铜套点胶用的胶水的制作方法

1.本发明涉及金属胶水领域，特别是涉及一种铜套点胶用的胶水。


背景技术：

2.在消费电子产品或者电器产品组装零件中含有大量的小型金属合金配件，铜套是小型金属合金配件中的一个部件，由于小型金属合金配件及铜套的尺寸均较小，一般采用胶水粘接的方式将铜套固定在小型金属合金配件上，具体地，在铜套上进行点胶操作，再将点胶后的铜套与小型金属合金配件贴合粘接。
3.大多数金属合金都会进行表面处理，如电镀或者化学镀，镀层一般为锌、镍、铬，而锌、镍、铬这类惰性金属分子稳定性比较强，同时，铜本身属于一种较难粘接的材质，使用一般的金属胶水难以实现铜套和金属合金配件的粘接，现有金属胶水对铜套与金属合金配件之间的粘结力差，铜套容易从金属合金配件中脱落。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的技术问题，为了改善现有的金属胶粘接强度弱，铜套点胶后与金属合金配件的粘接后容易脱落的问题，本发明提供了一种铜套点胶用的胶水，所述胶水包括如下重量份组分：环氧树脂100-120份、固化剂10-20份、增韧剂7-10份、硅烷偶联剂0.5-1份、填料30-40份、稀释剂10-15份。
5.目前金属胶水一般分为环氧树脂胶、聚氨酯胶和丙烯酸酯胶三大类，在这三大类金属胶水中，环氧树脂具有粘接强度大、收缩率小、可应用于苛刻环境、改性难度较低等优势，故本发明选用综合性能更佳的环氧树脂胶作为金属胶水的主体，环氧树脂胶的主要成分为环氧树脂、固化剂和增韧剂，本发明对环氧树脂胶的主要成分进行了改进和优化，并在此基础上加入了硅烷偶联剂、填料和稀释剂以增强环氧树脂胶黏剂对铜套与金属合金的粘接性能。
6.进一步地，所述环氧树脂包括e-44环氧树脂、e-51环氧树脂、d-17环氧树脂、ag-80(4,4'-二氨基二苯甲烷环氧树脂)中的一种或多种。
7.本发明对环氧树脂进行了筛选，上述环氧树脂具有对金属附着力强、粘结强度高的优势。
8.进一步地，所述固化剂包括低分子聚酰胺。
9.固化剂用于与环氧树脂发生化学反应，可以使线型分子形成网状或体型结构，从而使环氧树脂固化。低分子聚酰胺与环氧树脂具有较好的相容性，可在较低温度下对环氧树脂进行固化，同时，低分子聚酰胺在环氧树脂体系中即可作为固化剂使用也可作为增韧剂使用，是一种具有多功能的试剂。发明人经过试验确定，低分子聚酰胺选择低分子聚酰胺200或者低分子聚酰胺300。
10.进一步地，所述增韧剂包括聚硫橡胶、液体端羧基丁腈橡胶中的任一种。
11.增韧剂用于与环氧树脂中的活性基团发生反应，能降低环氧树脂的固化收缩率、
提高剪切强度、剥离强度、柔韧性能。聚硫橡胶是一种常用的环氧树脂增韧剂，聚硫橡胶与环氧树脂混合后，聚硫胶中的硫醇基与环氧基发生反应，赋予环氧树脂良好的柔韧性，优选地，聚硫橡胶的相对分子质量为1000-4000；液体端羧基丁腈橡胶(ctbn)也是一种常用的环氧树脂增韧剂，优选地，ctbn的相对分子量为3500-4000。
12.进一步地，所述硅烷偶联剂为kh-560、kh-550、kh-580、kh-590中的任一种。
13.硅烷偶联剂是一种多功能试剂，在环氧树脂中可作为增粘剂使用，提高环氧树脂对金属粘接性能和耐久性能，同时，硅烷偶联剂还可改善环氧树脂中填料的分散性能和润湿性能，不仅如此，硅烷偶联剂还能对金属表面起保护作用。
14.进一步地，所述填料包括碳化硅晶须、硅微粉、微米碳纤维、氧化铝粉(300-400目)中的一种或多种。
15.填料可以降低固化物的膨胀系数和固化收缩率，减小内应力。当环氧树脂超负荷作用出现裂纹时，填料可阻止裂纹的扩展，从而提高环氧树脂的粘接强度。
16.进一步地，所述稀释剂为聚丙二醇二缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、十二烷基缩水甘油醚中的任一种。
