CN116376428A - 耐高温型uv可剥离涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涂层技术领域，具体涉及一种耐高温型UV可剥离涂层及其制备方法。其中，该可剥离涂层包括按重量份计的如下各组分：丙烯酸低聚物50‑60份、丙烯酸单体20‑33份、偶联剂5‑7份、光引发剂5‑8份、填料5‑7份，该可剥离涂层，耐高温性能好，固化速度快，经测试，在80℃下烘烤3天后，进行剪切强度测试，具有2.50‑2.60MPa的剪切强度，固化条件为365nm波长紫外光照射，固化能量为3000mj/cm2，解决了现有的可剥蓝胶只能用于基材整面保护，对局部无法实施保护，且存在不耐高温、固化时间长以及容易出现残留的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及涂层技术领域，具体涉及一种耐高温型UV可剥离涂层及其制备方法。
背景技术
一些产品特别是电子产品在加工过程中通常需要保护以提高产品良率。为保护材料表面不被划伤或者被污染，传统方式是使用一种具有较高溶剂含量的混合物，其中溶剂含量大约在40％以上，其固化方式一般分为热固型和热塑型,热固型成膜原理是通过溶剂的挥发，并伴有分子之间的化学交联，从而固化成膜；而热塑型成膜原理是仅仅通过溶剂的挥发，没有分子之间的化学交联而固化成膜。目前，UV(Ultra-Violet Ray，紫外光线)固化涂层具有不含挥发性有机化合物、对环境污染小、固化速度快、节省能源、固化产物性能好以及适合于高速自动化生产等优点。因此，UV涂层是传统涂层的主要替代品。
现有技术中，采用烘烤型的可剥蓝胶以贴保护膜的方式对基材表面进行保护，但是，该方式只能用于基材整面保护，对局部无法实施保护，并且可剥蓝胶存在不耐高温、固化时间长以及容易出现残留等问题。
鉴于此，提供一种新的耐高温型UV可剥离涂层及其制备方法成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术上的缺陷，本发明的目的在于提供一种耐高温型UV可剥离涂层及其制备方法，解决现有的可剥蓝胶只能用于基材整面保护，对局部无法实施保护，且存在不耐高温、固化时间长以及容易出现残留的技术问题。
本发明的目的可通过以下的技术方案来实现：
本发明一方面提供了一种耐高温型UV可剥离涂层，按重量份计，包括如下各组分：丙烯酸低聚物50-60份、丙烯酸单体20-33份、偶联剂5-7份、光引发剂5-8份、填料5-7份。
根据本发明的一个实施例，所述丙烯酸低聚物包括聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚烯烃(甲基)丙烯酸酯以及纯丙烯酸酯中的一种或多种。
根据本发明的一个实施例，所述聚氨酯(甲基)丙烯酸酯为双官能度聚氨酯(甲基)丙烯酸酯，在60℃时粘度为3500±100cps。
根据本发明的一个实施例，所述丙烯酸单体包括4-丙烯酰吗啉、丙烯酸异冰片酯、四氢呋喃丙烯酸酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、乙氧基苯酚丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯以及新戊二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或多种。
根据本发明的一个实施例，所述丙烯酸单体包括4-丙烯酰吗啉、丙烯酸异冰片酯以及四氢呋喃丙烯酸酯中的一种或多种。
根据本发明的一个实施例，所述偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷以及γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
根据本发明的一个实施例，所述光引发剂包括1-羟基环已基苯基酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦以及2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮中的一种或多种。
根据本发明的一个实施例，所述填料包括疏水型气相法二氧化硅。
根据本发明的一个实施例，所述填料包括TS720、R974以及R972中的一种或多种，所述R974是由比表面积为200m2/g的亲水型气相法二氧化硅经二甲基二氯硅烷进行表面改性处理后得到的疏水型气相法二氧化硅；所述R972是由比表面积为130m2/g的亲水型气相法二氧化硅经二甲基二氯硅烷进行表面改性处理后得到的疏水型气相法二氧化硅；所述TS720是由中表面积的亲水型气相法二氧化硅经聚二甲基二氯硅烷进行表面改性处理后得到的疏水型气相法二氧化硅。
本发明另一方面提供了一种耐高温型UV可剥离涂层的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
