导热聚氨酯灌封胶的研制
一种单组份耐高温聚氨酯密封胶的研制

山 东 化 工 SHANDONGCHEMICALINDUSTRY 2019年第 48卷
一种单组份耐高温聚氨酯密封胶的研制
艾 飞
(上海氢尚新能源科技有限公司,上海 201108)
摘要:本文研制了一种能短时间承受 200℃高温的单组份聚氨酯密封胶,用于汽车生产电泳前的密封操作。在配方中设计了双重固化体 系,可以在常温下湿固化,还能在高温下固化;避免了密封胶高温降解失效。 关键词:单组份;聚氨酯;密封胶;耐高温 中图分类号:TQ433.4+32 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2019)13-0028-02
DevelopmentofA One-ComponentHigh-TemperatureResistant PolyurethaneSealant
AiFei
(ShanghaiHysunTech.Co.,Ltd.,Shanghai 201108,China)
Abstract:Inthispaper,aone-componentpolyurethanesealantcapableofwithstandingahightemperatureofabout200℃ fora shorttimewasdevelopedforthesealingoperationofautomobilesbeforeelectrophoresis.Particularly,adouble-curingsystemwas designedthat,excepthigh-temperaturecuring,itcanbealsowet-curedatroom temperature,andthusthehigh-temperature degradationofthesealantcanbeavoided. Keywords:singlecomponent;polyurethane;sealant;high-temperatureresistance
动力电池包工艺系列——导热灌封胶(环氧树脂胶、硅橡胶、聚氨酯)

动力电池包工艺系列——导热灌封胶(环氧树脂胶、硅橡胶、聚氨酯)动力电池模组内部,传热、减震、密封、焊点保护等等,应用胶的地方不止一两处,今天从导热灌封胶的角度,整理环氧树脂胶、硅橡胶、聚氨酯三种主要基材对应的导热胶性质和工艺方法。
1 本征导热和填料导热将导热填料填充在高分子材料基体中制成导热胶粘剂,其导热性能主要取决于填料的种类,还与填料在基体中的分布等有关。
因此,填料的用量、粒径、表面处理等均将影响环氧树脂导热胶粘剂的导热性能。
当填料可以均匀分布在环氧树脂基体中并且可以使填料在合适的用量下形成导热通路时,导热性能最佳。
通常粒径越大,越容易形成导热通路,导热性能就越好。
对于填充型导热胶粘剂,界面是热阻形成的主要原因,通过对填料表面进行改性,增强界面作用力,可以在一定程度上提高导热性能。
本征型导热胶粘剂不使用导热填料,仅仅依靠聚合物在成型加工过程中通过改变分子链结构,进而改变结晶度,从而增强导热性能。
高聚物由于相对分子质量的多分散性,很难形成完整的晶格。
目前,通过化学合成法制备的具有高热导率的结构聚合物主要有聚苯胺、聚乙炔、聚吡咯等,它们主要依靠分子内共轭Ⅱ键进行电子导热,这类材料通常也具有优良的导电性能. 本征型导热胶粘剂由于生产工艺过于复杂、可实施性差,而不为人们所选择。
填充型导热胶粘剂通过控制填料在基体中的分布,形成连续的导热网络,进而增强胶粘剂的导热性能。
常用的导热填料有金属材料(Fe、Mg、Al、Cu、Ag)、碳基材料( 碳纳米管、石墨烯、石墨)、氧化物(Al2O3、ZnO、BeO、SiO2)、氮化物(AlN、BN、Si3N4)。
其中金属材料与碳基材料多为非绝缘材料,金属氧化物、氮化物多为绝缘材料。
作为导热填料,应该具备以下基本要求:高导热系数、不与聚合物基体发生反应、化学和热稳定性良好等。
导热填料与聚合物形成的复合材料导热性能的好坏取决于填料本身的导热率、填料在基体树脂中的填充情况、填料与基体之间的相互作用。
高导热高阻燃聚氨酯灌封胶的制备与性能研究

高导热高阻燃聚氨酯灌封胶的制备与性能研究李萍;颜启明;从赫雷【期刊名称】《中国胶粘剂》【年(卷),期】2024(33)3【摘要】以正己基三甲氧基硅烷(HTTS)为表面活化剂制备了改性氧化铝和改性聚磷酸铵,以提高氧化铝和聚磷酸铵在聚合物基质中的分散性。
在此基础上,以聚丙二醇、蓖麻油为羟基组分,改性氧化铝为导热填料,改性聚磷酸铵为阻燃剂,多亚甲基多苯基异氰酸酯为固化剂,再加上催化剂、消泡剂和分子筛,制备得到了双组分聚氨酯灌封胶。
