本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

臨時(shí)保護(hù)膜是指涂覆在待加工的工件表面，防止工件在機(jī)械加工時(shí)表面被刮傷的膜。近年來(lái)隨著電子行業(yè)的快速發(fā)展，諸多電子產(chǎn)品對(duì)所使用金屬工件、玻璃工件制作要求不斷提高，在對(duì)所需工件進(jìn)行鉆、沖、銑等機(jī)械加工時(shí)，工件容易刮傷，產(chǎn)生較大的毛刺，影響使用，所以需要在待加工的工件表面涂覆一層臨時(shí)保護(hù)膜防止加工零件刮傷，抑制毛刺產(chǎn)生，加工完后去除臨時(shí)保護(hù)膜。

目前，可剝性臨時(shí)保護(hù)涂料主要應(yīng)用于玻璃工件，這些可剝性臨時(shí)保護(hù)涂料通常較為柔軟或者較硬但對(duì)金屬粘結(jié)力偏弱，不能在金屬工件進(jìn)行鉆、銑、沖等機(jī)械加工時(shí)起到抑制毛刺的作用。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜及其制備方法，從而解決傳統(tǒng)的金屬臨時(shí)保護(hù)膜樹(shù)脂通常較為柔軟或者較硬但粘結(jié)力偏弱，無(wú)法在金屬工件進(jìn)行鉆、銑、沖等機(jī)械加工時(shí)起到抑制毛刺的作用的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜的制備方法，包括步驟：

a、稱取多異氰酸酯和多元醇加入到反應(yīng)釜中，同時(shí)滴加催化劑，在60~100℃下攪拌1~2h；然后添加擴(kuò)鏈劑，在60~80℃下攪拌1~2h；之后添加親水?dāng)U鏈劑和溶劑，在60~80℃下攪拌1~4h，得到預(yù)聚體；

b、將步驟a得到的預(yù)聚體冷卻至50℃以下加入到高速分散機(jī)中，然后添加中和劑和純水，在1000~5000r/min下攪拌分散1~2h，靜止消泡，得到聚氨酯樹(shù)脂；

c、稱取填料和助劑加入到步驟b得到的聚氨酯樹(shù)脂中，在1000~2000r/min下攪拌0.5~1h，得到復(fù)合型聚氨酯樹(shù)脂；

d、將步驟c得到的聚氨酯樹(shù)脂涂覆在金屬板表面，在60~80℃下烘烤10~60min，然后在120~150℃下烘烤5~30min，制備得到金屬臨時(shí)保護(hù)膜。

其中，按重量份計(jì)，以上步驟中各物質(zhì)的加入量分別為：

多異氰酸酯1000~2000

多元醇1500~2500

催化劑1~2

擴(kuò)鏈劑10~50

親水?dāng)U鏈劑3~15

溶劑500~1500

中和劑30~50

純水3500~5500

填料0~10000

助劑1~20。

所述的高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜的制備方法，其中，所述多異氰酸酯包括二異氰酸酯單體、二異氰酸酯衍生物、三異氰酸酯papi、改性mdi、ipdi。

所述的高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜的制備方法，其中，所述多元醇包括聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚丙烯酸多元醇。

所述的高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜的制備方法，其中，所述催化劑包括叔胺催化劑和有機(jī)金屬化合物催化劑。

所述的高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜的制備方法，其中，所述擴(kuò)鏈劑包括1,4-丁二醇、乙二醇、1,6-己二醇、dmpa。

所述的高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜的制備方法，其中，所述親水?dāng)U鏈劑包括磺酸型親水?dāng)U鏈劑。

所述的高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜的制備方法，其中，所述溶劑包括丙酮、丁酮、dmf。

所述的高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜的制備方法，其中，所述中和劑包括naoh、正丁胺、三乙胺。

所述的高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜的制備方法，其中，所述填料包括有機(jī)填料和無(wú)機(jī)填料；所述助劑包括流平劑、消泡劑、潤(rùn)濕劑、增稠劑。

一種高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜，其中，所述高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜采用以上任一所述的制備方法制備而成。

