本发明涉及脱模剂技术领域,更具体地,涉及聚醚醚酮膜用脱模剂技术领域,特别是指一种高效环保经济不燃的厚度5微米超薄聚醚醚酮膜专用脱模剂。
背景技术:
在制造高分子材料制品时,一般采用模塑成型法,将熔体或溶液状材料注入模具,固化成型后,再从模具中取出。为了帮助从模具中取出制品,一般会在模具上预先使用脱模剂。
脱模剂是一种介于模具和制成品之间的功能性物质,是防止橡胶、塑料、弹性体或其他材料的模制品、层压制品等粘结到模具表面上,起到易于脱离作用的一类加工助剂。
工程塑料薄膜加工通常使用的脱模剂有石油(蜡)系、硅系和氟系等三种脱模剂:石油(蜡)系价格低廉,粘附性能较好,缺点是容易污染模具和制成品;硅系价格适中,隔离性能较好,对模具和制成品污染小;氟系价格昂贵,隔离性能非常好,对模具和制成品几乎不污染。其中氟系比硅系在用量上几乎少一个数量级,当用于精密电子元器件加工时首当其冲地优选不含硅的氟系脱模剂。
含氟脱模剂是一种含氟精细化学品,是新一代高效脱模剂。与传统的蜡类和硅油类脱模剂相比,含氟脱模剂具有使用浓度低、对环境影响小、喷涂一次可多次使用、能提高生产效率,对高黏结性制品有良好的脱模效果,制品表面残留少而不污染制品和模具,不影响制品二次加工(如喷漆、印刷、粘接)等优异特性,深受市场欢迎。
PEEK(polyetheretherketone,聚醚醚酮)是英国威格斯(Victrex)公司(原帝国化学ICI)上世纪七十年代开发的一种性能优异的特种工程塑料,属于熔点高达345℃的结晶性聚合物。与其他特种工程塑料相比具有诸多显著优势,耐高温、机械性能优异、自润滑性好、耐化学品腐蚀、阻燃、耐剥离性、耐辐照性、绝缘性稳定、耐水解和易加工等,在航空航天、汽车制造、电子电气、医疗和食品加工等领域得到广泛应用。自2007年夏天威格斯推出世界上第一条PEEK薄膜生产线后,PEEK薄膜最大幅宽1.5m,厚度3~750μm,已用于绝缘电线/电缆、半导体、汽车和航空工业,可以做话筒振膜和压敏粘接带底层。
但是使用德国汉高Frekote 55-Nc半永久型脱模剂加工厚度5微米超薄聚醚醚酮膜制品时,反复遇到制品从模具中取出后需重新整理皱折的问题,而且脱模剂迁移到制品表面需要二次清洗,否则无法与纯铜音圈粘结等一系列问题令人烦恼不已,而且该产品使用常规易燃易爆溶剂稀释脱模剂,在运输上受到严格管制。
因此,需要提供一种厚度5微米超薄聚醚醚酮膜专用脱模剂,其适用于厚度5微米超薄聚醚醚酮膜制造,高效、环保、经济、不燃。
技术实现要素:
为了克服上述现有技术中的缺点,本发明的一个目的在于提供一种高效环保经济不燃的厚度5微米超薄聚醚醚酮膜专用脱模剂,其适用于厚度5微米超薄聚醚醚酮膜高效制造,使得薄膜出片无需二次整形,薄膜表面没有脱模剂残留从而不影响后续与纯铜音圈粘结能力,优异耐高温能力,模具表面清洁不结焦,无需经常清洗,对于精密电子部件没有硅油污染,适于大规模推广应用。
本发明的另一目的在于提供一种高效环保经济不燃的厚度5微米超薄聚醚醚酮膜专用脱模剂,其设计巧妙,配制简便,环保,经济,不燃,适于大规模推广应用。
为达到以上目的,本发明的高效环保经济不燃的厚度5微米超薄聚醚醚酮膜专用脱模剂,其特点是,包括以下组分及其重量百分含量:
较佳地,所述全氟聚醚氢醚包括由以下分子式表示的任意一种化合物或其混合物:CF3CF2CF2O(C3F6O)n-CHFCF3,其中10≤n≤60,n为整数。
更佳地,10≤n≤40。