研究了HTTS、R值、导热填料和阻燃剂的添加量对聚氨酯灌封胶性能的影响规律。
研究结果表明:当HTTS的添加量分别为2.0%和2.5%时,改性氧化铝和改性聚磷酸铵的活化效果较好;当R值1.15时,聚氨酯灌封胶的拉伸强度为2.76 MPa,断裂伸长率为254%;当改性氧化铝和改性聚磷酸铵的添加量分别为70%和8%时,聚氨酯灌封胶的导热系数为2.11 W/(m·K),阻燃级别达到UL-94 V0级,极限氧指数为28.5%。
此外,所制备的聚氨酯灌封胶具有优异的稳定性,在50℃下储存30 d,A组分和B组分的旋转黏度分别在18~26 Pa·s和400~700 mPa·s的合理范围内波动。
最后,所制备的聚氨酯灌封胶的体积电阻率为5.1×10^(13)Ω·cm,吸水率为0.21%,凝胶时间为49 min,邵D硬度为52,固化后胶体表面平整,无气泡,说明该灌封胶的性能可以满足电子灌封领域的要求。
【总页数】7页(P38-44)【作者】李萍;颜启明;从赫雷【作者单位】河南工学院电缆工程学院;闽都创新实验室(中国福建光电信息科学与技术创新实验室);康达新材料(集团)股份有限公司【正文语种】中文【中图分类】TQ437【相关文献】1.高导热耐高温型环氧灌封胶的制备与性能2.高导热阻燃有机硅灌封胶的制备3.导热阻燃型有机硅灌封胶的制备与性能研究4.高导热低黏度新能源汽车用灌封胶的制备及性能研究5.阻燃高导热环氧灌封胶的制备与性能研究因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
聚氨酯弹性体参考配方(三)

碳化二胺改性 MDI(NCO 含量为 28.75%) 63.8
备注
电器灌封胶配方 原料
重量份数
备注
预聚体(NCO 为 8.9%) 碳化二亚胺改性 MDI(NCO 为 28.75%) 端羟基聚丁二烯醚(数均分子量 2800,羟 基含量为 0.83 毫克当量/克) 三羟甲基丙烷 二月桂酸二丁基锡 物性 180 度剥离强度,公斤/寸 常温 50℃×5 分三氯甲烷浸渍后 硬度,邵氏 A 电气特性(体积电阻),欧姆一厘米 常温 耐水处理后(60℃,86%相对湿度,250 小 时) 热水处理后(105℃×500 小时) 耐药品性(体积变化率,%) 三氯甲烷(50℃,5 ㎜) 热水(100℃,72 小时) 二甲基甲酰胺(23℃×500 小时) 5%氨水(23℃×500 小时) 3%硼酸乙二醇溶液(23℃×500 小时)
70 9.4 150.3
3.5 0.01
15 11 53
1.0×10^15 7.0×10^14
9.0×10^14
23 0 17 0 0
4.聚氨酯电气灌封胶 (1)聚氨酯电气灌封胶配方 预聚体配方 原料 聚氧化丙烯二元醇(分子量 2000) 碳化二亚胺改性 MDI(NCO 为 28.75%)
பைடு நூலகம்
重量份数 100 66.8
备注
制备方法 上述反应物在氮气保护下,于 40℃反应 3 小时,即得预聚体,NCO 含量为 9.0%
(2)灌封胶配方和性能 原料 预聚体(NCO 为 9.0%) 三羟甲基丙烷 二月桂酸二丁基锡 物性 180 度剥离强度,公斤/英寸 50℃×5 分三氯甲烷浸渍后 180℃剥离强 度,公斤/英寸 硬度,邵氏 A 电气特性(体积电阻),欧姆一厘米 常温 耐水处理后(60℃,86%相对湿度,250 小 时) 热水处理后(105℃×500 小时) 耐药品性(体积变化率,%) 三氯甲烷(50℃,5 ㎜ 热水(100℃,72 小时) 二甲基甲酰胺(23℃×500 小时) 5%氨水(23℃×500 小时) 3%硼酸乙二醇溶液(23℃,500 小时)
一种聚氨酯灌封胶及其制备方法

一种聚氨酯灌封胶及其制备方法
聚氨酯灌封胶是一种具有良好密封性能和耐候性能的密封胶材料,其制备方法如下:
材料准备:
1. 聚氨酯前体:聚醚多醇、聚酯多醇和异氰酸酯等。
2. 催化剂:有机锡化合物等。
3. 其他辅助剂:防腐剂、增塑剂等。
制备步骤:
1. 将聚醚多醇、聚酯多醇和异氰酸酯按一定配比混合在一起,充分搅拌。
2. 在混合物中加入适量的催化剂,继续搅拌以促进反应。
3. 添加其他辅助剂,如防腐剂和增塑剂,继续搅拌并保持反应体系均匀。
4. 将反应混合液倒入模具中,并放置在恒温条件下进行固化反应。
5. 固化反应后,取出固化的聚氨酯灌封胶。
值得注意的是,制备聚氨酯灌封胶的具体步骤和条件可能会因不同厂家或生产要求而有所不同,上述步骤仅供参考。
在实际生产中,需要根据具体情况进行调整和优化。
聚氨酯灌封胶的研究现状概述

