CN117925153A - 一种高附着型uv湿气双固化三防漆及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光固化领域,特别涉及一种高附着型UV湿气双固化三防漆及其制备方法。所述一种高附着型UV湿气双固化三防漆包括改性双固化树脂、聚氨酯丙烯酸酯、活性稀释剂、自由基型光引发剂、第一阻聚剂和助剂;所述改性双固化树脂的反应原料包括含有三个异氰酸酯基团的三嗪类含氮杂环有机化合物、含羟基丙烯酸衍生物和双端羟基氢化聚丁二烯;所述聚氨酯丙烯酸酯反应原料包括单异氰酸酯单体和二元醇,二元醇包括聚醚二元醇和/或聚酯二元醇。该高附着型UV湿气双固化三防漆通过将改性双固化树脂和聚氨酯丙烯酸树脂复配,具有附着力强、耐盐雾性能好、柔韧性高等特点,具有很高的应用价值。
Description
技术领域
本发明属于光固化领域,特别涉及一种高附着型UV湿气双固化三防漆。
背景技术
三防漆广泛应用于电子电气设备线路板的防腐保护,包括智能家电、汽车电子、电源/变频、智能工控、军工船舶、户外精密设备等领域。传统的商业化三防漆是涂覆在线路板表面,其中的溶剂挥发后形成一层保护膜,以防止线路板遭受外界环境(如潮湿、霉菌、盐雾、高尘、震动、腐蚀性气体等)的腐蚀。然而,随着国家对绿色发展的全面推行以及对生产制造中环保问题的日益重视,市售的溶剂型三防漆虽然具有一定的成本优势,却已无法满足社会发展的需求。
光固化三防漆利用光引发化学活性的液态光固化材料快速聚合交联,瞬间固化成膜。这项技术具有快速固化、低能耗、高效率和绿色环保等优点。例如,在专利CN 110698974A中,公开了一种低气味UV固化三防漆组合物。该发明通过光引发剂的羟基与异氰酸酯基反应,在预聚物大分子侧链接枝小分子的光引发剂,即降低涂膜气味又增加光引发剂的引发效果,使固化施工过程后成品气味低、绿色、环保。然而,现有的光固化技术在实际应用中仍然存在一些问题,例如由于光可能无法辐照到插件遮挡产生的阴影区域,导致该部分漆膜无法完全固化的问题。当采用UV湿气双固化协同作用时,可以在聚合物内部形成互穿网络,提高固化物的整体性能,并解决阴影区域固化的问题。例如,在专利CN 110684459B中,公开了一种阻燃型UV-潮气双重固化聚氨酯丙烯酸酯三防漆。该专利描述了使用含磷酸酯化合物的UV-潮气双重固化聚氨酯丙烯酸酯树脂作为基料,配以低气味低刺激性的活性稀释剂和光引发剂制备阻燃型UV-潮气双重固化聚氨酯丙烯酸酯三防漆。该三防漆不含挥发性有机溶剂,闪点高于61℃,无刺激气味,是一种非危化品三防漆,可以按常规化学品的储存和运输方式处理。该专利所揭示的UV-潮气双重固化机理使得固化速度快、效率高,且固化膜具有良好的阻燃性能。在专利CN 114163974 A中,公开了一种可通过UV-LED和湿气双固化的高润湿性环保三防漆黏剂及其制备方法。该专利描述了一种自制的四官能度有机硅改性丙烯酸酯低聚物制备的三防漆。这种三防漆不仅可减缓传统三防漆通过UV-LED固化时的氧阻聚现象,还可提升紫外光固化三防漆对低表面能线路板的润湿性。
但是,由于线路板上分立器件和基板在高度、材质等方面的复杂差异,以及助焊剂等污染物的残留等问题,需要三防漆具有优异的附着力,以应对不同环境和条件的考验。三防漆除了应具备的浸润性和阻燃性以外,优异的附着力才是涂层具备良好抗潮湿、耐盐雾和耐候等性能的根本前提条件。因此,如何开发一种既具有UV湿气双重固化的功能,同时具有更高附着力和更优异防盐雾效果的三防漆,从而推动光固化三防漆对传统溶剂型产品的替代,仍是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的第一目的在于针对目前UV湿气双重固化三防漆在面对线路板上分立器件和基板在高度、材质等方面的复杂差异和助焊剂等污染物残留等问题时,仍有待优化和提高附着力的缺陷,而提供一种高附着型UV湿气双固化三防漆。
本发明的第二目的在于提供上述高附着型UV湿气双固化三防漆的制备方法。
一方面,本发明提供一种高附着型UV湿气双固化三防漆,包括改性双固化树脂、聚氨酯丙烯酸酯、活性稀释剂、自由基型光引发剂、第一阻聚剂和助剂;
所述改性双固化树脂的反应原料包括含有三个异氰酸酯基团的三嗪类含氮杂环有机化合物、含羟基丙烯酸衍生物和双端羟基氢化聚丁二烯;
所述聚氨酯丙烯酸酯反应原料包括单异氰酸酯单体和二元醇,二元醇包括聚醚二元醇和/或聚酯二元醇。
可选地,所述的高附着型UV湿气双固化三防漆包括以下重量份的原料:
可选地,所述改性双固化树脂的制备方法包括以下步骤:将含有三个异氰酸酯基团的三嗪类含氮杂环有机化合物、抗氧剂和第二阻聚剂混合均匀,加热搅拌,温度到达70℃-90℃时,加入含羟基丙烯酸衍生物单体和第一催化剂,在80℃-95℃下反应,每20min-50min测试一次NCO含量,当NCO含量为13%-15%时,再将双端羟基氢化聚丁二烯加入,在85℃-100℃下反应,每20min-50min测试一次NCO含量,当NCO含量在7%-9%时停止加热,得到改性双固化树脂。
可选地,所述改性双固化树脂,具有如通式(Ⅰ)的结构:
所述通式(Ⅰ)中,R1、R3、R5和R7分别独立地选自H或CH3中的一种,R2和R6表示氧原子或者-NH-,l和n分别独立地表示1-4的正整数,m表示4-7的正整数,R4为含有结构的烷基链,z为15-60的正整数;
可选地,所述聚氨酯丙烯酸酯,具有如通式(Ⅱ)的结构:
所述通式(Ⅱ)中,R11和R15分别独立地选自H或CH3中的一种,R12和R14分别独立地选自碳原子数为2-4的烷基或烷基醚,R13为聚酯或聚醚。
可选地,所述R4的数均分子量在1000~3500;所述二元醇的数均分子量在500~3000。
可选地,所述含有三个异氰酸酯基团的三嗪类含氮杂环有机化合物、含羟基丙烯酸衍生物、双端羟基氢化聚丁二烯的摩尔比为(1.1~1.15):1:
(0.15~0.32);所述第二阻聚剂占原料总质量的0.005%~0.006%;所述抗氧剂占原料总质量的0.01%~0.02%;所述第一催化剂占原料总质量的0.002%~0.003%。
可选地,所述含羟基丙烯酸衍生物单体选自丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丁酯、羟乙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟丙酯以及丙烯酸羟丙酯中的至少一种。
可选地,所述聚酯二元醇优选为聚己内酯二醇,所述聚醚二元醇选自聚丙二醇和聚四亚甲基醚二元醇中的至少一种。
