CN108976899B - 低能量uv光固化阻焊油墨及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低能量UV光固化阻焊油墨及其制备方法，属于阻焊油墨技术领域，该阻焊油墨主要由下述重量份的原料制成：环氧丙烯酸酯树脂22～28份、光引发剂5～10份、滑石粉32～38份、二氧化硅3～4份、钛青绿粉0.5～1.5份、甲基丙烯酸羟乙酯12～18份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯7～12份、磷酸酯2～6份、消泡剂0.15～0.4份和分散剂0.2～0.5份；本发明旨在提供一种配方科学且能耗低的低能量UV光固化阻焊油墨及其制备方法；用于线路板生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种阻焊油墨，更具体地说，尤其涉及一种低能量UV光固化阻焊油墨。本发明同时还涉及制备该阻焊油墨的方法。
背景技术
目前，印制电路板用阻焊油墨呈现出快速的增长。传统的阻焊油墨通常由聚合单体、光引发剂、阻聚剂等成分组成，其在紫外(UV)光作用下能够快速固化，从而在印刷电路板表面形成阻焊保护层。紫外光固化技术被誉为“5E”技术，其具有环保、节能、干燥时间短、光泽性好、应用范围广等优点。
LED-UV光源是一种低能量固化光源，其发射单波长紫外光线365nm、375nm、385nm、395nm、 405nm。相比于传统的UV高压汞灯，UV光源的优点在于：使用寿命长，达到15000～20000 小时；可节省80～90％的耗电量；辐射固化过程中不产生臭氧；能够有效控制承印物表面温度在40℃以下。但是，直接将UV光源应用于传统的阻焊油墨进行光固化，还存在固化速度慢、能耗高、生产效率低等缺陷，限制了UV光固化在阻焊油墨中的推广应用。
发明内容
本发明的前一目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种配方科学且能耗低的低能量 UV光固化阻焊油墨。
本发明的后一目的在于提供一种制备上述阻焊油墨的方法。
本发明的前一技术方案是这样实现的：一种低能量UV光固化阻焊油墨，该阻焊油墨主要由下述重量份的原料制成：环氧丙烯酸酯树脂15～20份、二官或三官能聚氨酯丙烯酸树脂5～ 10份、光引发剂5～10份、滑石粉32～38份、二氧化硅3～4份、钛青绿粉0.5～1.5份、甲基丙烯酸羟乙酯12～18份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯7～12份、磷酸酯2～6份、消泡剂0.15～0.4份和分散剂0.2～0.5份。
上述的一种低能量UV光固化阻焊油墨中，所述阻焊油墨还包括下述重量份的原料：流平剂0.1～2份、流变助剂0.1～2份。
上述的一种低能量UV光固化阻焊油墨中，所述消泡剂为聚醚硅油；所述分散剂为BYK-104S或S5200；所述流平剂为二甲基硅油；所述流变助剂为THIXATROLPLUS。
上述的一种低能量UV光固化阻焊油墨中，所述光引发剂由重量份为1～3份的蒽醌和4～ 7份的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦组成。
上述的一种低能量UV光固化阻焊油墨中，所述环氧丙烯酸酯树脂由下述占反应体系总质量百分比的原料制成：酚醛环氧树脂30～65％、酸酐5～25％、丙烯酸10～45％、催化剂0.25～ 2％以及阻聚剂0.01～2％。
本发明的后一技术方案是这样实现的：一种制备上述低能量UV光固化阻焊油墨的方法，该方法包括下述步骤：
(1)制备环氧丙烯酸酯树脂
(a)按配方量称取制备环氧丙烯酸酯树脂的各组份，备用；
(b)在60℃～90℃环境下，在酚醛环氧树脂中加入酸酐，搅拌均匀；
(c)继续加入丙烯酸、催化剂以及阻聚剂，升温至105℃～115℃进行反应，至酸值低于5.0mgKOH/g，终止反应，得到环氧丙烯酸酯树脂；
(2)按配方量称取制备阻焊油墨的各组份，备用；
