一种铝基覆铜板用EB固化耐磨、耐高温涂料的制作方法

一种铝基覆铜板用eb固化耐磨、耐高温涂料
技术领域
1.本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种铝基覆铜板用eb固化耐磨、耐高温涂料。


背景技术：

2.铝基覆铜板即铝基板，是一种具有良好散热功能的金属基覆铜板，是铝基印制电路板原材料的一种，在led照明产品中应用广泛。一般铝基单面板由三层结构所组成，分别是电路层(铜箔)、绝缘层和铝基层。
3.电路层的制作是对铝基层进行蚀刻形成印制电路，用于实现器件的装配和连接，主要过程为磨板-贴膜-曝光-显影-蚀刻-褪膜。而铝是一种活泼性较强的金属，很容易与蚀刻和褪膜过程中用到的酸性/碱性溶液反应，因此为了防止铝基层表面被腐蚀，必须采取有效的措施对铝基层的铝板进行保护。目前大多数是采用铺贴pvc或pe塑胶膜对铝基板的铝板进行保护，但是在贴膜过程中，由于静电吸附、空间污染、板边剪切颗粒等原因，铝面很容易吸附杂质，杂质在受到挤压后很容易划伤铝面或划破保护膜使得铝面暴露出来被酸碱腐蚀，最终导致铝基不良。
4.基于上述问题，采用高耐磨的uv或者eb固化涂层对铝基板进行保护可以基本解决pvc或pe塑胶膜引发的问题，但是在铝基板与铜箔复合的过程中需要在200℃下热压将近3h，对涂层的耐高温性能有着极高的要求，而常规uv或eb固化涂层的耐高温性能较差，热压过程中容易开裂从而失去保护功能。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的技术问题是：铝基板与铜箔复合的过程中需要在200℃下热压将近3h，对涂层的耐高温性能有着极高的要求，而常规eb固化涂层的耐高温性能较差。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明提供一种铝基覆铜板用eb固化耐磨、耐高温涂料，以重量份数计，包括以下成份：
[0007][0008]
所述改性聚氨酯由改性聚氨酯树脂a与改性聚氨酯树脂b按照重量比 1-3:3-1组成。
[0009]
具体地，所述改性聚氨酯由改性聚氨酯树脂a与改性聚氨酯树脂b按照重量比1.5-2:1组成。
[0010]
具体地，所述改性聚氨酯树脂a为异氰脲酸改性的聚氨酯树脂。
[0011]
具体地，所述异氰脲酸改性的聚氨酯树脂按照以下步骤制备：
[0012]
(1)在三孔圆底烧瓶中加入28.2g theicta、0.05g光引发剂1173、 70ml甲苯，然后将圆底烧瓶的温度升至50℃，在氮气保护下，将10.4g巯基乙醇滴加到烧瓶中，边搅拌边用波长365nm的led灯照射，通过ftir 监测反应，当反应体系中的双键吸收峰消失，反应结束，旋蒸除去溶剂，得到产物a；
[0013]
(2)将30.2g ipdi、0.04g催化剂dbtdl、70ml thf加入到三孔圆底烧瓶中，然后将反应体系的温度升至70℃，在氮气保护下，将30.4g产物a滴加到烧瓶中，滴加完成后，搅拌反应，通过ftir监测反应，待反应体系中的羟基吸收峰消失，将0.005g对苯二酚加入反应体系，持续滴加 peta，反应在70℃下继续搅拌反应，直至反应体系中的异氰酸根吸收峰在ftir光谱上消失，反应结束，最后，通过旋转蒸发除去溶剂，即得到异氰脲酸改性的聚氨酯树脂。
[0014]
具体地，所述改性聚氨酯树脂b按照以下步骤制备：
[0015]
