一种水性三防涂层及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及一种水性涂层，尤其涉及一种水性三防涂层及其制备方法，属于高分子材料制备技术领域。


背景技术：

2.传统的防腐蚀漆多为溶剂型的漆，涵盖了醇酸类、丙烯酸类、酚醛类、聚氨酯类、环氧类等品种。然而，由于这些类型的漆中均含有大量的有机溶剂，溶剂在施工中要挥发到大气中，对施工人员的健康有害，而且还污染环境，近年来，随着民众环保意识的不断增强，世界各国的环保法规对涂料中挥发性有机化合物(voc)含量的限制日益严格，涂料工业朝着低污染、节能型的方向发展。水性涂料以其环境友好性一直是涂料发展的重要方向和研究热点之一。
3.水性漆相对于油性漆，对人体的危害小、安全环保，产品一上市就受到了市场消费者的追逐和热捧。然而水性漆目前并不能完全替代油性漆，它既没有完全替代油性漆的优势，其产品性能和质量方面还不完全被市场所接受。
4.中国专利申请cn102358815a公开了一种单组份自干型丙烯酸接枝环氧酯水分散体涂料及制备方法。其也是目前在国内公开为数不多的关于水性涂层制备方法。该涂层具有出色的机械性能、耐水性和耐腐蚀性等特点，但是由于其漆膜柔韧性、耐冲击性及防腐蚀性能差，易发生脆性断裂。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种水性三防涂层及其制备方法，该涂层可以用于电子领域的电路线圈、pcb电路板，以及建筑汽车等金属框架结构的防护涂装。
6.为达到上述目的，本发明提供了一种水性三防涂层，该水性三防涂层包括以下重量份的原料组成包括：水性聚氨酯乳液75-85份，水性成膜剂12-15份，硅烷类化合物水溶液2-3 份，水性消泡剂2-4份，水性流平剂2-3份，水性增稠剂1-2份。
7.在本发明的一具体实施方式中，该水性三防涂层包括以下重量份的原料组成包括：水性聚氨酯乳液79-83份，水性成膜剂12-14份，硅烷类化合物水溶液2-3份，水性消泡剂3-4 份，水性流平剂2-3份，水性增稠剂1-2份。
8.在本发明进一步的具体实施方式中，该水性三防涂层的原料组成各自独立地包括以下重量份的原料：
9.水性聚氨酯乳液79-83份；比如可以为80份，81份，82，82份，83份；
10.水性成膜剂12-15份；比如可以为13份，14份，15份；
11.硅烷类化合物水溶液2-3份；比如可以为2份，3份；
12.水性消泡剂2-4份；比如可以为2份，3份，4份；
13.水性流平剂2-3份；比如可以为2份，3份，4份；
14.水性增稠剂1-2份；比如可以为1份，2份。
15.在本发明的一具体实施方式中，水性聚氨酯乳液包括阴离子型水性聚氨酯乳液、阳离子型水性聚氨酯乳液和非离子型水性聚氨酯乳液。优选阴离子型水性聚氨酯乳液，比如分子量为500-1500的阴离子型水性聚氨酯乳液；具体可以为分子量为800-1000的阴离子型水性聚氨酯乳液中的一种或几种的组合。
16.在本发明的一具体实施方式中，水性聚氨酯乳液与水性成膜剂的质量比为5-7.5：1。
17.采用的水性成膜剂包括二丙二醇丁醚(dpnb)、丙二醇二乙酸(pgda)、二丙二醇甲醚 (dpm)、十六碳醇酯、二丙二醇甲醚醋酸酯(dpma)、乙二醇苯醚中的一种。优选二丙二醇丁醚-dpnb。
18.在本发明的一具体实施方式中，硅烷类化合物水溶液由4-8重量份的水性硅烷类化合物均匀分散到1份水中，静置72-84小时制备而成。
19.其中，采用的水性硅烷类化合物包括十七氟癸基三甲氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种的组合。优选γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
20.在本发明的一具体实施方式中，水性消泡剂包括byk028、a10、sy-905、tego airex 902w中的一种。优选tego airex 902w。
21.在本发明的一具体实施方式中，水性流平剂为byk333、kyc515、silok8358、do75润湿渗透剂中的一种。优选byk333。
22.在本发明的一具体实施方式中，水性增稠剂为tego viscoplus 3060、c5、tego viscoplus 3000缔合增稠剂、tt-615碱溶涨水性增稠剂中的一种。优选c5。
23.为了实现上述技术目的，本发明提供了上述水性三防涂层的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