更进一步地,所述全氟聚醚氢醚选自HFPO-2000、HFPO-4000、HFPO-6000和HFPO-8000中的一种或多种。
较佳地,所述全氟聚醚氢醚在121度24小时挥发份小于3%(v/v),所述全氟聚醚氢醚不具有闪点。
较佳地,所述全氟聚醚氢醚在25度时表面张力小于20达因/厘米。
较佳地,所述氟表面活性剂包括由以下分子式表示的任意一种化合物或混合物:CF3CF2CF2O-(CF(CF3)CF2O)x-COOAmBiOCH3,其中0≤m≤10,3≤i≤10,A=C3H6O,B=C2H4O。
更佳地,0≤m≤3,5≤i≤8。
更进一步地,所述氟表面活性剂是六氟环氧丙烷三聚体聚乙二醇350单甲醚。
较佳地,含0.1wt%的所述氟表面活性剂的水溶液的静态表面张力低于20达因/厘米。
较佳地,所述氟表面活性剂在水中溶解度不超过10wt%,所述氟表面活性剂在乙醇中全部溶解。
较佳地,所述全氟碳溶剂的沸点在40度以上并且在110度以下,所述全氟碳溶剂没有闪点。
较佳地,所述全氟碳溶剂是由以下分子式表示的化合物:C6F12。
较佳地,所述醇溶剂选自三氟乙醇和六氟异丙醇的一种或多种。
较佳地,所述油性增溶剂是1,3-间三氟甲苯。
较佳地,所述缓蚀剂包括由以下分子式表示的任意一种化合物或混合物:CF3CF2CF2O-(CF(CF3)CF2O)k-CONHCH2CH2CH2N(C2H5)2·CH3I,其中k=2或3。
本发明的有益效果在于:
a.本发明的高效环保经济不燃的厚度5微米超薄聚醚醚酮膜专用脱模剂,包括0.1wt%~0.5wt%的全氟聚醚氢醚、0.1wt%~0.5wt%的氟表面活性剂、90wt%~95wt%的全氟碳溶剂、1wt%~4wt%的醇溶剂、0wt%~5wt%的油性增溶剂和0.01wt%~0.5wt%的缓蚀剂,适用于厚度5微米超薄聚醚醚酮膜高效制造,使得薄膜出片无需二次整形,薄膜表面没有脱模剂残留从而不影响后续与纯铜音圈粘结能力,优异耐高温能力,模具表面清洁不结焦,无需经常清洗,对于精密电子部件没有硅油污染,适于大规模推广应用
b.本发明的高效环保经济不燃的厚度5微米超薄聚醚醚酮膜专用脱模剂,包括0.1wt%~0.5wt%的全氟聚醚氢醚、0.1wt%~0.5wt%的氟表面活性剂、90wt%~95wt%的全氟碳溶剂、1wt%~4wt%的醇溶剂、0wt%~5wt%的油性增溶剂和0.01wt%~0.5wt%的缓蚀剂,设计巧妙,配制简便,环保,经济,不燃,适于大规模推广应用。
本发明的这些和其它目的、特点和优势,通过下述的详细说明和权利要求得以充分体现,并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。
具体实施方式
本发明提供了一种高效环保经济不燃的厚度5微米超薄聚醚醚酮膜专用脱模剂,包括以下组分及其重量百分含量:0.1wt%~0.5wt%的全氟聚醚氢醚、0.1wt%~0.5wt%的氟表面活性剂、90wt%~95wt%的全氟碳溶剂、1wt%~4wt%的醇溶剂、0wt%~5wt%的油性增溶剂和0.01wt%~0.5wt%的缓蚀剂。
