中低压母线排封装用环氧粉末的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种中低压母线排封装用环氧粉末，属于环氧粉末涂料【技术领域】。它是由普通环氧树脂、含磷含硅聚氨酯型环氧树脂、固化剂、硅微粉、外阻燃剂、增韧剂、固化促进剂、颜料等物质组成。本发明通过异氰酸酯、反应型含磷化合物和有机硅树脂合成出了含磷含硅聚氨酯型环氧树脂，将此环氧树脂应用于环氧粉末上，解决了环保和阻燃的问题。本发明制备的环氧粉末还具有快速固化的特点，同时耐热循环冲击、耐压和绝缘性能优异，在中低压母线排封装领域有着广泛的应用前景。
【专利说明】中低压母线排封装用环氧粉末
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种封装材料，特别是一种中低压母线排封装用环氧粉末。
【背景技术】
[0002] 中低压线排在人们的生活中有着广泛的应用，但是多数的母线排基本上都是裸露 在外面，存在很多的安全隐患。在国外，由于环氧粉末优异的绝缘性能，受到了人们的关注， 已逐步完成对线排的包封。包封后的线排，有着很多优点，如线排间的电感小，可W缩小线 排间的间距节约空间，还可W降低触电的概率。国内线排包封用环氧粉末的相关技术起步 相对较晚，还存在着诸多的技术难题，一直阻碍着其发展，其中致命的缺陷是不能同时满足 既环保又阻燃性能优异的要求；另外环氧粉末的固化时间较长，一般都在一小时左右，导致 耗能多，不利于节约成本；除了 W上所述缺陷，为满足日益进步的科学技术的要求，环氧粉 末的耐热循环冲击、耐压和绝缘性能也有待进一步的提高。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种具有快速固化的特 点，耐热循环冲击、耐压和绝缘性能优异，能够满足线排和电子元器件包封的技术要求的中 低压母线排封装用环氧粉末。
[0004] 本发明要解决的技术问题是通过W下技术方案来实现的，一种中低压母线排封装 用环氧粉末，其特点是： 主要是由W下重量份配比的组分构成；普通环氧树脂5^30、含磯含娃聚氨醋型环氧树 脂10?40、固化剂10?25、娃微粉20?35、外阻燃剂0?15、增初剂0. 5?5、固化促进剂0. 3?1. 2、 颜料0. Tl ; 所述的普通环氧树脂为双酷A型环氧树脂、双酷F型环氧树脂、邻甲酷酵型环氧树脂、 双环戊二帰型环氧树脂、含蔡环氧树脂、联苯型环氧树脂、多官能芳香型环氧树脂中的一种 或者任意几种的混合物。
[0005] 所述的含磯含娃聚氨醋型环氧树脂的合成方法包括W下步骤：先利用反应型磯化 合物和有机娃树脂与异氯酸醋反应，得到端基为异氯酸根的含磯含娃的聚氨醋预聚物，再 利用异氯酸根与环氧树脂的反应，将预聚物引入到环氧树脂分子链上，即得到同时含磯含 娃的聚氨醋型环氧树脂， 具体包括W下步骤： (1) 在氮气保护下，向带有加热装置、揽拌器和温度计的反应蓋中，加入异氯酸醋和催 化剂，升温至5(Tl5(rC，揽拌使异氯酸醋和催化剂混合均匀； (2) 在揽拌下，向（1)中的反应蓋中缓慢加入反应型含磯化合物，保温反应广她； (3) 上述反应结束后，向（2)中的反应蓋中缓慢加入有机娃树脂，保温反应广她； (4) 上述反应结束后，向（3)中的反应蓋中缓慢加入环氧树脂，保温反应广她，反应结 束后，降温冷却，出料后，即可得到含磯含娃聚氨醋型环氧树脂； 其中所添加的各组分之间的重量份数比为：异氯酸醋1(T30,催化剂0. O广0. 2,反应型 含磯化合物1(T25,有机娃树脂1(T30,环氧树脂3(T60。
