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TW201441318A - 單成份雙固化保角塗層組成物 - Google Patents

單成份雙固化保角塗層組成物 Download PDF

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TW201441318A
TW201441318A TW103101229A TW103101229A TW201441318A TW 201441318 A TW201441318 A TW 201441318A TW 103101229 A TW103101229 A TW 103101229A TW 103101229 A TW103101229 A TW 103101229A TW 201441318 A TW201441318 A TW 201441318A
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meth
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acrylate
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TW103101229A
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阿杜拉 金
麥克爾 達維查克
Original Assignee
湛新智慧財產私人有限責任公司
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Abstract

本發明揭示一種單成份組成物，包含：(1)異氰酸酯官能的胺基甲酸酯丙烯酸酯及(2)含有脲甲酸酯及/或脲二酮(uretdione)基團之聚異氰酸酯，其中單成份組成物具有小於或等於約800mPa．s之黏度及大於約5重量%之異氰酸酯含量，以單成份組成物重量為基準。本發明亦揭示塗布有此等組成物之電路板及電子零件。

Description

單成份雙固化保角塗層組成物
本發明有關一種單成份雙固化保角塗層組成物。
保角塗層被用於保護電路板及電子零件免受濕氣及免受過早腐蝕。聚胺基甲酸酯塗層為保角塗層之受歡迎選擇，由於其等高化學抗性、可撓性、及硬度。
由光化輻射可固化之塗層(如「UV塗層」)就其本身發現用作保角塗層，藉由暴露於輻射源(典型為UV光)可相對快速固化塗層。迅速固化使生產者增加生產量。然而，因為電路板及其他電子零件具有高度表面起伏(highly contoured)表面，當此等UV塗層被用作保角塗層時，則遭受由於輪廓而無法容易暴露於UV光的塗層區域(亦即「陰影」區域)保持未固化之現象。
美國專利號4,424,252敘述「陰影固化」的問題並藉由使用雙固化樹酯來解決此等問題。此等樹脂由兩種機制 固化：a)暴露於UV光及b)由大氣濕氣固化。大氣濕氣與雙固化樹脂之游離異氰酸酯基反應形成胺基。胺基與其他異氰酸酯基反應形成聚脲。由大氣濕氣固化使「陰影」之塗層區域完全固化。
然而，雙固化聚胺基甲酸酯由於其等相對高黏度已遭遇不利。由於起伏的基材形狀，此問題尤其有關於保角塗層。從可流動性觀點低黏度樹脂係更有利一亦即低黏度樹脂更容易於電路板輪廓周圍流動且可更均勻塗布此等電路板。
降低雙固化聚胺基甲酸酯樹脂之先前嘗試係包含將明顯用量的反應性稀釋劑添加於雙固化聚胺基甲酸酯樹脂。雖然添加反應性稀釋劑擔任降低樹脂黏度，但其亦減少樹脂中游離異氰酸酯基團重量%。此依序具有減少濕氣固化機制尤其於陰影區域效力之影響，其導致此等區域具有不充足硬度及/或溶劑抗性之塗層。
本發明目的係提供一種適合作為保角塗層之塗層組成物，特徵在於其等由暴露於光化輻射而被固化之能力、其等由暴露於大氣濕氣而被固化之能力及其等相對低黏度，且允許獲得尤其於陰影區域具有充足硬度及溶劑抗性之塗層。
此目的可用根據本發明塗層組成物獲得，其更詳細敘述如下。
本發明有關一種單成份組成物，包括：(1)異氰酸酯官能的胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯及(2)含有脲甲酸酯及/或脲二酮(uretdione)基團之聚異氰酸酯，其中單成份組成物具有(i)根據ASTM標準D 7395-07使用Brookfield R/S流變計於25℃、以C-50-1心軸100s-1剪切率2分鐘，黏度小於或等於約800mPa．s，及(ii)異氰酸酯含量大於約5重量%，以單成份組成物重量為基準。
