一种紫外光/湿气双重固化防护涂料及其制备方法和应用与流程

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1.本发明属于涂料技术领域，尤其涉及一种紫外光/湿气双重固化防护涂料及其制备方法。

背景技术：

2.随着经济技术的飞速发展，涂料产品及技术已经应用于人们日常生活的方方面面。其中，紫外光(uv)固化涂料因其具有固化速度快、能耗低、清洁环保等优点，备受市场青睐。uv固化型涂料的组成通常包括可聚合丙烯酸酯单体或预聚体、活性稀释剂、光引发剂、催化剂等。其中丙烯酸酯单体的结构和组成决定了涂料固化后膜层的性能。
3.近年来，聚氨酯因具有独特的软硬段微相分离结构，而表现出优良的拉伸强度、耐撕裂、耐磨性、柔韧性及弹性，并具有良好的耐候性、耐化学腐蚀等特性。而且，通过将聚氨酯作为树脂基体与丙烯酸酯类活性单体或预聚体进行复配，联合光固化技术可以制备出uv固化的聚氨酯丙烯酸酯共聚物涂料，表现出了广阔的应用前景。例如，cn113072874a公布了一种uv固化自修复型聚氨酯丙烯酸酯涂料及其制备方法，cn109957083a公布了一种不饱和多元醇及由其制备的可光固化聚氨酯和它们的制造方法，cn110644250a公布了一种基于聚氨酯丙烯酸酯的纺织面料用紫外光固化涂层胶及其制备方法和应用，cn106700024a公布了一种紫外光固化聚氨酯丙烯酸酯自修复树脂制备方法，cn108659698a公布了一种汽车漆面保护膜的紫外光固化涂料及其使用方法。
4.然而，在一些应用场合及条件下，上述uv固化丙烯酸酯涂料或聚氨酯丙烯酸酯共聚物涂料由于在固化过程中，涂层表面会接触空气中的氧气等而产生阻聚作用，或者因表面凹凸不平而使部分区域不能照射到紫外光，从而导致涂层表面甚至整体固化不彻底，这会严重影响防护涂层的性能。因此，开发出固化效果更好，能达到表面和内部都彻底固化，并且具有较高强度和耐候性等性能的涂料具有重要的实用价值和应用前景。

技术实现要素：

5.本发明涉及的是一种可紫外光和湿气双重固化的防护涂料，这种防护涂料可以在5-10s时间内快速uv固化，并且在1-3小时内完成表面湿气固化而使涂层得到彻底固化。这种涂层凝胶率高，具有良好的力学性能、耐水性等综合性能。可实现紫外光快速固化，随后在空气中彻底固化，解决了单纯丙烯酸酯涂料因多种原因造成的紫外光固化不彻底或表面发粘等问题，同时，固化后的防护涂层的湿气表干时间极大地缩短，还可以显著地增大固化后膜的断裂伸长率，增强防护涂层的韧性。
6.所述紫外光/湿气双重固化防护涂料的应用，可用于印刷电路板上的防尘、防水，起到保护电路板的作用。
7.为了解决本发明的技术问题，提出的技术方案为：所述防护涂料的三种主要组分构成，分别是组分a：9.0～94.9质量份桥联剂、0.008～0.01质量份阻聚剂、0.5～5.0质量份催化剂，其中桥联剂的合成原料中tdi：mdi质量份数最佳比例为3:4.3；组分b：9.0～94.9质
量份α,ω-二异氰酸根封端的聚合物二元醇、0.008～0.01质量份阻聚剂、0.5～5.0质量份催化剂，其中α,ω-二异氰酸根封端的聚合物二元醇合成原料中pthf-2000：pthf-1000质量份数最佳比例为2:1；组分c：10～100质量份可聚合(甲基)丙烯酸酯单体，同时含有2～6质量份的光引发剂。
8.所述组分a中桥联剂为α-丙烯酸酯基-ω-异氰酸酯基-聚氨酯，结构式如下所示：
[0009][0010]
式中r为聚丙二醇醚(ppg)或者聚四氢呋喃醚(pthf)结构；r1为-h或-ch3；r2为甲苯二异氰酸酯(tdi)、二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、或异氟尔酮二异氰酸酯(ipdi)中对应的烃链结构；
[0011]
所述组分b中α,ω-二异氰酸根封端的聚合物二元醇结构式如下所示：
[0012][0013]
式中r是聚丙二醇醚或者聚四氢呋喃醚结构，r2为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、或异氟尔酮二异氰酸酯中对应的烃链结构。
[0014]
