CN115651498A - 一种新型的环保水性三防漆及其制备方法与施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水性涂料技术领域，具体公开了一种新型的环保水性三防漆。该新型的环保水性三防漆由42.0～54.0％的水性丙烯酸改性环氧酯，1.2～2.4％的中和剂，1.0～2.0％的水性催干剂，5.2～8.8％的助溶剂，0.1～0.3％的分散剂，0.2～0.4％的高效抗油润湿剂，0.5～1.5％的防闪锈剂，2.0～4.0％的环氧磷酸酯类附着力促进剂，1.5～2.5％的荧光指示剂，0.1～0.5％的防霉剂，0.1～0.5％的杀菌剂，0.2～0.8％的流平剂，24.0～32.0％的水以及4.8～7.4％的其它组分组成，其中各组分的重量百分比之和为百分之百。该新型的环保水性三防漆具有健康环保、贮存稳定性好的特点，且产品附着力强、防腐蚀性能优异。本发明还提供了所述新型的环保水性三防漆的制备方法及施工工艺。
Description
技术领域
本发明属于水性涂料技术领域，具体涉及一种新型的环保水性三防漆及其制备方法与施工工艺。
背景技术
三防漆是一种特殊功能涂料，涂覆于电路板的表面，形成一层轻薄致密、坚韧绝缘的保护层，用于电路板的防护，使其免受环境的侵蚀。三防漆也叫PCB电子线路板保护油、防护油、电子防水胶、线路板披覆油、电路板防潮漆、三防涂料、绝缘漆、防腐蚀漆、防盐雾漆、防尘漆、保护漆、披覆漆、三防胶等。日常应用中三防漆基本的作用是具有“防水、防潮、防尘”这三防的特性，另外兼有耐冷热冲击、耐老化、耐辐射、耐盐雾、耐臭氧腐蚀、耐振动、柔韧性好、附着力强等性能。
根据溶剂类型的不同，目前市场上的三防漆一般分为三种类型：溶剂型三防漆、UV固化型三防漆和水性三防漆。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，含有可挥发性有机物(VOCs)，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；UV固化型三防漆解决了溶剂型产品环保性的问题，但UV光固化需要专用光固化设备，光照不到的地方及黑色类型产品固化不完全，UV光对眼睛或皮肤容易造成损害；水性三防漆因其以水为稀释剂，具有极高的安全性和环保性，不易燃易爆，无刺激性气味且对人体无害，在线路板防腐领域越来越受到企业和公众的欢迎。
现有的水性三防漆主要有水性丙烯酸漆、水性环氧漆与水性聚氨酯漆。水性丙烯酸漆耐磨及耐化学性能较差，易出现热黏冷脆等现象；水性环氧漆应力较大，易开裂变形。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，是当前电子制造业中应用较为广泛的水性三防漆类型。然而，水性聚氨酯三防漆在附着力方面有等提升，经常存在附着力不达标、漆膜易脱落的情况；在耐盐雾方面性能较弱，容易出现电子线路板表面金属灯脚位置生锈或腐蚀的现象。因此，开发一款比水性聚氨酯漆附着力更强、防腐蚀性能更优异的水性三防漆，是涂料研究工作者与电子线路板防护专家当前研究的一个热点与难点问题。
本发明就是基于这种情况做出的。
发明内容
本发明的目的针对现有技术中水性三防漆存在的短板，提供一种以水性丙烯酸改性环氧酯为主要成膜物质，搭配适当剂量的催干剂，通过自干与氧化交联两种方式干燥成膜的新型的环保水性三防漆；该新型的环保水性三防漆具有健康环保、贮存稳定性好的特点，且附着力强、防腐蚀性能优异。本发明的另一个目的是提供所述新型的环保水性三防漆的制备方法与施工工艺。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种新型的环保水性三防漆，由以下重量百分比的组分组成：
