本發(fā)明涉及一種含改性填料的耐溫灌封膠，屬于黏膠劑領(lǐng)域。
二、
背景技術(shù)：
電子行業(yè)中，為了提高元器件和整機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性，往往對(duì)電子元器件或組裝部件進(jìn)行灌封，即把構(gòu)成電子器件的各部分原件借助灌封材料進(jìn)行合理的布置、組裝、連接、密封和保護(hù)的一種具體實(shí)施工藝。高壓直流接觸器作為電子元器件的一種，在新能源汽車的應(yīng)用主要是BSM電池管理系統(tǒng)。
新能源汽車目前乘用車使用的電池組電壓為DC370V，高壓直流接觸器主要使用在電池充電樁和電池BSM系統(tǒng)，在BSM系統(tǒng)里應(yīng)用是電池組一起封裝在控制盒里，一般放在車的后排底盤處。高壓直流接觸器主要用于高電壓和大電流的場(chǎng)合，但在開(kāi)關(guān)吸合斷開(kāi)過(guò)程中，由于高壓和大電流觸點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生電弧而燒壞，造成產(chǎn)品失效，為有效解決電弧問(wèn)題，通常是采用觸點(diǎn)腔體抽真空和充惰性氣體的方法。觸點(diǎn)腔體抽真空目前成熟的工藝有兩種：陶瓷封接和樹(shù)脂真空密封。灌封膠應(yīng)用于高壓直流接觸器的灌封，除了引出導(dǎo)線和連接線外，整個(gè)部件被灌封膠所包裹和密封，與外界環(huán)境隔絕，使其在受震蕩、溫度劇烈變化和高濕溫條件下仍能正常工作，因此要求灌封膠具有良好的粘結(jié)性能，較小的固化收縮率以及絕緣、耐溫、強(qiáng)韌、阻燃、耐腐蝕等性能。而現(xiàn)有灌封膠若在高溫操作，多受熱膨脹，脆裂或變軟，長(zhǎng)期高溫使用會(huì)粉化開(kāi)裂，黃變老化，應(yīng)用性能較差，且與高壓直流接觸器殼體尼龍材料粘結(jié)性較差，密封性無(wú)法保證。
三、
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種含改性填料的耐溫灌封膠。其灌封實(shí)施工藝簡(jiǎn)單、耐溫性高、韌性及粘結(jié)性好、電氣性及阻燃性性能良好，可應(yīng)用于新能源汽車高壓直流接觸器的灌封。
本發(fā)明含改性填料的耐溫灌封膠，包括組分A和組分B，按質(zhì)量份數(shù)構(gòu)成如下：
組分A：
組分B：
組分A與組分B的質(zhì)量比為1-4：1。
所述基體樹(shù)脂為復(fù)合環(huán)氧樹(shù)脂，是由環(huán)氧樹(shù)脂與磷系阻燃劑DOPO衍生物復(fù)配后獲得的反應(yīng)型無(wú)鹵環(huán)保含磷環(huán)氧樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂與磷系阻燃劑DOPO衍生物的質(zhì)量比為10-20:1。通過(guò)復(fù)合環(huán)氧樹(shù)脂，阻燃性增加，柔韌性好。
所述環(huán)氧樹(shù)脂為環(huán)氧值為0.41-0.54的雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂中的任意一種。
所述磷系阻燃劑DOPO衍生物為9,10-二氫-9-氧-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)與衣康酸(ITA)反應(yīng)所得，形成可與環(huán)氧基加成的反應(yīng)型ODOP-ITA阻燃劑，可以共價(jià)鍵與環(huán)氧樹(shù)脂基體結(jié)合。
所述磷系阻燃劑DOPO衍生物的制備方法如下：
在裝有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝器的100mL三口燒瓶中，加入22gDOPO，13g ITA，(DOPO與ITA摩爾比為1:1)130ml甲苯，攪拌下升溫到110℃回流反應(yīng)15-20h，冷卻到室溫，過(guò)濾，用丙酮洗滌數(shù)次，干燥得改性O(shè)DOP-ITA阻燃劑，為白色固體粉末。
所述稀釋劑為活性稀釋劑，可選用丁基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚、芐基縮水甘油醚、癸基縮水甘油醚中的一種或幾種混合物。