聚氨酯灌封胶的研究现状概述杨兴兵(九江杜威橡胶科技有限公司㊀江西九江332700)摘㊀要:对近年来聚氨酯灌封胶研究的基本情况进行了简述,重点介绍了各种异氰酸酯组分与端羟基聚丁二烯㊁聚醚多元醇㊁聚酯多元醇㊁蓖麻油等低聚物多元醇制备聚氨酯灌封胶的研究情况,同时总结了聚氨酯灌封胶的导热性和阻燃性研究进展,最后对聚氨酯灌封胶前景作了展望㊂关键词:灌封胶;聚氨酯;导热;阻燃;多元醇中图分类号:TQ323 8㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1005-1902(2021)02-0045-04㊀㊀聚氨酯(PU)材料具有优异的力学性能和加工性能,防腐防水,绝缘性㊁弹性和粘接性好,浇注成型方便,广泛用于密封胶㊁灌封胶等领域[1]㊂灌封胶大量用于电子电器领域,主要对电子元器件起密封和保护作用,这就要求其流动性好,固化后具备良好的力学性能㊁粘接性能㊁防水性能㊁阻燃性能及电绝缘性能,同时不能腐蚀电子线路板的元器件㊂随着电子工业的发展,电子设备内部元器件尺寸减小,内部工作环境温度不断上升,因此灌封胶的导热也成为研究的热点[2]㊂目前市场上广泛使用的灌封胶有环氧树脂㊁有机硅和聚氨酯3类灌封胶㊂袁振[3]详细对比了三者的性能差异,总体而言,有机硅灌封胶粘接性略差,但黏度可调控,耐老化,耐高温;环氧树脂灌封胶粘接力强,固化物硬度大,力学性能最好;聚氨酯灌封胶对橡胶㊁金属和塑料均有很好的粘接性能,固化物强度适中,弹性好,耐水;同时聚氨酯灌封胶克服了环氧灌封胶的脆性和有机硅灌封胶粘接性差的缺点,且成本略低㊂聚氨酯灌封胶已在工业生产中应用多年,2001年李三军[4]对聚氨酯灌封胶的技术发展进行了详细介绍㊂本文主要针对近年来聚氨酯灌封胶的发展进行总结分析,详细介绍了异氰酸酯和低聚物多元醇制备聚氨酯灌封胶的研究情况及聚氨酯灌封胶的导热性和阻燃性改善情况㊂1㊀聚氨酯灌封胶的基本情况聚氨酯灌封胶实际上是聚氨酯弹性体的一种,可用预聚法[4]和一步法生产㊂预聚法是首先将异氰酸酯与低聚物多元醇进行预聚反应得到预聚体,然后用含羟基或氨基的固化剂进行固化㊂该工艺生产的灌封胶产品性能较好,广泛用于聚氨酯灌封胶的实际生产㊂一步法是以异氰酸酯原料作为B组分,将含羟基(有时含氨基)的原料及填料等助剂的混合物作为A组分,使用时将A㊁B组分混合后固化㊂聚氨酯灌封胶主要由含羟基的基础物料和异氰酸酯及填料㊁扩链剂㊁光稳定剂㊁抗氧剂㊁催化剂㊁流平剂㊁消泡剂㊁分散剂和增塑剂等助剂[5]组成,通常将填料分别放入A㊁B组分,其他助剂多与含羟基的组分混合㊂使用时将两组分通过设备混合后注入元器件进行灌封,混合胶液在元器件内流动后固化㊂不同产品对聚氨酯灌封胶的黏度㊁凝固时间均有一定要求,例如体积较大㊁内部结构较复杂的元器件需要聚氨酯灌封胶使用时流动性好[6],且要求固化时间略长,便于其完全充填元器件的各个角落㊂聚氨酯灌封胶市场较为成熟,国内上海汉司实业有限公司㊁广州贝特新材料有限公司㊁济南北方泰和新材料有限公司等大量企业均有众多产品销售㊂但高端产品市场仍然基本上被外企垄断,如明尼苏达矿务及制造业公司(3M)㊁奥斯邦(苏州)有限公司㊁德国汉高集团等知名企业生产的高性能及特殊领域使用的电子灌封胶的市场占有率较高㊂2㊀聚氨酯灌封胶主要原料及对产品性能的影响2 1㊀异氰酸酯异氰酸酯作为聚氨酯灌封胶中主要参与化学反应的原料,对灌封胶的性能有较大影响㊂常用的异氰酸酯类产品有:甲苯二异氰酸酯(TDI)㊁二苯基甲㊃54㊃2021年第36卷第2期2021.Vol.36No.2聚氨酯工业POLYURETHANEINDUSTRY烷二异氰酸(MDI,如万华化学的MDI⁃100和MDI⁃50)㊁多亚甲基多苯基异氰酸酯(PAPI,如万华化学的PM⁃200)㊁异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)及改性MDI(液化MDI)等,其中TDI㊁PAPI等产品由于价格优势而广泛用于聚氨酯灌封胶的生产,部分抗紫外性能的产品可使用氢化MDI㊁IPDI等㊂颜渊巍等[7]使用PM⁃200制备了性能优异的聚氨酯灌封胶,拉伸剪切强度高达15 3MPa,阻燃性达到UL94V⁃0㊂曹开东等[8]用MDI及复配扩链剂制备出了高硬度聚氨酯灌封胶,其固化物硬度最高可达邵D74,且体积电阻率高达4 