[发明专利]一种聚硫醇固化剂和单组份环氧胶黏剂及其制备方法

说明书

本发明属于胶黏剂技术领域，公开了一种聚硫醇固化剂和单组份环氧胶黏剂及其制备方法。所述单组份环氧胶黏剂含有聚硫醇固化剂、低粘环氧树脂、环氧稀释剂、促进剂、稳定剂、偶联剂以及填料。其中，所采用的聚硫醇固化剂的分子结构中不含酸酯基团而含脲基团，由于脲基团极性大，可以形成更多氢键，故脲基团可以形成双配位基。因此脲键强度大、稳定性强，使得聚硫醇分子具有优异的耐温性和耐湿性，同时该分子在室温下为粘稠液体且在低温下可快速固化，可直接用于单组份环氧胶黏剂中。所述单组份环氧胶黏剂不仅在低温条件下能够快速固化，同时在经受长时间的高温高湿环境后，依旧可以保持相对高的粘接强度，满足需要经受长时间高温高湿的应用场景。

技术领域

本发明属于胶黏剂技术领域，尤其涉及一种聚硫醇固化剂及其制备方法和一种使用该聚硫醇固化剂的单组份环氧胶黏剂及其制备方法。

背景技术

环氧胶黏剂是一类具有强粘接性、高强度、高抗电性和耐腐蚀性的高分子胶黏剂，如此优越的性能使其在电子元器件粘接密封中得到了广泛的应用。然而，很多电子元器件对温度敏感，不可以承受太高的温度，故需要能够在低温条件下快速固化的环氧胶黏剂。以摄像头模组应用领域为例，模组内的一些光学原件无法承受高温，要求固化温度不能高于80～100℃，因此需要使用能够让环氧树脂在低温下快速反应的固化剂。目前。典型的固化剂为多元聚硫醇固化剂，其末端含有2个以上的巯基。由于单组份聚硫醇体系环氧胶黏剂具有粘接性良好、使用工艺简单、可低温快速固化、价格低廉、电气绝缘以及耐腐蚀等优点，几十年来，在汽车、家电、电子电器及航空航天领域已经得到广泛的应用，一直是环氧胶黏剂行业研究的热点和重点。

然而，由于聚硫醇本身结构特性，其耐热性和耐湿性差。常见的聚硫醇分子结构中通常存在酯键，一方面，酯基在较高温条件下，容易发生断裂；另一方面，酯基在水汽的长期作用下容易发生水解，导致高分子链断裂，造成固化后的胶黏剂在使用周期内胶层逐步被破坏开裂，粘接强度大幅下降，使得粘接失效，从而限制了单组份聚硫醇体系环氧胶黏剂在一些要求老化特性高的相关领域的应用。

为了提高单组份聚硫醇体系环氧胶黏剂的耐热性和耐湿性，需要对聚硫醇的分子结构进行改造。CN201480064943.9公开了一种巯基烷基甘脲类固化剂，该固化剂无酯基，具有良好的耐热性和耐湿性，但是该分子结构空间位阻大，反应性活性较低；同时CN201480064943.9公开的固化剂如1,3,4,6-四(2-巯基乙基)甘脲在室温下为固体，需要与一种具有二硫键的巯基乙基甘脲化合物配合使用，因此在制备时需要额外进行偶联形成低聚物混合物，才能变为液态，制备工艺复杂，成本高。此外，固化剂如1,3,4,6-四(2-巯基乙基)甘脲含有类似叔胺的氮原子，而叔胺是巯基-环氧反应的催化剂，因此有降低单组份低温固化环氧胶黏剂的储存稳定性的风险。

综上分析，亟需开发一种在室温下为液体同时具有优异的耐热性和耐湿性以及具有储存稳定性的聚硫醇固化剂，以保证在经受长时间湿气和高温后其的粘接性能仍能满足要求。

发明内容

本发明的第一目的是为了克服现有的聚硫醇固化剂无法实现室温下为液体且高温高湿耐受性差、储存稳定性差的缺陷，而提供一种在室温下为液态且能够同时兼具良好的高温高湿耐受性和储存稳定性的聚硫醇固化剂，所述聚硫醇固化剂具有式(I)所示的结构：

式(I)中，R₁为C₁-C₁₀的亚烷基、C₆-C₂₀的亚环烷基或C₆-C₂₀的亚芳基，R₂为C₁-C₁₀的亚烷基，R₃为具有至少两个巯基的C₁-C₃₀的巯基烷基或C₁-C₃₀的巯基酯基，n为大于等于1的整数。

在一种优选的实施方式中，R₃具有式(II)所示的结构：