本發明亦有關包含單成份組成物之保角塗層。
最後，本發明有關塗布有保角塗層之電路板及電子零件。
各種具體例係敘述及闡明於此說明書中，以提供整體了解揭示產品及方法之結構、功能、操作、生產、及用途。欲了解此說明書中敘述及闡明之各種具體例並非限制且並非詳盡無疑。因而，發明並未被此說明書中揭示之各種非限制及非詳盡無疑具體例的敘述所限制。更確切而言，發明僅被申請專利範圍所定義。關於各種具體例闡明及/或敘述之特色及特徵可組合其他具體例之特色及特徵。此等修飾及變異意欲被含於此說明書範疇內。確切而言，可修正申請專利範圍以明顯詳述任何特色或特徵，或固有敘述於、或另外明顯或固有地被此說明書支持。進一步，申請人保留修正申請專利範圍之權利，以肯定地放棄先前技藝中可存在之特色或特徵。此說明書中揭示及敘述之各種具體例可包括、由以下組成、或本質上由本文各種敘述之特色及特徵組成。
除非另予指明，否則本文識別之任何專利、出版物、或其他揭示材料以其全體併入此說明書為參考，但僅達合併材料並未與現存定義、陳述、或此說明書中明顯提及的其他揭示材料衝突之程度。確切而言且達必要程度，此說明書提及的專門揭示代替併於本文為參考之任何衝突材料。任何材料或其部分(即併入此說明書為參考，但與現存定義、陳述、或本文提及的其他揭示材料衝突)僅被合併達合併材料與現存揭示材料間未出現衝突之程度。申請人保留修正此說明書以明顯詳述合併本文為參考之任何標的或其部分之權利。
遍布此說明書涉及之「各種非限制具體例」等意指特別特色或特徵可被含於具體例。因而，此說明書使用片語「在各種非限制具體例中」等並非必然涉及一般具體例，且可涉及不同具體例。進一步，特別特色或特徵可以任何適合方式被組合於一或多種具體例中。因而，關於各種具體例闡明或揭示之特別特色或特徵可呈全部或部分無限制地組合一或多種具體例之特色或特徵。此等修飾及變異意欲被含於本說明書範疇內。以此方式，此說明書中敘述之各種具體例係非限制且非詳盡無疑。
此說明書中，除了在其他方面指明外，欲了解所有數字參數可被術語「約」作為開端及修飾於所有實例中，其中數字參數擁有用於決定參數數值之基本測量技術的固有變化特徵。絲毫並非企圖限制申請專利範圍範疇相等物之原理申請，本敘述中所述之各個數字參數至少應就記述顯著數字總數的觀點且應用平常圓化(rounding)技術推斷。
而且，此說明書詳述之數字範圍意欲包含所有次要範圍歸納於詳述範圍內。例如，範圍「1至10」意欲包含所有次要範圍介於(及包含)詳述最小值1及詳述最大值10，即具有最小值等於或大於1及最大值等於或小於10。此說明書詳述之任何最大數字限制意欲包含在那裏歸納之所有更低數字限制，此說明書詳述之任何最小數字限制意欲包含在那裏歸納之所有更高數字限制。因此，申請人保留修正此說明書(包含申請專利範圍)之權利，以明顯詳述任何次要範圍被歸納於本文明顯詳述之範圍內。
除非另予指明，否則此說明書所用之文法冠詞「one」、「a」、「an」、及「the」意欲包含「至少一種」或「一或多種」。因而，冠詞被用於此說明書，涉及一種或大於一種(亦即「至少一種」)文法冠詞物件。舉例而言，「一種零件」意指一或多種零件，因而可能思量大於一種零件可被利用或使用於完成所述具體例。進一步，除非另予需要上下文用法，否則使用單數名詞包含複數，使用複數名詞包含單數。
根據本發明，術語「(環)脂族結合異氰酸酯基」意指脂族及/或環脂族結合異氰酸酯基。如本文所用，術語「(甲基)丙烯酸酯」含括丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。
本發明有關一種單成份組成物，包括：(1)異氰酸酯官能的胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯及(2)含有脲甲酸酯及/或脲二酮基團之聚異氰酸酯，其中單成份組成物具有小於或等於約800mPa．s之黏度及大於約5重量%之異氰酸酯含量，以單成份組成物重量為基準。在較好具體例中，單成份組 成物具有小於或等於約500mPa．s、更好450mPa．s、最好小於或等於約400mPa．s之黏度。測量黏度係根據ASTM標準D 7395-07使用Brookfield R/S流變計於25℃、以C-50-1心軸100s-1剪切率2分鐘。在較好具體例中，異氰酸酯含量係至少6重量%、較好至少7重量%、或於若干情況中更好至少7.5重量%、及/或高至15重量%，以單成份組成物重量為基準。
如本文所用，術語「單成份組成物」係指包含(但非必然限制於)成份(1)與(2)的所有組成物成份一起儲存於單一容器(例如無濕氣容器)之組成物，直到例如塗敷基材而使用組成物的時間，包含例如電路板或電子零件之基材。本發明「單成份組成物」係對照兩部分或兩成份組成物，其中組成物成份被分開儲存，然後於使用時間或接近使用時間組合。
