本發明涉及聚氨酯灌封膠技術領域，特別涉及一種低粘度阻燃導熱型無溶劑聚氨酯電子灌封膠的制備方法及其使用方法。
背景技術：
電子灌封膠主要用于電子元器件的灌封，在使用之前，電子灌封膠未固化屬于液體狀，具有流動性，膠液黏度根據產品的材質、性能、生產工藝的不同而有所區別。對電子元器件進行灌封以后，灌封膠完全固化，可以起到防水防潮、防塵、絕緣、導熱、保密、防腐蝕、耐溫、防震的作用。
電子灌封膠種類非常多，按照樹脂原料的類型，主要分為環氧樹脂膠灌封膠、有機硅灌封膠和聚氨酯灌封膠。
環氧樹脂灌封是指以環氧樹脂為主要成份，添加各類功能性助劑，配合合適的固化劑制作的一類環氧樹脂液體封裝或灌封材料。按其不同組成主要分為兩種，一種為單組份環氧灌封膠；一種為雙組份環氧灌封膠。按照顏色可分為透明，黑色和乳白色等，按照混合比例，一般有1:1,2:1,3:1及黑色的4:1或5:1等。單組份環氧灌封膠是應用潛伏性環氧固化劑配合成的一種中溫或高溫固化的一支品種，其固化條件往往需要加溫才能固化，其存儲條件一般在常溫25度以下或冰箱5度左右保存，和雙組份環氧樹脂灌封膠相比，單組份其耐溫性和粘接性方面優于雙組份灌封膠，但因為固化條件及保存的局限用得沒有雙組份那么廣泛；雙組份灌封膠其主劑和固化劑分開分裝及存放，用前須按特定的比例進行混合配比，攪拌均勻后便可進行灌封作業，為其品質更好可在灌封前對膠體進行抽真空處理，脫泡。雙組份因其固化劑的不同也分為中高溫固化型和常溫固化型，也有特殊的其它固化方式，通常為常溫固化型雙組份環氧樹脂，固化后電氣性能優越、表面光澤度高，操作簡單方便。環氧樹脂灌封膠的優點是具有優秀的耐高溫性能和電氣絕緣能力，操作簡單，固化前后都非常穩定，對多種金屬基材和多孔基材都有良好的附著力，缺點是抗冷熱變化能力弱，受到冷熱沖擊后容易產生裂縫，導致水汽從裂縫中滲人到電子元器件內，防潮能力差，并且固化后膠體硬度較高較脆，容易拉傷電子元器件，適合灌封常溫條件下對環境力學性能沒有特殊要求的電子元器件。
有機硅灌封膠是指用硅橡膠制作的一類電子灌封膠，包括單組分有機硅灌封膠和雙組分有機硅灌封膠。有機硅灌封膠的產品種類很多，不同種類的有機硅灌封膠在耐溫性能、防水性能、絕緣性能、光學性能、對不同材質的粘接附著性能以及軟硬度等方面有很大差異。通常情況下，有機硅灌封膠可以加入一些功能性填充物賦予其防震性能、電性能、防水性能、耐高低溫性能。工業化應用的有機硅灌封膠以雙組份為主，可分為縮合型的和加成性的兩類。一般縮合型的對元器件和灌封腔體的粘附力較差，固化過程中會產生揮發性低分子物質，固化后有較明顯收縮率。加成型的(又稱硅凝膠)收縮率極小、固化過程中沒有低分子產生?？梢约訜峥焖俟袒Ｓ袡C硅灌封膠的有點是抗老化能力強、耐候性好、抗沖擊能力優秀；具有優秀的抗冷熱變化能力，可在寬廣的工作溫度范圍內使用，能在-60℃～200℃溫度范圍內保持彈性，不開裂；具有優異的電氣性能和絕緣能力，灌封后有效提高內部元件以及線路之間的絕緣,提高電子元器件的使用穩定性；對電子元器件無任何腐蝕性而且固化反應中不產生任何副產物；具有優秀的返修能力，可快捷方便的將密封后的元器件取出修理和更換；具有優秀的導熱性能和阻燃能力，有效提高電子元器件的散熱能力和安全系數；粘度低，具有良好的流動性，能夠滲入到細小的空隙和元器件下面；可室溫固化也可加溫固化，自排泡性好，使用更方便；固化收縮率小，具有優異的防水性能和抗震能力。缺點是力學性能較差，價格較高，附著力差，適合灌封各種在惡劣環境下工作的電子元器件。
