CN113072854A - 一种氟改性环氧树脂复合涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种氟改性环氧树脂复合涂料及其制备方法，包括按重量份数计的如下组分：环氧树脂100份、含氟改性剂2.5～20份、固化剂25～30份、溶剂30～50份，其中，含氟改性剂由甲基丙烯酸2‑(四氟‑2(全氟丙氧基)丙酰基)乙基酯、固化剂及叔丁醇钾按照摩尔比为1：1.5～2:0.5～1的比例混合，抽真空并通氮气后搅拌，升温至50℃～60℃反应24～28h后得到。本发明所述的氟改性环氧树脂复合涂料，通过将含氟基团引入环氧树脂以此来提高表面性能及耐腐蚀性，满足对电子涂布液的更高要求。
Description
技术领域
本发明属于合成树脂技术领域，尤其是涉及一种氟改性环氧树脂复合涂料及其制备方法。
背景技术
电子设备组装完成后，元件及线路板在使用中因环境的温度、湿度、污染性气体以及尘埃等作用，其表面会形成一层薄液膜而发生电化学腐蚀。环氧树脂因其尺寸稳定性好，粘接性强，同时具备良好的耐化学性且成本低廉易加工等被广泛应用于PCB板中。
然而，传统的环氧树脂已不能满足现今高技术领域对PCB板涂层高疏水性，高热稳定性及耐腐蚀性等的要求。为满足电子材料的更高要求，需要对环氧树脂进行改，以提高环氧树脂表面性能，提高疏水性、耐腐蚀性、耐热性。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提出了一种氟改性环氧树脂复合涂料，通过将含氟基团引入环氧树脂以此来提高表面性能及耐腐蚀性，以满足对电子涂布液的更高要求，同时提供一种氟改性环氧树脂复合涂料的制备方法，该方法步骤紧凑、容易控制、产品质量稳定，生产效率高，易产业化。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种氟改性环氧树脂复合涂料，包括按重量份数计的如下组分：环氧树脂100份、含氟改性剂2.5～20份、固化剂25～30份、溶剂30～50份。
进一步的，所述环氧树脂为脂肪族二醇二缩水甘油醚、多醚二醇二缩水甘油醚、多醚三醇三缩水甘油醚、多醚四醇四缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、双酚S二缩水甘油醚、双酚AD二缩水甘油醚、双酚芴二缩水甘油醚、四甲基双酚F二缩水甘油醚、四甲基双酚A二缩水甘油醚、四甲基双酚S二缩水甘油醚、四甲基双酚AD二缩水甘油醚中的一种或多种。
进一步的，所述含氟改性剂通过以下步骤制备：
(1)将甲基丙烯酸羟乙酯和三乙胺混合搅拌，并向其中缓慢滴加全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物；其中全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物、甲基丙烯酸羟乙酯和三乙胺三者投料摩尔比为1:1.5～2:1.2～1.5；
(2)滴加完毕后，升温至40℃-60℃反应5-6h；
(3)反应结束待冷却至室温后，去离子水洗涤至中上层液体澄清后，对液体进行分液，静置分层后，取下层液体，得到甲基丙烯酸2-(四氟-2(全氟丙氧基)丙酰基)乙基酯；
(4)将甲基丙烯酸2-(四氟-2(全氟丙氧基)丙酰基)乙基酯、固化剂及叔丁醇钾按照摩尔比为1：1.5～2:0.5～1依次加入到容器中，抽真空并通氮气后搅拌，升温至50℃～60℃反应24～28h，反应结束后待温度降至室温后得到所述含氟改性剂。
进一步的，所述固化剂为聚醚胺、二乙烯三胺、乙二胺、间二甲苯二胺、KH792、KH550中的一种或多种。
进一步的，所述溶剂为乙醇、丙酮、乙醚中的一种或多种。
一种氟改性环氧树脂复合涂料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将甲基丙烯酸羟乙酯和三乙胺混合搅拌，并向其中缓慢滴加全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物；其中全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物、甲基丙烯酸羟乙酯和三乙胺三者投料摩尔比为1:1.5～2:1.2～1.5；
(2)滴加完毕后，升温至40℃-60℃反应5-6h；