所述组分c中可聚合(甲基)丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸异冰片酯，聚醚二醇二丙烯酸酯一种或多种的混合物构成；聚醚二醇二丙烯酸酯具有如下的结构：ch2＝chcoo-x
n-coch＝ch2，其中：x＝ch2chmeo,ch2ch2ch2ch2o,n＝3-40
[0015]
所述的光引发剂是2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(uv-1173)、阻聚剂是对羟基苯甲醚(mehq)、催化剂是1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(dabco)、或二丁基二月桂酸锡(dbtdl)；
[0016]
各组分的质量比例为：组分a为10-100份，组分b为10-100份，组分c为10-100份，光引发剂为2-6份。
[0017]
优选的，能实现拉伸强度、断裂伸长率、凝胶率和吸水率的最佳性能配比是：
[0018]
组分a原料中，tdi：mdi：hema质量份数比例为3:4.3:1，ppg-220：pthf-1000质量比为3:1；
[0019]
组分b原料中，tdi：ipdi：mdi的质量份数比例为2:1.28:1.44，pthf-2000:pthf-1000的质量份数比例为2:1；
[0020]
组分c组成中，ppg36-da：ppg13-da：ppg3-da：pthf2000-da：iboma为1:3:15:1:3.3，膜拥有最佳的力学性能。
[0021]
优选的，各成分质量分数如下：
[0022]
组分a配方为：19.04份聚丙二醇ppg-220、6.35份聚四氢呋喃二醇pthf-1000，3.74份2,4-tdi、5.41份mdi、1.25份hema、0.42份dbtdl和0.01份mehq；
[0023]
组分b的配方是：30.43份聚四氢呋喃二醇pthf-2000，15.22份聚四氢呋喃二醇pthf-1000，1.9份2,4-tdi，1.9份mix-tdi，2.43份ipdi，2.74份mdi、0.52份dabco和0.008份mehq；
[0024]
组分c的配方是2.39份聚丙二醇ppg-220(n＝36)二丙烯酸酯ppg36-da、7.05份聚丙二醇ppg-207(n＝13)二丙烯酸酯ppg13-da、35.25份二缩三丙二醇双丙烯酸酯ppg3-da、2.39份聚四氢呋喃pthf-2000(n＝27)二丙烯酸酯pthf2000-da和7.93份甲基丙烯酸异冰片酯iboma。
[0025]
优选的，组分a由聚合物二元醇、二异氰酸酯单体、含羟基的丙烯酸酯，通过加入催化剂和阻聚剂反应而得,所述的聚合物二元醇为聚丙二醇ppg(平均分子量为1000-2000)、聚四氢呋喃二醇pthf(平均分子量1000-2000)中的一种或多种的混合物；所述的二异氰酸酯单体包括甲苯二异氰酸酯tdi、二苯基甲烷二异氰酸酯mdi中的一种或几种的混合物；所述含羟基的丙烯酸酯为丙烯酸羟乙酯hea、甲基丙烯酸羟乙酯hema中的一种。
[0026]
组分a的制备方法为：在氮气保护下，将真空干燥除水后的聚合物二元醇放入四颈烧瓶中并升温至75～90℃搅拌，再加入二异氰酸酯单体、含羟基的丙烯酸酯、阻聚剂和催化剂，控制温度在75～90℃搅拌反应2～3h，得到桥联剂。
[0027]
优选的，组分b由聚合物二元醇、二异氰酸酯单体，通过加入催化剂、阻聚剂反应而得，所述的聚合物二元醇为聚丙二醇ppg(平均分子量1000-2000)，聚四氢呋喃二醇pthf(平均分子量1000-2000)中的一种或多种的混合物；所述的二异氰酸酯单体包括甲苯二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯异构体的混合物(mix-tdi)、二苯基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯中的一种或几种的混合物。
[0028]
组分b的制备方法为：在氮气保护下，将干燥除水后的聚合物二元醇放入四颈烧瓶中升温至75～90℃搅拌，再加入二异氰酸酯单体、阻聚剂和催化剂，控制温度在75～90℃继续搅拌反应2～3h，得到α,ω-二异氰酸根封端的聚合物二醇。
[0029]
优选的，各组分的质量比例为：
[0030]
