CN111234674A - 一种耐冲击改性聚氨酯三防漆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐冲击改性聚氨酯三防漆及其制备方法，所述三防漆包括以下重量份的组分：有机硅改性聚氨酯树脂65‑85份、溶剂5‑20份、催干剂1‑5份、防结皮剂1‑5份、荧光指示剂0.1‑0.5份、杀菌剂1‑5份、助剂1‑5份；其中，所述有机硅改性聚氨酯树脂由以下重量份的组分制成：聚硅氧烷5‑10份、催化剂0.5‑4份、脂肪酸30‑50份、多元醇10‑20份、异氰酸酯5‑15份、溶剂20‑45份。本发明在保留聚氨酯三防漆优异防护性能的基础上，对其进行改性，引入有机硅基团，降低厚膜三防漆的硬度，提高厚膜耐长周期冲击老化性能；并且本发明中的改性聚氨酯三防漆使用不含芳烃且低气味的环保型溶剂，改善作业环境。

Description

一种耐冲击改性聚氨酯三防漆及其制备方法
技术领域
本发明涉及高端电子电路板防护技术领域，尤其涉及一种耐冲击改性聚氨酯三防漆及其制备方法。
背景技术
随着全球经济的迅猛发展、智能电子化时代的到来，加速了知识的产生、传播、存储及应用，信息化对全社会的发展起到至关重要的作用。智能化电子离不开高性能电子电路板的使用。为了提高电子产品的市场竞争力，必须严格控制电子电路板的质量，以确保电子产品在恶劣环境中正常、高效的运转。
电子元器件组装完成后，电子电路板在使用过程中，会遇到冲击、高温、高湿、低温、盐雾、高尘、化学腐蚀、震动等恶劣环境，如果电子电路板没有进行有效的防护，在使用过程中，电子电路板可能会出现被腐蚀、霉变、元器件短路、老化等问题，最终导致电子产品运行出现故障。三防漆作为一种特殊性能的保形材料，在组装完成后的电子电路板表面再涂覆一层三防漆，保护电子电路板在冲击、高温、高湿、低温、盐雾、高尘、化学腐蚀、震动等恶劣环境下使用免受破坏，提高电子电路板的可靠性，改善电子元器件的安全系数，提高电子产品的使用寿命。
聚氨酯类三防漆，因其气味低、施工工艺简单，具有优异的耐湿热老化性能、耐盐雾性能、耐化学腐蚀性能等特性，被广泛应用。但是随着5G时代的到来，在特殊、恶劣的使用环境下，为了让电子设备能够正常、高效、长寿命的使用，对电子电路板的防护涂层要求更高，常规的IPC测试标准，已经不能满足目前5G行业对电子电路板的防护要求，各个企业相继出台了更加严格的测试标准，特别是厚膜三防漆的长周期冲击老化测试，目前市场上常规的聚氨酯三防漆产品，虽然可以满足常规的IPC冲击老化测试标准，但是因其在厚膜条件下，漆膜硬度提高，长周期的冲击老化测试后，漆膜出现明显的裂纹，不能再对电子电路板起到防护作用，导致电子电路板失效，降低电子产品的使用寿命。
因此，为适应当今5G行业的高速发展，开发一款更好性能的聚氨酯三防漆产品，使得厚膜可以耐长周期的冲击老化测试，是三防漆行业的当务之急。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种耐冲击改性聚氨酯三防漆及其制备方法，在保留聚氨酯三防漆优异防护性能的基础上，对其进行改性，引入有机硅基团，降低厚膜三防漆的硬度，提高厚膜耐长周期冲击老化性能；并且本发明中的改性聚氨酯三防漆使用不含芳烃且低气味的环保型溶剂，改善作业环境。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
本发明第一方面提供一种耐冲击改性聚氨酯三防漆，所述三防漆包括以下重量份的组分：有机硅改性聚氨酯树脂65-85份、溶剂5-20份、催干剂1-5份、防结皮剂1-5份、荧光指示剂0.1-0.5份、杀菌剂1-5份、助剂1-5份；
