环保型紫外荧光“三防”涂料的研制

   日期:2021-07-01     浏览:169    
核心提示:环保型紫外荧光三防涂料的研制张震1,李丽1,荣海宏2, 李在兴1(哈尔滨化工研究所,哈尔滨150020;2.黑龙江生态工程职业学院,哈
环保型紫外荧光“三防”涂料的研制

张震1,李丽1,荣海宏2, 李在兴1
(哈尔滨化工研究所,哈尔滨150020;2.黑龙江生态工程职业学院,哈尔滨150025)

1 引言
随着航天、航空、舰船、载波通讯、电子技术的不断发展,要求产品及其元件在高温、高湿、高盐雾的环境下工作,并具有高度可靠性。为了提高产品的环境适应性,必须使用具有防湿热、防酸雾、防霉菌的材料对产品表面进行保护。目前国内已研制出多种三防涂料,对电子产品表面进行保护。但由于现有的三防涂料固化后形成的膜透明,在印刷线路板上使用后无法用目测或仪器检
测的手段,检测出电子零件表面是否被三防涂料完全涂覆,致使产品在使用中短期内即发生性能不稳定,以至于报废等质量问题。因此,既具有优异的三防性能,又具有荧光可检测性的新型紫外荧光三防涂料的研制成功是我国电子用涂料方面的又一重大突破。

2 试验部分
2.1 试验原料
甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸,AR,天津试剂厂;乙烯基硅烷偶联剂,哈尔滨化工研究所;引发剂(BPO)、正丁醇,AR,北京化学试剂厂;荧光粉。
2.2 合成方法
在装有回流冷凝器、电动搅拌器、滴液漏斗、加热器的四口烧瓶中加入计量好的甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、乙烯基硅烷偶联剂、碳酸酯类溶剂和10%的引发剂(剩余90%的引发剂用溶剂溶解后加入滴液漏斗中待用);打开搅拌,缓慢加热,升至(70±5)℃;控制反应的诱导期在45 ~ 50 min,反应引发后将釜温控制在(80±5)℃;打开滴液漏斗,滴加剩余的引发剂,滴加完毕,恒温反应8 h;反应结束,降至室温后,向反应釜内加入无毒环保的混合溶剂及自制的荧光粉溶液,搅拌均匀即得环保型紫外荧光三防涂料。

3 结果与讨论
3.1 涂料的主要技术指标
环保型紫外荧光三防涂料主要技术指标见表1。

3.2 影响涂料性能的因素
3.2.1 反应温度
在聚合反应过程中引发剂的分解温度与聚合反应温度成正比,反应温度的高低直接影响产品的黏度。对反应温度与产品黏度之间的关系做对比试验,结果见表2。

从表2 可知,提高反应温度有利于产品黏度的提高,但反应温度超过90 ℃时,引发剂的分解速率加快,在加快反应速率的同时也加快了链终止速率,产品的黏度反而降低,因此反应温度应控制在(80±5)℃。

3.2.2 反应诱导期
反应初期温度过高,使反应速率加快,其链引发、链增长大量进行,反应急剧放热,使反应温度迅速升高,形成爆聚现象;反应初期温度过低,聚合反应的诱导期过长,会出现初期不反应,一旦反应发生,反应急剧进行,同样使反应温度急剧上升形成爆聚现象。在试验中控制反应诱导温度为40 ~ 70 ℃及诱导期,使反应平稳进行,避免爆聚现象的发生,有利于聚合物相对分子质量的均匀分布。反应的诱导期对产品性能的影响见表3。

从表3 可知,反应的诱导期控制在50 min 为宜。
3.2.3 引发剂用量
引发剂用量多,产生较多的自由基,导致聚合反应速率加快,使聚合物的相对分子质量偏低;相反,引发剂用量少,使聚合物的相对分子质量偏高,但用量过少,由于产生的自由基少,使聚合反应的转化率降低。引发剂的用量对聚合反应转化率、聚合物相对分子质量分布及产品性能都有较大的影响。引发剂的用量对产品性能的影响见表4。

从表4 可知,引发剂用量为0.57%时,聚合物的黏度适宜,固体含量较高。

3.2.4 荧光粉用量
聚合物中加入荧光粉可在UV 荧光显示仪下进行检测,及时发现工件上未涂覆部位,便于进行补涂处理,保证了电子产品使用的安全性和可靠性。荧光粉用量对产品可测性及产品性能的影响见表5。

从表5 可知,荧光粉用量为0.25%时,可在UV 荧光显示仪下进行检测,同时又不影响涂料的透明性。

3.3 硅烷偶联剂的引入赋予涂料优良的性能
3.3.1 “三防”性
由于引入了有机硅氧烷,使之具有良好的憎水性能,既不与水混溶,又不吸收水分,当其与水接触时,由于接触角大,水珠只能滚落,不能形成液膜附着在涂膜的表面,起到了阻止金属电化学腐蚀和)生物腐蚀的良好作用,使涂膜具有突出的防湿热性能和防盐雾性能。另一方面,涂料中不含油脂和脂肪酸衍生物,故也具有防霉性能。
3.3.2 电绝缘性
有机硅材料都具有良好的电绝缘性能,同时其电气性能受温度和频率的影响较小,因此,紫外荧光三防涂料的绝缘电阻高、耐击穿电压大、耐电弧、耐电火花、介质损耗低,电绝缘性能好。
3.3.3 耐温性
有机硅材料的主链是—Si—O—Si—,无双键存在,因此不易被紫外光和臭氧分解。Si—O 键的键长约是C—C 键键长的1.5 倍,链长度较长使有机硅材料具有比其它高分子合成材料更好的热稳定性及耐辐照和耐候能力。有机硅材料可在很宽的温度范围内使用,既耐高温,又耐低温,且化学性能和物理性能随温度的变化很小。耐高温达150 ℃,耐低温可达-40 ℃,工作温度范围大,应用领域广。
3.3.4 耐化学药品性
由于分子中Si—O 键和Si—C 键形成的弹性结构有较强的耐氧化性,因而具有良好的热稳定性、抗老化性,能耐多种化学药品的腐蚀,对多种不同浓度的酸、碱、盐类及有机溶剂均具有稳定性。

4 结语
紫外荧光“三防”涂料是以有机硅烷为主体,经多元共聚形成的具有立体网络结构的聚合物和无毒环保的有机溶剂、紫外荧光配制而成的特种涂料。该涂料中引入硅氧烷,因而赋予涂料优良的“三防”性能、电器绝缘性能、耐热性能及耐化学药品性能。在该涂料中加入自制的荧光粉溶液,为电子产品使用的安全性和可靠性提供了简单易行的检测手段。
 









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