一种耐高温高湿无溶剂绝缘漆及其制备方法与流程

1.本发明涉及一种绝缘涂料技术领域，更具体地，本发明涉及一种耐高温高湿无溶剂绝缘漆及其制备方法。


背景技术：

2.随着集成电路和微电子技术的飞速发展，电子产品的体积越来越小，pcb也向更轻、薄、短、小发展。孔壁间距更小，导通孔尺寸微小化，布线更密，导线尺寸精细化，并且还在进一步微细化中。层间介质层厚度更薄，盲埋孔高密度互连的出现，板面平整度要求高，孔、线、层等全面走向高密度化。在这样的孔密度、布线、层间下，pcb上的所有金属表面都需要被充分良好的涂敷，以防止暴露在潜在的腐蚀性环境中而导致失效，因此pcb表面涂层的绝缘性能受到越来越多的关注。如何在这样微细的产品上，保持其在整个寿命周期内的绝缘性能，是业内所有pcb制造商所面临的问题之一。
3.在高温高湿环境下，组件的某些区域可能会降到露点以下，水会凝结在pcb表面，显著降低绝缘电阻。虽然纯水并非良好的电导体，但pcb表面上存在的任何离子杂质都会溶解于水中形成导电通路，在长期施加高偏置电压工作后就极可能导致pcb上通电金属表面发生腐蚀，如果导电腐蚀产物、枝晶或其他能形成永久性导电通路的物质沉积在涂层表面，则导致不可逆故障，这一问题的出现对涂层的绝缘阻抗性能提出了更为严峻的考验。目前，常用的几种类型的绝缘漆都存在其不足之处：传统的溶剂型绝缘漆在固化过程中会有大量有机溶剂挥发出来，污染环境；而市面上大部分无溶剂型绝缘漆其涂层的绝缘性也还远远不够，尤其是在长期施加高偏置电压工作后，pcb上的某些铜线会逐渐发生腐蚀，其颜色会加深甚至区域性的变黑，导致电路缓慢失效直至发生不可逆故障。
4.鉴于现有某些pcb上所用绝缘漆所存在的上述缺陷，市场上急需一种即使在高温高湿通电环境下仍能长期保持高效运作的无溶剂绝缘漆。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种耐高温高湿无溶剂绝缘漆及其制备方法。
6.本发明的技术方案如下：
7.一种耐高温高湿无溶剂绝缘漆组合物，其特征在于，按照重量份计，所述绝缘漆的原料包括：
8.[0009][0010]
其中，所述有机硅改性聚烯烃类聚氨酯丙烯酸树脂的制备原料包括二甲基乙烯基乙氧基硅烷15-20份、异丁烯10-15份、多元醇10-20份、异氰酸酯10-15份、丙烯酸酯类单体15-20份以及催化剂2份。
[0011]
进一步的，所述多元醇包括聚醚、聚乙二醇脂肪酸酯、聚己酯二醇、甘油聚氧丙烯醚、脂肪族多元醇缩水甘油醚中至少一种；所述丙烯酸酯类单体含有-nh-、-oh、-nh2中至少一种基团。
[0012]
进一步的，所述多元醇为甘油聚氧丙烯醚与聚乙二醇脂肪酸酯。
[0013]
进一步的，所述甘油聚氧丙烯醚与聚乙二醇脂肪酸酯的重量比为1：(0.2-0.5)。
[0014]
进一步的，所述活性单体为四氢呋喃丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸己内酯、n,n-二甲基丙烯酰胺、聚烯烃甲基丙烯酸酯、二季戊六醇五丙烯酸酯中至少一种。
[0015]
进一步的，所述活性单体为丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、n,n-二甲基丙烯酰胺中的一种或多种组合。
[0016]
进一步的，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、1-羟基-环己基苯基甲酮、二苯甲酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-羟基-2甲基-1-苯基丙酮、2-羟基-2甲基-1-对羟乙基醚基苯基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-乙氧基-苯基氧化膦、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、异丙基硫杂蒽酮中至少一种。
[0017]
进一步的，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、1-羟基-环己基苯基甲酮、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦中的一种或多种组合。
[0018]
