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从风挡玻璃的防水涂层,到智能手机防水涂层,再到如今新能源车及光伏产业的电子电路防潮应用,二十年来,派旗纳米涂层产品的演化,紧紧跟随中国工业技术的不断发展,准确地踏在技术革新的每一个重要转变时刻。作为一家专注于以氟改性聚合物为主要原料的纳米涂层材料研发制造商,以及电子防护整体解决方案供应的国家高新科技企业,派旗纳米凭借怎样的技术优势,走出了一条前景广阔的道路。深圳市派旗纳米技术有限公司总经理赵兴源开启了他的讲述。
从玻璃防水到电子防潮
考虑到汽车在雨天行驶时,风挡玻璃上的雨水不易去除,视野模糊会导致巨大的驾驶安全问题,出身化工背景的赵总决定研发一种防水涂层,让汽车玻璃形成疏水膜,使得玻璃在雨天保持清晰,同时玻璃也能更耐脏和易清洁。这是派旗纳米公司建成初期的创意,很快配方也被研制出来,但由于初创公司单品单一,运作成本高,且当时汽车消费者的这方面安全意识还不成熟,这款针对C端用户的防水产品在坚持1年多后,配方和生产技术被转让了出去。
深圳市派旗纳米技术有限公司总经理赵兴源
但派旗纳米与防水涂层的缘分并未因此结束。2014年,智能手机市场爆发,赵总意识到手机用户对于防水、防尘等的需求日益高涨,于是很快将研发方向转投向了手机防水涂层材料市场。“刚开始,我们将手机防水材料与防水镀膜设备厂商捆绑起来,为设备厂商研发生产配套的防水涂层剂。通过设备将涂层剂雾化,负压吸入到手机腔体内,最终沉积到电路板后形成包裹的薄膜,起到防水、防尘等保护作用。”赵总简单讲解了产品的雏形。
但与防水镀膜设备厂商捆绑发展的弊端是,设备的销量决定了防水涂层剂的销量。于是派旗纳米决定另辟蹊径,让终端客户摆脱设备捆绑,直接使用涂层剂材料来实现防水。
这是派旗纳米在发展过程中的一个重要决定。对于客户而言,是减少了采购设备的投入,而对派旗纳米而言,与设备的分离,使得涂层剂可以应用在除手机产品以外更多的领域。
全氟电子防护纳米涂层剂解决传统难题
在全氟电子防护纳米涂层剂这一防护技术出现之前,电子产品通常通过结构防护和灌封防护来解决防水、防潮、防腐蚀的问题。这些方法包括使用特殊的封装材料,或者在电子元件上涂抹三防漆。
传统三防漆通常使用喷涂工艺,将树脂漆披覆在电路板等表面,形成一层保护膜,以防止电路受损。但其工艺易出现喷涂操作精度不够的问题,导致连接器等周边位置无覆盖、无保护,进而需要更多遮蔽费用和人工成本,且油性漆使用大量有机溶剂,产生VOC污染。再者油漆喷涂形成的膜层较厚,不利于电子产品空间缩减和售后维修,还影响元器件整体散热效果和电子信号传输。
另一个方法真空镀膜PVD除了需要高昂的设备投入、较高的遮蔽成本和较低的生产效率之外,难以达到较高的真空条件,加工超薄膜场景下易出现膜层均匀性不足的问题。而且10微米以上的厚度才可以发挥更加稳定的防护效果,但如今厂商对于厚度的要求仅在数百至数千纳米。
为了解决这些痛点问题,派旗纳米首创“浸泡型电子防护纳米涂层”解决方案。 该纳米涂层的配方和结构可以有效地保护电子产品线路板等部件。这种涂层剂是以含氟化液为溶剂,具有防水、防油性能的全氟聚合物为溶质;当喷涂在元器件表面时,会在表面形成一层薄薄的保护膜。由于其极低表面张力,纳米涂层可以防止水和灰尘的渗透和粘附。(涂层结构示意图如下)
该纳米涂层的主要作用是保护电子设备的内部组件,如印刷电路板和许多微小的精密元件。这些部件很容易被环境腐蚀,会影响设备的平稳性,缩短其使用寿命。尤其遇水,很容易直接造成短路,损坏设备。因此,不仅能有效地保护设备,还为客户降低了成本。