在某些具體例中，本發明組成物本身實質上或於若干情況中完全沒有任何異氰酸酯反應性成份，其如本文所用涉及含有對異氰酸酯基有反應性的官能基(例如胺基、羥基、或巰基)之材料。如本文所用，術語「實質上沒有」用於上下文時意指組成物中存在之任何異氰酸酯反應性成份並非呈足夠使組成物不適合用作單成份組成物之用量存在。換言之，由於與含異氰酸酯成份1)與2)反應，異氰酸酯反應性成份並非呈足夠以致單成份組成物膠化於容器之用量存在，從而使其不適合被應用為塗覆至基材上之薄膜。
在某些具體例中，本發明單成份組成物為高固體(high solid)組成物，其如本文所用意指組成物之總固體含量 係至少90重量百分比、至少95重量百分比、或於若干情況中至少99重量百分比，重量百分比係以單成份組成物的總重量為基準。在發明組成物之較好具體例中，固體含量係至少90重量百分比、較好至少95重量百分比、最好至少99重量百分比。確實驚訝地完成此等具有本文所述黏度及異氰酸酯含量之高固體、單成份、雙固化組成物。
成份(1)為異氰酸酯官能的胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯，如敘述於例如美國專利號6,599,955，其全體併入本文為參考。
異氰酸酯官能的胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯係從含有一或多個(甲基)丙烯醯基之一元醇與二-或聚異氰酸酯製備。根據本發明胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯含有游離異氰酸酯基團，一般如以上胺基甲酸酯丙烯酸酯所述製備，但NCO(異氰酸酯)基與OH(羥基)基之當量比率為1：0.2至1：0.8、例如1：0.3至1：0.6。在較好具體例中，NCO與OH基比率為1：0.3至1：0.6。
含有一或多個(甲基)丙烯醯基之一元醇應了解為包含丙烯酸或甲基丙烯酸之含有游離羥基的酯以及二元醇，例如(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、2-或3-羥丙酯、或2-、3-或4-羥丙酯、及此等化合物之混合物。亦可能為含有一或多個(甲基)丙烯醯基之一元醇或由n-元醇與(甲基)丙烯酸酯化所獲得實質上含有此等醇之反應產物。亦可能利用不同醇之混合物，以致n代表2至4之整數或分數，其中每莫耳提及的醇利用3(n-0.8)至(n-1.2)莫耳例如(n-1)莫耳的(甲基)丙烯 酸。此等化合物或產物混合物包含下列之反應產物：(i)甘油、三羥甲基丙烷及/或新戊四醇、此等醇的低分子量烷氧基化產物(例如乙氧基化或丙氧基化三羥甲基丙烷，例如環氧乙烷於OH數550的三羥甲基丙烷之加成產物)、或此等至少三元醇與二元醇(例如乙二醇或丙二醇)之混合物，與(ii)(甲基)丙烯酸呈提及莫耳比率。
此等化合物時常具有數量平均分子量Mn為116g/mol至1,000g/mol、例如116至750g/mol、或於若干情況中116至158g/mol，其根據ASTM標準D 5296-11使用聚苯乙烯標準藉由膠透層析術(GPC)決定。在較好具體例中，此等化合物具有數量平均分子量Mn為116g/mol至1,000g/mol、較好116至750g/mol、更好116至158g/mol，其根據ASTM標準D 5296-11使用聚苯乙烯標準藉由膠透層析術(GPC)決定。
適合的(甲基)丙烯酸酯官能的材料之若干特定實例包含(甲基)丙烯酸羥甲酯、(甲基)丙烯酸羥乙酯(HEA)、(甲基)丙烯酸羥丙酯(HPA)、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯(trimethylol propane di(meth)acrylate)、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、GAMA((甲基)丙烯酸環氧丙酯的(甲基)丙烯酸加成物)，其可包含兩個異構物CH2=CH-C(O)-O-CH2CH(OH)CH2-O-C(O)-C(CH3)CH2與CH2=CH-C(O)-O-CH(CH2OH)CH2-O-C(O)-C(CH3)CH2或可使用聚己內酯(甲基)丙烯酸羥乙酯(PCHEA)，然而可如以上定義結構所述使用任何羥基官能的(甲基)丙烯酸 酯。在較好具體例中，單成份組成物包括含有一或多個(甲基)丙烯醯基之一元醇，其係選自由(甲基)丙烯酸羥甲酯、(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯的(甲基)丙烯酸加成物、及/或聚己內酯(甲基)丙烯酸羥乙酯組成的表單。