可选地,所述活性稀释剂选自丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯,乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,1,6-已二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异癸酯、月桂酸丙烯酸酯、丙烯酸环已酯、3,3,5-三甲基环已基丙烯酸酯、4-叔丁基环己基丙烯酸酯、双环戊烯基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种。
可选地,所述自由基型光引发剂为选自2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、4-苯甲酰基-4'-甲基-二苯硫醚、2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮、1,1'-(亚甲基二-4,1-亚苯基)双[2-羟基-2-甲基-1-丙酮]、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基-1-苯己酮、双2,6-二氟-3-吡咯苯基二茂钛、苯甲酰甲酸甲酯、二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、4-氯二苯甲酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、对二甲氨基苯甲酸异辛酯、4,4'-双(二乙氨基)苯甲酮、异丙基硫杂蒽酮、2,4-二乙基硫杂蒽酮以及2-乙基蒽醌中的至少一种。
可选地,所述第一阻聚剂和第二阻聚剂分别独立地选自对羟基苯甲醚、对苯醌、对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚、2,5-二叔丁基对苯二酚、吩噻嗪和萘醌中的一种或多种。
可选地,所述助剂包括荧光剂、变色粉、流平剂、润湿剂、消泡剂、硅烷偶联剂、抗氧剂、抗菌剂、阻燃剂、脱水剂以及填料中的一种或多种。
另一方面,本发明还提供了如上任意一项所述的UV湿气双固化三防漆的制备方法,包括以下步骤:
S1.将改性双固化树脂、聚氨酯丙烯酸酯、活性稀释剂、第一阻聚剂和助剂混合均匀,得到混合料;
S2.在避光条件下,向混合料中加入自由基型光引发剂,混合均匀,得到UV湿气双固化三防漆。
本发明的有益效果如下:
(1)本发明采用改性双固化树脂和聚氨酯丙烯酸酯与活性稀释剂、自由基型光引发剂、阻聚剂和助剂等组合共同形成UV湿气双固化三防漆体系,弥补了溶剂型三防漆环境污染的缺陷和单一UV光固化三防漆存在阴影区域固化不充分的缺陷,具有绿色环保、快速固化、漆膜柔韧性佳、附着力优异和耐盐雾性能出色等特点;
(2)本发明采用具有特定反应原料制备的改性双固化树脂和聚氨酯丙烯酸酯进行合理搭配,改性双固化树脂具有刚性的碳氮杂环和丰富的氮、氧等杂原子,使得三防漆具有良好的内聚力,从而提升了附着力;同时,聚氨酯丙烯酸酯含有内聚力佳的柔性聚酯或聚醚链段;改性双固化树脂与聚氨酯丙烯酸酯以合理的方式搭配,通过内聚力佳的刚性链段与柔性链段的协同作用,有效改善了三防漆体系的附着力,从而提升了三防漆的耐盐雾效果;
(3)本发明在改性双固化树脂中引入密封性能优异的氢化聚丁二烯柔性链段,同时与聚氨酯丙烯酸酯中柔韧性出色的聚酯或聚醚链段搭配,通过提升固化膜的柔韧性降低固化收缩引起的内应力,提高附着力的同时,有效改善密封效果,提高对水汽和小分子的阻隔能力,使得三防漆具备优异的防护能力和耐盐雾性能。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步的详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提供的高附着型UV湿气双固化三防漆包含改性双固化树脂、聚氨酯丙烯酸酯、活性稀释剂、自由基型光引发剂、第一阻聚剂和助剂。
所述改性双固化树脂的反应原料包括含有三个异氰酸酯基团的三嗪类含氮杂环有机化合物、含羟基丙烯酸衍生物和双端羟基氢化聚丁二烯;
所述聚氨酯丙烯酸酯反应原料包括单异氰酸酯单体和二元醇,二元醇包括聚醚二元醇或聚酯二元醇。
在本实施例中,采用改性双固化树脂和聚氨酯丙烯酸酯与活性稀释剂、自由基型光引发剂、阻聚剂和助剂等组合共同形成UV湿气双固化三防漆体系,弥补了溶剂型三防漆环境污染的缺陷和单一UV光固化三防漆存在阴影区域固化不充分的缺陷,具有绿色环保、快速固化、漆膜柔韧性佳、附着力优异和耐盐雾性能出色等特点;
采用具有特定反应原料制备的改性双固化树脂和聚氨酯丙烯酸酯进行合理搭配,改性双固化树脂具有刚性的碳氮杂环和丰富的氮、氧等杂原子,使得三防漆具有良好的内聚力,从而提升了附着力;同时,聚氨酯丙烯酸酯含有内聚力佳的柔性聚酯或聚醚链段;改性双固化树脂与聚氨酯丙烯酸酯以合理的方式搭配,通过内聚力佳的刚性链段与柔性链段的协同作用,有效改善了三防漆体系的附着力,从而提升了三防漆的耐盐雾效果;
在改性双固化树脂中引入密封性能优异的氢化聚丁二烯柔性链段,同时与聚氨酯丙烯酸酯中柔韧性出色的聚酯或聚醚链段搭配,通过提升固化膜的柔韧性降低固化收缩引起的内应力,提高附着力的同时,有效改善密封效果,提高对水汽和小分子的阻隔能力,使得三防漆具备优异的防护能力和耐盐雾性能。
在本发明的一些实施例中,所述改性双固化树脂的含量为20-40重量份,如20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40重量份或它们之间的任意值;所述聚氨酯丙烯酸酯的含量为10-20重量份,如10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20重量份或它们之间的任意值;所述活性稀释剂的含量为30-60重量份,如30、33、36、39、42、45、48、51、54、57、60重量份或它们之间的任意值;所述自由基型光引发剂的含量为3-7重量份,如3、4、5、6、7重量份或它们之间的任意值;所述第一阻聚剂的含量为0.01-3重量份,如0.01、0.05、0.10、0.15、0.20、0.30、0.40、0.50、0.60、0.70、0.80、0.90、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00重量份或它们之间的任意值;所述助剂的含量为0.1-4重量份,如0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0重量份或它们之间的任意值。
