CN110317361A - 聚四氟乙烯表面处理液及防焊前处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚四氟乙烯表面处理液及防焊前处理方法，该聚四氟乙烯表面处理液包括溶质和溶剂，溶质包括强碱、脂肪胺、表面活性剂和不饱和脂肪酸，溶剂包括水；强碱选自氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种，脂肪胺选自一元胺和二元胺中的至少一种，表面处理液中强碱的质量百分含量为8‑45％，脂肪胺的体积百分含量为3‑20％，表面活性剂的含量为3‑10mL/L，不饱和脂肪酸的体积百分含量为3‑18％。该聚四氟乙烯表面处理液使用强碱、脂肪胺、表面活性剂、不饱和脂肪酸和水以特定比例相配合，在对聚四氟乙烯基板的表面进行处理时，能够改变聚四氟乙烯基板的粘附特性，提高防焊油墨等材料在聚四氟乙烯基板的表面上的附着性能，并能够简化使整个防焊前处理的操作，提高生产效率。

Description

聚四氟乙烯表面处理液及防焊前处理方法

技术领域

本发明涉及表面处理领域，特别是涉及一种聚四氟乙烯表面处理液及防焊前处理方法。

背景技术

随着通信技术和信息技术的迅速发展，印刷线路板正随之朝着高密度化和多层化的方向发展，这对印制线路板的基材-覆铜板提出了许多新的要求，如高性能、低成本等。

目前已工业化的覆铜板品种很多，其中聚四氟乙烯覆铜板由于具有优异的耐温性、耐化学腐蚀性和电绝缘性等，已在雷达、微波通讯、军用电子、汽车等信号领域使用的高性能印制线路板中获得了应用。

印制线路板的阻焊膜属于永久性的保护层，具有防护、保护以及提高绝缘电阻等作用。由于聚四氟乙烯具有表面能低、结晶度大以及结构对称度高，导致聚四氟乙烯膜层或聚四氟乙烯基板)的表面能极低，表面浸润性和可附着性极差。为了改善聚四氟乙烯的表面对防焊油墨等材料的附着性，常需对其表面进行处理，使其表面活化、界面附着性提升。

目前，用于聚四氟乙烯板表面处理的方法有钠-萘法、化学接枝法、等离子处理法等。但是，上述工艺所采用的处理液使整个表面处理的操作过程繁琐，生产效率较低。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够提高聚四氟乙烯的表面对防焊油墨等材料的附着性能并有利于简化表面处理过程的聚四氟乙烯表面处理液及防焊前处理方法。

一种聚四氟乙烯表面处理液，包括溶质和溶剂，所述溶剂包括水，所述溶质包括强碱、脂肪胺、表面活性剂和不饱和脂肪酸；

所述强碱选自氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种，所述表面处理液中所述强碱的质量百分含量为8-45％；

所述脂肪胺选自一元胺和二元胺中的至少一种，所述表面处理液中所述脂肪胺的体积百分含量为3-20％；

所述表面处理液中所述表面活性剂的含量为3-10mL/L；

所述表面处理液中所述不饱和脂肪酸的体积百分含量为3-18％。

在其中一个实施例中，所述表面处理液中所述强碱的质量百分含量为10-40％；

所述表面处理液中所述脂肪胺的体积百分含量为5-15％；

所述表面处理液中所述表面活性剂的含量为3-8mL/L；

所述表面处理液中所述不饱和脂肪酸的体积百分含量为5-15％。

在其中一个实施例中，所述表面处理液中所述强碱的质量百分含量为20-30％；

所述表面处理液中所述脂肪胺的体积百分含量为8-12％；

所述表面处理液中所述表面活性剂的含量为5-7mL/L；

所述表面处理液中所述不饱和脂肪酸的体积百分含量为8-12％。

在其中一个实施例中，所述一元胺选自甲胺、乙胺和苯胺中的至少一种，所述二元胺选自乙二胺、丙二胺和已二胺中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述表面活性剂选自OP-20、OP-15和OP-10中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述不饱和脂肪酸选自十六碳烯酸、十八碳烯酸和十八碳二烯酸中的一种或多种。