所述改性無(wú)機(jī)納米填料的制備方法之一：
將改性劑加入溶劑中，溶解后再加入無(wú)機(jī)納米填料，在攪拌條件下于70-90℃反應(yīng)4-8小時(shí)，溶劑揮發(fā)完全后即得改性無(wú)機(jī)納米填料；
所述改性劑為含有新戊基結(jié)構(gòu)的高性能羥基化合物粉料，選用三羥甲基乙烷。此化合物粉料含有三個(gè)羥基，其緊密型新戊基結(jié)構(gòu)能提供了高性能的羥基和優(yōu)良的穩(wěn)定性能，有利于無(wú)機(jī)物的分散，提高耐熱、耐光、抗水解和抗氧化性能。
所述無(wú)機(jī)納米填料為納米氧化鋁、云母、氧化鎂、白炭黑中的一種或幾種。
所述改性劑的添加量為所述無(wú)機(jī)納米填料質(zhì)量的2.5％。
所述溶劑為DMF或甲苯等。
所述改性無(wú)機(jī)納米填料的制備方法之二：
將硅烷偶聯(lián)劑加入溶劑中30-40℃下水解1小時(shí)，隨后加入無(wú)機(jī)納米填料，在攪拌條件下于70-90℃反應(yīng)4-8小時(shí)，溶劑揮發(fā)完全后即得改性無(wú)機(jī)納米填料；
所述硅烷偶聯(lián)劑為N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲(乙)氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷中的一種或幾種。
所述無(wú)機(jī)納米填料為納米氧化鋁、云母、氧化鎂、白炭黑中的一種或幾種。
所述硅烷偶聯(lián)劑的添加量為所述無(wú)機(jī)納米填料質(zhì)量的0.5-2.0％。
所述溶劑為異丙醇或甲苯等。
本方法制得的改性無(wú)機(jī)納米填料與尼龍外殼粘合性增強(qiáng)，能有效控制新能源汽車高壓直流接觸器腔體密封穩(wěn)定性，且改性后無(wú)機(jī)納米填料分散性提高，膠體流變性好，耐溫性可達(dá)160℃，提高電器性能，耐腐蝕性增強(qiáng)。
所述偶聯(lián)劑選自γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-環(huán)氧丙氧基三甲氧基硅烷中的任意一種或多種。
組分A和組分B中的消泡劑均為磷酸三丁酯。
所述交聯(lián)劑為復(fù)合型胺類交聯(lián)劑，為脂肪胺、脂環(huán)胺、聚醚胺中的一種或幾種混合物。
所述增韌劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、偏苯三酸三辛酯、三乙二醇二異辛酸酯中的一種。
所述催化劑為胺類，具有延遲反應(yīng)的硬質(zhì)聚異氰脲酸酯的三聚催化劑，如N,N',N”-三(二甲氨基丙基)-六氫化三嗪或2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚。
所述阻燃粉料是氮系列阻燃劑，為三聚氰胺氰尿酸鹽。
將組分A各原料與組分B各原料按配比量混合，升溫至60-100℃反應(yīng)2-10小時(shí)，即得耐溫灌封膠，可應(yīng)用于新能源汽車BSM電池管理系統(tǒng)高壓直流接觸器的灌封。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
本發(fā)明含改性填料的耐溫灌封膠，該雜化膠粘劑粘度低、易脫泡，采用中低溫反應(yīng)，而耐溫性較高，在160℃條件下不黃變老化，硬度保持在60Shore A以上，不脆裂。且韌性強(qiáng)，比重輕，不依賴添加鹵系阻燃劑，灌封產(chǎn)物與尼龍材料粘結(jié)性高，保證高壓直流接觸器腔體密封性，有良好的導(dǎo)熱絕緣性能。A、B組分混合可工作時(shí)間長(zhǎng)，易于生產(chǎn)和加工，采用中低溫加工，反應(yīng)時(shí)間較短。
四、具體實(shí)施方式
以下通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明具體技術(shù)方案做進(jìn)一步的說(shuō)明。以下說(shuō)明僅采用例舉的方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍不應(yīng)局限于此。
本發(fā)明實(shí)施例中使用的改性納米氧化鋁、改性納米云母、改性納米白炭黑的制備方法如下：