在發明特別具體例中，將PCHEA呈單獨或與其他羥基官能的(甲基)丙烯酸酯呈混合物使用，以達到低黏度材料。
在較好具體例中，聚己內酯(甲基)丙烯酸羥乙酯(PCHEA)為丙烯酸2-羥乙酯之聚(ε-己內酯)酯。在發明額外具體例中，PCHEA係可得自DOW Chemical Corp.,Midland MI之TONE® M 100(丙烯酸2-羥乙酯之聚(ε-己內酯)酯)。
在發明另外特別具體例中，HEA或HPA係有用作為唯一羥基官能的(甲基)丙烯酸酯，然而於若干情況中，此等材料傾向結晶，以致樹脂無法純淨使用，而必須溶解。可典型使用酯、醚或烴溶劑之溶劑。特別有用之酯亦具有丙烯酸官能度，例如己二醇二丙烯酸酯，其在UV/EB條件下使溶液100%有反應性。
合適的二-或聚異氰酸酯包含芳香族、芳脂族、環脂族、及脂族化合物，脂族化合物為較佳。實例包含伸丁基-二異氰酸酯、六亞甲基-二異氰酸酯(HDI)、異佛酮-二異氰酸酯(IPDI)、三甲基六亞甲基-二異氰酸酯(2,2,4-及/或2,4,4-三甲基-六亞甲基-二異氰酸酯)、新戊基二異氰酸酯、二 環己基甲烷-二異氰酸酯或4-異氰酸基甲基-1,8-辛烷-二異氰酸酯、及含有胺基甲酸酯、三聚異氰酸酯、脲甲酸酯、縮二脲、脲二酮及/或亞胺基二二酮基之此等二異氰酸酯衍生物。含有胺基甲酸酯基之二-或聚異氰酸酯係以二-或聚異氰酸酯為主，二元醇為亦適合者。
適合異氰酸酯官能的胺基甲酸酯丙烯酸酯實例係商業可得自Bayer MaterialScience LLC於Pittsburgh,PA之DESMOLUX®線(line)。DESMOLUX® D100、DESMOLUX® VPLS 2396、DESMOLUX® XP 2510、及Desmolux® D 200XP特定實例。
在某些具體例中，本發明單成份組成物中成份(1)之存在量係至少10重量百分比、例如至少20重量百分比、至少30重量百分比、或於若干情況中至少40重量百分比，及/或不大於90重量百分比、不大於80重量百分比、不大於70重量百分比、或於若干情況中不大於60重量百分比，所有此等重量百分比係以塗層組成物的總重量為基準。在較好具體例中，本發明單成份組成物中成份(1)之存在量係介於40重量百分比至60重量百分比、更好大約50重量百分比。
作為單成份塗層組成物之成份(2)，使用含有脲二酮及/或脲甲酸酯基團之聚異氰酸酯。在本發明單成份組成物之較好具體例中，成份(2)包含含有脲二酮基團之聚異氰酸酯。
合適的含有服二酮基團之聚異氰酸酯包含例如於適合觸媒(如三烷基膦觸媒)參與下，使二異氰酸酯之部 分異氰酸酯基寡聚合所製備之脲二酮二異氰酸酯。合適的含有脲甲酸酯基團之聚異氰酸酯包含例如根據美國專利號3,769,318、4,160,080、4,177,342、及6,392,011中揭示的方法所製備者。在若干具體例中，製備此等聚異氰酸酯之觸媒包含有機錫(II)鹽，例如辛酸錫(II)。
在本發明組成物中，含有脲二酮及/或脲甲酸酯基團之聚異氰酸酯可與其他脂族及/或環脂族聚異氰酸酯呈混合物使用。例如且無限制，此等其他脂族及/或環脂族聚異氰酸酯可包含：(1)含三聚異氰酸基的聚異氰酸酯，例如可如DE 2,616,416、EP 3,765、EP 10,589、EP 47,452、US 4,288,586及US 4,324,879提及所製備；及/或(2)含縮二脲基的聚異氰酸酯，例如可根據美國專利號3,124,605、3,358,010、3,644,490、3,862,973、3,903,126、3,903,127、4,051,165、4,147,714、或4,220,749揭示的方法，使用共-反應物例如水、三級醇、一級與二級單胺、及一級及/或二級二胺所製備。
可用於含有脲甲酸酯及/或脲二酮基團之聚異氰酸酯成份的適合聚異氰酸酯實例包含具有平均官能度1.5至6、例如1.8至6、2至6、或於若干情況中2至4之a)聚異氰酸酯加成物及b)異氰酸酯預聚物。聚異氰酸酯加成物為較佳。
聚異氰酸酯加成物時常具有平均官能度2至6、例如2至4，及異氰酸酯含量5至30重量%、例如10至25重量%、及於若干情況中15至25重量%。
合適的聚異氰酸酯包含商業可得自Bayer MaterialScience LLC於Pittsburgh,PA之DESMODUR®線。特定 含脲甲酸酯之聚異氰酸酯包含DESMODUR® XP 2580，特定含脲二酮之聚異氰酸酯包含DESMODUR® XP 2730。較好含脲甲酸酯之聚異氰酸酯包含DESMODUR® XP 2580。較好含脲二酮之聚異氰酸酯包含DESMODUR® XP 2730。