(3)反应结束待冷却至室温后，去离子水洗涤至中上层液体澄清后，对液体进行分液，静置分层后，取下层液体，得到甲基丙烯酸2-(四氟-2(全氟丙氧基)丙酰基)乙基酯；
(4)将甲基丙烯酸2-(四氟-2(全氟丙氧基)丙酰基)乙基酯、固化剂及叔丁醇钾按照摩尔比为1：1.5～2:0.5～1依次加入到容器中，抽真空并通氮气后搅拌，升温至50℃～60℃反应24～28h，反应结束后待温度降至室温后得到含氟改性剂；
(5)取按重量份数计的：环氧树脂100份、含氟改性剂2.5～20份、固化剂25～30份、溶剂30～50份；
(6)将环氧树脂和含氟改性剂加入到溶剂中，混合均匀后，在搅拌的条件下加入固化剂，得到氟改性环氧树脂复合涂料的混合液；
(7)将氟改性环氧树脂复合涂料的混合液涂覆于载体上，加热固化，得到氟改性环氧树脂复合涂料的涂层。
进一步的，所述步骤(7)中的加热固化条件为：在120～150℃固化0.5～1h。
进一步的，所述步骤(7)中的载体为铜板、铝板、铁板中的一种或多种。
相对于现有技术，本发明所述的氟改性环氧树脂复合涂料及其制备方法具有以下优势：
(1)本发明所述的氟改性环氧树脂复合涂料配方独特，固化后得到的涂层静态水接触角提高了12～25°，耐热性得到了显著改善；其耐腐蚀性相比纯环氧树脂涂层也有很大提高；
(2)本发明所述的氟改性环氧树脂复合涂料的制备方法步骤紧凑、容易控制、产品质量稳定，生产效率高，易产业化。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
1.制备含氟改性剂：
(1)将甲基丙烯酸羟乙酯和三乙胺混合搅拌，并向其中缓慢滴加全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物；其中全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物、甲基丙烯酸羟乙酯和三乙胺三者投料摩尔比为1:1.5～2:1.2～1.5；
(2)滴加完毕后，升温至40℃-60℃反应5-6h；
(3)反应结束待冷却至室温后，去离子水洗涤至中上层液体澄清后，对液体进行分液，静置分层后，取下层液体，得到甲基丙烯酸2-(四氟-2(全氟丙氧基)丙酰基)乙基酯；
(4)将甲基丙烯酸2-(四氟-2(全氟丙氧基)丙酰基)乙基酯、聚醚胺及叔丁醇钾按照摩尔比为1：2:1的比例，依次加入到烧瓶中，抽真空并通氮气后搅拌，升温至60℃反应24h，反应结束后待温度降至室温后得到所述含氟改性剂。
2.制备氟改性环氧树脂复合涂料：
(1)取按重量份数计的：双酚F型环氧树脂100份、含氟改性剂8份、聚醚胺25份、丙酮36份；
(2)将双酚F型环氧树脂和含氟改性剂加入到丙酮中，混合均匀后，在搅拌的条件下加入聚醚胺，得到氟改性环氧树脂复合涂料的混合液；
(3)将氟改性环氧树脂复合涂料的混合液加入到气动喷枪，喷涂在打磨好的载体金属板表面，室温放置10min，130℃固化40min，待冷却至室温后，在金属载体板表面得到所述氟改性环氧树脂复合涂料的涂层。
实施例2
1.制备含氟改性剂：
(1)将甲基丙烯酸羟乙酯和三乙胺混合搅拌，并向其中缓慢滴加全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物；其中全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物、甲基丙烯酸羟乙酯和三乙胺三者投料摩尔比为1:1.5～2:1.2～1.5；
(2)滴加完毕后，升温至40℃-60℃反应5-6h；
(3)反应结束待冷却至室温后，去离子水洗涤至中上层液体澄清后，对液体进行分液，静置分层后，取下层液体，得到甲基丙烯酸2-(四氟-2(全氟丙氧基)丙酰基)乙基酯；
(4)将甲基丙烯酸2-(四氟-2(全氟丙氧基)丙酰基)乙基酯、二乙烯三胺及叔丁醇钾按照摩尔比为1：1.8:0.7的比例，依次加入到烧瓶中，抽真空并通氮气后搅拌，升温至60℃反应24h，反应结束后待温度降至室温后得到所述含氟改性剂。
2.制备氟改性环氧树脂复合涂料：
(1)取按重量份数计的：双酚A型环氧树脂100份、含氟改性剂8份、二乙烯三胺25份、丙酮36份；
(2)将双酚A型环氧树脂和含氟改性剂加入到丙酮中，混合均匀后，在搅拌的条件下加入二乙烯三胺，得到氟改性环氧树脂复合涂料的混合液；
(3)将氟改性环氧树脂复合涂料的混合液加入到气动喷枪，喷涂在打磨好的载体金属板表面，室温放置10min，130℃固化40min，待冷却至室温后，在金属载体板表面得到所述氟改性环氧树脂复合涂料的涂层。