一种聚四氟乙烯防焊前处理方法，包括如下步骤：将聚四氟乙烯膜层或聚四氟乙烯基板置于权利要求1至6任一项所述的聚四氟乙烯表面处理液中进行表面接触处理，水洗，即得。

在其中一个实施例中，所述表面接触处理的工艺参数为：时间3-10min，温度35-55℃。

在其中一个实施例中，所述的聚四氟乙烯防焊前处理方法还包括对经表面接触处理后的聚四氟乙烯膜层或聚四氟乙烯基板依次进行超粗化、水洗、酸洗、再水洗以及烘干的步骤。

在其中一个实施例中，在对聚四氟乙烯膜层或聚四氟乙烯基板进行表面接触处理的步骤之前，还包括制备所述聚四氟乙烯表面处理液的步骤：

按照上述所述的表面处理液的组成准备各组分；

向水中加入强碱，搅拌均匀后加入脂肪胺，搅拌均匀后加入不饱和脂肪酸和表面活性剂，搅拌直至完全溶解，备用。

上述聚四氟乙烯表面处理液使用强碱、脂肪胺、表面活性剂、不饱和脂肪酸和水以特定比例相配合，脂肪胺在强碱的环境下，对聚四氟乙烯膜层或聚四氟乙烯基板的表面进行化学聚合，聚合后表面粗糙，增加油墨附着性能，提高防焊油墨等材料在聚四氟乙烯膜层或聚四氟乙烯基板的表面上的附着性能。不饱和脂肪酸起到溶胀表面的作用，进一步提高聚四氟乙烯表面的聚合效果。表面活性剂起到降低聚四氟乙烯表面张力的作用。与常规的钠-萘法、化学接枝法、等离子处理法等相比，采用该聚四氟乙烯表面处理液对聚四氟乙烯膜层或聚四氟乙烯基板进行防焊前处理，只需将聚四氟乙烯膜层或聚四氟乙烯基板置于聚四氟乙烯表面处理液中进行表面接触处理，再经常规后处理即可，能够简化整个防焊前处理的操作，能够提高防焊前处理效率，从而能够提高生产效率。

附图说明

图1为一实施方式的聚四氟乙烯防焊前处理方法的工艺流程示意图；

图2为未经防焊前处理的聚四氟乙烯基板的表面图(放大倍数1500倍)；

图3为实施例1获得的聚四氟乙烯基板的表面图(放大倍数1500倍)。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一实施方式的聚四氟乙烯表面处理液，包括溶质和溶剂，溶质包括强碱、脂肪胺、表面活性剂和不饱和脂肪酸，溶剂包括水。强碱选自氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种，该表面处理液中强碱的质量百分含量为8-45％。脂肪胺选自一元胺和二元胺中的至少一种，该表面处理液中脂肪胺的体积百分含量为3-20％。表面处理液中表面活性剂的含量为3-10mL/L。表面处理液中不饱和脂肪酸的体积百分含量为3-18％。

本实施方式的聚四氟乙烯表面处理液使用强碱、脂肪胺、表面活性剂、不饱和脂肪酸和水以特定比例相配合，脂肪胺在强碱的环境下，对聚四氟乙烯膜层或聚四氟乙烯基板的表面进行化学聚合，聚合后表面粗糙，增加油墨附着性能，提高防焊油墨等材料在聚四氟乙烯膜层或聚四氟乙烯基板的表面上的附着性能。不饱和脂肪酸起到溶胀表面的作用，进一步提高聚四氟乙烯表面的聚合效果。表面活性剂起到降低聚四氟乙烯表面张力的作用。

在其中一个实施例中，表面活性剂优选自OP-20、OP-15和OP-10中的一种或多种。不饱和脂肪酸优选选自十六碳烯酸、十八碳烯酸和十八碳二烯酸中的一种或多种。所述脂肪胺选自一元胺和二元胺中的至少一种。其中，一元胺优选自甲胺、乙胺和苯胺的一种或多种，所述二元胺优选自乙二胺、丙二胺和已二胺的一种或多种，该聚四氟乙烯表面处理液通过优选特定种类的不饱和脂肪酸、表面活性剂以及脂肪胺等，能够在使防焊前处理工艺过程处理简单的情况下依然能够保证聚四氟乙烯膜层、聚四氟乙烯基板和聚四氟乙烯覆铜板的表面对防焊油墨具有良好的附着性能，同时还能够显著降低生产成本。

在其中一个实施例中，表面处理液中强碱的质量百分含量优选为10-40％，表面处理液中脂肪胺的体积百分含量优选为5-15％，表面处理液中表面活性剂的含量优选为3-8mL/L，表面处理液中不饱和脂肪酸的体积百分含量优选为5-15％。

