CN108129982A - 一种用于铝基电路板的紫外光固化涂料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于铝基电路板的紫外光固化涂料，包含丙烯酸酯低聚物、反应性丙烯酸酯单体、光引发剂、填料和助剂。该涂料环保无污染，无VOC释放，涂覆后经紫外光辐射，可在极短时间内发生光化学聚合反应，实现固化，固化后涂层具有韧性好、耐划伤、耐热性好、抗腐蚀性强等优点，非常有益于铝基表面的涂装与保护。

Description

一种用于铝基电路板的紫外光固化涂料
技术领域
本发明属于辐射固化涂料技术领域，具体涉及一种用于铝基电路板的紫外光（UV）固化涂料。
背景技术
铝基电路板具有质轻、强度高、易加工成型等优点，在电子行业的应用非常广泛。目前，在制作电路板过程中保护铝基板不被酸碱腐蚀主要有两种方法：一种是采用浓硫酸将铝基板氧化，形成一层氧化膜从而起到保护作用；另一种是涂布含有溶剂的烘烤型涂料，将漆膜固化后起到保护作用。但是，前者含有硫，废水排放会对地下水造成难以逆转的污染，且工艺成本高，氧化层不耐划伤；后者含有溶剂，VOC排放高，对人体健康和环境危害大，且存在漆膜固化时间长、能耗高等缺点。
发明内容
针对现有技术的不足和技术发展需求，本发明的目的主要在于提供一种用于铝基电路板的紫外光固化涂料。该涂料环保无污染，无VOC释放；涂覆后经紫外光辐射，可在极短时间（通常为2-5秒）内发生光化学聚合反应，实现固化，固化后涂层具有韧性好、耐划伤、耐热性好、抗腐蚀性强等优点，非常有益于铝基表面的涂装与保护。
具体而言，本发明的目的可通过下列技术方案实现。
一种用于铝基电路板的紫外光固化涂料，包含：丙烯酸酯低聚物20-70wt%，反应性丙烯酸酯单体10-50wt%，光引发剂2-10wt%，填料0-20wt%，助剂0-5wt%。
光化学聚合反应领域，固化产物（通常为膜状或涂层）的性质严重依赖于参与聚合反应的原料种类，且在不同基材上的性能表现也存在差异。本发明用于铝基电路板的紫外光固化涂料中，丙烯酸酯低聚物和反应性丙烯酸酯单体构成光化学聚合反应的基础，通过对这两种反应原料的选择配合，能够获得本发明的上述应用性能。
特别地，本发明的紫外光固化涂料中，丙烯酸酯低聚物选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯中的一种或两种以上的组合。
适用的环氧丙烯酸酯包括（但不限于此）双酚A类环氧丙烯酸酯（如江苏三木化工有限公司生产的6015-80），酚醛类环氧丙烯酸酯（如台湾长兴化学有限公司生产的EAM-2160W），改性环氧丙烯酸酯（如东莞丰进新材料科技有限公司生产的PE3608）等，适用的聚氨酯丙烯酸酯包括（但不限于此）两官能团脂肪族聚氨酯丙烯酸酯（如中山千佑化工有限公司生产的US035-6D），三官能团脂肪族聚氨酯丙烯酸酯（如中山科田化工有限公司生产的3250），四官能团脂肪族聚氨酯丙烯酸酯（如广州五行新材料科技有限公司生产的W3300）,六官能团脂肪族聚氨酯丙烯酸酯（如台湾长兴化学有限公司生产的6145）, 九官能团脂肪族聚氨酯丙烯酸酯（广州博兴科技有限公司生产的B-910A），适用的聚酯丙烯酸酯包括（但不限于此）两官能团聚酯丙烯酸酯（如广州博兴科技有限公司生产的B-581L），三官能团聚酯丙烯酸酯（如广州五行新材料科技有限公司生产的W2500b）。
基于韧性、耐热性、抗腐蚀性等应用性能考虑，丙烯酸酯低聚物在紫外光固化涂料中的含量优选是40-70wt%。
所述的反应性丙烯酸酯单体选自：（甲基）丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酸羟丙酯、异冰片基（甲基）丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二（甲基）丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或两种以上的组合。基于光固化反应活性等因素考虑，反应性丙烯酸酯单体在紫外光固化涂料中的含量优选是20-50wt%。
对光引发剂并没有特别的限定，可使用紫外光固化领域中公知的那些适用于丙烯酸酯类光固化组合物的光引发剂，如苯偶姻醚类光引发剂、苯偶酰缩酮类光引发剂、苯乙酮类光引发剂、二苯酮类光引发剂、苯甲酸酯类光引发剂等。不同光引发剂的引发效率存在差异，但是在确定光固化反应原料的基础上，光引发剂的种类及其用量对本领域技术人员而言是容易确定的。
除了上述三种组分外，本发明的紫外光固化涂料可根据实际应用需要，任选地（optionally）加入铝基电路板涂料中的那些常规辅助性组分，如填料、助剂等。
所述的填料可选自滑石粉、消光粉、抗刮蜡粉、沉淀硫酸钡、膨润土中的一种或两种以上的组合。
所述的助剂包括（但不限于此）：流平剂、消泡剂、附着力促进剂、光敏增感剂、润湿分散剂等。优选地，助剂在紫外光固化涂料中的含量是0.2-5wt%。
本发明用于铝基电路板的紫外光固化涂料，通过将各组分混合均匀即可制得。典型地，其制备方法包括下列步骤：避光条件下，将丙烯酸酯低聚物、反应性丙烯酸酯单体、和光引发剂混合，在50-80℃下搅拌均匀；加入填料和助剂，充分搅拌直至形成均匀体系。优选地，各组分混合均匀后，可将混合物进行研磨以使其满足特定细度要求，研磨并过滤后，得到所述涂料。
本发明用于铝基电路板的紫外光固化涂料，通过原料组配，配方不含挥发性溶剂，结合UV固化技术，具有能耗低、生产效率高、设备投资低、无污染等优点。并且，固化后得到的涂层具有优异的韧性、抗划伤性、耐热性和耐腐蚀性，完全满足电路板的使用要求，是替代传统含硫氧化工艺的极好选择。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但不应将其理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1
避光条件下，以最终涂料的总质量计，将45wt%的聚氨酯丙烯酸酯（台湾长兴化学有限公司生产的6145）、10wt%的丙烯酸羟丙酯、20wt%的甲基丙烯酸羟乙酯、20wt%的新戊二醇二丙烯酸酯和2wt%的Ciba 184光引发剂混合，升温至55℃，搅拌均匀。然后加入2wt%的流平剂（BYK3510）、0.8wt%的附着力促进剂（PM-2）和0.2wt%的消泡剂（BYK055），充分搅拌直至形成均匀体系，得到用于铝基电路板的紫外光固化高光涂料。
将上述涂料辊涂于铝基板表面，厚度控制在3-5μm，以2支波长为(365~395nm)、功率为9.8KW的汞灯为辐射光源进行UV固化，固化速度控制在10m/min，得到表面附有固化涂层的铝基板I。
实施例2
避光条件下，以最终涂料的总质量计，将30wt%的环氧丙烯酸酯(东莞丰进新材料科技有限公司生产的PE3608)、40wt%的聚酯丙烯酸酯(广州博兴科技有限公司生产的B-581L)、10wt%的异冰片基丙烯酸酯、10wt%的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1.5wt%的BASF TPO和3wt%的Ciba 1173光引发剂混合，升温至60℃，搅拌均匀。然后加入4wt%的消光粉(OK500)、1wt%的蜡粉（聚四氟乙烯类蜡粉）、0.2wt%的流平剂（BYK333）、0.2wt%的消泡剂（BYK018）和0.1wt%的润湿分散剂（BYK163），充分搅拌直至形成均匀体系，得到用于铝基电路板的紫外光固化哑光涂料。
将上述涂料辊涂于铝基板表面，厚度控制在5-7μm，以2支波长为365~395nm、功率为12KW的汞灯为辐射光源进行UV固化，固化速度控制在12m/min，得到表面附有固化涂层的铝基板II。
性能测试
以制得的附有固化涂层的铝基板I和II为检测对象，采用相应标准对涂层性能进行测试，包括硬度、外观、附着力、耐折弯性、耐碱性和耐热性。
结果如下表所示。
检测项目 实施例1 实施例2 检测标准
硬度 2H H GB6739-1996
外观 高光 哑光 目测
附着力（级） 0 0 GB9286-1998
耐折弯性（180º） 涂层无脱层、开裂 涂层无脱层、开裂 GB1733-1993
耐碱性（pH=12，10min） 无腐蚀黑点 无腐蚀黑点 GB9265-1988
耐热性（300℃，10min） 涂层无黄变 涂层无黄变 GB1768-1989
从上表的检测数据可以看到，本发明的紫外光固化涂料用于铝基电路板，经固化后得到的涂层具有较高硬度，外观品相好，附着力高，且具有优异的耐折弯性、耐碱性和耐热性，应用性能佳，完全能够满足电路板的使用需求。

