一种聚氯代对二甲苯膜表面固化紫外光的漆液及漆膜方法

摘要

本发明属于紫外光固化领域，涉及一种聚氯代对二甲苯膜表面制备一层固化紫外光的漆液及漆膜方法。其中，漆液中组成成份为聚酯丙烯酯低聚物75-86份，脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物10-20份，光引发剂4-5份，乙酸乙酯90-400份；漆膜方法包括低聚物纯化、漆溶液配制、PC膜表面处理及漆膜固化等步骤。本发明利用紫外光固化漆的硬度、韧性可调的特点以改善PC膜的耐磨性及耐碰撞性能，制备的漆膜具有成膜工艺简单、与PC膜结合力好、耐磨性好、硬度可调等优点。

说明书

技术领域

本发明属于紫外光固化领域，涉及一种在聚氯代对二甲苯膜表面固化紫外光漆膜, 从及所用漆液的制备方法和漆膜方法。

 

背景技术

聚氯代对二甲苯膜（简称PC膜）PC膜，学名是parylene C, 是利用化学气相沉积（CVD）工艺制备的高分子薄膜，具有优异的电绝缘性和防护性，是当代最有效的防潮、防霉、防腐、防盐雾涂层材料。它由活性小分子在基材表面“生长”出完全敷形的聚合物薄膜涂层，它能涂敷到各种形状的表面，包括尖锐的棱边，号称“无孔不入”可深入裂缝里和内表面。这种真空状态下室温沉积制备的0.1-100微米薄膜涂层，厚度均匀、致密无针孔、透明无应力、不含助剂、不损伤工件、有优异的电绝缘性和防护性，甚至被业内称为当今世界最顶级的防潮、防霉（零级）、防腐、防盐雾的特殊防护涂层。PC膜在国内主要应用在电路板和磁性材料或文物保护方面。

但当其厚度达到一定值后脆性较大，在受到摩擦、碰撞等条件下容易造成薄膜破裂、与基体分离等情况，影响其保护性能，因此可在其表面制备一层有一定韧性、硬度的漆膜以提高PC膜耐摩擦性能及碰撞性能。

目前，少有公开报道在PC膜表面涂东西的，有些公司是将紫外光固化很薄的一层漆液在电路板、磁性材料等上面，涂膜一般在10um以内；另外，部分公司研究在PC膜表面接枝改性，以试图提高PC膜抗老化性能、力学性能、表面能等，但都只见到一些实验室原理性方面的文章。

因PC膜表面能极低， PC膜与大多数材料粘接都不好，在漆液材料的选择上很难，如本发明在最初的研制中，选择材料时遇到了很多种光固化低聚物，一些材料是成膜后表面一直不干，呈现不干胶状态；更多的材料是与PC一结合就造成PC膜容易脆断，也有一些材料是与PC膜结合力不好。

在工艺中最主要的困难是多种低聚物均与PC膜结合力不好，结合力好的一般是又表面发粘，要么就是一些PC膜发脆同时表现结合力也不好。

紫外光固化制漆技术是20世纪60年代才开发一种环境友好的新技术，具有其他许多漆膜制备技术无法比拟的优势，如成膜速度快、固化率高、无污染、附着力好、漆膜质量高等优点，与电子束固化技术并誉为面向21世纪绿色工业的技术。

但如何解决PC膜涂膜过程中合适材料的选择以及工艺上增强材料与PC膜结合力，仍是目前迫在眉捷的事。

 

发明内容

为解决以上技术问题，本发明利用紫外光固化制漆技术在聚氯代对二甲苯表面制备一层光固化漆膜，以提高PC膜耐摩擦、碰撞性能。

本发明中解决以上技术问题的一种聚氯代对二甲苯膜表面紫外光固化的漆液，其特征在于：漆液由以下重量份的组分组成：聚酯丙烯酸酯低聚物75-86份，脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物10-20份，光引发剂4-5份，乙酸乙酯90-400份

本发明中的漆液配方是经过大量时间和精力的对比选择、重组配合等劳动选择材料和用量、各组分之间合适的比例，使漆液与聚氯代对二甲苯膜结合力好、成膜速度快，具有韧性强、持久力长的特性。要么就多组分配起来发生反应，解决不能完全固化或PC膜发脆等现象的技术问题。

聚酯丙烯酸酯低聚物为针对塑料面漆设计，属于不含有稀释单体的低聚物，有优异的耐磨性、良好的耐黄变性及快速的固化速度，可提供各种材质，特别是塑料上之紫外固化涂料的应用。

脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物是一种高分子柔性低聚物，含有较长的柔性分子链，Tg低，收缩小，产生内应力小，与塑料等有较好的粘接力，但是固化效果不好，不能完全固化。本发明在各组份用量及各组分用量之间的比例来克服它的固化不足方面。

