一种可光/热双重固化树脂组合物及其制备方法和应用转让专利
申请号 : CN202111232264.6
文献号 : CN113788936B
文献日 : 2022-05-10
发明人 : 刘晓荣 , 林鸿腾 , 刘涛 , 李帅
申请人 : 韦尔通(厦门)科技股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种可光/热双重固化树脂组合物,其特征在于,所述可光/热双重固化树脂组合物中包括20‑40重量份环氧树脂、10‑35重量份多硫醇化合物、20‑40重量份丙烯酸酯化合物、
1‑5重量份固化促进剂、0.3‑5重量份光引发剂、0.01‑3重量份阻聚剂和0.1‑3重量份稳定剂;所述多硫醇化合物由通式(I)表示:
1 2 3 4 5 6 7
所述通式(Ⅰ)中,R、R、R 和R中有且仅有一个为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基,R 、R 、R
8 1 2 3 4 5 6 7 8和R中有且仅有一个为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基,R、R 、R 、R、R、R、R和R中剩余六个分别独立地选自氢原子、碳原子数为1‑3的烷基和碳原子数为1‑3的低级烷氧基中的一种。
2.如权利要求1所述的可光/热双重固化树脂组合物,其特征在于,所述通式(Ⅰ)所示的
1 2 4
多硫醇化合物中,R 、R 和R中的一个为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基且另外两个均为氢原
3 7 5 6 8
子,R 和R 分别独立地选自氢原子或甲氧基,R 、R 和R中的一个为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基且另外两个均为氢原子。
3.如权利要求1所述的可光/热双重固化树脂组合物,其特征在于,所述通式(Ⅰ)所示的
1 5 3 7 2 4
多硫醇化合物中,R 和R 均为氢原子,R和R分别独立地选自氢原子或甲氧基,R 和R中的一
6 8
个为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基且另外一个为氢原子,R和R 中的一个为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基且另外一个为氢原子。
4.如权利要求1所述的可光/热双重固化树脂组合物,其特征在于,所述通式(Ⅰ)所示的
1 5 3 7 2 6
多硫醇化合物中,R 和R 均为氢原子,R和R分别独立地选自氢原子或甲氧基,且当R 和R 均
4 8 4 8
为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基时,R 和R均为氢原子;当R和R均为碳原子数为2‑5的巯基
2 6 4 6 2 8
烷氧基时,R和R 均为氢原子;当R 和R 均为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基时,R 和R均为氢
2 8 4 6
原子;当R和R均为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基时,R和R均为氢原子。
5.如权利要求1所述的可光/热双重固化树脂组合物,其特征在于,所述多硫醇化合物按照包括以下步骤的方法制备得到:
步骤一:将由通式(Ⅱ)表示的双苯酚类化合物和由通式(Ⅲ)表示的卤代化合物在相转移催化剂的存在下且在碱性条件下进行取代反应,提纯后得到呈液态的无色或淡黄色的第一中间产物;
步骤二:将第一中间产物和硫代乙酸在自由基引发剂的存在下进行自由基加成反应,提纯后得到呈液态的无色或淡黄色的第二中间产物;
步骤三:将第二中间产物进行水解反应,提纯后得到呈无色或淡黄色的粘稠液体状产物,即为多硫醇化合物;
9 10 11 12 13 14 15 16所述通式(Ⅱ)中,R、R 、R 和R 中有且仅有一个为羟基,R 、R 、R 和R 中有且仅有
9 10 11 12 13 14 15 16一个为羟基,R、R 、R 、R 、R 、R 、R 和R 中剩余六个分别独立地选自氢原子、碳原子数为1‑3的烷基和碳原子数为1‑3的烷氧基中的一种;
所述通式(Ⅲ)中,X表示氯或溴,m为0、1、2或3。
6.如权利要求5所述的可光/热双重固化树脂组合物,其特征在于,步骤一中,所述取代反应的方式为将由通式(Ⅱ)表示的双苯酚类化合物溶解在有机溶剂中,加碱提供碱性条件,加入相转移催化剂,之后在惰性气体保护下升温至40‑100℃搅拌10‑60分钟,随后再加入通式(Ⅲ)表示的卤代化合物,反应4‑12小时,接着将反应液过滤,滤液减压蒸馏除去溶剂,用水洗三次,并用三氯甲烷萃取,有机相收集后蒸干,得到呈液态的无色或淡黄色的第一中间产物。
7.如权利要求5所述的可光/热双重固化树脂组合物,其特征在于,步骤二中,所述自由基加成反应的方式为将第一中间产物溶解在有机溶剂中,加入自由基引发剂,在惰性气体保护下升温至40‑100℃,缓慢加入硫代乙酸,进行自由基加成反应4‑12小时,之后减压蒸馏除去溶剂,得到呈液态的无色或淡黄色的第二中间产物。
8.如权利要求5所述的可光/热双重固化树脂组合物,其特征在于,步骤三中,所述水解反应的方式为将第二中间产物溶解在有机溶剂中,加入盐酸或氢氧化钠,升温至50‑100℃反应3‑12小时,减压蒸馏除去溶剂,用2‑8%的碳酸氢钠溶液洗两遍,并用三氯甲烷萃取,有机相收集后蒸干,得到呈无色或淡黄色的粘稠液状产物,即为多硫醇化合物。