[0006] 上述步骤（1)中所述的异氯酸醋为二异氯酸醋和多异氯酸醋，如六亚甲 基-1,6-二异氯酸醋（皿I)、甲苯二异氯酸醋（TDI)、异佛尔丽二异氯酸醋（IPDI)和 4,4'-二苯基甲焼二异氯酸醋（MDI)。
[0007] 上述步骤（1)中所述的催化剂为叔胺类化合物和金属有机化合物，如H己胺、二月 桂酸二下基锡（T-12 )、辛酸亚锡（T-9 )。
[0008] 上述步骤（2)中所述的反应型含磯化合物为分子结构中带有能与异氯酸醋反应的 活性基团的含磯化合物，如1〇-( 2, 5-二轻基苯基)-10-氨-9-氧杂-10-磯杂菲-10-氧化 物（0D0PB)、[ (6-氧-6H-二苯并-(C，e) (1，2)-氧磯杂己环-6-丽）-甲基]-下二酸（孤P)， 1-胺基-1-甲基己基麟酸（AMPA)。
[0009] 上述步骤（3)中所述的有机娃树脂为分子结构中带有能与异氯酸醋反应的活性基 团的有机娃树脂，如 WACKER Silres604、610, Dowcorning233、249。
[0010] 上述步骤（4)中所述的被改性环氧树脂为双酷A型环氧树脂、双酷F型环氧树脂、 邻甲酷酵型环氧树脂、线性酷酵环氧树脂、双环戊二帰型环氧树脂、含蔡环氧树脂、联苯型 环氧树脂、芳香型环氧树脂，如CYD128、CYDCN-100、C肥19化UYDPN-636, W及非W上品种限 定的环氧树脂品种。
[0011] 上述技术方案中，所述的固化剂为高分子酷类、咪哇类、含磯聚醋类组成的复配 物。
[0012] 上述技术方案中，所述的娃微粉为烙融娃微粉、结晶娃微粉、方石英娃微粉中的一 种或者几种的混合物，中位粒径范围为0. 5 y nT50 y m。
[0013] 上述技术方案中，所述的外阻燃剂为氨氧化铅、氨氧化镇、测酸锋、H聚氯胺氯尿 酸盐中的一种或者几种组成的混合物。
[0014] 上述技术方案中，所述的增初剂为甲基丙帰酸甲醋-下二帰-苯己帰H元共聚物 (MBS)、丙帰膳-下二帰-苯己帰H元共聚物（ABS)、丙帰膳改性的ABS (MABS)、聚醜胺树脂 类中的一种或者几种的混合物。
[0015] 上述技术方案中，所述的固化促进剂为咪哇及其衍生物、H苯基麟及其衍生物中 的一种或者几种的混合物。
[0016] 上述技术方案中，所述的颜料为黑色颜料、白色颜料、红色颜料、绿色颜料、蓝色颜 料、黄色颜料中的一种或者几种的混合物，颜料的电导率低。
[0017] 所述的一种中低压母线排封装用环氧粉末还包括百分比含量为0. 19T1%的偶联 剂和抗划伤剂等。
[0018] 所述一种中低压母线排封装用环氧粉末的制备方法，包括W下工作流程： (1) 先将需要粉碎的原料用粉碎机粉碎； (2) 将原材料分别烘烤干燥后，备用； (3) 按照预定的重量称量填料和偶联剂，投入不镑钢混合机中混合均匀； (4) 将剩余材料按量称量，投入混合机中，混合均匀； (5) 将混合后的原料用螺杆挤出机进行烙融混炼挤出，冷却； (6) 将冷却后的物料，粉碎分级，并强力过筛，二次混合，检验包装即得相应的环氧粉 O
[0019] 所述的制备方法，采用娃焼偶联剂、铁酸醋偶联剂、铅铁偶联剂中的一种或者几种 偶联剂的混合物对上述步骤（3)中的填料进行表面处理。
