本发明涉及聚氨酯灌封胶技术领域，特别涉及一种低粘度阻燃导热型无溶剂聚氨酯电子灌封胶的制备方法及其使用方法。
背景技术：
电子灌封胶主要用于电子元器件的灌封，在使用之前，电子灌封胶未固化属于液体状，具有流动性，胶液黏度根据产品的材质、性能、生产工艺的不同而有所区别。对电子元器件进行灌封以后，灌封胶完全固化，可以起到防水防潮、防尘、绝缘、导热、保密、防腐蚀、耐温、防震的作用。
电子灌封胶种类非常多，按照树脂原料的类型，主要分为环氧树脂胶灌封胶、有机硅灌封胶和聚氨酯灌封胶。
环氧树脂灌封是指以环氧树脂为主要成份，添加各类功能性助剂，配合合适的固化剂制作的一类环氧树脂液体封装或灌封材料。按其不同组成主要分为两种，一种为单组份环氧灌封胶；一种为双组份环氧灌封胶。按照颜色可分为透明，黑色和乳白色等，按照混合比例，一般有1:1,2:1,3:1及黑色的4:1或5:1等。单组份环氧灌封胶是应用潜伏性环氧固化剂配合成的一种中温或高温固化的一支品种，其固化条件往往需要加温才能固化，其存储条件一般在常温25度以下或冰箱5度左右保存，和双组份环氧树脂灌封胶相比，单组份其耐温性和粘接性方面优于双组份灌封胶，但因为固化条件及保存的局限用得没有双组份那么广泛；双组份灌封胶其主剂和固化剂分开分装及存放，用前须按特定的比例进行混合配比，搅拌均匀后便可进行灌封作业，为其品质更好可在灌封前对胶体进行抽真空处理，脱泡。双组份因其固化剂的不同也分为中高温固化型和常温固化型，也有特殊的其它固化方式，通常为常温固化型双组份环氧树脂，固化后电气性能优越、表面光泽度高，操作简单方便。环氧树脂灌封胶的优点是具有优秀的耐高温性能和电气绝缘能力，操作简单，固化前后都非常稳定，对多种金属基材和多孔基材都有良好的附着力，缺点是抗冷热变化能力弱，受到冷热冲击后容易产生裂缝，导致水汽从裂缝中渗人到电子元器件内，防潮能力差，并且固化后胶体硬度较高较脆，容易拉伤电子元器件，适合灌封常温条件下对环境力学性能没有特殊要求的电子元器件。
有机硅灌封胶是指用硅橡胶制作的一类电子灌封胶，包括单组分有机硅灌封胶和双组分有机硅灌封胶。有机硅灌封胶的产品种类很多，不同种类的有机硅灌封胶在耐温性能、防水性能、绝缘性能、光学性能、对不同材质的粘接附着性能以及软硬度等方面有很大差异。通常情况下，有机硅灌封胶可以加入一些功能性填充物赋予其防震性能、电性能、防水性能、耐高低温性能。工业化应用的有机硅灌封胶以双组份为主，可分为缩合型的和加成性的两类。一般缩合型的对元器件和灌封腔体的粘附力较差，固化过程中会产生挥发性低分子物质，固化后有较明显收缩率。加成型的(又称硅凝胶)收缩率极小、固化过程中没有低分子产生。可以加热快速固化。有机硅灌封胶的有点是抗老化能力强、耐候性好、抗冲击能力优秀；具有优秀的抗冷热变化能力，可在宽广的工作温度范围内使用，能在-60℃～200℃温度范围内保持弹性，不开裂；具有优异的电气性能和绝缘能力，灌封后有效提高内部元件以及线路之间的绝缘,提高电子元器件的使用稳定性；对电子元器件无任何腐蚀性而且固化反应中不产生任何副产物；具有优秀的返修能力，可快捷方便的将密封后的元器件取出修理和更换；具有优秀的导热性能和阻燃能力，有效提高电子元器件的散热能力和安全系数；粘度低，具有良好的流动性，能够渗入到细小的空隙和元器件下面；可室温固化也可加温固化，自排泡性好，使用更方便；固化收缩率小，具有优异的防水性能和抗震能力。缺点是力学性能较差，价格较高，附着力差，适合灌封各种在恶劣环境下工作的电子元器件。
聚氨酯灌封胶又称pu灌封胶，聚氨酯是由聚酯、聚醚和聚双烯烃等低聚物多元醇、小分子二元醇或二元胺扩链剂与二异氰酸酯经过逐步聚合而成，具有优异的力学性能和使用性能。通常情况下，聚氨酯灌封胶为双组份的产品，其中，一个组分由聚合物多元醇、填料和助剂组成，另一个组分为异氰酸酯类的固化剂。使用时将两个组分按照一定比例混合，进行灌封操作。通常情况下，聚氨酯灌封胶对大多数材料具有比较强的粘接性能，特别是pvc，pc等基材的产品，聚氨酯灌封胶的粘接力较强；耐温性，-60℃到150℃之间保持稳定；具有耐高低温冲击性优秀，内应力较小，不脆，不开裂，韧性好，不会对电子元器件造成破坏；具有耐水性优秀，吸水率小；具有非常好的电器绝缘稳定性；灌封速度可以按生产要求任意调整，可不加热或加热固化，减少功耗，非常适合机械灌胶，效率较高；硬度可以调整，可以满足不同的需要；比重小，性价比高，阻燃导热型胶的成本比环氧树脂要低。