步骤S1：按重量份数称取如下原料：丙烯酸低聚物50-60份、丙烯酸单体20-33份、偶联剂5-7份、光引发剂5-8份、填料5-7份；
步骤S2：将所称取的原料加入搅拌杯中，并将所述搅拌杯放置于搅拌机中，在不开启真空泵的条件下，以每分钟1000转的速率搅拌100-200秒，在开启真空泵的条件下，以每分钟1000转的速率搅拌100-200秒，得到混合均匀的胶液；
步骤S3：将所述胶液涂布至预配置好的基材表面上，进行紫外光照射，得到可剥离涂层。
有益效果：本发明采用按重量份计包括如下各组分：丙烯酸低聚物50-60份、丙烯酸单体20-33份、偶联剂5-7份、光引发剂5-8份、填料5-7份的原料制备得到的可剥离涂层，耐高温性能好，固化速度快。经测试，在80℃下烘烤3天后，进行剪切强度测试，具有2.50-2.60MPa的剪切强度。固化条件为365nm波长紫外光照射，固化能量为3000mj/cm2，解决了现有的可剥蓝胶只能用于基材整面保护，对局部无法实施保护，且存在不耐高温、固化时间长以及容易出现残留的技术问题。
附图说明
图1是本发明实施例的耐高温型UV可剥离涂层的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例来说明本发明的技术方案。本发明中所用的原料和试剂均市售可得。
本发明实施例的耐高温型UV可剥离涂层，按重量份计，包括如下各组分：丙烯酸低聚物50-60份、丙烯酸单体20-33份、偶联剂5-7份、光引发剂5-8份、填料5-7份。
进一步地，丙烯酸低聚物包括聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚烯烃(甲基)丙烯酸酯以及纯丙烯酸酯中的一种或多种。优选地，聚氨酯(甲基)丙烯酸酯为双官能度聚氨酯(甲基)丙烯酸酯，在60℃粘度为3500±100cps，黄色透明液体。双官能度聚氨酯(甲基)丙烯酸酯包括聚氨酯(甲基)丙烯酸酯A，但不包括聚氨酯(甲基)丙烯酸酯B，聚氨酯(甲基)丙烯酸酯A和聚氨酯(甲基)丙烯酸酯B均市售可得。聚氨酯(甲基)丙烯酸酯的分子中含有丙烯酸官能团和氨基甲酸酯键，能够使固化后的涂层具有聚氨酯的高耐磨性、粘附力、柔韧性以及高剥离强度。双官能度聚氨酯(甲基)丙烯酸酯可提高反应的稳定性以及速率。
进一步地，丙烯酸单体包括4-丙烯酰吗啉、丙烯酸异冰片酯、四氢呋喃丙烯酸酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、乙氧基苯酚丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯以及新戊二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或多种。优选地，所述丙烯酸单体包括4-丙烯酰吗啉、丙烯酸异冰片酯以及四氢呋喃丙烯酸酯中的一种或多种。丙烯酸单体对丙烯酸低聚物起稀释作用，与丙烯酸低聚物发生交联，提高涂层的耐高温性、硬度以及韧性。
进一步地，偶联剂为硅烷偶联剂，包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷以及γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。优选地，所述偶联剂选用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。偶联剂可以改善丙烯酸单体与丙烯酸低聚物之间的界面作用，从而提高涂层内聚强度和粘接性能。
进一步地，光引发剂包括1-羟基环已基苯基酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦以及2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮中的一种或多种。优选地，光引发剂选用二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦。光引发剂能在紫外光区(250～420nm)或可见光区(400～800nm)吸收一定波长的能量，产生自由基、阳离子等，从而引发丙烯酸单体与丙烯酸低聚物发生聚合交联固化。
进一步地，填料包括疏水型气相法二氧化硅。填料能够赋予反应体系增稠、补强的功能，从而提高涂层的存储性能，还能够赋予反应体系抗结块、防沉降、抗流挂等功能，从而提高涂层的稳定性。采用气相法二氧化硅能够减轻“相框”或“厚边”现象的发生。填料包括TS720、R974以及R972中的一种或多种，所述R974是由比表面积为200m2/g的亲水型气相法二氧化硅经二甲基二氯硅烷进行表面改性处理后得到的疏水型气相法二氧化硅；所述R972是由比表面积为130m2/g的亲水型气相法二氧化硅经二甲基二氯硅烷进行表面改性处理后得到的疏水型气相法二氧化硅；所述TS720是由中表面积的亲水型气相法二氧化硅经聚二甲基二氯硅烷进行表面改性处理后得到的疏水型气相法二氧化硅。本实施例的TS720、R974以及R972均市售可得。