有益效果：采用本發(fā)明所述制備方法制備的高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜，具有強(qiáng)粘結(jié)性、高硬度、易褪膜的特性，在金屬工件鉆、銑、沖等機(jī)械加工過(guò)程中，既保護(hù)金屬表面，防止表面刮傷，又起到一定程度抑制加工毛刺的作用。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜及其制備方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供了一種高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜的制備方法，其包括步驟：

s100、稱取多異氰酸酯和多元醇加入到反應(yīng)釜中，同時(shí)滴加催化劑，在60~100℃下攪拌1~2h；然后添加擴(kuò)鏈劑，在60~80℃下攪拌1~2h；之后添加親水?dāng)U鏈劑和溶劑，在60~80℃下攪拌1~4h，得到預(yù)聚體；

s200、將步驟s100得到的預(yù)聚體冷卻至50℃以下加入到高速分散機(jī)中，然后添加中和劑和純水，在1000~5000r/min下攪拌分散1~2h，靜止消泡，得到聚氨酯樹(shù)脂；

s300、稱取填料和助劑加入到步驟s200得到的聚氨酯樹(shù)脂中，在1000~2000r/min下攪拌0.5~1h，得到復(fù)合型聚氨酯樹(shù)脂；

s400、將步驟s300得到的聚氨酯樹(shù)脂涂覆在金屬板表面，在60~80℃（低溫）下烘烤10~60min，然后在120~150℃（高溫）下烘烤5~30min，制備得到金屬臨時(shí)保護(hù)膜。

其中，按重量份計(jì)，以上步驟中各物質(zhì)的加入量分別為：

多異氰酸酯1000~2000

多元醇1500~2500

催化劑1~2

擴(kuò)鏈劑10~50

親水?dāng)U鏈劑3~15

溶劑500~1500

中和劑30~50

純水3500~5500

填料0~10000

助劑1~20。

本發(fā)明創(chuàng)造性的提供了一種硬度高、可褪膜、可附著在金屬表面的聚氨酯樹(shù)脂，利用樹(shù)脂固化后的高硬度、強(qiáng)粘結(jié)力的特性，從而在金屬進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)起到保護(hù)表面和抑制毛刺作用，防止金屬表面破損或刮傷，對(duì)金屬進(jìn)行臨時(shí)保護(hù)。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜是由熱固型的水性聚氨酯樹(shù)脂、填料、助劑組成。其中，熱固型的水性聚氨酯樹(shù)脂是以多異氰酸酯與多元醇為主體，加入催化劑、擴(kuò)鏈劑、溶劑及純水經(jīng)加熱合成反應(yīng)制得。其中，所得聚氨酯固體含量為30~40%。

優(yōu)選地，所述多異氰酸酯包括但不限于二異氰酸酯單體、二異氰酸酯衍生物、三異氰酸酯papi（聚甲撐聚苯基異氰酸酯）、改性mdi、ipdi（異佛爾酮二異氰酸酯）。

優(yōu)選地，所述多元醇（與pcb板極性相同）包括但不限于聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚丙烯酸多元醇。

優(yōu)選地，所述催化劑包括但不限于叔胺催化劑和有機(jī)金屬化合物催化劑。例如，可以為二月桂酸二丁基錫。

優(yōu)選地，所述擴(kuò)鏈劑包括但不限于1,4-丁二醇、乙二醇、1,6-己二醇、dmpa（二甲基丙胺）。

優(yōu)選地，所述親水?dāng)U鏈劑包括但不限于磺酸型親水?dāng)U鏈劑。例如，可以為乙二胺基丙磺酸。

優(yōu)選地，所述溶劑包括但不限于丙酮、丁酮、dmf二甲基甲酰胺。

優(yōu)選地，所述中和劑包括但不限于naoh、正丁胺、三乙胺。

優(yōu)選地，所述填料包括有機(jī)填料和無(wú)機(jī)填料。其中，所述有機(jī)填料包括但不限于植物纖維、明膠等；所述無(wú)機(jī)填料包括但不限于碳酸鈣、氫氧化鋁、二氧化硅等。

優(yōu)選地，所述助劑包括流平劑、消泡劑、潤(rùn)濕劑、增稠劑。例如，所述增稠劑可以為締合型增稠劑。

優(yōu)選地，所述步驟s100中，添加擴(kuò)鏈劑后，先通循環(huán)冷卻水5~20min使溫度保持在60~80℃，然后在60~80℃下攪拌1~2h。

優(yōu)選地，所述步驟s100中，添加親水?dāng)U鏈劑和溶劑，在60~80℃下攪拌1~4h，得到預(yù)聚體的步驟具體包括：準(zhǔn)量稱取親水?dāng)U鏈劑及溶劑，先將親水?dāng)U鏈劑溶解在溶劑中，再加入反應(yīng)釜，在60~80℃攪拌1~2h，制得預(yù)聚體。