基于聚氨酯电子灌封胶优异的性能和较低的价格，逐渐成为电子灌封胶的主流产品，而且逐渐向高性能和功能化发展。目前，高端的聚氨酯灌封胶要求具备高导热、高阻燃和高体积电阻率，通常技术条件下，具备高导热性和高阻燃性的聚氨酯灌封胶，需要在聚合物多元醇组分中加入大量的导热填料和阻燃剂，通常填料的加入量就要达到重量的80％以上，才能达到较好的到热性能，加上阻燃剂，物料的粘度会更大。物料粘度的增加会产生以下问题：其一，大量填料和阻燃剂的加导致物料粘度急剧变大，流动性降低，难以渗入到细小的空隙和元器件下面，导致灌封质量下降；其二，高粘度的物料使得产生的气泡难以排出，导致产品灌封质量下降；其三，大量填料的加入使得物料的抗沉降性降低，产品的稳定性下降，会产生分层的问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种低粘度阻燃导热型无溶剂聚氨酯电子灌封胶的制备方法及其使用方法。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种低粘度阻燃导热型无溶剂聚氨酯电子灌封胶的制备方法，该电子灌封胶包括a组分和b组分，所述a组分通过以下过程制备：按照质量份数计，将蓖麻油100份、阻燃剂5～15份、高导热绝缘复合粉1～5份以及消泡剂0.05～0.3份加入到反应釜中，混合均匀后真空脱水，然后加入催化剂0.05～0.3份，混合均匀得到a组分；其中，阻燃剂为二溴新戊二醇与间苯二酚双(二苯基磷酸酯)混合物；b组分为液化二苯基亚甲基二异氰酸酯。
本发明进一步的改进在于，真空脱水的温度为110～120℃，时间为2h。
本发明进一步的改进在于，阻燃剂为二溴新戊二醇与间苯二酚双(二苯基磷酸酯)质量比为1:3～5的混合物。
本发明进一步的改进在于，高导热绝缘复合粉为纳米碳化硅、纳米碳化铝、纳米碳化硼、纳米氧化锌、纳米氧化铝质量比3:(1～1.5):(1～1.4):(1～1.5):(3～4.5)的混合物。
本发明进一步的改进在于，催化剂为1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯与1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯甲酸盐质量比为1：(1～1.3)的混合物。
本发明进一步的改进在于，消泡剂是消泡剂byk-1790。
一种低粘度阻燃导热型无溶剂聚氨酯电子灌封胶的使用方法，(1)将a组分和b组分混合后在25～30℃、真空度≤-0.1mpa的条件下，搅拌抽真空3～5分钟，得到混合料；
(2)将混合料灌封电子元器件，然后固化后完成灌封。
本发明进一步的改进在于，a组分和b组分的比例由r值决定，r为b组分中-nco与a组分中-oh的摩尔数之比，并且r值为1.0～1.4。
本发明进一步的改进在于，固化是在真空度≤-0.1mpa下进行的。
本发明进一步的改进在于，固化的温度为55～75℃的条件下，固化时间为4～12小时。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
其一，采用聚氨酯原位聚合自阻燃技术，使用了具有阻燃作用的二溴新戊二醇，在物料原位聚合后起到良好的阻燃效果，结合间苯二酚双(二苯基磷酸酯)阻燃剂的协同阻燃作用，最终产品具有良好的阻燃性能；
其二，由于物料中填料的用量少，而且加入了液态的间苯二酚双(二苯基磷酸酯)阻燃剂，使得整个物料的粘度低，流动性好；
其三，采用热敏性催化剂异步催化技术，即采用dub和dbu甲酸盐作为联用催化剂，实现初期的慢催化和后期的快熟化，使得物料初期粘度较小，能够保证产生的气泡顺利排出，后期加速熟化可使生产效率提高；
其四，采用蓖麻油作为聚合物多元醇，它不仅是一种生物质材料，可以降低石化材料的应用，有利于环境保护，而且蓖麻油具有良好的耐低温性能，在外界温度变化时粘度变化很小，在较低的温度下仍能保持良好的流动性，能都实现低温灌封的要求；
