CN115368772A - 一种线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂及其制备方法，包括如下重量份的原料：聚乙二醇3‑7份、表面活性剂3‑7份、稀释剂20‑40份、聚氧化乙烯6‑12份、触变剂1‑3份、流平剂1‑5份、消泡剂1‑5份、固体润滑剂1‑3份和水性环氧树脂4‑8份。本发明的环保润滑辅料剂在钻孔时能起到较好的润滑和散热作用，从而降低断钻率，提高钻孔生产效率，同时使PCB的孔壁更圆滑，减少毛躁，降低PCB孔由此产生的电阻，采用的聚氧化乙烯和水性环氧树脂均为低熔点高分子材料，钻孔时会完全熔融成液体，赋予钻刀良好的润滑性及散热降温性能，该环保润滑辅料剂的水溶性极好，可以用水进行清洗。

Description

一种线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂及其制备方法。
背景技术
PCB在进行机械钻孔时，为了保护PCB板材以及提高钻孔的质量，往往需要放上一层盖板材料，这种放置在被加工的覆铜板上的板，称为“盖板”。钻孔时孔的定位精度对PCB的加工质量有很大影响。随着钻头直径的减小，孔的定位精度也随着减小，当使用直径非常小的钻头时，必须控制好钻孔的定位精度。为了提高PCB孔的定位精度，往往需要在PCB钻孔时，在PCB的上面放上一层盖板材料(如铝基盖板)和在PCB的下面放上一层垫板。
树脂铝基盖板是在铝箔的表面以某种涂覆方式涂覆一层或者数层具有一定厚度的粘结性树脂，树脂可以是热固性树脂、热塑性树脂，也可以是几种高分子材料的混合物，再配以特定的胶粘剂、润滑剂以及各种助剂组成。现有技术中的润滑剂不能满足提高钻孔效率、稳定等使用要求。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂，该环保润滑辅料剂在钻孔时能起到较好的润滑和散热作用，从而降低断钻率，提高钻孔生产效率，同时使PCB的孔壁更圆滑，减少毛躁，降低PCB孔由此产生的电阻，其中采用的聚氧化乙烯和水性环氧树脂均为低熔点高分子材料，钻孔时会完全熔融成液体，赋予钻刀良好的润滑性及散热降温性能，此外，由于该环保润滑辅料剂的水溶性极好，可以用水很方便地进行清洗。
本发明的另一目的在于提供一种线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂的制备方法，该制备方法简单，操作控制方便，生产的产品质量高，成本低，利于工业化生产，同时可有效克服以往PCB板用垫板或铝基盖板起不到润滑和散热作用的弊端。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂，包括如下重量份的原料：聚乙二醇3-7份、表面活性剂3-7份、稀释剂20-40 份、聚氧化乙烯6-12份、触变剂1-3份、流平剂1-5份、消泡剂1-5份、固体润滑剂1-3份和水性环氧树脂4-8份。更优选的，包括如下重量份的原料：聚乙二醇 3-7份、表面活性剂3-7份、稀释剂20-40份、聚氧化乙烯6-12份、触变剂1-3份、流平剂1-5份、消泡剂1-5份、固体润滑剂1-3份、双(3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍1-3份和水性环氧树脂4-8份。
本发明中的环保润滑辅料剂在钻孔时能起到较好的润滑和散热作用，从而降低断钻率，提高钻孔生产效率，同时使PCB的孔壁更圆滑，减少毛躁，降低 PCB孔由此产生的电阻。其中采用的聚氧化乙烯和水性环氧树脂均为低熔点高分子材料，钻孔时会完全熔融成液体，赋予钻刀良好的润滑性及散热降温性能，此外，由于该环保润滑辅料剂的水溶性极好，可以用水很方便地进行清洗；而所采用的聚乙二醇对润滑辅料剂的耐磨性和抗氧化性具有一定的提高，可辅助提升润滑辅料剂的综合性能；双(3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍具有金属离子钝化的作用，润滑过程中形成金属钝化膜，促进润滑稳定效果，吸附溶剂具有吸附作用，促进提高润滑效果。
优选的，所述表面活性剂为壬苯醇醚、三聚甘油单油酸酯、六聚甘油单油酸酯、八聚甘油单油酸酯、XP-90非离子表面活性剂、十聚甘油单油酸酯中的一种或多种。
本发明中表面活性剂采用的上述具体原料可协同增效作用，它们在垫板表面互插吸附，使形成的疏水膜更致密，使抗磨性更强，润滑效果更好。
优选的，所述稀释剂是由去离子水、乙醇和聚乙烯醇按照重量比为 8-12:0.6-1.0:0.1-0.5组合的混合物。
本发明中的稀释剂通过采用上述特定原料和特定比例组成，使得该环保润滑辅料剂具有良好的水溶性，呈半透明状，是单一的液体而不是乳液，干燥后极易溶于水，清洗钻头时，用自来水即可，而不必使用醋酸乙酯、丙酮等化学溶剂。
