CN1613932A - 非粘着性水型保形涂料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种不使用造膜助剂也可以在室温下造膜，形成不含溶剂的、具有柔软性、低杨氏模量、良好的附着性、防湿性以及绝缘性的薄膜的非粘着性水型保形涂料。该涂料是由如下树脂形成的一种非粘着性水型保形涂料，该树脂以玻璃化温度在0℃以下的柔软性丙烯酸树脂作为主骨架，玻璃化温度在20℃以上的乙烯类聚合物在前述柔软性丙烯酸树脂上接枝化，相对于前述柔软性丙烯酸树脂，前述乙烯类聚合物的含量为其10～70重量％。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于形成绝缘防湿薄膜的保形涂料(以下称为涂料)，该绝缘防湿薄膜难以产生皲裂和从基板上剥离之类的现象，不会对电子器件的读针(read pin)施加过度的应力。
由于计算机的普及，在应用搭载于家庭用电器产品、汽车等电子器件上的电路板的同时，为了从剧烈的温度变化、湿气、水分和尘埃等中保护电路板，还需要涂敷具有防湿性、绝缘性的溶剂型涂料。
最近，随着社会对于环境问题的认知的提高，在特开2002-146266号公报中，公开了一种不使用毒性高的甲苯和二甲苯等芳香族类的烃类溶剂、而使用乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丁酯等的涂料。然而，该涂料由于在涂敷时会散发大量的溶剂，会产生许多的问题，例如在火灾的危险性、挥发溶剂产生的气味、中毒等的对操作者的健康管理上，进而在工厂的布局条件上等，都必须在臭气的防治方法方面采取对策。
此外，对于不含溶剂的水型涂料也进行了研究。然而，由于造膜性和涂膜的耐久性不充分，在目前来说，还是含有5～10％的溶剂。这种不含溶剂的水型涂料虽然具有较低的杨氏模量，但是会引起在薄膜上残留有粘着性、尘埃的附着、以及取用时的结块等不适宜的情况。此外，粘着性较小的涂料的杨氏模量较大，由于这样会给予基板较大的负荷，通过由环境温度的上升、降低而引起的薄膜的膨胀和收缩，具有引起焊条剥离和读针(read pin)变形的危险性，所以还不够完善。
本发明提供一种能够形成具有良好的附着性、防湿性以及绝缘性的薄膜的非粘着性水型保形涂料，旨在解决上述的问题。
发明内容
为了解决上述的问题，经过反复积极的研究后，结果通过在玻璃化温度(以下称为Tg)较低、柔软性较大的丙烯酸树脂主链上，以Tg较高的硬树脂接枝，成功地开发出了一种不含溶剂、杨氏模量较小、而且绝缘电阻较大的非粘着性水型保形涂料。
即本发明涉及一种由下述的这种树脂形成的非粘着性水型保形涂料，该树脂以玻璃化温度在0℃以下的柔软性丙烯酸树脂作为主骨架，玻璃化温度在20℃以上的乙烯类聚合物在前述柔软性丙烯酸树脂上接枝化，相对于前述柔软性丙烯酸树脂，前述乙烯类聚合物的含量为其10～70重量％。
本发明的最佳实施方式
本发明的涂料是一种涂敷在搭载于电子器件中的电路板和外部环境接触的面上的水型保形涂料。其中，保形涂层是指以实现电路板的防湿·绝缘为目的的薄膜的意思。
由于形成主骨架的丙烯酸树脂主链的Tg低至0℃以下，前述涂料即使不使用造膜助剂也可以在室温下造膜，而且柔软、杨氏模量较小，造膜后的收缩应力较小，由于加热或冷却引起的膨胀收缩不会产生焊条的剥离和读针(read pin)的变形。前述丙烯酸树脂的Tg上限为0℃，优选为-5℃、下限优选为-55℃、更优选为-35℃。若前述Tg超过0℃，当涂敷环境为低温时，造膜性变差、柔软性也降低。
此外，通过在前述柔软性丙烯酸树脂上，将形成具有20℃以上较高Tg的耐水性优良的乙烯类聚合物(硬质树脂)的单体接枝聚合，由此得到的涂料没有柔软性树脂所具有的表面粘着性、没有尘埃的附着，显示出优良的耐湿性。
前述乙烯类聚合物的Tg的上限优选为150℃，更优选为120℃，下限为20℃，优选为50℃。若前述Tg低于20℃，则难以抑制薄膜表面的粘着，引起尘埃的附着。
本发明的非粘着性水型保形涂料是如下所述制备的，首先，将柔软性丙烯酸单体在水型溶剂中聚合，然后，根据柔软性树脂的组成，通过将适当量的形成硬质树脂的单体在前述柔软性丙烯酸树脂上接枝聚合而得。该非粘着性水型保形涂料可以不使用造膜助剂而在室温下造膜，柔软，杨氏模量较小，绝缘性和耐湿性优良。通常，要改善粘着性，即如果降低粘着性，则杨氏模量急剧升高，会对基板的焊条和读针(read pin)等施加较高的应力。
