本技術(shù)涉及環(huán)氧膠黏劑領(lǐng)域,更具體地說(shuō),它涉及一種環(huán)氧膠粘合劑及其制備方法。
背景技術(shù):
1、隨著科技的飛速發(fā)展,柔性顯示技術(shù)已成為現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向之一,尤其在智能手機(jī)、平板電腦、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。柔性屏以其輕薄、可彎曲、耐沖擊等特性,為用戶帶來(lái)了全新的視覺(jué)和使用體驗(yàn)。然而,柔性屏在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨著一系列技術(shù)挑戰(zhàn),其中邊框封框用環(huán)氧膠粘合劑的性能就是關(guān)鍵問(wèn)題之一。
2、傳統(tǒng)的環(huán)氧膠粘合劑以其優(yōu)異的粘接強(qiáng)度、耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性而廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品的封裝與粘接。然而,在柔性屏邊框封框的特定應(yīng)用中,環(huán)氧膠粘合劑卻表現(xiàn)出易發(fā)脆、斷裂的缺陷。這是因?yàn)槿嵝云猎趶澢蚺で鷷r(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的形變和應(yīng)力,而傳統(tǒng)的環(huán)氧膠粘合劑由于其硬脆的特性,無(wú)法有效地適應(yīng)這種形變和應(yīng)力。因此,在長(zhǎng)時(shí)間的使用過(guò)程中,環(huán)氧膠粘合劑會(huì)逐漸出現(xiàn)裂紋和斷裂,導(dǎo)致柔性屏的密封性和穩(wěn)定性下降。這種缺陷不僅影響了柔性屏的耐用性和可靠性,還可能導(dǎo)致設(shè)備在使用過(guò)程中的性能下降甚至失效。
3、因此制得一種柔韌性好、不易斷裂的環(huán)氧粘合膠是目前急需解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了提高環(huán)氧膠粘合劑的柔韌性,本技術(shù)提供一種環(huán)氧膠粘合劑及其制備方法。
2、第一方面,本技術(shù)提供一種環(huán)氧膠粘合劑,采用如下的技術(shù)方案:
3、一種環(huán)氧膠粘合劑,包括如下重量份原料:
4、環(huán)氧樹(shù)脂90-100份、固化劑12-16份、促進(jìn)劑0.5-5份、稀釋劑5-10份、增韌劑6-12份,所述增韌劑為以八甲基環(huán)四硅氧烷與丙烯酸酯為單體通過(guò)乳液聚合制備得到的核殼增韌劑。
5、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,環(huán)氧樹(shù)脂中存在大量環(huán)氧基團(tuán),膠黏劑固化后結(jié)構(gòu)的化學(xué)交聯(lián)密度高,分子鏈柔順性低、內(nèi)應(yīng)力大,導(dǎo)致環(huán)氧基團(tuán)中的脆性較大,耐沖擊性較差,在實(shí)際應(yīng)用中導(dǎo)致粘接處易開(kāi)裂影響使用。加入增韌劑提高粘合劑的抗沖擊性能,同時(shí)增韌劑中的有機(jī)硅作為應(yīng)力集中體,既可以誘發(fā)銀紋和剪切帶吸收能量,又可以終止銀紋,有助于阻止裂紋的迅速擴(kuò)展。同時(shí)核殼聚合物受到外力作用,會(huì)使核殼聚合物顆粒與基體間的界面破裂而產(chǎn)生孔洞,一方面能夠緩解裂縫附近累積的三向應(yīng)力,另一方面增加有機(jī)硅的應(yīng)力集中,使孔洞化作用進(jìn)一步發(fā)生,誘發(fā)局部剪切屈服,阻止裂紋尖端的鈍化,從而進(jìn)一步減少環(huán)氧樹(shù)脂中的應(yīng)力集中并阻止斷裂發(fā)生,提高環(huán)氧粘合劑的韌性與抗沖擊性能。
6、可選的,所述核殼增韌劑制備包括以下步驟:
7、(1)加入去離子水、十二烷基苯磺酸、八甲基環(huán)四硅氧烷攪拌乳化20-30min后,升溫至60-80℃反應(yīng)2-4h,滴加交聯(lián)劑、端基為乙烯基的硅烷偶聯(lián)劑攪拌反應(yīng),得到乙烯基改性有機(jī)硅乳液;
8、(2)往上述乙烯基改性有機(jī)硅乳液中加入丙烯酸酯以及過(guò)硫酸鉀,攪拌反應(yīng)2-3h,冷卻至室溫,得到核殼增韌劑乳液,經(jīng)破乳、過(guò)濾、洗滌干燥后得到粉末狀核殼增韌劑。
9、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,在十二烷基苯磺酸的催化及乳化作用下八甲基環(huán)四硅氧烷發(fā)生聚合反應(yīng)形成有機(jī)硅核,隨后,通過(guò)滴加交聯(lián)劑和端基為乙烯基的硅烷偶聯(lián)劑,在有機(jī)硅核表面引入乙烯基官能團(tuán),形成乙烯基改性有機(jī)硅乳液,在引發(fā)劑的進(jìn)一步作用下,丙烯酸酯單體在乙烯基改性有機(jī)硅乳液表面發(fā)生聚合反應(yīng),形成聚丙烯酸酯殼層,丙烯酸酯單體與乙烯基官能團(tuán)發(fā)生共聚反應(yīng),形成穩(wěn)定的核殼結(jié)構(gòu),加入環(huán)氧膠粘合劑體系中大大提高粘合劑的剪切強(qiáng)度與抗沖擊強(qiáng)度。
10、可選的,所述核殼增韌劑中八甲基環(huán)四硅氧烷、硅烷偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑以及丙烯酸酯的加入重量份之比為10-12:1:1-3:8-10。