聚氨酯灌封膠又稱pu灌封膠，聚氨酯是由聚酯、聚醚和聚雙烯烴等低聚物多元醇、小分子二元醇或二元胺擴鏈劑與二異氰酸酯經過逐步聚合而成，具有優異的力學性能和使用性能。通常情況下，聚氨酯灌封膠為雙組份的產品，其中，一個組分由聚合物多元醇、填料和助劑組成，另一個組分為異氰酸酯類的固化劑。使用時將兩個組分按照一定比例混合，進行灌封操作。通常情況下，聚氨酯灌封膠對大多數材料具有比較強的粘接性能，特別是pvc，pc等基材的產品，聚氨酯灌封膠的粘接力較強；耐溫性，-60℃到150℃之間保持穩定；具有耐高低溫沖擊性優秀，內應力較小，不脆，不開裂，韌性好，不會對電子元器件造成破壞；具有耐水性優秀，吸水率??；具有非常好的電器絕緣穩定性；灌封速度可以按生產要求任意調整，可不加熱或加熱固化，減少功耗，非常適合機械灌膠，效率較高；硬度可以調整，可以滿足不同的需要；比重小，性價比高，阻燃導熱型膠的成本比環氧樹脂要低。
基于聚氨酯電子灌封膠優異的性能和較低的價格，逐漸成為電子灌封膠的主流產品，而且逐漸向高性能和功能化發展。目前，高端的聚氨酯灌封膠要求具備高導熱、高阻燃和高體積電阻率，通常技術條件下，具備高導熱性和高阻燃性的聚氨酯灌封膠，需要在聚合物多元醇組分中加入大量的導熱填料和阻燃劑，通常填料的加入量就要達到重量的80％以上，才能達到較好的到熱性能，加上阻燃劑，物料的粘度會更大。物料粘度的增加會產生以下問題：其一，大量填料和阻燃劑的加導致物料粘度急劇變大，流動性降低，難以滲入到細小的空隙和元器件下面，導致灌封質量下降；其二，高粘度的物料使得產生的氣泡難以排出，導致產品灌封質量下降；其三，大量填料的加入使得物料的抗沉降性降低，產品的穩定性下降，會產生分層的問題。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種低粘度阻燃導熱型無溶劑聚氨酯電子灌封膠的制備方法及其使用方法。
為實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：
一種低粘度阻燃導熱型無溶劑聚氨酯電子灌封膠的制備方法，該電子灌封膠包括a組分和b組分，所述a組分通過以下過程制備：按照質量份數計，將蓖麻油100份、阻燃劑5～15份、高導熱絕緣復合粉1～5份以及消泡劑0.05～0.3份加入到反應釜中，混合均勻后真空脫水，然后加入催化劑0.05～0.3份，混合均勻得到a組分；其中，阻燃劑為二溴新戊二醇與間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)混合物；b組分為液化二苯基亞甲基二異氰酸酯。
本發明進一步的改進在于，真空脫水的溫度為110～120℃，時間為2h。
本發明進一步的改進在于，阻燃劑為二溴新戊二醇與間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)質量比為1:3～5的混合物。
本發明進一步的改進在于，高導熱絕緣復合粉為納米碳化硅、納米碳化鋁、納米碳化硼、納米氧化鋅、納米氧化鋁質量比3:(1～1.5):(1～1.4):(1～1.5):(3～4.5)的混合物。
本發明進一步的改進在于，催化劑為1,8-二氮雜二環[5.4.0]十一碳-7-烯與1,8-二氮雜二環[5.4.0]十一碳-7-烯甲酸鹽質量比為1：(1～1.3)的混合物。