[0020] 本发明的优点和产生的积极效果是：本发明制备的环氧粉末，不含团素、H氧化二 键等有害物质，属于绿色环保材料。采用阻燃性树脂和外阻燃剂进行复配，具有优异的阻燃 性能，可W满足化94V-0的要求，同时具备优异的电气性能。本发明通过化学反应制备的含 磯含娃聚氨醋型环氧树脂，并应用在环氧粉末上，可W很好改善外加阻燃剂的迁移和分散 性差的问题，同时由于娃和聚氨醋官能团的存在，其防潮性、耐候性和稳定性优异。本发明 制备的环氧粉末，采用高分子酷类和咪哇类的复配物作为固化剂，使用时在175C条件下， 可实现1(T15分钟内快速固化，固化时间短，节约能源，降低封装时的成本。本发明制备的 环氧粉末，由于其组分中含有增初剂，在包封时的内应力低，耐热循环冲击性好。本发明制 备的环氧粉末，采用电导率低的颜料，可W进一步提高包封后产品的绝缘性，此外还具有多 种颜色，方便对包封后的线排的相序进行分辨。本发明制备的环氧粉末，填料粒度搭配合 理，粉末在流化床上的流化态效果和使用持续性优良。本发明制备的环氧粉末，还具有加工 工艺简单、投入产出率高、生产成本低的特点。
【具体实施方式】
[0021] 一种中低压母线排封装用环氧粉末，主要是由W下重量份配比的组分构成；普通 环氧树脂5^30、含磯含娃聚氨醋型环氧树脂1(T40、固化剂1(T25、娃微粉2(T35、外阻燃剂 0?15、增初剂0. 5?5、固化促进剂0. 3?1. 2、颜料0.广1 ; 所述的普通环氧树脂为双酷A型环氧树脂、双酷F型环氧树脂、邻甲酷酵型环氧树脂、 双环戊二帰型环氧树脂、含蔡环氧树脂、联苯型环氧树脂、多官能芳香型环氧树脂中的一种 或者任意几种的混合物。
[0022] 所述的含磯含娃聚氨醋型环氧树脂的合成方法包括W下步骤：先利用反应型磯化 合物和有机娃树脂与异氯酸醋反应，得到端基为异氯酸根的含磯含娃的聚氨醋预聚物，再 利用异氯酸根与环氧树脂的反应，将预聚物引入到环氧树脂分子链上，即得到同时含磯含 娃的聚氨醋型环氧树脂， 具体包括W下步骤： (1) 在氮气保护下，向带有加热装置、揽拌器和温度计的反应蓋中，加入异氯酸醋和催 化剂，升温至5(Tl5(rC，揽拌使异氯酸醋和催化剂混合均匀； (2) 在揽拌下，向（1)中的反应蓋中缓慢加入反应型含磯化合物，保温反应广她； (3) 上述反应结束后，向（2)中的反应蓋中缓慢加入有机娃树脂，保温反应广她； (4) 上述反应结束后，向（3)中的反应蓋中缓慢加入环氧树脂，保温反应广她，反应结 束后，降温冷却，出料后，即可得到含磯含娃聚氨醋型环氧树脂； 其中所添加的各组分之间的重量份数比为：异氯酸醋1(T30,催化剂0. 0广0. 2,反应型 含磯化合物1(T25,有机娃树脂1(T30,环氧树脂3(T60。
[0023] 上述步骤（1)中所述的异氯酸醋为二异氯酸醋和多异氯酸醋，如六亚甲 基-1,6-二异氯酸醋（皿I)、甲苯二异氯酸醋（TDI)、异佛尔丽二异氯酸醋（IPDI)和 4,4'-二苯基甲焼二异氯酸醋（MDI)。
[0024] 上述步骤（I)中所述的催化剂为叔胺类化合物和金属有机化合物，如H己胺、二月 桂酸二下基锡（T-12 )、辛酸亚锡（T-9 )。
[0025] 上述步骤（2)中所述的反应型含磯化合物为分子结构中带有能与异氯酸醋反应的 活性基团的含磯化合物，如1〇-( 2, 5-二轻基苯基)-10-氨-9-氧杂-10-磯杂菲-10-氧化 物（0D0PB)、[ (6-氧-6H-二苯并-(C，e) (1，2)-氧磯杂己环-6-丽）-甲基]-下二酸（孤P)， 1-胺基-1-甲基己基麟酸（AMPA)。
