CN115304955A - 一种热固化防焊油墨及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油墨技术领域，具体为一种热固化防焊油墨及其制备方法，采用缩水甘油醚型环氧树脂60‑100份5‑12份，稀释剂20‑40份，体质填料15‑30份，颜色填料3‑10份，功能助剂0.1‑8份，提供了一种综合性能优异的热固化防焊油墨，有效降低防焊油墨生产过程中的VOCs含量和能耗，解决现有热固化防焊油墨存在的耐热性、附着力性能和耐焊锡性能不足的问题，这具有很高的实际应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及油墨技术领域，具体为一种热固化防焊油墨及其制备方法。
背景技术
阻焊油墨是通过印刷的方式附着在印刷电路表面，需要经过丝网印刷、喷墨打印、固化处理等多个流程后在电路板上形成一层阻焊膜，进而使得焊接工作有效开展，随着时代的发展，尤其在倡导节能环保的今天，对阻焊油墨的要求越来越高，如何有效降低阻焊油墨生产过程中的VOCs含量和能耗，并保证阻焊油墨的耐高温性能、附着力性能和耐焊锡性能等突出性能是研究的重要方向。
中国专利CN 102643572A公开了一种热固化阻焊油墨及其制备方法，主要以酚醛环氧树脂作为主剂原料，双酚A环氧树脂作为固化剂原料，制备得到热固化阻焊油墨，目的在于解决传统阻焊油墨高温后起泡掉油，严重变色的问题，但是未能有效降低阻焊油墨生产过程中的VOCs含量和能耗。中国专利CN107955450A公开了一种防焊油墨，通过在防焊油墨主体材料中引入散热材料以使提供的防焊油墨在应用于电子产品的线路板制作过程中具有良好的散热降温功能，但是散热材料的引入不可避免的影响油墨膜层耐化学性能、附着力性能和耐焊锡性能，对后续工艺可能会造成一定的影响。
因此，提供一种综合性能优异的热固化防焊油墨，有效降低防焊油墨生产过程中的VOCs含量和能耗，解决现有热固化防焊油墨存在的耐热性、附着力性能和耐焊锡性能不足的问题，这具有很高的实际应用价值。
发明内容
为了解决上述问题，本发明一方面提供了一种热固化防焊油墨，按照重量份计，其制备原料至少包括：缩水甘油醚型环氧树脂60-100份5-12份，稀释剂20-40份，体质填料15-30份，颜色填料3-10份，功能助剂0.1-8份。
作为一种优选的技术方案，所述缩水甘油醚型环氧树脂至少包括多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂；优选的，所述多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂的粘度（ICI@150 ℃）为0.9-2.6Pa. s，所述多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂的环氧当量为198-205g/eq；
作为一种优选的技术方案，所述缩水甘油醚型环氧树脂还包括缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂；优选的，所述缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂的粘度（25℃）为400-850cps；优选的，所述多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂的质量比为（2-4）：（3-7）；
发明人在油墨的实际研发过程中发现，单独采用粘度（ICI@150 ℃）为0.9-2.6Pa.s，环氧当量为198-205g/eq的多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂时，虽然使防焊油墨具有优异的防焊性能、耐化学性、附着力性能，但是油墨的耐热性不足，油墨的固化速率较慢，热固化所需要的热能耗较高，发明人经过大量的创造性探究试验发现，当体系中引入粘度（25℃）为400-850cps的缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂，尤其是当所述多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂的质量比为（2-4）：（3-7）时，在保证油墨体系的加工性能的基础上，有效提高防焊油墨的耐热性能和固化速率，减少固化时间，降低固化所需要的热能耗，符合节能环保的发展要求；发明人推测原因可能为，在该质量比下，多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂能最大程度的发挥协同作用，分子结构中的多环氧基结构使得固化产物交联密度大，固化速度快，同时由于结构中均含有缩水甘油醚基结构，协同有效提高防焊油墨的耐高温性能，而且二者之间的相容性好，体系稳定性高，因而保证防焊油墨的综合性能。
