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CN108841236A - 一种uv快速固化阻焊油墨及其制备方法 - Google Patents

一种uv快速固化阻焊油墨及其制备方法 Download PDF

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CN108841236A CN201810486596.9A CN201810486596A CN108841236A CN 108841236 A CN108841236 A CN 108841236A CN 201810486596 A CN201810486596 A CN 201810486596A CN 108841236 A CN108841236 A CN 108841236A
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Abstract

本发明公开一种UV快速固化阻焊油墨及其制备方法,包括改性环氧双丙烯酸酯35~45份,聚氨酯固化剂10~18份,丙烯酸单体8~16份,第一光引发剂2~5份,第二光引发剂1~4份,偶氮耐晒黄10~25份,消泡剂1~3份,减水剂1~3份,流平剂1~3份,所述改性环氧双丙烯酸酯通过将环氧双丙烯酸酯、马来酸酐、浓硫酸催化剂和阻聚剂置于惰性气体保护的容器内反应得到。本发明采用改性环氧双丙烯酸酯、聚氨酯固化剂和丙烯酸单体三者有机结合,利用其分子结构间相互配合,互相促进的作用,制备了一种光固化时间短、相容性高的UV固化阻焊油墨,其附着力相比单一的树脂油墨明显提高,显著改善了紫外线固化印刷的精度。

