导热湿气固化有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种导热湿气固化有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶及其制备方法，特点是包括1～20份的聚醚二元醇、1～40份的液态聚酯二元醇、1～40份的阻燃聚醚多元醇、1～40份的结晶型聚酯二元醇、10～50份的羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物、5～50份的异氰酸酯、0.1～5份的催化剂、0.01～2份的抗氧剂、0.1～5份的硅烷偶联剂和10～150份的导热填料。本发明专利技术先合成羟基封端聚（甲基丙烯酰氧丙基单封端二甲基聚硅氧烷‑无规‑丙烯腈‑无规‑丙烯酸丁酯‑无规‑2‑甲基‑2‑丙烯酸‑2‑羟乙基酯磷酸酯），添加到聚氨酯预聚体，发挥分散剂的作用，提升导热填料在胶体中分散能力，降低胶体的综合粘度，提高导热填料的导热率。

Modified Flame Retardant Polyurethane Hot Melt Adhesive Modified by Silicone and Its Preparation Method

The present invention discloses a heat conductive and moisture curable organosilicon modified flame retardant polyurethane hot melt adhesive and its preparation method, characterized by 1-20 phr of polyether diol, 1-40 phr of liquid polyester diol, 1-40 phr of flame retardant polyether polyol, 1-40 phr of crystalline polyester diol, 10-50 phr of hydroxyl terminated flame retardant polyorganosilicon acrylate copolymer and 5-50 phr of isocyanide. Esters, 0.1-5 phr catalysts, 0.01-2 phr antioxidants, 0.1-5 phr silane coupling agents and 10-150 phr thermal conductive fillers. The invention first synthesizes hydroxyl-terminated poly (methacryloxypropyl mono-terminated dimethyl polysiloxane, random acrylonitrile, random butyl acrylate, random 2 methyl acrylate, 2 hydroxyethyl ester phosphate) and adds it to polyurethane prepolymer to play the role of dispersant, enhance the dispersing ability of thermal conductive filler in colloid, reduce the comprehensive viscosity of colloid and improve the overall viscosity of colloid. Thermal conductivity of thermal conductive fillers.

【技术实现步骤摘要】
导热湿气固化有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶及其制备方法
本专利技术属于结构胶
，具体涉及一种导热湿气固化有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶及其制备方法，其主要应用于电子及电器业、汽车行业、新能源锂电池组装等结构性粘接领域。
技术介绍
聚氨酯热熔胶是新一代的能提供优异粘接性能的结构胶，它是以聚氨酯预聚物为主体材料，配以各种助剂而制得的一类热熔胶。聚氨酯热熔胶使用方便并环保，性能又可与溶剂型热熔胶相媲美。近十年来，聚氨酯热熔胶在电子及电器业、汽车行业等高端领域得到了快速发展及广泛使用。聚氨酯热熔胶按固化形式不同，可分为热塑性聚氨酯弹性体热熔胶和反应性聚氨酯热熔胶；反应性聚氨酯热熔胶按其固化原理不同，可分为湿固化型和封闭型；湿固化型聚氨酯热熔胶（PUR）是一种单组分热熔胶，加热后熔融，并流动分散涂覆于基材表面，被粘物黏合后冷却并形成优良的初粘接性能，然后由于基材表面含有微量水分或其他含活泼氢的化合物，与异氰酸根（-NCO）反应发生化学交联反应，从而生成具有高度交联网络及内聚力大的一种结构性粘接热熔胶。湿固化型聚氨酯热熔胶目前技术上得到了空前的发展，主要围绕高粘接强度，低熔体粘度，开放时间，返修及固化形式等进行性能优化调整。中国专利公开的“反应性热熔粘合剂”，申请号是201480080313.0，制备出一种具有返修的可移除的聚氨酯热熔粘合剂，更适合于高端电子产品领域应用。中国专利公开的“无溶剂湿气固化聚氨酯热熔粘合剂组合物”，申请号是201180047316.0，制备出一种低毒快速建立粘结性能聚丙烯酸酯和聚酯制备的聚氨酯热熔胶粘合剂。