Композиция для оптических клеев и герметиков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 050181 (2!) 3230029/23-05 (5! ) М. Кд.з

С 08 L 63/00

С 09 J 3/16 с присоединением заявки Но—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет(53) УДК 678.686 088. 8) Опубликовано 071282. Бюллетень Йо 45

Дата опубликования описания 071282

Ю.Б. Фридман, A.Ô . Щуров, В.M. Николаев, Д,И. Костенко и Л.A. Перельман

\ » (72) Авторы изобретения

Горьковский исследовательский физико-технйчесКий институт при Горьковском государственном университете им. Н.И. Лобачевского (7! ) Заявитель (54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ОПТИЧЕСКИХ КЛЕЕВ

И ГЕРМЕТИКОВ.!

О хв R xl

@de Х вЂ” Н, Вт;

Изобретение относится к получению полимерных композиций на основе эпоксидных смол, которые могут быть использованы в качестве оптических клеев с высоким показателем преломления, а также как прозрачные герметики полупроводниковых приборов, например светодиодов оптического диапазона.

Известны оптические клен ОК-50П и OK-72Ф на основе эпоксидной диановой смолы и полиаминов 1 1).

Недостатком известных.клеев является низкий показатель преломления,,который не превышает значений 1,5861,587 (максимальный показатель преломления для чистых смол 1,61). . Наиболее близкой к предлагаемой является полимерная композиция для оптических клеев и герметиков,,включающая диглицидиловый эфир 4,4-диоксидифенилсульфона, фталевый ангидрид и ускоритель отверждения

4,4-тетраметилдиаминодифенилкетон (2)

Недостатком указанной композиции является относительно невысокий показатель преломления (1,601), что не позволяет испольэовать его для склейки высокопреломляющих стекол (увеличиваются потери на отражание, снижается прозрачность).

Цель изобретения — повышение показателя преломления при сохранении оптической прозрачности.

Поставленная цель достигается тем, что композиция для оптических клеев и герметиков, включающая диглицидиловый эфир 4,4"-диоксидифенилсульфона, фталевый ангидрид и ускоритель отверждения, 4,4 -тетраметилдиаминодифенилкетон дополнительно содержит производное карбазола общей формулы о 4 н»н» сК сн» т cK»K»»$, (» ) при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

Диглицидиловый эфир 4,4 -диоксидифенилсуль979445

100 фона

Ф тале вый ангидрид 50-210

4,4 -тетраметилдиаминодифенилкетон

Производное карбазола, указанной формулы 10-210

ФТалевый ангидрид вводят в количестве, вес. ч.: 50-72 при R- H, 0,5-1,0

I д„и -(ац- щ -о)- («з) и 55-210

l при R — СН р — СŠ— СЕр, 15

Производное карбазола вводят в количестве, вес.ч: 15-210 при

l сН2 СН сН2 10-145 для В-Н и 10-60 для Н 2

- сН вЂ” СН,— o 25

В случаях карбаэола 1,3,6,8-тетрабромкарбазола, полиэпоксипропил1,3,6-трибромкарбазола и полиэпокси- 30 пропил-1,3,6,8-тетрабромкарбазола не удается получить прозрачные бесцветные или слабоокрашенные продукты.

Оптимальное содержание ускорителя, 4,4-тетраметилдиаминодифенил- . 35

l кетона, составляет 0,5-1 вес.ч. на 100 вес.ч. ДГЭС. При меньшем его . содержании скорость отверждения недостаточна для обеспечения полноты протекания реакции отвержцения 40 за время отверждения, равное 6 ч (состав 31 и 56). При больших содержаниях ускорителя оказывается недостаточной жизнеспособность расплава и гелеобразование наступает рань- 45 ше момента полного расплавления всех .компонентов и их равномерного перераспределения при перемешивании и диффузии в расплаве, в результате чего прозрачность нарушается из-за присутствия в отвержденном продукте нерасплавившихся частиц. В ряде случаев большее количество ускорителя способствует появлению окраски у отвержденного продукта (состав

32 и 57). В состав композиций, модифицированных полиэпоксипропилкарбаэолом и его бромированными производными (состав 64-82), ускоритель не вводится, поскольку установлено, что добавки этих модификаторов сами 60 по себе ускоряют процесс 1 отверждения.

