CN100382871C - 一种印制电路板专用消泡剂 - Google Patents
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Abstract
本发明的消泡剂是一种高效、安全、廉价、完全无硅的印制电路板(简称PCB)专用消泡剂，它还具备水分散性好、加工简便和使用方便等特点。其组份包括：(1)消泡活性物质。包括以脂肪醇、脂肪酸、脂肪酸酯等物质为起始物质聚氧乙烯和聚氧丙烯嵌段聚醚；(2)次消泡物质。次消泡物质主要指低级脂肪醇(醚)类物质；(3)稀释剂。本发明中的消泡剂各组份按消泡剂100份计算，消泡活性物质允许范围为5～100份、次消泡物质允许范围为0～90份，不足100份的用稀释剂水来补足，采用混合搅匀制备方法即可。
Description
技术领域
本发明主要涉及印制电路板(Print Circuit Board，简称PCB)用消泡剂的研制，更确切地说是一种非有机硅印制电路板专用消泡剂的制备，消泡剂是一种精细化学品添加剂，因此，本发明属于精细化工制剂技术领域。
背景技术
消泡剂是一种精细化学品添加剂，作为一种助剂来说，消泡剂的首要功能为消泡性能和抑泡性能两个方面，当然自身的稳定性、与其余助剂的相容性、抗剪切性能等也是不可忽视的。
目前，消泡剂按其组成成分主要分为有机硅和非有机硅两大类型，它们各有各的特点，有机硅消泡剂主要是有硅油和白炭黑组成，它的应用领域涉及纺织印染、制浆造纸、污水处理、石油开采、乳液聚合等工业工序中；而非有机硅消泡剂主要涉及聚醚、高级醇、脂肪酸(酯)、动植物油等组分。有机硅消泡剂具有用量小、速度快、无毒害等优点，而非有机硅消泡剂则以安全和高效为主，使用有机硅类还是非有机硅类消泡剂要根据体系来确定，而且选择的消泡剂与起泡体系的表面张力有一定的关系，要选择比起泡体系表面张力更低的物质才能达到消泡的目的。
消泡剂的消泡机理一般可以分为“架桥-伸展”机理和“架桥-脱湿”机理两种。S·Ross和Woods等人在研究消泡剂的基础上提出的铺展系数S和浸入系数E的概念，并将其作为选择用于消泡剂的基本组分的参考依据。Nikolai D.Denkov在研究消泡剂消泡机理的同时系统而全面总结了前人的研究结果，他认为作为消泡剂来讲的话，铺展系数S和浸入系数E为正值是消泡剂消泡的充分条件，而不是必要条件。也有人提出架桥系数B也要大于零才能满足消泡剂在泡膜上形成油桥。其实这些都是现象，其本质的是消泡剂物质必须首先进入泡膜的表面。由于消泡剂和泡膜之间存在静电斥力作用，阻碍消泡剂的进入，这就是为什么消泡剂中要加入疏水粒子白炭黑的原因，它能消除障碍帮助消泡剂进入到泡膜表面，产生消泡的效果。
有机硅消泡剂的添加量少、表面张力小、无生理活性、安全性高等特点是无可非议，但是在有些行业中硅油表面张力较低铺展性能较好就成了有机硅消泡剂的缺点，这些主要集中于一些条件苛刻，如强碱高温体系中，这些行业主要包括电路板清洗，钢板清洗等行业，本消泡剂主要针对电路板清洗而设计的。
印制电路板生产过程中的干膜工序，是通过显影液除去未曝光的干膜。干膜为感光绝缘树脂，显影液为0.9～1.5％的碳酸钠溶液。由于干膜不断溶解，显影液在循环系统喷淋过程中产生一定的泡沫，泡沫达到一定的程度就会影响显影的质量，给生产造成不便。因此工业生产过程中，开缸时常需添加一定量的消泡剂，以抑制泡沫的产生。专利CN1503057A发明了用于光敏抗蚀刻显影液消泡分散剂，主要以中高级脂肪酸(酯)为主要的消泡物质；专利CN1299694A发明了包括甘油聚醚、烷基酰胺、抑泡增强剂、非离子分散剂和有机溶剂复配而成的消泡剂。广东化工研究院等人发明的显影液消泡剂主要是聚醚类型。目前市场上存在的消泡剂主要分为两类，即有机硅和非有机硅类的，有机硅的低表面张力使得消泡剂一旦破乳很容易发生桥链，影响到电路板的印制加工，而非有机硅的消泡剂主要是消泡速度不快，难以达到用户的目的，这当然与非有机硅消泡剂的分散性也存在一定的关系。
本发明将有机硅消泡剂消泡快的特点和非有机硅消泡剂的安全性特点结合起来，发明了一种高效、安全、廉价、完全无硅的PCB专用消泡剂，同时还具备水分散性好、加工简便和使用方便等特点。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型的非有机硅本体消泡剂。在PCB清洗工序中能表现出优良的消抑泡性能和分散性能。由于本发明消泡剂不含任何硅，因此具有安全、稳定等优点。
本发明的非有机硅消泡剂，它由下列组份组成：
