的0193H型環(huán)氧樹脂、10g的CYH-277-S超支化活性稀釋劑混合均勻后，再加入5g德固賽公司生產(chǎn)的R974氣相二氧化硅和160g氧化鋁(粒徑在5～30μm的球形氧化鋁)，在高速分散機(jī)中進(jìn)行高速分散25min，轉(zhuǎn)速2500rpm；

(2)固化劑B組分的制備：將20g的柔性固化劑(亨斯邁D2000與T403的混合物)、40g的超支化固化劑(超支化聚乙烯亞胺與異佛爾酮二胺的復(fù)配物)、3g三乙醇胺的混合物在攪拌釜中攪拌25min，轉(zhuǎn)速50rpm。

準(zhǔn)確稱取70g上述制備的A組分和5g B組分，攪拌30min，即制成環(huán)氧灌封膠，對其性能進(jìn)行測試，結(jié)果參見下表1。

實施例3：

一種本發(fā)明的高韌性、耐沖擊、高柔性環(huán)氧灌封膠，包括質(zhì)量比為20:1的A組分和B組分，其中A組分由以下原料組成：

B組分由以下原料組成:

亨斯邁ED-600和EDR-176混合物 50g；

超支化固化劑(超支化聚乙烯亞胺與異佛爾酮二胺的復(fù)配物)50g和間苯二酚5g。

本實施例的高韌性、耐沖擊、高柔性環(huán)氧灌封膠的制備方法，包括以下步驟：

(1)基體樹脂組分體系(A組分)的制備：在高速分散機(jī)釜中加入130g的液體丁腈橡膠改性的雙酚A環(huán)氧樹脂，并依次加入20g的藍(lán)星化工的0191H型環(huán)氧樹脂、18份的CYH-277-S超支化活性稀釋劑混合均勻后，再加入10份德固賽公司生產(chǎn)的R974氣相二氧化硅和240份氧化鋁(粒徑在5～30μm的球形氧化鋁)，在高速分散機(jī)中進(jìn)行高速分散25min，轉(zhuǎn)速2500rpm；

(2)固化劑B組分的制備：將50g的柔性固化劑(亨斯邁ED-600和EDR-176的混合物)、50g的超支化固化劑(超支化聚乙烯亞胺與異佛爾酮二胺的復(fù)配物)、5g間苯二酚的混合物在攪拌釜中攪拌25min，轉(zhuǎn)速50rpm。

準(zhǔn)確稱取100g上述制備的A組分和5g B組分，攪拌30min，即制成環(huán)氧灌封膠，對其性能進(jìn)行測試，結(jié)果參見下表1。

表1各實施例制備環(huán)氧灌封膠性能檢測結(jié)果

由表1可知，本發(fā)明的環(huán)氧樹脂灌封膠具有很好的流動性，并具有極好的柔韌性，固化時放熱量低，具有極好的抗開裂性，同時還具有高強(qiáng)度、低收縮率等優(yōu)點(diǎn)，可操作時間長，工藝操作簡單、安全可靠。