组分a为30-55份，组分b为30-55份，组分c为30-55份，光引发剂为3-4份。
[0031]
为了解决本发明的技术问题，提出的技术方案为：所述紫外光/湿气双重固化防护涂料的配制方法，包括以下步骤：
[0032]
预先制备好组分a、组分b备用，然后将a、b、c三个组分以及光引发剂按照配方比例加入容器中，密封或在氮气保护下于30～35℃下充分搅拌15～30min至均匀，密封保存，得到紫外光/湿气双重固化防护涂料。
[0033]
这种uv/湿气双重固化的防护涂料含有三个主要组分，分别是为组分a中桥联剂、组分b中α,ω-二异氰酸根封端的聚合物二元醇、组分c中可聚合(甲基)丙烯酸酯单体、少量其他添加剂。
[0034]
组分a中桥联剂既含有可uv聚合的丙烯酸酯基团，又含有可以与湿气反应的异氰酸根基团，起到将涂料中丙烯酸酯同异氰酸酯有机结合的桥梁作用。
[0035]
组分a可由一定分子量的聚合物二元醇、二异氰酸酯单体、含羟基的丙烯酸酯在一定条件下反应而得。所述聚合物二元醇为聚丙二醇(如：ppg-210,平均分子量约为1000；ppg-220，平均分子量约为2000)、聚四氢呋喃二醇(如：pthf-1000，平均分子量约为1000；pthf-2000，平均分子量约为2000)中的一种或多种的混合物；所述二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯(包括甲苯-2,4-二异氰酸酯，简称：2,4-tdi；或甲苯二异氰酸酯异构体的混合物，简称：mix-tdi)、异氟尔酮二异氰酸酯(简称：ipdi)、二苯基甲烷二异氰酸酯(简称：mdi)中的一种或几种；所述含羟基的丙烯酸酯为丙烯酸羟乙酯(简称：hea)、甲基丙烯酸羟乙酯(简
称：hema)中的一种。
[0036]
组分a的合成方法为：往四颈烧瓶中持续通入氮气，将真空干燥除水后的聚合物二元醇放入四颈烧瓶中并升温至75-90℃搅拌，再加入二异氰酸酯、含羟基的丙烯酸酯、阻聚剂和催化剂，控制温度在75-90℃搅拌反应2-3h，得到桥联剂，即组分a。为了控制分子量得到粘度小的产物，在制备组分a的配方中，异氰酸根的当量数对于活性羟基的当量数是适当过量的。
[0037]
组分b中α,ω-二异氰酸根封端的聚合物二元醇可由一定分子量的聚合物二元醇、二异氰酸酯单体在一定条件下反应而得。所述聚合物二元醇为聚丙二醇(如上述的ppg-210,ppg-220)、聚四氢呋喃二醇(如上述的pthf-1000，pthf-2000)中的一种或多种的混合物；二异氰酸酯为上述的tdi、ipdi、mdi中的一种或多种的混合物。
[0038]
组分b的合成方法为：往四颈烧瓶中持续通入氮气，将干燥除水后的聚合物二元醇放入四颈烧瓶中升温至75-90℃搅拌，再加入二异氰酸酯、阻聚剂和催化剂，控制温度在75～90℃继续搅拌反应2-3h，得到α,ω-二异氰酸根封端的聚合物二醇(组分b)。
[0039]
在上述组分a或组分b制备过程中添加的阻聚剂对羟基苯甲醚(简称：mehq)，作用是防止组分中的碳碳双键在形成预聚体时发生聚合，从而增加体系的粘度而影响产品的性能。
[0040]
在上述组分a或组分b制备过程中添加的催化剂为1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(简称：dabco)、二丁基二月桂酸锡(简称：dbtdl)的一种，作用是促进异氰酸根与羟基反应，加快反应速度。
[0041]
组分c可以是甲基丙烯酸异冰片酯，聚醚二醇二丙烯酸酯中的一种或多种的混合物。通过组分c的成分或比例的变化，可以控制或调节防护涂料的粘度、或固化后涂层的硬度、弹性等物理力学性能。
[0042]
这种uv/湿气双重固化防护涂料还包括其它组分，主要为光引发剂。光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(简称：uv-1173)，作用是吸收特定波长的光能，触发形成自由基或阳离子，通过在分子之间传输能量来传递可聚合预聚物活力。将光敏单体变成激发状态，产生电荷转移复合体，其连续交联聚合，在很短的时间内生产在三维网状结构中固化的聚合物。
[0043]