进一步的，所述附着力促进剂为byk-c 8000、byk-c 8013、byk-c 8014、byk-3942p、byk-4511中的一种或多种混合，该附着力促进剂生产厂家为毕克助剂上海有限公司。
[0019]
进一步的，所述疏水剂为聚二甲基硅氧烷及其衍生物、聚甲基苯基硅氧烷及其衍生物中的一种或两种组合。
[0020]
进一步的，所述流平剂为硅油、烷基改性有机硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、脲醛树脂、聚醚聚酯改性有机硅氧烷、端基改性有机硅氧烷中的一种或多种组合。
[0021]
进一步的，所述消泡剂为xw 376、xl 6507、xw 6531、vxw 4973、vxw 4926、pc-1244
tm
defoamer、pc-1344
tm
defoamer中的一种或多种组合，该消泡剂生产厂家为湛新树脂(中国)有限公司。
[0022]
进一步的，所述抗氧化剂为三(4-壬基酚)亚磷酸酯、2,6-二叔丁基对甲酚、硫代二丙酸双十八酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、2,6-二叔丁基对甲苯酚、2,6-二叔丁基对乙基酚、2,5-二叔丁基对苯二酚中的一种或多种组合。
[0023]
进一步的，所述热稳定剂为葵二酸双2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯、2,2
’‑
亚甲基双[6-(苯并三唑-2-基)-4-叔辛基苯酚]中的一种或两种组合。
[0024]
进一步的，所述荧光剂为ob，该荧光剂生产厂家为巴斯夫中国有限公司。
[0025]
进一步的，所述聚烯烃弹性体为乙烯和辛烯的高聚物，熔点为80℃～90℃，熔体流动速率为2g/min～4.5g/min。
[0026]
进一步的，有机硅改性聚烯烃类聚氨酯丙烯酸树脂的制备步骤为：
[0027]
(1)在装有温度计、搅拌器、冷凝管的四口烧瓶中加入一定量的异丁烯、异氰酸酯、甘油聚氧丙烯醚、聚乙二醇脂肪酸酯和含催化剂的溶剂，加热搅拌并同时通入二氧化碳，设定温度为60-90℃，反应2-5h；
[0028]
(2)在搅拌的情况下继续将温度升至80-130℃，缓慢滴加二甲基乙烯基乙氧基硅烷和丙烯酸酯类单体的混合物，滴加完毕后继续反应4-6h，然后将体系降温至50℃后出料，即得有机硅改性聚烯烃类聚氨酯丙烯酸树脂。
[0029]
一种耐高温高湿无溶剂绝缘漆，其特征在于，制备步骤如下:
[0030]
将活性单体、光引发剂、附着力促进剂、疏水剂、流平剂、消泡剂、抗氧化剂、热稳定剂以及荧光剂先混合溶解，然后加入有机硅改性聚烯烃类聚氨酯丙烯酸树脂和聚烯烃弹性体，再用机械搅拌器进行高速搅拌，直至混合均匀，随后用非介入式材料均质机进行真空脱泡，即得所述耐高温高湿无溶剂绝缘漆。
[0031]
进一步的，所述机械搅拌的转速为400-1000转/分，搅拌时间为40-90min，非介入式材料均质机的转速为1800-2500转/分，真空度为-99.5～-101.0kpa。
[0032]
进一步的，高温高湿指的是温度为85℃、湿度为85rh％。
[0033]
进一步的，催化剂为二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡中的一种或多种组合。
[0034]
本发明至少具有以下优点：
[0035]
(1)本发明制备的耐高温高湿无溶剂绝缘漆粘度适中，可用于各类pcb界面的涂覆，边缘覆盖能力强，百分百固含uv配方，无溶剂挥发，环境友好；
[0036]
(2)本发明制备的耐高温高湿无溶剂绝缘漆附着力极好，漆膜硬度较高，丰满度好，漆膜表面均匀、致密、光滑，无微孔，电绝缘性能突出，体积电阻率可从原来的1*10
13
ω
·
cm提高至2*10
15
ω
·
cm。
[0037]
(3)本发明制备的耐高温高湿无溶剂绝缘漆，即使在高温高湿且长期通高偏置电压的情况下，pcba表面涂层仍能保持高绝缘性、高可靠性，不会发生铜线变黑等腐蚀现象。
[0038]
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并详细说明如后。
具体实施方式
[0039]
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0040]
实施例1
[0041]