所述有机硅改性聚氨酯树脂由以下重量份的组分制成：聚硅氧烷5-10份、催化剂0.5-4份、脂肪酸30-50份、多元醇10-20份、异氰酸酯5-15份、溶剂20-45份。
优选的，所述聚硅氧烷的结构式为：
Figure BDA0002429277380000021
其中，R为甲基、乙基或苯基，所述聚硅氧烷中羟基的含量为4-8％。
优选的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；所述脂肪酸为大豆油酸、蓖麻油酸和棕榈油酸中的一种或几种；所述多元醇为季戊四醇、1,4-丁二醇和甘油中的一种或几种。
优选的，所述异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和异氟尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。
优选的，所述溶剂为溶剂油D20、溶剂油D30、溶剂油D40、溶剂油D60、异构烷烃E、异构烷烃G和异构烷烃H中的一种或几种。
优选的，所述催干剂为异辛酸钴、异辛酸锰、异辛酸钙、异辛酸锌和异辛酸稀土中的一种或几种；所述防结皮剂为甲乙酮肟、环己酮肟、丁醛肟和酚类防结皮剂中的一种或几种。
优选的，所述荧光指示剂为OB、OB-1、KSN、KCB和127中的一种或几种；所述杀菌剂为有机杀菌剂；所述助剂为有机硅类流平剂。
本发明第二方面提供所述耐冲击改性聚氨酯三防漆的制备方法，包括如下步骤：
(1)有机硅改性聚氨酯树脂的制备：按比例称取脂肪酸、多元醇和溶剂加入到反应釜内，高速搅拌，升温，通入二氧化碳，回流2-4h后，降温至30-50℃；然后缓慢搅拌，加入催化剂，加速搅拌升温至10-120℃，缓慢滴加聚硅氧烷和用溶剂稀释后的异氰酸酯，异氰酸酯与溶剂按1:1稀释，滴加完毕后，快速搅拌0.5h，再升温至130-150℃，反应4-6h后，降温至60-80℃，加入余量溶剂，调节粘度为20000-40000cps，即得有机硅改性聚氨酯树脂；
(2)改性聚氨酯三防漆的制备：称取部分溶剂和荧光指示剂加入到反应釜内，高速搅拌至荧光指示剂完全溶解，降低搅拌速度；缓慢搅拌，依次加入经步骤(1)制备的有机硅改性聚氨酯树脂、催干剂、防结皮剂、杀菌剂和助剂，高速搅拌1-2小时后，加入余量溶剂，调节粘度至100-300cps，即得改性聚氨酯三防漆。
优选的，转速大于800转/分钟为高速，转速小于300转/分钟为低速。
本发明第三方面提供所述耐冲击改性聚氨酯三防漆可以直接用于喷涂、刷涂、浸涂工艺。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
与目前市场常见的聚氨酯三防漆相比，本发明制备的改性聚氨酯三防漆产品可以直接用于喷涂、刷涂、浸涂等工艺，该三防漆不仅保留了聚氨酯三防漆原来的产品优异性能，同时对其进行改性，在聚氨酯三防漆中引入有机硅基团，不仅降低了厚膜三防漆的硬度，而且改善了厚膜三防漆长周期耐冲击性能，使其能够更好的保护电子电路板，提高电子产品在恶劣环境中的使用寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
一种耐冲击改性聚氨酯三防漆的制备方法，包括如下步骤：
(1)有机硅改性聚氨酯树脂的制备：按比例称取35份大豆油酸、20份季戊四醇和10份异构烷烃E加入到反应釜内，高速搅拌，升温，通入二氧化碳，回流2h后，降温至30℃；然后缓慢搅拌，加入2份二月桂酸二丁基锡、加速搅拌升温至100℃，缓慢滴加6份聚硅氧烷和16份用异构烷烃E稀释后的六亚甲基二异氰酸酯，异氰酸酯与异构烷烃E按1:1稀释，滴加完毕后，快速搅拌0.5h后；再升温至130℃，反应4h后，降温至60℃，加入余量的11份异构烷烃E，调节粘度为20000cps，即得有机硅改性聚氨酯树脂；
