本發(fā)明提供了一種金屬電極保護(hù)液、金屬電極保護(hù)層及其制備方法。
背景技術(shù)：
：將金屬沉積到陶瓷或塑料基材上形成金屬電極在很多領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用，如在一種液體噴射裝置上，需要在陶瓷基材上沉積有金屬電極，通常采用CVAD或磁控濺射技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)金屬在陶瓷或塑料基材上的沉積，由于沉積的金屬顆粒之間比較松散，另外由于在材質(zhì)上較大的區(qū)別，界面結(jié)合力問(wèn)題導(dǎo)致在使用過(guò)程中往往出現(xiàn)金屬電極脫落的現(xiàn)象，尤其是在有溶劑的環(huán)境下，溶劑分子的滲透會(huì)使得金屬電極和基材界面之間的剝落，因此要對(duì)金屬電極進(jìn)行防護(hù)處理?？梢圆捎秒婂儭⒄婵斟兡ず突瘜W(xué)涂層法等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬電極的表面防護(hù)，其中化學(xué)涂層的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，成本低廉，適用范圍廣等，成為了材料表面防護(hù)的首選。通常采用具有疏水性能的防腐涂料對(duì)各類基材表面進(jìn)行防護(hù)，如FEVE氟碳樹(shù)脂，環(huán)氧富鋅、富鋁等重防腐涂料。這類防腐涂料具有高膜厚、高表面能、耐溫等級(jí)低、涂裝工藝復(fù)雜以及犧牲涂層其它性能換取防腐性能的特點(diǎn)。但是這一技術(shù)不適用于制品尺寸要求精確，在高溫、酸性或堿性，以及有機(jī)溶劑等惡劣環(huán)境下的使用。也有將具有疏水特性的聚合物，如聚偏氟乙烯，聚四氟乙烯等涂覆到基材的表面，雖然能起到防止溶劑侵蝕的作用，但也帶來(lái)了一些局限性。比如疏水性聚合物和基材之間的結(jié)合力相對(duì)較弱，難以制備較薄的涂層。同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)有一定的滑動(dòng)摩擦力時(shí)，涂層容易與基底剝離。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)有機(jī)聚合物涂層在涂覆時(shí)由于應(yīng)力收縮會(huì)產(chǎn)生涂層缺陷，以及由涂層產(chǎn)生的針孔、微孔等易受到溶劑分子的滲透，導(dǎo)致涂層和基材的脫落的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提 供一種金屬電極保護(hù)液，其用于防止金屬電極被溶劑腐蝕，抑制了涂層由于應(yīng)力收縮而產(chǎn)生的缺陷，并且確保了涂層的致密；所述金屬電極保護(hù)液的制備方法；和通過(guò)將所述金屬電極保護(hù)液由紫外光照射后獲得的金屬電極保護(hù)層。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種金屬電極保護(hù)液，以相對(duì)于所述金屬電極保護(hù)液的總重量的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，其包括：5-20％的甲基丙烯酸酯、5-15％的丙烯酸酯、2-10％的氟化甲基丙烯酸酯、1-15％的交聯(lián)劑、0.001-0.5％的光引發(fā)劑、0.5-5％的填料和30-90％的有機(jī)溶劑。上述甲基丙烯酸酯選自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸庚酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸癸酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯中的一種或多種。其中，優(yōu)選甲基丙烯酸甲酯。上述丙烯酸酯選自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯和丙烯酸縮水甘油酯中的一種或多種。上述氟化甲基丙烯酸酯選自甲基丙烯酸三氟乙酯，甲基丙烯酸十二氟庚酯，甲基丙烯酸十三氟辛酯。其中，優(yōu)選甲基丙烯酸三氟乙酯。