发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足,提供一种绝缘抗拉伸涂料。
本发明的另一目的在于提供所述的绝缘抗拉伸涂料的制备方法。
本发明的再一目的在于提供所述的绝缘抗拉伸涂料的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现:一种绝缘抗拉伸涂料,包含以下按质量份计的组分:聚酯树脂A 15~35份、聚酯树脂B 5~25份、氨基树酯3.5~5份、附着力促进剂0~0.5份、增滑助剂0.1~0.2份、表面改性助剂2.5~4份、消泡剂0.1~0.2份、流平剂0.1~0.2份和有机溶剂50~55份;
所述的绝缘抗拉伸涂料还含有催化剂0.1~0.3质量份,更优选含有催化剂0.2质量份;
所述的聚酯树脂A的分子链较长、韧性好,活性官能团多,保证附着力与化学耐性;
所述聚酯树脂A优选通过包含以下步骤的方法制备得到:
(1)将双酚酸、醋酸酐和吡啶混合,搅拌,待双酚酸完全溶解后,加热至75~80℃,得到溶液A;在搅拌条件下,将溶液A保温30~40min后将溶液A倒入70~82℃热水中,用热水洗涤,真空干燥,得白色粉末的双酚酸醋酸酯;
(2)将双酚酸醋酸酯、双酚酸、1,4-环己烷二甲醇和对苯二甲酸混合,加热至180~200℃,进行熔融聚合2h~3h后,得到聚酯树脂A;
其中,双酚酸、醋酸酐、吡啶、1,4-环己烷二甲醇和对苯二甲酸按质量比(18~27):(38~49):(0.05~0.2):(16~29):(15~20)配比,步骤(1)中所述的双酚酸的用量和步骤(2)中所述的双酚酸的用量相等;
步骤(1)中所述的真空干燥的操作参数优选为于真空度15000~16000Pa,70~80℃的条件下真空干燥8~10h;
所述的聚酯树脂B优选为SK chemicals ES-710、Italkid 300、Dynapol L-952和novasynt 8810中的一种或至少两种;
所述的氨基酯树脂,为醚化三聚氰胺树脂,更优选为甲醇丁醇混合醚化三聚氰胺树脂;氨基酯树脂中的亚氨基官能团可提高低温固化的速度,而且使固化失重很少;同时提供良好的疏水性,从而提高耐潮湿和抗盐雾性能;甲醇丁醇混合醚化三聚氰胺树脂中有丁氧基官能团,它的存在能提供比其它单纯甲醚化树脂具有更好的润湿性能;
所述的甲醇丁醇混合醚化三聚氰胺树脂优选通过包含如下步骤的方法得到:将三聚氰胺、质量百分比为37%甲醛、丁醇、甲醇和碳酸镁混匀,加热到78~82℃,取样观察溶液为清澈透明,控制pH值为6.5~7,再将温度保持为94~96℃,加入邻苯二甲酸酐,溶解后控制反应体系的pH值为4~5;常压脱水、减压脱醇(丁醇和甲醇)和甲醛,得到甲醇丁醇混合醚化三聚氰胺树脂;其中,三聚氰胺、质量百分比为37%甲醛、丁醇、甲醇、碳酸镁和邻苯二甲酸酐按质量比25:(18~20):(25~30):(27~30):(0.1~0.15):(0.1~0.2)配比;
所述的附着力促进剂为能够提高涂层与基材粘结强度的化合物,此类附着力促进剂分子链的末端含有两种不同的官能团,其中一种官能团能够与基材表面反应,另一种官能团能够与基体树脂反应;
所述的附着力促进剂优选为环氧磷酸酯和小分量聚酯中的一种或两种;
所述的环氧磷酸酯优选为Lubrizol 2061和HA2802中的一种或两种;
所述的小分子量聚酯优先为德谦SWD-DSP和德谦ADP中的一种或两种;
所述的增滑助剂优选微粉化法制备的相对分子质量为800~1800的聚乙烯(PE)或聚四氟乙烯(PTFE);增滑助剂的主要功能为提高涂膜的平滑性、抗划性以及改善防水性;利用其润滑作用,防止在冲压过程中模具对漆膜的擦伤;
所述的催化剂优选对甲苯磺酸、萘磺酸和磷酸中的至少一种;