低聚物是光固化产品中比例最大的组分之一，是光固化配方的基料树脂，决定着固化后产品的基本性能(包括硬度、柔韧性、附着力、光学性能、耐老化等)，聚酯丙烯酸酯，脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯就是低聚物。聚酯丙烯酸酯低聚物主要功能是与PC膜具有良好的结合力，并且由于是柔性低聚物，具有较好的韧性，但单独使用时不能保证漆膜的硬度、耐磨性能，同时固化速度慢，难以完全固化；脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯（6145-100）的主要作用是调节固化时间，调整漆膜硬度，增加漆膜耐磨性能等。

乙酸乙酯作为光固化漆的稀释剂，本身不决定漆膜性能，但其挥发速度适中，不会在漆膜制备时挥发过快引起漆膜气孔缺陷，也不会挥发速度过慢而增加制漆膜时间。

其中，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮。简称HMPF。结构式为C6H5COC(CH3)2OH，分子量164.20。无色或微黄色透明液体。沸点102～103℃(0.53kPa)。溶于甲苯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等。易与树脂混溶，引发效率高，热稳定性好，无黄变现象，储存稳定。紫外光吸收波长260～360nm。

所述的聚氯代对二甲苯膜表面紫外光固化的漆液制作方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：低聚物的纯化处理：

将聚酯丙烯酸酯低聚物75-86份，脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物10-20份，放入不同容器中，用200-500目布封口，放置于干燥箱中45-50h；低聚物在包装、运输、存放等过程中，有一定量的水分，如果不进行去除，在成膜过程中水分是最不易脱除的，固化后影响成膜质量和效果。；封口纱布为了防止干燥箱内的一些杂质掉入漆液中，另一方面又可让水分挥发出。

第二步：漆液的制备：

取出干燥后的聚酯丙烯酯低聚物、脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物，与光引发剂4-5份混合、搅拌1-3min，再加入乙酸乙酯溶剂90-400份搅拌2-3min，然后密封、避光保存；

其中，第一步中，所述干燥箱温度16-24℃、湿度＜20%。

另外，本发明中漆液对聚氯代对二甲苯样件膜表面固化紫外光漆膜的方法，其特征在于：第一步：对样件聚氯代对二甲苯膜表面的清洗处理：

用乙酸乙酯擦拭清洗样件聚氯代对二甲苯膜表面2-3次，再用石油醚擦拭清洗聚样件氯代对二甲苯膜表面2-3次；石油醚和乙酸乙酯用来擦拭PC表面，主要作用是除油，以免影响漆膜与PC膜结合力。

擦拭清洗聚氯代对二甲苯膜表面的目的是去除表面油污，以免影响PC与光固化漆膜结合力。

第二步：漆膜的制备：

取步骤（2）中配制好的漆液涂于聚氯代对二甲苯膜表面后，涂膜厚度为0.01mm～0.15mm，将样件置于50-55℃的烘箱中5～6min；主要是脱除乙酸乙酯，并且在合适的紫外光源下照射合适的时间以使漆膜成膜。

第三步：取出样件，再放入紫外光固化设备中，照射13-16s，即制成聚氯代对二甲苯样件膜表面固化紫外光漆膜。

烘干的目的是去除漆膜中的溶剂乙酸乙酯，减少它对漆膜固化效果的影响。

第三步中，所述将漆液涂于聚氯代对二甲苯膜表面的方式为喷涂或刷涂。

第三步中，所述紫外光固化设备的灯为中压汞灯，功率密度为24-28mW。

本发明解决聚氯代对二甲苯薄膜表面耐摩擦性能及耐碰撞性能较差的问题，提供一种在其表面制备一层紫外光固化漆膜的漆液及方法，该方法用聚酯丙烯酯低聚物、脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物及光引发剂按适当比例配制，并用乙酸乙酯稀释，采用合理涂层方式以及紫外光固化工艺在PC膜表面制备一层光固化漆膜。

聚酯丙烯酯低聚物、脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物、光引发剂是该漆配方的主要成分，而乙酸乙酯则是根据所需要喷涂的厚度来添加。根据添加的稀释剂量，一次涂膜厚度可以为0.01mm～0.15mm。

本发明利用紫外光固化漆的硬度、韧性可调的特点以改善PC膜的耐磨性及耐碰撞性能，制备的漆膜具有成膜工艺简单、与PC膜结合力好、耐磨性好、硬度可调等优点。

本发明获得的漆膜具有成膜速度快、附着力和韧性良好、耐刮擦性能强、不破坏PC膜原有的阻隔性能等特点，能有效提高PC膜综合性能。

  

