CN114621614B - 一种光固化涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于C09D175/14涂料技术领域,更具体的涉及一种光固化涂料及其制备方法。一种光固化涂料,制备原料包括:聚酯多元醇、多异氰酸酯、丙烯酸酯类单体、催化剂、活性稀释剂、光引发剂、助剂。经本发明制备的光固化涂料用于电子产品,可以用于电子产品线路板、部件密封粘结;经本发明制备的光固化涂料具有较好的附着力和耐腐蚀性能,提升在电子产品领域应用的期限;经本发明制备的光固化涂料具有较好的韧性和抗冲击性能,保证了在电子产品领域应用的安全性。
Description
技术领域
本发明属于涂料技术领域,更具体的涉及一种光固化涂料及其制备方法。
背景技术
涂料的存在对于人们并不陌生,传统的涂料一般通过加热或者物理干燥的方法除去涂料中的溶剂,得到一层固化的漆膜,但是随着技术的发展,随着工艺的优化和产品制备原料的改进,现阶段越来越多的光固化涂料被使用。
但是现阶段使用的光固化涂料再具体使用过程中可能存在粘度较大因此导致漆膜内部出现缺陷,出现起皮、脱落等现象,影响使用寿命,公开号为CN110325605A的乐金华奥斯有限公司申请的专利公开了一种紫外光固化涂料组合物,在公开的专利中通过聚氨酯丙烯酸低聚物和生物单体,所述的生物单体从动植物中提取的物质,可以是丙烯酸类单体,制备得到一种紫外光固化涂料组合物,但是将其应用于电子产品领域时,可能会存在附着力不好的问题,导致其使用效果大大下降。
随着国家环保要求的提高和消费者对涂料性能要求的提高,开发一种环保、安全并且使用寿命长的光固化涂料成为现阶段面临的一项重要的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明的第一方面提供了一种光固化涂料,制备原料包括:聚酯多元醇、多异氰酸酯、丙烯酸酯类单体、催化剂、活性稀释剂、光引发剂、助剂。
在一些优选的实施方式中,所述的多异氰酸酯选自TMHDI、HDI、HTDI、MDI、IPDI、HMDI、TDI中的至少一种。
在一些优选的实施方式中,所述的多异氰酸酯为IPDI。
IPDI,是一种脂环族二异氰酸酯,名称为异佛尔酮二异氰酸酯,CAS:4098-71-9。
在一些优选的实施方式中,所述的丙烯酸酯类单体选自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸丁酯中的至少一种。
进一步优选的,所述的丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸酯。
在一些优选的实施方式中,所述的甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸酯的重量比为1:(0.3-0.7)。
进一步优选的,所述的甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸酯的重量比为1:0.6。
在实验过程中申请人发现,在本体系中,加入的甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸酯的比例对制备得到的涂料的性能具有较大的影响,申请人推测出现这种现象的原因是因为:在本体系中,随着甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸酯的加入,在本体系中可以提供含羟基的丙烯酸酯基团和甲基丙烯酸酯基团,其与多元醇和多异氰酸酯之间形成的新的交联作用,在本体系中存在时,可以避免发生光固化时出现收缩的现象。
另外,申请人发现,甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸酯的重量比还影响着体系的稳定性,当本体系中存在的甲基丙烯酸羟乙酯的含量过高则会造成制备得到的涂料的施工性能下降,容易造成涂料施工时出现内部缺陷;但是当甲基丙烯酸酯的含量过高,则会造成体系活性物质之间的相互作用强度的受到影响,造成涂料在光固化的过程中出现漆膜收缩等现象。
在一些优选的实施方式中,所述的活性稀释剂选自丙烯酸酯类活性稀释剂、乙烯基类活性稀释剂、环氧类活性稀释剂中的一种或多种复配。
在一些优选的实施方式中,所述的活性稀释剂为丙烯酸酯类活性稀释剂。
在一些优选的实施方式中,所述的丙烯酸酯类活性稀释剂选自1,6-己二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟丙酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸乙氧基乙酯、三丙烯酸三羟甲基丙烷酯、二丙烯酸一缩二乙二醇酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。
