热可固化环氧-胺防渗密封胶制造技术

本发明专利技术是包含树脂或树脂／填料体系的防渗组合物，其能够在低温下固化同时仍保持出色的防渗性能。此组合物包括：（ａ）具有间位取代的环氧官能度的芳香化合物；（ｂ）多官能脂族胺；（ｃ）任选地，一种或多种填料；（ｄ）任选地，一种或多种粘合增进剂；（ｅ）任选地，酚类固化促进剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于电子和光电子器件的防渗密封胶、粘合剂、封装剂和涂料(如在本说明书和权利要求书中所使用，粘合剂、密封胶、封装剂和涂料是相似的材料，都具有粘合剂、密封胶和涂料的性质与功能。当任何一个被叙述时，其它的也被认为包括在内。)
技术介绍
高分子防渗材料被广泛使用在很多包装和防护应用中，例如食品、饮料、医药品、化妆品、农产品、电子元件、铸塑、管道和制管。作为防渗剂，它们限制环境与被保护系统之间的渗透分子的交换，并因此保存了食品或化妆品成分的风味或香味，阻止水分或氧气对电子元件的腐蚀，以及保护汽车仪表盘元件表面免于被涂料或底漆中通常使用的溶剂渗透。由于不同的体系需要具有不同的防渗性能，因此在某一应用中良好的防渗剂，在另一种应用中可能被认为是效果不好的防渗剂。 众多光电子器件对水分或氧气敏感，需要在其功能寿命期内保护其免于暴露。通常的方法是将此器件密封于该器件置于其上的不能渗透的基底和不能渗透的金属盖或玻璃盖之间，并使用可固化粘合剂或密封胶将盖子的四周与底部基底密封或粘合。 此封装的几何形状的一般形式在图1中示范说明，其公开了使用辐射可固化周边密封胶(1)，将金属盖或玻璃盖(2)粘结于在玻璃基底(4)上制造的有机发光二极管(OLED)堆栈(3)之上。尽管存在许多构造，但是典型的器件还包括阳极(5)、阴极(6)以及OLED像素(pixel)/器件与外部电路(7)之间的一些形式的电互连。为本专利技术的目的，除了加入粘合剂/密封材料如周边密封胶(1)的器件几何形状外，不规定或不要求特定的器件几何形状。 在许多构造中，诸如图1中的例子，玻璃基底和金属/玻璃盖都是基本不渗透氧气和水分的，并且密封胶是在该器件周围具有任何可测渗透性的唯一材料。对于电子器件和光电子器件，湿气渗透性更通常比氧气渗透性更关键；因此，防氧气渗透要求较不严格，并且周边密封胶的防潮性(moisture barrier property)对于成功的器件性能是至关重要的。 良好的防渗密封胶(barrier sealant)将表现出低的体相透湿性(bulk moisture permeability)、良好的粘合性以及坚固的界面粘合剂/基底相互作用。如果基底与密封胶界面的质量差，则界面可能成为脆弱的边缘，其使湿气迅速进入器件内而不管密封胶的体相透湿性如何。如果界面至少如体相密封胶一样连续，则湿气的渗透通常由密封胶本身的体相透湿性控制。 重要的是要注意，必须检测作为有效防渗性能量度的湿气渗透性(P)，而不仅仅检测水蒸气透过率(water vapor transmissionrate，WVTR)，因为后者没有被标准化为定义的渗透路径厚度或路径长度。通常地，渗透性可以定义为WVTR乘以单位渗透路径长度，并且因此成为评价密封胶是否固有地是良好防渗材料的优选方法。 表示渗透性的最常用的方式是渗透系数(permeabilitycoefficient)(例如，g.密耳/(100in2.天.atm))，其适用任何的实验条件集合，或透水系数(permeation coefficient)(例如，在给定温度和相对湿度下，g.密耳/(100in2.天))，其必须引用实验条件以定义防渗材料中存在的渗透物的分压/浓度。通常，渗透物通过一些防渗材料的渗透(渗透性，P)可以被表示为扩散项(D)和溶解度项(S)的乘积P＝DS。 溶解度项反映防渗材料对渗透物的亲和力，并且对于水蒸气，低的S项是从疏水材料得到的。扩散项是渗透物在防渗基体中运动性的量度，并且与防渗材料的材料性质如自由体积和分子流动性直接相关。通常，低的D项是从高度交联或结晶的材料得到的(与较少交联或无定形的类似物相反)。当分子运动增加时(例如当温度上升，尤其是当超过聚合物的Tg时)，渗透能力将显著增加。 生产改进的防渗材料的合理化学方法必须考虑这两个影响水蒸气和氧气渗透能力的基本因子(D和S)。在这些化学因子上叠加的是物理变量长渗透路径和无瑕疵的粘合层(胶粘剂良好地润湿到基底上)，这些可以提高防渗材料的性能，并应当在任何可能的时候都应用。理想的防渗密封胶将表现出低D和S项，同时提供对所有器件基底的优异粘合。 