上述交聯(lián)劑選自三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，三丙二醇三丙烯酸酯，己二醇二丙烯酸酯，新戊二醇二甲基丙烯酸酯中的一種或多種。上述光引發(fā)劑包括苯偶姻及衍生物，苯偶酰類和二苯甲酮類。上述填料為納米二氧化硅或納米二氧化鈦，粒徑為10-30nm。上述有機(jī)溶劑為酯類溶劑或者酮類溶劑，酯類溶劑如醋酸乙酯，醋酸丁酯，乙酸異戊酯，丁酸乙酯，乙二醇甲醚醋酸酯等，酮類溶劑如丙酮，丁酮，環(huán)己酮，異佛爾酮等。也提供了一種金屬電極保護(hù)液的制備方法，包括：1)將所述甲基丙烯酸酯、所述丙烯酸酯、所述氟化甲基丙烯酸酯、所述交聯(lián)劑和所述光引發(fā)劑按照所述重量百分?jǐn)?shù)添加至所述有機(jī)溶劑并且完全溶解；2)將填料分散在步驟1)獲得的混合物中，從而獲得所述金屬電極保護(hù)液。進(jìn)一步地，步驟2)中，將填料直接分散在步驟1)獲得的混合物中；或?qū)⑻盍戏稚⒃? 有機(jī)溶劑中形成填料分散液后，再將該填料分散液添加至步驟1)獲得的混合物中，形成填料分散液采用的有機(jī)溶劑與步驟1)中采用的有機(jī)溶劑相同。還提供了一種金屬電極保護(hù)層，其通過(guò)將所述的金屬電極保護(hù)液施涂至金屬電極，然后由紫外光照射獲得。施涂方法包括：浸涂法、噴涂法、旋涂法、刮涂法、和絲網(wǎng)涂布法等。從均勻涂布的觀點(diǎn)，優(yōu)選刮涂法。所述金屬電極保護(hù)層的厚度是500納米-3微米，優(yōu)選500納米-2微米，更優(yōu)選500納米-1微米。技術(shù)效果本發(fā)明提供的金屬電極保護(hù)液能夠用于防止金屬電極被溶劑腐蝕，抑制了涂層由于應(yīng)力收縮而產(chǎn)生的缺陷，與基材的結(jié)合力良好，涂層的表面疏水特性賦予保護(hù)層良好的耐溶劑性能，納米填料的加入確保了涂層的致密。具體實(shí)施方式金屬電極保護(hù)液根據(jù)本發(fā)明的金屬電極保護(hù)液包括甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、氟化甲基丙烯酸酯、交聯(lián)劑、光引發(fā)劑、填料、和溶劑。以下將具體地描述各組分。根據(jù)本發(fā)明的甲基丙烯酸酯的具體實(shí)例包括：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸庚酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸癸酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯。其中，優(yōu)選甲基丙烯酸甲酯。這些甲基丙烯酸酯可以單獨(dú)或以其兩種以上的組合來(lái)使用。在根據(jù)本發(fā)明的金屬電極保護(hù)液中，相對(duì)于金屬電極保護(hù)液的總重量，甲基丙烯酸酯的含量是5-20重量％，優(yōu)選5-18重量％，更優(yōu)選8-15重量％。根據(jù)本發(fā)明的丙烯酸酯的具體實(shí)例包括：丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、 丙烯酸異丙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯和丙烯酸縮水甘油酯。其中，優(yōu)選丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸縮水甘油酯。這些丙烯酸酯可以單獨(dú)或以其兩種以上的組合來(lái)使用。在根據(jù)本發(fā)明的金屬電極保護(hù)液中，相對(duì)于金屬電極保護(hù)液的總重量，丙烯酸酯的含量是5-15重量％，優(yōu)選5-12重量％，更優(yōu)選5-10重量％。根據(jù)本發(fā)明的氟化甲基丙烯酸酯的具體實(shí)例包括：甲基丙烯酸三氟乙酯，甲基丙烯酸十二氟庚酯，甲基丙烯酸十三氟辛酯。其中，優(yōu)選甲基丙烯酸三氟乙酯。在根據(jù)本發(fā)明的金屬電極保護(hù)液中，相對(duì)于金屬電極保護(hù)液的總重量，氟化甲基丙烯酸酯的含量是2-10重量％，優(yōu)選2-8重量％。根據(jù)本發(fā)明的交聯(lián)劑實(shí)質(zhì)上是光固化劑，其在對(duì)金屬電極保護(hù)液進(jìn)行紫外光照射時(shí)，進(jìn)行固化從而形成致密的金屬電極保護(hù)層。