一种耐潮湿的高绝缘电阻UV湿气双重固化三防漆及其制备方法与流程

本发明属于三防漆，具体涉及一种耐潮湿的高绝缘电阻uv湿气双重固化三防漆及其制备方法。

背景技术：

1、三防漆是一种涂覆材料，在不同地区有不同的叫法，如三防胶、防护漆、三防剂、保形涂料、敷型涂料等，三防漆具有防潮、防霉、防盐雾等防护功能，通常涂覆于印刷线路板及其相关分立器件、集成电路的表面，固化后形成一层透明保护膜，可有效地隔离线路板，能够很好地保护线路板等设备免受环境的侵蚀，提高使用寿命和安全性。

2、申请号为202011073699.6的中国发明专利申请公开了一种有机硅三防漆及其制备方法和使用方法，包括有机硅、r型聚合物、稀释剂和分散剂，有机硅的质量占三防漆总质量的11～95％，r型聚合物的质量所述有机硅三防漆总质量的1～20％，所述r型聚合物包含烯基链段；该发明所述三防漆具备较好的致密性和抗霉菌性能，同时漆膜的孔隙率、吸水率和体积收缩率小。

3、申请号为201911278272.7的中国发明专利公开了一种阻燃型uv-潮气双重固化聚氨酯丙烯酸酯三防漆的制备方法，基料中含磷酸酯化合物，活性稀释剂的气味刺激性较低，同时具有固化速度快、耐磨性好以及电气绝缘性能优的优点。

4、上述专利并没有对三防漆的防潮性能进行改善，在普通环境中具备较好的效果，然而对于较为潮湿的环境或者对于pcb电路板这类受到湿气破坏尤其强烈的产品，潮湿环境中过量的空气可能会导致导体间的绝缘抵抗性、加速高速分解、降低q值以及腐蚀导体，在没有涂抹三防漆的情况下，pcb电路板金属铜与水蒸气、氧气极易共同发生化学反应出现铜绿，同时，潮湿环境中，绝缘材料表面很可能吸附水分受潮，最终导致导电率上升，内部绝缘电阻及表面电阻降低，使绝缘材料的整体绝缘性能及耐压强度下降，并且电气设备运行过程中，环境温度越低、相对湿度越大，受潮情况越严重；此外，当三防漆应用于电子元器件时，为了保证安全性，对阻燃性能也有较高的要求。

5、因此，目前亟待解决的技术问题是，如何提高uv湿气双重固化三防漆的耐潮湿性能，避免高绝缘电阻的电阻降低，同时提升三防漆阻燃性能和附着力。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种耐潮湿的高绝缘电阻uv湿气双重固化三防漆及其制备方法，该方法制得的三防漆适用于潮湿环境，能够很好地避免高绝缘电阻的电阻降低，同时提升三防漆阻燃性能和附着力。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

3、本发明一方面提供了一种耐潮湿的高绝缘电阻uv湿气双重固化三防漆，以重量份数计，其原料包括：30-60份含异氰酸根的聚氨酯丙烯酸酯树脂，40-70份丙烯酸酯单体，0.01-0.5份荧光指示剂，2-6份光引发剂，0.1-5份硅烷偶联剂，0-1份流平剂，0.02-0.5份催化剂以及5-10份改性季戊四醇。

4、潮湿环境中，pcb电路板在没有涂抹三防漆的情况下，绝缘材料表面很可能吸附水分受潮，最终导致导电率上升，申请人选用含异氰酸根的聚氨酯丙烯酸酯树脂，异氰酸根能够吸收潮湿环境中的水发生反应进一步固化，同时改性季戊四醇在提高阻燃效果的同时，能够提高三防漆的附着力。

5、在一些实施方式中，以重量份数计，每份含异氰酸根的聚氨酯丙烯酸酯树脂的制备原料包括：55-85份脂肪族异氰酸酯三聚体或脂环族异氰酸酯三聚体，5.7-9.7份氢化二聚酸聚酯多元醇，5.5-15份tcd醇，3.2-9.2份单官能度羟基丙烯酸酯单体。

6、优选地，所述tcd醇包括4,8-三环[5.2.1.o2，7]癸烷二甲醇和八氢-4,7-亚甲基-1h-茚二甲醇，所述4,8-三环[5.2.1.o2，7]癸烷二甲醇和八氢-4,7-亚甲基-1h-茚二甲醇的质量比为97:3。

7、优选地，所述氢化二聚酸聚酯多元醇的羟值为30-45mg koh/g，分子量为2500-3500g/mol。

8、在一些实施方式中，所述含异氰酸根的聚氨酯丙烯酸酯树脂的异氰酸根含量为5-15wt％。

9、优选地，所述含异氰酸根的聚氨酯丙烯酸酯树脂的异氰酸根含量为7-12wt％。

10、申请人通过调控异氰酸根含量为7-12wt％，使得三防漆抗具备较好的抗冲击性和储存稳定性。

11、申请人选用含异氰酸根的聚氨酯丙烯酸酯树脂，具有较低的挥发性和毒性。

12、在一些实施方式中，所述脂肪族异氰酸酯三聚体为hdi三聚体，所述脂环族异氰酸酯三聚体为ipdi三聚体。

13、优选地，所述hdi三聚体可以通过市售购买，购买渠道包括但不限于巴斯夫股份公司basf的basonnat hi 100，nco含量为21.5-22.5％；旭化成化学株式会社的tpa-100，nco含量为22.5-24％或者旭化成化学株式会社的tla-100，nco含量为23.5％。