其中各组分的重量百分比之和为百分之百。
本发明中，所用树脂为水性丙烯酸改性环氧酯。所述水性丙烯酸改性环氧酯为吉力水性新材料科技(珠海)有限公司提供的12010水性树脂。这是一款高固含(固含量为68％±2％)、棕黄色粘稠状水性丙烯酸改性环氧酯树脂，具有光泽高、透明度好、干燥速度快、初期耐水性与实干耐水性优异、硬度高、防闪锈与防盐雾性能强、对PCB板与镀锌板等特殊基材的附着力极佳等优点。
本发明中，所述中和剂为二甲基乙醇胺。
本发明中，所述水性催干剂为金色摇篮新材料股份公司提供的GAK-003催干剂。
本发明中，所述助溶剂为乙二醇单丁醚与混合二价酸酯的按照重量比(0.60～0.90):1混合而成。
本发明配方中按一定重量比例混合助溶剂，既体现了两种助溶剂各自的性能，又具有较好复配协同效果。乙二醇单丁醚对水溶性树脂具有较高的溶解力，可提升水性三防漆在施工时的漆液的流平性，延长涂料湿膜的表面开放时间，有助于漆膜中气泡的扩散与消失；DBE是由三种二价酸酯组成的混合物，即是由琥珀酸(丁二酸)二甲酯CH3OOC(CH2)2COOCH3、戊二酸二甲酯CH3OOC(CH2)3COOCH3和已二酸二甲酯CH3OOC(CH2)4COOCH3三种良好环境溶剂的组合，这种独特的构成使其成为一种是无毒、无色透明的液体，具有极强的溶解力与相溶性；可改善漆膜的流平性，增强光泽；沸点宽、馏程长，可调节溶剂的挥发速率；无毒低味，使用安全。
本发明中，所述分散剂为高分子聚合物型分散剂，进一步地，优选美国湛新的高分子量分散剂Additol VXW 6208/60。
本发明中，所述高效抗油润湿剂为广州赛诺环保材料有限公司提供的SN-1070抗油润湿剂。
SN-1070是一种非硅聚合物型抗油剂，对消泡剂及脱模剂、底材表面油污等引致的油窝缩孔有特效，能强烈降低体系表面张力，从而提供很强的基材润湿和抗污染能力，在绝大多数污染环境里提供可靠的润湿流平效果，且不影响重涂性。
本发明中，所述防闪锈剂为海明斯(德谦)提供的防闪锈剂FA-179。
本发明中，所述环氧磷酸酯类附着力促进剂为广东顺德盈固化工科技有限公司提供的EP 805附着力促进剂。
本发明中，所述荧光指示剂为中山蓝海洋水性涂料有限公司自制的水性荧光指示剂。该水性荧光指示剂是以巴斯夫新材料有限公司提供的固体荧光增白剂CBS-X为溶质，高速分散于水中形成的浓度为2％的均匀稳定的荧光指示液。
本发明中，所述防霉剂为联固精细化学有限公司提供的FUNGIPO-351防霉剂。
本发明中，所述杀菌剂为THOR英国托尔提供的水性杀菌剂ACTICIDE EW-PASTE。
本发明中，所述流平剂为TEGO Glide 450流平剂。
本发明中，所述新型的环保水性三防漆的制备方法，包括以下步骤：
a.在分散缸中按配方中的重量百分比依次加入水性丙烯酸改性环氧酯树脂、中和剂、水性催干剂、助溶剂、分散剂、高效抗油润湿剂、防闪锈剂、环氧磷酸酯类附着力促进剂、荧光指示剂、防霉剂、杀菌剂、流平剂、水及其它组份，高速分散30～40min，所述高速分散的速度为1200～1500r/min。
b.取样检测成品粘度，若成品粘度为30～50s时，即可。
本发明还提供了所述新型的环保水性三防漆的施工工艺，其包括以下处理步骤：
1)底材的施工及其表面处理
涂装前清除板面污渍，保证无尘清洁干燥，若涂装底材为PCB板或LED显示屏等电子线路主板，板的正面与背面都需要涂装；
2)漆膜的涂装
根据施工条件，选择适宜的涂装方式(如：喷涂、浸涂、刷涂、淋涂等)进行施工，也可使用专门的三防漆机来进行涂装施工，施工时，漆膜的干膜厚度控制在20～40微米；
3)漆膜的养护与干燥
