CN112898935B - 一种提高pur密封胶物理性能的方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明一种提高PUR密封胶物理性能的方法及应用，使用分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物对PUR密封胶进行改性，挥发性有机溶剂自挥发，含氟官能团硅氧烷高分子半聚物和PUR密封胶的分子链同时与空气中的水分子进行反应，形成交联结构，形成PUR密封胶与含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的重叠胶，含氟官能团向重叠胶外表面伸展，降低重叠胶的表面能。本发明提供的提高PUR密封胶物理性能的方法及应用，含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的用量小且可控，成本无显著增加，通过加入含氟官能团硅氧烷高分子半聚物能够明显增加PUR密封胶对油脂、油酸的耐受性能等物理性能，提升电子产品的使用寿命，适合工业化推广。

Description

一种提高PUR密封胶物理性能的方法及应用

技术领域

本发明属于PUR密封胶制备技术领域，具体涉及一种提高PUR密封胶物理性能的方法及应用。

背景技术

PUR(中文全称：湿气固化反应型聚氨酯热熔胶，英文全称：PolyurethaneReactive)，其主要成分是端异氰酸酯聚氨酯预聚体。异氰酸盐基遇到空气中的水分会产生不可逆转的交联反应形成牢固的黏合层，这是PUR密封胶或PUR胶的固有特点。这层黏合层具有耐温耐候、耐潮湿老化且耐形变、密封性好的特点，因此，PUR密封胶经常在建筑、汽车、电子等行业作为密封胶应用在各类接缝处的密封上，如手机等电子产品的接缝封边保护等等。

近年来，尤其随着电子行业的蓬勃发展，PUR密封胶由于具有高强度、高耐温耐候性、绝缘性能好以及较高的黏度(更易控制出胶量和胶条粗细)，已经成为不少电子产品粘接、密封、叠合、连接、绝缘、电子保护和组装应用的第一选择。具体的应用包括智能手机、平板电脑屏幕部件组装、学习机、GPS导航仪、可穿戴电子设备、视窗粘接、外壳结构粘接、电池粘接、平面密封、PCB组装和保护等等。

然而，PUR密封胶同样面临更大的挑战。首先是各类可穿戴设备增多，由于此类设备有更高的与人体分泌汗液、油脂相接触的可能，也更容易被误扔进随身衣物的洗烘设备，因此对PUR密封胶的耐腐蚀，尤其是耐油脂和汗液性能有了更高的要求。目前已有实验数据表明，常见的PUR密封胶在粘接面的粘接力，在经过油脂长时间浸泡后，会降低40-50％，这表示PUR密封胶胶水内部已经受到了一定的破坏，也就是说，在长时间接触人体分泌汗液和油脂的条件下，PUR密封胶的密封性能有较大可能受到影响，从而导致油脂侵入电子产品的接缝处，使电子产品的寿命降低。

因此，亟需研究一种能够提高PUR密封胶长期耐油脂耐温性能的方法，同时该方法也必须满足电子产品装配行业所需要的使用时快速便捷的要求。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种提高PUR密封胶物理性能的方法及应用。

为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：

一种提高PUR密封胶物理性能的方法，包括以下步骤：

使用PUR密封胶对电子产品进行密封处理，在PUR密封胶完全固化之前，使用分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物对PUR密封胶进行改性，使分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物与未发生反应的PUR密封胶充分混合均匀即可，使用时直接点胶在电子产品上固化即可；

所述挥发性有机溶剂自挥发，含氟官能团硅氧烷高分子半聚物和PUR密封胶的分子链同时与空气中的水分子进行反应，形成交联结构，强化PUR密封胶的分子链的强度，形成PUR密封胶与含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的重叠胶或PUR密封胶，含氟官能团向重叠胶外表面伸展，降低重叠胶的表面能，重叠胶的表面能为10-20达因/cm。

进一步的，所述含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的添加量为PUR密封胶质量的1/15-1/20。

进一步的，所述挥发性有机溶剂与含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的质量比为3：1-3：4。

