一种UV-热双重固化有机硅胶黏剂及其制备方法与流程

本发明属于胶黏剂，具体涉及一种uv-热双重固化有机硅胶黏剂及其制备方法。

背景技术：

1、电子产品占据着我们生活的方方面面，随着科技的发展和社会的进步，人们对电子消费产品需求日益增长，使得电子消费产品的更新换代和升级加快。胶黏剂是电子产品的重要组成部分，是制约着电子产品性能好坏的关键因素。

2、cn 110527485 a公开了一种热固化有机硅胶黏剂的制备方法，步骤为：将端乙烯基硅油和环氧树脂类化合物依次加入混合釜中搅拌，然后加入铂催化剂搅拌，得到组分a；将苯基含氢硅油、增韧剂依次加入混合釜中搅拌，然后加入含氟化合物搅拌，得到组分b；将组分a和组分b混合后固化，即制得热固化有机硅胶黏剂。cn 112795368 a公开了一种uv型有机硅胶黏剂，所述uv型有机硅胶黏剂以重量份数计包括乙烯基硅油20-70份、乙烯基硅树脂1-25份、含氢硅油15-60份、含氢硅树脂0.1-10份、促进剂0.01-15份和增粘剂0.5-10份；所述uv型有机硅胶黏剂还包括催化剂，所述催化剂的浓度为2-1000ppm。通常热固化胶黏剂不能在精密电子部件组装时做到快速定位；由于填料对紫外光的阻挡作用，导致一般的紫外光固化导电胶不容易固化完全，尤其是深层较难固化。因此，uv光固化胶黏剂或者热固性胶黏剂，难于满足目前电子产品结构设计多样性的需求。目前光/热双重固化体系结合越来越被重视，但是相关产品仍然存在耐老化、防开裂性能差等的问题，直接影响电子产品性能。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种uv-热双重固化有机硅胶黏剂，具有耐老化、防开裂性的优点，所述胶黏剂的制备方法简单，便于推广和使用。

2、为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、本发明第一方面提供了一种uv-热双重固化有机硅胶黏剂，以重量份计，包括以下组分：端乙烯基甲基苯基聚硅氧烷40～60份、环氧树脂10～20份、活性单体10～15份、硅烷偶联剂1～3份、双功能引发剂15～25份和改性玻璃纤维5～15份。

4、为了提高胶黏剂的压剪强度，所述环氧树脂为环氧树脂e-51，所述环氧树脂e-51与端乙烯基甲基苯基聚硅氧烷的重量比为1:3～4。环氧树脂e-51购自廊坊悦德环保科技有限公司。端乙烯基甲基苯基聚硅氧烷购自麦卡希试剂，货号m077689，粘度：300-600cst。

5、申请人发现环氧树脂e-51与端乙烯基甲基苯基聚硅氧烷复配，并且在合适的重量比下，两者具有较高的相溶性，与其余组分可以充分反应，制得环氧有机硅胶黏剂的综合性能优异。

6、在一种优选的实施方式中，所述活性单体包括甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸苄基酯、丙烯酸月桂酯中的一种或多种。

7、进一步优选的，所述活性单体为甲基丙烯酸羟乙酯。

8、在一种优选的实施方式中，所述硅烷偶联剂选自硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570、硅烷偶联剂kh-590、硅烷偶联剂kh-792中一种或多种。

9、优选的，所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂kh560。购自南京品宁偶联剂有限公司。

10、本发明通过加入硅烷偶联剂可以提高胶黏剂的剪切强度。通过选用硅烷偶联剂kh560，其亲有机基团能与环氧树脂和端乙烯基甲基苯基聚硅氧烷反应，另一端亲无机基团可迁移到粘接表面，提高了胶黏剂的胶接强度，同时kh-560在本体系中形成过渡相，改善了体系中各组分的相溶性从而使胶黏剂的剪切强度提高。

11、在一种优选的实施方式中，所述双功能引发剂的制备方法为：

12、(1)将5-氯水杨醛和乙二醛水溶液溶解在二氯甲烷中，将醋酸铵溶解在乙醇中，再将上述两种溶液混合，20～30℃搅拌10～15h后，静置10～15h；旋蒸除去二氯甲烷，将滤液倒入水中，有固体a析出，依次过滤、清洗、重结晶，减压干燥，得到2-咪唑基-4-氯苯酚；其中，5-氯水杨醛和乙二醛重量比为1：1～3；

13、(2)将4-巯基苯乙酸、n-羟基磺酸琥珀酰亚胺、2-(7-氮杂苯并三氮唑)-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸酯溶解于四氢呋喃中，加入3-氨基二苯甲酮，20～30℃反应10～15h；旋蒸除去四氢呋喃，清洗后得到固体b；其中4-巯基苯乙酸与3-氨基二苯甲酮的重量比为0.5～0.8:1；

14、(3)将步骤(2)的固体b溶解于乙醇中，加入2-咪唑基-4-氯苯酚和无水碳酸钾，固体b与2-咪唑基-4-氯苯酚的重量比为3～2:1，搅拌回流，反应10～15h，得到双功能引发剂。