Description

一种UV快速固化阻焊油墨及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种UV快速固化阻焊油墨及其制备方法,属于阻焊油墨领域。
背景技术
阻焊油墨,分好几种:如液态感光显影阻焊油墨、热固型阻焊油墨、紫外线固化型阻焊油墨等,是专门用在PCB板上的一种油墨。针对印刷电路板而开发的紫外线硬化防焊油墨,不含溶剂,无污染且硬化快速,硬化后具有优良的附着力、耐热性及绝缘性。
现有的UV固化阻焊油墨固化时间长、固化温度高,印刷图形公差为±0.2mm,主要应用在单面的简单的产品上,双面板的复杂程度一般要高于单面板,精密度要求也较高,所以一般UV固化阻焊油墨不适用于双层板。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种固化时间短、印刷精度高,附着力强的UV固化阻焊油墨。
本发明采用的技术方案如下:
一种UV快速固化阻焊油墨,包括如下重量份的组份:
改性环氧双丙烯酸酯35~45份,
聚氨酯固化剂10~18份,
丙烯酸单体8~16份,
第一光引发剂2~5份,
第二光引发剂1~4份,
偶氮耐晒黄10~25份,
消泡剂1~3份,
减水剂1~3份,
流平剂1~3份,
所述改性环氧双丙烯酸酯通过将环氧双丙烯酸酯、马来酸酐、浓硫酸催化剂和阻聚剂置于惰性气体保护的容器内,加热至80~100℃反应至酸值为初始酸值的一半,降温至50~70℃加入二甲基乙醇胺和水,搅拌反应0.5~0.6h后冷却至室温得到。
优选地,所述聚氨酯固化剂为TDI-TMP聚氨酯固化剂,其中,-NCO含量大于10wt%,TDI含量小于4.5wt%。
所述丙烯酸单体由双官能团丙烯酸单体和单官能团丙烯酸单体组成,所述双官能团丙烯酸单体和单官能团丙烯酸单体的重量比为0.8~1:1。
所述第一光引发剂为二苯甲酮。
所述第二光引发剂型号为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)。
所述消泡剂为德国BYK 057消泡剂。
所述减水剂为聚羧酸减水剂。
所述流平剂为德国BYK 307流平剂。
上述UV快速固化阻焊油墨的制备方法,包括如下步骤:
步骤一:将改性环氧双丙烯酸酯、聚氨酯固化剂、丙烯酸单体、第一光引发剂和第二光引发剂投入投料通道中;
步骤二:用高速分散机在800~1200r/min的转速下,于50~80℃分散0.5~0.8h,停止搅拌并保温;
步骤三:在步骤二得到的料液中加入偶氮耐晒黄、消泡剂、减水剂和流平剂,继续以500~800r/min搅拌0.3~0.5h;
步骤四:搅拌混匀后,用液压三辊机研磨至粒径为300纳米以下;
步骤五:采用1μm的滤芯过滤机过滤后即得。
本发明首先利用马来酸酐对环氧双丙烯酸酯进行改性,使得改性后的环氧双丙烯酸酯双键含量至少提高两倍,在受光照激发下,这些不饱和双键发生断裂使线性高分子瞬间交联成为网状结构,因此改性后的环氧双丙烯酸酯光固化时间显著缩短。
TDI-TMP聚氨酯固化剂中-NCO键含量不低于10wt%,TDI含量小于4.5wt%其可以与改性环氧双丙烯酸酯和丙烯酸单体搭配,在紫外光的照射下,进一步缩短固化所述时间。
丙烯酸单体由双官能团丙烯酸单体和单官能团丙烯酸单体组成,能够穿插在改性环氧双丙烯酸酯之间,使得体系结合得更为牢固。
固化组份对水比较敏感,通过引入减水剂以提高阻焊油墨的保存和工作性能。
有益效果:
本发明采用改性环氧双丙烯酸酯、聚氨酯固化剂和丙烯酸单体三者有机结合,利用其分子结构间相互配合,互相促进的作用,制备了一种光固化时间短、相容性高的UV固化阻焊油墨,其附着力相比单一的树脂油墨明显提高,显著改善了紫外线固化印刷的精度。
具体实施方式
根据下述实施例,可以更好地理解本发明。
实施例1
将环氧双丙烯酸酯、马来酸酐、浓硫酸催化剂和二叔丁基对甲酚阻聚剂按照摩尔比3:1:0.3:0.2置于惰性气体保护的容器内,加热至95℃反应至酸值为初始酸值的一半,降温至65℃加入二甲基乙醇胺和水(环氧双丙烯酸酯、二甲基乙醇胺和水的摩尔比为3:2:1),搅拌反应0.6h后冷却至室温得到改性环氧双丙烯酸酯,测定C=C双键含量为0.354(溴值),酸值10.89mg·g。
实施例2
将环氧双丙烯酸酯、马来酸酐、浓硫酸催化剂和二叔丁基对甲酚阻聚剂按照摩尔比3:2:0.3:0.2置于惰性气体保护的容器内,加热至100℃反应至酸值为初始酸值的一半,降温至70℃加入二甲基乙醇胺和水(环氧双丙烯酸酯、二甲基乙醇胺和水的摩尔比为3:3:1),搅拌反应0.6h后冷却至室温得到改性环氧双丙烯酸酯,测定C=C双键含量为0.248(溴值),酸值16.89mg·g。
实施例3
步骤一:取实施例1制备的改性环氧双丙烯酸酯42份,TDI-TMP聚氨酯固化剂14份、丙烯酸单体15份(二丙二醇二丙烯酸酯和四氢呋喃丙烯酸酯单体,重量比为1:1)、第一光引发剂二苯甲酮4份和第二光引发剂(1173)2份投入投料通道中;
步骤二:用高速分散机在1000r/min的转速下,于65℃分散0.6h,停止搅拌并保温;
步骤三:在步骤二得到的料液中加入偶氮耐晒黄23份、消泡剂2份、减水剂2份和流平剂2份,继续以800r/min搅拌0.4h;
步骤四:搅拌混匀后,用液压三辊机研磨至粒径为300纳米以下;
步骤五:采用1μm的滤芯过滤机过滤后即得。
实施例4
步骤一:取实施例1制备的改性环氧双丙烯酸酯35份,TDI-TMP聚氨酯固化剂10份、丙烯酸单体8份(二丙二醇二丙烯酸酯和月桂酸丙烯酸酯重量比为0.8:1)、第一光引发剂二苯甲酮2份和第二光引发剂(1173)4份投入投料通道中;
步骤二:用高速分散机在800r/min的转速下,于50℃分散0.8h,停止搅拌并保温;
步骤三:在步骤二得到的料液中加入偶氮耐晒黄10份、消泡剂1份、减水剂1份和流平剂1份,继续以500r/min搅拌0.5h;
步骤四:搅拌混匀后,用液压三辊机研磨至粒径为300纳米以下;
步骤五:采用1μm的滤芯过滤机过滤后即得。
实施例5
步骤一:取实施例1制备的改性环氧双丙烯酸酯45份,TDI-TMP聚氨酯固化剂18份、丙烯酸单体16份(己二醇二丙烯酸酯和四氢呋喃丙烯酸酯单体,重量比为1:1)、第一光引发剂二苯甲酮5份和第二光引发剂(1173)1份投入投料通道中;
步骤二:用高速分散机在1200r/min的转速下,于80℃分散0.5h,停止搅拌并保温;
步骤三:在步骤二得到的料液中加入偶氮耐晒黄25份、消泡剂3份、减水剂3份和流平剂3份,继续以500r/min搅拌0.3h;
步骤四:搅拌混匀后,用液压三辊机研磨至粒径为300纳米以下;
步骤五:采用1μm的滤芯过滤机过滤后即得。
对比例1
步骤一:取实施例1制备的改性环氧双丙烯酸酯42份,TDI-TMP聚氨酯固化剂14份、第一光引发剂二苯甲酮4份和第二光引发剂(1173)2份投入投料通道中;
步骤二:用高速分散机在1000r/min的转速下,于65℃分散0.6h,停止搅拌并保温;
步骤三:在步骤二得到的料液中加入偶氮耐晒黄23份、消泡剂2份、减水剂2份和流平剂2份,继续以800r/min搅拌0.4h;
步骤四:搅拌混匀后,用液压三辊机研磨至粒径为300纳米以下;
步骤五:采用1μm的滤芯过滤机过滤后即得。
对比例2
步骤一:取实施例1制备的改性环氧双丙烯酸酯42份,丙烯酸单体15份(二丙二醇二丙烯酸酯和四氢呋喃丙烯酸酯单体,重量比为1:1)、第一光引发剂二苯甲酮4份和第二光引发剂(1173)2份投入投料通道中;
步骤二:用高速分散机在1000r/min的转速下,于65℃分散0.6h,停止搅拌并保温;
步骤三:在步骤二得到的料液中加入偶氮耐晒黄23份、消泡剂2份、减水剂2份和流平剂2份,继续以800r/min搅拌0.4h;
步骤四:搅拌混匀后,用液压三辊机研磨至粒径为300纳米以下;
步骤五:采用1μm的滤芯过滤机过滤后即得。
对比例3
步骤一:取环氧双丙烯酸酯42份,聚氨酯固化剂14份、丙烯酸单体15份(二丙二醇二丙烯酸酯和四氢呋喃丙烯酸酯单体,重量比为1:1)、第一光引发剂二苯甲酮4份和第二光引发剂(1173)2份投入投料通道中;
步骤二:用高速分散机在1000r/min的转速下,于65℃分散0.6h,停止搅拌并保温;
步骤三:在步骤二得到的料液中加入偶氮耐晒黄23份、消泡剂2份、减水剂2份和流平剂2份,继续以800r/min搅拌0.4h;
步骤四:搅拌混匀后,用液压三辊机研磨至粒径为300纳米以下;
步骤五:采用1μm的滤芯过滤机过滤后即得。
将上述实施例3~5和对比例1~3制备得到的阻焊油墨进行常规的性能测试,结果见表1:采用UV喷墨丝印机进行PCB板喷印,固化紫外线光源功率为250W/cm,在25℃环境下测试油墨的粘度,附着力根据GB/T 9286-1998测试方法,硬度按照GB/T6739-2006测定,阻焊性能条件为288℃焊锡炉四次浸渍10秒,观察是否脱落和焊锡进入现象,无变色、剥离、浮起和焊锡渗入为优。从表1中数据可以看出,经改性后的环氧双丙烯酸酯光固化性能得到显著提高,配合使用聚氨酯固化剂和丙烯酸单体能够达到更好的光固化性能,固化时间显著缩短,附着力强、印刷精度高。
表1
实施例3 实施例4 实施例5 对比例1 对比例2 对比例3
粘度cP 16.4 17.3 16.9 19.8 21.4 23.8
附着力 1级 1级 1级 3级 4级 4级
硬度 6H 6H 6H 4H 4H 3H
固化速率m/min 25 24 23 15 12 6
阻焊性能 轻微剥离 轻微浮起 焊锡渗入
印刷精度mm ±0.09 ±0.10 ±0.12 ±0.15 ±0.17 ±0.25
本发明提供了一种UV快速固化阻焊油墨及其制备方法的思路及方法,具体实现该技术方案的方法和途径很多,以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (9)