所述全氟聚醚氢醚是脱模离型主原料,可以是任何合适的全氟聚醚氢醚,较佳地,所述全氟聚醚氢醚(缩写HFPOn)包括由以下分子式表示的任意一种化合物或其混合物:CF3CF2CF2O(C3F6O)n-CHFCF3,其中10≤n≤60,n为整数。更佳地,10≤n≤40。更进一步地,所述全氟聚醚氢醚选自HFPO-2000、HFPO-4000、HFPO-6000和HFPO-8000中的一种或多种。HFPO-2000、HFPO-4000、HFPO-6000和HFPO-8000分别代表平均分子量2000、4000、6000和8000的全氟聚醚氢醚。
为了避免在模压时高温热分解或极少量挥发,较佳地,所述全氟聚醚氢醚在121度24小时挥发份小于3%(v/v),所述全氟聚醚氢醚不具有闪点。
为了保证模具合模时能够在表面迅速有效铺展,较佳地,所述全氟聚醚氢醚在25度时表面张力小于20达因/厘米。
所述氟表面活性剂有效乳化全氟聚醚氢醚分散成极薄油膜,低表面张力辅助脱模离型,可以是任何合适的氟表面活性剂,较佳地,所述氟表面活性剂包括由以下分子式表示的任意一种化合物或混合物:CF3CF2CF2O-(CF(CF3)CF2O)x-COOAmBiOCH3,其中0≤m≤10,3≤i≤10,A=C3H6O,B=C2H4O。更佳地,0≤m≤3,5≤i≤8。更进一步地,所述氟表面活性剂是六氟环氧丙烷三聚体聚乙二醇350单甲醚,缩写为HFPO(3)MPEG350。
为了保证模具合模时能够迅速在表面有效铺展,较佳地,含0.1wt%的所述氟表面活性剂的水溶液的静态表面张力低于20达因/厘米。
为了亲水亲油平衡值在7至9之间保证极佳润湿性,较佳地,所述氟表面活性剂在水中溶解度不超过10wt%,所述氟表面活性剂在乙醇中全部溶解。而选用六氟环氧丙烷三聚体聚乙二醇350单甲醚,该产品结构决定在水中溶解度不超过10wt%,在乙醇中全部溶解。
为了保证高温模压过程安全,同时要求全氟碳溶剂常温下30秒以内就能挥发完毕,较佳地,所述全氟碳溶剂的沸点在40度以上并且在110度以下,所述全氟碳溶剂没有闪点。
所述全氟碳溶剂是用于全氟聚醚氢醚和氟表面活性剂混配时的零ODP(消耗臭氧潜能值)低GWP(温室效应潜能值)稀释剂,可以是任何合适的全氟碳溶剂,较佳地,所述全氟碳溶剂是由以下分子式表示的化合物:C6F12。
所述醇溶剂为低毒易燃性溶剂,动、静态表面张力低,有效增加全氟碳溶剂的亲水性能,降低成本,可以是任何合适的醇溶剂,较佳地,所述醇溶剂选自三氟乙醇(缩写TFE)和六氟异丙醇(缩写HFIP)的一种或多种。
所述油性增溶剂为低毒易燃性溶剂,动静态表面张力极低,有效增加全氟碳溶剂的亲油性能,降低成本,可以是任何合适的油性增溶剂,较佳地,所述油性增溶剂选自1,2-双三氟甲苯、1,3-双三氟甲苯和1,4-双三氟甲苯中的一种或多种。它们的分子式均为C6H4C2F6(缩写XHF,有o-XHF(1,2-双三氟甲苯)、m-XHF(1,3-双三氟甲苯)和p-XHF(1,4-双三氟甲苯)三种同分异构体,优选m-XHF。
所述缓蚀剂是两性氟表面活性剂:与氟表面活性剂配伍复合乳化全氟聚醚氢醚,且有益于保护黄铜精密模具光洁表面,较佳地,所述缓蚀剂包括由以下分子式表示的任意一种化合物或混合物:CF3CF2CF2O-(CF(CF3)CF2O)k-CONHCH2CH2CH2N(C2H5)2·CH3I,其中k=2或3。实施例中选用CF3(CF2)2OCF(CF3)CF2OCF(CF3)CF2OCONH(CH2)3N(C2H5)2·CH3I(用FC-3缩写)和CF3(CF2)2O(CF(CF3)CF2O)2CF(CF3)CF2OCONH(CH2)3N(C2H5)2·CH3I(用FC-4缩写)的混合物,用FC-34缩写。