进一步的，所述挥发性有机溶剂与含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的质量比为3：2。

进一步的，所述挥发性有机溶剂在室温下自挥发，挥发性有机溶剂的沸点为60-80℃。

进一步的，所述挥发性有机溶剂包括含氟溶剂即含氟的有机溶剂，所述有机溶剂包括乙基九氟丁基醚或乙基九氟异丁基醚等等，含氟溶剂包括含氟乙基九氟丁基醚或含氟乙基九氟异丁基醚等等。

进一步的，所述含氟官能团硅氧烷高分子半聚物为含氟官能团的硅氧烷半聚物纳米颗粒，粒径为3-1000nm。

进一步的，所述重叠胶的厚度为0.3-15μm。

本发明公开了一种PUR密封胶的制备方法，采用提高PUR密封胶物理性能的方法制备得到，包括以下步骤：

将含氟官能团硅氧烷高分子半聚物溶解于挥发性有机溶剂，得到含氟官能团硅氧烷高分子半聚物悬浊液，所述挥发性有机溶剂与含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的质量比为3：1-3：4；将含氟官能团硅氧烷高分子半聚物悬浊液与常规PUR密封胶混合均匀，所述含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的添加量为PUR密封胶质量的1/15-1/20，所述挥发性有机溶剂自挥发，含氟官能团硅氧烷高分子半聚物和PUR密封胶的分子链同时与空气中的水分子进行反应，形成交联结构。

本发明公开了一种提高PUR密封胶物理性能的方法在制备耐油脂或耐高温PUR密封胶中的应用。

本发明公开了一种提高PUR密封胶物理性能的方法在需要耐油脂、耐高温要求的电子产品等领域中的应用，本发明制备得到的PUR密封胶，具有高强度、高耐温耐候性、绝缘性能好以及较高的黏度，可应用于电子产品粘接、密封、叠合、连接、绝缘、电子保护和组装等领域。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明公开了一种提高PUR密封胶物理性能的方法及应用，包括以下步骤：使用PUR密封胶对电子产品进行密封处理，在PUR密封胶完全固化之前，使用分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物对PUR密封胶进行改性，使分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物与未发生反应的PUR密封胶充分混合均匀后，挥发性有机溶剂自挥发，含氟官能团硅氧烷高分子半聚物和PUR密封胶的分子链同时与空气中的水分子进行反应，形成交联结构，强化PUR密封胶的分子链的强度，形成PUR密封胶与含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的重叠胶，含氟官能团向重叠胶外表面伸展，降低重叠胶的表面能，重叠胶的表面能为10-20达因/cm。本发明提供的提高PUR密封胶物理性能的方法及应用，将分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物加入未发生反应的PUR密封胶中混合均匀，随后进行点胶处理，PUR密封胶进行表干及内部固化的过程中，随着挥发性有机溶剂的自挥发，含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的硅氧烷半聚物和PUR密封胶的分子链同时与空气中的水分子进行反应，形成交联结构，硅氧烷分子链具有较稳定的化学性能，可以在形成交联后强化PUR密封胶的分子链的强度，使PUR分子形成的胶水骨架结构具有更强更稳定的内聚力，进而加强PUR密封胶对人体分泌物中化学物质如油酸、油脂等的抗性，同时硅氧烷分子表面的含氟官能团会集体向PUR密封胶层(重叠胶)的外表面伸展，从而降低PUR密封胶表面的表面能，降低水、油等化学物质在胶层表面的吸附，阻止其向下渗入侵蚀PUR骨架层，重叠胶完全固化后，重叠胶中的PUR密封胶与含氟官能团硅氧烷高分子半聚物相互融合在一起，无明显界面，形成的交联结构稳定，二者之间的粘合力大大提高，综合性能良好，含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的用量小且可控，整体成本无显著增加，通过加入含氟官能团硅氧烷高分子半聚物能够明显增加PUR密封胶对油脂、油酸的耐受性能等性能，尤其是较高温度下长时间接触油脂油酸条件下的耐受性能，大大提高PUR密封胶的绝缘性、粘接性等多种物理性能，提升电子产品的使用寿命，适合工业化推广。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

一种提高PUR密封胶物理性能的方法，通过在PUR密封胶中增加少量含氟官能团硅氧烷高分子半聚物成分，从而对PUR密封胶的耐油脂性能、耐腐蚀性能、耐高温性能等物理性能进行强化，具体包括以下步骤：