17.稀释剂可改善环氧树脂的润湿性和韧性，有助于提高环氧树脂对金属的粘接强度。本发明选用具有环氧结构的缩水甘油醚类化合物作为稀释剂，其参与环氧树脂的固化反应，不仅能降低固化体系的粘度，而且固化后的环氧树脂具有良好的柔性、抗冲击性和耐热冲击性能。
18.进一步地，所述胶水的制备方法包括以下步骤：
19.s1:在反应釜中加入所述环氧树脂、所述增韧剂、所述稀释剂和所述硅烷偶联剂，在70-90℃温度下搅拌1h；
20.s2:待温度降至25-30℃，在所述反应釜中加入所述填料，搅拌50min；
21.s3:在温度为60℃条件下，在所述反应釜中加入所述固化剂，搅拌2h。
22.相比于现有技术，本发明的技术方案至少存在以下有益效果：
23.1.本发明选用综合性能更佳的环氧树脂作为铜套点胶用胶水的主体成分，环氧树脂胶被称作是万能胶，不仅可应用于金属之间的粘接，还可用于金属与非金属之间的粘接，本发明所提供的胶水也存在应用于其他领域的可能，即本发明所提供的胶水拓展了环氧树脂胶的品种；
24.2.本发明对胶水中环氧树脂、固化剂和增韧剂的组合进行了优化和设计，选用对金属吸附能力强且具有高性能的环氧树脂搭配与其相容性好的且具有增韧和固化作用的低分子聚酰胺，在此基础上再搭配聚硫橡胶或者液体端羧基丁腈橡胶改善胶体的柔韧性能，确保了胶水对铜套与金属合金具备一定的粘接性能；
25.3.环氧树脂胶的基础上加入了添加剂以改善胶水对铜套与金属合金的粘接性能，通过加入硅烷偶联剂提高胶水对金属粘接性能和耐久性能；通过加入填料提高胶水自身的粘接强度；通过加入稀释剂改善胶水的润湿性和韧性，从而提高胶水对金属的粘接强度。
具体实施方式
26.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
27.实施例1
28.按重量份称取100份e-44环氧树脂、7份聚硫橡胶、10份聚丙二醇二缩水甘油醚和0.5份kh-560加入到反应釜中，在70℃下加热搅拌1h，将温度降低25℃，在反应釜中加入30份碳化硅晶须，搅拌50min，将温度升至60℃，在反应釜中加入10份低分子聚酰胺200，搅拌2h得到铜套点胶用的胶水。
29.实施例2
30.按重量份称取100份e-51环氧树脂、7份液体端羧基丁腈橡胶、10份苯基缩水甘油醚和0.5份kh-550加入到反应釜中，在80℃下加热搅拌1h，将温度降低25℃，在反应釜中加入30份硅微粉，搅拌50min，将温度升至60℃，在反应釜中加入10份低分子聚酰胺300，搅拌2h得到铜套点胶用的胶水。
31.实施例3
32.按重量份称取100份d-71环氧树脂、7份聚硫橡胶、10份十二烷基缩水甘油醚和0.5份kh-580加入到反应釜中，在70℃下加热搅拌1h，将温度降低25℃，在反应釜中加入30份微米碳纤维，搅拌50min，将温度升至60℃，在反应釜中加入10份低分子聚酰胺200，搅拌2h得到铜套点胶用的胶水。
33.实施例4
34.按重量份称取100份ag-80、7份液体端羧基丁腈橡胶、10份十二烷基缩水甘油醚和0.5份kh-590加入到反应釜中，在90℃下加热搅拌1h，将温度降低30℃，在反应釜中加入30份氧化铝粉，搅拌50min，将温度升至60℃，在反应釜中加入10份低分子聚酰胺300，搅拌2h得到铜套点胶用的胶水。
35.实施例5
36.按重量份称取90份e-44环氧树脂、20份d-71环氧树脂、8份聚硫橡胶、13份十二烷基缩水甘油醚和0.8份kh-560加入到反应釜中，在70℃下加热搅拌1h，将温度降低25℃，在反应釜中加入33份碳化硅晶须，搅拌50min，将温度升至60℃，在反应釜中加入16份低分子聚酰胺200，搅拌2h得到铜套点胶用的胶水。
37.实施例6
38.按重量份称取90份e-51环氧树脂、20份d-71环氧树脂、8份聚硫橡胶、13份十二烷基缩水甘油醚和0.8份kh-580加入到反应釜中，在80℃下加热搅拌1h，将温度降低25℃，在反应釜中加入22份硅微粉、11份微米炭纤维，搅拌50min，将温度升至60℃，在反应釜中加入16份低分子聚酰胺300，搅拌2h得到铜套点胶用的胶水。