8ˑ1016Ω㊃cm㊂徐海涛等[9]以不同二异氰酸酯与蓖麻油多元醇制备聚氨酯灌封胶,对比了液化MDI㊁MDI⁃50和TDI3种二异氰酸酯在相同条件下制备的聚氨酯灌封胶的各种使用性能㊂研究发现,液化MDI制备的聚氨酯灌封胶反应较快,固化时间较短,其固化物强度和硬度较高,但伸长率和透明度较低;TDI制备的灌封胶其固化物强度和硬度低,伸长率好;采用MDI⁃50得到的固化物透明性好,力学性能和加工性能均较好㊂郭映瀚等[10]用半预聚法分别采用TDI㊁MDI⁃50㊁液化MDI与聚醚多元醇等原料制备出不同的灌封胶,用于透明发光二极管(LED)的灌封㊂研究发现,液化MDI的透光率最优,TDI次之,MDI⁃50较差㊂杨再军等[11]使用改性PAPI与精炼蓖麻油及聚醚多元醇反应,并加入Al2O3作为导热填料制备导热型灌封胶,其固化物常温拉伸剪切强度为11 79MPa,导热系数为0 815W/(m㊃K),阻燃等级达到UL94V⁃0级㊂总体来说,TDI和MDI用于聚氨酯灌封胶的研究非常深入,技术成熟㊂2 2㊀低聚物多元醇聚氨酯灌封胶的含羟基组分产品种类很多,可选择性较大,目前用于聚氨酯灌封胶的低聚物多元醇基本分为端羟基聚丁二烯(HTPB)㊁聚醚多元醇㊁聚酯多元醇和蓖麻油等低聚物多元醇㊂特别是蓖麻油现已广泛用于灌封胶的生产㊂HTPB是一种以丁二烯为主链结构带有端羟基官能团的遥爪型聚合物㊂HTPB型聚氨酯弹性体电绝缘性能和耐水解性能优良[5]㊂以HTPB为羟基组分与异氰酸酯反应制备聚氨酯灌封胶的研究较多,其中黎明化工研究院和中科院研究较早㊂石雅琳等[12]以HTPB㊁液化MDI㊁多种扩链剂(1,4⁃丁二醇㊁1,2⁃丙二醇㊁一缩二丙二醇㊁2⁃乙基⁃1,3⁃己二醇和醇类扩链剂LAP⁃101)和自制醇类活性稀释剂XSJ⁃02为原料制备灌封胶㊂研究发现,采用LAP101和XSJ⁃02制备灌封胶,当其质量比为1ʒ5时,灌封胶的综合性能最优,其固化物伸长率可达363%㊂张卿彦等[13]采用超支化聚醚(HBPE1⁃5)作为交联剂,TDI为异氰酸酯组分制备了HTPB型聚氨酯灌封胶㊂研究发现,超支化多元醇的加入使其固化物拉伸强度提高了130%,断裂伸长率提高了97%㊂聚醚多元醇和聚酯多元醇是目前聚氨酯材料中用量最大的多元醇产品,按照羟基数量不同适用于不同的聚氨酯产品,例如三元醇以上的产品应用于高强度㊁高交联体系的聚氨酯硬泡,三元醇㊁二元醇多用于软泡或者胶黏剂类聚氨酯产品㊂各种类型的聚醚多元醇和聚酯多元醇由于价格优势而广泛用于聚氨酯灌封胶的生产㊂聚氨酯灌封胶常用聚醚多元醇牌号有陶氏的疏水聚醚二醇D3201(Mn=2000)和高活性聚醚二醇223⁃060LM(Mn=1800)等,国产的聚醚主要有聚氧化丙烯二醇(PPG)N210(Mn=1000,即PPG⁃1000)和N220(Mn=2000,即PPG⁃2000)㊁聚氧化丙烯三醇N310(Mn=1000)等㊂常用的聚酯多元醇有赢创公司(Evonik)的Dynacoll7210(f=2,Mn=5500)等㊂聚醚多元醇起始剂的种类及分子量都影响着灌封胶的相关性能㊂马玉春等[14]采用聚醚二醇N220㊁聚醚三醇N330(Mn=3000)与多异氰酸酯M⁃200(日本三井武田化学株式会社的PAPI牌号)制备了灌封胶,发现异氰酸酯指数(R值)为0 9,且N330与N220的羟基摩尔比值为2 3时,聚氨酯灌封胶操作性好,固化物的力学性能㊁电绝缘性最优,其电绝缘强度可达22 86kV/mm㊂李海柱等[15]用陶氏的几款聚醚多元醇制备了膜组件用聚氨酯灌封胶,研究结果表明,使用D3201与巴斯夫生产的牌号为LupranateMM103C的MDI制备预聚物时,所制备的灌封胶性能优异㊂蓖麻油是植物油,属于可再生资源,具有较高的羟值与官能度,由它制成的聚氨酯灌封胶,其操作性能良好㊂李海柱等[15]同时也研究了蓖麻油与聚醚多元醇混合使用制备聚氨酯灌封胶,以蓖麻油㊁三羟甲基丙烷和一缩二乙二醇的混合物作为固化剂,使用蓖麻油合成预聚体时,灌封胶交联密度大,容易发脆,断裂伸长率仅为80%;使用D3201合成预聚体时,灌封胶断裂伸长率为152%㊂因此将聚醚多元㊃64㊃聚氨酯工业㊀㊀㊀㊀㊀第36卷醇与蓖麻油混合使用增加了聚氨酯灌封胶的韧性㊂朱本玮等[16]采用PPG⁃1000㊁PPG⁃2000㊁蓖麻油与PAPI和液化MDI制备灌封胶㊂研究发现,蓖麻油型聚氨酯的综合性能优于PPG型聚氨酯,当PAPI/液化MDI质量比为6ʒ4㊁阻燃剂异丙苯基磷酸三苯酯(IPPP)的质量分数为12%时,灌封胶性能最优,可达离火自熄(FV⁃0)㊂张成彬等[17]以蓖麻油㊁聚醚多元醇㊁液化MDI为主要原料,采用预聚法合成了聚氨酯灌封胶㊂研究发现,随着R值㊁硬段含量增加,材料的硬度和强度升高,断裂伸长率下降,热稳定性好;当R值降低时,材料的阻尼性能变好㊂3㊀聚氨酯灌封胶的性能改进3 