9.如权利要求1‑8中任意一项所述的可光/热双重固化树脂组合物,其特征在于,所述环氧树脂为芳香族环氧树脂和/或脂肪族环氧树脂。
10.如权利要求1‑8中任意一项所述的可光/热双重固化树脂组合物,其特征在于,所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂和双酚A环氧单丙烯酸酯以重量比1:(0.3‑0.9)的组合。
11.如权利要求1‑8中任意一项所述的可光/热双重固化树脂组合物,其特征在于,所述多硫醇化合物的硫醇官能团当量与所述环氧树脂的环氧官能团当量之比为0.5‑2.0。
12.如权利要求11所述的可光/热双重固化树脂组合物,其特征在于,所述多硫醇化合物的硫醇官能团当量与所述环氧树脂的环氧官能团当量之比为0.8‑1.2。
13.如权利要求1‑8中任意一项所述的可光/热双重固化树脂组合物,其特征在于,所述丙烯酸酯化合物选自环氧(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯、硅烷改性(甲基)丙烯酸酯、多元醇类(甲基)丙烯酸酯、聚烯烃(甲基)丙烯酸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸酯化丙烯酸树脂中的至少一种。
14.如权利要求1‑8中任意一项所述的可光/热双重固化树脂组合物,其特征在于,所述丙烯酸酯化合物为环氧丙烯酸酯和三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯以重量比1:(0.5‑1.5)的组合。
15.如权利要求1‑8中任意一项所述的可光/热双重固化树脂组合物,其特征在于,所述固化促进剂选自咪唑系固化促进剂、叔胺系固化促进剂和磷化合物系固化促进剂中的至少一种。
16.如权利要求1‑8中任意一项所述的可光/热双重固化树脂组合物,其特征在于,所述光引发剂为自由基光引发剂;所述自由基光引发剂为裂解型光引发剂和/或夺氢型光引发剂。
17.如权利要求1‑8中任意一项所述的可光/热双重固化树脂组合物,其特征在于,所述阻聚剂选自对苯二酚、对羟基苯甲醚、对苯醌、甲基氢醌、2‑叔丁基对苯二酚、2,5‑二叔丁基对苯二酚、4‑羟基哌啶醇氧自由基、吩噻嗪和蒽醌中的至少一种。
18.如权利要求1‑8中任意一项所述的可光/热双重固化树脂组合物,其特征在于,所述稳定剂选自液体硼酸酯化合物、铝螯合剂及巴比妥酸中的至少一种。
19.如权利要求1‑8中任意一项所述的可光/热双重固化树脂组合物,其特征在于,所述可光/热双重固化树脂组合物中还包括偶联剂和/或助剂;所述偶联剂选自γ‑(2,3‑环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、β‑(3,4‑环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、8‑环氧丙氧基辛基三甲氧基硅烷、γ‑巯基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷以及乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种;所述助剂选自填料、抗氧化剂、阻燃剂、粘接促进剂、稀释剂、颜料、消泡剂、流平剂、均化剂以及离子捕捉剂中的至少一种;所述偶联剂的含量为0.01‑5重量份;所述助剂的含量为0.01‑30重量份。
20.权利要求1‑19中任意一项所述的可光/热双重固化树脂组合物的制备方法,其特征在于,该方法包括将环氧树脂、多硫醇化合物、丙烯酸酯化合物、固化促进剂、光引发剂、阻聚剂和稳定剂以及任选的偶联剂和/或助剂在避光条件下混合均匀,得到可光/热双重固化树脂组合物。
21.根据权利要求20所述的可光/热双重固化树脂组合物的制备方法,其特征在于,所述混合均匀的方式包括在避光条件下,将丙烯酸酯化合物、光引发剂和阻聚剂于温度20‑30℃、真空度‑0.05MPa~‑0.1MPa、转速40‑60转/分的条件下搅拌20‑40分钟,再加入环氧树脂、多硫醇化合物和稳定剂于温度20‑30℃、真空度‑0.05MPa~‑0.1MPa、转速40‑60转/分的条件下再次搅拌20‑40分钟,之后加入固化促进剂以及任选的硅烷偶联剂和助剂于温度20‑
30℃、真空度‑0.05MPa~‑0.1MPa、转速40‑60转/分的条件下继续搅拌20‑40分钟,避光密封包装即可。
22.权利要求1‑19中任意一项所述的可光/热双重固化树脂组合物作为用于电子部件的粘接或密封的胶黏剂或密封剂的用途。
23.权利要求1‑19中任意一项所述的可光/热双重固化树脂组合物作为用于传感器或摄像头的粘接或密封的胶黏剂或密封剂的用途。
说明书 :
一种可光/热双重固化树脂组合物及其制备方法和应用
技术领域
背景技术
温度下固化和有足够粘接强度的要求。采用该种体系的组合物通常需要热固化的方式,但
通常不能在精密电子部件组装时做到快速定位。而光固化的胶黏剂可在极短的时间内固
化,能耗较低且固化效率快,但在实际生产应用当中也存在着遮光部分固化不全等问题。例
如, CN111394028A公开了一种光激活延迟热固化胶黏剂,其含有环氧树脂、多元醇、光引发
剂、光敏剂、触变剂和消泡剂,利用光激活来制备单组分热固化胶黏剂,但其固化方式主要
还是热固化,无法满足快速定位的需求。CN112521870A公开了一种紫外光固化胶黏剂组合