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容,特举以下实施例详细说明。所有的百分比均为重量百分比,除非另有指明。
HFPO-2000(海斯福化工有限责任公司,全氟聚醚氢醚2000,纯度100%);
HFPO-4000(海斯福化工有限责任公司,全氟聚醚氢醚4000,纯度100%);
HFPO-6000(海斯福化工有限责任公司、全氟聚醚氢醚6000,纯度100%);
HFPO-8000(海斯福化工有限责任公司、全氟聚醚氢醚8000,纯度100%);
HFPO(3)MPEG350(海斯福化工有限责任公司、六氟环氧丙烷三聚体聚乙二
醇350单甲醚,纯度95%);
HFPO(3)MPEG550(海斯福化工有限责任公司、六氟环氧丙烷三聚体聚乙二
醇550单甲醚,纯度95%);
HFPD(海斯福化工有限责任公司,六氟丙烯二聚体,纯度99.9%);
HFIP(海斯福化工有限责任公司,六氟异丙醇,纯度99.5%);
FC-34(海斯福化工有限责任公司,六氟环氧丙烷二聚体酰胺丙基季铵络合碘
和六氟环氧丙烷三聚体酰胺丙基季铵络合碘混合物,纯度95%);
FC-3(海斯福化工有限责任公司,六氟环氧丙烷二聚体酰胺丙基季铵络合碘,
纯度95%);
FC-4(海斯福化工有限责任公司,六氟环氧丙烷三聚体酰胺丙基季铵络合碘,
纯度95%)。
实施例1:
将上述组分按上述配比混合均匀获得脱模剂1。
实施例2:
将上述组分按上述配比混合均匀获得脱模剂2。
实施例3:
将上述组分按上述配比混合均匀获得脱模剂3。
实施例4:
将上述组分按上述配比混合均匀获得脱模剂4。
对比例1:
HFPO-2000 2.00wt%
HFPD 98.00wt%
将上述组分按上述配比混合均匀获得对比脱模剂1。
对比例2:
HFPO-4000 1.00wt%
HFPD 75.00wt%
m-XHF 24.00wt%
将上述组分按上述配比混合均匀获得对比脱模剂2。
对比例3:
将上述组分按上述配比混合均匀获得对比脱模剂3。
对比例4:
将上述组分按上述配比混合均匀获得对比脱模剂4。
对上述各种实施例和对比例作以下评价项目:
1、闪点测试
水基溶剂和油基溶剂两类材料均为易燃性溶剂:
三氟乙醇(缩写TFE):沸点73.6℃/闪点13℃/25℃蒸汽压77.3毫米汞柱
六氟异丙醇(缩写HFIP):沸点59℃/闪点4.4℃/20℃蒸汽压120毫米汞柱
间双三氟甲苯(缩写XHF):沸点218.7℃/闪点95.9℃/25℃蒸汽压0.183毫米汞柱
根据中国发明专利CN102985506B(申请号201180033889.8,发明名称:不燃性溶剂和表面处理剂)描述,以上三种溶剂在与HFE类或PFC类氟碳溶剂混合使用时时,不燃性占比在3.75-10wt%之间,所以实施例和对比例均可以用闪点测试来评估。
闪点测试分两步,从低到高的顺序安排,闪点低于79℃采用宾斯基-马丁闭口杯法(GB/T261-2008标准),79℃以下无法测得闪点则采用克利夫兰开口杯法(GB/T3536-2008标准)。
2、脱模性能测试
为评价脱除性,将本发明的脱模剂组合物喷涂到黄铜片(尺寸5厘米(宽度)*7厘米(长度)*0.3厘米(厚度)),然后充分干燥溶剂后制成预涂件样品。用万能胶将另一未喷涂本发明的脱模剂组合物的黄铜片与该预涂件样品相互粘合,如果粘结层的剪切剥离力小于100克力每平方米的组合物用√表示,反之大于100克力每平方米的组合物用×表示。