1㊀聚氨酯灌封胶的导热性改进散热性对电子器件的工作稳定性等有很大影响,因此灌封胶的黏度㊁耐热性㊁导热系数都成为电机封装时选择灌封胶的重要参考指标[18]㊂聚氨酯灌封胶主要通过加入导热填料提高导热性能㊂安佳丽等[19]用聚醚二醇N210㊁聚醚三醇N305(Mn=500)㊁1,4⁃丁二醇㊁三羟甲基丙烷㊁IPDI为反应原料,Al2O3为导热填料,合成导热聚氨酯灌封胶㊂研究发现,当Al2O3质量分数从0提高到80%时,其导热性提高了9倍㊂杨再军等[11]以球形Al2O3为导热填料,聚醚多元醇为陶氏化学公司的CP450,亨斯迈公司的改性PAPI9258(NCO质量分数32 1%)为固化剂,引入自制高效液体阻燃剂,成功制备了一种兼具导热㊁阻燃和高流动性的聚氨酯灌封胶㊂研究发现:当羟基树脂组分与异氰酸酯固化剂组分质量比为6ʒ1㊁羟基树脂组分中球形Al2O3质量分数为67%及液体阻燃剂质量分数为13%时,PU灌封胶的综合性能最好,导热系数为0 815W/(m㊃K)㊂张博文等[20]采用聚四氢呋喃二醇(PTMG)㊁MDI㊁球形氧化铝为主要原料,以一步法制备了聚氨酯灌封胶,研究了偶联剂用量㊁氧化铝粒径及填充量等对灌封胶导热性能的影响㊂研究发现:加入相同含量的Al2O3时,2μm粒径的Al2O3填充的灌封胶导热性能较好;同种粒径下,灌封胶导热系数随Al2O3的加入量增加而逐渐升高,体积电阻率随Al2O3填充量的增加逐渐降低㊂3 2㊀聚氨酯灌封胶的阻燃性改进聚氨酯灌封胶虽然性能优异,但是本身是可燃材质;同时电子元器件本身具有发热性,热量的集聚易导致灌封胶起火燃烧,因此聚氨酯灌封胶必须进行阻燃处理㊂聚氨酯灌封胶的阻燃性是必须达到的指标之一,前面总结的研究中均添加了不同的阻燃剂,阻燃达到了UL94V⁃0级[7,11]㊂李阳等[21]详细研究了氯化石蜡㊁氢氧化铝㊁磷酸三氯乙基酯(TCEP)三者的阻燃性,研究发现三者复合使用(氯化石蜡6%㊁氢氧化铝5%㊁TCEP4%)所制备的阻燃型聚氨酯灌封胶的阻燃效果最佳㊂杨志星等[22]通过加入质量分数20%的磷酸三(2⁃氯丙基)酯(TCPP)㊁异丙苯基苯基磷酸酯(IPP)或磷酸三乙酯(TEP)制备的灌封胶的氧指数分别为27 5%㊁27 0%和25 0%,阻燃等级均达到FV⁃0级㊂张大丽等[23]通过加入含磷树脂和阻燃填料实现了无卤阻燃㊂3 3㊀聚氨酯灌封胶的可操作性聚氨酯灌封胶的可操作性影响因素众多,在实际使用时根据封装产品的具体要求进行定制㊂体积较大㊁元器件分布密集的产品封装要求灌封胶黏度低㊁流动性好㊁固化时间长;产品结构单一㊁体积较小的可适当提高无机填料的含量以节约成本,但灌封胶黏度会增加,因此可操作性应建立在满足其他性能指标(硬度㊁强度㊁导电㊁导热和粘接性等)的基础上㊂聚氨酯灌封胶的可操作性研究情况如表1所示㊂表1㊀聚氨酯灌封胶可操作性研究情况文献黏度/(mPa㊃s)可操作时间/min固化条件用途7-305h㊁80ħ阻燃电子封装9-203 5h㊁23ħ电器封装10885304h㊁23ħLED封装112104317h㊁23ħ导热电子封装158404521d膜组件封装16-2539min电子封装2038823012h导热电子封装㊀不同的应用场合对黏度的要求不同,表1中黏度最低为840mPa㊃s,最高达到3882mPa㊃s,可操作时间大部分控制在30min左右㊂固化条件根据原材料不同而不同,有的室温固化,有的需要高温固化㊂可操作性受到原料体系的影响较大,如徐海涛等[9]研究发现在其他组分和条件不变的情况下,仅改变异氰酸酯的种类,可操作性均有差异,使用液化㊃74㊃第2期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀杨兴兵㊃聚氨酯灌封胶的研究现状概述MDI的流动时间15min,固化时间2 2h;使用MDI⁃50的流动时间可达136min,固化时间13h;使用TDI的流动时间25min,固化时间3 5h㊂实际生产中在满足其他性能指标要求的前提下,应尽量多充填无机填料,并降低黏度㊁增加流动时间㊂4㊀展望聚氨酯灌封胶使用范围不断扩大,目前已经大规模用于电子元器件灌封㊁高压电力设备等㊂不同的使用环境对产品的性能要求不同,但目前对于特殊领域聚氨酯灌封胶的研究还不够充分㊂在工业生产中一般要求原材料性价比高,笔者在总结过程中发现近年对高性价比的原料体系的研究偏少,对封装工艺例如气泡快速排除等的研究也偏少㊂同时发现聚氨酯灌封胶某些性能需要进一步提升,比如提高聚氨酯灌封胶的透明性㊁耐热耐光性(达到有机硅灌封胶的老化性能)等㊂参㊀考㊀文㊀献[1]㊀杨兴兵,李金亮.煤矿加固用聚氨酯材料的研究进展[J].聚氨酯工业,2011,26(5):1-4.[2]㊀张博文,梅启林,黄延楷,等.导热聚氨酯灌封胶的制备与性能研究[J].复合材料科学与工程,2020(2):101-105.[3]㊀袁振.特种聚氨酯灌封胶研制[D].