1)制备分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物悬浊液：

将含氟官能团硅氧烷高分子半聚物固体加入挥发性有机溶剂中，充分混合均匀，得到含氟官能团硅氧烷高分子半聚物悬浊液，其中，挥发性有机溶剂与含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的质量比为3：1-3：4；

2)使用PUR密封胶对电子产品进行密封处理，在PUR密封胶完全固化之前，使用分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物(通常为纳米尺寸颗粒)对PUR密封胶进行改性，含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的添加量为PUR密封胶质量的1/15-1/20，使分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物与未发生反应的PUR密封胶充分混合均匀后，然后按常规或现有PUR密封胶使用方法对电子产品等进行点胶处理，PUR密封胶进行表干及内部固化的过程中，随着挥发性有机溶剂的自挥发，含氟官能团硅氧烷高分子半聚物和PUR密封胶的分子链同时与空气中的水分子进行反应，形成交联结构，强化PUR密封胶的分子链的强度，形成PUR密封胶与含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的重叠胶，重叠胶的厚度为0.3-15μm，含氟官能团向重叠胶外表面伸展，降低重叠胶的表面能，重叠胶的表面能为10-20达因/cm，进而加强了PUR密封胶对人体分泌物中化学物质如油酸、油脂等的抗性，物理性能大大提升。

作为具体的一种实施方式，挥发性有机溶剂在室温下自挥发，挥发性有机溶剂的沸点为60-80℃。

作为具体的一种实施方式，挥发性有机溶剂包括含氟溶剂，含氟溶剂包括含氟乙基九氟丁基醚或含氟乙基九氟异丁基醚。

作为具体的一种实施方式，含氟官能团硅氧烷高分子半聚物为含氟官能团的硅氧烷半聚物纳米颗粒，粒径为3-1000nm。

本发明公开了一种PUR密封胶层的制备方法，采用提高PUR密封胶物理性能的方法制备得到，包括以下步骤：

将含氟官能团硅氧烷高分子半聚物溶解于挥发性有机溶剂，得到含氟官能团硅氧烷高分子半聚物悬浊液，所述挥发性有机溶剂与含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的质量比为3：1-3：4；将含氟官能团硅氧烷高分子半聚物悬浊液与常规PUR密封胶混合均匀并完全固化后即可得到所需PUR密封胶层，所述含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的添加量为PUR密封胶质量的1/15-1/20，所述挥发性有机溶剂自挥发，含氟官能团硅氧烷高分子半聚物和PUR密封胶的分子链同时与空气中的水分子进行反应，形成交联结构。

本发明还公开了一种提高PUR密封胶物理性能的方法在制备耐油脂或耐高温PUR密封胶中的应用。

本发明还公开了一种提高PUR密封胶物理性能的方法在需要耐油脂、耐高温要求的电子产品中的应用。

本发明的工作原理为：

含氟官能团硅氧烷高分子半聚物中的硅氧烷分子链具有较稳定的化学性能，可以在形成交联结构后强化PUR密封胶的PUR分子链的强度，使PUR分子形成的胶水骨架结构具有更强更稳定的内聚力；其次，由于氟的特殊电负性，具有极低的表面能，由于表面能的原因，硅氧烷分子表面的含氟官能团会集体向形成的重叠胶或PUR密封胶层的外表面伸展，从而降低重叠胶表面的表面能，降低水、油等化学物质在胶层表面的吸附并阻止其向下渗入侵蚀PUR骨架层。

实施例1

一种提高PUR密封胶物理性能的方法，通过在PUR密封胶中增加少量含氟官能团硅氧烷高分子半聚物成分，从而对PUR密封胶的耐油脂性能、耐腐蚀性能、耐高温性能等物理性能进行强化，具体包括以下步骤：

1)制备分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物悬浊液：

将含氟官能团硅氧烷高分子半聚物固体加入挥发性有机溶剂中，充分混合均匀，得到分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物悬浊液，其中，挥发性有机溶剂与含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的质量比为3：2；