(1)消泡活性物质：选自脂肪醇、脂肪酸或脂肪酸酯为起始物质的聚氧乙烯和聚氧丙烯嵌段聚醚或聚氧丙烯醚，用以下通式表示：
CnH2n+1X(EO)p(PO)qCmH2m+1
其中n为1～50的整数；x为活性基团，为-COO-或-O-；m为0～40的整数，p为0～100的整数；q为1～100的整数。
如果消泡剂总量为100份的话，则消泡活性物质使用量为5～100份，最佳使用量为20～70份。
(2)次消泡物质：指低级脂肪醇(醚)，通式如下：CxH2x+1O(CH2CH2O)＝CyH2y+1，其中x，y和z均为0～20的整数，，但不能同时为0。
如果消泡剂总量为100份的话，则次消泡物质使用量为0～90份，最佳使用量为20～60份。
(3)稀释剂：指极性较高的物质水。如果消泡剂总量为100份的话，则水使用量为0～90份，最佳使用量为10～50份。
本发明中的消泡剂制备方法不涉及加热、冷冻、高压等条件，只要将消泡活性物质和次消泡物质混合即可，用户在使用过程中可以加入一定量的水稀释使用。
具体实施方式
实施例1
将60份消泡活性物质(n＝12，X为-O-，p＝15，q＝30，m＝4)和40份次消泡物质(x＝0，y＝4，z＝3)室温下混合即可得到本发明的本体消泡剂A。
实施例2
将50份消泡活性物质(n＝20，X为-COO-，p＝20，q＝35，m＝0)和50份次消泡物质(x＝1，y＝3，z＝4)室温下混合即可得到本发明的本体消泡剂B。
消泡剂的性能测试方法：
1.〔消抑泡性能测试〕
测试器材：500ml容器，恒温槽，空气泵，流量计，秒表
测试流量：250ml/min
起泡液制备：先将未曝光的感光树脂(湿膜)溶于水形成0.1％的水溶液，并加入起泡液量1％的碳酸钠，使得湿膜完全溶解后以其作为起泡液。
测试方法：在500ml容器中加入上述配制起泡液约200ml，30℃恒温。开启空气泵和秒表，待空白起泡液泡沫高度达到400ml处，向其中加入消泡剂0.005g，记录加入消泡剂后泡沫的体积Vmin和达到此体积时的时间t1，然后继续向起泡液中加入消泡剂，记录泡沫重新升至400ml处的时间t2。
测试结果：
专利消泡剂样品的消抑泡效果测试
| 样品A | 样品B | 台湾某样品 | |
| V<sub>min</sub>/ml | 200 | 200 | 250 |
| t<sub>1</sub>/min | 0.5 | 0.5 | 0.6 |
| t<sub>2</sub>/min | 90 | 90 | 50 |
从测试结果看，专利发明的消泡剂A和B的消抑泡性能明显优于台湾某样品。
2.〔分散性能测试〕
分散性能主要用于评价消泡剂在起泡体系中会不会对电路板产生浮渣现象。
主要针对消泡剂A、B和台湾样品在水中的分散性能以及长时间与湿膜接触后有无浮渣产生进行比较。实验证明消泡剂A和B在水中能完全分散不会出现任何漂浮物，且分散在水中体系呈现透明，而台湾消泡剂漂浮在水面之上。长时间的与湿膜接触，三种消泡剂都没有出现任何漂浮物。
Claims (4)
1.一种印制电路板专用消泡剂，由以下组份组成：
(1)消泡活性物质：是选自脂肪醇、脂肪酸或脂肪酸酯为起始物质的聚氧乙烯和聚氧丙烯嵌段聚醚或聚氧丙烯醚，其通式为CnH2n+lX(EO)p(PO)qCmH2m+l，其中n为1～50的整数；X为-COO-或-O-基团；m为0～40的整数，p为0～100的整数；q为1～100的整数；
(2)次消泡物质：低级脂肪醇(醚)类物质，其通式为CxH2z+lO(CH2CH2O)＝CyH2y+l，其中x，y和z均为0～20的整数，但不能同时为0；
(3)稀释剂：水。
2.根据权利要求1所述的印制电路板专用消泡剂，在100份印制电路板专用消泡剂中所述的聚氧乙烯和聚氧丙烯嵌段聚醚或聚氧丙烯醚为5～100份。
3.根据权利要求1所述的印制电路板专用消泡剂，在100份印制电路板专用消泡剂中所述的低级脂肪醇(醚)为0～90份。
4.根据权利要求1所述的印制电路板专用消泡剂，在100份印制电路板专用消泡剂中不足100份的用所述的稀释剂水补足。
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- 2005-12-15 CN CNB2005101230730A patent/CN100382871C/zh not_active Expired - Fee Related
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