14、在一些实施方式中，所述含异氰酸根的聚氨酯丙烯酸酯树脂的制备方法具体如下：将脂肪族异氰酸酯三聚体或脂环族异氰酸酯三聚体、氢化二聚酸聚酯多元醇、tcd醇和单官能度羟基丙烯酸酯单体加入到反应釜内，加热至75-85℃，搅拌抽真空2-4小时，真空度小于-0.1mpa，降温至30-50℃。

15、优选的，所述单官能度羟基丙烯酸酯单体选自甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸羟丁酯中的任一种。

16、含异氰酸根的聚氨酯丙烯酸酯树脂能够很好地吸收潮湿空气的水分，从而进一步形成固化，申请人通过异氰酸酯基与氢化二聚酸聚酯多元醇上的羟基发生反应形成氨基甲酸酯键，得到相对分子量较大的预聚体，该预聚体的挥发性较低，毒性也较弱，同时，申请人意外地发现，含异氰酸根的聚氨酯丙烯酸酯树脂具备较好的耐磨性和附着力，推测可能的原因是单官能度羟基丙烯酸酯单体与异氰酸酯复配，固化后能够形成交联网状结构，提高成品耐磨性和附着力。

17、在一些实施方式中，所述丙烯酸酯单体为改性丙烯酸酯，所述改性丙烯酸酯的制备方法具体如下：

18、s1：在甲苯中依次加入催化剂、6-氯-1-己醇和丙烯酸，搅拌13-18min，在115-125℃的温度下回流反应3-4h，反应结束后冷却至室温，得到预产物溶液；

19、s2：将步骤s1制得的预产物溶液纯化，得到改性丙烯酸酯。

20、优选地，6-氯-1-己醇和丙烯酸的质量比为1：(0.3-0.7)。

21、申请人发现，丙烯酸酯的防潮性不足，三防漆在潮湿环境中的防潮效果不佳，无法满足电子产品的防潮高要求，申请人通过6-氯-1-己醇与丙烯酸反应生成改性丙烯酸酯作为原料，使得三防漆成品具备较好的防潮性能，推测可能的原因是反应后改性丙烯酸酯具备长链烃、氯等疏水基团，潮湿环境中的防潮性得到显著提升，同时改性丙烯酸酯中的氯在提升防潮效果的同时，能够增强三防漆的阻燃性能。

22、在一些实施方式中，所述的光引发剂为184、1173、tpo-l、tmo、mbf和bdk中至少一种。

23、在一些实施方式中，所述的硅烷偶联剂为a-171、a-174或gx-571。

24、优选的，所述荧光指示剂为basf的ob或ob-1。

25、优选的，所述流平剂为byk333。

26、优选的，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡。

27、在一些实施方式中，所述改性季戊四醇的制备方法具体如下：

28、(1)将氯苯、季戊四醇、顺-2-十二烯-12-氨基-酸以及甲苯磺酸加入反应釜中，升温至150-170℃回流反应4-6h，冷却至室温；

29、(2)加入0.8-1.2mol/l的氢氧化钠水溶液至ph＝6-7，萃取合并有机层，旋干，进行柱层析分离，即得到改性季戊四醇。

30、季戊四醇电负性较强，潮湿空气中的水分子可能与季戊四醇反应，导致季戊四醇吸潮阻燃效果变差，申请人通过对季戊四醇改性，吸湿性明显减弱，避免季戊四醇发生吸潮失效；同时，申请人还意外地发现，市售季戊四醇阻燃剂添加在本技术的三防漆体系中，存在相容性较差的缺陷，而改性季戊四醇能够使得相容性显著提升，同时附着力也得到了一定提升，推测可能的原因是改性季戊四醇中含有双键能够一同参与光固化反应，提升了整体的相容和附着效果。

31、优选的，所述季戊四醇与顺-2-十二烯-12-氨基-酸的质量比为1：(0.6-1.0)。

32、本发明另一方面还提供了一种耐潮湿的高绝缘电阻uv湿气双重固化三防漆的制备方法，包括以下步骤：

33、将丙烯酸酯单体、荧光指示剂、光引发剂、硅烷偶联剂、流平剂以及改性季戊四醇加入反应釜中，搅拌30-90min，再加入含异氰酸根的聚氨酯丙烯酸酯树脂，升温至70-90℃，真空度小于-0.1mpa，搅拌1-3h，最后加入催化剂搅拌4-6h。

34、有益效果：

35、1.本发明提高了三防漆的防潮效果和阻燃效果，满足电子元器件较高的防潮要求和阻燃要求，同时克服了三防漆中添加阻燃剂后相容性较差、附着力下降的缺陷；

36、2.本发明通过异氰酸酯基与氢化二聚酸聚酯多元醇上的羟基发生反应形成分子量较大的预聚体，低毒低挥发，同时通过单官能度羟基丙烯酸酯单体复配，形成交联网状结构，提高成品的耐磨性能和附着力；

37、3.本发明通过改性丙烯酸酯，提高三防漆的防潮性能以及阻燃性能；

38、4.本发明通过改性季戊四醇，避免季戊四醇吸潮失效，同时改性季戊四醇能够参与光固化反应，提升季戊四醇在三防漆中的相容性和附着力。