为了获得高性能的防渗材料，仅具有低溶解度(S)项或只具有低的扩散系数(D)项是不够的。典型的例子可以在普通的硅氧烷高弹体中被发现。此类材料是极度疏水性的(低溶解度项，S)，然而，由于围绕其Si-O键不受阻碍的旋转所导致的高分子流动性——这产生了高扩散系数项(D)，该材料是相当差的防渗材料。由此，许多仅为疏水的系统并不是良好的防渗材料，尽管它们表现出低水分溶解度这一事实。低水分溶解度必须与低分子运动性并因此与低渗透流动性或扩散性结合。 基于环氧-胺化学的防渗材料已经用于食物包装很多年。这些交联涂层被发现具有出色的氧气阻隔性质。不过，通常所知氧气和水分的渗透性不需要具有相同的趋势。另外，这些材料通常在高温下长时间固化(典型地，100℃保持60分钟)，以获得这些涂层的全部潜能。这些苛刻的条件对于在目前很多显示应用和将来的显示应用中使用的电致发光材料或塑料基底可能是有害的，例如有机发光器件(OLED)、聚合物发光器件、电荷耦合器件(CCD)传感器、液晶显示器(LCD)、电泳显示器和微机电传感器(MEMS)。 由于有些应用需要性能要求，因此还需要进一步改善目前的防渗材料。特别地，无论是对于食品包装或电子与光电子器件封装，或是对于需要防渗性能的其它类型的应用，对在100℃下固化同时保持良好的防渗性能的防渗材料存在需求。 附图说明 图1是周边密封光电子器件。图2是在75℃下含有和不含催化剂等温固化的环氧/TEPA(胺)掺合物的示差扫描量热法覆盖图。
技术实现思路
本专利技术是包含树脂或树脂/填料体系的防渗组合物，其能够在低温下固化同时仍保持出色的防渗性能。此组合物包括(a)具有间位取代的环氧官能度的芳香化合物，(b)多官能脂族胺，(c)任选地，一种或多种填料，(d)任选地，一种或多种粘合增进剂，以及(e)任选地，酚类固化促进剂。 这种防渗组合物可以单独使用或与其它可固化树脂和各种填料组合使用。得到的组合物展示出商业可接受的固化速率、高交联密度和良好粘合性，因此使其可以有效用于密封和封装各种制品，特别是电子、光电子和MEMS器件。 在另一个实施方式中，本专利技术是低温可固化防渗组合物，其包含芳族环氧化合物，该芳族环氧化合物选自环氧化可熔化酚醛树脂、双酚-F二缩水甘油醚、双酚-A二缩水甘油醚、双酚-E二缩水甘油醚、环氧化苯酚酚醛清漆树脂、环氧化甲酚酚醛清漆树脂、多环环氧树脂、萘二缩水甘油醚和这些物质的卤化衍生物；多官能胺；以及任选的酚类固化促进剂。 专利技术详述 本专利技术是热固化防渗密封胶，包含(a)具有间位取代的环氧官能度的芳香化合物，和(b)多官能脂族胺。该防渗粘合剂或密封胶任选地包含(c)一种或多种填料，(d)一种或多种粘合增进剂。 为了在低温下固化同时仍保持良好的渗透性能，此热固化防渗密封胶还可以含有(e)酚类固化促进剂。 在另一实施方式中，本专利技术是低温固化防渗组合物，其包括芳族环氧化合物，其选自环氧化可熔化酚醛树脂、双酚-F二缩水甘油醚、双酚-A二缩水甘油醚、双酚-E二缩水甘油醚、环氧化苯酚酚醛清漆树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
可固化防渗组合物，其包括：　（ａ）具有间位取代的环氧官能度的芳香化合物：　＊＊＊　其中　Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］、Ｒ↑［３］、Ｒ↑［４］选自氢、卤素、氰基、烷基、芳基以及可含有环氧官能度的取代的烷基或芳基；Ｒ↑［５］、Ｒ↑ ［６］是具有通式结构－Ｃ↓［ｎ］Ｈ↓［２ｎ］－的二价烃连接部分，其中ｎ＝０－４；其中，Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］、Ｒ↑［３］、Ｒ↑［４］、Ｒ↑［５］和Ｒ↑［６］中的任意两个可以形成同一环状结构的一部分；　Ｌ↑［１］、Ｌ↑［２］、Ｌ↑［３］ 、Ｌ↑［４］、Ｌ↑［５］、Ｌ↑［６］是直接键或是选自下述基团的二价连接基：－Ｏ－、－Ｓ－、＊＊＊和＊＊＊；　ＥＰ和ＥＰ’是可固化环氧官能度，其选自：脂族环氧、缩水甘油醚和脂环系环氧，其中在环氧上的氢可以被一个或多个烷基基团或卤素基团取 代；　（ｂ）多官能脂族胺，　（ｃ）任选地，一种或多种填料，　（ｄ）任选地，一种或多种粘合增进剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：孔胜前，SE格里沙伯，DE赫尔，
申请(专利权)人：国家淀粉及化学投资控股公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]