15、为了提高光固化和热固化效果，进一步优选的，所述双功能引发剂的制备方法为：

16、(1)将1.7g 5-氯水杨醛和3g乙二醛(36wt％水溶液)溶解在25ml二氯甲烷中，将11g醋酸铵溶解在20ml乙醇中，混合，30℃搅拌10h后，静置12h；旋蒸除去二氯甲烷，将滤液倒入水中，有固体a析出，过滤，依次经过水、石油醚清洗，将固体a利用乙醇和水体积比为1:1的混合溶液重结晶2次，60℃下减压干燥10h，得到2-咪唑基-4-氯苯酚；

17、(2)将0.60g 4-巯基苯乙酸、0.5g n-羟基磺酸琥珀酰亚胺、0.5g 2-(7-氮杂苯并三氮唑)-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸酯溶解于30ml四氢呋喃中，加入0.9g 3-氨基二苯甲酮，30℃反应10h；旋蒸除去四氢呋喃，用水清洗固体，得到固体b；

18、(3)将3.5g固体b溶解于乙醇中，加入1.7g 2-咪唑基-4-氯苯酚和4g无水碳酸钾，搅拌回流，反应10h，得到双功能引发剂。

19、为了提高胶黏剂的防开裂性能，在一种优选的实施方式中，所述双功能引发剂与活性单体的重量比为1～2:1。

20、本发明提供了一种双功能引发剂，可以同时实现自我固化和热固化的作用。本发明双功能引发剂中在收到紫外光照射后，二苯甲酮基团吸收光子获得足够的能量进入激发态，生成自由基，引发紫外光固化反应。在紫外固化的时候，自由基反应放出的热量使一部分环氧基团先进行了热固化，同时所述双功能引发剂中含有碳硫键，通过紫外光刺激碳硫键断裂，生成活性自由基，同活性单体一起与双功能引发剂中的二苯甲酮基团作用引发含树脂的聚合。本发明通过双引发剂与活性单体的协同作用，能够实现较深的热固化程度，达到非常优异的热固化效果。发明人发现本发明的制备方法得到的双功能引发剂的性能优越，紫外固化和光固化效果佳，尤其是当所述双功能引发剂与活性单体的重量比为1～2:1时，两者发挥协同增效的作用，可以是胶黏剂快速胶黏聚合，可显著提高胶黏剂的防老化，防开裂性能。

21、在一种优选的实施方式中，所述改性玻璃纤维的制备方法为：将硅烷偶联剂kh550溶于水，得到偶联剂水解液，将玻璃纤维放入偶联剂水解液中，35～40℃反应5～7h，清洗、干燥，得到改性玻璃纤维。

22、在一种优选的实施方式中所述硅烷偶联剂kh550、水和玻璃纤维的重量比为(0.6～0.8):1:(1.2～1.5)。

23、为了优化改性玻璃纤维的固化网络结构，优选的，所述硅烷偶联剂kh550、水和玻璃纤维的重量比为0.7:1:1.4。

24、本发明提供了一种改性玻璃纤维，通过硅烷偶联剂kh550对玻璃纤维表面进行改性，使玻璃纤维表面的支链上氨基和环氧基等基团和其余组分中的特定的基团具有较强的反应能力，与环氧树脂与端乙烯基甲基苯基聚硅氧烷形成更加牢固的有机无机固化网络，从而防止开裂，耐老化性能显著提升。

25、为了提高胶黏剂的综合性能，优选的，以重量份计，包括以下组分：端乙烯基甲基苯基聚硅氧烷55份、环氧树脂15份、活性单体13份、硅烷偶联剂2份、双功能引发剂22份和改性玻璃纤维12份。

26、本发明还提供了所述的一种uv-热双重固化有机硅胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：

27、(1)将环氧树脂、端乙烯基甲基苯基聚硅氧烷、双功能引发剂、活性单体、混合，搅拌2～5小时，得混合物a；

28、(2)向混合物a中依次加入改性玻璃纤维、硅烷偶联剂，搅拌4～6小时，减压脱去气泡，得到一种uv-热双重固化有机硅胶黏剂。

29、与现有技术相比，本发明的优点和有益效果为：

30、1.本发明提供了一种uv-热双重固化有机硅胶黏剂，通过特定组分各组分之间通过复配，协同发挥作用，制备的胶黏剂与基材黏结效果好，具有优异的耐老化和防开裂性能，导电性好。

31、2.本发明胶黏剂的组分中加入硅烷偶联剂可以提高胶黏剂的剪切强度。通过选用硅烷偶联剂kh560，改善了体系中各组分的相溶性从而使胶黏剂的剪切强度提高。

32、3.本发明提供了一种改性玻璃纤维，通过硅烷偶联剂kh550对玻璃纤维表面进行改性，形成更加牢固的有机无机固化网络，从而防止开裂，耐老化能显著提升。

33、4.本发明提供了一种双功能引发剂，可以同时实现自我固化和热固化的作用。本发明通过双引发剂与活性单体的协同作用，能够实现较深的热固化程度，达到非常优异的热固化效果，提高胶黏剂的防老化，防开裂性能。

34、5.本发明的制备方法简单，通过将各原料分批次混合搅拌反应，充分实现各组分之间的结合，使胶黏剂达到最佳的效果，便于推广和应用。