CN111117347A - 一种快速印刷抗蚀刻油墨 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种快速印刷抗蚀刻油墨,所述快速印刷抗蚀刻油墨包括以下重量份数的各组分:羧基改性环氧丙烯酸酯30~60、羧基改性聚酯丙烯酸酯7~30、饱和聚酯树脂4~8、丙烯酸酯单体20~40、光引发剂5~10、附着力促进剂0.5~5、气相二氧化硅0.5~2、颜料1~2份、分散剂0.1~1份。上述抗蚀刻油墨印刷速度快,具有优异的抗反粘效果,耐酸蚀刻效果好,碱液褪膜速度可调的优点。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域,具体地,涉及一种快速印刷抗蚀刻油墨。
背景技术
在线路板印刷、五金蚀刻、射频电子标签的制作方法中,金属蚀刻法制作的线路图案具有线路精度高、稳定性好、寿命长、柔韧性好、耐高低温、耐潮湿、耐腐蚀性强等优点,且容易实现量产,是现阶段线路制作的首选工艺。
抗蚀刻油墨通常采用凹印或丝印的方式印刷在金属基材上,起到保护印刷线路图案的作用。若抗蚀刻油墨印刷速度过快,油墨固化不良,在后续收卷或叠放的过程中油墨容易反粘在基材背面导致不良品产生。在实际生产过程中,抗蚀刻油墨的固化干燥速度成为制约生产效率的重要因素。改善油墨的反粘可从提高油墨的固化速度和降低油墨涂层与基材背面的接触面积两个方面考虑,但也要兼顾油墨的基材附着和碱液褪膜速度。
为了解决高机速印刷油墨涂层反粘的问题,本领域技术人员提出多种解决方案,比如在“一种UV凹印RFID油墨及其制备方法”,授权号为CN 102850848B的发明专利中提到,在UV体系中掺入碳氢树脂,提高表干效果,但生产工艺需要加热到100-150℃容易引起体系不稳定以及低沸点物质挥发,且生产的油墨经过砂磨机研磨后印刷图案光泽度较高,没有哑光抗反粘的功能,无法进一步提高收卷速度。
发明内容
针对现有技术中存在的不足,本发明的目的是提供一种快速印刷抗蚀刻油墨。
本发明的快速印刷抗蚀刻油墨可用于线路板印刷、五金蚀刻、射频电子标签制作,要求油墨具有基材附着力好、固化速度快、耐酸蚀刻、碱液褪膜速度快等特点。本发明通过羧基改性环氧丙烯酸酯提供快速的固化速度,通过羧基改性聚酯丙烯酸酯调节油墨层在碱液中褪膜时间,羧基改性环氧丙烯酸酯与羧基改性聚酯丙烯酸酯特定的比例可兼顾固化速度和碱液褪膜时间。通过引入饱和聚酯树脂,起到减小涂层收缩、提高涂层表干效果的作用,可提高涂层的基材附着力和收卷抗反粘性能。大分子量的饱和聚酯在油墨涂层中起到骨架支撑作用,可避免使用滑石粉等高密度填料引起的体系沉降问题。本发明通过引入免研磨易分散的气相二氧化硅,可提高油墨的触变性,同时实现油墨层的哑光效果,减小收卷后油墨层与基材背面的接触面积,降低反粘的可能性。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
本发明提供了一种快速印刷抗蚀刻油墨,包括以下重量份数的各组分:
优选地,所述羧基改性环氧丙烯酸酯的酸值为50-150mgKOH/g。羧基改性环氧丙烯酸酯作为主要成膜物,起到提高涂层固化速度和提供酸性反应位点的作用。羧基改性环氧基于改性位点和粘度的限制,酸值最高仅能做到150mgKOH/g,要求酸值大于50mgKOH/g可促进涂层在碱液中的反应速度,若过低则需要搭配更多的羧基改性聚酯来达到碱液快速反应的效果,这样会影响整体的固化速度。
优选地,所述羧基改性聚酯丙烯酸酯的酸值为150-250mgKOH/g。羧基改性聚酯丙烯酸酯具有良好的基材附着力,快速的碱液反应性,起到调节涂层的碱液褪膜时间的作用。市面现有高酸值聚酯丙烯酸酯的酸值最高不超过250mgKOH/g,若过低会影响涂料的酸值,无法最大程度的降低聚酯丙烯酸酯的添加量,达到提高固化速度的效果。
优选地,所述羧基改性环氧丙烯酸酯与羧基改性聚酯丙烯酸酯的重量比为(3~5):1。羧基改性环氧丙烯酸酯与羧基改性聚酯丙烯酸酯在该范围配比下使用时,能进一步平衡涂层固化速度和碱液褪膜时间。
优选地,所述饱和聚酯树脂的数均分子量为3000-20000,Tg为45-70℃。饱和聚酯树脂可减小涂层固化收缩,提高基材附着力,提高涂层的表干效果。饱和聚酯树脂适中的分子量有助于在丙烯酸单体中的溶解,在涂层中形成骨架支撑作用。若分子量过大不仅溶解困难,而且易引起体系的粘度剧增。饱和聚酯树脂的Tg点过高不利于在丙烯酸单体中的溶解,若Tg点过低不利于提高涂层的表干效果。