其五，本发明采用的生产方法在生产过程中不使用任何溶剂，是一种环保的生产技术，产品中也没有溶剂残留，是一种环保的合成革产品。
其六，本发明采用高导热绝缘复合粉导热技术、聚氨酯原位聚合自阻燃技术、热敏性催化剂异步催化技术制备，制得的低粘度阻燃导热型无溶剂聚氨酯电子灌封胶属于双组份无溶剂聚氨酯电子灌封胶，具有低粘度、高导热、高体积电阻率、高阻燃的特点，粘度小于6000mpa·s，导热系数大于1.85w/mk，体积电阻率大于4.2×1012ω·m，阻燃性能够达到美国fmvss302标准。
进一步的，本发明采用高导热绝缘复合粉导热技术，高导热绝缘复合粉由纳米碳化硅、纳米碳化铝、纳米碳化硼、纳米氧化锌、纳米氧化铝组成，由于其极小的粒径和极高的导热系数，在用量很少的条件下就能形成导热网络，赋予灌封胶良好的导热性能，而且，纳米级粒径的填料抗沉降性能优异，所得产品放置稳定性极好。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不只限于这些例子。
一种低粘度阻燃导热型无溶剂聚氨酯电子灌封胶的制备方法，该电子灌封胶包括a组分和b组分，所述a组分通过以下过程制备：按照质量份数计，将蓖麻油100份、阻燃剂5～15份、高导热绝缘复合粉1～5份以及消泡剂0.05～0.3份加入到反应釜中，混合均匀后升温至110～120℃，进行真空脱水2h，然后降温至30～40℃，加入催化剂0.05～0.3份，混合均匀得到a组分；b组分为液化二苯基亚甲基二异氰酸酯(简称液化mdi)。
所述阻燃剂为二溴新戊二醇(简称dbnpg)与间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(简称rdp)质量比为1:3～5的混合物。
所述高导热绝缘复合粉为纳米碳化硅、纳米碳化铝、纳米碳化硼、纳米氧化锌、纳米氧化铝质量比:3:1～1.5:1～1.4:1～1.5:3～4.5的混合物。
所述催化剂为1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯(简称dbu)与1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯甲酸盐(简称dbu甲酸盐)质量比为1：1～1.3的混合物。
所述消泡剂是德国比克化学公司的消泡剂byk-1790该产品，该消泡剂不含有机硅。
本发明制备的电子灌封胶的使用方法为：
(1)应用时，将a组分和b组分的混合使用，混合的比例由r值(b组分中-nco与a组分中-oh的摩尔数之比)决定，本发明中r值为1.0～1.4；
按照上述比例称量a组分和b组分，混合后升温至25～30℃，在真空度≤-0.1mpa的条件下，搅拌下抽真空3～5分钟，得到混合料。
(2)用混合好的混合料灌封电子元器件后，放入固化箱，在真空度≤-0.1mpa，固化温度55～75℃的条件下，固化4～12小时，即可完成灌封。
实施例1
一种低粘度阻燃导热型无溶剂聚氨酯电子灌封胶的制备方法，该电子灌封胶包括a组分和b组分，所述a组分通过以下过程制备：按照质量份数计，将蓖麻油100份、阻燃剂5份、高导热绝缘复合粉3份以及消泡剂0.1份加入到反应釜中，混合均匀后升温至110℃，进行真空脱水2h，然后降温至30℃，加入催化剂0.05份，混合均匀得到a组分；b组分为液化二苯基亚甲基二异氰酸酯(简称液化mdi)。
其中，所述阻燃剂为二溴新戊二醇(简称dbnpg)与间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(简称rdp)质量比为1:3的混合物。
所述高导热绝缘复合粉为纳米碳化硅、纳米碳化铝、纳米碳化硼、纳米氧化锌、纳米氧化铝质量比3:1:1.4:1.2:3.5的混合物。
所述催化剂为1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯(简称dbu)与1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯甲酸盐(简称dbu甲酸盐)质量比为1：1的混合物。
所述消泡剂是德国比克化学公司的消泡剂byk-1790该产品，该消泡剂不含有机硅。
上述方法制备的电子灌封胶的使用方法为：