其具體實(shí)例包括：三羥甲基丙烷三丙烯酸酯，三丙二醇三丙烯酸酯，己二醇二丙烯酸酯，新戊二醇二甲基丙烯酸酯。這些交聯(lián)劑可以單獨(dú)或以其兩種以上的組合來(lái)使用。在根據(jù)本發(fā)明的金屬電極保護(hù)液中，相對(duì)于金屬電極保護(hù)液的總重量，交聯(lián)劑的含量是1-15重量％，優(yōu)選1-10重量％，更優(yōu)選1-8重量％。根據(jù)本發(fā)明的光引發(fā)劑包括苯偶姻及衍生物，苯偶酰類和二苯甲酮類。所述苯偶姻及衍生物的實(shí)例包括：安息香、安息香雙甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、安息香丁醚。所述苯偶酰類的實(shí)例包括：二苯基乙酮、α，α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮。所述二苯甲酮類的實(shí)例包括：二苯甲酮、2,4-二羥基二苯甲酮、米蚩酮。這些光引發(fā)劑可以單獨(dú)或以其兩種以上的組合來(lái)使用。在根據(jù)本發(fā)明的金屬電極保護(hù)液中，相對(duì)于金屬電極保護(hù)液的總重量，光引發(fā)劑的含量是0.001-0.5重量％，優(yōu)選0.002-0.2重量％，更優(yōu)選0.002-0.1重量％。根據(jù)本發(fā)明的填料可以是納米二氧化硅或納米二氧化鈦。其用于防止由金屬電極保護(hù)液形成的金屬電極保護(hù)層由于固化時(shí)的應(yīng)力收縮而產(chǎn)生缺陷。在根據(jù)本發(fā)明的金屬電極保護(hù)液中，相對(duì)于金屬電極保護(hù)液的總重量，填料的含量是0.1-5重量％，優(yōu)選0.5-3重量％。根據(jù)本發(fā)明的溶劑可以是酯類或者酮類溶劑，酯類溶劑如醋酸乙酯，醋酸丁酯，乙酸異戊酯，丁酸乙酯，乙二醇甲醚醋酸酯等，酮類溶劑如丙酮，丁酮，環(huán)己酮，異佛爾 酮等。這些溶劑可以單獨(dú)或以其兩種以上的組合來(lái)使用。在根據(jù)本發(fā)明的金屬電極保護(hù)液中，相對(duì)于金屬電極保護(hù)液的總重量，溶劑的含量是30-90重量％，優(yōu)選30-80重量％。金屬電極保護(hù)液的制備方法在根據(jù)本發(fā)明的金屬電極保護(hù)液的制備方法中，將甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、氟化甲基丙烯酸酯、光引發(fā)劑添加至溶劑并且完全溶解，從而獲得了混合物。該過(guò)程可以在攪拌或超聲的條件下進(jìn)行。然后，填料可以直接分散在上述混合物中；或填料可以首先分散在溶劑中從而形成填料分散液，然后將該填料分散液添加至上述混合物；用于分散填料的溶劑與用于所述金屬電極保護(hù)液的溶劑相同。其具體實(shí)例包括：醋酸丁酯，醋酸乙酯，丙酮，丁酮，環(huán)己酮。金屬電極保護(hù)層在本發(fā)明中，金屬電極保護(hù)層可以通過(guò)以下來(lái)獲得：將根據(jù)本發(fā)明的金屬電極保護(hù)液施涂至金屬電極，然后由紫外光照射從而固化。其中，根據(jù)本發(fā)明的金屬電極保護(hù)液可以通過(guò)以下涂布方法來(lái)施涂至金屬電極。涂布方法包括：浸涂法、噴涂法、旋涂法、刮涂法、和絲網(wǎng)涂布法等。從均勻涂布的觀點(diǎn)，優(yōu)選刮涂法。固化后的金屬電極保護(hù)層的厚度是500納米-3微米，優(yōu)選500納米-2微米，更優(yōu)選500納米-1微米。對(duì)所制備的金屬電極保護(hù)層進(jìn)行附著力、接觸角和耐溶劑腐蝕性能測(cè)試。附著力采用劃圈法。接觸角采用OCA20接觸角測(cè)量?jī)x來(lái)測(cè)量，測(cè)量水在其表面的接觸角。耐溶劑腐蝕性能測(cè)試是將制得金屬電極保護(hù)層的片浸泡在80℃的環(huán)己酮溶劑中72h后觀察表面腐蝕情況。實(shí)施例1將甲基丙烯酸甲酯5g，丙烯酸丁酯15g，甲基丙烯酸三氟乙酯2g，三羥甲基丙烷三丙 烯酸酯1g，光引發(fā)劑二苯甲酮0.001g加入到76.5g醋酸乙酯中，攪拌至完全溶解，然后加入0.5g納米二氧化鈦，轉(zhuǎn)移至超聲發(fā)生器中，至納米二氧化硅完全分散均勻，制得了金屬電極保護(hù)液。將金屬電極保護(hù)液刮涂到沉積有金屬鋁電極的陶瓷基片上，在紫外光下輻射固化5min，取出陶瓷基片，得到金屬電極保護(hù)層(結(jié)果如表1所示)。