CN108096882A - 一种印制线路板显影液用无硅消泡剂 - Google Patents

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任凡
张静
王亮
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Abstract

本发明公开了一种印制线路板显影液用无硅消泡剂，该消泡剂按照重量份数计由如下原料混合制备而成：炔二醇类消泡剂20‑70份、聚丙二醇嵌段聚醚10‑60份、脂肪醇聚氧乙烯醚增溶剂1‑20份。本发明的印制线路板显影液用无硅消泡剂具有低动态表面张力，在高速循环喷淋工艺下可以快速的破泡，具有较好的抑泡性能，而且不会对印制线路板产生污染。

Description

一种印制线路板显影液用无硅消泡剂
技术领域
本发明涉及消泡剂的技术领域，具体地指一种印制线路板显影液用无硅消泡剂。
背景技术
印制线路板(PCB)生产过程中的干膜工序，是通过显影除去未曝光的干膜，干膜为感光绝缘树脂，显影液为1％左右的碳酸钠溶液或其他强碱性溶液。由于干膜的不断溶解，显影液在系统循环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，因此在工业生产中，开缸时，常常需要加入一定量的消泡剂，以抑制泡沫的产生。
由于印制板制造过程的特殊性，其对消泡剂要求较为严格：第一，要有很强的消泡抑泡性；第二，消泡剂不能在印制板上有任何残留；第三，要求消泡剂可以耐强碱性。
目前，印制线路板(PCB)显影液中的消泡剂主要有：
(1)传统的乳化硅油、乳化矿物油，但是此类消泡剂在稀释的过程中容易破乳，漂油，造成对印制板的污染，因此现在基本禁止使用；
(2)磷酸三丁酯类；消泡能力可以，但其抑泡效果差；
(3)聚醚类消泡剂:如RBP公司的BB，Dupont公司的Foam Free等。但是聚醚类消泡剂在耐碱性要弱很多，消泡抑泡性不能够持久；特别是在动态的循环喷淋工艺条件下，消泡抑泡效果比较弱；
目前，国内大多数采用聚醚或者聚醚改性硅氧烷类的消泡剂，在聚醚的端基上进行修饰改进，从而达到耐碱性，但是抑泡性不够，而且聚醚类消泡剂有一定的稳泡作用。国内的专利，关于印制板(PCB)显影液消泡剂的专利目前没有报道，只是有文献查到，目前大多数采用聚醚类消泡剂。关于显影液消泡剂报道比较多的是消泡装置，如专利申请CN202421732U一种自动添加消泡剂的显影装置。
国外，日本专利申请JP2636954、JP09150977、JP10114880，中，提及到了炔二醇系列表面活性剂在印制板(PCB)显影液中的应用，但是这些专利主要是介绍炔二醇类表面活性的合成工艺，但是应用过程中表面张力大、抑泡性差。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明的目的就是要提供一种印制线路板显影液用无硅消泡剂，该消泡剂具有较低动态表面张力，并且有效地改善了聚醚类消泡剂的稳泡问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种印制线路板显影液用无硅消泡剂，按照重量份数计由如下原料混合制备而成：炔二醇类消泡剂20-70份、聚丙二醇嵌段聚醚10-60份、脂肪醇聚氧乙烯醚增溶剂1-20份；
所述炔二醇类消泡剂的结构式如下式(I)：
式(I)中，R1和R2为碳原子数1-15内的直链或直链烷烃基；m和n为环氧乙烷的聚合度，m和n之和为1-15内的整数。
优选地，所述炔二醇类消泡剂的结构式如下式：
式中，R1为-(CH3)2CH2CH2，R2为-CH3。
进一步地，所述聚丙二醇嵌段聚醚的结构式如式(II)：
R3(EO)x(PO)yR4 (II)
式(II)中，EO为环氧乙烷，PO为环氧丙烷，R3为碳原子数为1-30内的直链或者支链烷烃基，R4为碳原子数1-10内的直链或者支链烷烃基；x是环氧乙烷的聚合度，x为0-50范围内的整数，优选为0-30；y是环氧丙烷的聚合度，y为0-50范围内的整数，优选为15-20。
优选地，所述聚丙二醇嵌段聚醚的结构式如式：
R3(EO)10(PO)20R4
式中，EO为环氧乙烷，PO为环氧丙烷，R3为H，R4为H。
进一步地，所述脂肪醇聚氧乙烯醚增溶剂的结构通式如式(III)：
R5(EO)zH (III)
式(III)中，EO为环氧乙烷，R5为碳原子数为6-20内的直链或支链烷基；z为环氧乙烷的聚合度，z为1-10内的整数，优选为1-8。优选地，R5选自烷基；最佳地，R5为碳原子数12的直链或支链烷基，或异构13醇。
进一步地，所述炔二醇类消泡剂的分子量为200-2000，优选为200-600。
进一步地，所述聚丙二醇嵌段聚醚的分子量为1000-6000，优选为2000-4000。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
综上所述，本发明通过将炔二醇类消泡剂、聚丙二醇嵌段聚醚以及脂肪醇聚氧乙烯醚增溶剂进行混合搅拌，使产品具有较低动态表面张力，并且有效地改善了聚醚类消泡剂的稳泡问题。同时，较低的动态表面张力解决了显影液在高速循环喷淋的施工工艺条件下的消泡问题，脂肪醇聚氧乙烯醚增溶剂的加入使得体系的相容性进一步提高了。同时，本发明的消泡剂在强碱的环境下仍有较强的消泡抑泡性，适用于印制线路板(PCB)强碱性显影液中。本发明的消泡剂具有低动态表面张力，在高速循环喷淋工艺下可以快速的破泡，具有较好的抑泡性能，不会对印制线路板产生污染。
具体实施方式