24.在25℃-30℃的温度下，向水性聚氨酯乳液中，加入水性成膜剂，水性消泡剂，水性流平剂，水性增稠剂，混合搅拌，加入硅烷类化合物水溶液，混合搅拌均匀，即得水性三防图层。
25.本发明的水性三防涂层用于涂覆pcb电路板。该水性三防涂层用于涂覆pcb电路板时：
26.将本发明的水性三防涂层稀释到施工涂覆的粘度；优选选用水进行稀释。
27.均匀披覆在待用的pcb电路板上，50℃-60℃(优选55℃)干燥40min-50min(优选45min)，完成对pcb电路板额涂覆。
28.本发明的水性三防涂层通过全部用水溶性材料进行混合调配出来的水性漆，有效避免油性漆气味大、毒性大等对人体有害的缺点，大大提高对环境的友好性。
29.同时，本发明的水性三防涂层的成品强度好、透明、无味、易达到客户的使用要求。可以很好的应用于pcb电路板的涂覆。
30.本发明的水性三防涂层具有出色的机械性能、耐水性、耐腐蚀性、膜柔韧性、耐冲击性和防腐蚀性能，不易发生脆性断裂。
具体实施方式
31.下面将结合对本发明优选实施方案进行详细说明。
32.实施例1
33.本实施例提供了一种用于pcb电路板上的水性三防涂层，按重量份计包括：水性聚氨酯乳液80份，水性成膜剂13份，硅烷类化合物水溶液2份，水性消泡剂2份，水性流平剂2 份，水性增稠剂1份。
34.水性聚氨酯乳液为800-900的阴离子型水性聚氨酯乳液。水性成膜剂为二丙二醇丁醚 dpnb。
35.硅烷类化合物水溶液，由4份kh560(γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷)均匀分散到 1份去离子水，然后静置72小时而制成kh560水溶液。
36.其中，水性消泡剂优选tego airex 902w。水性流平剂为byk333。水性增稠剂为c5。
37.上述用于pcb电路板上的水性三防涂层的制备方法，包括以下步骤：
38.温度为30℃条件下，将阴离子型水性聚氨酯乳液置于反应容器中，向其中加入二丙二醇丁醚，tego airex 902w，byk333，水性增稠剂c5。混合搅拌，随后向反应容器中加kh560 水溶液，混合搅拌均匀，即得水性三防涂层。
39.将上述水性三防涂层涂覆在pcb电路板上包括以下步骤：
40.将待施工的pcb电路板用溶剂无水乙醇清洗干净，待用。
41.将水性三防涂层用去离子水稀释到可以施工涂覆的粘度，优选粘度为300cp。
42.将稀释好的水性三防涂层，用一定气压的喷枪喷涂，使漆可以均匀披覆在待用的pcb 电路板上。
43.将披覆有水性漆的pcb电路板放入一定温度烤箱55℃干燥45分钟，完成水性三防涂层对pcb电路板的涂覆。
44.实施例2
45.本实施例与实施例1基本相同，区别仅在于：
46.水性聚氨酯乳液75份，水性成膜剂15份，硅烷类化合物水溶液2份，水性消泡剂4份，水性流平剂3份，水性增稠剂1份。
47.实施例3
48.本实施例与实施例1基本相同，区别仅在于：
49.采用分子量为500的阴离子型水性聚氨酯乳液。
50.实施例4
51.本实施例与实施例1基本相同，区别仅在于：
52.硅烷类化合物水溶液由8重量份的水性硅烷类化合物均匀分散到1份水中，制备而成。
53.实施例5
54.本实施例与实施例1基本相同，区别仅在于：
55.水性消泡剂为byk028，水性增稠剂为tego viscoplus 3060。
56.对比例1
57.本对比例与实施例1基本相同，区别在于：
58.按重量份计：水性聚氨酯乳液90份，水性成膜剂10份，硅烷类化合物水溶液5份，水
性消泡剂5份，水性流平剂5份，水性增稠剂5份。
59.对比例2
60.本对比例与实施例1基本相同，区别在于：
61.水性聚氨酯乳液为分子量为2000的阴离子型水性聚氨酯乳液。
62.对比例3
63.本对比例与实施例1基本相同，区别在于：
64.采用的水性成膜剂为丙烯酸树脂型成膜剂。
65.对比例4
66.本对比例与实施例1基本相同，区别在于：
67.采用的水性硅烷类化合物为十四氟辛基二甲氧基硅烷。
68.将实施例1-5，以及对比例1-4和市售的道康宁的1-2577的水性三防涂层胶产品，按照本领域常规的方法进行平行对比测试。结果如表1所示。
69.表1
[0070][0071]
从上表中可以看出，实施例与对比例从数据上市相当的，说明本发明的水性漆完全可以替代油性漆的1-2577，而且本发明的水性三防漆对人体无害，对环境友好，最重要的原材料易得，工艺简单，完全适合大生产。
[0072]
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。