在某些具體例中，成份(1)及(2)之異氰酸酯基至少部分未阻隔。如此，本發明單成份組成物的具體例能夠於低溫固化，包含溫度小於100℃或小於50℃。
在某些具體例中，本發明單成份組成物中成份(2)之存在量係至少1重量百分比、例如至少5重量百分比、或於若干情況中至少10重量百分比，及/或不大於50重量百分比、不大於40重量百分比、不大於30重量百分比、或於若干情況中不大於20重量百分比，所有此等重量百分比係以塗層組成物的總重量為基準。在本發明單成份組成物之較好具體例中，成份(2)之存在量係20至30重量百分比，以塗層組成物的總重量為基準。較佳者，成份(1)之存在量係大約50重量百分比，成份(2)之存在量係20至30重量百分比，以塗層組成物的總重量為基準。
在若干具體例中，除了上述反應性成份外，單成份組成物包含反應性稀釋劑。合適的反應性稀釋劑包含例如乙烯醚及單-、二-或高級-官能的(甲基)丙烯酸酯單體，例如在烷基部分含有至少4、至少6、至少8、至少9、或於若干情況中至少10個碳原子之彼等單體(其可呈例如線型、分支、脂環、經取代、或未經取代)。適合用於本發明之示範單-(甲基)丙烯酸酯包含(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基) 丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸冰片酯(例如(甲基)丙烯酸異冰片酯)、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸烷氧基烷酯(例如丙烯酸丁氧基乙酯)等。適合用於本發明之示範性二-或高級-(甲基)丙烯酸酯包含乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化的三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯。在較好具體例中，反應性稀釋劑為己二醇二丙烯酸酯。
在某些具體例中，反應性稀釋劑之存在量係高達50重量百分比、例如10至50重量百分比、或於若干情況中30至50重量百分比，以組成物總重量為基準。在較好具體例中，己二醇二丙烯酸酯係以組成物總重量為基準之25至60重量百分比存在於根據發明組成物中。
單成份組成物較好不含實質量的水；其等通常含有小於0.1%水。為了搜尋組成物之濕氣，濕氣捕獲劑例如對-甲苯磺醯基異氰酸酯可被添加至組成物。
根據發明塗層組成物可與已知添加劑混合。此等包含以傳統用量利用之填料、顏料、染料、觸變劑、均染劑、 消光劑或流動劑。
對欲塗布的材料舉行塗敷發明塗層組成物係以塗層技術中已知及習用的方法例如噴灑、刀塗(knife coating)、簾幕塗布、真空塗布、滾塗、澆鑄、浸漬、刮塗、刷塗或噴射，或藉助印刷技術例如篩網、凹版、快乾或套版印刷，及亦藉助轉移方法。
UV固化係於光引發劑參與下引發。合適的光引發劑包含例如芳香族酮化合物，例如二苯甲酮、烷基二苯甲酮、米其勒(Michler’s)酮、蒽酮及經鹵化的二苯甲酮。進一步合適的化合物包含例如2,4,6-三甲基苄醯基二苯基膦氧化物、苯乙醛酸酯、蒽醌與其衍生物、二苯乙二酮縮酮及羥烷基-醯酮。額外適合光引發劑例證包含2,2-二乙氧基苯乙酮、2-或3-或4-溴苯乙酮、3-或4-烯丙基苯乙酮、2-萘乙酮、苯甲醛、安息香、烷基安息香醚、二苯甲酮、苯醌、1-氯蒽醌、對-二乙醯基苯、9,10-二溴蒽、9,10-二氯蒽、4,4-二氯二苯甲酮、噻噸酮(thioxanthone)、異丙基-噻噸酮、甲基-噻噸酮、α,α,α-三氯-對-第三丁基-苯乙酮、4-甲氧基二苯甲酮、3-氯-8-壬基呫噸酮(xanthone)、3-碘-7-甲氧基呫噸酮、咔唑、4-氯-4’-苄基二苯甲酮、茀(fluoroene)、茀酮(fluoroenone)、1,4-萘基苯基酮、1,3-戊二酮、2,2-二-第二丁氧基苯乙酮、二甲氧基苯基苯乙酮、苯丙酮、異丙基-噻噸酮、氯-噻噸酮、呫噸酮(xanthone)、順丁烯二醯亞胺與其等衍生物、及其混合物。