CN115895378A - 一种氟素离型涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及离型膜领域，具体公开了一种氟素离型涂料及其制备方法。氟素离型涂料，按重量百分比包括：氟素离型剂10～40%，改性微囊7～10%，交联剂0.2～5%，光引发剂Ⅰ0.1～2%，光引发剂Ⅱ0.1～2%，催化剂0.2～3%，余量为氟碳树脂；其中，改性微囊的制备原料按重量百分比包括：阿拉伯胶30～40%，聚苯乙烯12～18%，乙炔基双苯酐25～35%，乳化剂1～3%,余量为碳纤维粉。本申请的一种氟素离型涂料具有同时具备优秀的尺寸稳定性和离型性能的优点。

Description

一种氟素离型涂料及其制备方法

技术领域

本申请涉及离型膜领域，更具体地说，它涉及一种氟素离型涂料及其制备方法。

背景技术

离型膜是指表面具有分离性的薄膜，离型膜与特定的材料在有限的条件下接触后不具有粘性，或轻微的粘性，广泛应用于包装、电子、通信、机械等领域。离型膜通常是将离型涂料涂布于薄膜基材上，对于各种不同的有机压感胶可以表现出极轻且稳定的离型力。离型涂料包括硅离型涂料、氟素离型涂料等。

预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物，是制造复合材料的中间材料，将预浸料层叠在模具中，施加压力固结可形成轻质高强度复合层压板。在制备预浸料时，首先将树脂胶体和纤维均匀涂布在底层离型膜上，再覆上顶层离型膜，经加热使树脂胶体固化与纤维组合形成预浸料。

然而，在加热过程中，离型膜的尺寸易发生变化起皱，涂布在离型膜上的未固化的树脂胶体随着离型膜的褶皱延伸，当树脂胶体完全固化后，成品预浸料就会出现褶皱，褶皱缺陷会导致预浸料的力学性能下降，尤其是沿褶皱延伸方向的拉伸以及抗压性能，最终导致制成的复合层压板的强度下降。

发明内容

为了提高离型膜在受热过程中的尺寸稳定性，本申请提供一种氟素离型涂料及其制备方法。

本申请提供的一种氟素离型涂料及其制备方法采用如下的技术方案：

一种氟素离型涂料，按重量百分比，包括有以下组分：氟素离型剂10～40％，改性微囊7～10％，交联剂0.2～5％，光引发剂Ⅰ0.1～2％，光引发剂Ⅱ0.1～2％，催化剂0.2～3％，余量为氟碳树脂；

其中，按重量百分比，所述改性微囊的制备原料包括：阿拉伯胶30～40％，聚苯乙烯12～18％，乙炔基双苯酐25～35％，乳化剂1～3％,余量为碳纤维粉；

所述改性微囊的制备方法包括有以下步骤：

制备预混物：按乙炔基双苯酐与水为1:(3.5～3.9)的重量比，将乙炔基双苯酐加入到水中，搅拌使乙炔基双苯酐均匀分散在水中，再加入聚苯乙烯，搅拌使聚苯乙烯均匀分散在乙炔基双苯酐和水的混合体系中，获得预混物，采用醋酸将预混物的pH调节为弱酸性；

制备囊壁混合液：采用乙醇作为分散剂，按重量百分比，将阿拉伯胶、碳纤维粉、乳化剂混合，升温后进行反应，反应完后降温获得囊壁混合液；

制备改性微囊：在预混物中滴加囊壁混合液，滴加完毕后进行搅拌，之后升温进行反应并保温，保温完毕后再进行降温，获得微囊混合液，过滤后经去离子水水洗、干燥获得改性微囊。

通过采用上述技术方案，本申请通过向氟素离型涂料中添加改性微囊，改性微囊的囊壁的制备原料采用阿拉伯胶、碳纤维粉、乳化剂，这些原料经过混合后形成了较为致密、具有良好包裹性的囊壁，能够很好地将采用乙炔基双苯酐和聚苯乙烯复配制成的囊芯包裹在其内部，降低了乙炔基双苯酐和聚苯乙烯复配制成的囊芯在氟素离型涂料中产生团聚，进而对氟素离型涂料在受热过程中的尺寸稳定性造成不利影响。

