李 麗，李在興

（哈爾濱化工研究所，黑龍江 哈爾濱150020）

新型電子產(chǎn)品保護(hù)涂料系列產(chǎn)品的研制*

李 麗，李在興

（哈爾濱化工研究所，黑龍江 哈爾濱150020）

以硅烷偶聯(lián)劑、甲基丙烯酸酯類、甲基丙烯酸、引發(fā)劑（BPO）、溶劑、熒光粉等為原料，采用溶劑聚合方法合成三防保護(hù)劑系列涂料?？疾炝朔磻?yīng)溫度、引發(fā)反應(yīng)的誘導(dǎo)期、引發(fā)劑的用量等對涂料性能的影響。經(jīng)正交試驗(yàn)確定了最佳工藝條件：反應(yīng)溫度80±5℃，反應(yīng)的誘導(dǎo)期控制在50min，引發(fā)劑的用量為投料量0.57%，可見熒光粉用量為0.25%。

有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑;“三防”保護(hù)涂料;紫外熒光

引言

航天、航空、艦船、載波通訊、電子技術(shù)的不斷發(fā)展，常常要求產(chǎn)品及其元件在高溫、高濕、高鹽霧的特殊環(huán)境下工作，并具有高度可靠性。產(chǎn)品在特殊腐蝕環(huán)境中服役，極易發(fā)生凝露結(jié)水、金屬腐蝕、非金屬材料霉變等問題。為了提高產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性，保證產(chǎn)品在惡劣環(huán)境條件下能正常使用，并達(dá)到技術(shù)要求，必須使用具有防濕熱、防酸霧、防霉菌的保護(hù)材料對產(chǎn)品表面進(jìn)行表面處理。目前國內(nèi)已研制出多種三防保護(hù)涂料，對電子產(chǎn)品表面進(jìn)行三防處理。我所研曾制出了SF-6101、SF-6102丙烯酸類三防保護(hù)劑系列產(chǎn)品，但是這兩種三防保護(hù)涂料固化后易形成透明的膜，在電子線路板上使用后無法用目測或儀器檢測出電子零件表面是否被三防保護(hù)涂料完全處理，致使產(chǎn)品在使用中短期即發(fā)生產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，以至于出現(xiàn)產(chǎn)品報(bào)廢等嚴(yán)重的質(zhì)量問題。因此，我們研制了具有熒光可檢測性的新型紫外熒光三防保護(hù)涂料，該產(chǎn)品（SF-6103）的研制成功是我國電子用涂料方面的又一重要突破。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料及儀器

原料：甲基丙烯酸甲酯（AR）：天津試劑廠；甲基丙烯酸（AR）：天津試劑廠；乙烯基硅烷偶聯(lián)劑：哈爾濱化工研究所；引發(fā)劑（BPO）：北京化學(xué)試劑廠；正丁醇（AR）:北京化學(xué)試劑廠；熒光粉:自制。

儀器：電動攪拌器、電加熱套、黏度計(jì)、烘箱。

1.2 合成方法[1,2]

在裝有回流冷凝器、電動攪拌器、滴液漏斗、加熱器的四口燒瓶中加入計(jì)量好的甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、乙烯基硅烷偶聯(lián)劑[3～4]、碳酸酯類溶劑和10%的引發(fā)劑（剩余90%的引發(fā)劑用溶劑溶解后加入滴液漏斗中）加料后打開攪拌，緩慢加熱，將反應(yīng)釜穩(wěn)定升至70±5℃，控制反應(yīng)的誘導(dǎo)期在45～50min，反應(yīng)引發(fā)后將釜溫控制在80±5℃，打開滴液漏斗，遞加剩余的引發(fā)劑，滴加完畢，恒溫反應(yīng)8h，反應(yīng)結(jié)束，降至室溫后，向反應(yīng)釜內(nèi)加入混合溶劑攪拌均勻得到不同黏度及固含量的SF-6101和SF-6102兩種產(chǎn)品，加入自制的熒光粉溶液和環(huán)保型溶劑，攪拌均勻得到環(huán)保型紫外熒光三防保護(hù)涂料。

2 結(jié)果與討論

2.1 三防保護(hù)涂料系列產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)

表1 三防保護(hù)涂料系列產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)Table 1 The key technical indexes of three proofings protective coating series of products

2.2 影響產(chǎn)品性能的因素

2.2.1 反應(yīng)溫度對產(chǎn)品性能的影響[5]

在聚合反應(yīng)過程中引發(fā)劑的分解溫度與聚合反應(yīng)溫度成正比變化，反應(yīng)溫度的高低直接影響產(chǎn)品的黏度。我們對反應(yīng)溫度與產(chǎn)品黏度之間的關(guān)系做了對比試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

表2 反應(yīng)溫度對產(chǎn)品性能的影響Table 2 The effect of reaction temperature on product performance

從表2中可以看出，提高反應(yīng)溫度有利于產(chǎn)品黏度的提高，但反應(yīng)溫度超過90℃時(shí)，引發(fā)劑的分解速度加快，加快反應(yīng)速度的同時(shí)也加快鏈終止速度，產(chǎn)品的黏度反而降低，因此將反應(yīng)溫度控制在80℃±5℃為宜。

2.2.2 反應(yīng)的誘導(dǎo)期對產(chǎn)品性能的影響[6]