优选的，所述触变剂为气相二氧化硅、聚酰胺蜡、触变防沉剂中的一种或多种。
本发明中采用的触变剂可以改变环保润滑辅料剂的触变性能，将其加入环保润滑辅料剂中，可以使环保润滑辅料剂在静止时有较高的稠度，在外力作用下又变成低稠度流体的物质，便于更好的对其进行加工应用。
优选的，所述流平剂是由流平剂117、流平剂198和超细碳酸钙按照重量比为0.8-1.2:0.6-1.0:0.1-0.5组合的混合物。
优选的，所述消泡剂为消泡剂AFE-3168。
本发明中采用的消泡剂可以抑制或消除润滑液中产生的泡沫，使润滑液保持较好的均匀性，并对其形成的涂层的强度有较好的增强作用。
优选的，所述固体润滑剂为弹性石墨。
本发明中的弹性石墨无毒、无腐蚀性，在高浓度下不会阻塞泥浆马达，即使在高剪切速率下，它也不会在环保润滑辅料剂中发生明显的分散，此外，它不会影响环保润滑辅料剂的动切力和静切力，与各种纤维质和其他混合物具有良好的配伍性。
本发明还提了一种线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂的制备方法，通过如下步骤制得：
S1、按照重量比，将聚乙二醇、固体润滑剂、双(3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍和水性环氧树脂混合搅拌均匀，在搅拌状态下加热至55-75℃，再将表面活性剂和流平剂加入混合体系中，以300-500r/min的速率持续搅拌 1-5h，得到混合物A，备用；
S2、按照重量比，将聚氧化乙烯、触变剂和消泡剂加入稀释剂中混合搅拌均，并加热至60-70℃搅拌30-60min，得到混合物B，将得到的混合物B趁热加入步骤S1中得到的混合物A中，继续搅拌10-20min，过滤，将得到的滤液冷却，得到环保润滑辅料剂。
本发明中的环保润滑辅料剂通过上述方法制得，而利用上述方法制得环保润滑辅料剂具有良好的润滑性及散热降温性能；同时使PCB的孔壁更圆滑，减少毛躁，降低PCB孔由此产生的电阻，其中采用的聚氧化乙烯和水性环氧树脂均为低熔点高分子材料，钻孔时会完全熔融成液体，赋予钻刀良好的润滑性及散热降温性能，此外，由于该环保润滑辅料剂的水溶性极好，可以用水很方便地进行清洗。而该制备方法简单，操作控制方便，生产的产品质量高，成本低，利于工业化生产。
本发明的有益效果在于：本发明的环保润滑辅料剂在钻孔时能起到较好的润滑和散热作用，从而降低断钻率，提高钻孔生产效率，同时使PCB的孔壁更圆滑，减少毛躁，降低PCB孔由此产生的电阻，其中采用的聚氧化乙烯和水性环氧树脂均为低熔点高分子材料，钻孔时会完全熔融成液体，赋予钻刀良好的润滑性及散热降温性能，此外，由于该环保润滑辅料剂的水溶性极好，可以用水很方便地进行清洗。
本发明一种线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂的制备方法简单，操作控制方便，生产的产品质量高，成本低，利于工业化生产，同时可有效克服以往PCB 板用垫板或铝基盖板起不到润滑和散热作用的弊端。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂，包括如下重量份的原料：聚乙二醇3份、表面活性剂3份、稀释剂20份、聚氧化乙烯6份、触变剂1份、流平剂1 份、消泡剂1份、固体润滑剂1份、双(3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍1 份和水性环氧树脂4份；所述聚乙二醇采用巴斯夫生产的聚乙二醇400，所述聚氧化乙烯采用山东豪顺化工有限公司生产的聚氧化乙烯PEO，所述双(3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍采用山东小野化学股份有限公司生产的双(3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍，所述水性环氧树脂采用透明水性环氧树脂 CYD-115。
所述表面活性剂为壬苯醇醚。
所述稀释剂是由去离子水、乙醇和聚乙烯醇按照重量比为8:0.6:0.1组合的混合物。
所述触变剂为气相二氧化硅。
所述流平剂是由流平剂117、流平剂198和超细碳酸钙按照重量比为 0.8:0.6:0.1组合的混合物。
所述消泡剂为消泡剂AFE-3168。所述固体润滑剂为弹性石墨。
所述线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂的制备方法，通过如下步骤制得：
S1、按照重量比，将聚乙二醇、固体润滑剂、双(3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍和水性环氧树脂混合搅拌均匀，在搅拌状态下加热至55℃，再将表面活性剂和流平剂加入混合体系中，以300r/min的速率持续搅拌1h，得到混合物A，备用；