实施例3
1.制备含氟改性剂：
(1)将甲基丙烯酸羟乙酯和三乙胺混合搅拌，并向其中缓慢滴加全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物；其中全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物、甲基丙烯酸羟乙酯和三乙胺三者投料摩尔比为1:1.5～2:1.2～1.5；
(2)滴加完毕后，升温至40℃-60℃反应5-6h；
(3)反应结束待冷却至室温后，去离子水洗涤至中上层液体澄清后，对液体进行分液，静置分层后，取下层液体，得到甲基丙烯酸2-(四氟-2(全氟丙氧基)丙酰基)乙基酯；
(4)将甲基丙烯酸2-(四氟-2(全氟丙氧基)丙酰基)乙基酯、KH550及叔丁醇钾按照摩尔比为1：2:1的比例，依次加入到烧瓶中，抽真空并通氮气后搅拌，升温至60℃反应24h，反应结束后待温度降至室温后得到所述含氟改性剂。
2.制备氟改性环氧树脂复合涂料：
(1)取按重量份数计的：双酚A型环氧树脂100份、含氟改性剂8份、KH550 25份、乙醇36份；
(2)将双酚A型环氧树脂和含氟改性剂加入到乙醇中，混合均匀后，在搅拌的条件下加入KH550，得到氟改性环氧树脂复合涂料的混合液；
(3)将氟改性环氧树脂复合涂料的混合液加入到气动喷枪，喷涂在打磨好的载体金属板表面，室温放置10min，150℃固化0.5min，待冷却至室温后，在金属载体板表面得到所述氟改性环氧树脂复合涂料的涂层。
对比例1
取双酚A型环氧树脂100份，聚醚胺33份，置于放有36份丙酮的250ml锥形瓶中搅拌，得到均匀混合物。将混合物加入气动喷枪中，喷涂在打磨好的金属载体板表面，室温放置10min，然后按120℃固化0.5h，最后待冷却至室温后，在金属载体板表面得到复合材料涂层样品。
对比例2
取双酚A型环氧树脂100份，二乙烯三胺33份，置于放有36份丙酮的250ml锥形瓶中搅拌，得到均匀混合物。将混合物加入气动喷枪中，喷涂在打磨好的金属载体板表面，室温放置10min，然后按150℃固化0.5h，最后待冷却至室温后，在金属载体板表面得到复合材料涂层样品。
性能测试
对实施例1～3，对比例1和2进行接触角、耐盐雾腐蚀性能、热稳定性能测试，结果如表1所示。
表1
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 |
| 接触角(°) | 98.7 | 105.3 | 108.2 | 80 | 84 |
| 耐盐雾腐蚀时间(h) | 13 | 15 | 18 | 4 | 5 |
| 热分解5％温度(℃) | 343 | 349 | 347 | 339 | 332 |
| 最大热分解温度(℃) | 368 | 369 | 372 | 369 | 363 |
由表1可知，实施例1到3得到的氟改性环氧树脂复合涂料的涂层综合性能优异，其耐腐蚀性能得到了显著改善；涂层疏水性及热稳定性能相比纯环氧树脂涂层也有较大提高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种氟改性环氧树脂复合涂料，其特征在于：包括按重量份数计的如下组分：环氧树脂100份、含氟改性剂2.5～20份、固化剂25～30份、溶剂30～50份。
2.根据权利要求1所述的氟改性环氧树脂复合涂料，其特征在于：所述环氧树脂为脂肪族二醇二缩水甘油醚、多醚二醇二缩水甘油醚、多醚三醇三缩水甘油醚、多醚四醇四缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、双酚S二缩水甘油醚、双酚AD二缩水甘油醚、双酚芴二缩水甘油醚、四甲基双酚F二缩水甘油醚、四甲基双酚A二缩水甘油醚、四甲基双酚S二缩水甘油醚、四甲基双酚AD二缩水甘油醚中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的氟改性环氧树脂复合涂料，其特征在于：所述含氟改性剂通过以下步骤制备：
(1)将甲基丙烯酸羟乙酯和三乙胺混合搅拌，并向其中缓慢滴加全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物；其中全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物、甲基丙烯酸羟乙酯和三乙胺三者投料摩尔比为1:1.5～2:1.2～1.5；