2)使用PUR密封胶对电子产品进行密封处理，在PUR密封胶完全固化之前，使用分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物对PUR密封胶进行改性，含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的添加量为PUR密封胶质量的1/20，使分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物与未发生反应的PUR密封胶充分混合均匀后，然后按常规或现有PUR胶使用方法对电子产品等进行点胶处理，PUR密封胶进行表干及内部固化的过程中，随着挥发性有机溶剂的自挥发，含氟官能团硅氧烷高分子半聚物和PUR密封胶的分子链同时与空气中的水分子进行反应，形成交联结构，强化PUR密封胶的分子链的强度，形成PUR密封胶与含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的重叠胶，重叠胶的厚度为0.4μm，含氟官能团向重叠胶外表面伸展，降低重叠胶的表面能，重叠胶的表面能为12达因/cm，进而加强了PUR密封胶对人体分泌物中化学物质如油酸、油脂等的抗性，物理性能大大提升。

挥发性有机溶剂为含氟乙基九氟丁基醚，挥发性有机溶剂在室温下自挥发，挥发性有机溶剂的沸点为60-80℃。

含氟官能团硅氧烷高分子半聚物为含氟官能团的硅氧烷半聚物纳米颗粒，粒径为10nm。

实施例2

一种提高PUR密封胶物理性能的方法，包括以下步骤：

1)制备分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物悬浊液：

将含氟官能团硅氧烷高分子半聚物固体加入挥发性有机溶剂中，充分混合均匀，得到分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物悬浊液，其中，挥发性有机溶剂与含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的质量比为3：2；

2)使用PUR密封胶对电子产品进行密封处理，在PUR密封胶完全固化之前，使用分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物对PUR密封胶进行改性，含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的添加量为PUR密封胶质量的1/15，使分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物与未发生反应的PUR密封胶充分混合均匀后，然后按常规或现有PUR胶使用方法对电子产品等进行点胶处理，PUR密封胶进行表干及内部固化的过程中，随着挥发性有机溶剂的自挥发，含氟官能团硅氧烷高分子半聚物和PUR密封胶的分子链同时与空气中的水分子进行反应，形成交联结构，强化PUR密封胶的分子链的强度，形成PUR密封胶与含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的重叠胶，重叠胶的厚度为1μm，含氟官能团向重叠胶外表面伸展，降低重叠胶的表面能，重叠胶的表面能为18达因/cm，进而加强了PUR密封胶对人体分泌物中化学物质如油酸、油脂等的抗性，物理性能大大提升。

挥发性有机溶剂在室温下自挥发，挥发性有机溶剂的沸点为60-80℃。

含氟官能团硅氧烷高分子半聚物为含氟官能团的硅氧烷半聚物纳米颗粒，粒径为100nm。

余同实施例1。

实施例3

一种提高PUR密封胶物理性能的方法，通过在PUR密封胶中增加少量含氟官能团硅氧烷高分子半聚物成分，从而对PUR密封胶的耐油脂性能、耐腐蚀性能、耐高温性能等物理性能进行强化，具体包括以下步骤：

1)制备分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物悬浊液：

将含氟官能团硅氧烷高分子半聚物固体加入挥发性有机溶剂中，充分混合均匀，得到分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物悬浊液，其中，挥发性有机溶剂与含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的质量比为3：2；

2)使用PUR密封胶对电子产品进行密封处理，在PUR密封胶完全固化之前，使用分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物(通常为纳米尺寸颗粒)对PUR密封胶进行改性，含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的添加量为PUR密封胶质量的1/20，使分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物与未发生反应的PUR密封胶充分混合均匀后，然后按常规或现有PUR胶使用方法对电子产品等进行点胶处理，PUR密封胶进行表干及内部固化的过程中，随着挥发性有机溶剂的自挥发，含氟官能团硅氧烷高分子半聚物和PUR密封胶的分子链同时与空气中的水分子进行反应，形成交联结构，强化PUR密封胶的分子链的强度，形成PUR密封胶与含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的重叠胶，重叠胶的厚度为13μm，含氟官能团向重叠胶外表面伸展，降低重叠胶的表面能，重叠胶的表面能为10-20达因/cm，进而加强了PUR密封胶对人体分泌物中化学物质如油酸、油脂等的抗性，物理性能大大提升。