为了改善湿固化型聚氨酯热熔胶的固化形式，中国专利公开的“有机硅改性聚氨酯密封剂”，申请号是2017102717258，制备出一种有机硅改性聚氨酯密封剂，用硅烷偶联剂取代异氰酸根（-NCO），更适合高湿环境下应用。目前，湿固化型聚氨酯热熔胶的研发技术在快速发展，满足不同类型高端电子产品领域应用。湿固化型聚氨酯热熔胶虽然能在固化后形成高度交联的网络，但还存在着耐溶剂、耐老化性能和导热性能不足问题。耐溶剂和耐老化性能不足的主要原因是大多数湿固化型聚氨酯热熔胶为了提高其初粘性能，加入了大量的非反应性热塑性增粘树酯或多元丙烯酸共聚物。这些非反应体系增粘树酯无法参与固化生成交联网络，从而易降低聚氨脂热熔胶涂层的耐化学品性能，耐热性能和耐老化性能等。导热胶专用于电子电器设备材料的粘接及导热作用。目前，主要有导热有机硅胶，导热环氧胶和导热聚氨酯胶。导热有机硅胶具有优良的耐热和耐老化性能，但对基材的附着力相比较弱。导热环氧胶对基材的粘接力很大，但存在固化后硬度大和脆性太强。导热聚氨酯胶具有优良的附着力和柔韧性，能达到良好的减震和导热作用。导热聚氨酯胶通常设计为双组份，使用混合过程，为了能快速消泡，加入大量硅类消泡剂进行快速消泡。消泡剂因无法参与反应，易析出涂层表面，污染产品。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足而提供一种导热湿气固化有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶及其制备方法，由于导热湿气固化有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶通过有机硅改性、引入反应型阻燃剂和导热填料，提升了聚氨酯涂层的导热性能、耐化学品性能、阻燃性能、防水性能等。为了达到上述目的，本专利技术的导热湿气固化有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶的技术方案是这样实现的，其特征在于包括1～20份的聚醚二元醇、1～40份的液态聚酯二元醇、1～40份的阻燃聚醚多元醇、1～40份的结晶型聚酯二元醇、10～50份的羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物、5～50份的异氰酸酯、0.1～5份的催化剂、0.01～2份的抗氧剂、0.1～5份的硅烷偶联剂和10～150份的导热填料；以上均为质量份数；所述羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物的化学结构是：羟基封端聚（甲基丙烯酰氧丙基单封端二甲基聚硅氧烷-无规-丙烯腈-无规-丙烯酸丁酯-无规-2-甲基-2-丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯）即P（BAPDMS-r-AN-r-BA-r-HMP），在羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物中平均每个大分子链末端含有1～2羟基官能团，羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物的数均分子量为1000～50000。在本技术方案中，所述聚醚二元醇为数均分子量在500～4000的聚氧化丙烯二醇PPG或聚四氢呋喃醚二醇PTMG的一种或两种的任意组合；所述液态聚酯二元醇为数均分子量在200～2000的聚己二酸乙二醇酯二醇PEA、聚己二酸-1，6-己二醇酯二醇PHA或聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇PBA一种或两种以上的任意组合；所述阻燃聚醚多元醇为万华化学集团股份有限公司生产的WANOL®FR-130、WANOL®FR-212或WANOL®FR-312的一种或两种的任意组合；所述结晶型聚酯二元醇为赢创德固赛型号7320、型号7360和型号7380一种或两种以上的任意组合；所述异氰酸酯为改性二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯DesmodurCD-C（MDI预聚体）；所述催化剂为三乙醇胺、2,2-二吗啉基二乙基醚和磷酸的一种或两种以上的任意组合；所述抗氧剂是168和1010中的一种或两种的任意组合；所述硅烷偶联剂是苯胺甲基三乙氧基硅烷ND-42；所述导热填料是氧化铝、石墨、氢氧化铝和碳酸钙的一种或两种以上的任意组合，导热填料粒径为0.1～5μm。为了达到上述目的，本专利技术的导热湿气固化有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶制备方法的技术方案是这样实现的，其特征在于制备步骤如下：步骤一合成羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物将1～30份的甲基丙烯酰氧丙基单封端二甲基聚硅氧烷BAPDMS、1～35份的丙烯腈AN、1～35份的丙烯酸丁酯BA和1～30份2-甲基-2-丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯HMP溶解于50～100份的甲苯中，控制于40～100℃，在氮气保护下，加入0.1～3份的热引发剂4,4'-偶氮双(4-氰基戊醇)，聚合反应0.5～30小时，旋转蒸发除去甲苯后，获得羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物，羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物的数均分子量为1000～50000；甲基丙烯酰氧丙基单封端二甲基聚硅氧烷BAPDMS的数均分子量为1000；步骤二合成导热湿气固化有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶将1～20份的聚醚二元醇、1～40份的液态聚酯二元醇、1～40份的阻燃聚醚多元醇、1～40份的结晶型聚酯二元醇、10～50份的步骤一合成的羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物、10～150份的导热填料、0.1～5份的催化剂和0.01～2份的抗氧剂混合后，加热于120～150℃，进行机械分散，抽真空除水约1～3小时，直至混合物的水份含量低于280ppm，降温于70～100℃，在氮气保护下，加入5～50份的异氰酸酯，进行聚合反应1～5小时，取样分析聚合产物NCO%含量达到1%～3%，100℃下测试粘度达到8000～100000mPa.s，加入0.1～5份的硅烷偶联剂，获得导热湿气固化有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶，以上均为质量份数。在本技术方案中，用BrookfieldDV-C数字粘度计测量粘度。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点及效果：1、本专利技术解决了传统湿固化型聚氨酯热熔胶耐化学品性能，阻燃性能、耐老化性能、导热性能等不足的缺陷；通过在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种导热湿气固化有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶，其特征在于包括1～20份的聚醚二元醇、1～40份的液态聚酯二元醇、1～40份的阻燃聚醚多元醇、1～40份的结晶型聚酯二元醇、10～50份的羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物、5～50份的异氰酸酯、0.1～5份的催化剂、0.01～2份的抗氧剂、0.1～5份的硅烷偶联剂和10～150份的导热填料；以上均为质量份数；所述羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物的化学结构是：羟基封端聚（甲基丙烯酰氧丙基单封端二甲基聚硅氧烷‑无规‑丙烯腈‑无规‑丙烯酸丁酯‑无规‑2‑甲基‑2‑丙烯酸‑2‑羟乙基酯磷酸酯）即P（BAPDMS‑r‑AN‑r‑BA‑r‑HMP），在羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物中平均每个大分子链末端含有1～2羟基官能团，羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物的数均分子量为1000～50000。

【技术特征摘要】
1.一种导热湿气固化有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶，其特征在于包括1～20份的聚醚二元醇、1～40份的液态聚酯二元醇、1～40份的阻燃聚醚多元醇、1～40份的结晶型聚酯二元醇、10～50份的羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物、5～50份的异氰酸酯、0.1～5份的催化剂、0.01～2份的抗氧剂、0.1～5份的硅烷偶联剂和10～150份的导热填料；以上均为质量份数；所述羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物的化学结构是：羟基封端聚（甲基丙烯酰氧丙基单封端二甲基聚硅氧烷-无规-丙烯腈-无规-丙烯酸丁酯-无规-2-甲基-2-丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯）即P（BAPDMS-r-AN-r-BA-r-HMP），在羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物中平均每个大分子链末端含有1～2羟基官能团，羟基封端含磷阻燃聚有机硅丙烯酸酯共聚物的数均分子量为1000～50000。2.根据权利要求1所述的导热湿气固化有机硅改性阻燃聚氨酯热熔胶，其特征在于：所述聚醚二元醇为数均分子量在500～4000的聚氧化丙烯二醇（PPG）或聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）的一种或两种的任意组合；所述液态聚酯二元醇为数均分子量在200～2000的聚己二酸乙二醇酯二醇PEA、聚己二酸-1，6-己二醇酯二醇PHA或聚己二酸-1，4-丁二醇酯二醇PBA一种或两种以上的任意组合；所述阻燃聚醚多元醇为万华化学集团股份有限公司生产的WANOL®FR-130、WANOL®FR-212或WANOL®FR-312的一种或两种的任意组合；所述结晶型聚酯二元醇为赢创德固赛型号7320、型号7360和型号7380一种或两种以上的任意组合；所述异氰酸酯为改性二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯DesmodurCD-C（MDI预聚体）；所述催化剂为三乙醇胺、2,2-二吗啉基二乙基醚和磷酸的一种或两种以上的任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘锋，陈燕舞，路风辉，霍应鹏，唐秋实，彭琦，洪丹，何炜，
申请(专利权)人：顺德职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44