根据实验结果显示，在受热过程中本申请的氟素离型涂料不仅保留了轻且稳定的离型性能，还具有优良尺寸稳定性。碳纤维粉具有良好的导热能力，在受热过程中，能够快速将热量传导至改性微囊的囊壁，随着温度的提升，囊壁受热发生分解，采用乙炔基双苯酐和聚苯乙烯复配制成的囊芯暴露出来，囊芯材料与氟素离型涂料基体之间构建形成交联网络结构，增加了氟素离型涂料基体之间的联结，改善在受热过程中氟素离型涂料基体中分子发生相对位置的变化，从而改善了氟素离型膜在受热过程中发生尺寸变化，提升了其尺寸稳定性。

可选的，所述氟素离型剂采用四氟乙烯-六氟丙烯共聚物，氟碳树脂采用含氟丙烯酸酯。

通过采用上述技术方案，采用上述分子量较小的氟素离型剂和氟碳树脂进行配合使用时，使得其混合物具有合适的粘度，有利于在涂布本申请的氟素离型涂料过程中对薄膜基材的充分润湿，从而有利于涂料涂布的均匀性。

可选的，所述改性微囊的粒径为0.05～0.1μm。

通过采用上述技术方案，上述粒径范围内的改性微囊合适，粒径越大改性微囊的比表面积就越小，会导致其吸热效果降低；而粒径越小，改性微囊的表面能则越高，容易产生团聚，分散性不好。

可选的，所述制备预混物的过程中，采用醋酸将预混物的pH值调节为5～6。

通过采用上述技术方案，采用醋酸将预混物的pH值调节至弱酸性，当在预混物中滴加囊壁混合液时，弱酸性的条件下更加有利于促进阿拉伯胶的聚合形成交联网络，更加有利于对囊芯材料进行包覆形成改性微囊。

可选的，所述制备改性微囊的过程中，滴加囊壁混合液时采用10～14滴/min的滴加速度匀速滴加。

通过采用上述技术方案，采用上述范围较慢的滴加速度，能够有利于每一滴囊壁混合液能够均匀分散在预混物中进行反应，有效促进反应。

可选的，所述制备改性微囊的过程中，水浴升温至60～80℃，保温时间为2～4h。

通过采用上述技术方案，设置合适的温度和时间进行反应，有利于促进反应的充分性。

第二方面，本申请提供一种上述氟素离型涂料的制备方法，采用如下的技术方案：

一种氟素离型涂料的制备方法，包括有以下步骤：

制备主胶A：将氟素离型剂与氟碳树脂混合均匀，过滤后得到主胶A；

制备主胶B：将主胶A、改性微囊、交联剂进行复配，得到主胶B；

制备氟素离型涂料：将主胶B与光引发剂Ⅰ、光引发剂Ⅱ进行复配，再加入催化剂搅拌，获得氟素离型涂料。

通过采用上述技术方案，能够制备出具有优良吸热功能的氟素离型涂料，而且该制备方法操作简单，实用性强。

可选的，所述混合和复配的方式均采用高速分散，转速为800～1000rpm，分散时间为10～30min。

通过采用上述技术方案，高速分散能够使得本申请的氟素离型涂料中的各组分之间能够分散混合得更加均匀，从而能够提升氟素离型涂料在涂布后的层面均匀性。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、本申请通过加入改性微囊，在受热过程中，随着温度的提升，囊壁受热发生分解，囊芯材料与氟素离型涂料基体之间构建形成交联网络结构，增加了氟素离型涂料基体之间的联结，改善在受热过程中氟素离型涂料基体中分子发生相对位置的变化，从而改善了氟素离型膜在受热过程中发生尺寸变化，提升了其尺寸稳定性；

2、本申请的制备方法，能够制备出具有优良离型性能和尺寸稳定性的氟素离型涂料，而且该制备方法操作简单，易于实现连续化生产，实用性强。

具体实施方式

以下对本申请作进一步详细说明。

原料介绍以下为实施例1～3和对比例1～4的原料：

表1氟素离型涂料的部分原料介绍

实施例

实施例1

一种氟素离型涂料，制备原料按重量百分比包括有以下组分：氟素离型剂10％，改性微囊7％，交联剂0.2％，光引发剂Ⅰ2％，光引发剂Ⅱ0.1％，催化剂3％，余量为氟碳树脂。其中，氟素离型剂采用四氟乙烯-六氟丙烯共聚物，氟碳树脂采用丙烯酸十二氟庚酯；改性微囊的制备原料按百分比包括有以下组分：阿拉伯胶30％，聚苯乙烯18％，乙炔基双苯酐25％，乳化剂3％,余量为碳纤维粉。其中，乳化剂采用十二烷基苯磺酸钠。