(1)应用时，将a组分和b组分的混合使用，混合的比例由r值(b组分中-nco与a组分中-oh的摩尔数之比)决定，本实施例中中r值为1.0；
按照上述比例称量a组分和b组分，混合后升温至25℃，在真空度≤-0.1mpa的条件下，搅拌下抽真空3分钟，得到混合料。
(2)用混合好的混合料灌封电子元器件后，放入固化箱，在真空度≤-0.1mpa，固化温度55℃的条件下，固化12小时，即可完成灌封。
实施例2
一种低粘度阻燃导热型无溶剂聚氨酯电子灌封胶的制备方法，该电子灌封胶包括a组分和b组分，所述a组分通过以下过程制备：按照质量份数计，将蓖麻油100份、阻燃剂10份、高导热绝缘复合粉2份以及消泡剂0.05份加入到反应釜中，混合均匀后升温至115℃，进行真空脱水2h，然后降温至35℃，加入催化剂0.1份，混合均匀得到a组分；b组分为液化二苯基亚甲基二异氰酸酯(简称液化mdi)。
其中，所述阻燃剂为二溴新戊二醇(简称dbnpg)与间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(简称rdp)质量比为1:4的混合物。
所述高导热绝缘复合粉为纳米碳化硅、纳米碳化铝、纳米碳化硼、纳米氧化锌、纳米氧化铝质量比3:1.5:1.2:1:3的混合物。
所述催化剂为1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯(简称dbu)与1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯甲酸盐(简称dbu甲酸盐)质量比为1：1.2的混合物。
所述消泡剂是德国比克化学公司的消泡剂byk-1790该产品，该消泡剂不含有机硅。
上述方法制备的电子灌封胶的使用方法为：
(1)应用时，将a组分和b组分的混合使用，混合的比例由r值(b组分中-nco与a组分中-oh的摩尔数之比)决定，本实施例中中r值为1.2；
按照上述比例称量a组分和b组分，混合后升温至27℃，在真空度≤-0.1mpa的条件下，搅拌下抽真空4分钟，得到混合料。
(2)用混合好的混合料灌封电子元器件后，放入固化箱，在真空度≤-0.1mpa，固化温度60℃的条件下，固化8小时，即可完成灌封。
实施例3
一种低粘度阻燃导热型无溶剂聚氨酯电子灌封胶的制备方法，该电子灌封胶包括a组分和b组分，所述a组分通过以下过程制备：按照质量份数计，将蓖麻油100份、阻燃剂15份、高导热绝缘复合粉1份以及消泡剂0.2份加入到反应釜中，混合均匀后升温至120℃，进行真空脱水2h，然后降温至40℃，加入催化剂0.08份，混合均匀得到a组分；b组分为液化二苯基亚甲基二异氰酸酯(简称液化mdi)。
其中，所述阻燃剂为二溴新戊二醇(简称dbnpg)与间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(简称rdp)质量比为1:5的混合物。
所述高导热绝缘复合粉为纳米碳化硅、纳米碳化铝、纳米碳化硼、纳米氧化锌、纳米氧化铝质量比3:1.2:1:1.5:4.5的混合物。
所述催化剂为1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯(简称dbu)与1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯甲酸盐(简称dbu甲酸盐)质量比为1：1.3的混合物。
所述消泡剂是德国比克化学公司的消泡剂byk-1790该产品，该消泡剂不含有机硅。
上述方法制备的电子灌封胶的使用方法为：
(1)应用时，将a组分和b组分的混合使用，混合的比例由r值(b组分中-nco与a组分中-oh的摩尔数之比)决定，本实施例中中r值为1.4；
按照上述比例称量a组分和b组分，混合后升温至30℃，在真空度≤-0.1mpa的条件下，搅拌下抽真空5分钟，得到混合料。
(2)用混合好的混合料灌封电子元器件后，放入固化箱，在真空度≤-0.1mpa，固化温度75℃的条件下，固化4小时，即可完成灌封。
实施例4