有數種商業可得自Ciba之適合光引發劑，包含Irgacure® 184(1-羥基-環己基-苯基-酮)、Irgacure® 819(雙(2,4,6-三甲基苄醯基)-苯基膦氧化物)、Irgacure® 1850 (雙(2,6-二甲氧基苄醯基)-2,4,4-三甲基戊基膦氧化物與1-羥基環己基苯基酮之50/50混合物)、Irgacure® 1700(雙(2,6-二甲氧基苄醯基)-2,4,4-三甲基戊基膦氧化物與2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮之25/75混合物)、Irgacure® 907(2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基丙烷-1-酮)、Darocur® MBF(苯基乙醛酸甲酯)、Irgacure® 2022光引發劑摻合物(20重量%苯基雙(2,3,6-三甲基苄醯基)膦氧化物與80重量%2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮)、及Darocur® 4265(雙(2,4,6-三甲基苄醯基)-苯基膦氧化物與2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮之50/50混合物)。亦可使用前述光引發劑之混合物。前述表單僅意謂例證，並非意謂排除任何適合光引發劑。
熟習光化學技藝者完全了解光活化劑可與上述光引發劑組合使用，且使用此等組合時有時達到增效效果。技藝熟知光活化劑，不需要進一步敘述以了解其等是甚麼及其等有效之濃度。然而，可提及作為適合光活化劑例證者有甲胺、三丁胺、甲基二乙醇胺、2-胺乙基乙醇胺、烯丙胺、環己胺、環戊二烯胺、二苯胺、二甲苯胺、三茬胺(trixylylamine)、三苄胺、正-環己基伸乙亞胺(n-cyclohexylethylen-eimine)、哌啶、N-甲基哌、2,2-二甲基-1,3-雙(3-N-嗎啉基)丙醯氧基丙烷、及其混合物。
輻射可由任何適合來源提供，例如具有減少紅外線發射的UV燈或安裝有濾器以消除紅外線發射之UV燈或所謂LED(發光設備)發射輻射於指示波長。特別有用商業可得設備包含：Fusion與Nordson高強度微波供電之燈(汞、摻鐵 與摻鎵燈)；高強度標準弧燈；Panacol UV H-254燈(可得自Panacol-Elosol GmbH)-具光譜波長320至450nm之250W無臭氧、摻鐵金屬鹵化物燈；Panacol UVF-450(320nm至450nm，取決於所用的黑、藍或澄清濾器)；Honle UVA HAND 250 CUL(可得自Honle UV America Inc.)-發射最大強度UVA範圍~320至390nm；PMP 250瓦特金屬鹵化物燈(可得自Pro Motor Car Products Inc.)；Cure-Tek UVA-400(可得自H&S Autoshot)，其具有400瓦特金屬鹵化物燈泡，且燈裝配可安裝有如藍、淡藍或澄清的不同濾器，以控制/消除來自燈源之紅外線輻射；Con-Trol-Cure Scarab-250 UV-A店燈(shop lamp)系統(可得自UV Process Supply Inc.-具有光譜波長320至450nm輸出之250W摻鐵金屬鹵化物燈)；Con-Trol-Cure-UV LED Cure-All 415(可得自UV Process Supply Inc.-具2.5至7.95W操作瓦數範圍之光譜波長415nm)；Con-Trol-Cure-UV LED Cure-All 390(可得自UV Process Supply Inc.-具2.76至9.28W操作瓦數範圍之光譜波長390nm)；UV H253 UV燈(可得自UV Light Technologies-組件含有250W摻鐵金屬鹵化物燈，其安裝有黑色玻璃濾器以製造光譜波長介於300至400nm)；使用來自Phoseon Technology的固態高強度UV光源之Radion RX10模組固化；低強度微波UV System Model QUANT-18/36(可得自Quantum Technologies-UV強度範圍：3至30mW/cm2，UV光譜範圍：330至390nm)；WorkLED(可得自Inretech Technologies，使用400nm LED陣列)；Flashlight MC與20xLED配接器(可得自Inretech Technologies，使用400nm LED)；具輻射輸出高於380nm之Phillips TL03燈；及陽光。
在較好具體例中，根據發明具體例之組成物被用於電路板或電子零件之保角塗層。本發明因此亦有關一種保角塗布基材(較好為電路板或電子零件)之方法，包括將根據發明組成物沉積於該基材至少一部分上，使塗布的基材暴露於光化輻射。在較好具體例中，，使用根據發明組成物可獲得的塗層所塗布之基材塗層微硬度係至少100mN/mm2，係使用方法DIN 14577測量。在更好具體例中，該微硬度係高於120mN/mm2、甚至更好高於150mN/mm2、最好高於190mN/mm2。