在本发明的一些实施例中,所述改性双固化树脂的制备方法包括以下步骤:将含有三个异氰酸酯基团的三嗪类含氮杂环有机化合物、抗氧剂和第二阻聚剂混合均匀,加热搅拌,温度到达70℃-90℃时,加入含羟基丙烯酸衍生物单体和第一催化剂,在80℃-95℃下反应,每20min-50min测试一次NCO含量,当NCO含量为13%-15%时,再将双端羟基氢化聚丁二烯加入,在85℃-100℃下反应,每20min-50min测试一次NCO含量,当NCO含量在7%-9%时停止加热,得到改性双固化树脂。
在本发明的一些实施例中,所述改性双固化树脂,具有如通式(Ⅰ)所示结构:
所述通式(Ⅰ)中,R1、R3、R5和R7分别独立地选自H或CH3中的一种,R2和R6表示氧原子或者-NH-,l和n分别独立地表示1-4的正整数,m表示4-7的正整数,R4为含有结构的烷基链,z为15-60的正整数。
具体的,所述l和n可以是亚甲基,亚乙基、亚丙基、亚丁基中的至少一种。
在本发明的一些实施例中,所述聚氨酯丙烯酸酯,具有如通式(Ⅱ)所示的结构:
通式(Ⅱ)中,R11和R15分别独立地选自H或CH3中的一种,R12和R14分别独立地选自碳原子数为2-4的烷基或烷基醚,R13为聚酯或聚醚。其中,所述碳原子数为2-4的烷基或烷基醚的具体实例包括但不限于:亚乙基、亚丙基、亚丁基和乙氧基乙基中的至少一种。
在本发明的一些实施例中,所述双端羟基氢化聚丁二烯的数均分子量在1000~3500,如1000、1500、2000、2500、3000、3100、3500等,但不限于所列举的数值,该范围内未列举的组合同样适用;所述二元醇的数均分子量在500~3000,如500、1000、1500、2000、2500、3000等,但不限于所列举的数值,该范围内未列举的组合同样适用。
当双端羟基氢化聚丁二烯数均分子量小于1000时,会因交联度过高而增加固化收缩率,从而降低三防漆的附着能力,并使得三防漆的柔韧性受到影响;当双端羟基氢化聚丁二烯数均分子量大于3500时,则会因活性官能团密度太低而降低三防漆体系的反应性,同时极性基团数量也减少,使得三防漆较难以表干且附着能力下降。
当二元醇的数均分子量小于500时,会因聚酯或聚醚链段含量过低且交联度过高造成三防漆韧性降低,固化后体积收缩率过高,内应力增大,固化膜附着力降低,耐盐雾性也会变差;当二元醇的数均分子量大于3000时,则会因聚酯或聚醚链段含量过高而增大三防漆的粘度,而且因交联密度过低而降低三防漆的防护效果,而且聚氨酯丙烯酸酯的分子量过高会使得其参与共聚的难度增加。
在优选实施方式中,所述双端羟基氢化聚丁二烯的数均分子量为1500;所述二元醇的数均分子量为1000。
在本发明的一些实施例中,所述含有三个异氰酸酯基团的三嗪类含氮杂环有机化合物、含羟基丙烯酸衍生物、双端羟基氢化聚丁二烯的摩尔比为(1.1~1.15):1:(0.15~0.32),如1.1:1:0.15、1.1:1:0.2、1.1:1:0.32、1.15:1:0.1、1.15:1:0.16等,但不限于所列举的数值,该范围内未列举的组合同样适用。
在本发明的一些实施例中,第二阻聚剂占原料总质量的0.005%~0.006%,如0.005%、0.0055%、0.006%等,但不限于所列举的数值,该范围内未列举的组合同样适用。
在本发明的一些实施例中,所述抗氧剂占原料总质量的0.01%~0.02%,如0.01%、0.015%、0.02%等,但不限于所列举的数值,该范围内未列举的组合同样适用。
在本发明的一些实施例中,所述第一催化剂占原料总质量的0.002%~0.003%,如0.002%、0.0025%、0.003%等,但不限于所列举的数值,该范围内未列举的组合同样适用。
第一催化剂选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡的乙酰丙酮螯合物中的一种或多种。
在本发明的一些实施例中,所述含羟基丙烯酸衍生物单体选自丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丁酯、羟乙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟丙酯以及丙烯酸羟丙酯中的至少一种。
在优选实施方式中,所述含羟基丙烯酸衍生物是丙烯酸羟乙酯或4-丙烯酸羟丁酯,所述的含有三个异氰酸酯基团的三嗪类含氮杂环有机化合物为HDI三聚体,所述HDI三聚体、丙烯酸羟乙酯或4-丙烯酸羟丁酯、双端羟基聚异丁烯摩尔比为1.1:1:0.21或1.15:1:0.25,所述第二阻聚剂占原料总质量的0.005%;抗氧剂占原料总质量的0.01%;所述第一催化剂占原料总质量的0.002%。
在本发明的一些实施例中,所述聚酯二元醇优选为聚己内酯二醇,所述聚醚二元醇选自聚丙二醇和聚四亚甲基醚二元醇中的至少一种。
在优选实施方式中,所述聚酯或聚醚二元醇为聚己内酯二醇。
在本发明的一些实施例中,所述的单异氰酸酯单体和聚酯或聚醚二元醇的摩尔比为1:(0.4~0.5),如1:0.4、1:0.045、1:0.05等,但不限于所列举的数值,该范围内未列举的组合同样适用。
单异氰酸酯单体和聚酯或聚醚二元醇在第二催化剂的催化作用下合成聚氨酯丙烯酸酯,所述第二催化剂占原料总质量的0.002%~0.003%,如0.002%、0.0025%、0.003%等,但不限于所列举的数值,该范围内未列举的组合同样适用。
在优选实施方式中,所述的单异氰酸酯单体和聚酯或聚醚二元醇的摩尔比为1:0.5。所述第二催化剂占原料总质量的0.002%。
第二催化剂选自辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡的乙酰丙酮螯合物中的一种或多种。
在本发明的一些实施例中,所述活性稀释剂选自丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯,乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,1,6-已二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异癸酯、月桂酸丙烯酸酯、丙烯酸环已酯、3,3,5-三甲基环已基丙烯酸酯、4-叔丁基环己基丙烯酸酯、双环戊烯基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种。活性稀释剂起到溶解和稀释低聚物,调节体系粘度的作用。
在优选实施方式中,所述活性稀释剂是甲基丙烯酸异冰片酯和丙烯酸四氢呋喃酯的组合。