本发明实施例还提供了一种耐高温型UV可剥离涂层的制备方法，如图1所示，该制备方法包括如下步骤：
步骤S1：按重量份数称取如下原料：丙烯酸低聚物50-60份、丙烯酸单体20-33份、偶联剂5-7份、光引发剂5-8份、填料5-7份。
该步骤中，各原料的描述在前述已进行详细说明，在此不再一一赘述。
步骤S2：将所称取的原料加入搅拌杯中，并将所述搅拌杯放置于搅拌机中，在不开启真空泵的条件下，以每分钟1000转的速率搅拌100-200秒，在开启真空泵的条件下，以每分钟1000转的速率搅拌100-200秒，得到混合均匀的胶液。
该步骤中，在不开启真空泵的条件下，搅拌时间优选为120秒；在开启真空泵的条件下，搅拌时间优选为120秒。通过此步骤得到混合均匀且无气泡的胶液。
步骤S3：将所述胶液涂布至预配置好的基材表面上，进行紫外光照射，得到可剥离涂层。
该步骤中，紫外光照射能量为3000mj/cm2，实验室条件下光照时间小于或等于11秒，优选为11秒。采用紫外光照射固化涂层具有不含挥发性有机化合物、对环境污染小、固化速度快、节省能源、固化产物性能好以及适合于高速自动化生产等优点。
本发明实施例的耐高温型UV可剥离涂层可应用于应自动化机床制程，耐酸碱、绝缘、防潮和工艺保护以及阳极氧化金属保护等领域，使用本发明实施例的可剥离涂层可以起临时遮蔽及固定的作用，可通过喷涂或点胶机点胶，从而防止材料受到腐蚀、污染或者划伤等；解决了现有的可剥蓝胶只能用于基材整面保护，对局部无法实施保护，且存在不耐高温、固化时间长以及容易出现残留的技术问题。
实施例1
步骤S1：按重量份数称取如下原料：5.0g聚氨酯(甲基)丙烯酸酯A、2g丙烯酸异冰片酯、1.3g 4-丙烯酰吗啉、0.7gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、0.5g二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦、0.7g R972；
步骤S2：将所称取的原料加入搅拌杯中，并将所述搅拌杯放置于搅拌机中，在不开启真空泵的条件下，以每分钟1000转的速率搅拌120秒，在开启真空泵的条件下，以每分钟1000转的速率搅拌120秒，得到混合均匀的胶液；
步骤S3：将胶液涂布至预配置好的基材表面上，进行紫外光照射11秒固化，得到可剥离涂层。
实施例2
步骤S1：按重量份数称取如下原料：5.5g聚氨酯(甲基)丙烯酸酯A、1.8g丙烯酸异冰片酯、1.0g四氢呋喃丙烯酸酯、0.5gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、0.5g二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦、0.7g R972；
步骤S2：将所称取的原料加入搅拌杯中，并将所述搅拌杯放置于搅拌机中，在不开启真空泵的条件下，以每分钟1000转的速率搅拌120秒，在开启真空泵的条件下，以每分钟1000转的速率搅拌120秒，得到混合均匀的胶液；
步骤S3：将胶液涂布至预配置好的基材表面上，进行紫外光照射11秒固化，得到可剥离涂层。
实施例3
步骤S1：按重量份数称取如下原料：6.0g聚氨酯(甲基)丙烯酸酯A、2.0g丙烯酸异冰片酯、0.7gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、0.8g二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦、0.5g R972；
步骤S2：将所称取的原料加入搅拌杯中，并将所述搅拌杯放置于搅拌机中，在不开启真空泵的条件下，以每分钟1000转的速率搅拌120秒，在开启真空泵的条件下，以每分钟1000转的速率搅拌120秒，得到混合均匀的胶液；
步骤S3：将胶液涂布至预配置好的基材表面上，进行紫外光照射11秒固化，得到可剥离涂层。
对比例
步骤S1：按重量份数称取如下原料：5.0g聚氨酯(甲基)丙烯酸酯B、2.0g丙氧基化(2)新戊二醇二丙烯酸酯、1.0g 4-丙烯酰吗啉、0.7gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、0.5g二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦、0.8g R972；
步骤S2：将所称取的原料加入搅拌杯中，并将所述搅拌杯放置于搅拌机中，在不开启真空泵的条件下，以每分钟1000转的速率搅拌120秒，在开启真空泵的条件下，以每分钟1000转的速率搅拌120秒，得到混合均匀的胶液；
步骤S3：将胶液涂布至预配置好的基材表面上，进行紫外光照射11秒固化，得到涂层。
本发明实施例对实施例1-3以及对比例所制备的涂层进行了剥离性测试、耐高温性测试以及硬度测试，测试结果如表1所示。