除非另予指明，否則下列實施例中所有份數及百分率為重量百分率。
實施例中使用之材料
Desmolux® D 100(含NCO之脂族胺基甲酸酯丙烯酸酯，Bayer MaterialScience LLC,Pittsburgh,PA)；Desmolux® VPLS 2396(含NCO之脂族胺基甲酸酯丙烯酸酯，Bayer MaterialScience LLC,Pittsburgh,PA)；Desmolux® XP 2510(含NCO之脂族胺基甲酸酯丙烯酸酯；Bayer MaterialScience LLC,Pittsburgh,PA)；Desmodur® XP 2730(低黏度含脲二酮基團的聚異氰酸酯，Bayer MaterialScience LLC,Pittsburgh,PA)；Miramer® M200(己二醇二丙烯酸酯(反應性稀釋劑)，Rahn USA Corp.Aurora,IL)；Genomer® 1121(丙烯酸異冰片酯(反應性稀釋劑)，Rahn USA Corp.Aurora,IL)； Tinopal® OB(光學亮光劑，BASF Florham Park,NJ)；Byk® 371(流動與均染添加劑，Wallingford,CT)；Irgacure® 819(光引發劑，BASF Florham Park,NJ)；Darocur® 1173(光引發劑，BASF Florham Park,NJ)；對-甲苯磺醯基異氰酸酯(濕氣捕獲劑，VanDeMark Chemical Inc.Lockport,NY)。
調配物細節
使用相似程序製備調配物A、B、D、O、P、Q、R及S。將Miramer M200、Genomer 1121、Tinopal OB、Byk 371、Irgacure 819、Darocur 1173(不含異氰酸酯成分)混合於錫罐，根據ASTM D6304-07由Karl Fischer滴定法測量濕氣含量。測量水含量後，計算濕氣捕獲劑對-甲苯磺醯基異氰酸酯之理論量。為了保險起見及確保捕獲所有濕氣，計算10%過量對-甲苯磺醯基異氰酸酯。最後將Desmolux D 100、Desmolux VPLS 2396、Desmolux XP 2510、及/或Desmodur XP 2730加入調配物。
如本文所用，份數意指重量份。
實施例A(比較)調配物製備如下：將40份數Miramer M200、40份數Genomer 1121、0.2份數Tinopal OB、1.8份數Byk 371、及5.4份數Irgacure 819混合於錫罐。使罐附接於懸吊式攪拌器。根據ASTM D6304-07使用Karl Fischer滴定法測量濕氣含量。隨著10%過量濕氣捕獲劑，計算需要1.26份數對-甲苯磺醯基異氰酸酯。當溶液以懸吊式攪拌器混合時，將1.26份數對-甲苯磺醯基異氰酸酯加入溶液。將產生之調配物混合 30分鐘以確保消耗所有濕氣。最後將90份數Desmolux D 100及10份數Desmolux VPLS 2396隨著攪拌加入調配物。將產生之調配物攪拌5分鐘，在以蓋子覆蓋前用氮沖洗。將製作的調配物留置室溫以脫氣(de aerate)。
利用比較例A提及的程序，使用以下表1提及的材料及用量(份數)，製備實施例B、D、O、P、Q、R、及S。
應用及試驗細節
根據ASTM標準D 7395-07使用Brookfield R/S流變計於25℃、以C-50-1心軸100s-1剪切率2分鐘，測量調配物黏度。「初始黏度」係指組成物剛製作時之黏度，「最終黏度」係指組成物於周圍條件儲存6個月時之黏度。
塗敷2密耳(mils)調配物於Bonderite® B1000冷軋鋼板上以製備微硬度試驗之塗層。使用Fischerscope H100C儀器以方法DIN 14577完成微硬度測量(Marten’s硬度)。在20秒塗敷時間期間，於30mN試驗負載運轉至最大5μm壓痕深度下，取得微硬度讀數。以各調配物之3次讀數平均值報告結果。
塗敷2密耳調配物於Bonderite® B1000冷軋鋼板上以製備MEK雙次摩擦(double rubs)之塗層。使用方法ASTM D4752-10測量MEK雙次摩擦。
固化細節
用Fusion UV設備於400瓦特Hg燈泡以10呎/分鐘固化塗層。為了結束濕氣固化，使成分UV固化板於黑暗恆 常濕度(50%大氣濕度)及室溫(75℉)留置2周。若使用0.1%觸媒二月桂酸二丁錫(dibutyltin diluarate)，3日足夠於濕氣固化。