北京:北京化工大学,2010.[4]㊀李三军.聚氨酯灌封胶的技术进展[J].化工新型材料,2001(3):3-6.[5]㊀张进,冯渐超,何伟国,等.端羟基聚丁二烯主链改性研究进展[J].化学推进剂与高分子材料,2020,18(4):1-11,18.[6]㊀关键,罗祥林,乐以伦.蓖麻油基聚氨酯灌封胶的固化行为研究(Ⅱ)固化过程中异氰酸根含量变化和热量变化[J].塑料工业,2001(6):24-25,41.[7]㊀颜渊巍,朱伟,黄自华,等.高性能聚氨酯灌封胶的研究[J].绝缘材料,2019,52(7):15-17.[8]㊀曹开东,张平,喻建明,等.高硬度聚氨酯灌封胶的制备及性能研究[J].聚氨酯工业,2013,28(2):27-29.[9]㊀徐海涛,郝爱友,杨勇,等.MDI⁃50在电器灌封胶中的应用研究[J].聚氨酯工业,2004,19(2):25-27.[10]郭映瀚,石雅琳,王振.LED灌封用透明聚氨酯弹性体的研制[C].上海;中国聚氨酯工业协会第19次年会论文集,2018:431-433.[11]杨再军,杨武利,吴海平.电子封装用聚氨酯灌封胶的研制[J].中国胶粘剂,2016,25(6):30-34.[12]石雅琳,杨亚琴,王振,等.端羟基聚丁二烯电器灌封胶的力学性能[J].聚氨酯工业,2006,21(4):22-24.[13]张卿彦,唐淑贞,刘兴海.超支化多元醇对丁羟聚氨酯灌封胶力学性能影响的研究[J].化工新型材料,2017,45(11):73-75.[14]马玉春,郑水蓉,孙曼灵,等.双组分聚氨酯灌封胶的合成及其性能表征[J].中国胶粘剂,2012,21(10):43-47.[15]李海柱,仪海霞,邵蒙,等.膜组件用聚氨酯灌封胶的制备及性能研究[J].中国胶粘剂,2020,29(2):26-30.[16]朱本玮,林安,甘复兴.聚氨酯弹性灌封料的研制[J].聚氨酯工业,2006,21(6):33-36.[17]张成彬,向平,张均,等.可再生多元醇蓖麻油基聚氨酯灌封胶的制备与性能研究[J].现代化工,2016,36(10):59-63.[18]王有川,赵安然,李强军,等.导热灌封胶在电机上的应用[J].绝缘材料,2020,53(8):44-49.[19]安佳丽,周正发,王洁玲,等.导热聚氨酯灌封胶的研制[J].聚氨酯工业,2012,27(5):35-37.[20]张博文,梅启林,黄延楷,等.导热聚氨酯灌封胶的制备与性能研究[J].复合材料科学与工程,2020(2):101-105.[21]李阳,王炜,华载文.阻燃型聚氨酯灌封胶的研制[J].中国胶粘剂,2002(2):11-13.[22]杨志星,丁学渊,吴蓁.阻燃型聚氨酯高压电缆接头灌封胶性能研究[J].聚氨酯工业,2018,33(1):23-26.[23]张大丽,刘宗旺,邹家桂,等.无卤阻燃柔性聚氨酯灌封胶配方研究和工艺优化[J].绝缘材料,2018,51(8):16-20.收稿日期㊀2020-11-25㊀㊀修回日期㊀2021-01-14BriefReviewonResearchStatusofPolyurethanePottingSealantYANGXingbing(JiujiangDowellRubberTechnologyCo.Ltd,Jiujiang332700,Jiangxi,China)Abstract:Theresearchprogressofpolyurethanepottingsealantinrecentyearswasreviewed.Polyurethanepottingsealantspreparedbyvariouspolyisocyanates,andoligomerpolyolssuchashydroxy⁃terminatedbutadiene,polyetherpolyols,polyesterpolyolsandcastoroilweremainlyintroduced.Meanwhilethethermalconductivityandflameretardancyofpolyurethanepottingsealantsweresummarized,andthefutureofpolyurethanepottingsealantwasprospected.Keywords:pottingsealant;polyurethane;thermalconductivity;flameretardancy;polyol作者简介㊀杨兴兵㊀男,1983年出生,高级工程师,主要从事高分子材料的研发工作㊂㊃84㊃聚氨酯工业㊀㊀㊀㊀㊀第36卷。
低内耗聚氨酯灌封胶研制

1 4 分 析 与测试 .