Количество отвердителя и фталевого ангидрица в композициях, модифицированных И-глицидилкарбазолом и его бромированными производными (состав 2-38), рассчитывается исхо,дя из постоянства соотношения эпоксидных и ангидридных групп, за исключением композиций (пример 8-11), в которых это соотношение варьируется.

Для получения продуктов с максимальной прозрачностью используется

ДГЭС, очищенный 4-кратной перекристаллизацией из диоксана (эпоксидное число 22,3, температура плавления 166 С).

Исходные ингредиенты композиций, представляющие собой твердые порошкообразные вещества, измельчают, смешивают и расплавляют. Отверждение всех составов проводят при 180 С за исключением композиций, отверждаемых без ускорителя (составы 6482), температура отверждения которых составляет 160 С. Время отвержде-. ния равно 6 ч за исключением композиций 31 и 56.

Зависимость показателя преломления отвержденных эпоксидных композиций от состава приведена в табл. 1.

В табл. 2 приведены свойства композиций.

Как видно из табл. 2, добавки модификаторов приводят к существенному повышению показателя преломления отвержденной композиции, при этом в определенных интервалах концентраций модификатора и ангидрида, отвержденные композиции представ— ляют собой твердые прозрачные практически бесцветные или слабо окрашенные (светло-желтый оттенок) термореактивные материалы.

Верхняя граница содержания моди,фикаторов, составившая в зависимости от их типа 60-210 вес.ч. на

100 вес .ч. ДГЭС, определяется тем, что при больших концентрациях добавок модификаторов отвержденный продукт теряет прозрачность либо приобретает окраску. С уменьшением прозрачности композиций связаны и интервальные значения содержания фталевого ангидрида; Объясняется зто тем, что введение отвердителя в количестве меньших, чем указывалось вы-. ше (т.е. меньших 50 или 55 вес.ч. на 100 вес.ч. ДГЭС в зависимости от типа модификатора), приводит к неполному отверждению композиции и существованию в ней микрообластей неотвержденного эпоксидного мономера (ДГЭС) и, наоборот, при избытке ангидрида (т.е. более 72 или 210 вес.ч. на 100 вес.ч. ДГЭС в зависимости от типа модификатора в отвержденном продукте присутствуют его микровключения, что и в том и другом случае обусловливает увеличение рассеяния света и снижение прозрачности от979445 и 37) и 1,3,6-трибромкарбазола (состав 61 и 62)

Таким образом, введение указанных выше соединений s состав эпоксидной композиции.на основе ДГЭС и ФА позволяет решить поставленную задачу повышения ее показателя преломления при сохранении высокой оптической прозрачности.

Выбирая тип и количество этих

1О соединений можно получать оптически прозрачные композиции с необходимыми в определенном интервале значениями n . Эти же модификаторы моD гут быть использованы с той же целью

lS и в других эпоксидных оптически прозрачных композициях.

По клеящей способности и теплостойкости предлагаемые композиции также превосходят известную. Таблица 1

Содержание, вес.ч. на 100 вес.ч.

ГЭС

l ФА

Ускоритель

Модификатор

Состав

1 (Известный) 1,601

N-Глицидилкарбазол

1,606

1,612

129

100

200

193

210

200

260

234

55

210

210

35

235

210

N-Глицидил-3-бромкарбазол

1,607

1,613

1,662

13

100

110

1,644

200

160

1,642

Непрозрачен

210

164

260

189 вержденной композиции (состав 10, 11, 53, 54, 81 и 82).

Нижняя граница содержания модификаторов, составлявшая в зависи-мости от типа модификатора 10 или

15 вес.ч. на 100 вес.ч. ДГЭС, выбрана такой, чтобы у отвержденной композиции достигался показатель преломления значения большего, .чем

1,61 — максимального значения показателя преломления для этого класса материалов, хотя необходимо отметить, что даже малые добавки (менее 10, вес.ч.) укаэанных модификаторов приводят к росту отвержденной эпоксидной композиции.