本發明進一步的改進在于，消泡劑是消泡劑byk-1790。
一種低粘度阻燃導熱型無溶劑聚氨酯電子灌封膠的使用方法，(1)將a組分和b組分混合后在25～30℃、真空度≤-0.1mpa的條件下，攪拌抽真空3～5分鐘，得到混合料；
(2)將混合料灌封電子元器件，然后固化后完成灌封。
本發明進一步的改進在于，a組分和b組分的比例由r值決定，r為b組分中-nco與a組分中-oh的摩爾數之比，并且r值為1.0～1.4。
本發明進一步的改進在于，固化是在真空度≤-0.1mpa下進行的。
本發明進一步的改進在于，固化的溫度為55～75℃的條件下，固化時間為4～12小時。
與現有技術相比，本發明具有的有益效果：
其一，采用聚氨酯原位聚合自阻燃技術，使用了具有阻燃作用的二溴新戊二醇，在物料原位聚合后起到良好的阻燃效果，結合間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)阻燃劑的協同阻燃作用，最終產品具有良好的阻燃性能；
其二，由于物料中填料的用量少，而且加入了液態的間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)阻燃劑，使得整個物料的粘度低，流動性好；
其三，采用熱敏性催化劑異步催化技術，即采用dub和dbu甲酸鹽作為聯用催化劑，實現初期的慢催化和后期的快熟化，使得物料初期粘度較小，能夠保證產生的氣泡順利排出，后期加速熟化可使生產效率提高；
其四，采用蓖麻油作為聚合物多元醇，它不僅是一種生物質材料，可以降低石化材料的應用，有利于環境保護，而且蓖麻油具有良好的耐低溫性能，在外界溫度變化時粘度變化很小，在較低的溫度下仍能保持良好的流動性，能都實現低溫灌封的要求；
其五，本發明采用的生產方法在生產過程中不使用任何溶劑，是一種環保的生產技術，產品中也沒有溶劑殘留，是一種環保的合成革產品。
其六，本發明采用高導熱絕緣復合粉導熱技術、聚氨酯原位聚合自阻燃技術、熱敏性催化劑異步催化技術制備，制得的低粘度阻燃導熱型無溶劑聚氨酯電子灌封膠屬于雙組份無溶劑聚氨酯電子灌封膠，具有低粘度、高導熱、高體積電阻率、高阻燃的特點，粘度小于6000mpa·s，導熱系數大于1.85w/mk，體積電阻率大于4.2×1012ω·m，阻燃性能夠達到美國fmvss302標準。
進一步的，本發明采用高導熱絕緣復合粉導熱技術，高導熱絕緣復合粉由納米碳化硅、納米碳化鋁、納米碳化硼、納米氧化鋅、納米氧化鋁組成，由于其極小的粒徑和極高的導熱系數，在用量很少的條件下就能形成導熱網絡，賦予灌封膠良好的導熱性能，而且，納米級粒徑的填料抗沉降性能優異，所得產品放置穩定性極好。
具體實施方式
下面通過具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明，但本發明并不只限于這些例子。
一種低粘度阻燃導熱型無溶劑聚氨酯電子灌封膠的制備方法，該電子灌封膠包括a組分和b組分，所述a組分通過以下過程制備：按照質量份數計，將蓖麻油100份、阻燃劑5～15份、高導熱絕緣復合粉1～5份以及消泡劑0.05～0.3份加入到反應釜中，混合均勻后升溫至110～120℃，進行真空脫水2h，然后降溫至30～40℃，加入催化劑0.05～0.3份，混合均勻得到a組分；b組分為液化二苯基亞甲基二異氰酸酯(簡稱液化mdi)。
