專利名稱：一種低黏度uv固化阻焊油墨的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于印制電子用油墨技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種阻焊油墨的制備方法，特別是涉及一種低黏度UV固化阻焊油墨的制備方法。
背景技術(shù)：
阻焊油墨(Solder Resist Ink)就是覆蓋在印刷線路板(Printed CircuitsBoard，PCB)外層的保護油墨，又稱為抗焊劑(Solder Ma sk)，是印刷線路板制造中所需的重要材料之一。阻焊油墨涂覆在PCB表面構(gòu)成聚合物保護膜，用以防止電路腐蝕斷線、防止焊接點多而造成線間短路、調(diào)節(jié)焊錫附著量、減少焊縫中銅的溶解污染、節(jié)約焊錫、減輕儀表重量、增加絕緣度、適應(yīng)配線的高密度、避免虛焊及提高檢驗速度。伴隨著印制電子的興起與發(fā)展，基于柔性PCB生產(chǎn)工藝的噴墨打印技術(shù)日新月異。開發(fā)高性能、快速固化用于噴墨打印的阻焊油墨，取代傳統(tǒng)的熱固化或純光固化阻焊油墨已經(jīng)成為不可阻擋的研究趨勢。光固化阻焊油墨及光成像阻焊油墨隨著電子電氣行業(yè)技術(shù)的不斷進步而經(jīng)歷了不同的階段。從最開始的掩膜、到抗蝕油墨、再到阻焊油墨，又有熱固阻焊、光固阻焊及光成像阻焊油墨階段。上世紀80年代，隨著半導體行業(yè)的普及，UV快速固化阻焊油墨得以快速發(fā)展，但存在制備工作復雜，涂布操作工藝復雜以及穩(wěn)定性差的缺點。隨著印制電路板的發(fā)展，阻焊劑主要通過絲網(wǎng)印刷和堿顯影兩種方法涂覆在環(huán)氧基板的表面，其中堿顯影技術(shù)一時間成為研究的熱點。2008年復旦大學楊振國教授在印制電路信息上發(fā)表了《一種面向PCB的全印制電子技術(shù)》的論文，在國內(nèi)PCB制造行業(yè)引起了革新的浪潮，全印制電子將成為未來PCB行業(yè)發(fā)展的主流趨勢。采用噴墨打印為核心技術(shù)的全印制電子具有制造的低成本化、結(jié)構(gòu)大面積化和外形柔性化的特點，采用加成法制造工藝，相對于傳統(tǒng)的減成法工藝具有環(huán)保節(jié)能、快速靈活的優(yōu)勢。國際上許多從事電子電氣、化學化工等行業(yè)的知名公司如 Siemens、Intel、Toshiba、Sony、HP、DuPont、Merck 等；高等院校及研究機構(gòu)如 GeorgiaInst Technol、Univ Calif Berkeley、Univ Cambridge 等目前均涉足了這一新領(lǐng)域，紛紛拆巨資研發(fā)。開發(fā)用于全印制電子制造的新型阻焊油墨時不我待。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種低黏度UV固化阻焊油墨的制備方法，該阻焊油墨制備方法簡單，原料易得、綠色高效，且黏度小、固化收縮率低、固化速度快，Imin即可完全固化。本發(fā)明所得到的阻焊涂層附著力好，介電性能優(yōu)異。本發(fā)明提供的一種低黏度UV固化阻焊油墨的制備方法，具體步驟如下
(I)將環(huán)氧樹脂和改性劑混合均勻，滴加催化劑，加熱，在70 100°C溫度下，反應(yīng)2 5小時，得到無色透明低粘度改性環(huán)氧樹脂；其中
所述環(huán)氧樹脂為環(huán)氧值在0. 5以上的環(huán)氧樹脂；
所述改性劑選自聚乙二醇或聚丙二醇中的一至幾種；所述環(huán)氧樹脂中環(huán)氧基團摩爾數(shù)和改性劑中羥基摩爾數(shù)的比例為5:1 3:5 ;
所述催化劑為路易斯酸或路易斯堿；
(2)將步驟(I)得到的改性環(huán)氧樹脂與雙官能團環(huán)氧活性稀釋劑按照I: (0. 6 I. 0)的質(zhì)量比混合，并加入占上述混合物10% 15%重量比的陽離子光引發(fā)劑，混合均勻，即得到低黏度UV固化阻焊油墨。本發(fā)明中，步驟(I)中所述環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂E51或者環(huán)氧樹脂E54。本發(fā)明中，步驟(I)中所述聚乙二醇為聚乙二醇200、聚乙二醇400或者聚乙二醇600中任一種，所述聚丙二醇為聚丙二醇400。
本發(fā)明中，E51環(huán)氧樹脂與聚乙二醇反應(yīng)的反應(yīng)方程式如下