[0026] 上述步骤（3)中所述的有机娃树脂为分子结构中带有能与异氯酸醋反应的活性基 团的有机娃树脂，如 WACKER Silres604、610, Dowcorning233、249。
[0027] 上述步骤（4)中所述的被改性环氧树脂为双酷A型环氧树脂、双酷F型环氧树脂、 邻甲酷酵型环氧树脂、线性酷酵环氧树脂、双环戊二帰型环氧树脂、含蔡环氧树脂、联苯型 环氧树脂、芳香型环氧树脂，如CYD128、CYDCN-100、C肥19化UYDPN-636, W及非W上品种限 定的环氧树脂品种。
[0028] 上述技术方案中，所述的固化剂为高分子酷类、咪哇类、含磯聚醋类组成的复配 物。
[0029] 上述技术方案中，所述的娃微粉为烙融娃微粉、结晶娃微粉、方石英娃微粉中的一 种或者几种的混合物，中位粒径范围为0. 5 U nT50 U m。
[0030] 上述技术方案中，所述的外阻燃剂为氨氧化铅、氨氧化镇、测酸锋、H聚氯胺氯尿 酸盐中的一种或者几种组成的混合物。
[0031] 上述技术方案中，所述的增初剂为甲基丙帰酸甲醋-下二帰-苯己帰H元共聚物 (MBS)、丙帰膳-下二帰-苯己帰H元共聚物（ABS)、丙帰膳改性的ABS (MABS)、聚醜胺树脂 类中的一种或者几种的混合物。
[0032] 上述技术方案中，所述的固化促进剂为咪哇及其衍生物、H苯基麟及其衍生物中 的一种或者几种的混合物。
[0033] 上述技术方案中，所述的颜料为黑色颜料、白色颜料、红色颜料、绿色颜料、蓝色颜 料、黄色颜料中的一种或者几种的混合物，颜料的电导率低。
[0034] 所述的一种中低压母线排封装用环氧粉末还包括百分比含量为0. 19T1%的偶联 剂和抗划伤剂等。
[00巧]所述一种中低压母线排封装用环氧粉末的制备方法，包括W下工作流程： (1) 先将需要粉碎的原料用粉碎机粉碎； (2) 将原材料分别烘烤干燥后，备用； (3) 按照预定的重量称量填料和偶联剂，投入不镑钢混合机中混合均匀； (4) 将剩余材料按量称量，投入混合机中，混合均匀； (5) 将混合后的原料用螺杆挤出机进行烙融混炼挤出，冷却； (6) 将冷却后的物料，粉碎分级，并强力过筛，二次混合，检验包装即得相应的环氧粉 O
[0036] 所述的制备方法，采用娃焼偶联剂、铁酸醋偶联剂、铅铁偶联剂中的一种或者几种 偶联剂的混合物对上述步骤（3 )中的填料进行表面处理。
[0037] 在本发明中，所述采用几种物料中的一种或几种的混合物，其中混合物的混合比 例均为任意配比。
[0038] 为进一步详述本发明的内容，现列举W下实施例进行说明，但W下实施例并不能 限定本发明的保护范围。
[0039] 本发明合成的含磯含娃聚氨醋型环氧树脂所选用的主要原料详述如下： (1) 异氯酸醋： ① 六亚甲基-1，6-二异氯酸醋，简称皿I，烟台万华集团股份有限公司； ② 甲苯二异氯酸醋，简称TDI，烟台万华集团股份有限公司； ③ 异佛尔丽二异氯酸醋，简称IPDI，德国拜耳公司 ④ 4, 4'-二苯基甲焼二异氯酸醋，简称MDI，烟台万华集团股份有限公司。
[0040] 上述物质的分子结构式如下：
【权利要求】
1. 一种中低压母线排封装用环氧粉末，其特征在于：主要是由以下重量份的组分构 成：普通环氧树脂59T30%、含磷含硅聚氨酯型环氧树脂109T40%、固化剂109T25%、硅微粉 20%?35%、外阻燃剂0?15%、增韧剂0. 5%?5%、固化促进剂0. 3%?1. 2%、颜料0.