将得到的涂料均匀地喷涂在电路板上，将其置于紫外光固化机中固化10秒，实验使用的紫外光固化机的主波波长365nm，功率密度是60w/cm2。uv固化完毕后，置于空气中一段时间实现完全固化。
[0044]
与现有技术相比，本发明的技术效果和优点包括：
[0045]
(1)本发明的uv/湿气双重固化防护涂料组成结构中，同时含有丙烯酸酯基和异氰酸根两种基团，其中，丙烯酸酯能够通过uv照射快速固化交联，异氰酸基可以与空气中的湿气反应固化交联。因此，这种uv/湿气双重固化防护涂料可以实现uv快速固化，随后在空气中彻底固化，解决了单纯丙烯酸酯涂料因多种原因造成的uv固化不彻底或表面发粘等问题，提高了涂层的综合防护性能。本发明的uv/湿气双重固化涂料粘度小，便于在一些特定的应用场合，如在表面凹凸不平的电路板表面均匀涂覆，涂层与基体附着性好，固化过程不起泡或形成褶皱，可以满足电路板防护要求。
[0046]
(2)本发明的uv/湿气双重固化防护涂料配方中的组分a中的桥联剂既含有可uv聚
合的丙烯酸酯基团，又含有可以与湿气反应的异氰酸根基团，起到将丙烯酸酯同异氰酸酯有机结合的桥梁作用；组分b引入了更多的异氰酸根，使膜的湿气表干时间极大地缩短，同时还可以显著地增大固化后膜的断裂伸长率，增强防护涂层的韧性；通过组分c中可uv聚合固化单体品种调整及比例变化，可以调节防护涂层的性能，并能得到低粘度的防护涂料，提高防护涂料的施工性能，使其能够在电路板表面浸润，在uv固化后不会发生鼓泡，提高了综合防护性能。
[0047]
(3)该防护涂料不含挥发性有机溶剂，在uv固化后附着性好，不起皱、变形或脱落。
[0048]
(4)通过大量实验意外获得，实施例41的具体的成分和质量分数是能实现拉伸强度、断裂伸长率、凝胶率和吸水率的最佳性能配比，作为紫外光/湿气双重固化防护涂料效果最佳。
附图说明
[0049]
图1是实施例41组分a的ftir图谱：
[0050]
图2是实施例41组分b的ftir图谱：
具体实施方式
[0051]
下面结合实施例，通过实施例中的技术方案清楚、完整地描述来对本发明作进一步的说明。所描述的实施例仅是本发明中的一部分实施例，对本发明的其它权利要求不构成限制。
[0052]
实施例1
[0053]
桥联剂(组分a)的制备：氮气保护下，将27.70份干燥除水的聚丙二醇ppg-220加入四颈烧瓶中，升温至90℃，按次序加入6.40份2,4-tdi、1.20份hema、0.51份dbtdl和0.009份mehq。控制温度在90℃继续搅拌反应2h，得到桥联剂，即组分a。
[0054]
α,ω-二异氰酸根封端聚丙二醇(组分b)的制备：氮气保护下，将干燥除水后的34.00份聚丙二醇ppg-220放入四颈烧瓶中，搅拌升温至75℃，再加入6.70份2,4-tdi、0.50份dabco和0.01份mehq，控制温度在85℃继续搅拌反应3h，得到聚丙二醇甲苯-2,4-二异氰酸酯，即组分b。
[0055]
可聚合(甲基)丙烯酸酯单体(以下简称组分c)：聚丙二醇ppg(n＝13，分子量约730)二丙烯酸酯(简称：ppg13-da)：采购自麦克林生化科技有限公司。
[0056]
按照一定配比，将上述三个组分与光引发剂uv-1173充分混合后得到防护涂料，为了便于进行脱模，将得到的涂料均匀地涂在四氟乙烯模具中，将其置于紫外光固化机中固化10秒，固化完毕后，测试表干时间，取下固化好的膜，在室温环境下放置七天，进行性能测试，结果见表1：
[0057]
表1：实施例1和对比例1-3的配比、固化性能和涂层性能
[0058][0059]
从表1中可以发现，与对比例1-3相比，实施例1具有短的表干时间、低的吸水率和高的凝胶率，拉伸强度和断裂伸长率高，综合性能好。
[0060]
实施例2-6
[0061]
保持实施例1中组分b和组分c组成和比例不变，改变实施例1中组分a中二异氰酸酯单体的种类及比例而保持其总摩尔数相对不变，得到实施例2-6，同样条件下固化，具体用量和性能列于表2。
[0062]
表2：实施例2-6的配比、固化性能和涂层性能
[0063][0064]
从测试结果中发现，当采用2,4-tdi、mdi：hema按照质量比3:4.3:1，即实施例4，得到的样品在拥有较大的拉伸强度的同时，还具有更大的断裂伸长率，同时凝胶率更高、吸水率较低，综合性能较好。
[0065]
实施例7-13
[0066]