对于喷涂、刷涂或浸涂施工的漆膜，在常温条件下干燥3～4h或80℃条件下干燥1～1.5h后，即进行涂装工件的包装；
对于用三防漆机来进行涂装的漆膜，将烘道的温度设置为80℃，涂料湿膜通过烘道的时间设置为5～10min；漆膜从烘道出来之后，常温放置条件下干燥2～3h，即可进行涂装工件的包装。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1)本发明的产品挥发性有机化合物(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；
2)本发明的产品具有附着力强，漆膜硬度高的特点；
3)本发明制备的产品耐击穿电压、介电常数与体积电阻率等性能均达到指标要求；
4)产品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，产品的防霉菌性能符合GB/T 1741-2007指标要求，检验结果合格；
5)产品贮存稳定性好，健康环保，施工方便，以优异的环保性能全面替代油性三防漆，并以优异的综合性能取代当前市面上通用的水性三防漆，广泛应用于PCB板或LED显示屏待封装主板的表面涂装。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。
本实施例一种新型的环保水性三防漆，由以下重量百分比的组分组成：
其中各组分的重量百分比之和为百分之百。
本具体实施例，按照上述配方占比，设置了5个具体实施例来制备本发明所述的新型的环保水性三防漆，实施例1～5的配方组成见表1，其中原料以质量百分比(％)计：
表1新型的环保水性三防漆的配方(单位：％)
表1中，所述水性丙烯酸改性环氧酯为吉力水性新材料科技(珠海)有限公司提供的12010水性树脂；所述中和剂为二甲基乙醇胺；所述水性催干剂为金色摇篮新材料股份公司提供的GAK-003催干剂；所述分散剂为美国湛新的高分子量分散剂Additol VXW 6208/60；所述高效抗油润湿剂为广州赛诺环保材料有限公司提供的SN-1070抗油润湿剂；所述防闪锈剂为海明斯(德谦)提供的防闪锈剂FA-179；所述环氧磷酸酯类附着力促进剂为广东顺德盈固化工科技有限公司提供的EP 805附着力促进剂；所述荧光指示剂为中山蓝海洋水性涂料有限公司自制的水性荧光指示剂；所述防霉剂为联固精细化学有限公司提供的FUNGIPO-351防霉剂；所述杀菌剂为THOR英国托尔提供的水性杀菌剂ACTICIDE EW-PASTE；所述流平剂为TEGO Glide 450流平剂。
根据表1实施例1～5中的原料配方，按照如下所述的一种新型的环保水性三防漆的制备方法制备出实施例1～5所示的新型的环保水性三防漆的产品。
本实施例中，一种新型的环保水性三防漆的制备方法，包括以下步骤：
a.在分散缸中按配方中的重量百分比依次加入水性丙烯酸改性环氧酯树脂、中和剂、水性催干剂、助溶剂、分散剂、高效抗油润湿剂、防闪锈剂、环氧磷酸酯类附着力促进剂、荧光指示剂、防霉剂、杀菌剂、流平剂、水及其它组份，高速分散30～40min，所述高速分散的速度为1200～1500r/min。
b.取样检测成品粘度，若成品粘度为30～50s时，即可。
将实施例1～5制备的新型的环保水性三防漆的产品与市售同类产品，按如下施工工艺进行涂装，以备后续性能检测：
1)底材的施工及其表面处理：涂装前清除板面污渍，保证无尘清洁干燥；
2)漆膜的涂装：选择喷涂的方式进行，漆膜的干膜厚度，控制在20～40微米；
3)漆膜的养护与干燥：在80℃条件下干燥1～1.5h，即可。
性能测试
将本发明实施例1～5制备的新型的环保水性三防漆的产品与市售同类产品按照上述施工工艺进行涂装后，将处理好的漆膜进行性能检测，其主要性能指标的检验结果如表2所示。