將改性劑三羥甲基乙烷粉料加入溶劑DMF中，溶解后再加入無(wú)機(jī)納米填料，在攪拌條件下于70-90℃反應(yīng)4-8小時(shí)，溶劑揮發(fā)完全后即得改性無(wú)機(jī)納米填料；所述改性劑的添加量為所述無(wú)機(jī)納米填料質(zhì)量的2.5％。
所述無(wú)機(jī)納米填料為納米氧化鋁、云母或白炭黑。
實(shí)施例1：
本實(shí)施例中含改性填料的耐溫灌封膠，包括組分A和組分B，按質(zhì)量份數(shù)構(gòu)成如下：
組分A：環(huán)氧樹(shù)脂E-51 90份，ODOP-ITA阻燃劑10份，芐基縮水甘油醚20份，改性納米氧化鋁80份，γ-氨基丙基三乙氧基硅烷3.0份，磷酸三丁酯0.2份；
組分B：脂肪胺交聯(lián)劑120份，偏苯三酸三辛酯20份，2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚3.0份，三聚氰胺氰尿酸鹽20份，磷酸三丁酯0.1份；
組分A與組分B的質(zhì)量比為3：1。
本實(shí)施例中含改性填料的耐溫灌封膠的制備方法，包括如下步驟：
1、將改性納米氧化鋁80kg和芐基縮水甘油醚20kg混合，置于攪拌器中攪拌5-10分鐘，使改性粉體分散均勻，再依次加入環(huán)氧樹(shù)脂E-51 90kg、ODOP-ITA阻燃劑10kg、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷3kg和磷酸三丁酯0.2kg，攪拌30-60分鐘，即得組分A，備用；
2、依次將脂肪胺交聯(lián)劑120kg、偏苯三酸三辛酯20kg、2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚3.0kg、三聚氰胺氰尿酸鹽20kg和磷酸三丁酯0.1kg加入反應(yīng)器中，攪拌30-60分鐘均勻分散，即得組分B，備用；
3、使用時(shí)，將組分A和組分B按質(zhì)量比3:1的比例混合均勻，真空脫泡攪拌30分鐘，室溫靜止0.5-1小時(shí)進(jìn)行預(yù)反應(yīng)，再置于60-100℃干燥箱中，烘燥2-10小時(shí)，充分反應(yīng)，即得到所述含改性填料的耐溫灌封膠制品。
實(shí)施例2：
本實(shí)施例中含改性填料的耐溫灌封膠，包括組分A和組分B，按質(zhì)量份數(shù)構(gòu)成如下：
組分A：環(huán)氧樹(shù)脂E-51 120份，ODOP-ITA阻燃劑10份，丁基縮水甘油醚30份，改性納米氧化鋁50份，改性納米云母40份，氨丙基三乙氧基硅烷4.0份，磷酸三丁酯1.2份；
組分B：聚醚胺交聯(lián)劑140份、鄰苯二甲酸二丁酯30份、2，4，6—三(二甲胺基甲基)苯酚4.5份、三聚氰胺氰尿酸鹽40份、磷酸三丁酯0.5份；
組分A與組分B的質(zhì)量比為3：1。
本實(shí)施例中含改性填料的耐溫灌封膠的制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)施例3：
本實(shí)施例中含改性填料的耐溫灌封膠，包括組分A和組分B，按質(zhì)量份數(shù)構(gòu)成如下：
組分A：環(huán)氧樹(shù)脂E-51 65份，ODOP-ITA阻燃劑5份，癸基縮水甘油醚10份，改性納米氧化鋁40份，改性納米白炭黑10份，γ-環(huán)氧丙氧基三甲氧基硅烷3.0份，磷酸三丁酯0.8份；
組分B：脂肪胺交聯(lián)劑80份、三乙二醇二異辛酸酯10份、N,N',N”-三(二甲氨基丙基)-六氫化三嗪3.0份、三聚氰胺氰尿酸鹽20份、磷酸三丁酯0.1份；
組分A與組分B的質(zhì)量比為2：1。
本實(shí)施例中含改性填料的耐溫灌封膠的制備方法同實(shí)施例1。
將實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3所制產(chǎn)品與市售的同類灌封膠產(chǎn)品分別作性能檢測(cè)，對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表1。
表1產(chǎn)品性能檢測(cè)對(duì)比
由表1得知，實(shí)施例所制備幾種灌封膠與市售灌封膠對(duì)比，電氣性能和阻燃性能相當(dāng)，耐溫性表現(xiàn)在高溫100-160℃條件下實(shí)驗(yàn)仍保持較好的硬度和斷裂強(qiáng)度，不老化，適用于新能源汽車高壓直流接觸器對(duì)灌封膠耐冷熱沖擊條件的使用要求。