剥离性测试：测试基材为聚碳酸酯板，将胶液涂布在聚碳酸酯板上，进行365nm波长的紫外光照射，固化能量为3000mj/cm2，涂层厚度为0.16mm，然后采用手动的方式将涂层从聚碳酸酯板上剥离。
高温性测试：测试基材为两个聚碳酸酯板一字搭接，搭接标准参照ASTMD1002，涂层位于两个聚碳酸酯板的重合部分，固化条件为365nm波长的紫外光照射，固化能量为3000mj/cm2；将搭接好的产品放置在烘箱中，于80℃下烘烤3天，然后使用万能拉力机测试烘烤后产品的剪切强度。
硬度测试：采用邵氏硬度计测试涂层的硬度。
表1：实施例1-3以及对比例所制备的涂层的剥离性测试、耐高温性测试以及硬度测试的结果。
如表1所示，实施例1-3所制备的涂层可剥离；在80℃下烘烤3天，具有2.50-2.60MPa的剪切强度，耐高温性能好，可适用于高温作业环境；此外，实施例1-3所制备的涂层在紫外光照射下，固化能量为3000mj/cm2。而对比例的原料中使用聚氨酯(甲基)丙烯酸酯B以及丙氧基化(2)新戊二醇二丙烯酸酯，所制备的涂层不可剥离且不耐高温。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种耐高温型UV可剥离涂层，其特征在于，按重量份计，包括如下各组分：丙烯酸低聚物50-60份、丙烯酸单体20-33份、偶联剂5-7份、光引发剂5-8份、填料5-7份。
2.根据权利要求1所述的耐高温型UV可剥离涂层，其特征在于，所述丙烯酸低聚物包括聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚烯烃(甲基)丙烯酸酯以及纯丙烯酸酯中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的耐高温型UV可剥离涂层，其特征在于，所述聚氨酯(甲基)丙烯酸酯为双官能度聚氨酯(甲基)丙烯酸酯，在60℃粘度为3500±100cps。
4.根据权利要求1所述的耐高温型UV可剥离涂层，其特征在于，所述丙烯酸单体包括4-丙烯酰吗啉、丙烯酸异冰片酯、四氢呋喃丙烯酸酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、乙氧基苯酚丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯以及新戊二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的耐高温型UV可剥离涂层，其特征在于，所述丙烯酸单体包括4-丙烯酰吗啉、丙烯酸异冰片酯以及四氢呋喃丙烯酸酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的耐高温型UV可剥离涂层，其特征在于，所述偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷以及γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的耐高温型UV可剥离涂层，其特征在于，所述光引发剂包括1-羟基环已基苯基酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉-1-丙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦以及2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的耐高温型UV可剥离涂层，其特征在于，所述填料包括疏水型气相法二氧化硅。
9.根据权利要求8所述的耐高温型UV可剥离涂层，其特征在于，所述填料包括TS720、R974以及R972中的一种或多种，所述R974是由比表面积为200m2/g的亲水型气相法二氧化硅经二甲基二氯硅烷进行表面改性处理后得到的疏水型气相法二氧化硅；所述R972是由比表面积为130m2/g的亲水型气相法二氧化硅经二甲基二氯硅烷进行表面改性处理后得到的疏水型气相法二氧化硅；所述TS720是由中表面积的亲水型气相法二氧化硅经聚二甲基二氯硅烷进行表面改性处理后得到的疏水型气相法二氧化硅。
10.一种耐高温型UV可剥离涂层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
步骤S1：按重量份数称取如下原料：丙烯酸低聚物50-60份、丙烯酸单体20-33份、偶联剂5-7份、光引发剂5-8份、填料5-7份；
步骤S2：将所称取的原料加入搅拌杯中，并将所述搅拌杯放置于搅拌机中，在不开启真空泵的条件下，以每分钟1000转的速率搅拌100-200秒，在开启真空泵的条件下，以每分钟1000转的速率搅拌100-200秒，得到混合均匀的胶液；
步骤S3：将所述胶液涂布至预配置好的基材表面上，进行紫外光照射，得到可剥离涂层。
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