在一些优选的实施方式中,所述的丙烯酸酯类活性稀释剂为1,6-己二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,其重量比为7:3~9:1。
在一些优选的实施方式中,所述的1,6-己二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的重量比为8:2。
在实验过程中申请人发现,选择的活性稀释剂的类型对制备得到的涂料的附着力和抗冲击性能具有较大的影响,在本申请中,申请人经过大量的创造性实验探究发现,在以1,6-己二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯作为活性稀释剂时,可以保证制备得到的涂料在PCB板表面使用时,附着力达到0级,并且抗冲击性能得到大大提升,申请人推测出现这种现象的原因是因为:1,6-己二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯在本体系中使用时,在发生光固化时,会在体系中生成自由基,而又因为1,6-己二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中活性羟基等基团的存在,会大大提升体系的反应活性,但是申请人发现,因为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的加入,导致体系的粘度出现一定程度的增大,对反应物之间的反应存在一定的阻碍作用,但是在本体系中,控制1,6-己二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的重量比为8:2时,可以解决体系粘度过大的问题,进而促进了活性基团之间的接触频率,进而促进其分子间的范德华力和氢键相互作用,增强了其在PCB板上的附着力。
同时,受到外界作用时,可以通过分子间强相互作用抵消外力的冲击,减缓因外力冲击导致的漆膜的脱落或者PCB板的损伤。
在一些优选的实施方式中,所述的丙烯酸酯类活性剂的重量为丙烯酸酯类单体重量的40-70wt%。
在实验过程中,申请人发现,丙烯酸酯类活性稀释剂的添加量需要特别控制,当加入的丙烯酸酯类活性稀释剂的含量大于丙烯酸酯类单体的重量的70wt%时,会造成涂料在使用时出现针孔现象;但是,当加入的活性稀释剂的用量小于丙烯酸酯类单体重量的40wt%时,又会造成其稀释效果大大下降,造成涂料的性能受到影响。
在一些优选的实施方式中,所述的催化剂为辛酸亚锡。
在一些优选的实施方式中,所述的光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。
在一些优选的实施方式中,所述的助剂包括促进剂、色浆、显色剂、抗氧剂、紫外吸收剂、填料、偶联剂中的至少一种。
在一些优选的实施方式中,所述的助剂包括抗氧剂、填料和偶联剂。
在一些优选的实施方式中,所述的抗氧剂为抗氧剂1010。
在一些优选的实施方式中,所述的填料为氧化锌、氧化铝中的至少一种。
在一些优选的实施方式中,所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
在一些优选的实施方式中,所述的聚酯多元醇为脂肪族聚酯多元醇和/或芳香族聚酯多元醇。
在一些优选的实施方式中,所述的聚酯多元醇选自己二酸-乙二醇-1,4-丁二醇聚酯多元醇、己二酸-1,4-丁二醇聚酯多元醇、己二酸-新戊二醇聚酯多元醇、己二酸-1,6-己二醇聚酯多元醇、己二酸-对苯二甲酸-苯酐-二乙二醇聚酯多元醇、己二酸-对苯二甲酸酐-二乙二醇聚酯多元醇中的至少一种。
在一些优选的实施方式中,所述的聚酯多元醇为己二酸-1,4-丁二醇聚酯多元醇。
在一些优选的实施方式中,所述的己二酸-1,4-丁二醇聚酯多元醇的羟值为36-40mgKOH/g。
在一些优选的实施方式中,所述的聚酯多元醇的平均分子量为2000-5000。
进一步优选的,所述的己二酸-1,4-丁二醇聚酯多元醇的平均分子量为3000。
己二酸-1,4-丁二醇聚酯多元醇,型号PE-2811,购于华峰集团。
在实验过程中申请人发现,在本体系中己二酸-1,4-丁二醇聚酯多元醇的平均分子量不同,对于制备得到的涂料性能还是具有较大的差异的,在己二酸-1,4-丁二醇聚酯多元醇的平均分子量为3000时,可以在体系中与多异氰酸酯之间反应进一步生成聚氨酯,通过特定分子量的聚酯多元醇的控制,可以改变制备得到的涂料的韧性,申请人推测出现这种现象的原因是因为:在本体系中,平均分子量为3000的聚醚多元醇,可以保证体系中的活性羟基和异氰酸酯反应,避免了在反应过程中与光引发剂之间的反应,避免了接枝反应的进行,保证了形成的网络结构的规整性,提升了制备涂料的韧性。
