CN118325471A - 一种硅树脂三防漆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及保护漆技术领域，尤其是一种硅树脂三防漆及其制备方法，包括以下重量百分比的组分制备得到：苯基有机硅树脂30‑40%、聚二甲基环氧硅烷5‑10%、环氧硅烷低聚物8‑13%、环氧树脂5‑9%、含氢硅油4‑8%、交联剂1‑2%、催化剂0.5‑1%和增粘剂3‑6%，其余量为环保溶剂。通过采用上述配方，制备得到的硅树脂三防漆具有良好附着性能、流动性和耐高温性，耐高温温度可达200℃，且固化速度快，易成膜,固化后具有良好的透明度和耐候性。

Description

一种硅树脂三防漆及其制备方法

技术领域

本申请涉及保护漆技术领域，尤其是一种硅树脂三防漆及其制备方法。

背景技术

三防漆是一种用于保护线路板及其相关设备免受环境的侵蚀，从而提高并延长他们的使用寿命，确保使用的安全性和可靠性。现阶段市场上常见的三防漆主要有聚氨酯三防漆、丙烯酸酯三防漆和有机硅三防漆。其中，有机硅三防漆的耐候性好、耐高低温性能好、耐溶剂优异以及环保性高，广泛应用于彩电、冰箱、洗衣机、微波炉、空调机、电话机、电热水器等普通家电电子产品集成电路。

为了提高有机硅三防漆的附着性能，往往会选择分子量大的有机硅树脂，其原因在于：有机硅树脂的分子量越大，附着力学好。分子量越大意味着有机硅树脂的粘度越高，粘度越高，流动性越差，比较难以施工。对此，往往会选择大量的溶剂来稀释有机硅树脂，提高三防漆的流动性，有利于三防胶的施工，但是，一般溶剂的添加量往往超过总用量的60％，会导致三防漆的附着性能和耐高温性能下降，影响有机硅三防漆的使用。

发明内容

为了改善有机硅三防漆因加入大量溶剂稀释后附着性能和耐高温性能下降的问题，本申请提供一种硅树脂三防漆及其制备方法，使得有机硅三防胶同时兼具良好的流动性、附着性以及耐高温性能。

第一方面，本申请提供一种硅树脂三防漆，采用如下技术方案：

一种硅树脂三防漆，包括以下重量百分比的组分制备得到：

苯基有机硅树脂30-40％

聚二甲基环氧硅烷5-10％

环氧硅烷低聚物8-13％

环氧树脂5-9％

含氢硅油4-8％

交联剂1-2％

催化剂0.5-1％

增粘剂3-6％

其余量为环保溶剂。

通过采用上述技术方案，制备得到的硅树脂三防漆具有良好附着性能、流动性和耐高温性能，耐高温温度可达200℃，且固化速度快，易成膜，固化后具有良好的透明度和耐候性。

本申请中通过将苯基有机硅树脂、聚二甲基环氧硅烷、环氧硅烷低聚物和环氧树脂协同使用，使得三防漆的附着性能、耐候性以及耐高热性能大幅度提升，其原因在于：苯基有机硅树脂、聚二甲基环氧硅烷、环氧硅烷低聚物和环氧树脂固化后的交联密度高，形成的网络结构稳定、粘接力强，从而提高三防漆的附着性能、透明度、耐候性和耐高热性能。聚二甲基氧硅烷的润湿性能好，环氧硅烷低聚物的表面活性低，本申请中添加聚二甲基氧硅烷和环氧硅烷低聚物可调节整个体系的粘度，保证硅树脂三防漆在固化前具有良好的流动性，有利于三防漆的使用，固化后具有良好附着性能和耐高温性能，不需要加入大量的溶剂来调整三防漆的流动性，溶剂的加入量小于50％。

其中，苯基有机硅树脂含有苯基，使得三防漆的耐高温性能和耐候性能大幅度提升。但是，成膜性较差，所需要的固化时间长温度高，不利于三防漆的涂布。对此本申请中通过添加环氧树脂，提高三防漆的成膜性，环氧树脂是高分子聚合物，具有良好的成膜性，可提高苯基有机硅的成膜性。聚二甲基硅氧烷可以促进苯基有机硅树脂与环氧树脂的相容，提高苯基有机硅树脂与环氧树脂的交联密度，进而提高三防漆的附着性能。同时聚二甲基硅氧烷还有良好绝缘性和耐高温，用于制备三防漆，能进一步提高三防漆的绝缘性能和耐高温性能。