表2检验结果
由表2的检测结果可知，本实施例制备的新型的环保水性三防漆的产品附着力强，漆膜硬度高，耐击穿电压、介电常数与体积电阻率等性能，均达标指标要求。
产品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，产品的防霉菌性能符合GB/T 1741-2007指标要求，检验结果合格。
本发明产品挥发性有机化合物(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。产品贮存稳定性好，健康环保，施工方便，将以优异的环保性能全面替代油性三防漆，并以优异的综合性能取代当前市面上通用的水性三防漆，广泛应用于PCB板或LED显示屏待封装主板的表面涂装。
Claims (10)
1.一种新型的环保水性三防漆，其特征在于由以下重量百分比的组分组成：
其中各组分的重量百分比之和为百分之百。
2.根据权利要求1所述的新型的环保水性三防漆，其特征在于：所述水性丙烯酸改性环氧酯为吉力水性新材料科技(珠海)有限公司提供的12010水性树脂。
3.根据权利要求1所述的新型的环保水性三防漆，其特征在于：所述水性催干剂为金色摇篮新材料股份公司提供的GAK-003催干剂。
4.根据权利要求1所述的新型的环保水性三防漆，其特征在于：所述助溶剂为乙二醇单丁醚与混合二价酸酯的按照重量比(0.60～0.90):1混合而成。
5.根据权利要求1所述的新型的环保水性三防漆，其特征在于：所述分散剂为高分子聚合物型分散剂。
6.根据权利要求1所述的新型的环保水性三防漆，其特征在于：所述荧光指示剂是以巴斯夫新材料有限公司提供的固体荧光增白剂CBS-X为溶质，高速分散于水中形成的浓度为2％的均匀稳定的荧光指示液。
7.根据权利要求1所述的新型的环保水性三防漆，其特征在于：所述防霉剂为联固精细化学有限公司提供的FUNGIPO-351防霉剂；所述杀菌剂为THOR英国托尔提供的水性杀菌剂ACTICIDE EW-PASTE。
8.一种权利要求1-7任一项所述的新型的环保水性三防漆的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
a.在分散缸中按配方中的重量百分比依次加入水性丙烯酸改性环氧酯树脂、中和剂、水性催干剂、助溶剂、分散剂、高效抗油润湿剂、防闪锈剂、环氧磷酸酯类附着力促进剂、荧光指示剂、防霉剂、杀菌剂、流平剂、水及其它组份，高速分散30～40min，所述高速分散的速度为1200～1500r/min。
b.取样检测成品粘度达到30～50s，即可。
9.一种权利要求1-7任一项所述的新型的环保水性三防漆的施工工艺，其特征在于包括以下处理步骤：
1)底材的施工及其表面处理
涂装前清除板面污渍，保证无尘清洁干燥；
2)漆膜的涂装
根据施工条件，选择适宜的涂装方式进行施工，也可使用专门的三防漆机来进行涂装施工，施工时，漆膜的干膜厚度控制在20～40微米；
3)漆膜的养护与干燥
对于喷涂、刷涂或浸涂施工的漆膜，在常温条件下干燥3～4h或80℃条件下干燥1～1.5h后，即进行涂装工件的包装；
对于用三防漆机来进行涂装的漆膜，将烘道的温度设置为80℃，涂料湿膜通过烘道的时间设置为5～10min；漆膜从烘道出来之后，常温放置条件下干燥2～3h，即可进行涂装工件的包装。
10.根据权利要求9所述的新型的环保水性三防漆的施工工艺，其特征在于：若涂装底材为PCB板或LED显示屏等电子线路主板，板的正面与背面都需要涂装。
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