一种三防漆机涂装用双组份水性聚氨酯涂料及其制备方法

本发明属于水性涂料，特别涉及一种三防漆机涂装用双组份水性聚氨酯涂料及其制备方法。

背景技术：

1、pcb(印制电路板)作为电子仪器仪表中的重要电子部件，应具有良好的防水性、防潮性、防腐蚀性、电绝缘性等性能。在此背景条件下，三防漆应运而生。三防漆的“三防”专指三种特殊的防护性能，然而，“三防”的内涵却有着不同的解读。当前比较盛行的说法，“三防”是指防水、防潮、防尘等三大性能，但也有指防潮湿、防霉菌、防盐雾等三大防护性能的。不管是哪一种内涵的“三防”性能，日常应用中三防漆都必须具有防水、防潮、防霉、防盐雾、防老化、耐冷热冲击、耐辐射、耐臭氧腐蚀、耐振动、柔韧性好、附着力强等性能。

2、根据溶剂类型的不同，三防漆可分为溶剂型三防漆和水性三防漆。目前市场上大量使用的三防漆仍为传统的溶剂型三防漆。溶剂型三防漆以甲苯、二甲苯和卤代烃等有机溶剂为稀释剂，危害人体健康，污染环境，且具有易燃易爆危险，在生产、运输和贮存过程中存在极大的安全隐患。水性三防漆因其以水为稀释剂，不易燃不易爆，健康环保，操作方便，在线路板防腐领域越来越受到企业和公众的欢迎。

3、现有的水性三防漆主要有水性丙烯酸漆、水性环氧漆、水性聚氨酯漆、水性有机硅漆等类型。水性丙烯酸漆耐磨及耐化学性能较差，易出现热粘冷脆等现象；水性环氧漆应力较大，易开裂变形；水性有机硅漆耐候性较好，但防潮性稍差。水性聚氨酯漆具有极高的柔韧性及耐化学性，且保留了传统溶剂型聚氨酯耐高低温、耐湿热等优良性能，其柔韧性优于丙烯酸类和环氧类，防潮性优于有机硅。但水性单组份聚氨酯三防漆在附着力、耐盐雾方面性能较弱，硬度、耐划伤性等机械性能也有待提高。

4、双组份水性聚氨酯漆既具有水性单组份聚氨酯三防漆在柔韧性及耐化学性、耐高低温、耐湿热、电绝缘性等方面的性能优势，又完美地弥补了水性单组份聚氨酯三防漆在附着力、耐盐雾、硬度、耐划伤性等方面的性能不足，是众多涂料工作者与电子行业研究人员积极探索的方向。但现有的双组份水性聚氨酯漆在对pcb进行涂装时，存在着两个常见的施工问题：其一，是双组份水性聚氨酯漆的活化期(即适用期)较短的问题。市面上常用的双组份水性聚氨酯漆的活化期为2h-4h，而三防漆专用涂装设备(亦称“三防漆机”)所要求的三防漆活化期≥8h。其二，是厚涂起泡的问题。市面上常用的双组份水性聚氨酯漆，一次性涂装不起泡的最大漆膜厚度为20μm；而三防漆专用涂装设备(亦称“三防漆机”)所要求的一次性涂装不起泡的漆膜厚度≥40μm。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种一种三防漆机涂装用双组份水性聚氨酯涂料及其制备方法，该三防漆机涂装用双组份水性聚氨酯三防漆产品，其漆膜具有防水、防潮、防霉、耐盐雾、高硬度、高光泽、高透明度、耐冷热冲击、耐划伤性、附着力强、活化期(也称适用期)长、厚涂不起泡、健康环保等性能优势，可广泛应用于电子线路板及其元器件的保护。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种三防漆机涂装用双组份水性聚氨酯涂料，包括a组份与b组份，其中，按照重量份数计，所述a组份包括以下重量份数的原料：水性羟基丙烯酸分散体：25.0-35.0份；阴离子型聚丙烯酸酯分散体：15.0-25.0份；有机硅改性苯丙乳液：20.0-30.0份；硅溶胶：3.5-6.5份；助溶剂：3.6-7.8份；功能助剂：0.7-2.9份；水：6.0-15.0份；按照重量份数计，所述b组份包括以下重量份数的原料：脂肪族聚异氰酸酯：70.0-90.0份；丙二醇二醋酸酯：15-25份。

