一种热熔型三防漆及其制备方法和使用方法与流程

文档序号:22980209发布日期:2020-11-19 23:30阅读:401来源:国知局

本发明属于特殊涂料领域,涉及一种热熔型三防漆及其制备方法和使用方法。



背景技术:

印制电路板是指在绝缘基材上,按照预定设计形成从点到点互联线路以及印制元件,是电子元器件电气连接的提供者。电路板在日常生活中非常常见,小到手机、u盘、照相机,大到航天航空、高铁动车等高端产品。随着电子产品种类及数量的日趋增加,要提高电子产品的竞争力,严控电路板的质量是尤为重要的环节。在实际应用过程中,电路板的使用环境复杂多样,可能面临潮湿、高热、盐雾、低温、震动、高尘等环境,如果不进行相应有效的防护,电路板将会迅速出现腐蚀、变形、霉变、老化等问题,最终导致电路失效,设备出现故障。

为了减轻外界环境对电路板的破坏,保证设备正常运作,常在电路板表面喷涂防护漆,也称之为三防漆,其主要的化学成分为丙烯酸酯、硅酮、聚氨酯、环氧树脂等,工作原理是在电路板表面形成一层保护膜,以使电路板免受工作环境损害,从而增进电路板的质量可靠性。

目前市面上三防漆大多是液体,采用干燥成膜与反应交联成膜机理以形成电路板上的保护涂层,这种方式会造成溶剂挥发,voc污染,对使用者身体健康造成危害,大量的溶剂含量使得产品存储,运输,使用过程中要注意防火防爆,安全性降低,而且液体产品在干燥成膜和反应交联过程中会需要加热或紫外线光照,增加使用维护成本。并且现有产品对高引脚位置,元器件边缘的覆盖性不好,保护性能会下降,找出电路板损坏。

现有技术中为了防止三防漆中的有机溶剂挥发提出了各种改进措施,如申请号为201810113875.0的发明专利公开了一种抑制三防漆有机溶剂挥发的浸板装置,该浸板装置将工件浸泡在密闭的工作箱上,大大减少了溶剂的损失,降低成本的同时减少vocs的排放,有效保护员工人身安全;申请号为201210474135.2的发明专利公开了一种新型在线式选择性三防漆涂覆机,通过一个相对密闭的工作环境,防止有害气体进入周围的环境,然后通过排气扇以及排气管道将气体排出处理。可见,现有技术中通常采用密闭空间的方式防止三防漆有机溶剂挥发进入环境中,但上述措施无法从根本上解决三防漆溶剂挥发的问题。即使能够在使用过程中防止挥发,但在储存过程中仍然存在溶剂溢出引起火灾或爆炸的风险。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本发明提供了一种热熔型三防漆,采用本发明的热熔型三防漆有效的解决了现有技术中涂层溶剂挥发造成的环境污染问题,提高了储存、运输安全性,且使用方法简单,无需额外的加热或光照固化,提高了使用方便性。

采用如下具体技术方案:

一种热熔型三防漆,所述三防漆由下列组分制成:色粉1-3%,抗氧化剂1-3%,增韧剂3-5%,增粘剂20-30%,聚烯烃60-70%。

使用抗氧化剂,可防止在使用过程中受氧化还原作用而褪色老化。优选地,所述抗氧化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛醇酯。

更进一步的,抗氧化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛醇酯与双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯按质量比2:1组合使用的混合物,将双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯与β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛醇酯组合使用能提高耐热性,与紫外光吸收剂并用亦有协同作用,能进一步提高稳定性和耐老化性能。

增韧剂可增加漆膜的柔软性,也有助于色粉的分散加工,影响到漆膜的附着力、机械强度、耐热性、耐寒性、耐腐蚀性等。优选地,所述增韧剂为使用丁二酸酐、聚乙二醇、双酚a型环氧树脂、正丁基溴化铵催化剂反应得到。

一种实施方式中,所述增韧剂由以下步骤制备而成:步骤一、将丁二酸酐与聚乙二醇按照1:2.0摩尔比在100-130℃进行开环反应2-4h,步骤二、检测体系的酸值到理论值时,加入丁二酸酐摩尔数的1.5倍的液体环氧树脂和丁二酸酐摩尔数的3-5%的正丁基溴化铵催化剂,在90-120℃反应3-5h,测定树脂的酸值至5mgkoh/g以下,降温得到增韧剂。

增粘剂用于提高三防漆粘结性,提高附着力。优选地,所述增粘剂为c5石油树脂、聚α-甲基苯乙烯树脂、氢化萜烯树脂中的一种或两种以上组合。

优选地,所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯、聚4-甲基-1-戊烯中的一种。

上述热熔型三防漆的制备方法包括下列步骤:

步骤一、将抗氧化剂、增粘剂、聚烯烃分别加热至熔融;