1.一种UV快速固化阻焊油墨,其特征在于,包括如下重量份的组份:
改性环氧双丙烯酸酯35~45份,
聚氨酯固化剂10~18份,
丙烯酸单体8~16份,
第一光引发剂2~5份,
第二光引发剂1~4份,
偶氮耐晒黄10~25份,
消泡剂1~3份,
减水剂1~3份,
流平剂1~3份,
所述改性环氧双丙烯酸酯通过将环氧双丙烯酸酯、马来酸酐、浓硫酸催化剂和阻聚剂置于惰性气体保护的容器内,加热至80~100℃反应至酸值为初始酸值的一半,降温至50~70℃加入二甲基乙醇胺和水,搅拌反应0.5~0.6h后冷却至室温得到。
2.根据权利要求1所述的一种UV快速固化阻焊油墨,其特征在于,所述聚氨酯固化剂为TDI-TMP聚氨酯固化剂,其中,-NCO含量大于10wt%,TDI含量小于4.5wt%。
3.根据权利要求1所述的一种UV快速固化阻焊油墨,其特征在于,所述丙烯酸单体由双官能团丙烯酸单体和单官能团丙烯酸单体组成,所述双官能团丙烯酸单体和单官能团丙烯酸单体的重量比为0.8~1:1。
4.根据权利要求1所述的一种UV快速固化阻焊油墨,其特征在于,所述第一光引发剂为二苯甲酮。
5.根据权利要求1所述的一种UV快速固化阻焊油墨,其特征在于,所述第二光引发剂型号为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮(1173)。
6.根据权利要求1所述的一种UV快速固化阻焊油墨,其特征在于,所述消泡剂为德国BYK 057消泡剂。
7.根据权利要求1所述的一种UV快速固化阻焊油墨,其特征在于,所述减水剂为聚羧酸减水剂。
8.根据权利要求1所述的一种UV快速固化阻焊油墨,其特征在于,所述流平剂为德国BYK 307流平剂。
9.权利要求1~8任意一项所述UV快速固化阻焊油墨的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一:将改性环氧双丙烯酸酯、聚氨酯固化剂、丙烯酸单体、第一光引发剂和第二光引发剂投入投料通道中;
步骤二:用高速分散机在800~1200r/min的转速下,于50~80℃分散0.5~0.8h,停止搅拌并保温;
步骤三:在步骤二得到的料液中加入偶氮耐晒黄、消泡剂、减水剂和流平剂,继续以500~800r/min搅拌0.3~0.5h;
步骤四:搅拌混匀后,用液压三辊机研磨至粒径为300纳米以下;
步骤五:采用1μm的滤芯过滤机过滤后即得。
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