作为一种优选的技术方案，所述体质填料为滑石粉和硅微粉的组合；所述滑石粉、硅微粉的质量比为（6-10）：（0.8-1.5），使提供的油墨膜层厚度均匀，保证油墨膜层的硬度；
所述滑石粉的型号为HN-30，所述硅微粉的型号为QG200，均购买自佛山创纳新材料有限公司。
作为一种优选的技术方案，所述颜色填料可以为酞青绿、酞青蓝、柠檬黄、钛白粉、锌钡白中的至少一种；优选的，所述颜色填料为酞青绿；
作为一种优选的技术方案，所述稀释剂选自正丁醇、乙二醇、三甲苯、四甲苯、乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚、乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种；优选的，所述稀释剂为正丁醇、四甲苯、乙二醇单丁醚的组合；优选的，所述正丁醇、四甲苯、乙二醇单丁醚的质量比为（8-12）：（1-3）：（3-5）；发明人在探究过程中发现，稀释剂影响固化反应的完全程度和固化反应效果，影响固化反应过程中产生的VOCs含量，基于本发明体系，通过采用质量比为（8-12）：（1-3）：（3-5）的正丁醇、四甲苯、乙二醇单丁醚，保证油墨体系的粘度在较合适的范围内，保证加工性能，同时提高固化反应均匀程度，降低固化反应过程中的VOCs含量。
作为一种优选的技术方案，按重量份计，所述功能助剂至少包括流平剂0.01-2份，消泡剂0.01-1份，触变剂0.1-2份；优选的，所述流平剂为迪高流平剂432；所述消泡剂为迪高消泡剂3062；所述触变剂为气相二氧化硅；
所述迪高流平剂432、迪高消泡剂3062均来源于三升贸易有限公司；所述气相二氧化硅的型号为HN-200，购买自江苏昊能化工有限公司。
本发明另一方面提供了一种热固化防焊油墨的制备方法，按重量份，将缩水甘油醚型环氧树脂，稀释剂，体质填料，颜色填料，功能助剂加入高速分散机中搅拌分散20-40min，之后采用砂磨机进行研磨，重复进行研磨分散2-5次即得热固化防焊油墨。
所述热固化防焊油墨的使用方法为：将热固化防焊油墨与固化剂混合后丝印至印刷线路板上，在150℃下烘烤30-40min即得热固化防焊油墨膜层；
所述固化剂为双氰胺和聚醚二胺的组合，所述双氰胺和聚醚二胺的质量比为2：5。
所述热固化防焊油墨膜层的厚度为15-20μm；
有益效果
1、本发明提供了一种综合性能优异的热固化防焊油墨，有效降低防焊油墨生产过程中的VOCs含量和能耗，解决现有热固化防焊油墨存在的耐热性、附着力性能和耐焊锡性能不足的问题，这具有很高的实际应用价值。
2、通过采用粘度（ICI@150 ℃）为0.9-2.6Pa.s，环氧当量为198-205g/eq的多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂，使防焊油墨具有优异的防焊性能、耐化学性、附着力性能。
3、本发明体系通过引入粘度（25℃）为400-850cps的缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂，尤其是当所述多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂的质量比为（2-4）：（3-7）时，在保证油墨体系的加工性能的基础上，有效提高防焊油墨的耐热性能和固化速率，减少固化时间，降低固化所需要的热能耗，符合节能环保的发展要求。
4、基于本发明体系，通过采用质量比为（8-12）：（1-3）：（3-5）的正丁醇、四甲苯、乙二醇单丁醚，保证油墨体系的粘度在较合适的范围内，保证加工性能，同时提高固化反应均匀程度，降低固化反应过程中的VOCs含量。
具体实施方式
实施例1
本发明的实施例1一方面提供了一种热固化防焊油墨，按照重量份计，其制备原料包括：缩水甘油醚型环氧树脂80份，稀释剂30份，体质填料20份，颜色填料5份，功能助剂2.8份。
所述缩水甘油醚型环氧树脂包括多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂；所述多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂的粘度（ICI@150 ℃）为1.8-2.1Pa. s，环氧当量为198-205g/eq。