(2)滴加完毕后，升温至40℃-60℃反应5-6h；
(3)反应结束待冷却至室温后，去离子水洗涤至中上层液体澄清后，对液体进行分液，静置分层后，取下层液体，得到甲基丙烯酸2-(四氟-2(全氟丙氧基)丙酰基)乙基酯；
(4)将甲基丙烯酸2-(四氟-2(全氟丙氧基)丙酰基)乙基酯、固化剂及叔丁醇钾按照摩尔比为1：1.5～2:0.5～1依次加入到容器中，抽真空并通氮气后搅拌，升温至50℃～60℃反应24～28h，反应结束后待温度降至室温后得到所述含氟改性剂。
4.根据权利要求1所述的氟改性环氧树脂复合涂料，其特征在于：所述固化剂为聚醚胺、二乙烯三胺、乙二胺、间二甲苯二胺、KH792、KH550中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的氟改性环氧树脂复合涂料，其特征在于：所述溶剂为乙醇、丙酮、乙醚中的一种或多种。
6.一种氟改性环氧树脂复合涂料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将甲基丙烯酸羟乙酯和三乙胺混合搅拌，并向其中缓慢滴加全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物；其中全氟(2-甲基-3-氧杂己基)氟化物、甲基丙烯酸羟乙酯和三乙胺三者投料摩尔比为1:1.5～2:1.2～1.5；
(2)滴加完毕后，升温至40℃-60℃反应5-6h；
(3)反应结束待冷却至室温后，去离子水洗涤至中上层液体澄清后，对液体进行分液，静置分层后，取下层液体，得到甲基丙烯酸2-(四氟-2(全氟丙氧基)丙酰基)乙基酯；
(4)将甲基丙烯酸2-(四氟-2(全氟丙氧基)丙酰基)乙基酯、固化剂及叔丁醇钾按照摩尔比为1：1.5～2:0.5～1依次加入到容器中，抽真空并通氮气后搅拌，升温至50℃～60℃反应24～28h，反应结束后待温度降至室温后得到含氟改性剂；
(5)取按重量份数计的：环氧树脂100份、含氟改性剂2.5～20份、固化剂25～30份、溶剂30～50份；
(6)将环氧树脂和含氟改性剂加入到溶剂中，混合均匀后，在搅拌的条件下加入固化剂，得到氟改性环氧树脂复合涂料的混合液；
(7)将氟改性环氧树脂复合涂料的混合液涂覆于载体上，加热固化，得到氟改性环氧树脂复合涂料的涂层。
7.根据权利要求6所述的氟改性环氧树脂复合涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤(7)中的加热固化条件为：在120～150℃固化0.5～1h。
8.根据权利要求6所述的氟改性环氧树脂复合涂料的制备方法，其特征在于：所述步骤(7)中的载体为铜板、铝板、铁板中的一种或多种。
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| CN202110343497.7A CN113072854A (zh) | 2021-03-30 | 2021-03-30 | 一种氟改性环氧树脂复合涂料及其制备方法 |
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| JPH0225439A (ja) * | 1988-07-15 | 1990-01-26 | Tokuyama Soda Co Ltd | 含フッ素エーテル化合物の製造方法 |
| CN105602411A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-05-25 | 厦门大学 | 一种含氟疏水涂层材料及其制备方法 |
| CN110922862A (zh) * | 2019-12-18 | 2020-03-27 | 湖南科技大学 | 一种纳米SiO2/改性环氧树脂超疏水涂层材料的制备方法 |
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2021
- 2021-03-30 CN CN202110343497.7A patent/CN113072854A/zh active Pending
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