本发明涉及单组份密封胶技术领域，具体为一种低温快速固化单组份密封胶。
背景技术：
环氧树脂粘接胶由于没有挥发性溶剂、粘接力强、综合性能好，因而是应用范围最广泛的胶粘剂品种之一。常用环氧树脂胶粘剂为双组分或多组分，使用前需按一定配制，不但给施工带来麻烦而且由于胶粘剂各组分粘度高不易充分混合，固化后产物的性能会大打折扣。近十几年来单组分环氧树脂胶粘剂发展很快，广泛应用于机械、汽车、电子等工业。
目前已有的单组分环氧树脂胶粘剂在电子元器件应用过程中，存在以下问题：
一、大多固化温度较高，在150℃以上，固化时间也较长，在0.5小时以上。
二、在实际应用中很多被粘元器件中往往含有不耐100℃以上的材料，而且自动生产线往往需要所用粘接胶能在几分钟固化，在固化过程中，收缩率高，导致在元器件在黏结生产过程中，固化前需要较多体积的密封胶，不仅成本高，而且工艺复杂，制作出来的电子元器件的精度不高且误差大。
二、环氧树脂固化物主要缺点是质脆、冲击强度低，容易产生应力开裂，从而影响制品的质量。
技术实现要素：
本发明的一个目的是要提供一种低温快速固化单组份密封胶，以至少解决现有技术存在的部分缺陷。
本发明一个进一步地目的是提供一种低温固化快、收缩率低的低温快速固化单组份密封胶。
特别地，本发明提供了一种低温快速固化单组份密封胶，按质量份数计，所述密封胶至少包括以下组分：
环氧树脂40-60份、增韧剂40-60份、固化剂40-60份、固体填料10-15份、消泡剂0.5-3份、流平助剂0.5-3份。
优选地，固体填料为绝缘固体填料和导电固体填料的混合物。
优选地，绝缘固体填料为球形硅微粉、球形氧化铝或者空心玻璃微球。
优选地，导电固体填料为石墨烯。
优选地，绝缘固体填料与导电固体填料的质量比为：1～2:1。
优选地，绝缘固体填料与导电固体填料的质量比为：1:1。
优选地，增韧剂为聚硫橡胶。
优选地，环氧树脂为双酚a环氧树脂、双酚f环氧树脂、酚醛环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂中的一种或几种混合。
优选地，固化剂为路易斯酸络合物、双氰胺、有机酸酰肼、二氨基马来腈、多铵盐中的至少一种。
优选地，消泡剂为聚氧乙烯甘油醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧乙烯聚氧丙烯单丁基醚、聚二甲基硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷中的至少一种。
本发明提供的低温快速固化单组份密封胶，与现有技术中的低温快速固化单组份密封胶相比具有以下有益效果：
一、密封胶的断裂伸长率相对较高，说明其韧性强，由于组分中的增韧剂和石墨烯的共同作用。
二、固化时间短，由于固化剂作为巯基与环氧基反应的催化剂，使其在常温下具有良好的保存性，一旦加热，固化剂的活性胺就暴露出来立刻催化巯基与环氧基反应。
三、体积电阻率相对较高，说明密封胶保证了一定的导电性，石墨烯具有较高的导电性。
四、体积收缩率低，一方面由于绝缘固体填料为无机硬质材料，在密封胶中不与其他组分进行反应，在固化过程中，可以大大降低密封胶固化后的体积收缩率；另一方面，石墨烯由于是无机材料，在一定程度上与绝缘固体填料共同作用减小体积收缩率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一方面提供了一种低温快速固化单组份密封胶，该密封胶主要用于电气元器件的密封和胶粘，在现有技术中，单组份密封胶的固化时间长，体积收缩率高，因此本发明提供了一种固化时间短、体积收缩率低的密封胶，用于密封和胶粘电气元器件。具体地，按质量份数计，密封胶至少包括以下组分：环氧树脂40-60份、增韧剂40-60份、固化剂40-60份、固体填料10-15份、消泡剂0.5-3份、流平助剂0.5-3份、色膏0.5-3份。
环氧树脂为双酚a环氧树脂、双酚f环氧树脂、酚醛环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂中的一种或几种混合。本发明中，环氧树脂为至少含有两个反应环氧基团的树脂化合物。由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂。一般情况下，对于电子元器件的密封和胶粘，一般都是一次性成型，无需反复使用，因此使用热固性材料。