所述阻燃劑為二溴新戊二醇(簡稱dbnpg)與間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)(簡稱rdp)質量比為1:3～5的混合物。
所述高導熱絕緣復合粉為納米碳化硅、納米碳化鋁、納米碳化硼、納米氧化鋅、納米氧化鋁質量比:3:1～1.5:1～1.4:1～1.5:3～4.5的混合物。
所述催化劑為1,8-二氮雜二環[5.4.0]十一碳-7-烯(簡稱dbu)與1,8-二氮雜二環[5.4.0]十一碳-7-烯甲酸鹽(簡稱dbu甲酸鹽)質量比為1：1～1.3的混合物。
所述消泡劑是德國比克化學公司的消泡劑byk-1790該產品，該消泡劑不含有機硅。
本發明制備的電子灌封膠的使用方法為：
(1)應用時，將a組分和b組分的混合使用，混合的比例由r值(b組分中-nco與a組分中-oh的摩爾數之比)決定，本發明中r值為1.0～1.4；
按照上述比例稱量a組分和b組分，混合后升溫至25～30℃，在真空度≤-0.1mpa的條件下，攪拌下抽真空3～5分鐘，得到混合料。
(2)用混合好的混合料灌封電子元器件后，放入固化箱，在真空度≤-0.1mpa，固化溫度55～75℃的條件下，固化4～12小時，即可完成灌封。
實施例1
一種低粘度阻燃導熱型無溶劑聚氨酯電子灌封膠的制備方法，該電子灌封膠包括a組分和b組分，所述a組分通過以下過程制備：按照質量份數計，將蓖麻油100份、阻燃劑5份、高導熱絕緣復合粉3份以及消泡劑0.1份加入到反應釜中，混合均勻后升溫至110℃，進行真空脫水2h，然后降溫至30℃，加入催化劑0.05份，混合均勻得到a組分；b組分為液化二苯基亞甲基二異氰酸酯(簡稱液化mdi)。
其中，所述阻燃劑為二溴新戊二醇(簡稱dbnpg)與間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)(簡稱rdp)質量比為1:3的混合物。
所述高導熱絕緣復合粉為納米碳化硅、納米碳化鋁、納米碳化硼、納米氧化鋅、納米氧化鋁質量比3:1:1.4:1.2:3.5的混合物。
所述催化劑為1,8-二氮雜二環[5.4.0]十一碳-7-烯(簡稱dbu)與1,8-二氮雜二環[5.4.0]十一碳-7-烯甲酸鹽(簡稱dbu甲酸鹽)質量比為1：1的混合物。
所述消泡劑是德國比克化學公司的消泡劑byk-1790該產品，該消泡劑不含有機硅。
上述方法制備的電子灌封膠的使用方法為：
(1)應用時，將a組分和b組分的混合使用，混合的比例由r值(b組分中-nco與a組分中-oh的摩爾數之比)決定，本實施例中中r值為1.0；
按照上述比例稱量a組分和b組分，混合后升溫至25℃，在真空度≤-0.1mpa的條件下，攪拌下抽真空3分鐘，得到混合料。
(2)用混合好的混合料灌封電子元器件后，放入固化箱，在真空度≤-0.1mpa，固化溫度55℃的條件下，固化12小時，即可完成灌封。
實施例2
一種低粘度阻燃導熱型無溶劑聚氨酯電子灌封膠的制備方法，該電子灌封膠包括a組分和b組分，所述a組分通過以下過程制備：按照質量份數計，將蓖麻油100份、阻燃劑10份、高導熱絕緣復合粉2份以及消泡劑0.05份加入到反應釜中，混合均勻后升溫至115℃，進行真空脫水2h，然后降溫至35℃，加入催化劑0.1份，混合均勻得到a組分；b組分為液化二苯基亞甲基二異氰酸酯(簡稱液化mdi)。