在本发明的一些实施例中,所述自由基型光引发剂包括2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-4-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、4-苯甲酰基-4'-甲基-二苯硫醚、2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮、1,1'-(亚甲基二-4,1-亚苯基)双[2-羟基-2-甲基-1-丙酮]、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二乙氧基-1-苯己酮、双2,6-二氟-3-吡咯苯基二茂钛、苯甲酰甲酸甲酯、二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、4-氯二苯甲酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、对二甲氨基苯甲酸异辛酯、4,4'-双(二乙氨基)苯甲酮、异丙基硫杂蒽酮、2,4-二乙基硫杂蒽酮以及2-乙基蒽醌中的至少一种。
在优选实施方式中,所述自由基型光引发剂是2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮和(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦的组合。
在本发明的一些实施例中,所述第一阻聚剂和第二阻聚剂分别独立地选自对羟基苯甲醚、对苯醌、对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚、2,5-二叔丁基对苯二酚、吩噻嗪和萘醌中的一种或多种。
在优选实施方式中,所述第一阻聚剂和第二阻聚剂均为对苯二酚。
在本发明的一些实施例中,所述助剂包括荧光剂、变色粉、流平剂、润湿剂、消泡剂、硅烷偶联剂、抗氧剂、抗菌剂、阻燃剂、脱水剂以及填料中的一种或多种。
在优选实施方式中,所述助剂为硅烷偶联剂、润湿剂、脱水剂和荧光剂。
本发明还提供了高附着型UV湿气双固化三防漆的制备方法,其中该方法包含以下步骤:
S1.将改性双固化树脂、聚氨酯丙烯酸酯、活性稀释剂、第一阻聚剂和助剂,按质量份数加入搅拌机内,在一定的温度和压力控制下搅拌至均匀,氮气卸压,得到混合料;
S2.在避光条件下,往混合料中按份数加入自由基型光引发剂,在一定的温度和压力控制下搅拌至均匀,氮气卸压,在氮气保护下快速出料并封装于桶中,即得所述的高附着型UV湿气双固化三防漆。
在步骤S1中,各组分的加料顺序没有特别的限定。在高附着型UV湿气双固化三防漆的制备方法中所述的温度和压力,以及搅拌条件并不限于具体实施例中的范围,所有能实现本发明的效果的条件均属于本发明保护的范围。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下面将结合制备例、实施例及对比例,对本发明的技术方案进行进一步说明。
以下制备例和对比制备例中,所采用的原材料来源如下:
1,3,5-三(6-异氰酰基己基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮简称HDI三聚体,CAS:3779-63-3,源自日本旭化成的TPA-90SB;丙烯酸羟乙酯源自麦克林的HEA;4-丙烯酸羟丁酯,源自日本大阪有机的4-HBA;双端羟基氢化聚丁二烯,源自日本曹达的NISSO-PB GI-100,数均分子量分别为1500;二月桂酸二丁基锡,源自麦克林的DBTDL;二叔丁基-4-甲基苯酚,源自上海溶和化工;对苯二酚,源自美国伊士曼的HQ;丙烯酸异氰基乙酯,源自日本昭和电工的Karenz AOI;聚已内酯二醇,源自的日本大赛璐的PCL220N,数均分子量分别为1500。
甲基丙烯酸异冰片酯,源自沙多玛SR423 NS;丙烯酸四氢呋喃酯,源自沙多玛的SR285 NS;2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮,源自艾坚蒙的Omnirad 1173;
(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦,源自艾坚蒙的Omnirad TPO;硅烷偶联剂,源自Silquest美国迈图的A-174;润湿剂,源自德国毕克的BYK-333;脱水剂,源自德国Borchers的Additive TI;荧光粉,源自德国巴斯夫的Tinopal OB。
对比例中的UV湿气双固化树脂购于湛新的Ebecry-4150。
制备例1
改性双固化树脂A1的制备的合成:
将100g HDI三聚体,8.9mg对苯二酚和17.7mg二叔丁基-4-甲基苯酚加入到带有温度计的三口烧瓶中,加热搅拌,温度到达75-80℃时,加入20.92g丙烯酸羟乙酯和3.5mg二月桂酸二丁基锡,将温度调整至85-87℃,在该温度条件下反应,每30分钟测试一次NCO含量,当NCO含量为14%时,继续加入56.82g的双端羟基氢化聚丁二烯(数均分子量1500),调整温度为90-95℃,在该条件下,每30分钟测试一次NCO含量,当NCO含量在8%时停止加热,降温至50℃后出料,即得改性双固化树脂A1。
制备例2
改性双固化树脂A2的制备的合成:
将100g HDI三聚体,9.5mg对苯二酚和18.9mg 2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚加入到带有温度计的三口烧瓶中,加热搅拌,温度到达75-80℃时,加入24.84g 4-丙烯酸羟丁酯和3.79mg二月桂酸二丁基锡,将温度调整至85-87℃,在该温度条件下反应,每30分钟测试一次NCO含量,当NCO含量为14%时,继续加入64.7g的双端羟基氢化聚丁二烯(数均分子量1500),调整温度为90-95℃,在该条件下,每30分钟测试一次NCO含量,当NCO含量在7%时停止加热,降温至50℃后出料,即得改性双固化树脂A2。
制备例3
聚氨酯丙烯酸树脂B的合成:
将100g丙烯酸异氰基乙酯加入到带有温度计的三口烧瓶中,加热搅拌,温度到达70℃时,加入531.9g聚己内酯二醇(分子量1500),12.6mg二月桂酸二丁基锡,升温至80-85℃,反应180分钟,用红外光谱仪分析-OH基团的含量,-OH的峰完全消失,停止反应,得到聚氨酯丙烯酸树脂B。
实施例1