所述的表面改性助剂优选为微米级二氧化硅或纳米二氧化硅;
所述的消泡剂优选为聚酯改性有机硅氧烷或聚醚改性有机硅氧烷,更优选为聚酯改性聚二甲基硅氧烷,如BYK051、BYK088和BYK066N等;
所述的流平剂优选为EFKA-3777和BYK354中的一种或两种;
所述的有机溶剂优选丙二醇甲醚醋酸酯、二元酸酯DBE、Solvesso 100和Solvesso 150中的一种或至少两种;
所述的绝缘抗拉伸涂料的制备方法,包括下述步骤:
①将聚酯树脂A、聚酯树脂B、氨基树脂和有机溶剂混合,分散均匀,得到混合物C;
②将附着力促进剂、表面改性助剂、增滑助剂、催化剂、消泡剂和流平剂投入到混合物C中,分散均匀,得到绝缘抗拉伸涂料;其中,各组分按质量份计为:聚酯树脂A 15~35份、聚酯树脂B 5~25份、氨基树酯3.5~5份、附着力促进剂0~0.5份、增滑助剂0.1~0.2份、表面改性助剂2.5~4份、消泡剂0.1~0.2份、流平剂0.1~0.2份、有机溶剂50~55份和催化剂0.1~0.3份;
步骤①中所述的分散优选为通过500~700rpm的速度搅拌分散;
步骤②中所述的分散优选为通过1100~1400rpm的速度搅拌分散;
所述的绝缘抗拉伸涂料在制备电子产品中的应用。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
本发明提供的绝缘抗拉伸涂料用于制备的电容器具有如下优点:
(1)耐温性能:在270℃烘烤三分钟,无黄变。
(2)耐高电压:达到1050v。
(3)经深冲成的电容器漆膜外表无破损、无弯黑弧等瑕疵。
(4)耐有机溶剂如CCl4(四氯化碳)浸泡2小时,漆膜无溶解返粘。
(5)耐水煮性:100℃蒸煮30min,电容器切口处,漆膜无剥离、起泡等。
(6)印刷性:成品涂层表面印油墨,无脱落。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)聚酯树脂A的制备:
①在氮气保护的条件下,在装有电磁搅拌、温度计、冷凝管的反应瓶中,依次加入9g双酚酸、46g醋酸酐和0.1g吡啶,搅拌混合均匀,待双酚酸完全溶解后,加热至80℃,得到溶液A;在搅拌条件下,将溶液A保温30min后将溶液A倒入70℃热水中,反复用热水洗涤,真空干燥箱内15999Pa、70℃真空干燥9.5h,得到白色粉末的双酚酸醋酸酯;
②在装有电动搅拌、温度计和真空减压装置的反应瓶中,依次加入步骤①制备的双酚酸醋酸酯、9g双酚酸、16g 1,4-环己烷二甲醇和20g对苯二甲酸,混合均匀,加热至200℃,开动减压装置进行熔融聚合2h,得到聚酯树脂A。
(2)氨基树酯的制备:在反应釜中依次加入25g三聚氰胺、18g质量百分比为37%甲醛、30g丁醇、27g甲醇和0.1g碳酸镁,恒温搅拌1h,缓慢加热升温至82℃(取样观察溶液应清澈透明),测pH=6.5,升温至95℃保温反应1.5h,加入0.2g邻苯二甲酸酐,调pH值为4,常压脱水、减压脱未反应的醇(丁醇和甲醇)和甲醛,纯化处理后得到所需的氨基树脂。
(3)绝缘抗拉伸涂料的制备:
①将30g步骤(1)制备的聚酯树脂A、10g聚酯树脂B(SK chemicals ES-710)、4.5g步骤(2)制备的氨基树脂以及有机溶剂(31g Solvesso100和20g丙二醇甲醚醋酸酯)投入容器,中速(600rpm)分散10min后,制得混合物C;
②将3.9g表面改性助剂(平均粒径2微米的二氧化硅)、0.1g增滑助剂(聚乙烯,相对分子量为1000)、0.2g催化剂对甲苯磺酸、0.1g消泡剂BYK051、0.2g流平剂EFKA-3777投入到混合物C中,高速(1200rpm)分散30min混合均匀,制得高绝缘抗拉伸涂料。
实施例2