其中，所述阻燃劑為二溴新戊二醇(簡稱dbnpg)與間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)(簡稱rdp)質量比為1:4的混合物。
所述高導熱絕緣復合粉為納米碳化硅、納米碳化鋁、納米碳化硼、納米氧化鋅、納米氧化鋁質量比3:1.5:1.2:1:3的混合物。
所述催化劑為1,8-二氮雜二環[5.4.0]十一碳-7-烯(簡稱dbu)與1,8-二氮雜二環[5.4.0]十一碳-7-烯甲酸鹽(簡稱dbu甲酸鹽)質量比為1：1.2的混合物。
所述消泡劑是德國比克化學公司的消泡劑byk-1790該產品，該消泡劑不含有機硅。
上述方法制備的電子灌封膠的使用方法為：
(1)應用時，將a組分和b組分的混合使用，混合的比例由r值(b組分中-nco與a組分中-oh的摩爾數之比)決定，本實施例中中r值為1.2；
按照上述比例稱量a組分和b組分，混合后升溫至27℃，在真空度≤-0.1mpa的條件下，攪拌下抽真空4分鐘，得到混合料。
(2)用混合好的混合料灌封電子元器件后，放入固化箱，在真空度≤-0.1mpa，固化溫度60℃的條件下，固化8小時，即可完成灌封。
實施例3
一種低粘度阻燃導熱型無溶劑聚氨酯電子灌封膠的制備方法，該電子灌封膠包括a組分和b組分，所述a組分通過以下過程制備：按照質量份數計，將蓖麻油100份、阻燃劑15份、高導熱絕緣復合粉1份以及消泡劑0.2份加入到反應釜中，混合均勻后升溫至120℃，進行真空脫水2h，然后降溫至40℃，加入催化劑0.08份，混合均勻得到a組分；b組分為液化二苯基亞甲基二異氰酸酯(簡稱液化mdi)。
其中，所述阻燃劑為二溴新戊二醇(簡稱dbnpg)與間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)(簡稱rdp)質量比為1:5的混合物。
所述高導熱絕緣復合粉為納米碳化硅、納米碳化鋁、納米碳化硼、納米氧化鋅、納米氧化鋁質量比3:1.2:1:1.5:4.5的混合物。
所述催化劑為1,8-二氮雜二環[5.4.0]十一碳-7-烯(簡稱dbu)與1,8-二氮雜二環[5.4.0]十一碳-7-烯甲酸鹽(簡稱dbu甲酸鹽)質量比為1：1.3的混合物。
所述消泡劑是德國比克化學公司的消泡劑byk-1790該產品，該消泡劑不含有機硅。
上述方法制備的電子灌封膠的使用方法為：
(1)應用時，將a組分和b組分的混合使用，混合的比例由r值(b組分中-nco與a組分中-oh的摩爾數之比)決定，本實施例中中r值為1.4；
按照上述比例稱量a組分和b組分，混合后升溫至30℃，在真空度≤-0.1mpa的條件下，攪拌下抽真空5分鐘，得到混合料。
(2)用混合好的混合料灌封電子元器件后，放入固化箱，在真空度≤-0.1mpa，固化溫度75℃的條件下，固化4小時，即可完成灌封。
實施例4
一種低粘度阻燃導熱型無溶劑聚氨酯電子灌封膠的制備方法，該電子灌封膠包括a組分和b組分，所述a組分通過以下過程制備：按照質量份數計，將蓖麻油100份、阻燃劑8份、高導熱絕緣復合粉5份以及消泡劑0.3份加入到反應釜中，混合均勻后升溫至117℃，進行真空脫水2h，然后降溫至37℃，加入催化劑0.2份，混合均勻得到a組分；b組分為液化二苯基亞甲基二異氰酸酯(簡稱液化mdi)。
其中，所述阻燃劑為二溴新戊二醇(簡稱dbnpg)與間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)(簡稱rdp)質量比為1:3.5的混合物。