按质量份数,将31份改性双固化树脂A1、16份聚氨酯丙烯酸树脂B、24份甲基丙烯酸异冰片酯、23份丙烯酸四氢呋喃酯、0.1份对苯二酚、1份硅烷偶联剂、2份润湿剂、0.5份脱水剂和0.5份荧光粉加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌2小时,直至搅拌均匀,氮气卸压;
在避光条件下,将3份2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮和2份(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌0.5小时,直至搅拌均匀,氮气卸压,在氮气保护下快速出料并封装于漆桶中,即得高附着型UV湿气双固化三防漆。
实施例2
按质量份数,将21份改性双固化树脂A1、10份聚氨酯丙烯酸树脂B、16份甲基丙烯酸异冰片酯、15份丙烯酸四氢呋喃酯、0.1份对苯二酚、1份硅烷偶联剂、2份润湿剂、0.5份脱水剂和0.5份荧光粉依次加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌2小时,直至搅拌均匀,氮气卸压;
在避光条件下,将3份2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮和2份(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌0.5小时,直至搅拌均匀,氮气卸压,在氮气保护下快速出料并封装于漆桶中,即得高附着型UV湿气双固化三防漆。
实施例3
按质量份数,将38份改性双固化树脂A1、18份聚氨酯丙烯酸树脂B、28份甲基丙烯酸异冰片酯、28份丙烯酸四氢呋喃酯、0.1份对苯二酚、1份硅烷偶联剂、2份润湿剂、0.5份脱水剂和0.5份荧光粉依次加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌2小时,直至搅拌均匀,氮气卸压;
在避光条件下,将3份2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮和2份(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌0.5小时,直至搅拌均匀,氮气卸压,在氮气保护下快速出料并封装于漆桶中,即得高附着型UV湿气双固化三防漆。
实施例4
按质量份数,将26份改性双固化树脂A1、13份聚氨酯丙烯酸树脂B、20份甲基丙烯酸异冰片酯、19份丙烯酸四氢呋喃酯、0.1份对苯二酚、1份硅烷偶联剂、2份润湿剂、0.5份脱水剂和0.5份荧光粉依次加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌2小时,直至搅拌均匀,氮气卸压;
在避光条件下,将3份2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮和2份(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌0.5小时,直至搅拌均匀,氮气卸压,在氮气保护下快速出料并封装于漆桶中,即得高附着型UV湿气双固化三防漆。
实施例5
按质量份数,将35份改性双固化树脂A1、17份聚氨酯丙烯酸树脂B、26份甲基丙烯酸异冰片酯、26份丙烯酸四氢呋喃酯、0.1份对苯二酚、1份硅烷偶联剂、2份润湿剂、0.5份脱水剂和0.5份荧光粉依次加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌2小时,直至搅拌均匀,氮气卸压;
在避光条件下,将3份2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮和2份(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌0.5小时,直至搅拌均匀,氮气卸压,在氮气保护下快速出料并封装于漆桶中,即得高附着型UV湿气双固化三防漆。
实施例6
按质量份数,将31份改性双固化树脂A1、14份聚氨酯丙烯酸树脂B、22份甲基丙烯酸异冰片酯、23份丙烯酸四氢呋喃酯、0.1份对苯二酚、1份硅烷偶联剂、2份润湿剂、0.5份脱水剂和0.5份荧光粉依次加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌2小时,直至搅拌均匀,氮气卸压;
在避光条件下,将3份2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮和2份(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌0.5小时,直至搅拌均匀,氮气卸压,在氮气保护下快速出料并封装于漆桶中,即得高附着型UV湿气双固化三防漆。
实施例7
按质量份数,将31份改性双固化树脂A1、20份聚氨酯丙烯酸树脂B、26份甲基丙烯酸异冰片酯、25份丙烯酸四氢呋喃酯、0.1份对苯二酚、1份硅烷偶联剂、2份润湿剂、0.5份脱水剂和0.5份荧光粉依次加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌2小时,直至搅拌均匀,氮气卸压;
在避光条件下,将3份2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮和2份(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌0.5小时,直至搅拌均匀,氮气卸压,在氮气保护下快速出料并封装于漆桶中,即得高附着型UV湿气双固化三防漆。
实施例8
按质量份数,将31份改性双固化树脂A1、25份聚氨酯丙烯酸树脂B、28份甲基丙烯酸异冰片酯、28份丙烯酸四氢呋喃酯、0.1份对苯二酚、1份硅烷偶联剂、2份润湿剂、0.5份脱水剂和0.5份荧光粉依次加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌2小时,直至搅拌均匀,氮气卸压;
在避光条件下,将3份2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮和2份(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌0.5小时,直至搅拌均匀,氮气卸压,在氮气保护下快速出料并封装于漆桶中,即得高附着型UV湿气双固化三防漆。
实施例9