所述缩水甘油醚型环氧树脂还包括缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂；所述缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂的粘度（25℃）为400-850cps；所述多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂的质量比为3：5。
所述多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂的型号为SQCN700-2，购买自山东圣泉化工股份有限公司；所述缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂的型号为S-510，购买自南通新纳希新材料有限公司。
所述体质填料为滑石粉和硅微粉的组合；所述滑石粉、硅微粉的质量比为8：1。所述滑石粉的型号为HN-30，所述硅微粉的型号为QG200，均购买自佛山创纳新材料有限公司。
所述颜色填料为酞青绿。
所述稀释剂为正丁醇、四甲苯、乙二醇单丁醚的组合；所述正丁醇、四甲苯、乙二醇单丁醚的质量比为10：2：4。
按重量份计，所述功能助剂包括流平剂1份，消泡剂0.8份，触变剂1份；所述流平剂为迪高流平剂432；所述消泡剂为迪高消泡剂3062；所述触变剂为气相二氧化硅；
所述迪高流平剂432、迪高消泡剂3062均来源于三升贸易有限公司；所述气相二氧化硅的型号为HN-200，购买自江苏昊能化工有限公司。
本发明的实施例1另一方面提供了一种热固化防焊油墨的制备方法，按重量份，将缩水甘油醚型环氧树脂，稀释剂，体质填料，颜色填料，功能助剂加入高速分散机中搅拌分散30min，之后采用砂磨机进行研磨，重复进行研磨分散5次即得热固化防焊油墨。
所述热固化防焊油墨的使用方法为：将热固化防焊油墨与固化剂混合后丝印至印刷线路板上，在150℃下烘烤30min即得热固化防焊油墨膜层。
所述固化剂为双氰胺和聚醚二胺的组合，所述双氰胺和聚醚二胺的质量比为2：5。
所述热固化防焊油墨膜层的厚度为15μm。
实施例2
本发明的实施例2一方面提供了一种热固化防焊油墨，按照重量份计，其制备原料包括：缩水甘油醚型环氧树脂90份，稀释剂40份，体质填料25份，颜色填料5份，功能助剂2.8份。
所述缩水甘油醚型环氧树脂包括多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂；所述多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂的粘度（ICI@150 ℃）为0.9 -1.1Pa. s，环氧当量为198-205g/eq。
所述缩水甘油醚型环氧树脂还包括缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂；所述缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂的粘度（25℃）为400-850cps；所述多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂的质量比为4：7。
所述多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂的型号为SQCN700-1，购买自山东圣泉化工股份有限公司；所述缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂的型号为S-510，购买自南通新纳希新材料有限公司。
所述体质填料为滑石粉和硅微粉的组合；所述滑石粉、硅微粉的质量比为10：1.5。所述滑石粉的型号为HN-30，所述硅微粉的型号为QG200，均购买自佛山创纳新材料有限公司。
所述颜色填料为酞青绿。
所述稀释剂为正丁醇、四甲苯、乙二醇单丁醚的组合；所述正丁醇、四甲苯、乙二醇单丁醚的质量比为12：3：5。
按重量份计，所述功能助剂包括流平剂1份，消泡剂0.8份，触变剂1份；所述流平剂为迪高流平剂432；所述消泡剂为迪高消泡剂3062；所述触变剂为气相二氧化硅；
所述迪高流平剂432、迪高消泡剂3062均来源于三升贸易有限公司；所述气相二氧化硅的型号为HN-200，购买自江苏昊能化工有限公司。
本发明的实施例2另一方面提供了一种热固化防焊油墨的制备方法，按重量份，将缩水甘油醚型环氧树脂，稀释剂，体质填料，颜色填料，功能助剂加入高速分散机中搅拌分散30min，之后采用砂磨机进行研磨，重复进行研磨分散5次即得热固化防焊油墨。
所述热固化防焊油墨的使用方法为：将热固化防焊油墨与固化剂混合后丝印至印刷线路板上，在150℃下烘烤30min即得热固化防焊油墨膜层。
所述固化剂为双氰胺和聚醚二胺的组合，所述双氰胺和聚醚二胺的质量比为2：5。