进一步地，表面处理液中强碱的质量百分含量优选为20-30％，表面处理液中脂肪胺的体积百分含量优选为8-12％，表面处理液中表面活性剂的含量优选为5-7mL/L，表面处理液中不饱和脂肪酸的体积百分含量优选为8-12％。

请结合图1，一实施方式的聚四氟乙烯防焊前处理方法，包括如下步骤：

S1，将聚四氟乙烯基板置于聚四氟乙烯表面处理液中，对聚四氟乙烯基板的表面进行表面接触处理：温度35-55℃，时间3-10min。

S2，将步骤S1处获得的聚四氟乙烯基板从聚四氟乙烯表面处理液中取出，进行水洗。

S3，对经步骤S2水洗获得的聚四氟乙烯基板进行超粗化处理，二级喷淋水洗，酸洗，三级喷淋水洗。

S4，对经步骤S3超粗化处理获得的聚四氟乙烯基板进行再水洗，烘干，即得。

下面结合具体实施例对本发明的聚四氟乙烯表面处理液及防焊前处理方法进行进一步说明。

实施例1

本实施例提供一种聚四氟乙烯表面处理液，包括溶质和溶剂，溶剂为水，溶质包括氢氧化钠(强碱)、甲胺(一元胺)、OP-20(表面活性剂)和十六碳烯酸，其中该聚四氟乙烯表面处理液中氢氧化钠的质量百分含量为30％，甲胺的体积百分含量15％，OP-20的含量为3mL/L，十六碳烯酸的体积百分含量为5％。

本实施例还提供一种聚四氟乙烯防焊前处理方法，包括如下步骤：

S1，制备聚四氟乙烯表面处理液：

按照上述表面处理液的组成准备各组分，向水中加入强碱，搅拌均匀后加入脂肪胺，搅拌均匀后加入十六碳烯酸和OP-20，搅拌直至完全溶解，备用。

S2，将聚四氟乙烯基板置于聚四氟乙烯表面处理液中，对聚四氟乙烯基板的表面进行接触处理：时间8min，温度45±5℃。

S3，将经步骤S2接触处理获得的聚四氟乙烯基板从聚四氟乙烯表面处理液中取出，进行水洗。

S4，将经步骤S3水洗获得的聚四氟乙烯基板进行超粗化处理。

在本步骤中，该超粗化的步骤包括：1)超粗化，2)二级喷淋水洗，3)酸洗，4)三级喷淋水洗。

S5，将经步骤S4超粗化处理获得的聚四氟乙烯基板进行再水洗，烘干，即得。

实施例2

本实施例提供一种聚四氟乙烯表面处理液，包括溶质和溶剂，溶剂为水，溶质包括氢氧化钾(强碱)、乙胺(一元胺)、OP-20(表面活性剂)和十八碳烯酸，其中该聚四氟乙烯表面处理液中：氢氧化钾的质量百分含量为30％，乙胺的体积百分含量5％，OP-20的含量为3mL/L，十八碳烯酸的体积百分含量为15％。

本实施例的聚四氟乙烯防焊前处理方法与实施例1的聚四氟乙烯防焊前处理方法的步骤相同。

实施例3

本实施例提供一种聚四氟乙烯表面处理液，包括溶质和溶剂，溶剂为水，溶质包括氢氧化钠(强碱)、乙二胺(二元胺)、OP-15(表面活性剂)和十六碳烯酸，其中该聚四氟乙烯表面处理液中：氢氧化钠的质量百分含量为10％，乙二胺的体积百分含量10％，OP-15表面活性剂的含量为5mL/L，十六碳烯酸的体积百分含量为10％。

本实施例的聚四氟乙烯防焊前处理方法与实施例1的聚四氟乙烯防焊前处理方法的步骤相同。

实施例4

本实施例提供一种聚四氟乙烯表面处理液，包括溶质和溶剂，溶剂为水，溶质包括氢氧化钾(强碱)、丙二胺(二元胺)、OP-15(表面活性剂)和十八碳二烯酸，其中该聚四氟乙烯表面处理液中：氢氧化钾的质量百分含量为10％，丙二胺的体积百分含量10％，OP-15的含量为5mL/L，十八碳二烯酸的体积百分含量为10％。