(1)称取hema、tcdma、mma、aibn和二氧六环于圆底烧瓶中， hema、tcdma、mma三种单体的重量比为3:5:3，aibn的添加量为单体总重量的0.5％，二氧六环与单体总重量的比例为7:3，然后对反应混合液通45min氮气除氧，将烧瓶置于70℃油浴锅下搅拌反应24h，反应结束后，用正己烷洗涤沉淀产物，在45℃下真空干燥过夜，即得到产物e；
[0016]
(2)在三孔圆底烧瓶中加入30.2g产物e、0.04g催化剂对甲苯磺酸、 0.005g对苯二酚、70ml二甲苯，然后将圆底烧瓶的温度升至70℃，滴入端羟基聚丁二烯(数均分子量3000)滴加到烧瓶中，滴加完成后，搅拌反应，通过ftir监测反应，反应体系中羧基的吸收峰消失，停止滴加端羟基聚丁二烯，然后将溶有ipdi和催化剂dbtdl的二甲苯溶液通过滴加的方式加入反应体系，70℃下继续搅拌反应，其中ipdi在二甲苯溶液中的质量百分含量为20％，二甲苯溶液中催化剂dbtdl的添加量是ipdi质量的 0.1％，直至反应体系中羟基的吸收峰在ftir光谱上消失，停止滴加溶有 ipdi和催化剂dbtdl的二甲苯溶液，然后将溶有peta和催化剂对苯二酚的二甲苯溶液滴加加入反应体系，70℃下继续搅拌反应，其中peta在二甲苯溶液中的质量百分含量为30％，二甲苯溶液中对苯二酚的添加量为 peta质量的0.1％，直至反应体系中的异氰酸根吸收峰在ftir光谱上消失，反应结束，最后，通过旋转蒸发除去溶剂，得到改性聚氨酯树脂b。
[0017]
具体地，所述活性单体为季戊四醇四丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯中的一种或几种。
[0018]
具体地，所述流平剂为有机硅类流平剂。
[0019]
具体地，所述分散剂为高分子分散剂。
[0020]
具体地，所述消泡剂为有机硅消泡剂或聚醚改性有机硅消泡剂。
[0021]
具体地，所述的一种铝基覆铜板用eb固化耐磨、耐高温涂料，按照以下步骤制备：
[0022]
按照配方量，将改性聚氨酯、活性单体、流平剂、分散剂、消泡剂、无水乙醇搅拌混合均匀，即得。
[0023]
本发明的有益效果是：
[0024]
(1)本发明自制的改性聚氨酯树脂a结构中含有异氰脲酸结构，能有效改善保护涂层的耐高温性能；
[0025]
(2)改性聚氨酯树脂a性脆、刚性大，耐磨性能不佳，与本发明自制的改性聚氨酯树脂b配合使用，可以有效改善保护涂层的耐磨性能，因为改性聚氨酯树脂b结构中引入了酯环族结构，可有效改善改性聚氨酯树脂a的脆性和刚性，两者在固化过程中相互交联，改性聚氨酯树脂a在制备过程中采用了多官能的theicta，使得所获改性聚氨酯树脂a结构呈现多孔的结构，将改性聚氨酯树脂a与改性聚氨酯树脂b配合使用时，两者的分子链相互穿插，对提高保护涂层的耐高温、耐磨等性能十分有利，相比在聚氨酯结构同时引入异氰脲酸结构和酯环族结构具有更好的效果；
[0026]
(3)改性聚氨酯树脂a结构中丰富的n原子与改性聚氨酯树脂b结构中的氢原子在固化交联过程中形成大量的氢键，能够显著改善保护涂层的耐高温稳定性。
具体实施方式
[0027]
现在对本发明作进一步详细的说明。
[0028]
本发明以下实施例中的改性聚氨酯树脂a，均按照以下步骤制备：
[0029]
(1)在三孔圆底烧瓶中加入28.2g theicta(cas no.:40220-08-40)、 0.05g光引发剂1173、70ml甲苯，然后将圆底烧瓶的温度升至50℃，在氮气保护下，将10.4g巯基乙醇滴加到烧瓶中，边搅拌边用波长365nm的 led灯照射，通过ftir监测反应，当反应体系中的双键吸收峰消失，反应结束，旋蒸除去溶剂，得到产物a；
[0030]