苯基有机硅树脂和环氧树脂固化后，形成的固化层表面硬，不柔软，本申请环氧硅烷低聚物来提高三防漆固化后的柔软性，有利于三防漆的使用。

优选的，催化剂为铂金催化剂，其中铂含量为3000ppm-5000ppm。

优选的，环氧硅烷低聚物的聚合度为5-9，其结构为

通过采用上述环氧硅烷低聚物，可以一步提高硅树脂三防漆的流动性和耐高温性。

优选的，所述苯基有机硅树脂是由苯基乙烯基树脂和聚甲基苯基有机硅树脂按照重量比为(6-15)：5混合制备得到。

通过采用上述技术方案，将苯基乙烯基树脂和聚甲基苯基有机硅树脂按照特定比例混合使用，进一步提高三防胶的附着性能和耐高温性能。通过苯基乙烯基树脂和聚甲基苯基有机硅树脂按照特定比例使用，使得硅树脂三防漆在固化时形成粘接性强固化层。苯基乙烯基树脂中含有乙烯基，能增加硅树脂三防漆的交联点，从而提升交联密度，进而提高硅树脂三防漆附着性能高和耐高温性能。

优选的，所述苯基乙烯基树脂在25℃条件下的粘度为2000-20000mPa.s，乙烯含量(wt％)为2.5-5.5％，聚合度为1000-1500；所述聚甲基苯基有机硅树脂在25℃条件下的粘度为400-600cSt，聚合度为300-900。

通过采用上述技术方案，优化苯基乙烯基树脂和聚甲基苯基有机硅树脂的参数，使得三防漆具有良好附着性能和耐高温性能的同时也具有良好的流动性，易于施工。

优选的，所述环氧树脂在25℃条件下的黏度为500-5000Pa.s，环氧值为35-100eq/100g。

通过采用上述技术方案，优化环氧树脂的参数，提高三防漆的附着性能和成膜性，调整三防漆的流动性，提高三防漆的施工性。

优选的，所述环保溶剂包括乙酸乙酯、环己烷、丙酮、1，4-丁二醇、1，3-丙二醇、1，4-环己醇、新戊二醇、1，6-己二醇、甲基丙二醇中的至少一种。

通过采用上述技术方案，调整三防漆的流动性，同时减少溶剂对环境的污染，符合环境保护要求。

优选的，所述含氢硅油的含氢量为0.02-0.3mol％，在25℃条件下的黏度为1000-5000mPa.s。

通过采用上述技术方案，促进苯基有机硅树脂、环氧树脂、环氧硅烷低聚物以及聚二甲基硅氧烷的交联，有利于形成粘接能力强的网络结构，进而提高三防漆的附着性能。

优选的，所述聚二甲基环氧硅烷的黏度为1000-10000dPa.s，聚合度为100-300。

通过采用上述技术方案，优化聚二甲基环氧硅烷的参数，使得苯基有机硅树脂、环氧树脂、环氧硅烷低聚物以及聚二甲基硅氧烷的交联形成粘接力更强的硅树脂三防漆固化层，同时调整硅树脂三防漆的流动性，以便于使用。

优选的，所述增粘剂是由氢化松香、萜烯树脂和松节油按照重量比为(10-15)：(3-7)：30混合制备得到。

通过采用上述技术方案，进一步提高硅树脂三防漆的附着性能。通过氢化松香、萜烯树脂和松节油按照特定比例混合制备得到增粘剂，具有良好的流动性和增粘作用。萜烯树脂具有较高的粘附性、耐热性、抗氧化性和耐候性，用于制备硅树脂三防漆，能够提高硅树脂三防漆附着性能、耐热性、抗氧化性和耐候性。但是，萜烯树脂在固化后会使得硅树脂三防漆固化层硬度较硬，易开裂，对比本申请中添加氢化松香，使得硅树脂三防漆固化后的柔软性增加，不易开裂。

优选的，所述萜烯树脂的纯度≥99.9％，粘度为600-1200cps，软化点为70-100℃。

通过采用上述技术方案，优化萜烯树脂的参数，进一步提高硅树脂三防漆的附着力和流动性。

第二方面，本申请提供一种硅树脂三防漆的制备方法，采用如下技术方案：

一种硅树脂三防漆的制备方法，包括以下制备步骤：

S1、将苯基有机硅树脂、聚二甲基环氧硅烷、环氧硅烷低聚物和环氧树脂搅拌均匀，得到混合物；

S2、将混合物置于真空度为-0.09--0.1MPa，温度为40-50℃的环境中，边搅拌边加入含氢硅油、交联剂、催化剂、增粘剂和环保溶剂，搅拌，得到硅树脂三防漆。