维持实施例4的组分b、c不变(与实施例1相同)，改变组分a中聚合物二元醇的种类及比例，并将hema调整为等摩尔数的hea，制备防护涂料，测试性能，其具体用量和性能列于表3。
[0067]
表3：实施例7-13的配比、固化性能和涂层性能
[0068][0069]
从表中可以得出，调整组分a配方中所使用的ppg和pthf的分子量，可以在一定范围内调整固化涂层的弹性和强度，以满足不同的使用要求。性能最佳的是实施例10，这里最佳的原料比例是ppg-220：pthf-1000为3：1。
[0070]
实施例14-18
[0071]
桥联剂(组分a)的制备：氮气保护下，将19.04份干燥除水的聚丙二醇ppg-220、6.35份干燥除水的聚四氢呋喃二醇pthf-1000加入四颈烧瓶中，升温至90℃，按次序加入3.74份2,4-tdi、5.41份mdi，1.25份hema、0.42份dbtdl和0.01份mehq。控制温度在90℃继续搅拌反应2h，得到桥联剂，即组分a。
[0072]
α,ω-二异氰酸根封端聚丙二醇(组分b)的制备：氮气保护下，将干燥除水后的28.50份聚丙二醇ppg-210放入四颈烧瓶中，搅拌升温至75℃，再加入7.13份2,4-tdi、0.36份dabco和0.01份mehq，控制温度在85℃继续搅拌反应3h，得到聚丙二醇甲苯-2,4-二异氰酸酯，即组分b。
[0073]
组分c为ppg13-da、ppg3-da(二缩三丙二醇二丙烯酸酯，n＝3，采购自麦克林生化科技有限公司)的混合物，制备防护涂料，测试性能，其具体用量和性能列于表4。
[0074]
表4：实施例14-18的配比、固化性能和涂层性能
[0075][0076]
从实施例14-18可以发现，ppg13-da用量增大可以提高断裂伸长率，而增加ppg3-da用量可以显著提高拉伸强度。在实际使用时，可以根据使用情况的不同以及自身的需求改变两者的配比。这里优选最佳实施例17作为后续的固定条件。
[0077]
实施例19-22
[0078]
保持实施例17中的组分a和组分b不变，改变组分c，在其中添加一定比例的iboma，制备防护涂料，测试性能，其具体用量和性能列于表5。
[0079]
表5：实施例19-22的配比、固化性能和涂层性能
[0080][0081]
通过上述测试，发现实施例21中能达到较优的综合力学性能。
[0082]
实施例23-28
[0083]
保持实施例21中组分a、组分b、组分c(即ppg13-da、ppg3-da和iboma的混合物，质量比不变)成分不变，调整其比例，制备防护涂料，测试性能，其具体用量和性能列于表6。
[0084]
表6：实施例21、23-28的配比、固化性能和涂层性能
[0085][0086]
通过上述测试，发现实施例21中，当组分a：组分b：组分c的质量份数比为6:6:7时，拥有较优的综合物理性能。
[0087]
实施例29-32
[0088]
组分a、组分c同实施例21，改变组分b中二异氰酸酯的种类和用量，制备防护涂料，测试性能，其具体用量和性能列于表7。
[0089]
表7：实施例29-32的配比、固化性能和涂层性能
[0090][0091]
实施例32中，发现当组分b中2,4-tdi：mix-tdi：ipdi：mdi的质量份数比例为1:1:1.28:1.44时，在拥有较大拉伸强度的同时，有最大的断裂伸长率。
[0092]
实施例33-37
[0093]
组分a、组分c同实施例21，改变组分b中聚合物二元醇的种类及用量，制备防护涂料，测试性能，其具体用量和性能列于表8。
[0094]
表8：实施例39～43的配比、固化性能和涂层性能
[0095][0096]
实施例35中，发现当组分b中pthf-2000:pthf-1000的质量份数比例为2:1时，在拥有较大拉伸强度的同时，有最大的断裂伸长率。
[0097]
实施例38-43
[0098]
组分a同实施例33-37，组分b同实施例35，调整组分c的种类及用量，制备防护涂料，测试性能，其具体用量和性能列于表9。
[0099]
表9：实施例38～43的配比、固化性能和涂层性能
[0100][0101]
*ppg36-da为聚丙二醇ppg-220(n＝36)二丙烯酸酯，pthf2000-da为聚四氢呋喃pthf-2000二丙烯酸酯，pthf1000-da为聚四氢呋喃pthf-1000二丙烯酸酯，都是在三乙胺存在下，经由对应的聚醚二元醇与丙烯酰氯反应再提纯而得。