酸乙二醇酯, B 20 , P A 0 0 江苏 东邦科技有限公 司; 甲 苯 二异 氰酸 酯 ,D 02 沧 州 大 化 集 团有 限责 任 T I /0, 8 公 司 ; , 二氯 4, 二氨 基 二 苯 基 甲烷 ( C , 3 3- 4一 MO A)
橡胶 硬 度计 ,Y一 型 , X 1 上海 六棱 仪 器 厂 ; 能 材 万
料试 验 机 , M 4 0 深 圳 新 三 思仪 器 有 限公 司 ; C T 3 4, 动 态 力学分 析仪 ( M , 8 0 美 国 T 公 司 , 试 温 D A) Q 0 , A 测
醚 二醇 ( T P MG) 甲苯二 异氰 酸酯 ( D ) 聚 己二 酸 / T I及
5 a 伸 长率为 5 1 , 裂 强度 为 10k / m, 积 电 阻为 4 8×1 “ ・ m, 6MP , 8% 撕 2 N c 体 . 0 Q c 内耗 峰 峰 高 t 8= a n
0 2 ; 用于 高振 动 工况 条件 下 电子元 器件 的灌封 。 .2 适
关键 词 : 聚氨 酯 ; 灌封胶 ; 内耗 低
中图分类 号 : Q T 文献标 识码 : A 文章 编号 :0 5—10 (0 0 0 0 3 0 10 9 2 2 1 ) 1— 0 5— 3
随着 我 国航 空 航 天 事 业 及 电 子 工 业 的迅 猛 发 展 , 用 于电子元 器 件 灌 封 保 护 的灌 封 胶 材 料 越 来 应
乙二醇酯 ( B / D 体 系 聚 氨 酯 弹 性 体 力 学 性 能 P A) T I
聚氨酯密封胶六个配方成分举例

聚氨酯密封胶六个配方成分举例聚氨酯密封胶六个配方成分举例2011-01-23 22:391.聚氨酯预聚体单组分湿固化聚氨酯密封胶是由端NCO基预聚体及填料、添加剂组成,其组成比例大致如下:预聚体35-65触变剂0-5填料及颜料20-40催化剂0-0.5增塑剂5-25稳定剂0-0.5溶剂0-10其他0-5双组分聚氨酯密封胶由主剂和固化剂两个组分组成。
其中主剂一般为端NCO基预聚体,固化剂一般由聚醚多元醇等活性氢化合物、填料、触变剂等添加剂组成,其组成比例大致为:聚醚多元醇15-20增塑剂0-15填料55-65催化剂0.05-1.5触变剂0-3其他0-5单组分胶料中的预聚体及双组分胶中的主剂和固化剂中的聚醚,是密封胶的基础聚合物(base-polymer)。
基础聚合物约占密封胶的35%-65%,它们固化后的性能对整个密封胶的性能有较大的影响。
与其他两大类弹性密封胶有机硅及聚硫相比,聚氨酯胶的一个特殊优点是聚氨酯树脂的原料组成和结构可变化范围大,因为聚氨酯分子设计的自由度大。
本节将介绍聚氨酯密封胶的主体成分--聚氨酯预聚体其组成结构与密封胶性能的关系。
2.端NCO基聚氨酯预聚体预聚体是PU密封胶配方的重要组成成分,大多数PU密封胶所用的基础聚合物为纯粹的端NCO聚醚型PU预聚体。
在其制备时通常通过选择其原料聚醚多元醇(一般为二元醇或三元醇)的分子量、二元醇及三元醇混合使用的比例、二异氰酸酯(TDI及MDI)的种类,以制备合适的预聚体。
在设计预聚体的制备配方时,一般要考虑使原料的NCO/OH摩尔比控制在1.5-2.5范围内,且所制备的预聚体的游离NCO质量百分含量在1%-4%之间。
据日本太阳星(Sunsta)技研株式会社伊藤等人报道,采用分子量在4000-8000之间的聚氧化丙烯-氧化乙烯三醇(含EO链节的量为20%以下)及过量的MDI制成预聚体A,用分子量2000-6000的PPG与过量TDI反应制成预聚体B。
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A组分 : 聚 醚 2 0和 聚 醚 3 5质量 比 1: 放 将 1 0 1
人 真空 干燥箱 中 , 温 至 10c 减 压脱 除其 中微量 升 2 c,
的水 分 。在 高速分 散 机 中先 加 入 聚 醚 多元 醇 4 、 0 g B O 1g T g 催 化剂 T 1 . , D 、 MP1 、 一20 5g 再分 批加 入不
系中有 着较 好 的分散 性 。
关 键词 :聚氨 酯 ; 导热 ; 灌封胶 ; 化铝 氧
中图分 类 号 : Q 4 3 4 2 T 3 . 3 文献 标识 码 : A 文 章编 号 : 0 5—10 ( 0 2 0 0 3 0 10 9 2 2 1 ) 5— 0 5— 3 材料 科技 有 限公 司 ; 佛 尔 酮 二 异 氰 酸 酯 (P I , 异 ID )
。本 研 究 通
过加 入氧 化铝 导热 填 料 , 后 加 入 一定 量 的有 机 硅 消 1 填 O 最
泡剂 F - 0 2 。B组 分 为 ID 。 G4 。 5g P I 1 2 2 固化成型 ..
