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灌封胶用扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2017-3-20 21:26:15
本文考察了灌封胶用扩链剂种类、活性稀释剂及异氰酸酯对聚氨酯灌封胶力学性能的影响。

以端羟基聚丁二烯、异氰酸酯为原料,采用一步法合成了聚氨酯电器灌封胶。不同灌封胶用扩链剂对灌封胶力学性能的影响以端羟基聚丁二烯为软段的聚氨酯灌封胶(丁羟聚氨酯弹性体),由于极性弱、软硬段相容性差,弹性体的强度较差,加入灌封胶用扩链剂可以提高丁羟弹性体的力学性能。

由于采用MDI体系作为异氰酸酯组分,因此选用醇类扩联剂。在配方中固定扩链剂的比例(占总量的3.5%),考察了不同扩链剂对丁羟聚氨酯弹性体力学性能的影响。

加入灌封胶用扩链剂后丁羟聚氨酯弹性体的力学性能明显提高,这是由于扩链剂的加入提高了极性基团氨基甲酸酯的含量,因此更加有利于氢键的形成,使2级交联增多,分子间作用力增强,从而提高了丁羟聚氨酯弹性体的力学性能。

带有支链的扩链剂(PDO、DPG、EHD、灌封胶用扩链剂))力学性能较好,这可能是由于带有支链的扩链剂和端羟基聚丁二烯相容性较好,有利于软段在硬段中的分布。灌封胶用扩链剂由于含有N原子,所以增加了体系中的氢键,提高了分子间的作用力。

同时灌封胶用扩链剂中的苯环也增强了分子间的作用力,因此选用该种扩链剂,可以使丁羟聚氨酯弹性体获得最佳的力学性能。

扩链剂/稀释剂对灌封胶力学性能的影响在电子产品的灌封中,由于壳体内部元件多,结构复杂,因此要求所用灌封胶有较低的粘度。加入活性稀释剂(活性稀释剂),不仅可以降低体系粘度,还可以增加灌封胶和电器壳体的粘接力。

灌封胶配方中不同比例的灌封胶用扩链剂和活性稀释剂(质量比)对丁羟聚氨酯弹性体拉伸强度的影响。

加入扩链剂提高了材料的力学性能,并且随着体系中扩链剂含量的增加,拉伸强度逐渐增大,当扩链剂与稀释剂的比例在1-5左右时拉伸强度达到最大,此后增加扩链剂的比例反而 会使拉伸强度降低。

这是因为扩链剂的加入使异氰酸酯基团和氨基甲酸酯的1级交联反应减少,当扩链剂用量达到某一值后,多余的扩链剂起增塑剂的作用,削弱了聚合物之间的氢键,此时再增加扩链剂的量反而会降低丁羟聚氨酯弹性体的拉伸强度。



4,4'-双仲丁氨基三苯基甲烷(MDBA)优点:

液体,安全易操作

釜中寿命长

毒性低-艾姆斯试验为阴性

流动性和附着性提高

湿度灵敏性低

可用于MDI预聚物的熟化

与多种多元醇共熟化剂和其他聚氨酯化学原料兼容

可用于室温熟化

硬泡: 增强压缩强度尺寸稳定性,降低易脆性,闭孔率高,导热系数低

TDI软泡: 低密度,高强度,高承载性

MDI软泡:低密度,低硬度,强度增强


异氰酸酯组分对灌封胶力学性能的影响在电子、电器灌封领域中,加热固化不但需要庞大的加热固化设备,而且往往会造成电子、电器零部件的损坏及性能的下降,因此实验采用室温固化工艺,选用活性高和操作性好的PM-200和液化MDI及聚醚改性液化MDI作为异氰酸酯组分。
降低官能度较高的PM-200在体系中的比例,可提高灌封胶的伸长率,但提高的幅度较小;若采用聚醚改性的液化MDI,则可保证既有较好拉伸强度,又能有效地改善材料的伸长率,从而满足电器灌封的性能要求。

以端羟基聚丁二烯、异氰酸酯为原料采用一步法合成电器灌封胶,使用带有支链的醇作扩链剂时力学性能较好,采用分子中含有苯环的灌封胶用扩链剂时力学性能最佳。

活性稀释剂的加入可改善B组分的粘度和灌封胶的粘接力,但使拉伸强度和伸长率降低,灌封胶用扩链剂可改善灌封胶的力学性能,当灌封胶用扩链剂和活性稀释剂的比例为1-5左右时灌封胶的力学性能最佳。

用聚醚改性液化MDI作为异氰酸酯组分可使灌封胶伸长率达到363%,拉伸强度虽有所降低但也可达到10MPa以上,因此可以满足电器灌封的要求。

聚氨酯灌封胶又称PU灌封胶,通常由聚醋、聚醚和聚双烯烃等低聚物的多元醇与二异氰酸酯,以二元醇或二元胺为扩链剂,经过逐步聚合而成。

聚氨酯灌封材料的特点为硬度低, 强度适中, 弹性好, 耐水, 防霉菌, 防震, 透明, 有优良的电绝缘性和难燃性, 对电器元件无腐蚀, 对钢、铝、铜、锡等金属, 以及橡胶、塑料、木质等材料有较好的粘接性。灌封材料可使安装和调试好的电子元件与电路不受震动、腐蚀、潮湿和灰尘等的影响。

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