物,其含有UV低聚物、UV功能单体、光引发剂、助剂和功能填料,该紫外光固化胶黏剂组合物
选用UV低聚物制备紫外光固化胶黏剂,但是在遮光部分通常固化不完全,不能达到深层固
化。此外,CN112840004A公开了一种树脂组合物,该树脂组合物中含有分子内具有碳碳双键
基团的化合物、二官能硫醇化合物、引发剂以及自由基阻聚剂,虽然其中所采用的硫醇化合
物中无酯键,但是分子内具有碳碳双键基团的化合物中依然会存在可能水解的酯键,并且
由于所选用的硫醇化合物只有两个官能团,固化产物具有柔软性,交联度比较低,固化效果
差,对湿气的阻隔性能不佳,耐热性、热粘接强度和耐湿热水解性能仍然有待提升。
且该体系经固化后交联度低、耐热性及耐湿热水解性能差,仍无法满足目前电子装配领域
日益提高的需求。CN111356716A公开了一种在室温下为液体的单包装组合物,该组合物能
够通过辐射固定并通过热固化,其采用不含酯的三(3‑巯基丙基)异氰尿酸酯,提升了光热
双固化树脂组合物的耐水解性能,但这种多硫醇在室温下会散发出难闻的强烈硫臭味,固
化物的耐热性也不令人满意。此外,为了同时赋予树脂固化物良好的耐湿性及耐热性,目前
行业内的主流做法是采用巯基烷基甘脲作为固化剂。例如,专利CN201480064943.9和
JP2015059099A公开了所谓巯基烷基甘脲的多硫醇固化剂,虽然该多硫醇固化剂具有良好
的耐湿性及耐热性,但是专利CN201680014880.5中却提出该多硫醇固化剂在室温下为固
体,在与环氧树脂形成配合物时容易析出晶体,存在组成变得不均匀的问题,此时需要与另
一种巯基乙基甘脲化合物配合使用,由此使固体多硫醇固化剂液体化,最终形成液体状的
具有二硫键的低聚物混合物作为固化剂,虽然该方式能够使固化剂最终转化为液体,但是
却增加了反应的工序和成本。再则,CN201480064943.9中提及的巯基烷基甘脲类固化剂还
有降低单组份低温固化环氧胶的储存稳定性的风险。另外,在图像传感器模组的制造中,还
要求使用的胶黏剂吸水率低,从而保证粘接组装密封后能够阻止空气中湿气渗透到模组内
部以及对透镜系统的干扰。然而,现有的双固化树脂组合物的吸水率通常较高,难以满足这
一要求。
好、粘接强度高、能实现快速定位要求的树脂组合物,以满足电子电路等高精密要求领域的
应用需求。
发明内容
热性优良、耐湿热水解性好、粘接强度高且能实现快速定位要求的缺陷,而提供一种新的可
光/热双重固化树脂组合物,该树脂组合物中所采用的多硫醇化合物在不含有甘脲基的基
础上,室温下为液态且无酯键,气味小,该树脂组合物采用具有独特结构的双苯环型无酯键
多硫醇化合物与环氧树脂组成低温热固化体系,采用丙烯酸酯化合物与光引发剂组成光固
化体系,由此所得树脂组合物为可光/热双重固化体系,在储存过程中无晶体析出,适用期
长,该树脂组合物在保证高粘结性能的基础上,实现了快速定位、低温固化并保证了低吸水
率、以及良好的耐热性和耐湿热水解性能。
0.3‑5重量份光引发剂、0.01‑3重量份阻聚剂和0.1‑3重量份稳定剂;所述多硫醇化合物由
通式(I)表示:
R、R、R和R中有且仅有一个为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基,R 、R 、R、R、R、 R 、R 和R中
剩余六个分别独立地选自氢原子、碳原子数为1‑3的烷基和碳原子数为1‑3 的低级烷氧基
中的一种。
为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基且另外两个均为氢原子,R 和R分别独立地选自氢原子或甲
5 6 8
氧基,R、R和R中的一个为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基且另外两个均为氢原子。
R和R分别独立地选自氢原子或甲氧基,R和R中的一个为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基且
6 8
另外一个为氢原子,R和R中的一个为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基且另外一个为氢原子。
R和R分别独立地选自氢原子或甲氧基,且当R和R均为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基时,R
8 4 8 2 6 4
和R均为氢原子;当R和R 均为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基时,R 和R 均为氢原子;当R 和
6 2 8 2 8
R均为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基时,R和R 均为氢原子;当R 和R均为碳原子数为2‑5的
4 6
巯基烷氧基时,R和R均为氢原子。
的第一中间产物;
仅有一个为羟基,R 、R 、R 、R 、R 、R 、R 和R 中剩余六个分别独立地选自氢原子、碳原
子数为1‑3的烷基和碳原子数为1‑3的烷氧基中的一种;
体保护下升温至40‑100℃搅拌10‑60分钟,随后再加入通式(Ⅲ)表示的卤代化合物,反应
4‑12小时,接着将反应液过滤,滤液减压蒸馏除去溶剂,用水洗三次,并用三氯甲烷萃取,有
机相收集后蒸干,得到呈液态的无色或淡黄色的第一中间产物。
代乙酸,进行自由基加成反应4‑12小时,之后减压蒸馏除去溶剂,得到呈液态的无色或淡黄
色的第二中间产物。