具体实施方式：

实施例1

步骤一、取聚酯丙烯酯低聚物82份，脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物13份放入不同容器中，用500目单层纱布封口，置于室温20℃、19%湿度的干燥箱中干燥48h；

步骤二、将光引发剂5份，与干燥后的聚酯丙烯酯低聚物，脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物混合并充分搅拌，加入100份的乙酸乙酯溶剂搅拌，溶解；然后密封、避光保存。

步骤三、使用脱脂棉蘸取乙酸乙酯在PC膜表面擦拭清洗3次，再使用脱脂棉蘸取石油醚在聚氯代对二甲苯膜表面擦拭清洗3次。

步骤四、取配制完毕的漆溶液喷涂于聚氯代对二甲苯膜表面，并置于55℃的烘箱中加热5min，取出样件；然后将样件放入紫外光固化设备中，开启设备，设备所用中压汞灯，功率密度为28mW，照射15s，取出样件，漆膜制备完毕。

 

实施例2

步骤一、取聚酯丙烯酯低聚物75份，脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物20份放入不同容器中，用300目单层纱布封口，置于室温16℃、15%湿度的干燥箱中干燥45h；

步骤二、将光引发剂5份，与干燥后的聚酯丙烯酯低聚物，脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物混合并充分搅拌，加入90份的乙酸乙酯溶剂搅拌，溶解；密封、避光保存。

步骤三、使用脱脂棉蘸取乙酸乙酯在PC膜表面擦拭清洗2次，再使用脱脂棉蘸取石油醚在聚氯代对二甲苯膜表面擦拭清洗2次。

步骤四、取配制完毕的漆溶液刷涂于聚氯代对二甲苯膜表面，并置于50℃的烘箱中加热6min，取出样件；然后将样件放入紫外光固化设备中，开启设备，设备所用中压汞灯，功率密度为24mW，照射16s，取出样件，漆膜制备完毕。

实施例3

步骤一、取聚酯丙烯酯低聚物86份，脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物10份放入不同容器中，用400目单层纱布封口，置于室温24℃、16%湿度的干燥箱中干燥50h；

步骤二、将光引发剂5份，与干燥后的聚酯丙烯酯低聚物，脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物混合并充分搅拌，加入200份的乙酸乙酯溶剂搅拌，溶解，；密封、避光保存。

步骤三、使用脱脂棉蘸取乙酸乙酯在PC膜表面擦拭清洗3次，再使用脱脂棉蘸取石油醚在聚氯代对二甲苯膜表面擦拭清洗3次。

步骤四、取配制完毕的漆溶液刷涂于聚氯代对二甲苯膜表面，并置于52℃的烘箱中加热5min，取出样件；然后将样件放入紫外光固化设备中，开启设备，设备所用中压汞灯，功率密度为25mW，照射13s，取出样件，漆膜制备完毕。

实施例4

步骤一、取聚酯丙烯酯低聚物80份，脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物15份放入不同容器中，用200目单层纱布封口，置于室温18℃、14%湿度的干燥箱中干燥42h；

步骤二、将光引发剂4.5份，与干燥后的聚酯丙烯酯低聚物，脂肪族聚氨酯六丙烯酸酯低聚物混合并充分搅拌，加入的乙酸乙酯溶剂搅拌，溶解，400份；密封、避光保存。

步骤三、使用脱脂棉蘸取乙酸乙酯在PC膜表面擦拭清洗2次，再使用脱脂棉蘸取石油醚在聚氯代对二甲苯膜表面擦拭清洗2次。

步骤四、取配制完毕的漆溶液刷涂于聚氯代对二甲苯膜表面，并置于54℃的烘箱中加热5min，取出样件；然后将样件放入紫外光固化设备中，开启设备，设备所用中压汞灯，功率密度为26mW，照射16s，取出样件，漆膜制备完毕。

本发明中紫外光固化漆膜后与一般漆膜的性能对比，如表1：

 表1 

从以上表可得出，本发明中的漆膜成膜速度快，在表干时间上明显缩短，从一般漆膜时间至少10min，缩短到15s，节约时间及成本；另外，漆膜与PC膜的附着力上也有着很好的效果，具有良好的韧性和柔展性，硬度具有可调性。 

紫外光固化漆膜后对PC膜力学性能影响，如表2：

表2 

  与没有涂漆膜的PC膜相比较，从表中得出，无论在拉伸强度、防止断裂和耐冲击方面本发明中的漆膜都有明显的有益效果，提高了PC膜耐摩擦、碰撞性能。

紫外光固化漆膜后对PC阻隔性能影响，如表3：   

       表3 

本发明中的漆膜示增强了PC膜原有的阻隔性能等特点，有效提高了PC膜综合性能。