通过采用上述技术方案，制备得到的硅树脂三防漆的流动性好、附着性能强、耐老化性能好以及耐温性好。本申请中先将粘度较大的苯基有机硅树脂、聚二甲基环氧硅烷、环氧硅烷低聚物和环氧树脂混合均匀形成稳定体系，以防后续出现分层现象。在特定条件向添加含氢硅油、交联剂、催化剂、增粘剂和环保溶剂，保证硅树脂三防漆不起泡，有利于后续固化，形成光滑平整的膜层。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、本申请中通过将特定比例苯基有机硅树脂、聚二甲基环氧硅烷、环氧硅烷低聚物、环氧树脂、含氢硅油、交联剂、催化剂、增粘剂和环保溶剂制备有机硅三防漆，提高有机硅三防漆的流动性和附着性能。其中苯基有机硅树脂、聚二甲基环氧硅烷、环氧硅烷低聚物、环氧树脂在固化时交联形成紧密的粘接力强的网络结构，从而提高硅树脂附着性能和耐高温性。通过聚二甲基环氧硅烷、环氧硅烷低聚物和环保溶剂的作用，调整硅树脂三防漆流动性，不影响硅树脂三防漆耐温高性和附着性能。

具体实施方式

实施例

实施例1

一种硅树脂三防漆，由以下方法制备得到：

S1、将苯基有机硅树脂300g、聚二甲基环氧硅烷50g、环氧硅烷低聚物80g和环氧树脂50g搅拌均匀，得到混合物；

S2、将混合物置于真空度为-0.09MPa，温度为40℃的环境中，边搅拌边加入含氢硅油40g、交联剂(甲基三甲氧基硅烷)10g、催化剂(铂催化剂)5g、增粘剂30g和环保溶剂435g(乙酸乙酯)，搅拌，得到硅树脂三防漆。

苯基有机硅树脂为苯基乙烯基树脂在25℃条件下的粘度为2000mPa.s，乙烯含量(wt％)为2.5％。

聚二甲基环氧硅烷的黏度为1000dPa.s，聚合度为100。

环氧树脂在25℃条件下的黏度为500mPa.s，环氧值为35eq/100g。

含氢硅油的含氢量为0.02mol％，在25℃条件下的黏度为1000mPa.s。

催化剂为铂金催化剂，其中铂含量为3000ppm。

增粘剂为萜烯树脂的纯度为99.9％，粘度为1200cps，软化点为70℃。

实施例2-3与实施例1的不同之处在于，制备硅树脂三防漆的部分原料的种类、用量以及实验参数不同，具体差异见表1：

表1实施例1-3中制备硅树脂三防漆的原料的种类、用量以及实验参数

实施例4

一种硅树脂三防漆，本实施例与实施例1的不同之处在于：苯基有机硅树脂为聚甲基苯基有机硅树脂，甲基苯基有机硅树脂在25℃条件下的粘度为400cSt，聚合度为300，其余的实验原料种类、用量以及实验参数均与实施例1一致。

实施例5

一种硅树脂三防漆，本实施例与实施例1的不同之处在于：苯基有机硅树脂是由苯基乙烯基树脂163.6g和聚甲基苯基有机硅树脂136.4g按照重量比为6：5混合制备得到，其中，甲基苯基有机硅树脂在25℃条件下的粘度为400cSt，聚合度为300，其余的实验原料种类、用量以及实验参数均与实施例1一致。

实施例6

一种硅树脂三防漆，本实施例与实施例1的不同之处在于：苯基有机硅树脂是由苯基乙烯基树脂225g和聚甲基苯基有机硅树脂75g按照重量比为15：5混合制备得到，其中，甲基苯基有机硅树脂在25℃条件下的粘度为400cSt，聚合度为300，其余的实验原料种类、用量以及实验参数均与实施例1一致。

实施例7

一种硅树脂三防漆，本实施例与实施例5的不同之处在于：苯基有机硅树脂是由苯基乙烯基树脂150g和聚甲基苯基有机硅树脂150g按照重量比为1：1混合制备得到，其余的实验原料种类、用量以及实验参数均与实施例5一致。

实施例8

一种硅树脂三防漆，本实施例与实施例5的不同之处在于：苯基有机硅树脂是由苯基乙烯基树脂136.4g和聚甲基苯基有机硅树脂163.6按照重量比为5：6混合制备得到，其余的实验原料种类、用量以及实验参数均与实施例5一致。

实施例9

一种硅树脂三防漆，本实施例与实施例5的不同之处在于：苯基乙烯基树脂在25℃条件下的粘度为20000mPa.s，乙烯含量(wt％)为5.5％，其余的实验原料种类、用量以及实验参数均与实施例5一致。