[0102]
实施例41，能实现拉伸强度、断裂伸长率、凝胶率和吸水率的最佳性能配比，具体的成分和质量分数如下：
[0103]
组分a配方为：19.04份聚丙二醇ppg-220、6.35份聚四氢呋喃二醇pthf-1000，3.74份2,4-tdi、5.41份mdi、1.25份hema、0.42份dbtdl和0.01份mehq；
[0104]
组分a制备方法为：在氮气保护下，将真空干燥除水后的19.04份聚丙二醇ppg-220、6.35份聚四氢呋喃二醇pthf-1000放入四颈烧瓶中并升温至75～90℃搅拌，再加入3.74份2,4-tdi、5.41份mdi、1.25份hema、0.42份dbtdl和0.01份mehq，控制温度在75～90℃搅拌反应2～3h，得到桥联剂。组分a的傅立叶变换红外光谱ftir表征结果如图1。
[0105]
组分b的配方是：30.43份聚四氢呋喃pthf-2000，15.22份聚四氢呋喃pthf-1000，1.9份2,4-tdi，1.9份mix-tdi，2.43份ipdi，2.74份mdi、0.52份dabco和0.008份mehq；
[0106]
组分b的制备方法是：在氮气保护下，将真空干燥除水后的30.43份聚四氢呋喃二醇pthf-2000，15.22份聚四氢呋喃二醇pthf-1000，放入四颈烧瓶中并升温至75～90℃搅拌，再加入1.9份2,4-tdi，1.9份mix-tdi，2.43份ipdi，2.74份mdi、0.52份dabco和0.008份mehq，控制温度在75～90℃搅拌反应2～3h，得到α,ω-二异氰酸根封端的聚合物二醇。组分b的傅立叶变换红外光谱ftir表征结果如图2。
[0107]
组分c的配方是2.39份聚丙二醇ppg-220(n＝36)二丙烯酸酯ppg36-da、7.05份聚丙二醇ppg-207(n＝13)二丙烯酸酯ppg13-da、35.25份二缩三丙二醇双丙烯酸酯ppg3-da、2.39份聚四氢呋喃pthf-2000(n＝27)二丙烯酸酯pthf2000-da和7.93份甲基丙烯酸异冰片
酯iboma，将组分c各部分置于四颈烧瓶中混合均匀。组分c可在试剂公司购买或自制。
[0108]
将a、b、c三个组分以及光引发剂按照配方比例加入容器中，密封或在氮气保护下于30～35℃下充分搅拌15～30min至均匀，密封保存，得到紫外光/湿气双重固化防护涂料。
[0109]
发现当ppg36-da：ppg13-da：ppg3-da：pthf2000-da：iboma为1:3:15:1:3.3，膜拥有最佳的力学性能。
[0110]
表1至表9中各项性能测试方法及标准如下：
[0111]
(1)表干时间：根据gb/t 1728-2020《漆膜、腻子膜干燥时间测定法》规定进行测试(指触法)；
[0112]
(2)拉伸强度：采用ctm2050微机控制电子万能试验机，切片模具为50*4mm，拉伸速度为10mm/min；
[0113]
(3)断裂伸长率：采用ctm2050微机控制电子万能试验机，切片模具为50*4mm，拉伸速度为10mm/min；
[0114]
(4)凝胶率：根据gb/t 18474-2001《交联聚乙烯(pe-x)管材与管件交联度的试验方法》规定进行测试；
[0115]
(5)吸水率：根据hg/t 3856-2006《绝缘漆漆膜吸水率测定法》规定进行测试；
[0116]
(6)傅立叶变换红外光谱ftir表征：采用美国nicolet公司的nexus870型号红外光谱仪。
[0117]
本发明制备的紫外光/湿气双重固化防护涂料固化速度快，形成涂层不仅具有较高的光泽度和透明性，兼具较好的拉伸强度、硬度和耐磨性能，因此具有广阔的应用前景。
[0118]
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

技术特征：