步骤二、将熔融后的氧化剂、增粘剂、聚烯烃按照一定配比混合,并充分搅拌,直到混合均匀,得到预处理混合物;

步骤三、将一定配比的增韧剂加入预处理混合物中,不断搅拌,直到混合均匀;

步骤四、加入色粉,同时不断搅拌,保证混合均匀,色粉分10-20次加入,得到熔融三防漆;

步骤五、高压挤出熔融三防漆至包装内,冷却后封装,得到热熔型三防漆。

优选地,步骤一中所述熔融温度为150℃-220℃。

本申请制备的热熔型三防漆的使用方法为:将所述热熔型三防漆加热至180℃-190℃,经过点胶设备点出或加压喷出,冷却。

本申请采用抗氧化剂、增韧剂、增粘剂、聚烯烃配合色粉作为原料制备三防漆,将抗氧化剂、增粘剂、聚烯烃分别加热至熔融后按抗氧化剂1-3%,增粘剂20-30%,聚烯烃60-70%的配比混合均匀后加入3-5%的增韧剂,最后分次加入1-3%的色粉,避免色粉结块和分布不均。制备出的三防漆在常温下为固体,使用时只需加热至熔融状态后通过点胶设备点出或加压喷出,冷却后即可固化成型。由于原料中没有添加溶剂,储运时为固态,因此没有存放过程中溶剂挥发、泄露引起的安全隐患,也避免了存放过程中温度变化引起溶剂挥发造成的包装鼓涨、破损的问题,储存稳定性高。在使用过程中没有溶剂挥发,也无需加热或紫外光照辅助固化,使用方便、安全、环保。

本发明与现有技术相比,具有以下有益效果:

本发明提供的三防漆无溶剂,无voc,冷却即成形,储存稳定性好,使用安全方便、环保,同时省去传统工艺中隧道炉的费用,节省成本。具有明显优异的边缘包裹性,对金属与塑料等多种材质有良好的附着力,防水防潮,常温下可抵抗几乎所有化学侵蚀。易翻修,可直接焊传,不产生有毒气体。

具体实施方式

通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明,但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。

实施例1

一种热熔型三防漆的制备方法,包括下列步骤:

步骤一、将丁二酸酐与聚乙二醇按照1:2.0摩尔比在100℃进行开环反应3h;

步骤二、检测体系的酸值到理论值时,加入丁二酸酐摩尔数的1.5倍的液体环氧树脂和丁二酸酐摩尔数的3%的正丁基溴化铵催化剂,在120℃反应3.5h,测定树脂的酸值至5mgkoh/g以下,降温得到增韧剂;

步骤三、将β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛醇酯、c5石油树脂、聚乙烯分别加热至熔融,熔融温度为190℃;

步骤四、将熔融后的β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛醇酯、c5石油树脂、聚乙烯分别按照用量配比1%、30%、65%混合,并充分搅拌,直到混合均匀,得到预处理混合物;

步骤五、将3%的增韧剂加入预处理混合物中,不断搅拌,直到混合均匀;

步骤六、加入1%色粉,同时不断搅拌,保证混合均匀,色粉分15次加入,得到熔融三防漆;

步骤七、高压挤出熔融三防漆至包装内,冷却后封装,得到热熔型三防漆。

实施例2

一种热熔型三防漆的制备方法,包括下列步骤:

步骤一、将丁二酸酐与聚乙二醇按照1:2.0摩尔比在100℃进行开环反应3h;

步骤二、检测体系的酸值到理论值时,加入丁二酸酐摩尔数的1.5倍的液体环氧树脂和丁二酸酐摩尔数的3%的正丁基溴化铵催化剂,在120℃反应3.5h,测定树脂的酸值至5mgkoh/g以下,降温得到增韧剂;

步骤三、将β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛醇酯、聚α-甲基苯乙烯树脂、聚丙烯分别加热至熔融,熔融温度为190℃;

步骤四、将熔融后的β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛醇酯、聚α-甲基苯乙烯树脂、聚丙烯分别按照用量配比1%、30%、65%混合,并充分搅拌,直到混合均匀,得到预处理混合物;

步骤五、将3%的增韧剂加入预处理混合物中,不断搅拌,直到混合均匀;

步骤六、加入1%色粉,同时不断搅拌,保证混合均匀,色粉分15次加入,得到熔融三防漆;

步骤七、高压挤出熔融三防漆至包装内,冷却后封装,得到热熔型三防漆。

实施例3

一种热熔型三防漆的制备方法,包括下列步骤:

步骤一、将丁二酸酐与聚乙二醇按照1:2.0摩尔比在100℃进行开环反应4h;

步骤二、检测体系的酸值到理论值时,加入丁二酸酐摩尔数的1.5倍的液体环氧树脂和丁二酸酐摩尔数的5%的正丁基溴化铵催化剂,在100℃反应3.5h,测定树脂的酸值至5mgkoh/g以下,降温得到增韧剂;