3、脱模寿命测试
粘模可以用薄膜制成品出模时发生皱折需要重新整形来评价。将脱模剂组合物喷涂到测试模头后,后面压模的数目将统计到下一次粘模。压模数目可用于评价脱模剂的持久性。模压树脂是聚醚醚酮薄膜,薄膜幅宽1.5米,厚度5微米。不粘模具次数达到50次用√表示,不粘模具次数低于50次用×表示。
4、脱模剂残留测试
由于脱模剂对PEEK薄膜的粘合,在刚喷涂脱模剂初期薄膜制成品上会有残留,薄膜幅宽1.5米,厚度5微米。当用无水酒精棉棒擦拭时在小于3次模压之后没有脱模剂的情形用√表示,在3次模压或更多之后没有脱模剂的情形用×表示。
5、脱模剂成本比较
由于中国发明专利申请CN1799805A中选用氢氟醚如3M HFE-7100/7200和ASAHI GLASS AE 3000,因为采用电解法工艺生产获得,期间会产生大量废物,处理成本高也造成氢氟醚价格很高,而全氟碳溶剂通过由国内价格便宜的六氟丙烯直接聚合而得,与氢氟醚相比售价上相差3至5倍,这也保证了该脱模剂在市场上有很大的比较优势,单价成本低于100元人民币用√表示,高于100元人民币低于250元人民币用〇表示,而高于250元人民币用×表示。
以上测试结果见表1。
表1脱模剂的评价结果
因此,本发明提供一种厚度5微米超薄聚醚醚酮膜专用脱模剂,其具有高效、环保、不燃的特点,具体在于:
1、高效:1)薄膜出片无需二次整形;2)因薄膜表面没有脱模剂残留从而不影响后续与纯铜音圈粘结能力;3)优异耐高温能力,模具表面清洁不结焦,无需经常清洗;4)对于精密电子部件没有硅油污染。
2、环境友好:1)全氟聚醚氢醚(缩写HFPOn)由六氟环氧丙烷(缩写HFPO)催化聚合而成全氟碳化合物,生产过程中不产生任何全氟辛酸铵(缩写PFOA)或全氟辛烷磺酸盐(缩写PFOS);2)全氟碳溶剂(缩写PFC)选自六氟丙烯二聚体(缩写HFPD);3)氟表面活性剂和缓释剂也是经由六氟环氧丙烷衍生出来的化合物;4)脱模剂不含氯、溴元素,所以不会破坏大气臭氧层。
3、经济:本发明的脱模剂选用全氟碳溶剂,通过由国内价格便宜的六氟丙烯直接聚合而得,成本低,而中国发明专利申请CN1799805A中选用氢氟醚如3M HFE-7100/7200和ASAHI GLASS AE 3000,成本非常高昂,全氟碳溶剂与氢氟醚相比售价上相差3至5倍,这也保证了本发明的脱模剂在市场上有很大的价格优势。
4、不燃:根据中国发明专利CN102985506B(申请号201180033889.8,发明名称:不燃性溶剂和表面处理剂)描述,以上三种溶剂在与HFE类或PFC类氟碳溶剂混合使用时,不燃性占比在3.75-10wt%之间。
综上所述,本发明的高效环保经济不燃的厚度5微米超薄聚醚醚酮膜专用脱模剂适用于厚度5微米超薄聚醚醚酮膜高效制造,使得薄膜出片无需二次整形,薄膜表面没有脱模剂残留从而不影响后续与纯铜音圈粘结能力,优异耐高温能力,模具表面清洁不结焦,无需经常清洗,对于精密电子部件没有硅油污染,且设计巧妙,配制简便,环保,经济,不燃,适于大规模推广应用。
在此说明书中,本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是,很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此,说明书应被认为是说明性的而非限制性的。