(2)将30.2g ipdi、0.04g催化剂dbtdl、70ml thf加入到三孔圆底烧瓶中，然后将反应体系的温度升至70℃，在氮气保护下，将30.4g产物a滴加到烧瓶中，滴加完成后，搅拌反应，通过ftir监测反应，待反应体系中的羟基吸收峰消失，将0.005g对苯二酚加入反应体系，持续滴加 peta，反应在70℃下继续搅拌反应，直至反应体系中的异氰酸根吸收峰在ftir光谱上消失，反应结束，最后，通过旋转蒸发除去溶剂，即得到异氰脲酸改性的聚氨酯树脂。
[0031]
本发明以下实施例中的改性聚氨酯树脂b，均按照以下步骤制备：
[0032]
(1)称取hema、tcdma(cas:43048-08-4)、mma、aibn和二氧六环于圆底烧瓶中，hema、tcdma、mma三种单体的重量比为3:5:3， aibn的添加量为单体总重量的0.5％，二氧六环与单体总重量的比例为 7:3，然后对反应混合液通45min氮气除氧，将烧瓶置于70℃油浴锅下搅拌反应24h，反应结束后，用正己烷洗涤沉淀产物，在45℃下真空干燥过夜，即得到产物e；
[0033]
(2)在三孔圆底烧瓶中加入30.2g产物e、0.04g催化剂对甲苯磺酸、 0.005g对苯二酚、70ml二甲苯，然后将圆底烧瓶的温度升至70℃，滴入端羟基聚丁二烯(数均分子量3000)滴加到烧瓶中，滴加完成后，搅拌反应，通过ftir监测反应，反应体系中羧基的吸收峰消失，停止滴加端羟基聚丁二烯，然后将溶有ipdi和催化剂dbtdl的二甲苯溶液通过滴加的方式加入反应体系，70℃下继续搅拌反应，其中ipdi在二甲苯溶液中的质量百分含量为20％，二甲苯溶液中催化剂dbtdl的添加量是ipdi质量的 0.1％，直至反应体系中羟基的吸收峰在ftir光谱上消失，停止滴加溶有 ipdi和催化剂dbtdl的二甲苯溶液，然后将溶有peta和催化剂对苯二酚的二甲苯溶液滴加加入反应体系，70℃下继续搅拌反应，其中peta在二甲苯
溶液中的质量百分含量为30％，二甲苯溶液中对苯二酚的添加量为 peta质量的0.1％，直至反应体系中的异氰酸根吸收峰在ftir光谱上消失，反应结束，最后，通过旋转蒸发除去溶剂，得到改性聚氨酯树脂b。
[0034]
本发明以下实施例中所采用的高分子分散剂为byk-at204或 byk-163。
[0035]
本发明以下实施例中所采用的流平剂为js-3038或byk-300。
[0036]
本发明以下实施例中所采用的消泡剂为z-3646有机硅消泡剂或聚醚改性硅消泡剂。
[0037]
实施例1
[0038]
一种铝基覆铜板用eb固化耐磨、耐高温涂料，以重量份数计，包括以下成份：
[0039][0040]
改性聚氨酯由改性聚氨酯树脂a与改性聚氨酯树脂b按照重量比1:1 组成。
[0041]
实施例2
[0042]
一种铝基覆铜板用eb固化耐磨、耐高温涂料，以重量份数计，包括以下成份：
[0043][0044][0045]
改性聚氨酯由改性聚氨酯树脂a与改性聚氨酯树脂b按照重量比1:3 组成。
[0046]
实施例3
[0047]
一种铝基覆铜板用eb固化耐磨、耐高温涂料，以重量份数计，包括以下成份：
[0048][0049]
改性聚氨酯由改性聚氨酯树脂a与改性聚氨酯树脂b按照重量比1:2 组成。
[0050]
实施例4
[0051]
一种铝基覆铜板用eb固化耐磨、耐高温涂料，以重量份数计，包括以下成份：
[0052][0053]
改性聚氨酯由改性聚氨酯树脂a与改性聚氨酯树脂b按照重量比2:1 组成。
[0054]
实施例5
[0055]
一种铝基覆铜板用eb固化耐磨、耐高温涂料，以重量份数计，包括以下成份：
[0056][0057]