用 2‑8%的碳酸氢钠溶液洗两遍,并用三氯甲烷萃取,有机相收集后蒸干,得到呈无色或淡
黄色的粘稠液状产物,即为多硫醇化合物。
多元醇类(甲基)丙烯酸酯、聚烯烃(甲基)丙烯酸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙
烯酸酯化丙烯酸树脂中的至少一种。
中的至少一种。
三甲氧基硅烷、3‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、8‑环氧丙氧基辛基三甲氧基硅烷、
γ‑巯基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷以及乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种;
所述助剂选自填料、抗氧化剂、阻燃剂、粘接促进剂、稀释剂、颜料、消泡剂、流平剂、均化剂
以及离子捕捉剂中的至少一种;所述偶联剂的含量为0.01‑5重量份;所述助剂的含量为
0.01‑30 重量份。
任选的偶联剂和/或助剂在避光条件下混合均匀,得到双重固化反应型聚氨酯热熔胶。
件下搅拌20‑40分钟,再加入环氧树脂、多硫醇化合物和稳定剂于温度20‑30℃、真空度 ‑
0.05MPa~‑0.1MPa、转速40‑60转/分的条件下再次搅拌20‑40分钟,之后加入固化促进剂以
及任选的硅烷偶联剂和助剂于温度20‑30℃、真空度‑0.05MPa~‑0.1MPa、转速40‑60转/ 分
的条件下继续搅拌20‑40分钟,避光密封包装即可。
种单一固化方式的缺陷,具有快速定位、低温固化、粘接强度高、耐热耐湿性能好等特点;
联形成低聚物混合物,也无须与其他多硫醇化合物联用,成本低,含有该多硫醇化合物的树
脂组合物可作为胶黏剂和密封剂的成分。
附图说明
具体实施方式
或助剂。其中,所述环氧树脂的含量为20‑40重量份,如20、22、25、28、30、32、35、38、 40重量
份。所述多硫醇化合物的含量为10‑35重量份,如10、12、15、18、20、22、25、 28、30、32、35重
量份。所述丙烯酸酯化合物的含量为20‑40重量份,如20、22、25、28、 30、32、35、38、40重量
份。所述固化促进剂的含量为1‑5重量份,如1、2、3、4、5重量份。所述光引发剂的含量为0.3‑
5重量份,如0.3、0.5、1、1.5、2、2.5、3重量份。所述阻聚剂的含量为0.01‑3重量份,如0.01、
0.1、0.5、1、1.5、2、2.5、3重量份。所述稳定剂的含量为0.1‑3重量份,如0.1、0.5、1、1.5、2、
2.5、3重量份。所述偶联剂的含量优选为0.01‑5重量份,如0.01、0.1、0.5、1、1.5、2、2.5、3、
3.5、4、4.5、5重量份。所述助剂的含量优选为0.01‑30重量份,如0.01、1、5、10、15、20、25、30
重量份。
R、R、R和R中有且仅有一个为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基,R 、R 、R、R、R、 R 、R 和R中
剩余六个分别独立地选自氢原子、碳原子数为1‑3的烷基和碳原子数为1‑3 的低级烷氧基
中的一种。其中,所述碳原子数为2‑5的巯基烷氧基例如可以为巯基乙氧基、巯基正丙氧基、
巯基异丙氧基、巯基正丁氧基、巯基仲丁氧基、巯基异丁氧基、巯基叔丁氧基、巯基正戊氧
基、巯基异戊氧基、巯基叔戊氧基或巯基新戊氧基。所述碳原子数为1‑3 的烷基的具体实例
包括但不限于:甲基、乙基、正丙基或异丙基。所述碳原子数为1‑3的烷氧基的具体实例包括
但不限于:甲氧基、乙氧基、丙氧基或异丙氧基。
2‑5的巯基烷氧基且另外两个均为氢原子,R 和R 分别独立地选自氢原子或甲氧基,R 、 R
8
和R中的一个为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基且另外两个均为氢原子。更优选地,所述通式
1 5 3 7 2
(Ⅰ)所示的多硫醇化合物中,R和R 均为氢原子,R 和R分别独立地选自氢原子或甲氧基,R
4 6 8
和R中的一个为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基且另外一个为氢原子,R和R中的一个为碳原
子数为2‑5的巯基烷氧基且另外一个为氢原子。最优选地,所述通式(Ⅰ)所示的多硫醇化合
1 5 3 7 2 6
物中,R 和R均为氢原子,R 和R分别独立地选自氢原子或甲氧基,且当 R和R 均为碳原子
4 8 4 8
数为2‑5的巯基烷氧基时,R 和R 均为氢原子;当R 和R 均为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基
2 6 4 6 2 8
时,R和R均为氢原子;当R 和R均为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基时,R和R均为氢原子;当
2 8 4 6
R和R均为碳原子数为2‑5的巯基烷氧基时,R和R均为氢原子。
双(3‑巯基丁氧基)联苯(R 、R、R 、R、R 和R 均为氢原子,R 和R均为碳原子数为4的巯基烷
1 2 5 6
氧基)、5,5'‑双(3‑巯基丙基)‑2,2'‑双(3‑巯基丁氧基)‑3,3'‑二甲氧基联苯(R、R、R 和R
3 7 4 8
均为氢原子,R 和R均为甲氧基,R 和R 均为碳原子数为4的巯基烷氧基)、5,5'‑双(3‑巯基