一种低粘度阻燃导热型无溶剂聚氨酯电子灌封胶的制备方法，该电子灌封胶包括a组分和b组分，所述a组分通过以下过程制备：按照质量份数计，将蓖麻油100份、阻燃剂8份、高导热绝缘复合粉5份以及消泡剂0.3份加入到反应釜中，混合均匀后升温至117℃，进行真空脱水2h，然后降温至37℃，加入催化剂0.2份，混合均匀得到a组分；b组分为液化二苯基亚甲基二异氰酸酯(简称液化mdi)。
其中，所述阻燃剂为二溴新戊二醇(简称dbnpg)与间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(简称rdp)质量比为1:3.5的混合物。
所述高导热绝缘复合粉为纳米碳化硅、纳米碳化铝、纳米碳化硼、纳米氧化锌、纳米氧化铝质量比3:1.3:1.3:1.3:4的混合物。
所述催化剂为1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯(简称dbu)与1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯甲酸盐(简称dbu甲酸盐)质量比为1：1.1的混合物。
所述消泡剂是德国比克化学公司的消泡剂byk-1790该产品，该消泡剂不含有机硅。
上述方法制备的电子灌封胶的使用方法为：
(1)应用时，将a组分和b组分的混合使用，混合的比例由r值(b组分中-nco与a组分中-oh的摩尔数之比)决定，本实施例中中r值为1.1；
按照上述比例称量a组分和b组分，混合后升温至25℃，在真空度≤-0.1mpa的条件下，搅拌下抽真空4分钟，得到混合料。
(2)用混合好的混合料灌封电子元器件后，放入固化箱，在真空度≤-0.1mpa，固化温度65℃的条件下，固化10小时，即可完成灌封。
实施例5
一种低粘度阻燃导热型无溶剂聚氨酯电子灌封胶的制备方法，该电子灌封胶包括a组分和b组分，所述a组分通过以下过程制备：按照质量份数计，将蓖麻油100份、阻燃剂12份、高导热绝缘复合粉4份以及消泡剂0.07份加入到反应釜中，混合均匀后升温至112℃，进行真空脱水2h，然后降温至32℃，加入催化剂0.3份，混合均匀得到a组分；b组分为液化二苯基亚甲基二异氰酸酯(简称液化mdi)。
其中，所述阻燃剂为二溴新戊二醇(简称dbnpg)与间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(简称rdp)质量比为1:4.5的混合物。
所述高导热绝缘复合粉为纳米碳化硅、纳米碳化铝、纳米碳化硼、纳米氧化锌、纳米氧化铝质量比3:1.1:1.4:1:4的混合物。
所述催化剂为1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯(简称dbu)与1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯甲酸盐(简称dbu甲酸盐)质量比为1：1.3的混合物。
所述消泡剂是德国比克化学公司的消泡剂byk-1790该产品，该消泡剂不含有机硅。
上述方法制备的电子灌封胶的使用方法为：
(1)应用时，将a组分和b组分的混合使用，混合的比例由r值(b组分中-nco与a组分中-oh的摩尔数之比)决定，本实施例中中r值为1.0；
按照上述比例称量a组分和b组分，混合后升温至30℃，在真空度≤-0.1mpa的条件下，搅拌下抽真空4分钟，得到混合料。
(2)用混合好的混合料灌封电子元器件后，放入固化箱，在真空度≤-0.1mpa，固化温度60℃的条件下，固化7小时，即可完成灌封。
本发明制备的低粘度阻燃导热型无溶剂聚氨酯电子灌封胶属于双组份无溶剂聚氨酯电子灌封胶，采用高导热绝缘复合粉导热技术、聚氨酯原位聚合自阻燃技术、热敏性催化剂异步催化技术制备，具有低粘度、高导热、高体积电阻率、高阻燃的特点，粘度小于6000mpa·s，导热系数大于1.85w/mk，体积电阻率大于4.2×1012ω·m，阻燃性能够达到美国fmvss302标准。
采用的聚合物多元醇为蓖麻油，它不仅是一种生物质材料，可以降低石化材料的应用，有利于环境保护，而且蓖麻油具有良好的耐低温性能，在外界温度变化时粘度变化很小，在较低的温度下仍能保持良好的流动性，能都实现低温灌封的要求。
本发明采用的制备技术不使用任何溶剂，是一种环保的制备，产品中也没有溶剂残留，是一种环保的合成革产品。