按质量份数,将31份改性双固化树脂A1、6份聚氨酯丙烯酸树脂B、19份甲基丙烯酸异冰片酯、18份丙烯酸四氢呋喃酯、0.1份对苯二酚、1份硅烷偶联剂、2份润湿剂、0.5份脱水剂和0.5份荧光粉依次加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌2小时,直至搅拌均匀,氮气卸压;
在避光条件下,将3份2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮和2份(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌0.5小时,直至搅拌均匀,氮气卸压,在氮气保护下快速出料并封装于漆桶中,即得高附着型UV湿气双固化三防漆。
实施例10
按质量份数,将25份改性双固化树脂A1、16份聚氨酯丙烯酸树脂B、21份甲基丙烯酸异冰片酯、20份丙烯酸四氢呋喃酯、0.1份对苯二酚、1份硅烷偶联剂、2份润湿剂、0.5份脱水剂和0.5份荧光粉依次加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌2小时,直至搅拌均匀,氮气卸压;
在避光条件下,将3份2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮和2份(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌0.5小时,直至搅拌均匀,氮气卸压,在氮气保护下快速出料并封装于漆桶中,即得高附着型UV湿气双固化三防漆。
实施例11
按质量份数,将35份改性双固化树脂A1、16份聚氨酯丙烯酸树脂B、26份甲基丙烯酸异冰片酯、25份丙烯酸四氢呋喃酯、0.1份对苯二酚、1份硅烷偶联剂、2份润湿剂、0.5份脱水剂和0.5份荧光粉依次加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌2小时,直至搅拌均匀,氮气卸压;
在避光条件下,将3份2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮和2份(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌0.5小时,直至搅拌均匀,氮气卸压,在氮气保护下快速出料并封装于漆桶中,即得高附着型UV湿气双固化三防漆。
实施例12
按质量份数,将15份改性双固化树脂A1、16份聚氨酯丙烯酸树脂B、16份甲基丙烯酸异冰片酯、15份丙烯酸四氢呋喃酯、0.1份对苯二酚、1份硅烷偶联剂、2份润湿剂、0.5份脱水剂和0.5份荧光粉依次加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌2小时,直至搅拌均匀,氮气卸压;
在避光条件下,将3份2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮和2份(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌0.5小时,直至搅拌均匀,氮气卸压,在氮气保护下快速出料并封装于漆桶中,即得高附着型UV湿气双固化三防漆。
实施例13
按质量份数,将45份改性双固化树脂A1、16份聚氨酯丙烯酸树脂B、30份甲基丙烯酸异冰片酯、31份丙烯酸四氢呋喃酯、0.1份对苯二酚、1份硅烷偶联剂、2份润湿剂、0.5份脱水剂和0.5份荧光粉依次加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌2小时,直至搅拌均匀,氮气卸压;
在避光条件下,将3份2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮和2份(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌0.5小时,直至搅拌均匀,氮气卸压,在氮气保护下快速出料并封装于漆桶中,即得高附着型UV湿气双固化三防漆。
实施例14
按质量份数,将31份改性双固化树脂A2、16份聚氨酯丙烯酸树脂B、24份甲基丙烯酸异冰片酯、23份丙烯酸四氢呋喃酯、0.1份对苯二酚、1份硅烷偶联剂、2份润湿剂、0.5份脱水剂和0.5份荧光粉依次加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌2小时,直至搅拌均匀,氮气卸压;
在避光条件下,将3份2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮和2份(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌0.5小时,直至搅拌均匀,氮气卸压,在氮气保护下快速出料并封装于漆桶中,即得高附着型UV湿气双固化三防漆。
实施例15
按质量份数,将21份改性双固化树脂A2、10份聚氨酯丙烯酸树脂B、16份甲基丙烯酸异冰片酯、15份丙烯酸四氢呋喃酯、0.1份对苯二酚、1份硅烷偶联剂、2份润湿剂、0.5份脱水剂和0.5份荧光粉依次加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌2小时,直至搅拌均匀,氮气卸压;
在避光条件下,将3份2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮和2份(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌0.5小时,直至搅拌均匀,氮气卸压,在氮气保护下快速出料并封装于漆桶中,即得高附着型UV湿气双固化三防漆。
实施例16
按质量份数,将38份改性双固化树脂A2、18份聚氨酯丙烯酸树脂B、28份甲基丙烯酸异冰片酯、28份丙烯酸四氢呋喃酯、0.1份对苯二酚、1份硅烷偶联剂、2份润湿剂、0.5份脱水剂和0.5份荧光粉依次加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌2小时,直至搅拌均匀,氮气卸压;
在避光条件下,将3份2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮和2份(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌0.5小时,直至搅拌均匀,氮气卸压,在氮气保护下快速出料并封装于漆桶中,即得高附着型UV湿气双固化三防漆。
实施例17