1 2 3 5 6 7 4 8
丙基)‑2,2'‑双(3‑巯基戊氧基)联苯(R 、R、R 、R、R和R 均为氢原子,R 和R均为碳原子数
为5的巯基烷氧基)、5,5'‑双(3‑巯基丙基)‑2,2'‑双(3‑巯基戊氧基)‑3,3'‑二甲氧基联苯
1 2 5 6 3 7 4 8
(R、 R、R和R均为氢原子,R和R均为甲氧基,R和R均为碳原子数为5的巯基烷氧基)、 5,
1 2 3 5 6 7 4 8
5'‑双(3‑巯基丙基)‑2,2'‑双(3‑巯基丙氧基)联苯(R 、R、R 、R 、R和R 均为氢原子,R 和R
均为碳原子数为3的巯基烷氧基)以及5,5'‑双(3‑巯基丙基)‑2,2'‑双(3‑巯基丙氧基)‑3,
1 2 5 6 3 7 4 8
3'‑ 二甲氧基联苯(R、R、R和R均为氢原子,R和R均为甲氧基,R 和R 均为碳原子数为3的
巯基烷氧基)中的至少一种。
的第一中间产物;
仅有一个为羟基,R 、R 、R 、R 、R 、R 、R 和R 中剩余六个分别独立地选自氢原子、碳原
9 10 12
子数为1‑3的烷基和碳原子数为1‑3的烷氧基中的一种。优选地,R 、 R 和R 中的一个为羟
11 15 13 14 16
基且另外两个均为氢原子,R 和R 分别独立地选自氢原子或甲氧基,R 、R 和R 中的一个
9 13 11 15
为羟基且另外两个均为氢原子。更优选地,R 和R 均为氢原子,R 和R 分别独立地选自氢
10 12 14 16
原子或甲氧基,R 和R 中的一个为羟基且另外一个为氢原子,R 和R 中的一个为羟基且另
9 13 11 15
外一个为氢原子。最优选地,R 和R 均为氢原子, R 和R 分别独立地选自氢原子或甲氧
10 14 12 16 12 16 10 14
基,且当R 和R 均为羟基时,R 和R 均为氢原子;当R 和R 均为羟基时,R 和R 均为氢原
12 14 10 16 10 16 12 14
子;当R 和R 均为羟基时,R 和 R 均为氢原子;当R 和R 均为羟基时,R 和R 均为氢原
子。
100℃搅拌10‑60分钟,随后再加入通式(Ⅲ)表示的卤代化合物,反应4‑12小时,接着将反应
液过滤,滤液减压蒸馏除去溶剂,用水洗三次,并用三氯甲烷萃取,有机相收集后蒸干,得到
呈液态的无色或淡黄色的第一中间产物。
状冠醚类、聚醚类和铵类中的至少一种。其中,所述环状冠醚类的具体实例包括但不限于:
18‑ 冠‑6、15‑冠‑5和环糊精中的至少一种。所述聚醚类的具体实例包括但不限于:链状聚
乙二醇和/或链状聚乙二醇二烷基醚。所述铵类的具体实例包括但不限于:苄基三乙基氯化
铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯
化铵和十四烷基三甲基氯化铵中的至少一种。
反应4‑12小时,之后减压蒸馏除去溶剂,得到呈液态的无色或淡黄色的第二中间产物。
所述偶氮类引发剂的具体实例包括但不限于:偶氮二异丁腈、2,2'‑偶氮双(2‑甲基丁腈)、
二甲基2,2'‑ 偶氮双(2‑甲基丙酸酯)、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二
甲酰胺、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐、偶氮异丁氰基甲酰胺、偶氮二环己基甲腈、偶氮二氰
基戊酸、偶氮二异丙基咪唑啉、偶氮二异戊腈和偶氮二异庚腈中的至少一种。所述过氧类引
发剂的具体实例包括但不限于:叔己基过氧化异丙基单碳酸酯、叔己基过氧化2‑乙基己酸
酯、1,1,3,3‑ 四甲基丁基过氧化2‑乙基己酸酯、叔丁基过氧化特戊酸酯、叔己基过氧化特
戊酸酯、叔丁基过氧化新癸酸酯、叔己基过氧化新癸酸酯、1,1,3,3‑四甲基丁基过氧化新癸
酸酯、1,1‑双(叔己基过氧化)环己烷、过氧化苯甲酰、3,5,5‑三甲基过氧化己酰、过氧化月
桂酰和过氧化苯甲酰叔丁酯中的至少一种。从原料易得性的角度考虑,所述自由基引发剂
优选为偶氮二异丁腈、2,2'‑偶氮双(2‑甲基丁腈)、二甲基2,2'‑偶氮双(2‑甲基丙酸酯)、叔
己基过氧化异丙基单碳酸酯、叔己基过氧化2‑乙基己酸酯、1,1,3,3‑四甲基丁基过氧化2‑
乙基己酸酯、叔丁基过氧化特戊酸酯、叔己基过氧化特戊酸酯、叔丁基过氧化新癸酸酯、叔
己基过氧化新癸酸酯、 1,1,3,3‑四甲基丁基过氧化新癸酸酯、1,1‑双(叔己基过氧化)环己
烷、过氧化苯甲酰、3,5,5‑ 三甲基过氧化己酰和过氧化月桂酰中的至少一种。
溶液洗两遍,并用三氯甲烷萃取,有机相收集后蒸干,得到呈无色或淡黄色的粘稠液状产
物,即为多硫醇化合物。
存在下进行。所述有机溶剂Ⅰ和有机溶剂Ⅱ优选分别独立地选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异
丙醇、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、四氢呋喃、二氧杂环己烷、乙腈、甲苯、二甲苯、二氯甲
烷、氯仿、四氯化碳、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的至少一种。所述有机溶
剂Ⅲ优选为醇,更优选为碳原子数为1‑5的单元醇,如甲醇、乙醇、丙醇和正丁醇中的至少一
种。
油酯化合物、芳香族多元缩水甘油酯化合物、脂环式多元缩水甘油醚酯化合物、脂肪族多元
缩水甘油胺化合物、乙内酰脲型多元缩水甘油基化合物、酚醛清漆型多元缩水甘油醚化合
物、环氧化二烯聚合物、3,4‑环氧基‑6‑甲基环己基甲基‑3,4‑环氧基‑6‑甲基环己二烷羧酸