本实施例的聚四氟乙烯防焊前处理方法与实施例1的聚四氟乙烯防焊前处理方法的步骤相同。

实施例5

本实施例提供一种聚四氟乙烯表面处理液，包括溶质和溶剂，溶剂为水，溶质包括氢氧化钠(强碱)、甲胺(一元胺)、乙二胺(二元胺)、OP-20(表面活性剂)、十六碳烯酸和十八碳烯酸，其中该聚四氟乙烯表面处理液中：氢氧化钠的质量百分含量为40％，甲胺的体积百分含量10％，乙二胺的体积百分含量10％，OP-20的含量为8mL/L，十六碳烯酸的体积百分含量为5％，十八碳烯酸的体积百分含量为5％。

本实施例的聚四氟乙烯防焊前处理方法与实施例1的聚四氟乙烯防焊前处理方法的步骤相同。

实施例6

本实施例提供一种聚四氟乙烯表面处理液，包括溶质和溶剂，溶剂为水，溶质包括氢氧化钾(强碱)、甲胺(一元胺)、乙二胺(二元胺)、OP-10与OP-15(表面活性剂)、十八碳烯酸和十八碳烯酸，其中该聚四氟乙烯表面处理液中：氢氧化钾的质量百分含量为20％，一元胺的体积百分含量5％，二元胺的体积百分含量10％，OP-10的含量为5mL/L，OP-15的含量为5mL/L，十八碳烯酸的体积百分含量为5％，十八碳烯酸的体积百分含量为10％。

本实施例的聚四氟乙烯防焊前处理方法与实施例1的聚四氟乙烯防焊前处理方法的步骤相同。

实施例7

本实施例提供一种聚四氟乙烯表面处理液，包括溶质和溶剂，溶剂为水，溶质包括氢氧化钾(强碱)、甲胺(一元胺)、乙二胺(二元胺)、OP-10与OP-15(表面活性剂)、十八碳烯酸和十八碳烯酸，其中该聚四氟乙烯表面处理液中：氢氧化钾的质量百分含量为27％，一元胺的体积百分含量5％，二元胺的体积百分含量6％，OP-10的含量为3mL/L，OP-15的含量为3mL/L，十八碳烯酸的体积百分含量为5％，十八碳烯酸的体积百分含量为5％。

本实施例的聚四氟乙烯防焊前处理方法与实施例1的聚四氟乙烯防焊前处理方法的步骤相同。

对比例1

本对比例提供一种聚四氟乙烯表面处理液，其组成与实施例4的聚四氟乙烯表面处理液的组成相同，区别在于：不含强碱。

本对比例的聚四氟乙烯防焊前处理方法与实施例4的聚四氟乙烯防焊前处理方法的步骤相同。

对比例2

本对比例提供一种聚四氟乙烯表面处理液，其组成与实施例4的聚四氟乙烯表面处理液的组成相同，区别在于：不含脂肪胺。

本对比例的聚四氟乙烯防焊前处理方法与实施例4的聚四氟乙烯防焊前处理方法的步骤相同。

对比例3

本对比例提供一种聚四氟乙烯表面处理液，其组成与实施例4的聚四氟乙烯表面处理液的组成相同，区别在于：氢氧化钾的质量百分含量为2％，二元胺的体积百分含量为25％。

本对比例的聚四氟乙烯防焊前处理方法与实施例4的聚四氟乙烯防焊前处理方法的步骤相同。

对比例4

本对比例提供一种聚四氟乙烯表面处理液，其组成与实施例4的聚四氟乙烯表面处理液的组成相同，区别在于：不含不饱和脂肪酸。

本对比例的聚四氟乙烯防焊前处理方法与实施例4的聚四氟乙烯防焊前处理方法的步骤相同。

附着性能测试

在实施例1至7以及对比例1至4获得的聚四氟乙烯基板上分别采用常规方法形成防焊油墨层，化学沉锡和热风整平喷锡处理后，用3M胶进行撕胶试验，发现：在实施例1至7获得的聚四氟乙烯基板上形成的防焊层无掉油、起泡等不良现象，在对比例1至4获得的聚四氟乙烯基板形成的防焊层出现明显的掉油、起泡、脱落等问题。

由此可以看出，防焊层与实施例1至7获得的聚四氟乙烯基板的表面能够结合良好，防焊层在上述聚四氟乙烯基板的表面上附着性能好，粘接结合力强，能够满足工艺要求，提高生产效率。尤其是，实施例7所获得的聚四氟乙烯基板的粗糙面更均匀细密。而防焊层与对比例1至4获得的聚四氟乙烯基板的表面不能良好附着。