按质量份数,将26份改性双固化树脂A2、13份聚氨酯丙烯酸树脂B、20份甲基丙烯酸异冰片酯、19份丙烯酸四氢呋喃酯、0.1份对苯二酚、1份硅烷偶联剂、2份润湿剂、0.5份脱水剂和0.5份荧光粉依次加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌2小时,直至搅拌均匀,氮气卸压;
在避光条件下,将3份2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮和2份(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌0.5小时,直至搅拌均匀,氮气卸压,在氮气保护下快速出料并封装于漆桶中,即得高附着型UV湿气双固化三防漆。
实施例18
按质量份数,将35份改性双固化树脂A2、17份聚氨酯丙烯酸树脂B、26份甲基丙烯酸异冰片酯、26份丙烯酸四氢呋喃酯、0.1份对苯二酚、1份硅烷偶联剂、2份润湿剂、0.5份脱水剂和0.5份荧光粉依次加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌2小时,直至搅拌均匀,氮气卸压;
在避光条件下,将3份2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮和2份(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌0.5小时,直至搅拌均匀,氮气卸压,在氮气保护下快速出料并封装于漆桶中,即得高附着型UV湿气双固化三防漆。
对比例1
按质量份数,将47份湛新Ebecry-4150、24份甲基丙烯酸异冰片酯、23份丙烯酸四氢呋喃酯、0.1份对苯二酚、1份硅烷偶联剂、2份润湿剂、0.5份脱水剂和0.5份荧光粉依次加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌2小时,直至搅拌均匀,氮气卸压;
在避光条件下,将3份2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮和2份(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌0.5小时,直至搅拌均匀,氮气卸压,在氮气保护下快速出料并封装于漆桶中,即得UV湿气双固化三防漆。
对比例2
按质量份数,将31份湛新Ebecry-4150、16份聚氨酯丙烯酸树脂B、24份甲基丙烯酸异冰片酯、23份丙烯酸四氢呋喃酯、0.1份对苯二酚、1份硅烷偶联剂、2份润湿剂、0.5份脱水剂和0.5份荧光粉依次加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌2小时,直至搅拌均匀,氮气卸压;
在避光条件下,将3份2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮和2份(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌0.5小时,直至搅拌均匀,氮气卸压,在氮气保护下快速出料并封装于漆桶中,即得UV湿气双固化三防漆。
对比例3
按质量份数,将24份湛新Ebecry-4150、24份改性双固化树脂A1、24份甲基丙烯酸异冰片酯、23份丙烯酸四氢呋喃酯、0.1份对苯二酚、1份硅烷偶联剂、2份润湿剂、0.5份脱水剂和0.5份荧光粉依次加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌2小时,直至搅拌均匀,氮气卸压;
在避光条件下,将3份2,2-二甲基-2-羟基苯乙酮和2份(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦加入搅拌机内,温度控制在20~30℃,真空条件为-0.005~-0.1MPa,搅拌0.5小时,直至搅拌均匀,氮气卸压,在氮气保护下快速出料并封装于漆桶中,即得UV湿气双固化三防漆。
性能测试
(1)硬度:将以上实施例与对比例所得UV湿气双固化三防漆在室温下分别注入四氟乙烯模具中,刮平,用紫外光源(波长为200~400nm汞灯,300mW/cm2)辐射固化5秒,再将样品放置于25℃/75%RH的恒温恒湿箱内静置3天,然后将固化完全的树脂组合物使用邵氏硬度计进行硬度测试,每组测试5个样品,最终测试结果取平均值得出UV湿气双固化三防漆固化后的硬度。
(2)附着力:将以上实施例与对比例所得UV湿气双固化三防漆使用100μm线棒涂覆器涂敷于PCB板上,静置2分钟后用紫外光源(波长为200~400nm汞灯,300mW/cm2)辐射固化5秒,再将样品放置于25℃/75%RH的恒温恒湿箱内静置3天,然后将样品使用百格刀根据GB/T 9286-2021色漆/清漆划格试验标准进行附着力测试,切割间隔为2mm,从而确定UV湿气双固化三防漆固化后的附着力等级。
(3)拉拔强度:将以上实施例与对比例所得UV湿气双固化三防漆使用100μm线棒涂覆器涂敷于PCB板上,静置2分钟后用紫外光源(波长为200~400nm汞灯,300mW/cm2)辐射固化5秒,再将样品放置于25℃/75%RH的恒温恒湿箱内静置3天,然后将直径为2mm的金属锭子使用HB 8280-FD335BL环氧粘接胶粘接于漆膜上方,静置固化24h后使用广州盛华仪器的BEVS2201型自动拉脱法附着力测试仪进行拉拔强度测试,拉拔速度为0.2MPa/s,每组测试5个样品,最终测试结果取平均值得出UV湿气双固化三防漆固化后的拉拔强度,单位为MPa。
(4)耐盐雾性:将以上实施例与对比例所得UV湿气双固化三防漆使用100μm线棒涂覆器涂敷于50mm×50mm×1.5mm的覆铜板上,静置2分钟后用紫外光源(波长为200~400nm汞灯,300mW/cm2)辐射固化5秒,再将样品放置于25℃/75%RH的恒温恒湿箱内静置3天,然后将样品倾斜放入中性盐雾试验机,倾斜角度为与垂直面呈30℃,试验箱温度为35℃,饱和桶温度为47℃,盐溶液浓度为5%,盐溶液的PH值为6.5~7.2(35±2℃),保证盐雾沉降率在1.0~2.0ml/80cm2·h范围内,并根据GB/T 2423.17-2008电工电子产品环境试验第2部分_试验方法试验Ka:盐雾试验标准进行盐雾测试,观察周期为168h及以上,持续对样品进行外观判定,直至样品出现气泡、针孔、起泡、裂缝、细裂缝、剥离、起皱、斑点、漆膜下方金属基材腐蚀等其中一种现象后停止试验,记录样品耐盐雾时长作为最终测试结果。
表1
表1实施例和对比例的性能测试结果如下:
结合表1数据分析比较实施例1和对比例1,可以明显看出采用商业双固化树脂制备的UV湿气双固化三防漆固化后硬度偏大,附着力较低,拉拔强度小,耐盐雾性能差;本发明制备的UV湿气双固化三防漆在保持固化后硬度为76A,在具有一定柔韧性的同时附着力为最高的0级,同时拉拔强度高达1.05MPa,耐盐雾测试在672h后依然未出现气泡、针孔、起泡、裂缝、细裂缝、剥离、起皱、斑点、漆膜下方金属基材腐蚀等现象,表现出优异的附着力和耐盐雾效果。
通过对比分析对比例1和对比例2-3,可以发现在对比例2和3中增加了聚氨酯丙烯酸酯树脂B或改性双固化树脂A1后,通过与商业双固化树脂的搭配,相对于对比例1,UV湿气双固化三防漆的硬度降低,拉拔强度有所提高,耐盐雾效果也获得提升,改性双固化树脂A1对耐盐雾效果提升有更明显的作用,说明通过本发明提出的双固化树脂与聚氨酯丙烯酸酯合理搭配,可以提高三防漆的附着力和耐盐雾性能。
从实施例1-7和实施例10-11可以明显看出,本发明通过改性双固化树脂A1和聚氨酯丙烯酸树脂B搭配,在经过大量的试验验证后,我们公开了一种强附着力低韧性的合理配方组合,该配方在保护的范围内均能达到硬度小于81A,附着力为0级,拉拔强度大于0.10MPa,耐盐雾时间大于672h。可以看出采用改性双固化树脂A1与聚氨酯丙烯酸酯B搭配,三防漆的附着力、拉拔强度和耐盐雾性能可以获得进一步地提升,证明了本发明三防漆树脂组合优异的综合性能。
对比实施例1、实施例8-9和实施例12-13可以看出,当改性双固化树脂A1和聚氨酯丙烯酸树脂B搭配超出配比,导致失去协同效应,致使拉拔强度难以提升至0.10MPa以上,最终导致耐盐雾时间难以达到大于672h的效果。
实施例14-18在替换改性双固化树脂A2后,可以达到相类似的效果。
综上所述,本发明提供改性双固化树脂和聚氨酯丙烯酸树脂复配,UV湿气双固化三防漆综合性能均具有明显的影响;本发明提供的UV光固化树脂组合物具有附着力强、耐盐雾性能好、柔韧性高等特点,具有很高的应用价值。
Claims (10)
1.一种高附着型UV湿气双固化三防漆,其特征在于,包括改性双固化树脂、聚氨酯丙烯酸酯、活性稀释剂、自由基型光引发剂、第一阻聚剂和助剂;
所述改性双固化树脂的反应原料包括含有三个异氰酸酯基团的三嗪类含氮杂环有机化合物、含羟基丙烯酸衍生物和双端羟基氢化聚丁二烯;
所述聚氨酯丙烯酸酯反应原料包括单异氰酸酯单体和二元醇,所述二元醇包括聚醚二元醇和/或聚酯二元醇。
2.根据权利要求1所述的高附着型UV湿气双固化三防漆,其特征在于,所述的高附着型UV湿气双固化三防漆包括以下重量份的原料:
3.根据权利要求2所述的高附着型UV湿气双固化三防漆,其特征在于,所述改性双固化树脂的制备方法包括以下步骤:将所述含有三个异氰酸酯基团的三嗪类含氮杂环有机化合物、抗氧剂和第二阻聚剂混合均匀,加热搅拌,温度到达70℃-90℃时,加入所述含羟基丙烯酸衍生物和第一催化剂,在80℃-95℃下反应,每20min-50min测试一次NCO含量,当NCO含量为13%-15%时,再将所述双端羟基氢化聚丁二烯加入,在85℃-100℃下反应,每20min-50min测试一次NCO含量,当NCO含量在7%-9%时停止加热,得到所述改性双固化树脂。
4.根据权利要求3所述的高附着型UV湿气双固化三防漆,其特征在于,所述改性双固化树脂,具有如通式(Ⅰ)的结构:
所述通式(Ⅰ)中,R1、R3、R5和R7分别独立地选自H或CH3中的一种,R2和R6各自独立地选自氧原子或者-NH-,l和n分别独立地表示1-4的正整数,m表示4-7的正整数,R4为含有结构的烷基链,z为15-60的正整数;
所述聚氨酯丙烯酸酯,具有如通式(Ⅱ)的结构:
所述通式(Ⅱ)中,R11和R15分别独立地选自H或CH3中的一种,R12和R14分别独立地选自碳原子数为2-4的烷基或烷基醚,R13为聚酯或聚醚。
5.根据权利要求4所述的高附着型UV湿气双固化三防漆,其特征在于,所述R4的数均分子量在1000~3500;所述二元醇的数均分子量在500~3000。
6.根据权利要求3所述的高附着型UV湿气双固化三防漆,其特征在于,
所述含有三个异氰酸酯基团的三嗪类含氮杂环有机化合物、含羟基丙烯酸衍生物、双端羟基氢化聚丁二烯的摩尔比为(1.1~1.15):1:(0.15~0.32);所述第二阻聚剂占原料总质量的0.005%~0.006%;所述抗氧剂占原料总质量的0.01~0.02%;所述第一催化剂占原料总质量的0.002%~0.003%。
7.根据权利要求1所述的高附着型UV湿气双固化三防漆,其特征在于,所述含羟基丙烯酸衍生物包括丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丁酯、羟乙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟丙酯以及丙烯酸羟丙酯中的至少一种;
所述聚酯二元醇包括聚己内酯二元醇,所述聚醚二元醇包括聚丙二醇和聚四亚甲基醚二醇中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的高附着型UV湿气双固化三防漆,其特征在于,所述活性稀释剂包括丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸四氢呋喃酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、1,6-已二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异癸酯、月桂酸丙烯酸酯、丙烯酸环已酯、3,3,5-三甲基环已基丙烯酸酯、4-叔丁基环己基丙烯酸酯、双环戊烯基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的高附着型UV湿气双固化三防漆,其特征在于,所述助剂包括荧光剂、变色粉、流平剂、润湿剂、消泡剂、硅烷偶联剂、抗氧剂、抗菌剂、阻燃剂、脱水剂以及填料中的一种或多种。
10.如权利要求1-9任意一项所述的高附着型UV湿气双固化三防漆的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将改性双固化树脂、聚氨酯丙烯酸酯、活性稀释剂、第一阻聚剂和助剂混合均匀,得到混合料;
在避光条件下,向所述混合料中加入自由基型光引发剂,混合均匀,得到UV湿气双固化三防漆。
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