酯、橡胶改性环氧树脂(通过CTBN、ATBN等进行改性)、聚烷撑二醇型环氧树脂、添加醚弹性
体的双酚A型环氧树脂、硅橡胶改性环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂中的至少一种。所述环
氧树脂优先为双酚A型环氧树脂和双酚A环氧单丙烯酸酯以重量比1:(0.3‑0.9)的组合,如
1:0.3、1:0.4、1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9,此时更有利于可光/热双重固化树脂组合
物的耐热性能、粘接性能、湿气阻隔性能和耐湿热水解性能的提高。
2.0。所述多硫醇化合物的硫醇官能团当量与所述环氧树脂的环氧官能团当量之比最优选
为 0.8‑1.2,当该比值超出该范围时,所得可光/热双重固化树脂组合物的玻璃化转变温
度、粘结性能以及湿气阻隔性能均有一定程度降低。
烯酸酯、硅烷改性(甲基)丙烯酸酯、多元醇类(甲基)丙烯酸酯、聚烯烃(甲基)丙烯酸酯、三
聚氰胺(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸酯化丙烯酸树脂中的至少一种。所述丙烯酸酯化合
物优选为环氧丙烯酸酯和三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯以重量比1:(0.5‑1.5)的组合,此时
更有利于可光/ 热双重固化树脂组合物的耐热性能、粘接性能、湿气阻隔性能和耐湿热水
解性能的提高。
进剂优选为潜伏型固化促进剂。所述潜伏型固化促进剂是指在室温下为非活性状态,通过
加热而被活化、作为固化促进剂起作用的化合物,可列举例如:在常温下为固体的咪唑化合
物、有机酸二酰肼;胺化合物与环氧化合物的反应产物(胺‑环氧加合物系)等固体分散型胺
加合物系潜在性固化促进剂;胺化合物与异氰酸酯化合物或脲化合物的反应产物(脲型加
合物系)等。
和/或夺氢型光引发剂。所述自由基型光引发剂的具体实例包括但不限于:2‑羟基‑2‑甲基‑
1‑苯基‑1‑ 丙酮、1‑羟基环己基苯基甲酮、2‑羟基‑4‑(2‑羟乙氧基)‑2‑甲基苯丙酮、2,4,6‑
三甲基苯甲酰基‑二苯基氧化膦、2,4,6‑三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、双(2,4,6‑三甲基
苯甲酰基)苯基氧化膦、2‑甲基‑1‑[4‑(甲基硫代)苯基]‑2‑(4‑吗啉基)‑1‑丙酮、2‑苯基苄‑
2‑二甲基胺‑1‑(4‑吗啉苄苯基)丁酮、4‑苯甲酰基‑4'‑甲基‑二苯硫醚、2‑(4‑甲基苄基)‑2‑
(二甲基氨基)‑1‑(4‑吗啉苯基)‑1‑ 丁酮、1,1'‑(亚甲基二‑4,1‑亚苯基)双[2‑羟基‑2‑甲
基‑1‑丙酮]、2,2‑二甲氧基‑2‑苯基苯乙酮、 2,2‑二乙氧基‑1‑苯己酮、双2,6‑二氟‑3‑吡咯
苯基二茂钛、苯甲酰甲酸甲酯、二苯甲酮、4‑ 甲基二苯甲酮、4‑苯基二苯甲酮、4‑氯二苯甲
酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、4‑二甲基氨基苯甲酸乙酯、对二甲氨基苯甲酸异辛酯、4,4'‑双
(二乙氨基)苯甲酮、异丙基硫杂蒽酮、2,4‑二乙基硫杂蒽酮以及2‑乙基蒽醌中的至少一种。
丁基对苯二酚、4‑羟基哌啶醇氧自由基、吩噻嗪以及蒽醌中的至少一种。
剂的稳定剂,从提高储藏稳定效果的角度出发,所述稳定剂优选选自液体硼酸酯化合物、铝
螯合物及巴比妥酸中的至少一种。其中,所述液体硼酸酯化合物的具体实例包括但不限于:
2,2’‑氧基双(5,5’‑二甲基‑1,3,2‑氧杂己硼烷)、硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、硼酸三正丙酯、
硼酸三异丙酯、硼酸三正丁酯、硼酸戊酯、硼酸三烯丙酯、硼酸三己酯、硼酸三环己酯、硼酸
三辛酯、硼酸三壬酯、硼酸三癸酯硼酸三(十二烷基)酯、硼酸三(十六烷基)酯、硼酸三(十八
烷基)酯、硼酸三苯酯、硼酸三邻甲苯酯、硼酸三间甲苯酯、三乙醇胺硼酸酯等中的至少一
种。所述液体硼酸酯化合物在常温(25℃)下为液状,因此将配合物粘度抑制为较低,故而优
选。所述铝螯合物例如可以为铝螯合物A(川研精密化学公司制)。
基三甲氧基硅烷、β‑(3,4‑环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧
基硅烷、8‑ 环氧丙氧基辛基三甲氧基硅烷、γ‑巯基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅
烷以及乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。
中的至少一种,以上各种助剂的具体选择为本领域技术人员公知,在此不作赘述。
助剂在避光条件下混合均匀,得到可光/热双重固化树脂组合物。
述混合均匀的方式包括在避光条件下,将丙烯酸酯化合物、光引发剂和阻聚剂于温度20‑30
℃、真空度‑0.05MPa~‑0.1MPa、转速40‑60转/分的条件下搅拌20‑40分钟,再加入环氧树
脂、多硫醇化合物和稳定剂于温度20‑30℃、真空度‑0.05MPa~‑0.1MPa、转速40‑60转/分的
条件下再次搅拌20‑40分钟,之后加入固化促进剂以及任选的硅烷偶联剂和助剂于温度20‑
30℃、真空度‑0.05MPa~‑0.1MPa、转速40‑60转/分的条件下继续搅拌20‑40分钟,避光密封