更优选地,所述饱和聚酯树脂包括东洋纺Vylon系列的200、220、226、240、280、600、660、822、GK250、GK255、GK360、GK810中的至少一种。
优选地,所述丙烯酸酯单体包括苯氧基乙基丙烯酸酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或几种。
优选地,所述光引发剂为1-羟基-环己基-苯基甲酮、2-羟基-2甲基-1苯基-1-丙酮、安息香双甲醚、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、硫杂蒽酮衍生物、二苯甲酮及二苯甲酮衍生物中的一种或几种。
优选地,所述附着力促进剂为磷酸酯丙烯酸酯;磷酸酯丙烯酸酯有利于提高油墨在金属涂层上的附着,提高油墨层耐酸液蚀刻的能力;
所述气相二氧化硅为德固赛气相二氧化硅VPRS92。德固赛气相二氧化硅VPRS92的粒径分布均匀,易分散,无需研磨工艺即可分散均匀,赋予油墨良好的触变性,印刷后涂层具有哑光效果,具有抗粘连功能。
优选地,所述颜料为酞菁蓝、酞菁绿中的一种或两种;酞菁蓝或酞菁绿颜料对光固化涂料的固化影响相对较小,且在铝箔等基材上有较强的颜色反差,便于检验人员发现印刷缺陷。
所述分散剂为高分子分散剂。高分子分散剂更有助于颜料和气相二氧化硅在体系中的均匀分散。
所述快速印刷抗蚀刻油墨的制备方法包括以下步骤:
将丙烯酸酯单体和饱和聚酯树脂投入到不锈钢反应釜中,搅拌至完全溶解后降至常温;再将一半分散剂加入搅拌均匀,加入颜料高速搅拌至分散均匀,再使用砂磨机进行研磨,制备成色浆;将羧基改性环氧丙烯酸酯与羧基改性聚酯丙烯酸酯投入到不锈钢反应釜中,加入另一半分散剂搅拌至均匀,加入气相二氧化硅高速搅拌分散均匀;最后将上述制备的色浆和引发剂加入反应釜中,中速搅拌均匀,即得快速印刷抗蚀刻油墨。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、抗蚀刻油墨印刷速度快,收卷抗反粘效果好;
2、耐酸蚀刻效果好,碱液褪膜速度可调。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对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。
实施例1~8
实施例1-8提供了一种快速印刷抗蚀刻油墨,其各组合物对应的原料组分及重量份数如表1所示,所述制备方法如下:
将丙烯酸酯单体和饱和聚酯树脂投入到不锈钢反应釜中,在70℃条件下500rpm搅拌至完全溶解后降至常温;再将一半分散剂加入搅拌均匀,加入颜料在2000rpm条件下高速搅拌至分散均匀,再使用砂磨机进行研磨,制备成色浆;将羧基改性环氧丙烯酸酯与羧基改性聚酯丙烯酸酯投入到不锈钢反应釜中,加入另一半分散剂搅拌至均匀,加入气相二氧化硅在2000rpm条件下高速搅拌分散均匀;最后将上述制备的色浆和引发剂加入,中速1000rpm搅拌均匀,即得快速印刷抗蚀刻油墨。
对比例1~6
对比例1-6提供了一种快速印刷抗蚀刻油墨,其各组合物对应的原料组分及重量份数如表1所示,所述制备方法如下:
将丙烯酸酯单体和饱和聚酯树脂投入到不锈钢反应釜中,在70℃条件下500rpm搅拌至完全溶解后降至常温;再将一半分散剂加入搅拌均匀,加入颜料在2000rpm条件下高速搅拌至分散均匀,再使用砂磨机进行研磨,制备成色浆;将羧基改性环氧丙烯酸酯与羧基改性聚酯丙烯酸酯投入到不锈钢反应釜中,加入另一半分散剂搅拌至均匀,加入气相二氧化硅在2000rpm条件下高速搅拌分散均匀;最后将上述制备的色浆和引发剂加入,中速1000rpm搅拌均匀,即得快速印刷抗蚀刻油墨。
表1
注1:购自双键的羧基改性环氧丙烯酸酯,官能度为2官,酸值为50mgKOH/g;
注2:购自帝斯曼的羧基改性聚酯丙烯酸酯,官能度为1官,酸值为200mgKOH/g;
注3:购自双键的羧基改性聚酯丙烯酸酯,酸值为200mgKOH/g;
注4:购自长兴的未改性环氧丙烯酸酯,官能度为2官,酸值为1mgKOH/g;
注5:购自东洋纺的饱和聚酯树脂,TG为67℃,数均分子量为17000;
注6:购自东洋纺的饱和聚酯树脂,TG为53℃,数均分子量为3000;
注7:购自东洋纺的饱和聚酯树脂,TG为7℃,数均分子量为30000;
注8:购自德固赛的气相二氧化硅;
注9:购自德固赛的气相二氧化硅;
注10:购自毕克的高分子分散剂。
性能检测