此外,“浸泡型电子防护纳米涂层”还具有防腐蚀、防水性好、易于涂抹、工艺灵活性等优点。这些特性使得电子防护纳米涂层剂在保护电子产品线路板等方面发挥了重要作用。
不过由于氟元素较强的化学活性,在生产过程中会有诸多难题需要去规避和突破。赵总透露:“针对分子量和聚合反应条件的控制,我们主要是通过升级控制反应条件(温度、压力、反应时间等)的设备系统及组件来实现的。同时我们会选择更优的原料品牌,更稳定、纯度更高的引发剂和单体,通过优化聚合、分离和纯化等生产步骤和品质管控方法解决生产中出现的问题。”
提到如何应对客户“低碳环保”的要求,赵总表示,他们也在通过选择更环保且品质更稳定的氟化液供应商品牌、以及采取适当的废物处理措施来减少生产过程对人员和环境的影响。传统的树脂型防护材料在用户使用过程中还会持续释放微量的以VOC为主的有机气体,对人体有害,但纳米涂层剂是零释放。“我们为客户提供的是无臭氧消耗潜能值(ODP)为零低,它全球变暖潜能值(GWP)的涂层剂产品,通过欧盟RoHS、REACH有害物质限制测试(241项),不含卤素、不含VOC、不含PFOA、不含PFOS,确保对使用企业员工身体无害,对环境影响降至最低;同时,采用的喷涂设备,我们也有废气和粉尘收集处理的配套解决方案作为支持。”
对客户而言,比传统防护材料性能更强的纳米涂层剂能更有效降低电子产品故障率,大大延长产品使用寿命,间接地减少了电子垃圾对环境的污染。这何尝不是一种全新角度对低碳社会支持?
成功切入汽车电池和光伏产业
据赵总透露,目前派旗公司的纳米涂层在汽车电池管理系统BMS的控制电路板和光伏储能管理板及电源板的防潮应用场景中,可以实现对传统三防漆的全面替代,且具备多项传统防护材料未涉及的优势性能。另外,对于未来更高要求的防护挑战,他认为纳米涂层仍然具有很大的性能扩展空间和可能性。
纳米图层在电池管理板 BMS 上的应用
派旗纳米已在这些领域作了前瞻性研究和尝试,比如:防潮的前提下还具备优良的导热性能的新型纳米涂层,可有利于汽车电池设计更小体积的散热组件;随着液冷系统的普及,有限的空间内实现电路板防冷凝水将是一个重要课题,纳米涂层解决方案在电池BMS应用中的防护原理是通过增强涂层材料的电气绝缘和疏水性能,实现3/100毫米通过500v耐击穿实验,超越传统材料同等厚度下20倍的电气绝缘强度。
踩准每一个产业热点,并不是机缘巧合,而是对未来科技发展的预判。赵总认为,后续的几年,还会有一些产业将会出现对于纳米涂层的强烈需求。
“依据我们对客户群体的理解以及未来十年可能的产业发展趋势来看,AI人工智能势不可挡,在它的驱动下,各领域的电子硬件都有机会从传统电子产品升级为AI级智能终端,包括消费类电子电器、物联网、智能家居、医疗、通信、交通及安防等多个领域,这将赋予电子防护纳米涂层大量的新机会。”人工智能已然是一个绕不过的话题。
除此之外,赵总还提到户外终端市场的发展,他觉得未来有更多电子硬件从室内扩展到了室外应用场景,对防护的要求不断提高,进而加速了新型防护材料对传统防护材料和解决方案的替代;各种消费级和工业机器都在用可见的速度快速加入到人类的工作活动中,甚至替代人工。这些机器人被设定为永不停止工作,对其控制系统的稳定性提出了更高的挑战,特别是较为恶劣场景下,纳米涂层的优势将更加凸显。此外,中国半导体产业技术得到了高速发展,其制造工艺和方法的不断突破也给电子防护纳米涂层带来了新的发展机遇。
“还有更多有意思的产业在等着我们的持续进步和开发!”这是赵总对未来展望之后的总结。“有意思”三个字,透露出他对目前工作的热爱,也揭示了他对纳米涂层的未来充满了信心!
来源:荣格-《涂料与油墨—中国版》
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