该氟素离型涂料的制备方法包括有以下步骤：

制备预混物：按乙炔基双苯酐与水为1:3.5的重量比，将乙炔基双苯酐加入到水搅拌器中，以3000rmin的转速搅拌10min，使乙炔基双苯酐均匀分散在水中，再加入聚苯乙烯，以3000rmin的转速搅拌10min，使聚苯乙烯均匀分散在乙炔基双苯酐和水的混合体系中，搅拌完成后用醋酸将预混物的pH值调节为6，获得预混物；

制备囊壁混合液：按阿拉伯胶与乙醇为1:2.5的重量比，将阿拉伯胶、碳纤维粉、乳化剂加入反应器中，升温至60℃进行反应，反应完后降温，获得囊壁混合液；

制备改性微囊：以12滴/min的滴加速度在预混物中匀速滴加囊壁混合液，滴加完毕后以2000rmin的转速搅拌30min，之后升温至70℃进行反应，并保温3h，保温完毕后再降至室温，获得微囊混合液，过滤后经去离子水水洗、干燥后获得改性微囊；

制备主胶A：将四氟乙烯-六氟丙烯共聚物与丙烯酸十二氟庚酯加入高速分散机中，以900rpm的转速分散20min，过滤后得到主胶A；

制备主胶B：将主胶A、改性微囊、交联剂混合，并以900rpm的转速分散20min，得到主胶B；

制备氟素离型涂料：将主胶B与光引发剂Ⅰ、光引发剂Ⅱ混合，以900rpm的转速分散20min，再加入催化剂搅拌20min，获得氟素离型涂料。

实施例2

一种氟素离型涂料，制备原料按重量百分比包括有以下组分：氟素离型剂40％，改性微囊10％，交联剂5％，光引发剂Ⅰ0.1％，光引发剂Ⅱ2％，催化剂0.2％，余量为氟碳树脂。其中，氟素离型剂采用四氟乙烯-六氟丙烯共聚物，氟碳树脂采用丙烯酸十二氟庚酯；改性微囊的制备原料按百分比包括有以下组分：阿拉伯胶40％，聚苯乙烯12％，乙炔基双苯酐35％，乳化剂1％,余量为碳纤维粉。其中，乳化剂采用十二烷基苯磺酸钠。

该氟素离型涂料的制备方法包括有以下步骤：

制备预混物：按乙炔基双苯酐与水为1:3.9的重量比，将乙炔基双苯酐加入到水搅拌器中，以3000rmin的转速搅拌10min，使乙炔基双苯酐均匀分散在水中，再加入聚苯乙烯，以3000rmin的转速搅拌10min，使聚苯乙烯均匀分散在乙炔基双苯酐和水的混合体系中，搅拌完成后用醋酸将预混物的pH值调节为6，获得预混物；

制备囊壁混合液：按阿拉伯胶与乙醇为1:2.5的重量比，将阿拉伯胶、碳纤维粉、乳化剂加入反应器中，升温至60℃进行反应，反应完后降温，获得囊壁混合液；

制备改性微囊：以12滴/min的滴加速度在预混物中匀速滴加囊壁混合液，滴加完毕后以2000rmin的转速搅拌30min，之后升温至70℃进行反应，并保温3h，保温完毕后再降至室温，获得微囊混合液，过滤后经去离子水水洗、干燥后获得改性微囊；

制备主胶A：将四氟乙烯-六氟丙烯共聚物与丙烯酸十二氟庚酯加入高速分散机中，以900rpm的转速分散20min，过滤后得到主胶A；

制备主胶B：将主胶A、改性微囊、交联剂混合，并以900rpm的转速分散20min，得到主胶B；

制备氟素离型涂料：将主胶B与光引发剂Ⅰ、光引发剂Ⅱ混合，以900rpm的转速分散20min，再加入催化剂搅拌20min，获得氟素离型涂料。

实施例3

一种氟素离型涂料，制备原料按重量百分比包括有以下组分：氟素离型剂25％，改性微囊8.5％，交联剂2.7％，光引发剂Ⅰ0.9％，光引发剂Ⅱ0.9％，催化剂1.6％，余量为氟碳树脂。其中，氟素离型剂采用四氟乙烯-六氟丙烯共聚物，氟碳树脂采用丙烯酸十二氟庚酯；改性微囊的制备原料按百分比包括有以下组分：阿拉伯胶35％，聚苯乙烯15％，乙炔基双苯酐30％，乳化剂2％,余量为碳纤维粉。其中，乳化剂采用十二烷基苯磺酸钠。