另外，如图2和图3所示，与图2中未经防焊前处理的聚四氟乙烯基板相比，图3的聚四氟乙烯基板经防焊前处理后，聚四氟乙烯基板的表面上形成了均匀的粗糙面，表面积增大，对防焊油墨的附着力的提高提供了良好的基础。

本发明的聚四氟乙烯表面处理液适用于聚四氟乙烯树脂或膜层为主材的基板或者纯聚四氟乙烯基板的防焊前处理，能够有效改善了防焊油墨在聚四氟乙烯材料表面的附着力，增强防焊油墨与聚四氟乙烯树脂基板的结合力，从而能够提高聚四氟乙烯线路板的可靠性。

另外，与常规的钠-萘法、化学接枝法、等离子处理法等相比，采用本发明的聚四氟乙烯表面处理液对聚四氟乙烯树脂基板或膜层进行防焊前处理，能够简化防焊前处理的操作过程，成本降低，并提高生产效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种聚四氟乙烯表面处理液，其特征在于，包括溶质和溶剂，所述溶质包括强碱、脂肪胺、表面活性剂和不饱和脂肪酸，所述溶剂包括水；

所述强碱选自氢氧化钠和氢氧化钾中的至少一种，所述表面处理液中所述强碱的质量百分含量为8-45％；

所述脂肪胺选自一元胺和二元胺中的至少一种，所述表面处理液中所述脂肪胺的体积百分含量为3-20％；

所述表面处理液中所述表面活性剂的含量为3-10mL/L；

所述表面处理液中所述不饱和脂肪酸的体积百分含量为3-18％。

2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯表面处理液，其特征在于，所述表面处理液中所述强碱的质量百分含量为10-40％；

所述表面处理液中所述脂肪胺的体积百分含量为5-15％；

所述表面处理液中所述表面活性剂的含量为3-8mL/L；

所述表面处理液中所述不饱和脂肪酸的体积百分含量为5-15％。

3.根据权利要求2所述的聚四氟乙烯表面处理液，其特征在于，所述表面处理液中所述强碱的质量百分含量为20-30％；

所述表面处理液中所述脂肪胺的体积百分含量为8-12％；

所述表面处理液中所述表面活性剂的含量为5-7mL/L；

所述表面处理液中所述不饱和脂肪酸的体积百分含量为8-12％。

4.根据权利要求1至3任一项所述的聚四氟乙烯表面处理液，其特征在于，所述一元胺选自甲胺、乙胺和苯胺中的至少一种，所述二元胺为乙二胺、丙二胺和已二胺中的至少一种。

5.根据权利要求1至3任一项所述的聚四氟乙烯表面处理液，其特征在于，所述表面活性剂选自OP-20、OP-15和OP-10中的一种或多种。

6.根据权利要求1至3任一项所述的聚四氟乙烯表面处理液，其特征在于，所述不饱和脂肪酸选自十六碳烯酸、十八碳烯酸和十八碳二烯酸中的一种或多种。

7.一种聚四氟乙烯防焊前处理方法，其特征在于，包括如下步骤：将聚四氟乙烯膜层或聚四氟乙烯基板置于权利要求1至6任一项所述的聚四氟乙烯表面处理液中进行表面接触处理，水洗，即得。

8.根据权利要求7所述的聚四氟乙烯防焊前处理方法，其特征在于，所述表面接触处理的工艺参数为：时间3-10min，温度35-55℃。

9.根据权利要求7或8所述的聚四氟乙烯防焊前处理方法，其特征在于，还包括对经表面接触处理后的聚四氟乙烯膜层或聚四氟乙烯基板依次进行超粗化、水洗、酸洗、再水洗以及烘干的步骤。

10.根据权利要求7或8所述的聚四氟乙烯防焊前处理方法，其特征在于，在对聚四氟乙烯膜层或聚四氟乙烯基板进行表面接触处理的步骤之前，还包括制备所述聚四氟乙烯表面处理液的步骤：

按照权利要求1至6任一项所述的表面处理液的组成准备各组分；

向水中加入强碱，搅拌均匀后加入脂肪胺，搅拌均匀后加入不饱和脂肪酸和表面活性剂，搅拌直至完全溶解，备用。