一种具有良好阻隔功能的紫外光湿气双固化三防漆及其制备方法与流程

本发明属于光固化领域，特别涉及一种具有良好阻隔功能的紫外光湿气双固化三防漆。

背景技术：

1、在当今科技飞速发展的时代，印刷电路板(pcb)大量的应用在智能家电、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中不可或缺的核心组件。这些电子产品或装备常常需要在极端的工作环境下运行，例如高温、震动、潮湿、盐雾、沙尘等极端条件。这些苛刻的环境不仅对电子组件的性能提出了更高的要求，同时也对其可靠性和使用寿命提出了严峻的考验。而湿度对于印刷电路板组装(pcb)的稳定性和可靠性确实是一个至关重要的因素。

2、在这种情况下，湿度成为印刷电路板组装(pcb)稳定性和可靠性的关键因素。高湿度环境可能导致电子元件和连接点之间的电气性能下降，甚至引发短路、腐蚀等问题，最终导致整个pcb系统的失效。因此，为了保障pcb在恶劣环境中的稳定性和延长其使用寿命，采取有效的保护措施变得尤为重要。目前，为pcb提供保护的主要手段之一是在其表面涂覆一层保护性涂层。这些涂层通常采用聚氨脂(urethane)、环氧树脂(epoxies)、硅树脂(silicone)、丙烯酸(acrylic)等多种材料制成。然而，传统的三防漆在性能上存在局限，难以满足对pcb高度可靠性和长寿命的要求。此外，目前一些线路板防腐材料采用的溶剂型三防漆含有苯类等有机溶剂，存在燃烧爆炸的危险性，同时对人体健康有害，长期接触可能导致职业病。随着环保意识的增强，对挥发性溶剂的使用也受到了国内外的限制，迫使市场急需新型环保型无溶剂三防漆来满足需求。

3、在这一背景下，光固化技术应运而生，它具有高效、节能、经济、环境友好、适应性广等优点，成为一种具有广泛应用前景的绿色固化技术。湿固化聚氨酯三防漆则是一种无溶剂、无需干燥过程、涂敷工艺简便的新型材料，具有低温固化的特点，节省能耗，减轻施涂敷装置的腐蚀性，特别适用于对热敏感材料的应用。其操作性良好，能够在短时间内即可完成固化。而双重固化技术则进一步提高了保护效果，既能保留单一固化方式的优点，又可以克服其缺点，提高pcb的整体稳定性和可靠性。专利cn 114163855 a提供了一种uv与湿气双固化三防漆，包括丙烯酸酯，丙烯酸单体，光引发剂，消泡剂，除水剂，润湿剂和偶联剂。该发明采用高匹配度树脂及单体制备的超低粘度uv与湿气双固化三防漆，解决施工不便等问题，结合多种引发剂进行复配，适应宽范围紫外线波长，使树脂充分交联，提高附着力，摆脱单一固化方式，同时满足uv与湿气双重固化。然而，虽然该专利提供了一种进步的方案，但其性能表现相对单一，不能完全适应不同场景下的应用需求。因此，设计和开发一种能在长期潮湿环境下保持稳定工作状态并延长使用寿命的三防漆显得尤为迫切和重要。

技术实现思路

1、本发明一方面提供了一种无溶剂的环保三防漆；为紫外光湿固化提供了一种可信赖的配方。

2、本发明另一方面是为了克服电子器件长期在高湿度环境下导致电子元件和连接点之间的电气性能下降，提供了一种交联固化效果好、水汽阻隔功能佳且强附着力的三防漆粘剂。所述紫外光固化树脂组合物中所采用的端羟基聚异丁烯因碳碳分子链具有较短的分子间距离和较小的自由体积，具有非常大的潜能修饰各种三防漆结构，对应的紫外光固化树脂组合物，能够具有好的水汽阻隔功能和好的防护性能。

3、本发明另一方面提供一种如上具有良好阻隔功能的紫外光湿气双固化三防漆的制备方法。

4、具体地，本发明提供了一种具有良好阻隔功能的紫外光湿气双固化三防漆，包括改性功能聚氨酯丙烯酸树脂、双固化单体、活性稀释剂和光引发剂；

5、所述改性功能聚氨酯丙烯酸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聚异丁烯；

6、所述双固化单体包括含有一个异氰酸酯基团的丙烯酸酯。

7、可选地，所述的具有良好阻隔功能的紫外光湿气双固化三防漆包括以下重量份的原料：改性功能聚氨酯丙烯酸树脂27-66份、双固化单体1.3-3.3份、活性稀释剂30-60份和光引发剂3-7份。