(2)改性聚氨酯三防漆的制备：按比例称取0.5份OB和8份异构烷烃E加入到反应釜内，高速搅拌至荧光指示剂完全溶解，降低搅拌速度；然后缓慢搅拌，依次加入经步骤(1)制备的72份有机硅改性聚氨酯树脂、1.5份异辛酸钴、2份甲乙酮肟、2份有机杀菌剂和2份有机硅类流平剂，高速搅拌1.5小时后，加入余量的12份异构烷烃E，调节粘度为110cps，即得改性聚氨酯三防漆。
实施例2
一种耐冲击改性聚氨酯三防漆的制备方法，包括如下步骤：
(1)有机硅改性聚氨酯树脂的制备：按比例称取45份蓖麻油酸、10份1,4-丁二醇和5份溶剂油D20加入到反应釜内，高速搅拌，升温，通入二氧化碳，回流4h后，降温至50℃；然后缓慢搅拌，加入2份二月桂酸二丁基锡、加速搅拌升温至120℃，缓慢滴加8份聚硅氧烷和28份用溶剂油D20稀释后的二苯基甲烷二异氰酸酯，异氰酸酯与溶剂油D20按1:1稀释，滴加完毕后，快速搅拌0.5h后；再升温至150℃，反应6h后，降温至80℃，加入余量的2份溶剂油D20，调节粘度为40000cps，即得有机硅改性聚氨酯树脂；
(2)改性聚氨酯三防漆的制备：按比例称取0.5份OB-1和8份溶剂油D20加入到反应釜内，高速搅拌至荧光指示剂完全溶解，降低搅拌速度；然后缓慢搅拌，依次加入经步骤(1)制备的77份有机硅改性聚氨酯树脂、2份异辛酸锰、2.5份甲乙酮肟、2份有机杀菌剂和2份有机硅类流平剂，高速搅拌1.5小时后，加入余量的6份溶剂油D20，调节粘度为200cps，即得改性聚氨酯三防漆。
实施例3
一种耐冲击改性聚氨酯三防漆的制备方法，包括如下步骤：
(1)有机硅改性聚氨酯树脂的制备：按比例称取40份棕榈油酸、15份甘油和8份溶剂油D30加入到反应釜内，高速搅拌，升温，通入二氧化碳，回流2-4h后，降温至30-50℃；然后缓慢搅拌，加入2份二月桂酸二丁基锡、加速搅拌升温至100-120℃，缓慢滴加10份聚硅氧烷和22份用溶剂油D30稀释后的异氟尔酮二异氰酸酯，异氰酸酯与溶剂油D30按1:1稀释，滴加完毕后，快速搅拌0.5h后；再升温至130-150℃，反应4-6h后，降温至60-80℃，加入余量的3份溶剂油D30，调节粘度为20000-40000cps，即得有机硅改性聚氨酯树脂；
(2)改性聚氨酯三防漆的制备：按比例称取0.5份KCB和8份溶剂油D30加入到反应釜内，高速搅拌至荧光指示剂完全溶解，降低搅拌速度；然后缓慢搅拌，依次加入经步骤(1)制备的83份有机硅改性聚氨酯树脂、2份异辛酸钙、2份环己酮肟、2份有机杀菌剂和2份有机硅类流平剂，高速搅拌1.5小时后，加入余量的0.5份溶剂油D30，调节粘度为280cps，即得改性聚氨酯三防漆。
对比例1
选取市场上常见的国外某品牌聚氨酯三防漆。
对比例2
选取市场上常见的国内某品牌聚氨酯三防漆。
应用例
将实施例1、实施例2、实施例3、对比例1和对比例2的5种三防漆进行性能测定，用选择型自动化喷涂机喷涂制样，干膜厚度为120-150um，在80-90℃条件下固化10分钟后，在室温下放置7天，然后开始性能测试，具体测试数据如表1所示：
表1
Figure BDA0002429277380000051
Figure BDA0002429277380000061
由表1中数据可知，与目前市场常见的聚氨酯三防漆相比，本发明制备的改性聚氨酯三防漆产品可以直接用于喷涂、刷涂、浸涂等工艺，该三防漆不仅保留了聚氨酯三防漆原来的产品优异性能，同时对其进行改性，在聚氨酯三防漆中引入有机硅基团，不仅降低了厚膜三防漆的硬度，而且改善了厚膜三防漆长周期耐冲击性能，使其能够更好的保护电子电路板，提高电子产品在恶劣环境中的使用寿命。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种耐冲击改性聚氨酯三防漆，其特征在于，所述三防漆包括以下重量份数的组分：有机硅改性聚氨酯树脂65-85份、溶剂5-20份、催干剂1-5份、防结皮剂1-5份、荧光指示剂0.1-0.5份、杀菌剂1-5份、助剂1-5份；