(1)聚酯树脂A的制备:
①在氮气保护的条件下,在装有电磁搅拌、温度计、冷凝管的反应瓶中,依次加入13.5g双酚酸、41g醋酸酐和0.15g吡啶,搅拌混合均匀,待双酚酸完全溶解后,加热至75℃,得到溶液A;在搅拌条件下,将溶液A保温40min后将溶液A倒入82℃热水中,反复用热水洗涤,真空干燥箱内15999Pa、75℃真空干燥9h,得到白色粉末的双酚酸醋酸酯;
②在装有电动搅拌、温度计和真空减压装置的反应瓶中,依次加入步骤①制备的双酚酸醋酸酯、13.5g双酚酸、26g 1,4-环己烷二甲醇和16g对苯二甲酸,混合均匀,加热至180℃,开动减压装置进行熔融聚合2.5h,得到聚酯树脂A。
(2)氨基树酯的制备:在反应釜中依次加入25g三聚氰胺、20g质量百分比为37%甲醛、25g丁醇、30g甲醇和0.15g碳酸镁,恒温搅拌1h,缓慢加热升温至78℃(取样观察溶液应清澈透明),测pH=6.8,升温至95℃保温反应1.5h,加入0.1g邻苯二甲酸酐,调pH值为5,脱水纯化处理后得到所需的氨基树脂。
(3)绝缘抗拉伸涂料的制备:
①将15g步骤(1)制备的聚酯树脂A、25g聚酯树脂B(Italkid 300)、5g步骤(2)制备的氨基树脂以及有机溶剂(30.5g Solvesso100和20g丙二醇甲醚醋酸酯)投入容器,中速(500rpm)分散10min后,制得混合物C;
②将0.5g附着力促进剂德谦ADP、3.9g表面改性助剂(平均粒径为120纳米的纳米二氧化硅)、0.2g增滑助剂(MF-5PTFE)、0.2g催化剂萘磺酸、0.1g消泡剂BYK088、0.1g流平剂EFKA-3777投入到混合物C中,高速(1300rpm)分散30min混合均匀,制得高绝缘抗拉伸涂料。
实施例3
(1)聚酯树脂A的制备:
①在氮气保护的条件下,在装有电磁搅拌、温度计、冷凝管的反应瓶中,依次加入11.5g双酚酸、41g醋酸酐和0.2g吡啶,搅拌混合均匀,待双酚酸完全溶解后,加热至80℃,得到溶液A;在搅拌条件下,将溶液A保温30min后将溶液A倒入70℃热水中,反复用热水洗涤,真空干燥箱内15999Pa、70℃真空干燥9.5h,得到白色粉末的双酚酸醋酸酯;
②在装有电动搅拌、温度计和真空减压装置的反应瓶中,依次加入步骤①制备的双酚酸醋酸酯、11.5g双酚酸、16g 1,4-环己烷二甲醇和20g对苯二甲酸,混合均匀,加热至200℃,开动减压装置进行熔融聚合2h,得到聚酯树脂A。
(2)氨基树酯的制备:在反应釜中依次加入25g三聚氰胺、18g质量百分比为37%甲醛、30g丁醇、27g甲醇和0.1g碳酸镁,恒温搅拌1h,缓慢加热升温至82℃(取样观察溶液应清澈透明),测pH=6.5,升温至95℃保温反应1.5h,加入0.2g邻苯二甲酸酐,调pH值为4,脱水纯化处理后得到所需的氨基树脂。
(3)绝缘抗拉伸涂料的制备:
①将32g步骤(1)制备的聚酯树脂A、8g聚酯树脂B(Dynapol L-952)、4.5g步骤(2)制备的氨基树脂以及有机溶剂(19.9g Solvesso100和31g丙二醇甲醚醋酸酯)投入容器,中速(600rpm)分散10min后,制得混合物C;
②将0.5g附着力促进剂德谦SWD-DSP、4g表面改性助剂(平均粒径2微米的二氧化硅)、0.1g增滑助剂(聚乙烯,相对分子量为1000)、0.2g催化剂萘磺酸、0.1g消泡剂BYK066N、0.2g流平剂BYK354投入到混合物C中,高速(1200rpm)分散30min混合均匀,制得高绝缘抗拉伸涂料。
实施例4
(1)聚酯树脂A的制备:
①在氮气保护的条件下,在装有电磁搅拌、温度计、冷凝管的反应瓶中,依次加入10g双酚酸、38g醋酸酐和0.1g吡啶,搅拌混合均匀,待双酚酸完全溶解后,加热至75℃,得到溶液A;在搅拌条件下,将溶液A保温40min后将溶液A倒入82℃热水中,反复用热水洗涤,真空干燥箱内15999Pa、75℃真空干燥9h,得到白色粉末的双酚酸醋酸酯;