(3)将环氧丙烯酸酯树脂、二官或三官能聚氨酯丙烯酸树脂、光引发剂、分散剂、滑石粉、二氧化硅、甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、磷酸酯和钛青绿粉投入分散桶中，用高速分散机在1000～1500rpm的转速下分散1～2小时，使原料均匀混合；采用三辊研磨机对分散好的原料进行充分研磨，研磨至细度为5～10μm；向研磨好的原料中加入流平剂、消泡剂和流变助剂，用高速分散机在500～1000rpm的转速下分散1～2小时，使原料均匀混合，然后进行过滤，得到本发明所述的UV光固化阻焊油墨。
上述的制备低能量UV光固化阻焊油墨的方法，步骤(1)(c)中，催化剂的用量占反应体系总质量的0.25～2％。
上述的制备低能量UV光固化阻焊油墨的方法，步骤(1)(c)中，阻聚剂的用量占反应体系总质量的0.01～2％。
本发明采用上述技术方案后，通过在环氧丙烯酸酯树脂合成中加入适量的酸酐，通过酸酐与光引发剂的合理比例，实现协同作用，改进了固化的速率，实现更低能量的固化。
所制备的阻焊油墨，只需要固化能量为400毫焦/平方厘米，相比传统的平均固化能量 1200毫焦/平方厘米，节能三分之二。同时，采用本申请所制备的阻焊油墨，固化速率也得到显著的提升，传统阻焊油墨的固化速率，在大能量的基础上，仍然需要12秒以上才能固化，而本申请所制备的阻焊油墨，在低能量的情况下，其固化速率平均在5秒以下，具有意想不到的效果。不仅加快UV机的速度、提高了生产效率，而且解决了线路板行业UV机生产线耗电开不快的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
本发明的一种低能量UV光固化阻焊油墨，该阻焊油墨主要由下述重量份的原料制成：环氧丙烯酸酯树脂15～20份、二官或三官能聚氨酯丙烯酸树脂5～10份、光引发剂5～10份、滑石粉32～38份、二氧化硅3～4份、钛青绿粉0.5～1.5份、甲基丙烯酸羟乙酯12～18份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯7～12份、磷酸酯2～6份、消泡剂0.15～0.4份和分散剂0.2～0.5份。所述消泡剂为聚醚硅油；所述分散剂为BYK-104S或S5200；所述光引发剂由重量份为1～3份的蒽醌和4～7份的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦组成。
优选地，所述阻焊油墨还包括下述重量份的原料：流平剂0.1～2份、流变助剂0.1～2 份。所述流平剂为二甲基硅油；所述流变助剂为THIXATROLPLUS。
同时，所述环氧丙烯酸酯树脂由下述占反应体系总质量百分比的原料制成：酚醛环氧树脂30～65％、酸酐5～25％、丙烯酸10～45％、催化剂0.25～2％以及阻聚剂0.01～2％。
本发明的一种制备上述低能量UV光固化阻焊油墨的方法，该方法包括下述步骤：
(1)制备环氧丙烯酸酯树脂
(a)按配方量称取制备环氧丙烯酸酯树脂的各组份，备用；
(b)在60℃～90℃环境下，在酚醛环氧树脂中加入酸酐，搅拌均匀；
(c)继续加入丙烯酸、催化剂以及阻聚剂，升温至105℃～115℃进行反应，至酸值低于5.0mgKOH/g，终止反应，得到环氧丙烯酸酯树脂；催化剂的用量占反应体系总质量的0.25～ 2％；阻聚剂的用量占反应体系总质量的0.01～2％。
(2)按配方量称取制备阻焊油墨的各组份，备用；
(3)将环氧丙烯酸酯树脂、二官或三官能聚氨酯丙烯酸树脂、光引发剂、分散剂、滑石粉、二氧化硅、甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、磷酸酯和钛青绿粉投入分散桶中，用高速分散机在1000～1500rpm的转速下分散1～2小时，使原料均匀混合；采用三辊研磨机对分散好的原料进行充分研磨，研磨至细度为5～10μm；向研磨好的原料中加入流平剂、消泡剂和流变助剂，用高速分散机在500～1000rpm的转速下分散1～2小时，使原料均匀混合，然后进行过滤，得到本发明所述的UV光固化阻焊油墨。
实施例1
环氧丙烯酸酯树脂配方(质量百分比)：酚醛环氧树脂30％、酸酐25％、丙烯酸41％、催化剂2％以及阻聚剂2％。
阻焊油墨配方：环氧丙烯酸酯树脂15份、二官或三官能聚氨酯丙烯酸树脂5份、蒽醌1 份、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦4份、滑石粉32份、二氧化硅3份、钛青绿粉0.5 份、甲基丙烯酸羟乙酯12份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯7份、磷酸酯2份、聚醚硅油0.15份和BYK-104S 0.2份。