作为前述柔软性丙烯酸树脂，在以至少1种以上的丙烯酸烷基酯或丙烯酸烷氧基酯的聚合物或其单体为主体，且Tg为0℃以下的范围内，可以使用通过其与其它Tg较高的丙烯酸酯或丙烯酸单体共聚而得的树脂。具体的说，可以列举的有丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸异十四烷基酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸乙氧基乙酯、丙烯酸丁氧基乙酯、丙烯酸乙氧基丙酯等。此外，作为其它的Tg较高的丙烯酸酯、丙烯酸单体，可以列举甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸2-乙基环己酯、甲基丙烯酸甲氧基乙酯、甲基丙烯酸乙氧基乙酯、甲基丙烯酸丁氧基乙酯等。从反应性、贮藏稳定性、耐气候性的角度出发，尤其优选以丙烯酸烷基酯为主体，在Tg为0℃以下的范围内混合甲基丙烯酸烷基酯的类型。
此外，作为接枝化剂，可以使用含有不饱和基团的丙烯酸酯，具体的说，有(甲基)丙烯酸双环戊二烯酯、(甲基)丙烯酸环戊二烯基-氧-乙酯、(甲基)丙烯酸二氢双环戊二烯酯等。从反应性、接枝率的角度出发，尤其优选(甲基)丙烯酸环戊二烯基-氧-乙酯。
相对于柔软性丙烯酸树脂，接枝化剂的含量优选在1～10重量％。若相对于柔软性丙烯酸树脂，接枝化剂的含量少于1重量％，由于接枝点过少而难以消除粘着，若超过10重量％则薄膜物性具有降低的倾向。
作为和柔软性丙烯酸树脂接枝聚合、形成硬质树脂的单体，可以使用苯乙烯、α甲基苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙稀腈、甲基丙稀腈和甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸环己酯等。从耐水性、耐气候性、耐热变色等角度出发，尤其优选苯乙烯。
相对于柔软性丙烯酸树脂，硬质树脂的含量为10～70重量％，可以根据放入柔软性树脂和硬质树脂的组成在上述范围内适宜地进行选择。优选为20～50重量％，若少于10重量％，残留有表面粘着，若超过70重量％，造膜性变差，容易在薄膜表面发生皲裂。
作为聚合引发剂，可以使用水溶性偶氮化合物，具体的说有，V-30、V-50、VA-545、VA-546、VA-041、VA-044(以上为和光纯药工业(株)制造)等，从反应性、贮藏稳定性的角度出发，优选V-50。
在聚合时，使用表面活性剂。作为表面活性剂，一般可以使用聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯苯乙烯化苯基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物等，从有利于耐水性、不产生表面活性剂向薄膜表面的渗出的角度出发，优选反应性表面活性剂。从聚合时的稳定性、耐热变色等角度出发，优选アデカリアソ—プER-10、ER-20、ER-30、ER-40(以上为旭电化工业(株)制造)。
本发明的非粘着性水型保形涂料中，除接枝了前述乙烯类聚合物的丙烯酸树脂以外，还可以添加水、消泡剂、增稠剂、匀染剂等。
通过实施例对本发明的涂料进行说明。
实施例1
将20重量份(以下简称为“份”)アデカリアソ—プER-20(旭电化工业(株)制造)、150份丙烯酸丁酯、150份甲基丙烯酸丁酯、16份丙烯酸环戊二烯基-氧-乙酯、2份丙烯酸、1份V-50(和光纯药工业(株)制造)和200份离子交换水一起投入均化器中，得到乳液。
将350份离子交换水放入烧瓶中，调整至70℃后，添加上述乳液的10％，开始反应。然后将温度调整至80℃后，在120分钟内滴加剩余的乳液。另外，这里得到的丙烯酸树脂的Tg为-19℃。
滴加结束后在80℃下保持30分钟，然后添加0.2份V-50，在60分钟内滴加80份苯乙烯使其反应。然后在80℃下保持60分钟，完成反应，冷却用1份28％的氨水、34.8份离子交换水调整pH，得到接枝共聚物。得到的接枝共聚物的苯乙烯树脂的含量为，相对于丙烯酸树脂为25.2重量％，另外，聚苯乙烯的Tg为100℃。
实施例2