1.一种紫外光/湿气双重固化防护涂料，其特征在于：所述防护涂料由组分a、组分b、组分c、光引发剂组成，所述防护涂料由以下质量份的原料制备而成，组分a：9.0～94.9质量份桥联剂、0.008～0.01质量份阻聚剂、0.5～5.0质量份催化剂，其中桥联剂合成原料中tdi：mdi质量份数比例为3:4.3；组分b：9.0～94.9质量份α,ω-二异氰酸根封端的聚合物二元醇，0.008～0.01质量份阻聚剂、0.5～5.0质量份催化剂；其中α,ω-二异氰酸根封端的聚合物二元醇合成原料中pthf-2000：pthf-1000质量份数比例为2:1；组分c：10～100质量份可聚合(甲基)丙烯酸酯单体，同时含有2～6质量份的光引发剂；所述组分a中桥联剂为α-丙烯酸酯基-ω-异氰酸酯基-聚氨酯，结构式如下所示：式中r为聚丙二醇醚(ppg)或者聚四氢呋喃醚(pthf)结构；r1为-h或-ch3；r2为甲苯二异氰酸酯(tdi)、二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、或异氟尔酮二异氰酸酯(ipdi)中对应的烃链结构；所述组分b中α,ω-二异氰酸根封端的聚合物二元醇结构式如下所示：式中r是聚丙二醇醚或者聚四氢呋喃醚结构，式中r2为甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、或异氟尔酮二异氰酸酯中对应的烃链结构。所述组分c中可聚合(甲基)丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸异冰片酯(iboma)，聚醚二醇二丙烯酸酯一种或多种的混合物构成；聚醚二醇二丙烯酸酯具有如下的结构式：ch2＝chcoo-x
n-coch＝ch2，其中：x＝ch2chmeo,ch2ch2ch2ch2o,n＝3-40。2.根据权利要求1所述的紫外光/湿气双重固化防护涂料，其特征在于，所述的光引发剂是2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮(uv-1173)、阻聚剂是对羟基苯甲醚(mehq)、催化剂是1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(dabco)、二丁基二月桂酸锡(dbtdl)；各组分的质量比例为：组分a为10-100份，组分b为10-100份，组分c为10-100份，光引发剂为2-6份。3.根据权利要求1所述的紫外光/湿气双重固化防护涂料，其特征在于，能实现拉伸强度、断裂伸长率、凝胶率和吸水率的最佳性能配比是：组分a合成原料中，tdi：mdi：hema(甲基丙烯酸羟乙酯)质量份数比例为3:4.3:1，ppg-220：pthf-1000质量比为3:1；组分b合成原料中，tdi：ipdi：mdi的质量份数比例为2:1.28:1.44，pthf-2000:pthf-1000的质量份数比例为2:1；组分c组成中，ppg36-da：ppg13-da：ppg3-da：pthf2000-da：iboma为1:3:15:1:3.3，膜拥有最佳的力学性能。
4.根据权利要求1所述的紫外光/湿气双重固化防护涂料，其特征在于，各成分质量分数如下：组分a配方为：19.04份聚丙二醇ppg-220、6.35份聚四氢呋喃二醇pthf-1000，3.74份2,4-tdi、5.41份mdi、1.25份hema、0.42份dbtdl和0.01份mehq；组分b的配方是：30.43份聚四氢呋喃二醇pthf-2000，15.22份聚四氢呋喃二醇pthf-1000，1.9份2,4-tdi，1.9份mix-tdi，2.43份ipdi，2.74份mdi、0.52份dabco和0.008份mehq；组分c的配方是2.39份聚丙二醇ppg-210(n＝36)二丙烯酸酯ppg36-da、7.05份聚丙二醇ppg-207(n＝13)二丙烯酸酯ppg13-da、35.25份二缩三丙二醇双丙烯酸酯ppg3-da、2.39份聚四氢呋喃pthf-2000(n＝27)二丙烯酸酯pthf2000-da和7.93份甲基丙烯酸异冰片酯iboma。5.