包装即可。其中,各组分的种类和用量已经在上文中有所描述,在此不作赘述。
中用到的原材料来源如下:5,5'‑二烯丙基‑2,2'‑联苯二酚源自萨恩化学技术(上海)有限
公司,牌号为E100338;相转移催化剂18‑冠‑6源自上海泰坦科技股份有限公司,牌号为
30243D;烯丙基溴源自上海泰坦科技股份有限公司,牌号为13125C;偶氮二异丁腈(简称
“AIBN”)源自上海麦克林生化科技有限公司,牌号为A800353;硫代乙酸源自国药集团化学
试剂有限公司,牌号为80128126;5,5'‑二烯丙基‑3,3'‑二甲氧基‑2,2'‑联苯二酚源自萨恩
化学技术(上海)有限公司,牌号为D050881。
慢加入烯丙基溴79.8g,反应8小时后,将反应液过滤,滤液减压蒸馏除去溶剂,用水洗三次,
并用三氯甲烷萃取,有机相收集后蒸干,得到呈液态的淡黄色第一中间产物;
小时后,减压蒸馏除去溶剂和过量的硫代乙酸,得到呈液态的淡黄色第二中间产物;
三氯甲烷萃取,有机相收集后蒸干,得到呈淡黄色粘稠液体的最终产物124.8g,即5,5'‑ 双
(3‑巯基丙基)‑2,2'‑双(3‑巯基丙氧基)联苯,总产率86.2%,硫醇当量为120g/eq,分子量
为 482.8。该5,5'‑双(3‑巯基丙基)‑2,2'‑双(3‑巯基丙氧基)联苯基本没有硫臭味。
氧基)联苯具有式(Ⅳ)所示。
分钟,然后缓慢加入烯丙基溴79.8g,反应8小时后,将反应液过滤,滤液减压蒸馏除去溶剂,
用水洗三次,并用三氯甲烷萃取,有机相收集后蒸干,得到呈液态的淡黄色第一中间产物;
小时后,减压蒸馏除去溶剂和过量的硫代乙酸,得到呈液态的淡黄色第二中间产物;
三氯甲烷萃取,有机相收集后蒸干,得到呈淡黄色粘稠液体的最终产物137.7g,即5,5'‑ 双
(3‑巯基丙基)‑2,2'‑双(3‑巯基丙氧基)‑3,3'‑二甲氧基联苯,总产率84.5%,硫醇当量为
135g/eq,分子量为542.8。该5,5'‑双(3‑巯基丙基)‑2,2'‑双(3‑巯基丙氧基)‑3,3'‑二甲氧
基联苯基本没有硫臭味。
2'‑双(3‑ 巯基丙氧基)‑3,3'‑二甲氧基联苯具有式(Ⅴ)所示的结构。
化合物和稳定剂于温度25℃、真空度‑0.07MPa、转速50转/分条件下搅拌30分钟,之后再加
入固化剂、硅烷偶联剂和助剂于温度25℃、真空度‑0.07MPa、转速50转/分条件下搅拌30分
钟,避光密封包装即得到可光/热双重固化树脂组合物。
化合物和稳定剂于温度25℃、真空度‑0.07MPa、转速50转/分条件下搅拌30分钟,之后再加
入固化剂、硅烷偶联剂和助剂于温度25℃、真空度‑0.07MPa、转速50转/分条件下搅拌30分
钟,避光密封包装即得到可光/热双重固化树脂组合物。
(硫醇当量: 135g/eq),A3为PEMP(硫醇当量:122g/eq),A4为CN112840004A中公开的二官能
杂化硫醇化合物(硫醇当量:211g/eq),A5为1,3,4,6‑四(2‑巯基乙基)甘脲(硫醇当量:95g/
eq), A6为1,1‑(二硫代双乙烷二基)‑双[3,4,6‑三(2‑巯基乙基)甘脲](硫醇当量:127g/
eq);B1为双酚A型环氧树脂EPICLON EXA‑850CRP(环氧当量:170‑175g/eq),B2为双酚A环氧
单丙烯酸酯EA‑1010LC(环氧当量:412.5g/eq);C1为环氧丙烯酸酯CN121,C2为三环癸烷二
甲醇二丙烯酸酯SR833S;D为潜伏性固化促进剂NOVACURE HXA9322HP;E1为 2‑羟基‑2‑甲
基‑1‑苯基丙酮Irgacure 1173,E2为二苯基‑(2,4,6‑三甲基苯甲酰)氧磷Omnirad TPO;F为
对羟基苯甲醚MEHQ;G为硼酸三异丙酯W330012;H为硅烷偶联剂KBM503; I为气相二氧化硅
AEROSIL R202。
温下搅拌,并滴加亚硫酰氯11.75g,滴完后回流2小时;冷却至10℃,添加水10mL、硫脲
3.65g,继续回流搅拌反应12小时;然后冷却至25℃,在氮气气氛下滴加48%氢氧化钠水溶
液4.00g,70℃搅拌反应9小时;再冷却至20℃,添加浓盐酸3.50g、氯仿10mL,搅拌30分钟,之
后进行第1次抽吸过滤,在所得滤饼中添加氯仿10mL,搅拌30分钟,然后进行第2次抽吸过
滤。将两次抽吸过滤的滤液合并后除去水层,有机层用5mL水清洗5次,有机层减压浓缩,得
到3.1g的黄色油状物(粗产物);利用柱层析(洗脱液:氯仿)对该粗产物进行分离纯化,得到
2.85g白色晶体(熔点:75.3℃‑77.8℃),即为1,3,4,6‑四(2‑巯基乙基)甘脲;另外得到
0.28g 淡黄色油状物,即为产物1,1'‑(二硫代双乙烷二基)‑双[3,4,6‑三(2‑巯基乙基)甘
脲],硫醇当量为127g/eq;
长时间为240小时。结果见表3。
再分别取出树脂组合物注入四氟乙烯模具中,刮平,用紫外光源(365nm,光强1000mW/cm)
辐照固化4秒,再将样品置于80℃烘箱中热固化60分钟,然后将固化完全的树脂组合物制成
42mm×8mm×0.3mm的薄片,使用美国TA仪器的Q‑800型动态热机械分析测试仪进行测试,
在‑40~250℃的温度范围内,在液氮氛围和薄膜拉伸模式下测定损耗因子(tanδ)随温度的
变化规律,其中,升温速率10℃/min,测试频率为10Hz,从而确定树脂组合物固化后的玻璃
化转变温度(℃)。结果见表3。
2
5mm,并保证胶层的厚度为0.1mm;用紫外光源(365nm,光强1000mW/cm)辐照固化4秒,再将