该氟素离型涂料的制备方法包括有以下步骤：

制备预混物：按乙炔基双苯酐与水为1:3.7的重量比，将乙炔基双苯酐加入到水搅拌器中，以3000rmin的转速搅拌10min，使乙炔基双苯酐均匀分散在水中，搅拌完成后用醋酸将预混物的pH值调节为6，获得预混物；

制备囊壁混合液：按阿拉伯胶与水为1:2.5的重量比，将阿拉伯胶、聚苯乙烯、碳纤维粉、加入反应器中，升温至60℃进行反应，反应完后降温，获得囊壁混合液；

制备改性微囊：以12滴/min的滴加速度在预混物中匀速滴加囊壁混合液，滴加完毕后以2000rmin的转速搅拌30min，之后升温至70℃进行反应，并保温3h，保温完毕后再降至室温，获得微囊混合液，过滤后经去离子水水洗、干燥后获得改性微囊；

制备主胶A：将四氟乙烯-六氟丙烯共聚物与丙烯酸十二氟庚酯加入高速分散机中，以900rpm的转速分散20min，过滤后得到主胶A；

制备主胶B：将主胶A、改性微囊、交联剂混合，并以900rpm的转速分散20min，得到主胶B；

制备氟素离型涂料：将主胶B与光引发剂Ⅰ、光引发剂Ⅱ混合，以900rpm的转速分散20min，再加入催化剂搅拌20min，获得氟素离型涂料。

对比例

对比例1

对比例1与实施例3的区别在于：制备氟素离型涂料的过程中不添加改性微囊，采用同等重量的氟碳树脂进行替换。

对比例2

对比例2与实施例3的区别在于：制备改性微囊的过程中不添加聚苯乙烯，采用同等重量的乙炔基双苯酐进行替换。

对比例3

对比例3与实施例3的区别在于：制备改性微囊的过程中不添加乙炔基双苯酐，采用同等重量的聚苯乙烯进行替换。

对比例4

对比例4与实施例3的区别在于：制备氟素离型涂料的过程中不添加改性微囊，采用与实施例3中同等重量的聚苯乙烯、乙炔基双苯酐进行替换。

性能检测

将各实施例1～3和对比例1～4制备的氟素离型涂料涂布于PI薄膜基材上，首先经440nm的UV灯、2mW/cm2的照射强度、300mJ/cm2的剂量、30秒照射时间固化，然后经259nm的UV灯、5mW/cm2的照射强度、500mJ/cm2的剂量、60秒照射时间固化，再进入80℃～130℃分段温度区域的烘箱内进行烘干固化1.5min，得到氟素离型膜样品。再对由各实施例1～3和对比例1～4制备的氟素离型涂料制得的氟素离型膜样品进行离型力、120d离型力、残余率以及尺寸稳定性的测试。

其中，离型力的测试方法为：将四维胶带MY-2G紧密贴覆于氟素离型膜的氟素离型涂料层，再使用拉力试验机以固定的剥离角度和剥离速度进行剥离测试；残余率为氟素离型膜在经过第一次剥离后，第二次剥离时的离型力与第一次剥离的离型力的比值；尺寸稳定性的测试方法为：将氟素离型膜样品裁成200mm×100mm的大小，将其放置在加热板上，加热板升温至200℃，60min后取出测量氟素离型膜样品的长度、宽度，计算出氟素离型膜样品的原始尺寸与其受热后的尺寸的差值，该差值与原始尺寸的比值为尺寸收缩率，尺寸收缩率越小，说明尺寸稳定性越好。