有机硅改性聚烯烃类聚氨酯丙烯酸树脂的制备步骤为：
[0042]
(1)在装有温度计、搅拌器、冷凝管的四口烧瓶中按重量比例加入10份异丁烯、10
份异氰酸酯、15份甘油聚氧丙烯醚、5份聚乙二醇脂肪酸酯、2份催化剂以及23份乙酸乙酯溶剂，加热搅拌并同时通入二氧化碳，设定温度为70℃，反应4h；
[0043]
(2)在搅拌的情况下继续将温度升至100℃，缓慢滴加20份二甲基乙烯基乙氧基硅烷和15份丙烯酸酯类单体的混合物，滴加完毕后继续反应5h，然后将体系降温至50℃后出料，即获得有机硅改性聚烯烃类聚氨酯丙烯酸树脂。
[0044]
一种耐高温高湿无溶剂绝缘漆的制备步骤为：
[0045]
按重量比例称取40份丙烯酸异冰片酯，1份1-羟基-环己基苯基甲酮，1份苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦，2份byk-c 8000,1份聚甲基苯基硅氧烷，0.5份聚醚聚酯改性有机硅氧烷，0.1份pc-1244
tm
defoamer，0.1份三(4-壬基酚)亚磷酸酯，0.5份葵二酸双2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯以及0.1份ob加入到反应釜内，高速搅拌直至混合溶解，然后加入,43份有机硅改性聚烯烃类聚氨酯丙烯酸树脂和1份聚烯烃弹性体，再用机械搅拌器以800转/分的速率进行搅拌70min，混合均匀后进行停机出料，随后用非介入式材料均质机进行真空脱泡，均质机的转速为2200转/分，真空度为-100.0kpa，即得所述耐高温高湿无溶剂绝缘漆。
[0046]
实施例2
[0047]
有机硅改性聚烯烃类聚氨酯丙烯酸树脂的制备步骤为：
[0048]
(1)在装有温度计、搅拌器、冷凝管的四口烧瓶中按重量比例加入10份异丁烯、15份异氰酸酯、10份甘油聚氧丙烯醚、5份聚乙二醇脂肪酸酯、2份催化剂以及23份乙酸乙酯溶剂，加热搅拌并同时通入二氧化碳，设定温度为80℃，反应3h；
[0049]
(2)在搅拌的情况下继续将温度升至110℃，缓慢滴加15份二甲基乙烯基乙氧基硅烷和20份丙烯酸酯类单体的混合物，滴加完毕后继续反应5h，然后将体系降温至50℃后出料，即获得有机硅改性聚烯烃类聚氨酯丙烯酸树脂。
[0050]
一种耐高温高湿无溶剂绝缘漆的制备步骤为：
[0051]
按重量比例称取35份丙烯酸异冰片酯，1.5份1-羟基-环己基苯基甲酮，1.5份苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦，2份byk-c 8000,1份聚甲基苯基硅氧烷，0.5份聚醚聚酯改性有机硅氧烷，0.5份pc-1244
tm
defoamer，0.5份三(4-壬基酚)亚磷酸酯，0.1份葵二酸双2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯以及0.2份荧光剂加入到反应釜内，高速搅拌直至混合溶解，然后加入,47份有机硅改性聚烯烃类聚氨酯丙烯酸树脂和2份聚烯烃弹性体，再用机械搅拌器以600转/分的速率进行搅拌90min，混合均匀后进行停机出料，随后用非介入式材料均质机进行真空脱泡，均质机的转速为2000转/分，真空度为-100.0kpa，即得所述耐高温高湿无溶剂绝缘漆。
[0052]
实施例3
[0053]
有机硅改性聚烯烃类聚氨酯丙烯酸树脂的制备步骤为：
[0054]
(1)在装有温度计、搅拌器、冷凝管的四口烧瓶中按重量比例加入15份异丁烯、10份异氰酸酯、10份甘油聚氧丙烯醚、5份聚乙二醇脂肪酸酯、2份催化剂以及23份乙酸乙酯溶剂，加热搅拌并同时通入二氧化碳，设定温度为80℃，反应3h；
[0055]
(2)在搅拌的情况下继续将温度升至110℃，缓慢滴加20份二甲基乙烯基乙氧基硅烷和15份丙烯酸酯类单体的混合物，滴加完毕后继续反应5h，然后将体系降温至50℃后出料，即获得有机硅改性聚烯烃类聚氨酯丙烯酸树脂。
[0056]
一种耐高温高湿无溶剂绝缘漆的制备步骤为：
[0057]
按重量比例称取35份丙烯酸异冰片酯，1.5份1-羟基-环己基苯基甲酮，1.5份苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦，1份byk-c 8000,1份聚甲基苯基硅氧烷，0.5份聚醚聚酯改性有机硅氧烷，1份pc-1244
tm