改性聚氨酯由改性聚氨酯树脂a与改性聚氨酯树脂b按照重量比3:1 组成。
[0058]
实施例6同实施例1，不同之处在于，实施例6中的改性聚氨酯由改性聚氨酯树脂a与改性聚氨酯树脂b按照重量比1.5:1组成。
[0059]
实施例7同实施例1，不同之处在于，实施例7中的改性聚氨酯由改性聚氨酯树脂a与改性聚氨酯树脂b按照重量比2:1组成。
[0060]
实施例8同实施例1，不同之处在于，实施例8中的改性聚氨酯由改性聚氨酯树脂a与改性聚氨酯树脂b按照重量比3:1组成。
[0061]
实施例9同实施例1，不同之处在于，实施例9中的改性聚氨酯由改性聚氨酯树脂a与改性聚氨酯树脂b按照重量比1:1.5组成。
[0062]
对比例1同实施例7，不同之处在于，对比例1中的改性聚氨酯是在聚氨酯结构中同时引入异氰脲酸、脂环族、聚丁二烯结构，具体制备方法如下：
[0063]
(1)称取hema、tcdma、theicta、mma、aibn和二氧六环于圆底烧瓶中，hema、tcdma、theicta、mma四种单体的重量比为 3:5:3:3，aibn的添加量为单体总重量的0.5％，二氧六环与单体总重量的比例为7:3，然后对反应混合液通4min氮气除氧，将烧瓶置于70℃油浴锅下搅拌反应24h，反应结束后，用正己烷洗涤沉淀产物，在45℃下真空干燥过夜，即得到产物f；
[0064]
(2)在三孔圆底烧瓶中加入30.2g产物f、0.04g催化剂对甲苯磺酸、 0.005g对苯二酚、70ml二甲苯，然后将圆底烧瓶的温度升至70℃，滴入端羟基聚丁二烯(数均分子量3000)滴加到烧瓶中，滴加完成后，搅拌反应，通过ftir监测反应，反应体系中羧基的吸收峰消失，停止滴加端羟基聚丁二烯，然后将溶有ipdi和催化剂dbtdl的二甲苯溶液通过滴加的方式加入反应体系，70℃下继续搅拌反应，其中ipdi在二甲苯溶液中的质量百分含量为20％，二甲苯溶液中催化剂dbtdl的添加量是ipdi质量的 0.1％，直至反应体系中羟基的吸收峰在ftir光谱上消失，停止滴加溶有 ipdi和催化剂dbtdl的二甲苯溶液，然后将溶有peta和催化剂对苯二酚的二甲苯溶液滴加加入反应体系，70℃下继续搅拌反应，其中peta在二甲苯溶液中的质量百分含量为30％，二甲苯溶液中对苯二酚的添加量为 peta质量的0.1％，直至反应体系中的异氰酸根吸收峰在ftir光谱上消失，反应结束，最后，通过旋转蒸发除去溶剂，得到改性聚氨酯树脂。
[0065]
应用以及性能评价：
[0066]
按照本发明实施例1-9以及对比例1所述配方获得的铝基覆铜板用eb 固化耐磨、耐高温涂料，按照以下步骤制备：
[0067]
按照配方量，将改性聚氨酯、活性单体、流平剂、分散剂、消泡剂、无水乙醇搅拌混合均匀，即得。
[0068]
将实施例1-9以及对比例1所获涂料涂覆在铝基覆铜板表面，经eb 固化后，在铝基覆铜板的表面形成厚度为3μm护涂层，然后对所获保护涂层进行相关性能测试：
[0069]
耐磨性：按照gb/t1768-2006进行测试，100r。
[0070]
耐刮擦性：按照bsen16094-2012测试
[0071]
耐高温性能：烘箱250℃烘烤4小时，观察开裂情况
[0072]
柔韧性：铝基板弯折180
°
看是否漆膜裂纹
[0073]
硬度：按照gb/t6739-2006进行测试
[0074]
附着力：按照gb/t9286-1998进行测试
[0075]
具体测试结果见表1：
[0076]
表1
[0077][0078]
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。