優(yōu)選地，所述步驟s200中，將預(yù)聚體冷卻至50℃以下加入到高速分散機(jī)中，然后添加中和劑和純水，在1000~5000r/min下攪拌分散1~2h的步驟具體包括：使用高速分散機(jī)分散預(yù)聚體（轉(zhuǎn)速為3000~5000r/min），在分散過(guò)程中加入準(zhǔn)量中和劑和純水，攪拌2~5min，然后低速(1000~2000r/min)分散1~2h。

優(yōu)選地，所述步驟s400也即是加熱固化成型形成金屬保護(hù)膜的過(guò)程，其中，將所述聚氨酯樹(shù)脂涂覆在金屬板表面，可選用刷涂、噴涂、淋涂、輥涂、模具澆筑等多種方式。其涂覆膜厚根據(jù)金屬加工需求來(lái)設(shè)定，可設(shè)為5~200μm（微米），膜厚越厚，抑制加工毛刺的功效越大，但成本增加，且褪膜難度加大。本發(fā)明所述聚氨酯樹(shù)脂的粘度可根據(jù)涂覆方式和工藝要求進(jìn)行調(diào)整。

基于上述方法，本發(fā)明還提供一種高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜，其采用以上所述的制備方法制備而成。

本發(fā)明設(shè)計(jì)在金屬工件表面涂覆一層聚氨酯樹(shù)脂，利用聚氨酯樹(shù)脂的高硬度、高粘接性、快速褪膜的特性，在金屬工件鉆、銑、沖等機(jī)械加工過(guò)程中，既保護(hù)金屬表面，防止表面刮傷，又起到一定程度抑制加工毛刺的作用。樹(shù)脂的高硬度利于機(jī)械加工毛刺產(chǎn)生時(shí)難以發(fā)生變形，從而達(dá)到抑制毛刺的效果；聚氨酯的高粘接力，利于固化后樹(shù)脂與金屬工件表面強(qiáng)力粘結(jié)，機(jī)械加工時(shí)樹(shù)脂層不易與金屬面分離；聚氨酯樹(shù)脂的快速褪膜是利用樹(shù)脂固化后在特定條件下快速褪膜，不傷及金屬面，利于后續(xù)工序進(jìn)行。

采用本發(fā)明所述制備方法制備的高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜的三菱鉛筆硬度在b以上，金屬粘結(jié)力百格法測(cè)試達(dá)到2mm90%以上。本發(fā)明所述高硬度指的是金屬臨時(shí)保護(hù)膜的硬度在b以上。

本發(fā)明所述高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜，可以在一定高溫條件下、特定的藥水中浸泡褪除。其中，褪膜藥水可選用低濃度的naoh溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%~5%）、低濃度的硫酸溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5~5%）、有機(jī)溶劑等，褪膜溫度條件可設(shè)置為50~85℃。不同的溫度、藥水溶度及膜厚，褪膜時(shí)間不同，一般可控制在0.5~30min內(nèi)。

下面以具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說(shuō)明：

實(shí)施例1：

按重量份計(jì)，稱取2000份聚醚二元醇，1500份二異氰酸酯（mdi），1份二月桂酸二丁基錫，在90℃下低速攪拌1h，然后添加30份1,4-丁二醇，在80℃下低速攪拌1h，然后添加5份乙二胺基丙磺酸和500份dmf，在80℃下低速攪拌4h，制作成預(yù)聚體；然后添加4500份純凈水和30份正丁胺，在50℃下攪拌2h（攪拌速率為3000r/min），靜止消泡，得到聚氨酯樹(shù)脂；然后添加1000份氫氧化鋁粉末和5份締合型增稠劑在1000r/min下攪拌0.5h，得到粘度10000cps的復(fù)合型聚氨酯樹(shù)脂，然后用噴涂的方式將此復(fù)合型聚氨酯樹(shù)脂涂覆在金屬板表面，厚度控制在100μm，60℃烘烤10min，然后150℃烘烤5min，制備得到高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜。

本實(shí)施例制備的高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，鉛筆硬度達(dá)到b，粘接力達(dá)到100%，加工毛刺僅為43.5μm；利用1%naoh溶液退洗（50~80℃）5~7min即可褪膜。

實(shí)施例2：

按重量份計(jì)，稱取2000份聚醚二元醇，1500份二異氰酸酯（mdi），1份二月桂酸二丁基錫，在90℃下低速攪拌1h，然后添加30份1,4-丁二醇，在80℃下低速攪拌1h，然后添加5份乙二胺基丙磺酸和500份dmf，在80℃下低速攪拌4h，制作成預(yù)聚體；然后添加4500份純凈水和50份三乙胺，在50℃下攪拌2h（攪拌速率為3000r/min），靜止消泡，得到聚氨酯樹(shù)脂；然后添加1000份二氧化硅粉末和5份締合型增稠劑在1000r/min下攪拌1h，得到粘度10000cps的復(fù)合型聚氨酯樹(shù)脂，然后用噴涂的方式將此復(fù)合型聚氨酯樹(shù)脂涂覆在金屬板表面，厚度控制在100μm，60℃烘烤10min，然后150℃烘烤5min。