所述热固化防焊油墨膜层的厚度为16μm。
实施例3
本发明的实施例3一方面提供了一种热固化防焊油墨，按照重量份计，其制备原料包括：缩水甘油醚型环氧树脂70份，稀释剂20份，体质填料15份，颜色填料3份，功能助剂2.5份。
所述缩水甘油醚型环氧树脂包括多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂；所述多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂的粘度（ICI@150 ℃）为2.4-2.6Pa. s，环氧当量为198-205g/eq。
所述缩水甘油醚型环氧树脂还包括缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂；所述缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂的粘度（25℃）为400-850cps；所述多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂的质量比为2：3。
所述多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂的型号为SQCN700-3，购买自山东圣泉化工股份有限公司；所述缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂的型号为S-510，购买自南通新纳希新材料有限公司。
所述体质填料为滑石粉和硅微粉的组合；所述滑石粉、硅微粉的质量比为6：0.8。所述滑石粉的型号为HN-30，所述硅微粉的型号为QG200，均购买自佛山创纳新材料有限公司。
所述颜色填料为酞青绿。
所述稀释剂为正丁醇、四甲苯、乙二醇单丁醚的组合；所述正丁醇、四甲苯、乙二醇单丁醚的质量比为8：1：3。
按重量份计，所述功能助剂包括流平剂0.8份，消泡剂0.5份，触变剂1.2份；所述流平剂为迪高流平剂432；所述消泡剂为迪高消泡剂3062；所述触变剂为气相二氧化硅；
所述迪高流平剂432、迪高消泡剂3062均来源于三升贸易有限公司；所述气相二氧化硅的型号为HN-200，购买自江苏昊能化工有限公司。
本发明的实施例3另一方面提供了一种热固化防焊油墨的制备方法，按重量份，将缩水甘油醚型环氧树脂，稀释剂，体质填料，颜色填料，功能助剂加入高速分散机中搅拌分散30min，之后采用砂磨机进行研磨，重复进行研磨分散5次即得热固化防焊油墨。
所述热固化防焊油墨的使用方法为：将热固化防焊油墨与固化剂混合后丝印至印刷线路板上，在150℃下烘烤30min即得热固化防焊油墨膜层。
所述固化剂为双氰胺和聚醚二胺的组合，所述双氰胺和聚醚二胺的质量比为2：5。
所述热固化防焊油墨膜层的厚度为15μm。
对比例1
本发明的对比例1提供了一种热固化防焊油墨，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述缩水甘油醚型环氧树脂不包括缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂。
对比例2
本发明的对比例2提供了一种热固化防焊油墨，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述固化剂为聚醚二胺。
对比例3
本发明的对比例3提供了一种热固化防焊油墨，其具体实施方式同实施例1，不同之处在于，所述稀释剂为乙二醇单丁醚。
性能测试方法
1、硬度：采用铅笔硬度计对实施例和对比例制备得到的热固化防焊油墨固化后油墨膜层的硬度进行测定，性能测试结果参见表1。
2、附着力性能：将实施例和对比例制备得到的热固化防焊油墨完全固化后，参照JISD0202测试标准，用小刀在板面画百格，划伤油墨后，用3M胶纸测试，若膜层未出现脱落，则附着力性能记为“合格”，若膜层出现脱落，则附着力性能记为“不合格”，性能测试结果参见表1。
3、耐焊锡性能：参照JIS-c-6481的试验方法，对覆有实施例和对比例制备的得到的热固化油墨膜层的线路板在288℃焊锡炉中浸渍 10 s，共浸渍三次，观察线路板外观，若未出现变色，膜剥离和焊锡渗入现象，则热固化防焊油墨的防焊性能记为“合格”，若出现变色，膜剥离和焊锡渗入现象，则热固化防焊油墨的防焊性能记为“不合格”，性能测试结果参见表1。
4、可挥发性有机化合物（VOCs）含量：参照GB/T 38507-2020，对实施例和对比例制备得到的热固化防焊油墨中VOCs含量进行测定，性能测试结果参见表1。