defoamer，1份三(4-壬基酚)亚磷酸酯，0.5份葵二酸双2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯以及0.3份荧光剂加入到反应釜内，高速搅拌直至混合溶解，然后加入,37份有机硅改性聚烯烃类聚氨酯丙烯酸树脂和5份聚烯烃弹性体，再用机械搅拌器以700转/分的速率进行搅拌80min，混合均匀后进行停机出料，随后用非介入式材料均质机进行真空脱泡，均质机的转速为2500转/分，真空度为-100.0kpa，即得所述耐高温高湿无溶剂绝缘漆。
[0058]
实施例4
[0059]
有机硅改性聚烯烃类聚氨酯丙烯酸树脂的制备步骤为：
[0060]
(1)在装有温度计、搅拌器、冷凝管的四口烧瓶中按重量比例加入15份异丁烯、15份异氰酸酯、7.5份甘油聚氧丙烯醚、2.5份聚乙二醇脂肪酸酯、2份催化剂以及23份乙酸乙酯溶剂，加热搅拌并同时通入二氧化碳，设定温度为80℃，反应3h；
[0061]
(2)在搅拌的情况下继续将温度升至120℃，缓慢滴加17.5份二甲基乙烯基乙氧基硅烷和17.5份丙烯酸酯类单体的混合物，滴加完毕后继续反应4h，然后将体系降温至50℃后出料，即获得有机硅改性聚烯烃类聚氨酯丙烯酸树脂。
[0062]
一种耐高温高湿无溶剂绝缘漆的制备步骤为：
[0063]
按重量比例称取30份丙烯酸异冰片酯，2份1-羟基-环己基苯基甲酮，2份苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦，2份byk-c 8000,1份聚甲基苯基硅氧烷，0.5份聚醚聚酯改性有机硅氧烷，2份pc-1244
tm
defoamer，1.5份三(4-壬基酚)亚磷酸酯，1.5份葵二酸双2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯以及0.4份荧光剂加入到反应釜内，高速搅拌直至混合溶解，然后加入,32份有机硅改性聚烯烃类聚氨酯丙烯酸树脂和10份聚烯烃弹性体，再用机械搅拌器以900转/分的速率进行搅拌60min，混合均匀后进行停机出料，随后用非介入式材料均质机进行真空脱泡，均质机的转速为2000转/分，真空度为-100.0kpa，即得所述耐高温高湿无溶剂绝缘漆。
[0064]
实施例5
[0065]
有机硅改性聚烯烃类聚氨酯丙烯酸树脂的制备步骤为：
[0066]
(1)在装有温度计、搅拌器、冷凝管的四口烧瓶中按重量比例加入16份异丁烯、12份异氰酸酯、8份甘油聚氧丙烯醚、4份聚乙二醇脂肪酸酯、2份催化剂以及23份乙酸乙酯溶剂，加热搅拌并同时通入二氧化碳，设定温度为80℃，反应3h；
[0067]
(2)在搅拌的情况下继续将温度升至130℃，缓慢滴加20份二甲基乙烯基乙氧基硅烷和15份丙烯酸酯类单体的混合物，滴加完毕后继续反应4h，然后将体系降温至50℃后出料，即获得有机硅改性聚烯烃类聚氨酯丙烯酸树脂。
[0068]
一种耐高温高湿无溶剂绝缘漆的制备步骤为：
[0069]
按重量比例称取20份丙烯酸异冰片酯，2份1-羟基-环己基苯基甲酮，1份苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦，2份byk-c 8000,2份聚甲基苯基硅氧烷，0.5份聚醚聚酯改性有机硅氧烷，0.5份pc-1244
tm
defoamer，2份三(4-壬基酚)亚磷酸酯，2份葵二酸双2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯以及0.5份荧光剂加入到反应釜内，高速搅拌直至混合溶解，然后加
入,35份有机硅改性聚烯烃类聚氨酯丙烯酸树脂和10份聚烯烃弹性体，再用机械搅拌器以1000转/分的速率进行搅拌50min，混合均匀后进行停机出料，随后用非介入式材料均质机进行真空脱泡，均质机的转速为1800转/分，真空度为-100.0kpa，即得所述耐高温高湿无溶剂绝缘漆。
[0070]
上述实施例步骤(1)中，采用二氧化碳作为保护气体，防止异氰酸酯的nco基团与空气中的汽反应。
[0071]
对上述实施例1至5制得的无溶剂绝缘漆的漆膜进行了体积电阻率、吸水率、附着度、硬度、外观等测试，其测试结果如表一所示：
[0072]
表一实施例1-实施例5测试结果
[0073][0074]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。