11、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,通過(guò)控制核層單體與殼層單體的加入量,有利于形成穩(wěn)定且均勻的核殼結(jié)構(gòu),八甲基環(huán)四硅氧烷作為提供韌性的軟質(zhì)內(nèi)核與適當(dāng)比例的殼層結(jié)構(gòu)配合制得增韌效果好的增韌劑,在受到應(yīng)力作用時(shí),核殼結(jié)構(gòu)能夠有效的吸收和分散能量,防止裂紋的迅速擴(kuò)展,提高粘合劑的剪切強(qiáng)度。
12、可選的,所述交聯(lián)劑為1,4-丁二醇二丙烯酸酯。
13、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,1,4-丁二醇二丙烯酸酯的分子結(jié)構(gòu)中包含兩個(gè)不飽和鍵,在核層膠乳制備過(guò)程中,未完全反應(yīng)殘留下來(lái)的雙鍵可以作為接枝點(diǎn),進(jìn)而提升接枝過(guò)程中的接枝效率。
14、可選的,所述丙烯酸酯為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯中的任意一種。
15、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,選擇甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯中的任意一種作為丙烯酸酯單體聚合形成殼層,其與環(huán)氧樹(shù)脂具有更好的相容性,能夠保證增韌劑均一的分散在環(huán)氧樹(shù)脂基體中,從而能更好的吸收外界作用力引起的能量變化,提高環(huán)氧膠粘合劑的韌性,有效提升環(huán)氧膠粘合劑的柔韌性和抗沖擊性。
16、可選的,所述固化劑為芳香胺固化劑與聚醚胺固化劑以1:0.8-1.2的比例混合得到的。
17、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,聚醚胺分子中含有較多的醚鍵,具有較好的柔韌性,將其加入環(huán)氧膠粘合劑中,能夠降低交聯(lián)密度,提高分子鏈的柔韌性,待環(huán)氧膠粘合劑固化結(jié)束后,固化劑的柔性鏈段天然鍵合于粘合劑體系的三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中,一方面改善了分子的柔順性,促使膠黏劑的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生塑性變形,另一方面該柔性鏈段還會(huì)在樹(shù)脂體系中產(chǎn)生微觀相分離結(jié)構(gòu),與核殼增韌劑協(xié)同配合緩解環(huán)氧樹(shù)脂中的應(yīng)力集中現(xiàn)象,進(jìn)一步提高環(huán)氧膠粘合劑的韌性。使用具有柔性醚鍵的聚醚胺固化劑與較為穩(wěn)定的芳香胺固化劑混合作為粘合劑的固化劑,充分利用兩類固化劑的優(yōu)點(diǎn),賦予制得的粘合劑較好的韌性與抗沖擊強(qiáng)度。
18、可選的,所述促進(jìn)劑為環(huán)烷酸鈷或硬脂酸鈷中的任意一種。
19、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,環(huán)烷酸鈷、硬脂酸鈷在芳香胺固化劑中表現(xiàn)出良好的促進(jìn)效果,催化固化反應(yīng)的進(jìn)行,提高固化速度,確保固化過(guò)程高效、穩(wěn)定的進(jìn)行,從而獲得性能穩(wěn)定、韌性好的環(huán)氧膠粘合劑。
20、第二方面,本技術(shù)提供一種環(huán)氧膠粘合劑的制備方法,采用如下的技術(shù)方案:
21、一種環(huán)氧膠粘合劑的制備方法,包括如下制備步驟:
22、稱取一定量的環(huán)氧樹(shù)脂、增韌劑以及聚氨酯攪拌均勻、超聲混合,冷卻至室溫后,加入固化劑、促進(jìn)劑以及稀釋劑混合均勻后得到所述環(huán)氧膠粘合劑。
23、通過(guò)采用上述技術(shù)方案,獲得一種韌性好的環(huán)氧粘合劑。
24、綜上所述,本技術(shù)具有以下有益效果:
25、1、由于本技術(shù)采用以八甲基環(huán)四硅氧烷與丙烯酸酯為單體制備得到的核殼增韌劑,其核殼結(jié)構(gòu)內(nèi)外分別富集不同的材料成分,顯示出特殊的雙層結(jié)構(gòu),受到?jīng)_擊后,這種結(jié)構(gòu)能夠有效抵抗應(yīng)力破壞,阻止裂紋的擴(kuò)展,使粘合劑具有更好的韌性與抗沖擊強(qiáng)度。同時(shí)增韌劑的殼層丙烯酸酯聚合物能夠與環(huán)氧樹(shù)脂形成互穿網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步降低環(huán)氧樹(shù)脂的內(nèi)應(yīng)力,使得粘合劑體系的抗沖擊性能得到進(jìn)一步的提高。
26、2、本技術(shù)對(duì)原料配比進(jìn)行了優(yōu)化,通過(guò)控制核殼增韌劑中八甲基環(huán)四硅氧烷、硅烷偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑和丙烯酸酯的加入量,可以形成穩(wěn)定且均勻的核殼結(jié)構(gòu)。當(dāng)八甲基環(huán)四硅氧烷、硅烷偶聯(lián)劑、交聯(lián)劑和丙烯酸酯的加入重量份之比為10-12:1:1-3:8-10時(shí),所得增韌劑具有最佳的增韌效果。
27、3、本技術(shù)中優(yōu)選采用含醚鍵的固化劑作為固化劑,其中含有柔性鏈段的大分子鍵合于粘合劑體系的三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中,幫助緩解應(yīng)力集中,改善環(huán)氧膠黏劑發(fā)脆、易斷裂的問(wèn)題,大大提高粘合劑的韌性。