为了增加环氧树脂的韧性，添加增韧剂，本发明中使用的增韧剂为聚硫橡胶，聚硫橡胶和环氧树脂的相容性好，两端带有巯基官能团可以参与环氧树脂的交联反应，液态聚硫橡胶不仅提高了环氧树脂的柔软性、耐冲击性、其耐水粘接性、耐振动粘接性、耐候性、尺寸稳定性等诸特性亦有较大提高。
但聚硫橡胶上的巯基反应性非常弱，单独和环氧树脂混合后即使加热也很难发生反应，通常需要加入固化促进剂，如路易斯酸络合物、双氰胺、脂肪胺加成物、有机酸酰肼、二氨基马来腈或多铵盐固化剂等，在加热状态下才对它都有显著的催化作用。固化剂作为巯基与环氧基反应的催化剂，使其在常温下具有良好的保存性，一旦加热，固化剂的活性胺就暴露出来立刻催化巯基与环氧基反应。
由于单组份密封胶在固化后收缩率较高，即，固化后要达到密封标准，需要在固化前填充较多的单组份密封胶，以防止密封胶收缩后，达不到密封效果。为了减小收缩率，本发明提供的单组份密封胶，加入了固体填料，用于减小密封胶固化后的收缩率。
具体地，固体填料为绝缘固体填料和导电固体填料的混合物。因为在电子元器件密封的过程中，在元器件之间的连接处，要保障导电性，才可以保证电子元器件的。
进一步地，绝缘固体填料为球形硅微粉、球形氧化铝或者空心玻璃微球，绝缘固体填料为无机硬质材料，在密封胶中不与其他组分进行反应，在固化过程中，可以大大降低密封胶固化后的体积收缩率。
优选地，绝缘固体填料采用空心玻璃微珠，空心玻璃微珠的粒径为5～15μm，其中，空心玻璃微珠的粒径可以但不限于选择5μm、7μm、10μm、12μm和15μm。采用上述空心玻璃微珠，不仅可以大大降低密封胶固化后的体积收缩率，而且减小了密封胶密封后的电子元器件的重量。
导电固体填料为石墨烯，石墨烯具有良好的韧性，可以弯曲，还具有良好的热传导性和导电性，结构稳定。石墨烯与增韧剂共同作用增加密封胶的韧性，且石墨烯能保证密封胶的导电性，进一步地，石墨烯由于是无机材料，在一定程度上与绝缘固体填料共同作用减小体积收缩率。
绝缘固体填料与导电固体填料的质量比为：1～2:1，采用上述比例，既可以保证密封胶的收缩率，又可以保证密封胶的导电性。在优选实施例中，绝缘固体填料与导电固体填料的质量比为：1:1。
环氧树脂由于粘度较大，脱泡比较困难，因此在制作密封胶的过程中需要加入消泡剂。消泡剂选自聚氧乙烯甘油醚、聚氧丙烯甘油醚、、聚二甲基硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷中的至少一种。
流平助剂在动态或者静态条件下，能够降低表面张力，增加润湿性能，提高流平效果的助剂。如果流平不良，将导致桔皮、缩孔、刷痕等等涂膜缺陷。在本发明中，使用的流平助剂为有机硅类或丙烯酸酯类。
下表中，详细阐述了每个实施例中每种组分的用量，且对密封胶的性能进行了测试，其主要表征的性能为固化时间、固化前后的体积收缩率、断裂伸长率和体积电阻率。固化时间为在100℃下，密封胶的固化时间。体积收缩率为固化前后密封胶的体积变化率。使用断裂伸长率表征密封胶的韧性。断裂伸长率和体积电阻率表征时，厚度都是1mm。
表1为各个实施例和对比例中的组份用量表
表2为各个实施例和对比例得到的密封胶的性能表征表
根据上表2中的结果分析可知，实施例1至3中均加了增韧剂、固化剂和固体填料，上述三个实施例中，固化时间、固化前后的体积收缩率、断裂伸长率和体积电阻率综合性能优异，该单组份密封胶完全可以满足电子元器件的密封。
本发明提供的低温快速固化单组份密封胶，其综合性能优异，具体地，密封胶的断裂伸长率相对较高，说明其韧性强，由于组分中的增韧剂和石墨烯的共同作用。固化时间短由于固化剂作为巯基与环氧基反应的催化剂，使其在常温下具有良好的保存性，一旦加热，固化剂的活性胺就暴露出来立刻催化巯基与环氧基反应。体积电阻率相对较高，说明密封胶保证了一定的导电性，石墨烯具有较高的导电性。体积收缩率低，一方面由于绝缘固体填料为无机硬质材料，在密封胶中不与其他组分进行反应，在固化过程中，可以大大降低密封胶固化后的体积收缩率；另一方面，石墨烯由于是无机材料，在一定程度上与绝缘固体填料共同作用减小体积收缩率。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。