表2实施例1～3和对比例1～4的氟素离型膜的性能测试结果

根据表2记载的实验数据，由实施例3和对比例1可以看出，在受热过程中本申请的氟素离型涂料不仅保留了轻且稳定的离型性能，还具有优良尺寸稳定性。

由实施例3和对比例2～3对比可以看出，当改性微囊的制备原料中缺乏乙炔基双苯酐或是聚苯乙烯任一组分时，改性微囊在改善氟素离型涂料的尺寸稳定性方面未有改善，说明在受热过程中，随着温度的提升，囊壁受热发生分解，采用乙炔基双苯酐和聚苯乙烯复配制成的囊芯暴露出来，囊芯材料与氟素离型涂料基体之间构建形成交联网络结构，增加了氟素离型涂料基体之间的联结，改善在受热过程中氟素离型涂料基体中分子发生相对位置的变化，从而改善了氟素离型膜在受热过程中发生尺寸变化，提升了其尺寸稳定性。而仅添加乙炔基双苯酐或是聚苯乙烯中一种组分时，难以在氟素离型涂料基体之间构建形成交联网络结构。

由实施例3与对比例4对比可以看出，当不采用采用阿拉伯胶、碳纤维粉、乳化剂混合后形成致密、具有良好包裹性的囊壁将囊芯包裹在其内部，乙炔基双苯酐和聚苯乙烯复配在氟素离型膜的尺寸稳定性方面仅有小幅度的改善，分析其原因可能在于乙炔基双苯酐和聚苯乙烯分散在氟素离型涂料中时易产生团聚，氟素离型膜受热的过程中，难以形成交联结构。

上述具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本申请做出没有创造性贡献的修改，但均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种氟素离型涂料，其特征在于，按重量百分比，包括有以下组分：氟素离型剂10～40%，改性微囊7～10%，交联剂0.2～5%，光引发剂Ⅰ0.1～2%，光引发剂Ⅱ0.1～2%，催化剂0.2～3%，余量为氟碳树脂；

其中，按重量百分比，所述改性微囊的制备原料包括：阿拉伯胶30～40%，聚苯乙烯12～18%，乙炔基双苯酐25～35%，乳化剂1～3%,余量为碳纤维粉；

所述改性微囊的制备方法包括有以下步骤：

制备预混物：按乙炔基双苯酐与水为1:（3.5～3.9）的重量比，将乙炔基双苯酐加入到水中，搅拌使乙炔基双苯酐均匀分散在水中，再加入聚苯乙烯，搅拌使聚苯乙烯均匀分散在乙炔基双苯酐和水的混合体系中，获得预混物，采用醋酸将预混物的pH调节为弱酸性；

制备囊壁混合液：采用乙醇作为分散剂，按重量百分比，将阿拉伯胶、碳纤维粉、乳化剂混合，升温后进行反应，反应完后降温获得囊壁混合液；

制备改性微囊：在预混物中滴加囊壁混合液，滴加完毕后进行搅拌，之后升温进行反应并保温，保温完毕后再进行降温，获得微囊混合液，过滤后经去离子水水洗、干燥获得改性微囊。

2.根据权利要求1所述的氟素离型涂料，其特征在于：所述氟素离型剂采用四氟乙烯-六氟丙烯共聚物，氟碳树脂采用含氟丙烯酸酯。

3.根据权利要求1所述的氟素离型涂料，其特征在于：所述改性微囊的粒径为0.05～0.1μm。

4.根据权利要求1所述的氟素离型涂料，其特征在于：所述制备预混物的过程中，采用醋酸将预混物的pH值调节为5～6。

5.根据权利要求1所述的氟素离型涂料，其特征在于：所述制备改性微囊的过程中，滴加囊壁混合液时采用10～14滴/min的滴加速度匀速滴加。

6.根据权利要求1所述的氟素离型涂料，其特征在于：所述制备改性微囊的过程中，水浴升温至60～80℃，保温时间为2～4h。

7.一种权利要求1～6任意一项所述的氟素离型涂料的制备方法，其特征在于：包括有以下步骤：

制备主胶A：将氟素离型剂与氟碳树脂混合均匀，过滤后得到主胶A；

制备主胶B：将主胶A、改性微囊、交联剂进行复配，得到主胶B；

制备氟素离型涂料：将主胶B与光引发剂Ⅰ、光引发剂Ⅱ进行复配，再加入催化剂搅拌，获得氟素离型涂料。

8.根据权利要求7所述的氟素离型涂料的制备方法，其特征在于：所述混合和复配的方式均采用高速分散，转速为800～1000rpm，分散时间为10～30min。