4、优选的，所述a组分中的-nco官能团与所述b组份中的-oh官能团的当量摩尔比为1.1-1.3。

5、优选的，所述水性羟基丙烯酸分散体的固体含量为40wt％-50wt％，基于固体份的羟基含量为3.5wt％-4.0wt％。

6、优选的，所述阴离子型聚丙烯酸酯分散体的固体含量为45wt％-55wt％，基于固体份的羟基含量为3.5wt％-4.0wt％。

7、优选的，所述硅溶胶中以sio2计的浓度为30wt％-35wt％，ph值为9-11,平均粒径为10-15nm。

8、优选的，所述助溶剂由丙二醇丁醚与二丙二醇甲醚按照重量比(3.0-6.0)：(0.6-1.8)组成。按上述重量比例混拼的混合助溶剂，具有较强的溶解力与相溶性,可显著提高双组份水性聚氨酯涂料的在pcb基材上的铺展性与润湿效果，改善漆膜的流平性，增强漆膜的光泽与通透度

9、优选的，所述功能助剂包括中和剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、流平剂、防霉剂及杀菌剂中的至少一种。

10、优选的，所述功能助剂为中和剂、分散剂、润湿剂、消泡剂、流平剂、防霉剂及杀菌剂按照重量比(0.1-0.5)：(0.1-0.3)：(0.1-0.3)(0.1-0.3)：(0.1-0.5)：(0.1-0.5)：(0.1-0.5)组成。

11、优选的，所述a组份还包括荧光指示剂，所述荧光指示剂的重量份数为1.5-2.5份。

12、优选的，所述脂肪族聚异氰酸酯由亲水性脂肪族聚异氰酸酯与亲油性脂肪族聚异氰酸酯按照重量比(30-40)：(40-50)组成。

13、本发明的另一个目的在于提供一种上述三防漆机涂装用双组份水性聚氨酯涂料的制备方法：

14、一种如上所述三防漆机涂装用双组份水性聚氨酯涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)制备a组分：将a组分的各配方混合后，分散，即得a组份；

15、(2)制备b组份：将b组分的各配方混合后，过滤，即得b组份；

16、(3)将a组分与b组分按照n(-nco):n(-oh)＝1.1-1.3的nco/oh当量比进行均匀混合，静置即可。

17、优选的，步骤(1)中分散后得到的所述a组份的岩田2号杯粘度为30-40s/23±0.5℃。

18、如上所述的双组份水性聚氨酯涂料在三防漆机涂装中的应用。

19、本发明的有益效果是：

20、(1)本发明的三防漆机涂装用双组份水性聚氨酯涂料的漆膜附着力强，漆膜硬度高，耐划伤性好，耐击穿电压、介电常数与体积电阻率等性能，均达到指标要求。

21、(2)本发明的三防漆机涂装用双组份水性聚氨酯涂料，其活化期超长，远远超过常规双组份水性聚氨酯涂料的活化期指标(2h)，可使用时间达10h以上，达标三防漆机涂装所要求的活化期指标(8h)，适合于在三防漆机上推广使用。

22、(3)本发明的三防漆机涂装用双组份水性聚氨酯涂料的漆膜具有优异的耐冷热冲击性、耐盐雾性、耐高温高湿性、耐酸碱性、以及耐腐蚀性气体性能，漆膜表面检测过程中无腐蚀、气泡、脱落、白斑现象。产品耐人工老化性好，漆膜经1000h不起泡、不剥落、无裂纹；粉化≤1级；变色≤2级。产品的防霉菌性能符合gb/t 1741-2007指标要求，检验结果合格。

23、(4)本发明的三防漆机涂装用双组份水性聚氨酯涂料的挥发性有机化合物(voc)的含量均有效控制在100g/l以内，是真正健康环保的水性涂料产品。本发明的三防漆机涂装用双组份水性聚氨酯涂料属于双组份水性聚氨酯漆，既具有水性单组份聚氨酯三防漆在柔韧性及耐化学性、耐高低温、耐湿热、电绝缘性等方面的性能优势，又弥补了水性单组份聚氨酯三防漆在附着力、耐盐雾、硬度、耐划伤性等方面的性能不足，并成功地解决了三防漆机涂装用双组份水性聚氨酯涂料常见的活化期偏短、一次性厚涂易起泡等问题，是一款可通过三防漆机进行自动化涂装、广泛应用于pcb板或led显示屏主板防护的环保水性三防漆。