为了本发明与现有技术的涂料进行比较,将上述各实施例和各对比例组合物用凹版印刷机在聚酯覆铝板的铝箔面进行涂布,在不同固化能量条件下测试,确定最低固化能量;将上述各实施例和各对比例组合物用凹版印刷机在聚酯覆铝板的铝箔面进行涂布,统一在200mj/cm2的能量下固化,测定涂层的表干、外观、附着力、耐酸性能、碱液褪膜时间。
一、最低固化能量
设置初始的固化能量为50mj/cm2,若涂层对折互相粘连则以25mj/cm2为一档逐步提高固化能量,直至涂层手触不发粘为止,所需的固化能量则为最低固化能量。
二、外观
观察涂层外观,以均一性好、无明显颗粒物为合格,否则为不合格。
三、附着力
使用百格刀在样张上划百格,用3M 610胶带贴紧测试区域,以一定角度拉起,观察涂层掉落情况。根据掉落面积由少到多依次判定为5B、4B、3B、2B、1B、0B。
四、耐酸性能
将样条裁剪成2cm宽的测试条,浸入40℃质量浓度为5%的盐酸溶液中3min,取出用清水冲净晾干,使用3M 610胶带测试浸泡区域的附着,若油墨层外观无异常且无明显脱落则为通过,否则为不通过。
五、碱液褪膜时间
将样条裁剪成2cm宽的测试条,浸入50℃质量浓度为1%的氢氧化钠溶液中,以涂层鼓泡脱落为信号记录碱液褪膜时间。
各实施例和各对比例所制得的油墨层的性能检测结果如下表2所示:
表2性能检测结果
由表2可知,实施例1~8制得的一种快速印刷抗蚀刻油墨与对比例1~6的油墨组合物相比:实施例制备的组合物兼顾表干、外观、附着力、耐酸性能,且碱液褪膜时间可调整。
对比例1与实施例1相比,碱液褪膜时间较,对比例1有低酸值的碱液非反应组分,导致涂层中反应位点分布不均匀,降低了涂层整体的碱液反应速率。
对比例2与实施例1相比,碱液褪膜时间过长,对比例2中主体树脂的官能度为2官,涂层的交联度相对较高,不利于碱液与涂层中的酸性反应位点接触反应,降低了涂层的碱液反应速率。
对比例3与实施例1相比,最低固化能量提高,油墨附着力差,耐酸性能也差,主要是缺少大分子非反应性树脂的自干效果和支撑作用,涂层的表干略差,且涂层的固化收缩大导致涂层附着力差。
对比例4与实施例1、8相比,最低固化能量提高,饱和聚酯树脂的TG点低,无法起到促进涂层表干的作用。
对比例5与实施例1相比,油墨涂层外观不合格,有明显颗粒团聚,是气相二氧化硅A200没有分散完全导致的。
对比例6与实施例1相比,最低固化能量提高,高酸值的聚酯丙烯酸树脂的固化速度较慢,导致油墨整体的固化速度降低。
综上所述,本发明的快速印刷抗蚀刻油墨具有印刷速度快,抗反粘效果好,同时耐酸蚀刻效果好,碱液褪膜速度可调的优点,有效提高了油墨的印刷速度,可提高生产效率。
本发明具体应用途径很多,以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出,以上实施例仅用于说明本发明,而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
2.根据权利要求1所述的快速印刷抗蚀刻油墨,其特征在于,所述羧基改性环氧丙烯酸酯的酸值为50-150mgKOH/g。
3.根据权利要求1所述的快速印刷抗蚀刻油墨,其特征在于,所述羧基改性聚酯丙烯酸酯的酸值为150-250mgKOH/g。
4.根据权利要求1所述的快速印刷抗蚀刻油墨,其特征在于,所述羧基改性环氧丙烯酸酯与羧基改性聚酯丙烯酸酯的重量比为(3~5):1。
5.根据权利要求1所述的快速印刷抗蚀刻油墨,其特征在于,所述饱和聚酯树脂的数均分子量为3000-20000,Tg为45-70℃。
6.根据权利要求1所述的快速印刷抗蚀刻油墨,其特征在于,所述丙烯酸酯单体包括苯氧基乙基丙烯酸酯、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的快速印刷抗蚀刻油墨,其特征在于,所述光引发剂为1-羟基-环己基-苯基甲酮、2-羟基-2甲基-1苯基-1-丙酮、安息香双甲醚、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基-1-丙酮、硫杂蒽酮衍生物、二苯甲酮及二苯甲酮衍生物中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的快速印刷抗蚀刻油墨,其特征在于,所述附着力促进剂为磷酸酯丙烯酸酯;所述气相二氧化硅为德固赛气相二氧化硅VPRS92。
9.根据权利要求1所述的快速印刷抗蚀刻油墨,其特征在于,所述颜料为酞菁蓝、酞菁绿中的一种或两种;所述分散剂为高分子分散剂。
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