阻焊油墨制备方法：(1)制备环氧丙烯酸酯树脂
(a)按配方量称取制备环氧丙烯酸酯树脂的各组份，备用；
(b)在60℃～70℃环境下，在酚醛环氧树脂中加入酸酐，搅拌均匀；
(c)继续加入丙烯酸、催化剂以及阻聚剂，升温至105℃～115℃进行反应，至酸值低于5.0mgKOH/g，终止反应，得到环氧丙烯酸酯树脂；
(2)按配方量称取制备阻焊油墨的各组份，备用；
(3)将环氧丙烯酸酯树脂、二官或三官能聚氨酯丙烯酸树脂、光引发剂、分散剂、滑石粉、二氧化硅、甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、磷酸酯和钛青绿粉投入分散桶中，用高速分散机在1000rpm的转速下分散1小时，使原料均匀混合；采用三辊研磨机对分散好的原料进行充分研磨，研磨至细度为5μm；向研磨好的原料中加入聚醚硅油，用高速分散机在500rpm的转速下分散1小时，使原料均匀混合，然后进行过滤，得到本发明所述的UV光固化阻焊油墨。
实施例2
环氧丙烯酸酯树脂配方(质量百分比)：酚醛环氧树脂65％、酸酐5％、丙烯酸29.74％、催化剂0.25％以及阻聚剂0.01％。
阻焊油墨配方：环氧丙烯酸酯树脂20份、二官或三官能聚氨酯丙烯酸树脂10份、蒽醌 3份、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦7份、滑石粉38份、二氧化硅4份、钛青绿粉1.5份、甲基丙烯酸羟乙酯18份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯12份、磷酸酯6份、聚醚硅油 0.4份和S5200 0.5份。
阻焊油墨制备方法：(1)制备环氧丙烯酸酯树脂
(a)按配方量称取制备环氧丙烯酸酯树脂的各组份，备用；
(b)在70℃～80℃环境下，在酚醛环氧树脂中加入酸酐，搅拌均匀；
(c)继续加入丙烯酸、催化剂以及阻聚剂，升温至105℃～115℃进行反应，至酸值低于5.0mgKOH/g，终止反应，得到环氧丙烯酸酯树脂；
(2)按配方量称取制备阻焊油墨的各组份，备用；
(3)将环氧丙烯酸酯树脂、二官或三官能聚氨酯丙烯酸树脂、光引发剂、分散剂、滑石粉、二氧化硅、甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、磷酸酯和钛青绿粉投入分散桶中，用高速分散机在1200rpm的转速下分散1.5小时，使原料均匀混合；采用三辊研磨机对分散好的原料进行充分研磨，研磨至细度为8μm；向研磨好的原料中加入聚醚硅油，用高速分散机在700rpm的转速下分散1.5小时，使原料均匀混合，然后进行过滤，得到本发明所述的UV光固化阻焊油墨。
实施例3
环氧丙烯酸酯树脂配方(质量百分比)：酚醛环氧树脂38％、酸酐15％、丙烯酸45％、催化剂1％以及阻聚剂1％。
阻焊油墨配方：环氧丙烯酸酯树脂18份、二官或三官能聚氨酯丙烯酸树脂8份、蒽醌2 份、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦5份、滑石粉35份、二氧化硅3份、钛青绿粉1份、甲基丙烯酸羟乙酯15份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10份、磷酸酯4份、聚醚硅油0.2 份和BYK-104S 0.35份。
阻焊油墨制备方法：
(1)制备环氧丙烯酸酯树脂
(a)按配方量称取制备环氧丙烯酸酯树脂的各组份，备用；
(b)在80℃～90℃环境下，在酚醛环氧树脂中加入酸酐，搅拌均匀；
(c)继续加入丙烯酸、催化剂以及阻聚剂，升温至105℃～115℃进行反应，至酸值低于5.0mgKOH/g，终止反应，得到环氧丙烯酸酯树脂；
(2)按配方量称取制备阻焊油墨的各组份，备用；