余同实施例1。

对比例1

对比例1采用市场常规电子产品装配用PUR密封胶层。

采用本发明实施例1-3公开的提高PUR密封胶物理性能的方法分别制备得到PUR密封胶层或重叠胶并分别进行DSC/FTIR和十字剪切力的测试，做好实验记录。

对市场常规电子产品装配用PUR密封胶层进行在65℃油酸中进行24h浸泡实验，浸泡前后对其进行与实施例1相同的DSC/FTIR和十字剪切力的测试，作为对照组，做好实验记录。

实验结果可知：对比例1中，无含氟官能团硅氧烷高分子半聚物添加的市场常规电子产品装配用PUR密封胶层在进行油酸浸泡实验后，DSC&FTIR数值明显发生变化，显示其中有明显的化学反应，十字剪切同样明显下降，证实PUR密封胶层已经从内部遭到破坏。而在实施例1-3中，使用含氟官能团硅氧烷高分子半聚物对PUR密封胶层进行混合强化后，PUR密封胶层的DSC&FTIR值没有明显变化，十字剪切力由原有的下降50％以上改善至降低8％，可见含氟官能团硅氧烷高分子半聚物对PUR密封胶的物理性能起到了一定的强化提升作用，对油酸、油脂等的耐受性更高。

本发明未具体描述的部分采用现有技术即可，在此不做赘述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种提高PUR密封胶耐油脂、耐高温性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

使用PUR密封胶对电子产品进行密封处理，在PUR密封胶完全固化之前，使用分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物对PUR密封胶进行改性，使分散于挥发性有机溶剂中的含氟官能团硅氧烷高分子半聚物与未发生反应的PUR密封胶充分混合均匀即可，使用时直接点胶在电子产品上固化即可；

所述挥发性有机溶剂自挥发，含氟官能团硅氧烷高分子半聚物和PUR密封胶的分子链同时与空气中的水分子进行反应，形成交联结构，强化PUR密封胶的分子链的强度，形成PUR密封胶与含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的重叠胶，含氟官能团向重叠胶外表面伸展，降低重叠胶的表面能，重叠胶的表面能为10-20达因/cm；

所述挥发性有机溶剂在室温下自挥发，挥发性有机溶剂的沸点为60-80℃；

所述含氟官能团硅氧烷高分子半聚物为含氟官能团的硅氧烷半聚物纳米颗粒，粒径为3-1000nm。

2.根据权利要求1所述的一种提高PUR密封胶耐油脂、耐高温性能的方法，其特征在于，所述含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的添加量为PUR密封胶质量的1/15-1/20。

3.根据权利要求1所述的一种提高PUR密封胶耐油脂、耐高温性能的方法，其特征在于，所述挥发性有机溶剂与含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的质量比为3：1-3：4。

4.根据权利要求1所述的一种提高PUR密封胶耐油脂、耐高温性能的方法，其特征在于，所述挥发性有机溶剂包括含氟溶剂，所述含氟溶剂包括含氟乙基九氟丁基醚或含氟乙基九氟异丁基醚。

5.根据权利要求1所述的一种提高PUR密封胶耐油脂、耐高温性能的方法，其特征在于，所述重叠胶的厚度为0.3-15μm。

6.一种PUR密封胶的制备方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一所述的提高PUR密封胶耐油脂、耐高温性能的方法制备得到，包括以下步骤：

将含氟官能团硅氧烷高分子半聚物溶解于挥发性有机溶剂，得到含氟官能团硅氧烷高分子半聚物悬浊液，所述挥发性有机溶剂与含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的质量比为3：1-3：4；将含氟官能团硅氧烷高分子半聚物悬浊液与常规PUR密封胶混合均匀即可，所述含氟官能团硅氧烷高分子半聚物的添加量为PUR密封胶质量的1/15-1/20，所述挥发性有机溶剂自挥发，含氟官能团硅氧烷高分子半聚物和PUR密封胶的分子链同时与空气中的水分子进行反应，形成交联结构。

7.一种根据权利要求1-5任一所述的提高PUR密封胶耐油脂、耐高温性能的方法在制备耐油脂或耐高温PUR密封胶中的应用。

8.一种根据权利要求1-5任一所述的提高PUR密封胶耐油脂、耐高温性能的方法在需要耐油脂、耐高温要求的电子产品中的应用。