样品在烘箱和氮气氛围下于80℃下热固化60分钟;使用万能试验机将两个片材沿相反方向
拉开,测试在环境温度为85℃的条件下进行,所测得的力值即为刚制样后的热粘接强度,以
强度(MPa)记录;将固化后的样品经过加热加湿条件85℃/85%RH处理150小时后,再次在环
境温度为85℃的条件下测试样品的剪切粘接强度,即为加热加湿后的热粘接强度(MPa)。所
得结果见表3。
面附着的水,然后再次称重样品并记录;计算样品水煮前后增加的重量百分比,即为吸水率
(%)。所得结果见表3。
测试时间,这是由于本发明的多硫醇化合物在室温下为液态使得树脂组合物储存更加稳
定,从而具有长的适用期,同时本发明的多硫醇化合物无酯键且气味小,树脂组合物在静置
储存 240小时后能够通过UV光辐照快速初步固化实现快速定位,然后再在80℃较温和的温
度下继续热固化,实现高的交联度,玻璃化转变温度均超过124℃,吸水率则均在2.2%以
内,表现出高的耐热性和良好的湿气阻隔性能,固化物在85℃高温下测定出的热粘接强度
均达到了7.1MPa以上,且经过加热加湿试验后仍能保持约90%的热粘接强度,说明本发明
的可光/热双重固化树脂组合物具有极佳的粘结性能和耐湿热水解性能。
没有明显影响,树脂组合物在240小时以内均没有晶体析出,树脂组合物固化后经过加热加
湿实验前后热粘接强度的降低幅度依然比较小,但硫醇官能团与环氧官能团当量比值对于
树脂组合物的粘接性能有一定的影响,当该比值过大或过小时,树脂组合物固化后的热粘
接强度有小幅度的下降,但依然达到6.8MPa以上,玻璃化转变温度也有一定的降低,但整体
上仍然超过了118℃,对湿气的阻隔性能有一定下降,吸水率增长到2.37%‑2.89%以内。
转变温度和热粘接强度均出现比较明显的下降,加热加湿实验后的热粘接强度也有一定程
度的降低,且吸水率升高到2.9%以上,说明本发明优选的丙烯酸酯化合物组合对可光/热
双重固化树脂组合物的耐热性、粘接性能、湿气阻隔性能和耐湿热水解性能产生比较明显
的影响。
下降到108℃,热粘接强度降低至6.45MPa,加热加湿实验后的热粘接强度也有一定程度的
降低,且吸水率上升到2.98%,这是由于本发明优选的环氧树脂组合中的另一组分双酚A环
氧单丙烯酸酯同时具有环氧官能团和丙烯酸酯官能团,能够有效增加UV光固化和热固化两
个组分之间的体系相容性,将其去除后影响了该树脂组合物的相容性和固化效果,从而降
低了整体性能,说明本发明优选的环氧树脂组合对可光/热双重固化树脂组合物的耐热性、
粘接性能、湿气阻隔性能和耐湿热水解性能产生比较明显的影响。
为液体,树脂组合物没有晶体析出,储存稳定性和适用期没有受到太大影响,但固化物的玻
璃化转变温度急剧下降到64℃,热粘接强度也下降到5.06MPa,耐热性和粘接性能均明显降
低,同时固化物的吸水率高达7.56%,且经加热加湿试验后的热粘接强度几乎消失殆尽,说
明本发明中无酯键的多硫醇化合物对可光/热双重固化树脂组合物固化后的耐热性、粘接
性能、湿气阻隔性能和耐湿热水解性能均具有极为关键的影响;
树脂组合物没有晶体析出,储存稳定性和适用期也没有受到太大影响,但固化物的玻璃化
转变温度急剧下降到26℃,热粘接强度也下降到4.75MPa,耐热性和热粘接性能均下降明
显,同时固化物的吸水率也高达5.13%,且经加热加湿试验后的热粘接强度也有比较明显
的降低,进一步说明本发明的多硫醇化合物对可光/热双重固化树脂组合物固化后的耐热
性、粘接性能、湿气阻隔性能和耐湿热水解性能均具有极为关键的影响。
树脂组合物的晶体析出时间大幅缩短至12.5小时,固化后的玻璃化转变温度降低至87℃,
热粘接强度降低至6.14MPa,吸水率也达到了3.82%,说明固体的多硫醇固化剂1,3,4,6‑四
(2‑巯基乙基)甘脲在储存一段时间后析出晶体,容易出现固化不完全造成了可光/热双重
固化树脂组合物综合性能的降低。
硫醇化合物1,3,4,6‑四(2‑巯基乙基)甘脲晶体析出时间短和性能下降的问题,但这种方案
在明显增加成本的同时,该树脂组合物的固化后的玻璃化转变温度、热粘接强度和吸水率
依然整体不如实施例1和实施例5的树脂组合物,说明本发明的多硫醇化合物可以在低成本
且无晶体析出的情况下对可光/热双重固化树脂组合物的储存稳定性、耐热性、粘接性能、
湿气阻隔性能和耐湿热水解性能产生明显的影响。
定性不受影响,但玻璃化转变温度进一步下降到102℃,热粘接强度大幅降低至5.07MPa,且
吸水率上升到3.45%,这是由于本发明优选的环氧树脂组合中的另一组分双酚A型环氧树
脂具有多个环氧官能团,能够提高交联度和粘接强度,而完全用双酚A环氧单丙烯酸酯取代
后大幅降低了环氧官能团的数量和粘接强度,从而降低了整体性能,同时可光/热双重固化
体系能够弥补传统单一固化方式的缺陷,进一步说明本发明优选的环氧树脂组合以及可
光/热双重固化体系对树脂组合物的耐热性、粘接性能、湿气阻隔性能和耐湿热水解性能产
生明显的影响。
的多官能团硫醇化合物在室温下为液态且无酯键、气味小、成本低,对应的可光/热双重固
化树脂组合物在储存过程中无晶体析出;本发明提供的可光/热双重固化树脂组合物具有
气味小、成本低、储存稳定性好、可光照快速定位且低温热固化提高粘接性能等优点,同时
固化后具有高的交联度、好的湿气阻隔性能、优良的耐热性、粘接性能和耐湿热水解性能,
能够满足电子电路、传感器或摄像头等高精密要求领域的粘接或密封的应用需求。
的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。