[发明专利]灌注胶、灌注胶的制备方法、电子器件和机动车辆

说明书

本发明的主题是用于电子器件的灌注胶（100），其具有塑料主基料（10），其中在塑料主基料（10）中引入具有β‑微晶结构的聚丙烯‑塑料颗粒（11）。

本发明涉及一种用于电子器件的灌注胶。此外，本发明涉及一种用于制备灌注胶的方法，以及具有这种灌注胶的电子器件和具有相应电子器件的机动车辆。

对于将灌注胶用于电子器件，例如用于电力电子学（Leistungselektronik）的电子器件，诸如可以例如具有叠片铁心、线绕组和开关环的电机，面临的挑战是提供一种灌注胶，其具有尽可能高的强度、高耐化学性和在待灌封的电子器件的各个元件的热引起的膨胀和收缩方面的高耐受性，即所谓的Δ-α-耐受性。

如果灌注胶由具有高交联密度的热固性塑料形成，则它们虽然具有足够高的强度和耐化学性，但是具有太低的Δ-α-耐受性。通过在冷却过程中电子器件的各个元件的收缩以及由于热固性塑料的固化引起的自由体积减少，这种灌注胶在高粘附性的基材粘合和较低的层厚度的情况下会趋于形成裂纹，并且在低粘附性的基材粘合和高的层厚度的情况下会趋于使灌注胶与基材脱离并因此使得电子器件部分脱离。固化过程以及随后的冷却的程度因此被认为是关键的，因为用作灌注胶的基材的电子器件的金属部分在此相互收缩并且灌注胶本身已经相对高度交联。由此在灌注胶中形成应力，该应力可能立即或在后来的电子器件运行中导致所述效果，如形成裂纹和/或灌注胶脱离。

已知的是，弹性体颗粒在灌注胶的热固性塑料中精细地分散，以便能够通过裂纹消散而阻止在灌注胶中形成的裂纹。这种灌注胶具有相对高的强度和一定的韧性，特别是在敲击应变的情况下。已知的是，作为弹性体颗粒使用例如丙烯腈丁二烯-橡胶（NBR），但是其在温度高于约100℃-130℃时变脆，由此刚好实现了实际冲击改性的相反方面。因此，使用这种灌注胶在它们的工作温度方面是非常受限的，因为所述弹性体颗粒在温度范围为约100℃-130℃时变脆或分解。在电子器件，例如可能具有相对高的运行温度（高达150℃）的电机中，这种灌注胶不能使用。

因此，本发明的目的在于，提供一种灌注胶，其特征在于高的强度和耐化学性以及同时高的Δ-α-耐受性。

通过独立权利要求的特征实现了根据本发明的目的。在从属权利要求中给出了本发明的优选实施方案和扩展方案。

根据本发明的灌注胶的特征在于它具有塑料主基料，其中在塑料主基料中引入具有β-微晶结构的聚丙烯-塑料颗粒。

本发明的特征还在于一种制备灌注胶的方法，其中在塑料主基料中引入具有β-微晶结构的聚丙烯-塑料颗粒。

具有β-微晶结构的聚丙烯-塑料颗粒的特征在于特别高的韧性。为了形成β-微晶结构，将β-成核剂添加到聚丙烯-塑料颗粒中。通过使用这些β-成核剂，在聚丙烯-塑料颗粒中产生β-球晶（Sphärolithe）。在受到拉伸、压力或敲击的应变时，所述β-微晶彼此推压，由此产生在微观上的小孔，即所谓的微孔，其根据应变而可以吸收引入材料的能量。该效果可以用于灌注胶中的应力减少。由于具有β-微晶结构的聚丙烯-塑料颗粒具有非常高的可延展性，所以具有β-微晶结构的聚丙烯-塑料颗粒可以吸收在塑料主基料的固化时和在电子器件的各部分的冷却时出现的材料应力，这是通过如下方式实现的：由于出现的材料应力而产生的力从塑料主基料传导至具有β-微晶结构的聚丙烯-塑料颗粒。因为聚丙烯的β-球晶通过形成多孔结构而能够减少力，所以这些力的吸收实现了一种冲击改性。此外，通过形成多孔结构可以改善塑料主基料和具有β-微晶结构的聚丙烯-塑料颗粒之间的粘合。如此形成的灌注胶的特征在于高的温度稳定性，从而使其即使在具有高运行温度的电子器件（例如电机）的情况下也可以使用。为了制备所述灌注胶，将塑料主基料首先与具有β-微晶结构的聚丙烯-塑料颗粒混合，然后将所述混合物加热，并且在较高温度下保持一定时间以固化和然后冷却。

为了改善聚丙烯-塑料颗粒与塑料主基料的可润湿性，可以用亲水剂或等离子体处理预处理所述聚丙烯-塑料颗粒。例如，Irgasurf^® HL 560可以用作亲水剂。在聚丙烯-塑料颗粒与塑料主基料混合之前，优选将亲水剂施加到聚丙烯-塑料颗粒上。