将20重量份アデカリアソ—プER-20、150份丙烯酸丁酯、150份甲基丙烯酸丁酯、16份丙烯酸环戊二烯基-氧-乙酯、2份丙烯酸、1份V-50和200份离子交换水一起投入均化器中，得到乳液。
将350份离子交换水放入烧瓶中，调整至70℃后，添加上述乳液的10％，开始反应。然后将温度调整至80℃后，在120分钟内滴加剩余的乳液。另外，这里得到的丙烯酸树脂的Tg为-19℃。
滴加结束后在80℃下保持30分钟，然后添加0.2份V-50，在60分钟内滴加40份苯乙烯使其反应。然后在80℃下保持60分钟，完成反应，冷却用1份28％的氨水、34.8份离子交换水调整pH，得到接枝共聚物。得到的接枝共聚物的苯乙烯树脂的含量为，相对于丙烯酸树脂为12.6重量％。
实施例3
将20重量份アデカリアソ—プER-20、150份丙烯酸丁酯、150份甲基丙烯酸丁酯、16份丙烯酸环戊二烯基-氧-乙酯、2份丙烯酸、1份V-50和200份离子交换水一起投入均化器中，得到乳液。
将350份离子交换水放入烧瓶中，调整至70℃后，添加上述乳液的10％，开始反应。然后将温度调整至80℃后，在120分钟内滴加剩余的乳液。另外，这里得到的丙烯酸树脂的Tg为-19℃。
滴加结束后在80℃下保持30分钟，然后添加0.2份V-50，在60分钟内滴加160份苯乙烯使其反应。然后在80℃下保持60分钟，完成反应，冷却用1份28％的氨水、34.8份离子交换水调整pH，得到接枝共聚物。得到的接枝共聚物的苯乙烯树脂的含量为，相对于丙烯酸树脂为50.3重量％。
比较例1
将20重量份アデカリアソ—プER-20、150份丙烯酸丁酯、150份甲基丙烯酸丁酯、80份苯乙烯、16份丙烯酸环戊二烯基-氧-乙酯、2份丙烯酸、1份V-50和200份离子交换水一起投入均化器中，得到乳液。
将350份离子交换水放入烧瓶中，调整至70℃后，添加上述乳液的10％，开始反应。然后将温度调整至80℃后，在150分钟内滴加剩余的乳液。然后温度调整为80℃，完成反应，冷却用1份28％的氨水、30份离子交换水调整pH，得到接枝共聚物。
使用前述共聚物得到的硬化薄膜的评价按照下述的方法进行。另外，在没有特别说明的情况下，测定环境为23℃，50％RH。
(1)造膜温度
以温度梯度试验机(テスタ—产业(株)制造)制作从-10℃到50℃的温度斜度，涂敷涂料，使其干燥，测定其硬化时的下限温度。
(2)拉伸强度、延伸率、杨氏模量
用敷料器涂敷样品，制造厚度为80～90μm左右的薄膜，将脱模后的试验片通过万能拉伸压缩试验机(ミネベア(株)制造)，在拉伸速度为100mm/分钟的条件下测定拉伸强度和延伸率，在1mm/分钟的条件下测定杨氏模量。
(3)绝缘电阻值
将样品涂敷在JISII型栉型基板上，在90℃下干燥30分钟后，用高绝缘计(横河ヒユ—レツトパツカ—ド(株)制造)，外加100V的直流电压测定绝缘电阻值。
(4)高温高湿度绝缘性
将样品涂敷在JISII型栉型基板上，在90℃下干燥30分钟后，将试验片设置在恒温恒湿度器(器内氛围为85℃，85～90％RH)内，外加100V的直流电压进行测定。
(5)非粘着性
将样品流涂在玻璃板上，在90℃下干燥30分钟后，通过手指接触，将没有感觉到粘着性的记为○，将感觉到一点粘着性，但是没有较大的膜变形的记为△，将具有粘着性的记为×。
(6)附着性
用1mm宽度交叉切割法(根据JISK5600-5-6)对在JISII型栉型基板上形成的薄膜进行试验，以没有被剥离而残留下来的划格数目表示。切割的划格的数量为100个。
评价结果如表1所示。
表1
对于通过2段聚合法在柔软性丙烯酸树脂上没有接枝硬质树脂，即所谓的无规聚合的比较例1的树脂，可以看到，其虽然组成相同但是容易表现出粘着性，杨氏模量也有升高的倾向。
工业实用性
本发明的涂料不使用造膜助剂也可以在室温下造膜，形成不含溶剂的，具有柔软性、低杨氏模量、良好的附着性、防湿性以及绝缘性的薄膜。
Claims (1)
1.一种非粘着性水型保形涂料，其是由如下所述的树脂形成的，该树脂以玻璃化温度在0℃以下的柔软性丙烯酸树脂作为主骨架，玻璃化温度在20℃以上的乙烯类聚合物在前述柔软性丙烯酸树脂上接枝化，相对于前述柔软性丙烯酸树脂，前述乙烯类聚合物的含量为其10～70重量％。
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