Claims (8)

1.一种用于铝基电路板的紫外光固化涂料，包含：丙烯酸酯低聚物20-70wt%，反应性丙烯酸酯单体10-50wt%，光引发剂2-10wt%，填料0-20wt%，助剂0-5wt%。
2.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于：丙烯酸酯低聚物选自环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯中的一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求1或2所述的紫外光固化涂料，其特征在于：丙烯酸酯低聚物在紫外光固化涂料中的含量是40-70wt%。
4.根据权利要求1所述的紫外光固化涂料，其特征在于：反应性丙烯酸酯单体选自（甲基）丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酸羟丙酯、异冰片基（甲基）丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二（甲基）丙烯酸酯、1,6己二醇二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇三丙烯酸酯中的一种或两种以上的组合。
5.根据权利要求1或4所述的紫外光固化涂料，其特征在于：反应性丙烯酸酯单体在紫外光固化涂料中的含量是20-50wt%。
6.权利要求1-5中任一项所述的紫外光固化涂料的制备方法，包括：避光条件下，将丙烯酸酯低聚物、反应性丙烯酸酯单体、和光引发剂混合，在50-80℃下搅拌均匀；加入填料和助剂，充分搅拌直至形成均匀体系。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，还包括：各组分混合均匀后，将混合物进行研磨以使其满足特定细度要求，研磨并过滤后，得到所述涂料。
8.权利要求1-5中任一项所述的紫外光固化涂料在铝基电路板表面涂装与保护中的应用。
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