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本發(fā)明中，步驟(I)中所述催化劑為三氟化硼乙醚絡(luò)合物，所述催化劑質(zhì)量為改性劑質(zhì)量的 0. 05%。-0. 2%0。本發(fā)明中，步驟(I)中所述的催化劑選自三乙胺或N，N-二甲基苯胺中的一至幾種，所述催化劑質(zhì)量為改性劑質(zhì)量的0. 05%。-0. 2%0。本發(fā)明中，步驟(2)中所述雙官能團氧化活性稀釋劑選自乙二醇二縮水甘油醚、丁二醇二縮水甘油醚或新戊二醇二縮水甘油醚中的一至幾種。本發(fā)明中，步驟(2)中所述陽離子光引發(fā)劑選自芳基碘鎗鹽或锍鹽的一至幾種。根據(jù)本發(fā)明，所得阻焊油墨黏度在20 60mpa. S。根據(jù)本發(fā)明，所得阻焊油墨在UV固化條件下Imin完全固化。本發(fā)明具有如下有益效果
I、反應(yīng)步驟簡單，條件溫和，反應(yīng)原料廉價易得。2、反應(yīng)過程中不使用揮發(fā)性溶劑，無有害物質(zhì)生成，綠色環(huán)保。3產(chǎn)品固化速度快，固化收縮小，其性能滿足中國印制電路行業(yè)協(xié)會阻焊劑標準(CPCA/JPCA 4306-2011)。


圖I為實施例I的E51環(huán)氧樹脂和聚乙二醇200反應(yīng)改性后的紅外光譜圖。圖2為實施例I阻焊劑在UV光照下固化情況。
具體實施例方式下面的實施例是對本發(fā)明的進一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。試劑來源E51環(huán)氧樹脂、E54環(huán)氧樹脂購自藍星化工新材料股份有限公司無錫樹脂廠，
聚乙二醇，聚丙二醇購自國藥集團，
三氟化硼乙醚，三乙胺，N，N- 二甲基苯胺購自阿拉丁試劑(中國)有限公司，
Aceto CPI-6976、Aceto CPI-6992通過陶氏化學公司購得，生產(chǎn)廠家為Aceto Corporation of Lake Success, New York (USA),其主要有效成分為三芳基琉鹽。二芳基碘鎗鹽按照“劉安昌，姚珊等，光引發(fā)劑(4-甲苯基)(4-異丁基苯基)碘鐵六氟磷酸鹽的合成研究[J]，影像科學與光化學 ，2011, 29 (2), 149-153”所述方法合成。實施例I :
E51環(huán)氧樹脂，聚乙二醇200置于真空干燥箱，干燥除水24h。取E51環(huán)氧樹脂20g，聚乙二醇200 IOg,混合均勻，緩慢升高溫度至70°C，滴加三氟化硼乙醚0. OOlg?？刂品磻?yīng)溫度不超過75°C，反應(yīng)2h得到改性環(huán)氧樹脂，改性樹脂的FT-IR如圖I所示。取IOg產(chǎn)物和IOg乙二醇二縮水甘油醚混合，加入Aceto CPI-6976 2g，混合均勻即可得到低粘度UV固化阻焊油墨。經(jīng)測試，其黏度為40mPa. s，將此油墨浸涂于聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜，在IOOw紫外燈下照射lmin，固化完全，其固化反應(yīng)程度如圖2所示。實施例2
E54環(huán)氧樹脂，聚乙二醇400置于真空干燥箱，干燥除水24h。取E54環(huán)氧樹脂20g，聚乙二醇400 30g,混合均勻，緩慢升高溫度至70°C，滴加三氟化硼乙醚0.003g?？刂品磻?yīng)溫度不超過75°C，反應(yīng)2h得到改性環(huán)氧樹脂。取IOg產(chǎn)物和IOg新戊二醇二縮水甘油醚混合，加入Aceto CPI-6992 2g，混合均勻即可得到低粘度UV固化阻焊油墨。經(jīng)測試，其黏度為63mPa. S，將此油墨浸涂于聚酰亞胺(PI)薄膜，在IOOw紫外燈下照射Imin,固化完全。實施例3
E51環(huán)氧樹脂，聚丙二醇400置于真空干燥箱，干燥除水24h。取E51環(huán)氧樹脂20g，聚丙二醇400 20g,混合均勻，緩慢升高溫度至80°C并通氮氣保護，滴加三乙胺0. 02g?？刂品磻?yīng)溫度100°C，反應(yīng)5h得到改性環(huán)氧樹脂。取IOg產(chǎn)物和IOg乙二醇二縮水甘油醚混合，加入Aceto CPI-6976 2g，混合均勻即可得到低粘度UV固化阻焊油墨。經(jīng)測試，其黏度為56mPa. s，將此油墨浸涂于玻璃片上，在IOOw紫外燈下照射Imin,固化完全。實施例4
E54環(huán)氧樹脂，聚乙二醇300置于真空干燥箱，干燥除水24h。取E54環(huán)氧樹脂20g，聚乙二醇300 15g，混合均勻，緩慢升高溫度至70°C，滴加三氟化硼乙醚0.002g?？刂品磻?yīng)溫度不超過75°C，反應(yīng)2h得到改性環(huán)氧樹脂。取IOg產(chǎn)物和6g乙二醇二縮水甘油醚混合，加入二芳基碘鎗鹽I. Sg，混合均勻即可得到低粘度UV固化阻焊油墨。經(jīng)測試，其黏度為46mPa. s，將此油墨浸涂于聚酰亞胺(PI)薄膜，在IOOw紫外燈下照射Imin,固化完全。通過調(diào)節(jié)不同環(huán)氧值環(huán)氧樹脂、不同分子量的聚乙二醇、聚丙二醇、催化劑的用量以及活性稀釋劑的種類和用量、陽離子固化劑的種類和用量，均可獲得低黏度在20-63mpa.s快速固化的阻焊油墨。