根据权利要求1所述的紫外光/湿气双重固化防护涂料，其特征在于，组分a由聚合物二元醇、二异氰酸酯单体、含羟基的丙烯酸酯，通过加入催化剂和阻聚剂反应而得，所述的聚合物二元醇为聚丙二醇ppg(平均分子量为1000-2000)、聚四氢呋喃二醇pthf(平均分子量1000-2000)中的一种或多种的混合物；所述的二异氰酸酯单体包括甲苯二异氰酸酯tdi、二苯基甲烷二异氰酸酯mdi中的一种或几种的混合物；所述含羟基的丙烯酸酯为丙烯酸羟乙酯hea、甲基丙烯酸羟乙酯hema的一种；组分a的制备方法为：在氮气保护下，将真空干燥除水后的聚合物二元醇放入四颈烧瓶中并升温至75～90℃搅拌，再加入二异氰酸酯单体、含羟基的丙烯酸酯、阻聚剂和催化剂，控制温度在75～90℃搅拌反应2～3h，得到桥联剂。6.根据权利要求1所述的紫外光/湿气双重固化防护涂料，其特征在于，组分b由聚合物二元醇、二异氰酸酯单体，通过加入催化剂、阻聚剂反应而得，所述的聚合物二元醇为聚丙二醇ppg(平均分子量为1000-2000)，聚四氢呋喃二醇pthf(平均分子量1000-2000)中的一种或多种的混合物；所述的二异氰酸酯单体包括甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯中的一种或几种的混合物；组分b的制备方法为：在氮气保护下，将干燥除水后的聚合物二元醇放入四颈烧瓶中升温至75～90℃搅拌，再加入二异氰酸酯单体、阻聚剂和催化剂，控制温度在75～90℃继续搅拌反应2～3h，得到α,ω-二异氰酸根封端的聚合物二醇。7.根据权利要求1所述紫外光/湿气双重固化防护涂料，其特征在于，各组分的质量比例为：组分a为30-55份，组分b为30-55份，组分c为30-55份，光引发剂为3-4份。8.根据权利要求1所述紫外光/湿气双重固化防护涂料，其特征在于，各反应物原料质量份数如下：组分a：25.39份聚合物二元醇；9.14份二异氰酸酯单体、1.25份含羟基的丙烯酸酯，通过加入催化剂和阻聚剂反应而得，所述的聚合物二元醇为19.04份ppg-220、6.35份pthf-1000；所述的二异氰酸酯单体为3.74份tdi、5.4份mdi；所述含羟基的丙烯酸酯为hema；所述催化剂为0.42份dbtdl；所述阻聚剂为0.01份mehq；
组分b：45.65份聚合物二元醇；8.97份二异氰酸酯单体，通过加入催化剂和阻聚剂反应而得，所述的聚合物二元醇为30.43份pthf-2000、15.22份pthf-1000；所述的二异氰酸酯单体为1.9份2,4-tdi，1.9份mix-tdi，2.43份ipdi，2.74份mdi；所述催化剂为0.52份dabco；所述阻聚剂为0.008份mehq；组分c：2.39份ppg36-da；7.05份ppg13-da；35.25份ppg3-da；2.39份pthf2000-da和7.93份iboma；所述组分a的制备方法为：在氮气保护下，将真空干燥除水后的聚合物二元醇放入四颈烧瓶中并升温至75～90℃搅拌，再加入二异氰酸酯单体、含羟基的丙烯酸酯、阻聚剂和催化剂，控制温度在75～90℃搅拌反应2～3h，得到桥联剂；所述组分b的制备方法为：在氮气保护下，将干燥除水后的聚合物二元醇放入四颈烧瓶中升温至75～90℃搅拌，再加入二异氰酸酯单体、阻聚剂和催化剂，控制温度在75～90℃继续搅拌反应2～3h，得到α,ω-二异氰酸根封端的聚合物二醇。9.权利要求1～8任一项所述紫外光/湿气双重固化防护涂料的配制方法，其特征在于，包括以下步骤：预先制备好组分a、组分b备用，然后将a、b、c三个组分以及光引发剂按照配方比例加入容器中，密封或在氮气保护下于30～35℃下充分搅拌15～30min至均匀，密封保存，得到紫外光/湿气双重固化防护涂料。10.根据权利要求1所述紫外光/湿气双重固化防护涂料的应用，其特征在于，可用于印刷电路板上的防尘、防水，起到保护电路板的作用。

技术总结

本发明涉及一种紫外光/湿气双重固化防护涂料及其制备方法和应用，属于涂料技术领域。本发明是一种可紫外光和湿气双重固化的防护涂料，所述防护涂料由三种主要组分构成，分别是组分A：一种桥联剂，其结构为α-丙烯酸酯基-ω-异氰酸酯基-聚氨酯、其合成原料中TDI：MDI质量份数最佳比例为3:4.3；组分B：α,ω-二异氰酸根封端的聚合物二元醇，其合成原料中PTHF-2000：PTHF-1000质量份数最佳比例为2:1；组分C：可聚合(甲基)丙烯酸酯单体。这种防护涂料可以在5-10s时间内快速UV固化，并在1-3小时内完成表面湿气固化而使涂层得到彻底固化。这种涂层凝胶率高，具有良好的力学性能、耐水性等综合性能。等综合性能。等综合性能。