实施例10

一种硅树脂三防漆，本实施例与实施例5的不同之处在于：苯基有机硅树脂为聚甲基苯基有机硅树脂，甲基苯基有机硅树脂在25℃条件下的粘度为600cSt，聚合度为900，其余的实验原料种类、用量以及实验参数均与实施例5一致。

实施例11

一种硅树脂三防漆，本实施例与实施例1的不同之处在于：增粘剂是由氢化松香、萜烯树脂和松节油按照重量比为10：3：30混合制备得到，其余的实验原料种类、用量以及实验参数均与实施例1一致。

实施例12

一种硅树脂三防漆，本实施例与实施例5的不同之处在于：增粘剂是由氢化松香、萜烯树脂和松节油按照重量比为15：7：30混合制备得到，其余的实验原料种类、用量以及实验参数均与实施例5一致。

实施例13

一种硅树脂三防漆，本实施例与实施例1的不同之处在于：环氧树脂在25℃条件下的黏度为6000mPa.s，环氧值为35eq/100g，其余的实验原料种类、用量以及实验参数均与实施例1一致。

实施例14

一种硅树脂三防漆，本实施例与实施例1的不同之处在于：聚二甲基环氧硅烷的黏度为11000dPa.s，聚合度为100，其余的实验原料种类、用量以及实验参数均与实施例1一致。

实施例15

一种硅树脂三防漆，本实施例与实施例1的不同之处在于：聚二甲基环氧硅烷的黏度为9000dPa.s，聚合度为100，其余的实验原料种类、用量以及实验参数均与实施例1一致。

对比例

对比例1

一种硅树脂三防漆，本对比例与实施例1的不同之处在于：使用甲基有机硅树脂代替苯基有机硅树脂，其余的实验原料种类、用量以及实验参数均与实施例1一致。

甲基有机硅树脂在25℃条件下的粘度为2000mPa.s，分子量为4000。

对比例2

一种硅树脂三防漆，本对比例与实施例1的不同之处在于：使用聚醚多元醇代替聚二甲基环氧硅烷，其余的实验原料种类、用量以及实验参数均与实施例1一致。

聚醚多元醇的分子量为3000，在25℃条件下的粘度为2000mPa.s。

对比例3

一种硅树脂三防漆，本对比例与实施例1的不同之处在于：使用硬脂酸代替环氧硅烷低聚物，其余的实验原料种类、用量以及实验参数均与实施例1一致。

对比例4

一种硅树脂三防漆，本对比例与实施例1的不同之处在于：使用聚氨酯树脂代替环氧树脂，其余的实验原料种类、用量以及实验参数均与实施例1一致。

聚氨酯树脂在25℃条件下的黏度为500mPa.s，聚氨酯树脂的重均分子量为2000。

性能检测试验

对实施例1-15制备得到的硅树脂三防漆和对比例1-4制备得到的硅树脂三防漆进行粘度测试、附着力测试、恒温恒湿耐候性试验、热冲击耐候性试验以及耐盐雾性能测试。

检测方法/试验方法

粘度测试：测试条件25±3℃，45-55％湿度，使用旋转粘度计进行测量；

附着力测试：参考GB/T9286-1998；

恒温恒湿耐候性试验：将漆膜固化于钛电极板，控制干膜厚度为60μm，置于200℃、85％RH的恒温恒湿箱中720h；

热冲击耐候性试验：将漆膜固化于钛电极板，控制干膜厚度为60μm，置于高温200℃，低温-40℃，高温和低温保持时间各30分钟，高低温转换时间为2分钟的环境试验箱中，做1000个循环；

耐盐雾性能测试：将漆膜固化于钛电极板，控制干膜厚度为60μm，进行中性盐雾测试，测试方法参考GB/T 2423.17-2008。

在恒温恒湿耐候性试验、热冲击耐候性试验和耐盐雾性能测试，观察漆膜外观是否存在白斑、起泡、针孔、裂缝、细裂纹、起皱、脱落、分离、变色等表观现象。实验数据如表2所示：

表2实施例1-15和对比例1-4的实验数据

由实施例1-15、对比例1-4并结合表2可知，通过本申请中制备的有机硅树脂三防胶具有良好的附着性能、流动性、耐温性能以及耐老化性能。

实施例1和对比例1相比较，对比例1中的粘度大于实施例1中，附着性能小于实施例1，且在热冲击耐候性试验出现了起泡现象，在耐盐雾性能测试出现针孔现象，说明本申请中通过采用苯基有机硅树脂可进一步提高三防漆的流动性能、附着性能以及耐温性能等综合性能。