步骤三、将β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛醇酯、c5石油树脂、聚1-丁烯、分别加热至熔融,熔融温度为190℃;

步骤四、将熔融后的β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛醇酯、c5石油树脂、聚1-丁烯分别按照用量配比2%、27%、65%混合,并充分搅拌,直到混合均匀,得到预处理混合物;

步骤五、将5%的增韧剂加入预处理混合物中,不断搅拌,直到混合均匀;

步骤六、加入1%色粉,同时不断搅拌,保证混合均匀,色粉分10次加入,得到熔融三防漆;

步骤七、高压挤出熔融三防漆至包装内,冷却后封装,得到热熔型三防漆。

实施例4

一种热熔型三防漆的制备方法,包括下列步骤:

步骤一、将丁二酸酐与聚乙二醇按照1:2.0摩尔比在100℃进行开环反应2h;

步骤二、检测体系的酸值到理论值时,加入丁二酸酐摩尔数的1.5倍的液体环氧树脂和丁二酸酐摩尔数的3%的正丁基溴化铵催化剂,在120℃反应5h,测定树脂的酸值至5mgkoh/g以下,降温得到增韧剂;

步骤三、将抗氧化剂、c5石油树脂与聚α-甲基苯乙烯树脂混合物、聚乙烯分别加热至熔融,熔融温度为190℃;其中抗氧化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛醇酯与双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯按质量比2:1组合使用的混合物。

步骤四、将熔融后的抗氧化剂、c5石油树脂与聚α-甲基苯乙烯树脂混合物、聚乙烯分别按照用量配比1%、30%、65%混合,并充分搅拌,直到混合均匀,得到预处理混合物;

步骤五、将3%的增韧剂加入预处理混合物中,不断搅拌,直到混合均匀;

步骤六、加入1%色粉,同时不断搅拌,保证混合均匀,色粉分15次加入,得到熔融三防漆;

步骤七、高压挤出熔融三防漆至包装内,冷却后封装,得到热熔型三防漆。

对比例1

采用申请号为cn201410750949.3公开的一种自干型三防漆及其制备方法制备三防漆,具体为:

(1)按照重量比,分别将氢化松香5%、氢化碳五树脂7%、萜烯树脂2%、1010抗氧化剂3%、354流平剂2%、防霉剂三丁基氯化锡1.5%、防结皮剂甲乙酮肟1.5%倒入反应釜a中;

(2)再将15%的二甲苯、5%的汽油依次投入反应釜中,充分搅拌至完全溶解,得到混合物b;

(3)将改性丙烯酸树脂20%、改性环氧树脂28%依次投入反应釜c中,再将余下的5%的二甲苯、5%的汽油依次投入反应釜c中搅拌至完全均匀溶解,得到混合物d;

(4)待混合物d冷却至室温时加入混合物b,充分搅拌至均匀,即得三防漆的成品。

对比测试:

制备标准铜板基材:取印刷电路板用油墨主剂与硬化剂于塑料杯,质量比为3:1,搅拌均匀后静置10min;制作若干5cm×cm的紫铜片,将混匀的油墨用软毛刷均匀涂于其一面。然后放入75℃电烘箱中20min,再升高温度至150℃放置60min后取出,即制得测试用电路板基材。

将本发明实施例1-4得到的三防漆加热至熔融后,装入喷涂设备中分别喷涂于铜板基材上,控制室温下冷却至固化。将对比例1制备的三防漆喷涂设备中喷涂于铜板基材上,然后将电路板放入烘箱中烘干,设定60℃,烘30分钟,然后取出冷却至室温。

将实施例1-4和对比例1喷涂得到的铜板基材进行对比测试,使用专用的测试切割刀具在漆膜表面划出正交共12条划痕(划痕皆穿透漆膜),相邻划线间距2mm,形成5×5网格。施加专用胶粘带进行180°剥离测试。测试结果记录如下:

从对比例的制备工艺以及实施例1-4和对比例1的测试结果能够看出,本申请制备的热熔型三防漆未添加任何溶剂,因此在使用过程中不会存在溶剂挥发的问题,而对比例1中由于加入了15%的二甲苯和5%的汽油,不仅存在安全风险,且固化过程中溶剂会挥发对环境造成污染;另外,本申请制备的热熔型三防漆涂覆后只需在室温冷却下即可固化,不仅精简了工艺而且提高了效率,而对比例则还需要放入烘箱中烘干。最后,通过测试结果可知,本申请的制备工艺无需添加溶剂,固化过程简单,而且仍然能够具有良好的附着力,因此综合来看本申请制备的热熔型三防漆能够具有良好的附着力,可以抵抗化学腐蚀的同时,还提高了环保性和安全性。

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