在一些优选的实施方式中,制备原料按重量份计,包括:聚酯多元醇10-20份、多异氰酸酯15-30份、丙烯酸酯类单体5-8份、催化剂0.01-0.1份、活性稀释剂2-5.6份、光引发剂0.1-3份、填料2-5份、偶联剂0.5-1份、抗氧剂0.5-2份。
本发明的第二方面提供了一种光固化涂料的制备方法,包括以下步骤:
将制备原料混合,搅拌,在30-70℃下得到光固化涂料。
有益效果:经本发明制备的光固化涂料具有以下优点:
1.经本发明制备的光固化涂料用于电子产品,可以用于电子产品线路板、部件密封粘结;
2.经本发明制备的光固化涂料具有较好的附着力和耐腐蚀性能,提升在电子产品领域应用的期限;
3.经本发明制备的光固化涂料具有较好的韧性和抗冲击性能,保证了在电子产品领域应用的安全性。
具体实施方式
实施例
实施例1
一种光固化涂料,制备原料按重量份计,包括:聚酯多元醇12份、多异氰酸酯16份、丙烯酸酯类单体6份、催化剂0.05份、活性稀释剂3份、光引发剂1.2份、填料3份、偶联剂0.7份、抗氧剂1份。
所述的聚酯多元醇为己二酸-1,4-丁二醇聚酯多元醇;
所述的己二酸-1,4-丁二醇聚酯多元醇的羟值为36-40mgKOH/g,平均分子量为3000。
己二酸-1,4-丁二醇聚酯多元醇,型号PE-2811,购于华峰集团。
所述的多异氰酸酯为IPDI,CAS:4098-71-9。
所述的丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸酯,其重量比为1:0.6。
所述的催化剂为辛酸亚锡。
所述的活性稀释剂为1,6-己二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,其重量比为8:2。
所述的填料为氧化铝;
所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010。
一种光固化涂料的制备方法,包括以下步骤:
将制备原料混合,搅拌,在40℃下得到光固化涂料。
实施例2
一种光固化涂料,制备原料按重量份计,包括:聚酯多元醇12份、多异氰酸酯16份、丙烯酸酯类单体6份、催化剂0.05份、活性稀释剂3份、光引发剂1.2份、填料3份、偶联剂0.7份、抗氧剂1份。
所述的聚酯多元醇为己二酸-1,4-丁二醇聚酯多元醇;
所述的己二酸-1,4-丁二醇聚酯多元醇的羟值为36-40mgKOH/g,平均分子量为3000。
己二酸-1,4-丁二醇聚酯多元醇,型号PE-2811,购于华峰集团。
所述的多异氰酸酯为IPDI,CAS:4098-71-9。
所述的丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸酯,其重量比为1:0.6。
所述的催化剂为辛酸亚锡。
所述的活性稀释剂为1,6-己二醇二丙烯酸酯。
所述的填料为氧化铝;
所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010。
一种光固化涂料的制备方法参照实施例1。
实施例3
一种光固化涂料,制备原料按重量份计,包括:聚酯多元醇12份、多异氰酸酯16份、丙烯酸酯类单体6份、催化剂0.05份、活性稀释剂3份、光引发剂1.2份、填料3份、偶联剂0.7份、抗氧剂1份。
所述的聚酯多元醇为己二酸-1,4-丁二醇聚酯多元醇;
所述的己二酸-1,4-丁二醇聚酯多元醇的羟值为36-40mgKOH/g,平均分子量为3000。
己二酸-1,4-丁二醇聚酯多元醇,型号PE-2811,购于华峰集团。
所述的多异氰酸酯为IPDI,CAS:4098-71-9。
所述的丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸酯,其重量比为1:0.6。
所述的催化剂为辛酸亚锡。
所述的活性稀释剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
所述的填料为氧化铝;
所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010。
一种光固化涂料的制备方法参照实施例1。
实施例4
一种光固化涂料,制备原料按重量份计,包括:聚酯多元醇12份、多异氰酸酯16份、丙烯酸酯类单体6份、催化剂0.05份、活性稀释剂6份、光引发剂1.2份、填料3份、偶联剂0.7份、抗氧剂1份。
所述的聚酯多元醇为己二酸-1,4-丁二醇聚酯多元醇;
所述的己二酸-1,4-丁二醇聚酯多元醇的羟值为36-40mgKOH/g,平均分子量为3000。
己二酸-1,4-丁二醇聚酯多元醇,型号PE-2811,购于华峰集团。
所述的多异氰酸酯为IPDI,CAS:4098-71-9。