本實(shí)施例制備的高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，鉛筆硬度達(dá)到f，粘接力達(dá)到100%，加工毛刺僅為20.5μm；利用1%naoh溶液退洗（50~80℃）5~7min即可褪膜。

實(shí)施例3：

按重量份計(jì)，稱取選用1500份聚醚二元醇，2000份二異氰酸酯（mdi），1份二月桂酸二丁基錫，在90℃下攪拌1h，然后添加32份1,4-丁二醇，在80℃下低速攪拌1h，然后添加3份乙二胺基丙磺酸和500份dmf，在80℃下攪拌3h，制作成預(yù)聚體；然后添加4500份純凈水和40份naoh，在500℃下攪拌2h（攪拌速率為3000r/min），靜止消泡，得到聚氨酯樹(shù)脂；然后添加1000份二氧化硅粉末和5份締合型增稠劑在2000r/min下攪拌0.5h，得到粘度10000cps的復(fù)合型聚氨酯樹(shù)脂，然后用噴涂的方式將此復(fù)合型聚氨酯樹(shù)脂涂覆在金屬板表面，厚度控制在100μm，60℃烘烤10min，然后150℃烘烤5min。

本實(shí)施例制備的高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，鉛筆硬度達(dá)到h，粘接力達(dá)到98%，加工毛刺僅為21.5μm；利用1%naoh溶液退洗（50~80℃）8~10min即可褪膜。

實(shí)施例4：

按重量份計(jì)，稱取2500份聚丙烯酸二元醇，1000份三異氰酸酯（mdi），2份二月桂酸二丁基錫，在60℃下低速攪拌2h，然后添加50份1,6-己二醇，在60℃下低速攪拌2h，然后添加15份乙二胺基丙磺酸和1500份丙酮，在60℃下低速攪拌4h，制作成預(yù)聚體；然后添加5500份純凈水和50份naoh，在50℃下攪拌1h（攪拌速率為5000r/min），靜止消泡，得到聚氨酯樹(shù)脂；然后添加10000份碳酸鈣粉末和20份締合型增稠劑在2000r/min下攪拌0.5h，得到粘度10000cps的復(fù)合型聚氨酯樹(shù)脂，然后用噴涂的方式將此復(fù)合型聚氨酯樹(shù)脂涂覆在金屬板表面，厚度控制在100μm，80℃烘烤10min，然后120℃烘烤30min，制備得到高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜。

本實(shí)施例制備的高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，鉛筆硬度達(dá)到f，粘接力達(dá)到100%，加工毛刺僅為30.2μm；利用1%naoh溶液退洗（50~80℃）8~10min即可褪膜。

實(shí)施例5：

按重量份計(jì)，稱取2500份聚酯二元醇，1000份三異氰酸酯（mdi），1份二月桂酸二丁基錫，在100℃下低速攪拌1h，然后添加10份乙二醇，在80℃下低速攪拌1h，然后添加10份乙二胺基丙磺酸和1000份丁酮，在80℃下低速攪拌3h，制作成預(yù)聚體；然后添加3500份純凈水和40份三乙胺，在50℃下攪拌2（攪拌速率為1000r/min），靜止消泡，得到聚氨酯樹(shù)脂；然后添加500份明膠和1份締合型增稠劑在1000r/min下攪拌1h，得到粘度10000cps的復(fù)合型聚氨酯樹(shù)脂，然后用噴涂的方式將此復(fù)合型聚氨酯樹(shù)脂涂覆在金屬板表面，厚度控制在100μm，60℃烘烤60min，然后140℃烘烤10min，制備得到高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜。

本實(shí)施例制備的高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜經(jīng)過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，鉛筆硬度達(dá)到b，粘接力達(dá)到100%，加工毛刺僅為38.7μm；利用1%naoh溶液退洗（50~80℃）5~7min即可褪膜。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜及其制備方法，采用本發(fā)明所述制備方法制備的高硬度金屬臨時(shí)保護(hù)膜，具有強(qiáng)粘結(jié)性、高硬度、易褪膜的特性，在金屬工件鉆、銑、沖等機(jī)械加工過(guò)程中，既保護(hù)金屬表面，防止表面刮傷，又起到一定程度抑制加工毛刺的作用。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。