实施例1和对比例2相比较，对比例2中的粘度大于实施例1中，附着性能小于实施例1，且在热冲击耐候性试验出现了起泡现象，在耐盐雾性能测试出现变色现象，说明通过添加聚二甲氧硅烷制备三防漆，有利于提高三防漆的流动性、附着性能以及耐温性能等综合性能。

实施例1和对比例3相比较，对比例3中的粘度大于实施例1中，附着性能小于实施例1，且在恒温恒湿耐候性试验中出现了脱落现象，在热冲击耐候性试验出现了起泡现象，在耐盐雾性能测试出现起泡现象，说明环氧硅烷低聚物对三防漆的流动性、附着性能、耐温性以及耐候性等性能有提高作用。

实施例1和对比例4相比较，对比例4中的粘度大于实施例1中，附着性能小于实施例1，且在恒温恒湿耐候性试验中出现了脱落现象，在热冲击耐候性试验出现了针孔现象，在耐盐雾性能测试出现变色现象，说明本申请采用环氧树脂制备三防漆，可进一步提高三防漆的流动性能、附着性能以及耐温性能等综合性能。

实施例1和实施例4-10相比较，实施例5-6、9-10中的粘度最小，流动性最大，附着性能最好；实施例7-8次之，说明通过将苯基乙烯基树脂和聚甲基苯基有机硅树脂按照特定比例使用，对提高三防胶的流动性和附着性能有积极作用。

实施例1和实施例11相比较、实施例5和实施例12相比较，实施例11中的流动性小于实施例，附着性能高于实施例1，说明通过申请制备增粘剂能进一步提高三防胶的流动性和附着性能。

实施例1和实施例14-15相比较，实施例14中粘度大，实施例15在热冲击耐候性试验出现起泡现象，说明通过优化聚二甲基硅氧烷的参数，有利于提高三防漆的流动性、附着性能、耐温性以及耐候性等性能。

本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实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种硅树脂三防漆，其特征在于，包括以下重量百分比的组分制备得到：

苯基有机硅树脂 30-40%

聚二甲基环氧硅烷 5-10%

环氧硅烷低聚物 8-13%

环氧树脂 5-9%

含氢硅油 4-8%

交联剂 1-2%

催化剂 0.5-1%

增粘剂 3-6%

其余量为环保溶剂。

2.根据权利要求1所述的一种硅树脂三防漆，其特征在于：所述苯基有机硅树脂是由苯基乙烯基树脂和聚甲基苯基有机硅树脂按照重量比为（6-15）：5混合制备得到。

3.根据权利要求2所述的一种硅树脂三防漆，其特征在于：所述苯基乙烯基树脂在25℃条件下的粘度为2000-20000mPa.s，乙烯含量（wt%）为2.5-5.5%，聚合度为1000-1500；所述聚甲基苯基有机硅树脂在25℃条件下的粘度为400-600cSt，聚合度为300-900。

4.根据权利要求1所述的一种硅树脂三防漆，其特征在于：所述环氧树脂在25℃条件下的黏度为500-5000mPa.s，环氧值为35-100eq/100g。

5.根据权利要求1所述的一种硅树脂三防漆，其特征在于：所述环保溶剂包括乙酸乙酯、环己烷、丙酮、1，4-丁二醇、1，3-丙二醇、1，4-环己醇、新戊二醇、1，6-己二醇、甲基丙二醇中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种硅树脂三防漆，其特征在于：所述含氢硅油的含氢量为0.02-0.3mol%，在25℃条件下的黏度为1000-5000mPa.s。

7.根据权利要求1所述的一种硅树脂三防漆，其特征在于：所述聚二甲基环氧硅烷在25℃条件下的黏度为1000-10000dPa.s，聚合度为100-300。

8.根据权利要求1所述的一种硅树脂三防漆，其特征在于：所述增粘剂是由氢化松香、萜烯树脂和松节油按照重量比为（10-15）：（3-7）：30混合制备得到。

9.根据权利要求8所述的一种硅树脂三防漆，其特征在于：所述萜烯树脂的纯度≥99.9％，粘度为600-1200cps，软化点为70-100℃。

10.一种如权利要求1-9任一项所述硅树脂三防漆的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

S1、将苯基有机硅树脂、聚二甲基环氧硅烷、环氧硅烷低聚物和环氧树脂搅拌均匀，得到混合物；

S2、将混合物置于真空度为-0.09--0.1MPa，温度为40-50℃的环境中，边搅拌边加入含氢硅油、交联剂、催化剂、增粘剂和环保溶剂，搅拌，得到硅树脂三防漆。