下面结合具体实施案例对本发明的技术方案进行清楚的、全面的描述。应当理解，此处所述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。实施例中未注明的具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行；所用试剂或仪器未注明生产商的，均可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1：
所有实施例所用的原料的结构通式相同，丙二醇嵌段聚醚、炔二醇类表面活性剂和脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯组成。具体的无硅消泡剂的配方如表4所示，所涉及的原料如表1-表3。
本发明中，将炔二醇类消泡剂规定为组分I，聚丙二醇嵌段聚醚规定为组分II，脂肪醇聚氧乙烯醚增溶剂规定为组分III。
所述炔二醇类消泡剂的结构式如式(I)：
式(I)中，R1和R2为碳原子数1-15内的直链或直链烷烃基；m和n为环氧乙烷的聚合度，m和n之和为1-15内的整数。
所述聚丙二醇嵌段聚醚的结构式如式(II)：
R3(EO)x(PO)yR4 (II)
式(II)中，R3为碳原子数为1-30内的直链或者支链烷烃基，R4为碳原子数1-10内的直链或者支链烷烃基；x是环氧乙烷的聚合度，x为0-50范围内的整数，优选为0-30；y是环氧丙烷的聚合度，y为0-50范围内的整数，优选为15-20。
所述脂肪醇聚氧乙烯醚的结构通式如式(III)：
R5(EO)zH (III)
式(III)中，R5为碳原子数为6-20内的直链或支链烷基；Z为环氧乙烷的聚合度，Z为1-10内的整数，优选为1-8。
表1组分I炔二醇类消泡剂的化学结构构成
表2组分II聚丙二醇嵌段聚醚的化学结构构成
表3组分III脂肪醇聚氧乙烯醚增溶剂的化学结构构成
组分III R5 Z
III-A 异构十三醇基， 1
III-B 异构十醇基 5
III-C 异构十二醇基 10
III-D 异构六醇基 6
III-E 异构十二醇基 8
表4印制线路板显影液用无硅消泡剂的配方
测试以上实施例的性能如表5、表6、表7；其中：市场牌号1结构为聚醚改性有机硅类消泡剂，市场牌号2为聚醚类消泡剂；
消泡剂的性能测试方法如下：
(1)消泡剂的动态表面张力测试方法：采用最大气泡法，动态表面张力越低，说明在动态施工过程中适应性能越强，破泡越快；
(2)消泡抑泡性能：采用鼓泡设备进行鼓泡，向量筒中加入1％的碳酸钠水溶液，加入消泡剂0.5％，记录起泡液面到达相应的刻度所需要的时间，时间越长，说明抑泡性越好。
(3)耐碱性：配置PH＝11的缓冲液，然后加入0.3％的消泡剂，然后50度烘箱中加速储存，测试表面张力，看其水解性。
表5降低动态表面张力的能力
表6消泡剂的抑泡稳泡性能
表7消泡剂在pH＝11的缓冲液中的静态表面张力变化
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种印制线路板显影液用无硅消泡剂，其特征在于，按照重量份数计由如下原料混合制备而成：炔二醇类消泡剂20-70份、聚丙二醇嵌段聚醚10-60份、脂肪醇聚氧乙烯醚增溶剂1-20份；
所述炔二醇类消泡剂的结构式如下式(I)：
式(I)中，R1和R2为碳原子数1-15内的直链或直链烷烃基；m和n为环氧乙烷的聚合度，m和n之和为1-15内的整数。
2.根据权利要求1所述的印制线路板显影液用无硅消泡剂，其特征在于，所述炔二醇类消泡剂的结构式如下式：
式中，R1为-(CH3)2CH2CH2，R2为-CH3。
3.根据权利要求1所述的印制线路板显影液用无硅消泡剂，其特征在于，所述聚丙二醇嵌段聚醚的结构式如式(II)：
R3(EO)x(PO)yR4 (II)
式(II)中，EO为环氧乙烷，PO为环氧丙烷，R3为碳原子数为1-30内的直链或者支链烷烃基，R4为碳原子数1-10内的直链或者支链烷烃基；x是环氧乙烷的聚合度，x为0-50范围内的整数；y是环氧丙烷的聚合度，y为0-50范围内的整数。
4.根据权利要求3所述的印制线路板显影液用无硅消泡剂，其特征在于，所述聚丙二醇嵌段聚醚的结构式如式：
R3(EO)10(PO)20R4
式中，EO为环氧乙烷，PO为环氧丙烷，R3为H，R4为H。
5.根据权利要求1所述的印制线路板显影液用无硅消泡剂，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚增溶剂的结构通式如式(III)：
R5(EO)zH (III)
式(III)中，EO为环氧乙烷，R5为碳原子数为6-20内的直链或支链烷基；z为环氧乙烷的聚合度，z为1-10内的整数。
6.根据权利要求1所述的印制线路板显影液用无硅消泡剂，其特征在于，所述式(I)中，m和n之和为1-8内的整数。
7.根据权利要求3所述的印制线路板显影液用无硅消泡剂，其特征在于，所述式(II)中，x为0-30范围内的整数，所述为15-20范围内的整数。
8.根据权利要求5所述的印制线路板显影液用无硅消泡剂，其特征在于，所述式(III)中，z为1-8内的整数。
9.根据权利要求1所述的印制线路板显影液用无硅消泡剂，其特征在于，所述炔二醇类消泡剂的分子量为200-2000。
10.根据权利要求1所述的印制线路板显影液用无硅消泡剂，其特征在于，所述聚丙二醇嵌段聚醚的分子量为1000-6000。
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