Максимальные значения показателя преломления достигнуты для композиций с добавками N-глицидил-1,3, 6,8-тетрабромкарбазола- (состав 36

1,658

1,667

1,670

Непрозрачен

1,610

1,665

Непрозрачны

979445!

Содержание, Состав

Модификатор

N-Глицидил-З,6-дибромкарбазол

100

100

21

140

200

210

143

162

63

66

25

100

200

126

129

210

145

260

0,5

100

12 ч

0,1

100

4,0

100

1,606

1,611

1,656

63

65

100

1,693

117

200

1,695

Непрозрачен

210

119

133

260

3-Бромкарбазол

39

10

61

41

135

145

61

200

260 й-Глицидил-1,3,6-.трибромкарбазол

М-Глицидил-1, 3, 6, 8-тетрабромкарбазол

Продолжение табл. 1 вес.ч.на 100 вес.ч.

ДГЭС

t Ф

ФА Ускоритель п

i 2o

1,605

1,611

1,650

1,665

1,667

Непрозрачен

1,604

1,610

1,639

1,673

1,676

Непрозрачен

1,641

1,642

Непрозрачен

1,605

1,610

1,658

1,661

1,656

Окраиен

979445

10.Продолжение табл. 1

Содержание, вес. ч. на 100 вес. ч.

ДГЭС

Состав

3,6-Дибромкарбазол

61

46

47

135

145

61

200

50

90

52

72

30

100

90

0,5

1,670

1,668 16 ч

55

0,1

56

Непрозрачен, окрашен

4,0

90

1, 3, 5-Трибромкарбазол

61

59

112

61

135

145

63

200

Полиэпоксипропилкарбазол

64

65

50

61

67

100

Полиэпоксипропил-3-бромкарбазол

1,606

61

1,612

70

Т

Иодификатор ФА Ускоритель

1,607

1,612

1,669

1,679

1,682

Окрашен

1,671

1,664

Непрозрачен

1,608

1,613

1, 687

1,692

1,694

Окрашен

1,605

1,610

1,648

1,655

Окрашен

979445, 12

Продолжение табл. 1

Содержание,вес.ч. на 100 вес.ч, ДГЭС

Состав

Модификатор ФА Ускоритель

61

60

61

100

Полиэпоксипропил-3,6—

-дибромкарбазол

61

61

77

78

60

60

30

60

100

Таблица 2

Р дгезионная проч- Теплостойкость, Микротвердость, ность при сдвиге, C МПа

МПа

Показатель пре

1 ломления

КОмпозиция

1 (Известная) 270

165

31,0

34,0

169

278

177

290

31 5

274

165

37,0

286

176

35,0 она дополнительно содержит производное карбазола общей формулы

Формула изобретения

Композиция для оптических клеев и герметиков, включающая диглицидиловый эфир 4,4 -диоксидифенилсуль-! фона, фталевый ангидрид и ускоритель 60

Ф отверждения — 4,4 -тетраметилдиаминодифенилкетон, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения показателя преломления при сохранении оптической прозрачности, гдЕ Х-Н, В, 0 г

СН

 — Н СНр СН СНд, -f СН СН О) (®=з), 1,601

1,650

1,669

1,639

1,656

1,648

1,658

Окрашен

1,605

1,610

1,639

1,645

Окрашен

1,647

1,642

Непрозрачны

979445

14 укаэанной формулы

10-210

50-210

Составитель A. Акимов

Редактор Н. Киштулинец Техред M.Tenep Корректор В. Прохненко <

1Заказ 9275/6

Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:

Диглицидиловый эфир 4,4 -диоксидифенилсульфона 100

Фталевый ангидрид

4,4-Тетрамеs тилдиаминодифенилкетон 0,5-1,0

Производное карбазола, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 1. Ишмуратова М.С. и др. Тропикоустойчивый оптический клей на эпоксидной основе. "Оптико-механическая промышленность", В 2, 1968, с. 42-45.

1Q 2. Петрова A.Ï. Термостойкие клен. М., "Химия", 1977, с. 22 (прототип).