8、可选地，所述的具有良好阻隔功能的紫外光湿气双固化三防漆还包括以下重量份的原料：阻聚剂0.05-3.5份和助剂1-6份。

9、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、阻燃剂以及填料中的一种或多种。

10、可选地，所述的改性功能聚氨酯丙烯酸树脂，具有如通式(ⅰ)的结构：

11、

12、所述通式(ⅰ)中，其中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为含有特征链段的结构，z为15-60的正整数。

13、可选地，改性功能聚氨酯丙烯酸酯、双固化单体和活性稀释剂重量比(0.9～1.1)：(0.03～0.07)：1。

14、可选地，所述改性功能聚氨酯丙烯酸树脂的反应原料还包括：预聚物合成阻聚剂、抗氧剂和催化剂；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、双端羟基聚异丁烯的摩尔比为(1.1～1.3):1:(0.14～0.32)；所述预聚物合成阻聚剂占原料总质量的0.005％～0.006％；抗氧剂占原料总质量的0.01％～0.02％；所述催化剂占原料总质量的0.002％～0.003％。

15、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包括1,3,5-三(6-异氰酰基己基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮；

16、可选地，所述双端羟基聚异丁烯的结构式为：y＝15-60的正整数；所述双端羟基聚异丁烯数均分子量为1000～3000。

17、可选地，所述含有一个异氰酸酯基团的丙烯酸酯包括甲基丙烯酸2-异氰酸乙酯。

18、可选地，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。

19、可选地，所述抗氧剂包括二叔丁基-4-甲基苯酚，2,6-叔丁基-4-甲基苯酚、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁苯基)丁烷、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯、亚磷酸三苯酯以及亚磷酸三壬基苯酯中的至少一种。

20、可选地，所述催化剂包括2,2-二吗啉基二乙基醚、有机铋催化剂、二月桂酸二丁基锡以及辛酸亚锡中的至少一种。

21、可选地，所述阻聚剂和预聚物合成阻聚剂分别包括对羟基苯甲醚、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。

22、可选地，所述的光引发剂包括自由基型紫外光引发剂，所述自由基型紫外光引发剂包括双(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-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、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、苯甲酰甲酸甲酯、异丙基硫杂蒽酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮中的至少一种。

23、可选地，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。

24、另一方面，本发明还提供了具有良好阻隔功能的紫外光湿气双固化三防漆的制备方法，步骤为：

25、步骤一：按照以下组分及重量份数准备原材料：

26、

27、步骤二：将所述步骤一中准备好的改性功能聚氨酯丙烯酸树脂、双固化单体、活性稀释剂、阻聚剂和助剂加入反应釜，加热升温至20-30℃，在真空度低于-0.09mpa的条件下，搅拌混合均匀，并脱水2-4小时；

28、步骤三：保持温度不变，将所述步骤一中准备好的光引发剂加入到反应釜，搅拌混合0.5-1小时，然后真空脱泡15-45分钟，在氮气保护下快速出料并封装于漆桶中即可。

29、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

30、(1)本发明采用改性功能聚氨酯丙烯酸树脂、活性稀释剂和自由基型光引发剂等组合共同形成uv湿气双固化三防漆，避免了传统溶剂型三防漆因溶剂挥发造成环境污染和对操作人员健康的危害问题，具有绿色环保、附着力优异、高绝缘性能、高防护性能等特点；

31、(2)本发明采用改性功能聚氨酯丙烯酸树脂具有刚性的碳氮杂环和丰富的氮、氧等杂原子，提高三防漆的内聚力和极性，有效提升三防漆对pcb线路板等基材的附着力，从而提高三防漆的防护性能。

32、(3)本发明采用改性功能聚氨酯丙烯酸树脂引入了聚异丁烯链段，此链段有较好的分子链空间结构，碳碳分子链具有较短的分子间距离和较小的自由体积，不易受外界影响，使其具备较高的稳定性和优异的水汽阻隔功能与电气绝缘性能，从而保证在高湿度环境增加电子元件和连接点之间的电气性能，加强防腐蚀性能，保障pcb线路板在恶劣环境中的稳定性和延长其使用寿命。

33、(4)本发明将改性功能聚氨酯丙烯酸树脂与双固化单体在合理的比例范围内搭配使用，在有效控制三防漆粘度的同时，仍能保证体系内光固化和湿气固化官能团的含量维持在合理的范围内，确保三防漆合适的湿气交联反应速度，避免表干和固化速度过快或过慢，并保持良好的附着力和交联密度，有效解决三防漆在湿热及高低温冲击等复杂环境下的脱落、开裂等问题。