所述的丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸酯,其重量比为1:0.6。
所述的催化剂为辛酸亚锡。
所述的活性稀释剂为1,6-己二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,其重量比为8:2。
所述的填料为氧化铝;
所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010。
一种光固化涂料的制备方法参照实施例1。
实施例5
一种光固化涂料,制备原料按重量份计,包括:聚酯多元醇12份、多异氰酸酯16份、丙烯酸酯类单体6份、催化剂0.05份、活性稀释剂3份、光引发剂1.2份、填料3份、偶联剂0.7份、抗氧剂1份。
所述的聚酯多元醇为己二酸-己二醇-1,4-丁二醇聚酯多元醇;
所述的己二酸-己二醇-1,4-丁二醇聚酯多元醇的羟值为53-59mgKOH/g,平均分子量为2000。
己二酸-己二醇-1,4-丁二醇聚酯多元醇,型号PE-1320,购于华峰集团。
所述的多异氰酸酯为IPDI,CAS:4098-71-9。
所述的丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸酯,其重量比为1:0.6。
所述的催化剂为辛酸亚锡。
所述的活性稀释剂为1,6-己二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,其重量比为8:2。
所述的填料为氧化铝;
所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
所述的抗氧剂为抗氧剂1010。
一种光固化涂料的制备方法参照实施例1。
实施例6
一种光固化涂料,其具体实施方式同实施例1,与实施例1不同的是甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸酯的重量比为1:1。
实施例7
一种光固化涂料,其具体实施方式同实施例1,与实施例1不同的是活性稀释剂为环氧树脂活性稀释剂660,购于中石化。
性能测试:
1.附着力测试:将实施例1-7制备得到的涂料用于PCB板上,用260~360nm范围内的UV等照射,进行固化,对固化后的漆膜进行附着力测试,测试方法参照GB/T 9286-1998,并将测试结果记录于下表1。
表1:
2.抗冲击性能测试:测试方法参照GB/T1454,并将测试结果记录于下表2。
表2:
Claims (7)
1.一种光固化涂料,其特征在于,制备原料包括:聚酯多元醇、多异氰酸酯、丙烯酸酯类单体、催化剂、活性稀释剂、光引发剂、助剂;
所述的丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸酯,其重量比为1:(0.3-0.7);
所述的活性稀释剂为丙烯酸酯类活性稀释剂;所述的丙烯酸酯类活性稀释剂为1,6-己二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,其重量比为7:3-9:1。
2.根据权利要求1所述的光固化涂料,其特征在于,所述的多异氰酸酯选自TMHDI、HDI、HTDI、MDI、IPDI、HMDI、TDI中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的光固化涂料,其特征在于,所述的助剂包括促进剂、色浆、显色剂、抗氧剂、紫外吸收剂、填料、偶联剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的光固化涂料,其特征在于,所述的聚酯多元醇为脂肪族聚酯多元醇和/或芳香族聚酯多元醇。
5.根据权利要求1或4所述的光固化涂料,其特征在于,所述的聚酯多元醇选自己二酸-乙二醇-1,4-丁二醇聚酯多元醇、己二酸-1,4-丁二醇聚酯多元醇、己二酸-新戊二醇聚酯多元醇、己二酸-1,6-己二醇聚酯多元醇、己二酸-对苯二甲酸-苯酐-二乙二醇聚酯多元醇、己二酸-对苯二甲酸酐-二乙二醇聚酯多元醇中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的光固化涂料,其特征在于,所述的聚酯多元醇的平均分子量为2000-5000。
7.一种根据权利要求1~6任一项所述的光固化涂料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将制备原料混合,搅拌,在30-70℃下得到光固化涂料。
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GR01 | Patent grant | ||
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