實(shí)施例2將甲基丙烯酸甲酯10g，丙烯酸乙酯10g，甲基丙烯酸三氟乙酯5g，三丙二醇三丙烯酸酯7g，光引發(fā)劑二苯甲酮0.1g加入到64.9g醋酸丁酯中，攪拌至完全溶解，然后加入1g納米二氧化硅，轉(zhuǎn)移至超聲發(fā)生器中，至納米二氧化硅完全分散均勻，制得了金屬電極保護(hù)液。將金屬電極保護(hù)液刮涂到沉積有金屬鋁電極的陶瓷基片上，在紫外光下輻射固化5min，取出陶瓷基片，得到金屬電極保護(hù)層。實(shí)施例3將甲基丙烯酸甲酯20g，丙烯酸丁酯15g，甲基丙烯酸三氟乙酯10g，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯15g，光引發(fā)劑α，α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮0.5g加入到34.5g環(huán)己酮，攪拌至完全溶解，然后加入5g納米二氧化鈦，轉(zhuǎn)移至超聲發(fā)生器中，至納米二氧化硅完全分散均勻，制得了金屬電極保護(hù)液。將金屬電極保護(hù)液刮涂到沉積有金屬鋁電極的陶瓷基片上，在紫外光下輻射固化5min，取出陶瓷基片，得到金屬電極保護(hù)層(結(jié)果如表1)。實(shí)施例4將甲基丙烯酸丁酯20g，丙烯酸乙酯15g，甲基丙烯酸三氟乙酯10g，三丙二醇三丙烯酸酯15g，光引發(fā)劑α，α-二甲氧基-α-苯基苯乙酮0.5g加入到34.5g丙酮中，攪拌至完全溶解，然后加入5g納米二氧化鈦，轉(zhuǎn)移至超聲發(fā)生器中，至納米二氧化硅完全分散均勻，制得了金屬電極保護(hù)液。將金屬電極保護(hù)液刮涂到沉積有金屬鋁電極的陶瓷基片上，在紫外光下輻射固化5min，取出陶瓷基片，得到金屬電極保護(hù)層。實(shí)施例5將甲基丙烯酸縮水甘油酯10g，丙烯酸庚酯10g，甲基丙烯酸三氟乙酯5g，新戊二醇二甲基丙烯酸酯7g，光引發(fā)劑二苯甲酮0.1g加入到64.9g醋酸丁酯中，攪拌至完全溶解，然后加入1g納米二氧化硅，轉(zhuǎn)移至超聲發(fā)生器中，至納米二氧化硅完全分散均勻，制得了金屬電極保護(hù)液。將金屬電極保護(hù)液刮涂到沉積有金屬鋁電極的陶瓷基片上，在紫外光下輻射固化5min，取出陶瓷基片，得到金屬電極保護(hù)層。實(shí)施例61)將甲基丙烯酸縮水甘油酯10g，丙烯酸庚酯10g，甲基丙烯酸三氟乙酯5g，新戊二醇二甲基丙烯酸酯7g，光引發(fā)劑二苯甲酮0.1g加入到60g醋酸丁酯中，攪拌至完全溶解；2)將1g納米二氧化硅加入到4.9g醋酸丁酯中超聲分散均勻；然后將分散好的納米二氧化硅分散液加入到步驟1)中的溶液中后，制得了金屬電極保護(hù)液。將金屬電極保護(hù)液刮涂到沉積有金屬鋁電極的陶瓷基片上，在紫外光下輻射固化5min，取出陶瓷基片，得到金屬電極保護(hù)層。對(duì)比例1(不加填料)作為對(duì)比，只將甲基丙烯酸甲酯8g，丙烯酸丁酯10g，甲基丙烯酸三氟乙酯4g，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯4g，光引發(fā)劑二苯甲酮0.05g加入到60g醋酸丁酯中，其他條件步驟和實(shí)施例1相同(結(jié)果如表1)。對(duì)比例2(不加氟化甲基丙烯酸酯和填料)作為對(duì)比，只將甲基丙烯酸甲酯8g，丙烯酸丁酯10g，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯4g，光引發(fā)劑二苯甲酮0.05g加入到60g醋酸丁酯中，其他條件步驟和實(shí)施例1相同(結(jié)果如表1)。表1金屬電極保護(hù)層性能測(cè)試表名稱附著力接觸角耐溶劑實(shí)施例11級(jí)113良實(shí)施例21級(jí)115良實(shí)施例31級(jí)117良實(shí)施例41級(jí)118良實(shí)施例51級(jí)114良實(shí)施例61級(jí)114良對(duì)比例11級(jí)110一般對(duì)比例21級(jí)98差其中：保護(hù)層的耐溶劑評(píng)價(jià)“良”表示保護(hù)層表面無(wú)任何痕跡，“一般”表示保護(hù)層表面輕微被腐蝕，無(wú)碎渣，“差”表示保護(hù)層表面被腐蝕、涂層脫落以及有碎渣。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3