②在装有电动搅拌、温度计和真空减压装置的反应瓶中,依次加入步骤①制备的双酚酸醋酸酯、10g双酚酸、22g 1,4-环己烷二甲醇和20g对苯二甲酸,混合均匀,加热至180℃,开动减压装置进行熔融聚合2.5h,得到聚酯树脂A。
(2)氨基树酯的制备:在反应釜中依次加入25g三聚氰胺、20g质量百分比为37%甲醛、25g丁醇、30g甲醇和0.15g碳酸镁,恒温搅拌1h,缓慢加热升温至78℃(取样观察溶液应清澈透明),测pH=6.8,升温至95℃保温反应1.5h,加入0.1g邻苯二甲酸酐,调pH值为5,脱水纯化处理后得到所需的氨基树脂。
(3)绝缘抗拉伸涂料的制备:
①将32g步骤(1)制备的聚酯树脂A、8g聚酯树脂B(Dynapol L-952)、3.5g步骤(2)制备的氨基树脂以及有机溶剂(30.1g Solvesso100和23g丙二醇甲醚醋酸酯)投入容器,中速(500rpm)分散10min后,制得混合物C;
②将0.3g附着力促进剂(环氧磷酸酯Lubrizol 2061)、2.5g表面改性助剂(平均粒径3微米的二氧化硅)、0.1g增滑助剂(聚乙烯,相对分子量为1000)、0.2g催化剂磷酸、0.1g消泡剂BYK066N、0.2g流平剂BYK354投入到混合物C中,高速(1300rpm)分散30min混合均匀,制得高绝缘抗拉伸涂料。
实施例5
(1)聚酯树脂A的制备:
①在氮气保护的条件下,在装有电磁搅拌、温度计、冷凝管的反应瓶中,依次加入11.5g双酚酸、49g醋酸酐和0.05g吡啶,搅拌混合均匀,待双酚酸完全溶解后,加热至75℃,得到溶液A;在搅拌条件下,将溶液A保温40min后将溶液A倒入82℃热水中,反复用热水洗涤,真空干燥箱内15999Pa、75℃真空干燥9h,得到白色粉末的双酚酸醋酸酯;
②在装有电动搅拌、温度计和真空减压装置的反应瓶中,依次加入步骤①制备的双酚酸醋酸酯、11.5g双酚酸、29g 1,4-环己烷二甲醇和15g对苯二甲酸,混合均匀,加热至180℃,开动减压装置进行熔融聚合2.5h,得到聚酯树脂A。
(2)氨基树酯的制备:在反应釜中依次加入25g三聚氰胺、20g质量百分比为37%甲醛、25g丁醇、30g甲醇和0.15g碳酸镁,恒温搅拌1h,缓慢加热升温至78℃(取样观察溶液应清澈透明),测pH=6.8,升温至95℃保温反应1.5h,加入0.1g邻苯二甲酸酐,调pH值为5,脱水纯化处理后得到所需的氨基树脂。
(3)绝缘抗拉伸涂料的制备:
①将35g步骤(1)制备的聚酯树脂A、5g聚酯树脂B(Dynapol L-952)、5g步骤(2)制备的氨基树脂以及有机溶剂(28.6g Solvesso100和23g丙二醇甲醚醋酸酯)投入容器,中速(500rpm)分散10min后,制得混合物C;
②将0.3g附着力促进剂(环氧磷酸酯Lubrizol 2061)、2.5g表面改性助剂(平均粒径1微米的二氧化硅)、0.1g增滑助剂(聚乙烯,相对分子量为1000)、0.2g催化剂萘磺酸、0.2g消泡剂BYK066N、0.1g流平剂BYK354投入到混合物C中,高速(1300rpm)分散30min混合均匀,制得高绝缘抗拉伸涂料。
对比例1
(1)氨基树酯的制备:在反应釜中依次加入25g三聚氰胺、18g质量百分比为37%甲醛、30g丁醇、27g甲醇和0.1g碳酸镁,恒温搅拌1h,缓慢加热升温至78℃(取样观察溶液应清澈透明),测pH=6.8,升温至95℃保温反应1.5h,加入0.2g邻苯二甲酸酐,调pH值为5,脱水纯化处理后得到所需的氨基树脂。
(2)绝缘抗拉伸涂料的制备:
①将32g步骤(1)聚酯树脂SKYBON ES–320、8g聚酯树脂B(DynapolL-952)、4.4g步骤(2)制备的氨基树脂以及有机溶剂(29.8g Solvesso100和23g丙二醇甲醚醋酸酯)投入容器,中速(700rpm)分散10min后,制得混合物C;
②将0.3g附着力促进剂(环氧磷酸酯Lubrizol 2061)、2.5g表面改性助剂纳米二氧化硅、0.2g增滑助剂(聚乙烯,相对分子量为800)、0.2g催化剂萘磺酸、0.9g消泡剂BYK066N、0.2g流平剂BYK354投入到混合物C中,高速(1300rpm)分散30min混合均匀,制得高绝缘抗拉伸涂料。
效果实施例
上述实施例制备得到的高绝缘抗拉伸涂料的性能表现如表1所示:
样板制备:将厚度0.2~0.5mm的铝板进行脱脂、铬化等前处理,用线棒涂布器将各实施例制备的高绝缘抗拉伸涂料分别涂敷在上述清洗干净的铝板上,在245℃烘烤60~80s,干膜厚度控制在7~10μm。
表1:本发明绝缘抗拉伸涂料性能列表
实施例 |
绝缘性 |
抗拉伸性 |
耐高温性 |
印刷性 |
切口性 |
外观 |
耐水煮性 |
耐剂浸泡 |
实施例1 |
◎ |
Ο |
◎ |
Ο |
◎ |
◎ |
◎ |
Ο |
实施例2 |
Ο |
Ο |
◎ |
Ο |
Ο |
◎ |
◎ |
◎ |
实施例3 |
◎ |
Ο |
◎ |
◎ |
◎ |
Ο |
◎ |
Ο |
实施例4 |
Ο |
◎ |
◎ |
◎ |
◎ |
Ο |
Δ |
Ο |
实施例5 |
◎ |
Δ |
◎ |
Ο |
Ο |
◎ |
◎ |
◎ |
对比例1 |
◎ |
◎ |
Ο |
Ο |
Ο |
◎ |
Ο |
Δ |
表1中:
(1)各性能参数的指标为(绝缘性用耐压测试仪,一端接在金属板一端接在涂层上方,可测出击穿电压):
◎:在1050V条件下,无击穿现象;Ο:在900V条件下,无击穿现象
Δ:在750V条件下,无击穿现象;×:在500V条件下,无击穿现象。
(2)抗拉伸性(将基板冲制成直径为6mm高度为12mm的杯状,检测涂层外观):
◎:涂层高延伸比时无破损,无黑弧、无发花现象;Ο:涂层高延伸比时无破损、无黑弧,电容器底部有轻微发花;Δ:涂层高延伸比时有破损、黑弧,电容器底部严重发花;×:涂层低延伸比时有破损、黑弧,电容器底部严重发花。
(3)耐高温性(样板在270℃条件下烘烤3min):
◎:涂层无黄变;Ο:涂层稍微有黄变;Δ:涂层黄变幅度大,呈鹅黄色;×:涂层变为黄焦色。
(4)印刷性(样板表面印刷油墨):
◎:油墨易润湿无缩孔、附着力检测无脱落;Ο:油墨易润湿无缩孔、附着力检测边缘少量脱落;Δ:油墨表面的缩孔、附着力检测有脱落;×:油墨不能润湿表面,附着力检测时完全脱落。
(5)切口性(冲击成电容器后,观测切口处涂层脱落现象):
◎:切口处无剥离;Ο:切口处有轻微脱落现象;×:切口处严重剥离。
(6)外观:
◎:涂层光泽高,呈亮白色;Ο:涂层透明,呈铝本色;Δ:涂层比较透明,呈略灰色;×:涂层不透明,呈浑状。
(7)耐水煮性(电容器成品在100℃水中蒸煮30min,观测切口处涂层脱落现象):
◎:切口处无剥离;Ο:切口处有轻微脱落现象;×:切口处严重剥离。
(8)耐溶剂浸泡(四氯化碳,浸泡2小时):
◎:电容器之间无粘结现象;Ο:电容器之间有轻微粘结现象;×:电容器之间粘结严重,涂层有脱落。
从表1可见:本发明成分的优化,得到的高绝缘抗拉伸涂料解决目前电容器涂料在耐温、耐深冲、耐压等综合性能平衡不够的缺点,其漆膜具有的延伸率好、高温不黄变、耐压;且涂料适合高速连续涂布,提高了生产效率。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。