(3)将环氧丙烯酸酯树脂、二官或三官能聚氨酯丙烯酸树脂、光引发剂、分散剂、滑石粉、二氧化硅、甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、磷酸酯和钛青绿粉投入分散桶中，用高速分散机在1500rpm的转速下分散2小时，使原料均匀混合；采用三辊研磨机对分散好的原料进行充分研磨，研磨至细度为10μm；向研磨好的原料中加入聚醚硅油，用高速分散机在1000rpm的转速下分散2小时，使原料均匀混合，然后进行过滤，得到本发明所述的LED-UV光固化阻焊油墨。
实施例4
环氧丙烯酸酯树脂配方(质量百分比)：酚醛环氧树脂38％、酸酐15％、丙烯酸45％、催化剂1％以及阻聚剂1％。
阻焊油墨配方：环氧丙烯酸酯树脂15份、二官或三官能聚氨酯丙烯酸树脂5份、蒽醌1 份、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦4份、滑石粉32份、二氧化硅3份、钛青绿粉0.5 份、甲基丙烯酸羟乙酯12份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯7份、磷酸酯2份、聚醚硅油0.15份、S5200 0.2份、二甲基硅油0.1份和THIXATROLPLUS 0.1份
阻焊油墨制备方法：
(1)制备环氧丙烯酸酯树脂
(a)按配方量称取制备环氧丙烯酸酯树脂的各组份，备用；
(b)在60℃～70℃环境下，在酚醛环氧树脂中加入酸酐，搅拌均匀；
(c)继续加入丙烯酸、催化剂以及阻聚剂，升温至105℃～115℃进行反应，至酸值低于5.0mgKOH/g，终止反应，得到环氧丙烯酸酯树脂；
(2)按配方量称取制备阻焊油墨的各组份，备用；
(3)将环氧丙烯酸酯树脂、二官或三官能聚氨酯丙烯酸树脂、光引发剂、分散剂、滑石粉、二氧化硅、甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、磷酸酯和钛青绿粉投入分散桶中，用高速分散机在1000rpm的转速下分散1小时，使原料均匀混合；采用三辊研磨机对分散好的原料进行充分研磨，研磨至细度为5μm；向研磨好的原料中加入聚醚硅油、二甲基硅油和THIXATROLPLUS，用高速分散机在500rpm的转速下分散1小时，使原料均匀混合，然后进行过滤，得到本发明所述的UV光固化阻焊油墨。
实施例5
环氧丙烯酸酯树脂配方：酚醛环氧树脂26％、酸酐25％、丙烯酸45％、催化剂2％以及阻聚剂2％。
阻焊油墨配方：环氧丙烯酸酯树脂20份、二官或三官能聚氨酯丙烯酸树脂10份、蒽醌 3份、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦7份、滑石粉38份、二氧化硅4份、钛青绿粉1.5份、甲基丙烯酸羟乙酯18份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯12份、磷酸酯6份、聚醚硅油 0.4份、S5200 0.3份、二甲基硅油1份和THIXATROLPLUS 1份
阻焊油墨制备方法：
(1)制备环氧丙烯酸酯树脂
(a)按配方量称取制备环氧丙烯酸酯树脂的各组份，备用；
(b)在70℃～80℃环境下，在酚醛环氧树脂中加入酸酐，搅拌均匀；
(c)继续加入丙烯酸、催化剂以及阻聚剂，升温至105℃～115℃进行反应，至酸值低于5.0mgKOH/g，终止反应，得到环氧丙烯酸酯树脂；
(2)按配方量称取制备阻焊油墨的各组份，备用；
(3)将环氧丙烯酸酯树脂、二官或三官能聚氨酯丙烯酸树脂、光引发剂、分散剂、滑石粉、二氧化硅、甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、磷酸酯和钛青绿粉投入分散桶中，用高速分散机在1200rpm的转速下分散1.5小时，使原料均匀混合；采用三辊研磨机对分散好的原料进行充分研磨，研磨至细度为8μm；向研磨好的原料中加入聚醚硅油、二甲基硅油和THIXATROLPLUS，用高速分散机在700rpm的转速下分散1.5小时，使原料均匀混合，然后进行过滤，得到本发明所述的UV光固化阻焊油墨。
实施例6
环氧丙烯酸酯树脂配方：酚醛环氧树脂44.74％、酸酐15％、丙烯酸40％、催化剂0.25％以及阻聚剂0.01％。