反應(yīng)初期溫度過高，使反應(yīng)速度加快，其鏈引發(fā)、鏈增長大量進(jìn)行，反應(yīng)急劇放熱，使反應(yīng)溫度迅速升高形成爆聚現(xiàn)象；反應(yīng)初期溫度過低，聚合反應(yīng)的的誘導(dǎo)期過長，會出現(xiàn)反應(yīng)初階段不反應(yīng)，一旦反應(yīng)發(fā)生，反應(yīng)急劇進(jìn)行，同樣使反應(yīng)溫度急聚上升形成爆聚現(xiàn)象。在試驗(yàn)中控制反應(yīng)誘導(dǎo)溫度（40～70℃）及誘導(dǎo)期，使反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行，避免爆聚現(xiàn)象的發(fā)生，有利于聚合物相對分子質(zhì)量的均勻分布。結(jié)果見表3。

表3 反應(yīng)的誘導(dǎo)期對產(chǎn)品性能的影響Table 3 The effect of induction period of reaction on product performance

從表3中數(shù)據(jù)得知反應(yīng)的誘導(dǎo)期控制在50min為宜。

2.2.3 引發(fā)劑的用量對產(chǎn)品性能的影響[7]

引發(fā)劑用量多，產(chǎn)生較多的自由基，導(dǎo)致聚合反應(yīng)速度加快，使聚合物的相對分子質(zhì)量偏低；相反，引發(fā)劑用量少，使聚合物的相對分子質(zhì)量偏高，但用量過少，由于產(chǎn)生的自由基少，使聚合反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率降低，引發(fā)劑的用量對聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、聚合物相對分子質(zhì)量分布及產(chǎn)品性能都有較大的影響。結(jié)果見表4。

表4 引發(fā)劑的用量對產(chǎn)品性能的影響Table 4 The effect of dosage of initiator on product performance

從表4中數(shù)據(jù)可見引發(fā)劑用量為0.57時(shí)聚合物的黏度適宜，固體含量較高。

2.2.4 熒光粉的用量對產(chǎn)品性能的影響

聚合物中加入熒光粉可在UV熒光顯示儀下進(jìn)行檢測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)工件上未處理部位，便于進(jìn)行補(bǔ)涂處理，保證了電子產(chǎn)品使用的安全性和可靠性。對熒光粉用量與產(chǎn)品可測性及產(chǎn)品性能之間的關(guān)系做了對比試驗(yàn)，結(jié)果見表5。

表5 熒光粉的用量對產(chǎn)品性能的影響Table 5 The effect of dosage of the fluorescent powder on product performance

從表5中數(shù)據(jù)可見熒光粉用量為0.25%時(shí)，在UV熒光顯示儀下進(jìn)行檢測，同時(shí)又不影響“三防”涂料的透明性。

3 結(jié)論

三防保護(hù)涂料系列產(chǎn)品是以有機(jī)硅烷為主體，經(jīng)多元共聚形成的具有立體網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)的聚合物和有機(jī)溶劑[8]、紫外熒光劑配制而成的特種涂料；該涂料系列產(chǎn)品在分子中引入硅氧烷，因而賦予涂料優(yōu)良的“三防”性能、電器絕緣性能、耐熱性能及耐化學(xué)藥品性能；在該涂料中加入自制的熒光粉溶液，為保證電子產(chǎn)品使用的安全性和可靠性提供了簡單易行的檢測手段。

［1］涂料工藝編委會.涂料工藝［M］.第二版.北京：化工出版社, 1997.

［2］吳森紀(jì).有機(jī)硅應(yīng)用［M］.成都:電子科技大學(xué)出版社,2000.

［3］何敏婷.偶聯(lián)劑在涂料及復(fù)合材料中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代涂料與涂裝,2000（2）：32～34.

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［6］吳禮龍，古緒鵬，楊建國，等.水性環(huán)氧涂料制備及性能［J］.現(xiàn)代涂料與涂裝，2011,14（1）：1～3.

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［8］翟廣玉，馬海英.常溫生產(chǎn)SBS防水涂料的研究［J］.化學(xué)與黏合，2006,28（5）：357～358.

Synthesis of a Novel Protective Coating for Electronic Products

LI Li and LI Zai-xing
（Harbin Research Institute of Chemical Engineering,Harbin 150020,China）

A three proofings protective coating is synthesized by means of solvent polymerization method with using methacrylate esters,silane coupling agent,initiator（BPO）,solvents and fluorescent powder as raw materials.The effects of reaction temperature,induction period of initiating the reaction and the dosage of initiator on the performances of the coating are investigated.By the orthogonal test,the optimum process conditions are confirmed as follows:the reaction temperature is 80±5℃,the induction period of reaction is controlled in 50mins,and the dosage of initiator is 0.57%of feed,and the visible fluorescent powder dosage is 0.25%.

Silane coupling agent;three proofings protective coating;UV fluorescence

TQ635.4

A

1001-0017（2014）03-0199-03

2014-01-26 *基金項(xiàng)目：哈爾濱市科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金項(xiàng)目（編號：2013FB5CJ023）

李麗（1963-），女，山東萊蕪人，高級工程師，從事有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑和特種涂料的研制、開發(fā)及應(yīng)用。