其中，所述有机硅改性聚氨酯树脂由以下重量份的组分制成：聚硅氧烷5-10份、催化剂0.5-4份、脂肪酸30-50份、多元醇10-20份、异氰酸酯5-15份、溶剂20-45份。
2.根据权利要求1所述的耐冲击改性聚氨酯三防漆，其特征在于，所述聚硅氧烷的结构式为：
Figure FDA0002429277370000011
其中，R为甲基、乙基或苯基，所述聚硅氧烷中羟基的含量为4-8％。
3.根据权利要求1所述的耐冲击改性聚氨酯三防漆，其特征在于，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡；所述脂肪酸为大豆油酸、蓖麻油酸和棕榈油酸中的一种或几种；所述多元醇为季戊四醇、1,4-丁二醇和甘油中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的耐冲击改性聚氨酯三防漆，其特征在于，所述异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯和异氟尔酮二异氰酸酯中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的耐冲击改性聚氨酯三防漆，其特征在于，所述溶剂为溶剂油D20、溶剂油D30、溶剂油D40、溶剂油D60、异构烷烃E、异构烷烃G和异构烷烃H中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的耐冲击改性聚氨酯三防漆，其特征在于，所述催干剂为异辛酸钴、异辛酸锰、异辛酸钙、异辛酸锌和异辛酸稀土中的一种或几种；所述防结皮剂为甲乙酮肟、环己酮肟、丁醛肟和酚类防结皮剂中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的耐冲击改性聚氨酯三防漆，其特征在于，所述荧光指示剂为OB、OB-1、KSN、KCB和127中的一种或几种；所述杀菌剂为有机杀菌剂；所述助剂为有机硅类流平剂。
8.根据权利要求1-7任一项所述耐冲击改性聚氨酯三防漆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)有机硅改性聚氨酯树脂的制备：按比例称取脂肪酸、多元醇和溶剂加入到反应釜内，高速搅拌，升温，通入二氧化碳，回流2-4h后，降温至30-50℃；然后缓慢搅拌，加入催化剂，加速搅拌升温至10-120℃，缓慢滴加聚硅氧烷和用溶剂稀释后的异氰酸酯，异氰酸酯与溶剂按1:1稀释，滴加完毕后，快速搅拌0.5h，再升温至130-150℃，反应4-6h后，降温至60-80℃，加入余量溶剂，调节粘度为20000-40000cps，即得有机硅改性聚氨酯树脂；
(2)改性聚氨酯三防漆的制备：称取部分溶剂和荧光指示剂加入到反应釜内，高速搅拌至荧光指示剂完全溶解，降低搅拌速度；缓慢搅拌，依次加入经步骤(1)制备的有机硅改性聚氨酯树脂、催干剂、防结皮剂、杀菌剂和助剂，高速搅拌1-2小时后，加入余量溶剂，调节粘度至100-300cps，即得改性聚氨酯三防漆。
9.根据权利要求8所述耐冲击改性聚氨酯三防漆的制备方法，其特征在于，转速大于800转/分钟为高速，转速小于300转/分钟为低速。
10.根据权利要求8所述方法制备的耐冲击改性聚氨酯三防漆，其特征在于，所述三防漆可以直接用于喷涂、刷涂、浸涂工艺。
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