阻焊油墨配方：环氧丙烯酸酯树脂16份、二官或三官能聚氨酯丙烯酸树脂6份、蒽醌2 份、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦5份、滑石粉35份、二氧化硅3份、钛青绿粉1份、甲基丙烯酸羟乙酯15份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10份、磷酸酯4份、聚醚硅油0.2 份、S5200 0.4份、二甲基硅油2份和THIXATROLPLUS 2份
阻焊油墨制备方法：
(1)制备环氧丙烯酸酯树脂
(a)按配方量称取制备环氧丙烯酸酯树脂的各组份，备用；
(b)在80℃～90℃环境下，在酚醛环氧树脂中加入酸酐，搅拌均匀；
(c)继续加入丙烯酸、催化剂以及阻聚剂，升温至105℃～115℃进行反应，至酸值低于5.0mgKOH/g，终止反应，得到环氧丙烯酸酯树脂；
(2)按配方量称取制备阻焊油墨的各组份，备用；
(3)将环氧丙烯酸酯树脂、二官或三官能聚氨酯丙烯酸树脂、光引发剂、分散剂、滑石粉、二氧化硅、甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、磷酸酯和钛青绿粉投入分散桶中，用高速分散机在1500rpm的转速下分散2小时，使原料均匀混合；采用三辊研磨机对分散好的原料进行充分研磨，研磨至细度为10μm；向研磨好的原料中加入聚醚硅油、二甲基硅油和THIXATROLPLUS，用高速分散机在1000rpm的转速下分散2小时，使原料均匀混合，然后进行过滤，得到本发明所述的LED-UV光固化阻焊油墨。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。
Claims (4)
1.一种低能量UV光固化阻焊油墨，其特征在于，该阻焊油墨主要由下述重量份的原料制成：环氧丙烯酸酯树脂15～20份、二官或三官能聚氨酯丙烯酸树脂5～10份、光引发剂5～10份、滑石粉32～38份、二氧化硅3～4份、钛青绿粉0.5～1.5份、甲基丙烯酸羟乙酯12～18份、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯7～12份、磷酸酯2～6份、消泡剂0.15～0.4份和分散剂0.2～0.5份；
所述环氧丙烯酸酯树脂由下述占反应体系总质量百分比的原料制成：酚醛环氧树脂30～65％、酸酐5～25％、丙烯酸10～45％、催化剂0.25～2％以及阻聚剂0.01～2％；
制备步骤如下：
(1)制备环氧丙烯酸酯树脂；
(a)按配方量称取制备环氧丙烯酸酯树脂的各组份，备用；
(b)在60℃～90℃环境下，在酚醛环氧树脂中加入酸酐，搅拌均匀；
(c)继续加入丙烯酸、催化剂以及阻聚剂，升温至105℃～1I5℃进行反应，至酸值低于5.0mg KOH/g，终止反应，得到环氧丙烯酸酯树脂；
(2)按配方量称取制备阻焊油墨的各组份，备用；
(3)将环氧丙烯酸酯树脂、二官或三官能聚氨酯丙烯酸树脂、光引发剂、分散剂、滑石粉、二氧化硅、甲基丙烯酸羟乙酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、磷酸酯和钛青绿粉投入分散桶中，用高速分散机在1000～1500rpm的转速下分散1～2小时，使原料均匀混合；采用三辊研磨机对分散好的原料进行充分研磨，研磨至细度为5～10μm；向研磨好的原料中加入流平剂、消泡剂和流变助剂，用高速分散机在500～1000rpm的转速下分散1～2小时，使原料均匀混合，然后进行过滤，得到LED～UV光固化阻焊油墨；
所述光引发剂由重量份为1～3份的蒽醌和4～7份的2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦组成；
所述阻焊油墨还包括下述重量份的原料：流平剂0.1～2份、流变助剂0.1～2份。
2.根据权利要求1所述的一种低能量UV光固化阻焊油墨，其特征在于，所述消泡剂为聚醚硅油；所述分散剂为BYK-104S；所述流平剂为二甲基硅油；所述流变助剂为THIXATROLPLUS。
3.根据权利要求1所述的一种低能量UV光固化阻焊油墨，其特征在于，步骤(1)(c)中，催化剂的用量占反应体系总质量的0.25～2％。
4.根据权利要求1所述的一种低能量UV光固化阻焊油墨，其特征在于，步骤(1)(c)中，阻聚剂的用量占反应体系总质量的0.01～2％。
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