2. 权利要求1所述的中低压母线排封装用环氧粉末，其特征在于：所述的普通环氧树 脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、邻甲酚醛型环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、 含萘环氧树脂、联苯型环氧树脂、多官能芳香型环氧树脂中的一种或者几种的混合物。
3. 权利要求1所述的中低压母线排封装用环氧粉末，其特征在于：所述的含磷含硅聚 氨酯型环氧树脂的合成方法包括以下步骤：先利用反应型磷化合物和有机硅树脂与异氰酸 酯反应，得到端基为异氰酸根的含磷含硅的聚氨酯预聚物，再利用异氰酸根与环氧树脂的 反应，将预聚物引入到环氧树脂分子链上，即得到同时含磷含硅的聚氨酯型环氧树脂， 具体包括如下步骤： (1) 在氮气保护下，向带有加热装置、搅拌器、温度计可抽真空的反应釜中，加入异氰 酸酯和催化剂，升温至5(T150°C，抽真空除去小分子杂质，搅拌使异氰酸酯和催化剂混合均 匀； (2) 搅拌下，向（1)中制备的混合液中缓慢加入反应型含磷化合物，保温反应l~8h ; (3) 向（2)中制备的反应液中缓慢加入有机娃树脂，保温反应l~8h ; (4) 向（3)中制备的反应液中缓慢加入改性环氧树脂，保温反应l~8h，反应结束后，降 温冷却，出料后，即可得到含磷含硅聚氨酯型环氧树脂； 其中所添加的各组分之间的重量份数比为：异氰酸酯KT30,催化剂0. 01~0. 2,反应型 含磷化合物1(T25,有机硅树脂1(T30,环氧树脂3(T60。
4. 根据权利要求3所述的含磷含硅聚氨酯型环氧树脂，其特征在于：步骤（1)中所选 用的异氰酸酯为二异氰酸酯和多异氰酸酯，如六亚甲基-1，6-二异氰酸酯（HDI)、甲苯二异 氰酸酯（TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯（IH)I)和4, 4' -二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI);步骤 (1)中所选用的催化剂为叔胺类化合物和金属有机化合物，如三乙胺、二月桂酸二丁基锡 (T-12)、辛酸亚锡（T-9);步骤（2)中所选用的反应型含磷化合物为分子结构中带有能与异 氰酸酯反应的活性基团的含磷化合物，如10- (2, 5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷 杂菲-10-氧化物（ODOPB)、[(6-氧-6H-二苯并-(c，e) (1，2)_氧磷杂己环-6-酮）-甲 基]-丁二酸（DDP)，1-胺基-1-甲基乙基膦酸（AMPA);步骤（3)中所选用的有机硅树脂为 分子结构中带有能与异氰酸酯反应的活性基团的有机硅树脂，如WACKER Silres604、610， D〇WC〇rning233、249 ;步骤（4)中所选用的被改性环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型 环氧树脂、邻甲酚醛型环氧树脂、线性酚醛环氧树脂、双环戊二烯型环氧树脂、含萘环氧树 月旨、联苯型环氧树脂、芳香型环氧树脂，如CYD128、CYDCN-100、CNE195LL、YDPN-636,以及非 以上品种限定的环氧树脂品种。
5. 根据权利要求1所述的压母线排封装用环氧粉末，其特征在于：所选用的固化剂为 高分子酚类、咪唑类、含磷聚酯类组成的复配物。
6. 根据权利要求1所述的中低压母线排封装用环氧粉末，其特征在于：所选用的硅微 粉为熔融硅微粉、结晶硅微粉、方石英硅微粉中的一种或者几种的混合物，中位粒径范围为 0. 5 u m~50 u m。
7. 根据权利要求1所述的中低压母线排封装用环氧粉末，其特征在于：所选用的外阻 燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、三聚氰胺氰尿酸盐中的一种或者几种组成的混合物。
8. 根据权利要求1所述的中低压母线排封装用环氧粉末，其特征在于：所选用的增韧 剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物（MBS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共 聚物（ABS)、丙烯腈改性的ABS (MABS)、聚酰胺树脂类中的一种或者几种的混合物。
9. 根据权利要求1所述的中低压母线排封装用环氧粉末，其特征在于：所选用的固化 促进剂为咪唑及其衍生物、三苯基膦及其衍生物中的一种或者几种的混合物。
10. 根据权利要求1所述的中低压母线排封装用环氧粉末，其特征在于：所选用的颜料 为黑色颜料、白色颜料、红色颜料、绿色颜料、蓝色颜料、黄色颜料中的一种或者几种的混合 物，颜料的电导率低。
11. 根据权利要求1所述的中低压母线排封装用环氧粉末，其特征在于：环氧粉末还包 括为0. 1~1重量份的偶联剂和0. 1~1重量份的抗划伤剂。
【文档编号】C08G18/61GK104356602SQ201410704396
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月29日 优先权日:2014年11月29日
【发明者】封其立, 刘连兵, 周佃香, 王宝总, 王松松, 顾华龙 申请人:江苏中鹏新材料股份有限公司