一种不含PFAS的防水防潮涂层组合物及其制备方法与流程

本发明属于涂层，尤其涉及一种不含pfas的防水防潮涂层组合物及其制备方法。

背景技术：

1、在当今消费电子产品飞速普及的时代，智能手机、平板电脑、tws耳机等成为人们日常生活中不可或缺的一部分。随之而来的挑战之一是提高电路板的防水和防潮性能，特别是在电子器件小型化的趋势下。在过去，为了实现防水防潮，常采用硅酮胶进行涂覆，包括湿气或uv固化的硅胶。然而，这种方法存在一些问题，例如涂覆厚度较大(通常在100-300微米之间)，占据宝贵的空间，并且返修困难。

2、近年来，随着技术的不断发展，一种采用氟类丙烯酸酯进行涂覆的新技术应运而生，极大地改善了这一问题。相较于传统方法，这种新技术实现了涂覆厚度的显著降低，多在3微米以下，同时也大大简化了返修过程。返修过程变得更加方便，只需使用无腐蚀的氟类溶剂进行浸泡或冲刷即可。代表性的企业，如3m和大金，已经成功将这一技术广泛应用于消费电子产品制造中。

3、然而，虽然这种含氟聚合物及溶剂技术取得了显著的成功，但在生产或制造过程中，往往会产生有害的pfas(全氟化合物)组分，对人类健康造成潜在影响。随着欧盟的相关禁令，3m也宣布将在2025年前后停产与该技术相关的产品。这使得我们面临一个新的挑战，即在保持无污染的同时，寻找一种既有效防护电路板，又不危害人类健康的新型技术。

4、为了应对这一挑战，科研人员和制造商正在积极探索替代技术和材料。一些可能的方向包括开发基于无机材料的防水防潮技术，探索更环保的涂覆剂和返修方法，以及结合纳米技术等创新手段，旨在在不增加有害物质的情况下提高防护性能。这一创新努力不仅有助于满足环保法规的要求，同时也推动了电子制造业的可持续发展。

技术实现思路

1、根据以上现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种不含pfas的防水防潮涂层组合物，同时是一种具有优异可返修、防水防潮的涂覆组合物，在不腐蚀基材的基础上，可形成一层保护薄膜，达到防水防潮的效果。

2、为实现以上目的，所采用的技术方案是：

3、本发明的目的之一是提供一种不含pfas的防水防潮涂层组合物，所述组合物包括含硅聚合物和溶剂一；

4、按重量份计，所述含硅聚合物的用量为1～10份，所述溶剂一的用量为90～99份。

5、再进一步，所述组合物中的溶剂一可以是六甲基二硅氧烷、四甲基二硅氧烷等含硅类溶剂，也可是丙酮、甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯等。

6、本发明的目的之二是提供一种上述不含pfas的防水防潮涂层组合物的制备方法，包括以下步骤：

7、(1)合成硅多烷基丙烯酸酯单体：

8、将2-3mol硅单体、0.5-1.5mol含丙烯酸酯双键的硅烷偶联剂、1.5-2.5mol甲醇加入到三口反应瓶中，设置油温为20-35℃，加入0.01～0.1g三氟甲磺酸，搅拌30min左右，在1-3h内将3-5mol水滴加至反应瓶中，继续反应5h，产物水洗、过滤、真空干燥即得硅多烷基丙烯酸酯单体；

9、(2)合成含硅聚合物：

10、按照重量份计，将60～90份步骤(1)所得硅多烷基丙烯酸酯单体、10～20份第二丙烯酸酯单体、100～200份溶剂二加入到三口反应瓶中，鼓吹氮气1h，升温至72℃，加入0.1～0.5份aibn，聚合反应8-12h，真空干燥可得大分子的含硅聚合物；

11、(3)制备涂层组合物：

12、将步骤(2)制备得到的含硅聚合物、溶剂一按照配比进行搅拌混合均匀，即得1～10％固含的组合物，通过配比可以调整组合物的固含。

13、进一步，所述含硅聚合物的分子量30000-70000。

14、进一步，所述含丙烯酸酯双键的硅烷偶联剂可以为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸丙基三乙氧基硅烷、丙烯酸丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种组合物。

15、进一步，所述硅单体可以是六甲基二硅氧烷、四甲基二硅氧烷、三甲基氯硅烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷等，具有r3sio-结构的都可以作为反应单体，参与合成大分子。

16、进一步，所述第二丙烯酸酯单体可以是甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸降冰片酯、丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸羟乙酯等凡含有单丙烯酸酯基团均可作为第二丙烯酸酯单体参与自由基聚合。

17、进一步，所述溶剂二没有特别限定，可以是甲苯、六甲基二硅氧烷等溶解产物的溶剂均可。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

19、本发明提供了一种耐久型、不含有pfas型防水防潮型涂覆组合物，采用第二丙烯酸酯单体与合成的硅多烷基丙烯酸酯单体进行反应，可以显著提高漆膜的附着力和耐刮擦性，将得到的含硅聚合物溶解在溶剂中，涂覆至材料表面，可形成耐久性优异的防水防潮涂层，不含pfas组分。

技术特征：

1.一种不含pfas的防水防潮涂层组合物，其特征在于，包括含硅聚合物和溶剂一，按重量份计，所述含硅聚合物的用量为1～10份，所述溶剂一的用量为90～99份。

2.根据权利要求1所述组合物，其特征在于，所述含硅聚合物的分子量30000-70000。

3.根据权利要求1所述组合物，其特征在于，所述组合物中的溶剂一为六甲基二硅氧烷、四甲基二硅氧烷、丙酮、甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。

4.一种如权利要求1～3任一项所述组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述含丙烯酸酯双键的硅烷偶联剂为甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸丙基三乙氧基硅烷、丙烯酸丙基三甲氧基硅烷、丙烯酸丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种组合物。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述硅单体为六甲基二硅氧烷、四甲基二硅氧烷、三甲基氯硅烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷中的至少一种。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第二丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸降冰片酯、丙烯酸四氢呋喃酯、甲基丙烯酸羟乙酯中的至少一种。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂二为甲苯、六甲基二硅氧烷中的至少一种。

技术总结本发明属于涂层技术领域，尤其涉及一种不含PFAS的防水防潮涂层组合物及其制备方法。所述组合物包括含硅聚合物和溶剂一，按重量份计，所述含硅聚合物的用量为1～10份，所述溶剂一的用量为90～99份。本发明首先制备硅多烷基丙烯酸酯单体，其是由含丙烯酸酯双键的硅烷偶联剂与硅单体通过水解缩合合成的大分子丙烯酸酯单体，随后将此硅多烷基丙烯酸酯单体与第二丙烯酸酯单体通过自由基聚合得到含硅聚合物。本发明制备的涂层组合物可以显著提高漆膜的附着力和耐刮擦性，涂覆至材料表面，可形成耐久性优异的防水防潮涂层，不含PFAS组分。技术研发人员：辛帅,王建斌,陈田安受保护的技术使用者：德邦（昆山）材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/5