權(quán)利要求
1.一種低黏度UV固化阻焊油墨的制備方法，其特征在于具體步驟如下 (1)將環(huán)氧樹脂和改性劑混合均勻，滴加催化劑，加熱，在70 10(TC溫度下反應(yīng)2 5小時，得到無色透明低粘度改性環(huán)氧樹脂；其中 所述環(huán)氧樹脂為環(huán)氧值在O. 5以上的環(huán)氧樹脂； 所述改性劑選自聚乙二醇或聚丙二醇中的一至幾種； 所述環(huán)氧樹脂中環(huán)氧基團摩爾數(shù)和改性劑中羥基摩爾數(shù)的比例為5:1 3:5 ； 所述催化劑為路易斯酸或路易斯堿； (2)將步驟(I)得到的改性環(huán)氧樹脂與雙官能團環(huán)氧活性稀釋劑按照I:(O. 6 1.0)質(zhì)量比混合，并加入占上述混合物10% 15%重量比的陽離子光引發(fā)劑，混合均勻，即得到低黏度UV固化阻焊油墨。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低黏度UV固化阻焊油墨的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂E51或者環(huán)氧樹脂E54。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低黏度UV固化阻焊油墨的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述聚乙二醇為聚乙二醇200、聚乙二醇400或聚乙二醇600中任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低粘度UV固化阻焊油墨的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述聚丙二醇為聚丙二醇400。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低黏度UV固化阻焊油墨的制備方法，其特征在于步驟(O中所述催化劑路易斯酸為三氟化硼乙醚絡(luò)合物，所述催化劑質(zhì)量為改性劑質(zhì)量的O.05%0 -O. 2%0。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低黏度UV固化阻焊油墨的制備方法，其特征在于步驟(I)中所述催化劑路易斯堿選自三乙胺或N，N- 二甲基苯胺的一至幾種，所述催化劑質(zhì)量為改性劑質(zhì)量的O. 05%。-O. 2%0。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低黏度UV固化阻焊油墨的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述雙官能團氧化活性稀釋劑選自乙二醇二縮水甘油醚、丁二醇二縮水甘油醚或新戊二醇二縮水甘油醚中的一至幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低黏度UV固化阻焊油墨的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述陽離子光引發(fā)劑選自芳基碘鎗鹽或锍鹽的一至幾種。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低黏度UV固化阻焊油墨的制備方法，其特征在于所得阻焊油墨黏度為20 63mpa. s,在UV固化條件下Imin完全固化。
全文摘要
本發(fā)明屬于印制電子領(lǐng)域，具體為一種低黏度UV固化阻焊油墨的制備方法。其具體步驟為將環(huán)氧樹脂和聚乙二醇、聚丙二醇等按化學計量比混合，滴加催化劑，升高反應(yīng)溫度至70～100℃，反應(yīng)2～5小時，得到改性樹脂，將上述制備的改性樹脂通過活性稀釋劑將黏度(25℃)稀釋至20～63mPa.s。采用芳基碘鎓鹽或锍鹽作為光引發(fā)劑，引發(fā)劑占油墨重量10～15%，在UV燈照射下1min即可實現(xiàn)完全固化。該方法制備得到的UV阻焊油墨具有低粘度、固化收縮率低、反應(yīng)速度快的特點，反應(yīng)步驟簡單、條件溫和且無溶劑，符合“綠色生產(chǎn)”的要求，可廣泛用于印制電子阻焊涂層的印制。
文檔編號C09D11/10GK102766375SQ201210282948
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者楊振國, 楊超, 柴志強 申請人:復旦大學