5、耐热性：将覆有实施例和对比例制备的得到的热固化油墨膜层的线路板在288℃焊锡炉中进行浸锡，若浸锡后油墨未出现发白现象，拉胶纸后测试无掉油现象，则热固化防焊油墨的耐热性记为“合格”，若浸锡后油墨出现出现发白现象，拉胶纸后测试出现掉油现象，则热固化防焊油墨的耐热性记为“不合格”，性能测试结果参见表1。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 硬度 | 6 | 6 | 5 | 4 | 4 | 5 |
| 附着力 | 合格 | 合格 | 合格 | 不合格 | 不合格 | 不合格 |
| 耐焊锡性能 | 合格 | 合格 | 合格 | 不合格 | 不合格 | 不合格 |
| VOCs含量（%） | 15 | 16 | 15 | 18 | 20 | 20 |
| 耐热性能 | 合格 | 合格 | 合格 | 不合格 | 不合格 | 不合格 |
Claims (10)
1.一种热固化防焊油墨，其特征在于，按照重量份计，其制备原料至少包括：缩水甘油醚型环氧树脂60-100份，稀释剂20-40份，体质填料15-30份，颜色填料3-10份，功能助剂0.1-8份；所述缩水甘油醚型环氧树脂至少包括多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂；所述缩水甘油醚型环氧树脂还包括缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的一种热固化防焊油墨，其特征在于，所述多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂的粘度为0.9-2.6Pa.s。
3.根据权利要求2所述的一种热固化防焊油墨，其特征在于，所述多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂的环氧当量为198-205g/eq。
4.根据权利要求1所述的一种热固化防焊油墨，其特征在于，所述缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂的粘度为400-850cps。
5.根据权利要求4所述的一种热固化防焊油墨，其特征在于，所述多官能邻甲酚醛缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油胺基缩水甘油醚型环氧树脂的质量比为（2-4）：（3-7）。
6.根据权利要求1所述的一种热固化防焊油墨，其特征在于，所述体质填料为滑石粉和硅微粉的组合。
7.根据权利要求6所述的一种热固化防焊油墨，其特征在于，所述滑石粉、硅微粉的质量比为（6-10）：（0.8-1.5）。
8.根据权利要求1所述的一种热固化防焊油墨，其特征在于，所述稀释剂选自正丁醇、乙二醇、三甲苯、四甲苯、乙二醇单丁醚、丙二醇甲醚、乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的一种热固化防焊油墨，其特征在于，按重量份计，所述功能助剂至少包括流平剂0.01-2份，消泡剂0.01-1份，触变剂0.1-2份。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的一种热固化防焊油墨的制备方法，其特征在于，按重量份，将缩水甘油醚型环氧树脂，稀释剂，体质填料，颜色填料，功能助剂加入高速分散机中搅拌分散20-40min，之后采用砂磨机进行研磨，重复进行研磨分散2-5次即得热固化防焊油墨。
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|---|---|---|---|
| CN202211028317.7A CN115304955A (zh) | 2022-08-25 | 2022-08-25 | 一种热固化防焊油墨及其制备方法 |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN1544550A (zh) * | 2003-11-21 | 2004-11-10 | 大化集团有限责任公司 | 热固化阻焊油墨组合物 |
| CN101124258A (zh) * | 2005-02-21 | 2008-02-13 | 昭和电工株式会社 | 热固性阻焊剂组合物及其固化产物 |
| CN107955450A (zh) * | 2016-10-14 | 2018-04-24 | 李标 | 防焊油墨 |
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| 倪礼忠, 华东理工大学出版社 * |
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