針對僅有濕氣固化，將面板未授予UV光及放置2周於黑暗恆常濕度及室溫。若使用0.1%觸媒二月桂酸二丁錫，3日足夠於濕氣固化。
結果討論
從表1總結之結果可見，除了異氰酸酯官能的胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯外，包括含脲二酮基的聚異氰酸酯(Desmodur® XP 2730)且異氰酸酯含量高於6重量%之組成物O、P、Q、R及S提供初始黏度小於800mPa．s。以此等組成物製備之塗層特徵在於微硬度高於100mN/mm2，反之比較例停留低於100mN/mm2。在用模擬陰影固化的僅有濕氣固化之MEK雙次摩擦試驗中亦可見差異。發明實施例顯示數值至少15，反之比較例A、B及D具有數值5。
雖然發明已於前面詳細敘述以供闡明目的，但欲了解此等細節僅供彼目的，除了申請專利範圍可限制者外，在未背離發明精髓及範疇下，熟習技藝者可完成變異於其中。

Claims (15)

  1. 一種單成份組成物，包含：1)異氰酸酯官能的胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯及2)含有脲甲酸酯及/或脲二酮(uretdione)基團之聚異氰酸酯，其中單成份組成物具有：(i)根據ASTM標準D 7395-07使用Brookfield R/S流變計於25℃、以C-50-1心軸100s-1剪切率2分鐘，黏度小於或等於約800mPa．s，及(ii)大於約5重量%之異氰酸酯含量，以單成份組成物重量為基準。
  2. 如申請專利範圍第1項之單成份組成物，其中組成物之固體含量係至少90重量百分比，以單成份組成物的總重量為基準。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之單成份組成物，其中成份1)係包含：(a)含有一或多個(甲基)丙烯醯基之一元醇與(b)二-或聚異氰酸酯之組成物反應產物。
  4. 如申請專利範圍第3項之單成份組成物，其中含有一或多個(甲基)丙烯醯基之一元醇係選自由(甲基)丙烯酸羥甲酯、(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環氧丙酯的(甲基)丙烯酸加成物)、及/或聚己內酯(甲基)丙烯酸羥乙酯組成的表單。
  5. 如申請專利範圍第4項之單成份組成物，其中含有一或多個(甲基)丙烯醯基之一元醇係聚己內酯(甲基)丙烯酸羥乙酯。
  6. 如申請專利範圍第5項之單成份組成物，其中聚己內酯(甲基)丙烯酸羥乙酯係丙烯酸2-羥乙酯之聚(ε-己內酯)酯。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之單成份組成物，其中成份1)之存在量係至少40重量百分比，以塗層組成物的總重量為基準。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之單成份組成物，其中成份1)之存在量係不大於60重量百分比，以塗層組成物的總重量為基準。
  9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之單成份組成物，其中成份2)包含含有脲二酮基團之聚異氰酸酯。
  10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之單成份組成物，其中成份2)之存在量係至少10重量百分比且不大於30重量百分比，以塗層組成物的總重量為基準。
  11. 如申請專利範圍第1至10項中任一項之單成份組成物，進一步包含反應性稀釋劑，其包含在烷基部分含有至少6個碳原子之單官能的(甲基)丙烯酸酯單體，且存在量高達50重量百分比，以組成物總重量為基準。
  12. 如申請專利範圍第1至11項中任一項之單成份組成物，其中組成物具有大於約6重量%之異氰酸酯含量及至少95重量百分比之固體含量，以組成物總重量為基準。
  13. 一種保角塗布基材之方法，包括將申請專利範圍第1至12項中任一項組成物沉積於該基材至少一部分上，並使塗布的基材暴露於光化輻射。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中基材包括電路板或電子零件。
  15. 一種以申請專利範圍第1至12項中任一項組成物可獲得的塗層所塗布之基材，其中使用方法DIN 14577測量之塗層微硬度係高於100mN/mm2。
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