按照 不 同配方加入 ID , 得  ̄C/ o . , P I使 NOn =12搅 拌混合 均匀 , 测其 2 5℃ 时粘 度为 10 50 P ・, 00~ 00r aS n
有 限公 司 ; 失 重 分 析 仪 , G 0 3 德 国耐 驰 公 热 T 29 F , 司 ; 阻计 ,C 0 , 高 Z 36 上海 精 密 仪表 有 限公 司 ; 描 电 扫 子 显微 镜 ( E ,S 69 L 日本 J O S M) JM-40 V, E L公 司 ; 导 热 系数 测定 仪 ,R — , D PI 湘潭 市仪器 仪表 有 限公 司。 I
通讯联 系人 : 徐卫兵 ,9 6出生 , 16 教授 , 博士生导 师 , 主要从事聚合物复合材料 的研究 。
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3 6・
耐候 性能 和优 良的绝 缘 性 能 , 学 性 能 的 调控 范 围 力 大, 被广 泛应 用于 电子元 件 的灌 封¨。J但 聚氨 酯材 , 料 的导热 系数 较低 。提 高 聚合物 导热 系数 的途 径 主 要 有 两种 : 一是 直 接合 成 具 有 导 热 系 数 较 高 的聚 合 物 , 聚苯 胺 、 吡咯 等 ; 是 使 用 高 导 热 的无 机 填 如 聚 二 料 对 聚合物 进行 填充 改性 。后 者 的工 艺 比前 者
料, 研究 了 AN的用量 对 环 氧树 脂 导 热 系 数 和 介 电 1 常数 的影 响 。 国内外对 无机 粒 子填充 聚 氨酯 以提 高
聚 氨酯 导 热 系 数 的报 道 相 对 较 少 度 较低 、 性好 的聚 氨酯 灌封 胶 。 韧
1 实验部 分 1 1 主 要原 料及 设备 .
对 灌封胶 性 能的影 响 。结果 表 明 , A 的 质 量 分数 从 0增 加 到 8 % 时 , 封胶 的导 热 系数 从 当 1O 0 灌 00 ( K) .8W/ m・ 增加 到 07 ( K , 纯 聚氨 酯 灌封 胶 的 9倍 多。S M 测试 表 明 ,1O 在 体 . 6W/ m・ ) 是 E A,
更 为简 单 , 易实现 工业 化生 产 。 容
(D B O)、 月 桂 酸 二 丁 基 锡 ( .2 、 酸 亚 锡 ( . 二 T1 ) 辛 T
9、 ) 三羟 甲基 丙 烷 ( MP , 学 纯 , T )化 国药 集 团化 学试
剂 有 限公 司 。
电子 拉 力 试 验 机 , MT 3 4, 圳 新 三 思 材 料 C 40 深
散 热性 能对 电子 器件 的工作 稳定 性 等性 能有很
大影 响 。聚 氨酯 ( U) 封胶 具有 较好 的粘 结性 能 、 P 灌
工业 级 , 国拜 耳 公 司 ; 机 硅 消 泡 剂 F -, 业 德 有 G4 工
级 , 京 大 兴 兴 福 精 细 化 学 研 究 所 ; , . 二 醇 北 1 4丁
21 0 2年第 2 7卷 第 5期
2 2. 1 2 . 01 Vo . 7 No 5
聚 氨 酯 工 业
P YUR HANE I 0L ET NDUS RY T
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3 ・ 5
导 热 聚 氨 酯 灌 封 胶 的 研 制
安佳 丽 周 正发 王洁 玲 吕洪香 徐 卫兵
( 合肥 工 业 大学 高分子科 学与工程 系 2 0 0 ) 3 0 9 摘 要 :以聚醚 2 0 聚 醚 3 5 1 4 丁二 醇 、 1、 0 、, 一 三羟 甲基 丙烷 为 原料 , 氧化 铝 ( 1 为 导热 填料 , A ) O 与 异佛 尔酮二异 氰酸 酯反 应合 成 导热聚 氨 酯 灌封 胶 。研 究 A 用量 、 化 剂 和 聚 醚 多元 醇 的种 类 1O 催
1 2 试样 制 备 . 1 2 1 组 分 制备 ..
Sm LC, i 等 以 A: 和 Z O填 充 硅橡 胶 , 1 O n 研 究 了 A , Z O的填充 对硅 橡胶 导热 系数 和热 膨 1O 和 n
胀系 数 的影 响。牟 其 伍 , 等 以微 米 级 氮 化 铝 ( 1 填 充环 氧 树 脂 , 备 了 一 种 导 热绝 缘 灌 封 材 AN) 制
聚 醚 2 0 f= M 0 0 、 1 ( 2, =10 ) 聚醚 3 5 f=3 羟 0( ,
值为 30~ 5 g O / ) 工业 级, 2 35m K H g , 江苏省海安石
油化 工 厂 ; 1 粒 径 5 m) 工 业 级 , A ( O , 河北 鹏 达新
将 A、 B组 分混 合 物 倒 入 聚 四氟 乙烯模 具 中, 于 8 0℃ 烘箱 中固化 1 , 到 P 0h得 U灌 封胶试 样 。