所述高導熱絕緣復合粉為納米碳化硅、納米碳化鋁、納米碳化硼、納米氧化鋅、納米氧化鋁質量比3:1.3:1.3:1.3:4的混合物。
所述催化劑為1,8-二氮雜二環[5.4.0]十一碳-7-烯(簡稱dbu)與1,8-二氮雜二環[5.4.0]十一碳-7-烯甲酸鹽(簡稱dbu甲酸鹽)質量比為1：1.1的混合物。
所述消泡劑是德國比克化學公司的消泡劑byk-1790該產品，該消泡劑不含有機硅。
上述方法制備的電子灌封膠的使用方法為：
(1)應用時，將a組分和b組分的混合使用，混合的比例由r值(b組分中-nco與a組分中-oh的摩爾數之比)決定，本實施例中中r值為1.1；
按照上述比例稱量a組分和b組分，混合后升溫至25℃，在真空度≤-0.1mpa的條件下，攪拌下抽真空4分鐘，得到混合料。
(2)用混合好的混合料灌封電子元器件后，放入固化箱，在真空度≤-0.1mpa，固化溫度65℃的條件下，固化10小時，即可完成灌封。
實施例5
一種低粘度阻燃導熱型無溶劑聚氨酯電子灌封膠的制備方法，該電子灌封膠包括a組分和b組分，所述a組分通過以下過程制備：按照質量份數計，將蓖麻油100份、阻燃劑12份、高導熱絕緣復合粉4份以及消泡劑0.07份加入到反應釜中，混合均勻后升溫至112℃，進行真空脫水2h，然后降溫至32℃，加入催化劑0.3份，混合均勻得到a組分；b組分為液化二苯基亞甲基二異氰酸酯(簡稱液化mdi)。
其中，所述阻燃劑為二溴新戊二醇(簡稱dbnpg)與間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)(簡稱rdp)質量比為1:4.5的混合物。
所述高導熱絕緣復合粉為納米碳化硅、納米碳化鋁、納米碳化硼、納米氧化鋅、納米氧化鋁質量比3:1.1:1.4:1:4的混合物。
所述催化劑為1,8-二氮雜二環[5.4.0]十一碳-7-烯(簡稱dbu)與1,8-二氮雜二環[5.4.0]十一碳-7-烯甲酸鹽(簡稱dbu甲酸鹽)質量比為1：1.3的混合物。
所述消泡劑是德國比克化學公司的消泡劑byk-1790該產品，該消泡劑不含有機硅。
上述方法制備的電子灌封膠的使用方法為：
(1)應用時，將a組分和b組分的混合使用，混合的比例由r值(b組分中-nco與a組分中-oh的摩爾數之比)決定，本實施例中中r值為1.0；
按照上述比例稱量a組分和b組分，混合后升溫至30℃，在真空度≤-0.1mpa的條件下，攪拌下抽真空4分鐘，得到混合料。
(2)用混合好的混合料灌封電子元器件后，放入固化箱，在真空度≤-0.1mpa，固化溫度60℃的條件下，固化7小時，即可完成灌封。
本發明制備的低粘度阻燃導熱型無溶劑聚氨酯電子灌封膠屬于雙組份無溶劑聚氨酯電子灌封膠，采用高導熱絕緣復合粉導熱技術、聚氨酯原位聚合自阻燃技術、熱敏性催化劑異步催化技術制備，具有低粘度、高導熱、高體積電阻率、高阻燃的特點，粘度小于6000mpa·s，導熱系數大于1.85w/mk，體積電阻率大于4.2×1012ω·m，阻燃性能夠達到美國fmvss302標準。
采用的聚合物多元醇為蓖麻油，它不僅是一種生物質材料，可以降低石化材料的應用，有利于環境保護，而且蓖麻油具有良好的耐低溫性能，在外界溫度變化時粘度變化很小，在較低的溫度下仍能保持良好的流動性，能都實現低溫灌封的要求。
本發明采用的制備技術不使用任何溶劑，是一種環保的制備，產品中也沒有溶劑殘留，是一種環保的合成革產品。