39.实施例7
40.按重量份称取90份e-44环氧树脂、20份ag-80、8份液体端羧基丁腈橡胶、13份聚丙二醇二缩水甘油醚和0.8份kh-560加入到反应釜中，在90℃下加热搅拌1h，将温度降低30℃，在反应釜中加入33份碳化硅晶须，搅拌50min，将温度升至60℃，在反应釜中加入16份低分子聚酰胺200，搅拌2h得到铜套点胶用的胶水。
41.实施例8
42.按重量份称取70份e-51环氧树脂、50份e-44环氧树脂、10份液体端羧基丁腈橡胶、15份聚丙二醇二缩水甘油醚和1份kh-560加入到反应釜中，在80℃下加热搅拌1h，将温度降低25℃，在反应釜中加入30份硅微粉、10份微米炭纤维，搅拌50min，将温度升至60℃，在反应釜中加入20份低分子聚酰胺300，搅拌2h得到铜套点胶用的胶水。
43.实施例9
44.按重量份称取80份ag-80、40份d-71环氧树脂、10份聚硫橡胶、15份十二烷基缩水甘油醚和1份kh-590加入到反应釜中，在90℃下加热搅拌1h，将温度降低30℃，在反应釜中加入40份碳化硅晶须，搅拌50min，将温度升至60℃，在反应釜中加入20份低分子聚酰胺300，搅拌2h得到铜套点胶用的胶水。
45.对比例1
46.对比例1与实施例8的区别在于不添加kh-560，其他步骤及参数与实施例8保持一致。
47.对比例2
48.对比例2与实施例8的区别在于不添加聚丙二醇二缩水甘油醚，其他步骤及参数与实施例8保持一致。
49.对比例3
50.对比例3为市售的kh-508环氧胶黏剂。kh-508的成分含有e-44环氧树脂、酸酐、钛白粉和玻璃粉。
51.将上述实施例1-9及对比例1-3中得到的铜套点胶用的胶水涂覆在铜条上与金属合金条(铝合金条)贴合后进行剪切强度测试，剪切强度越大则表明胶体的粘接强度越大，其中，在铜条与铝合金条进行涂胶贴合前，需对铜条及铝合金条进行表面处理，依次包括在氢氧化钠溶液中进行脱脂、在稀盐酸溶液中进行活化、在硝酸腐蚀液中腐蚀至金属表面形成细微粗糙的小孔、在去离子水中浸泡清洗。
52.剪切强度测试的具体测试操作为：把待测试样夹在拉力试验机的上、下夹持器中，开动试样机使夹持器以5mm/min的速度对待测试样加载，直至铜条和铝合金条的粘接层完全破坏，记录试样的剪切强度。
53.其中，待测试样包括高温老化前、高温老化后、72小时中性盐雾试验后的待测试样，高温老化前的待测试样是指铜条与铝合金条贴合后使用3kgf/cm进行压合15s完成粘合，静置3小时后的待测试样；高温老化后的待测试样是指完成静置后在130℃温度下烘烤3小时的待测试样；72小时中性盐雾试验后的待测试样是指完成静置后在35℃、5％盐水的盐雾试验箱内放置72小时的待测试样。
54.上述测试结果见表1。
55.表1实施例1-9及对比例1-3的测试结果
[0056][0057]
通过表1的测试结构可以看到，实施例1-9所得的胶水在高温老化前后以及72小时中性盐雾试验条件下的剪切强度均优于对比例3，可见本发明提供的铜套点胶用的胶水相对于现有的金属胶水具有更高的剪切强度(粘接强度)，其中，实施例8所得的胶水粘接性能最佳，在高温老化前的剪切强度为21.8mpa、在高温老化后的剪切强度为26.9mpa、在72小时中性盐雾试验后的剪切强度为25.8mpa。对比例1与实施例8相比缺少了硅烷偶联剂kh-560，对比例2与实施例8相比缺少了稀释剂聚丙二醇二缩水甘油醚，对比例1及对比例2所得的胶水在上述三种测试条件下的剪切强度均有所降低，可见，硅烷偶联剂和稀释剂有助于提高环氧树脂胶的粘结强度。
[0058]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0059]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。