S2、按照重量比，将聚氧化乙烯、触变剂和消泡剂加入稀释剂中混合搅拌均，并加热至60℃搅拌30min，得到混合物B，将得到的混合物B趁热加入步骤S1中得到的混合物A中，继续搅拌10min，过滤，将得到的滤液冷却，得到环保润滑辅料剂。
实施例2
一种线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂，包括如下重量份的原料：聚乙二醇4份、表面活性剂4份、稀释剂25份、聚氧化乙烯7份、触变剂1.5份、流平剂2 份、消泡剂2份、固体润滑剂1.5份、双(3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍 1.5份和水性环氧树脂5份；所述聚乙二醇采用巴斯夫生产的聚乙二醇400，所述聚氧化乙烯采用山东豪顺化工有限公司生产的聚氧化乙烯PEO，所述双(3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍采用山东小野化学股份有限公司生产的双(3,5 二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍，所述水性环氧树脂采用透明水性环氧树脂 CYD-115。
所述表面活性剂为三聚甘油单油酸酯。
所述稀释剂是由去离子水、乙醇和聚乙烯醇按照重量比为9:0.7:0.2组合的混合物。
所述触变剂为聚酰胺蜡。
所述流平剂是由流平剂117、流平剂198和超细碳酸钙按照重量比为 0.9:0.7:0.2组合的混合物。
所述消泡剂为消泡剂AFE-3168。所述固体润滑剂为弹性石墨。
所述线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂的制备方法，通过如下步骤制得：
S1、按照重量比，将聚乙二醇、固体润滑剂、双(3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍和水性环氧树脂混合搅拌均匀，在搅拌状态下加热至60℃，再将表面活性剂和流平剂加入混合体系中，以350r/min的速率持续搅拌2h，得到混合物A，备用；
S2、按照重量比，将聚氧化乙烯、触变剂和消泡剂加入稀释剂中混合搅拌均，并加热至63℃搅拌38min，得到混合物B，将得到的混合物B趁热加入步骤S1中得到的混合物A中，继续搅拌13min，过滤，将得到的滤液冷却，得到环保润滑辅料剂。
实施例3
一种线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂，包括如下重量份的原料：聚乙二醇5份、表面活性剂5份、稀释剂30份、聚氧化乙烯9份、触变剂2份、流平剂3 份、消泡剂3份、固体润滑剂2份、双(3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍2 份和水性环氧树脂6份；所述聚乙二醇采用巴斯夫生产的聚乙二醇400，所述聚氧化乙烯采用山东豪顺化工有限公司生产的聚氧化乙烯PEO，所述双(3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍采用山东小野化学股份有限公司生产的双(3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍，所述水性环氧树脂采用透明水性环氧树脂 CYD-115。
所述表面活性剂为壬苯醇醚、三聚甘油单油酸酯和十聚甘油单油酸酯按照重量比为0.9:0.8:0.4组合的混合物。
所述稀释剂是由去离子水、乙醇和聚乙烯醇按照重量比为10:0.8:0.3组合的混合物。
所述触变剂为气相二氧化硅。
所述流平剂是由流平剂117、流平剂198和超细碳酸钙按照重量比为 1.0:0.8:0.3组合的混合物。
所述消泡剂为消泡剂AFE-3168。所述固体润滑剂为弹性石墨。
所述线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂的制备方法，通过如下步骤制得：
S1、按照重量比，将聚乙二醇、固体润滑剂、双(3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍和水性环氧树脂混合搅拌均匀，在搅拌状态下加热至65℃，再将表面活性剂和流平剂加入混合体系中，以400r/min的速率持续搅拌3h，得到混合物A，备用；
S2、按照重量比，将聚氧化乙烯、触变剂和消泡剂加入稀释剂中混合搅拌均，并加热至65℃搅拌45min，得到混合物B，将得到的混合物B趁热加入步骤S1中得到的混合物A中，继续搅拌15min，过滤，将得到的滤液冷却，得到环保润滑辅料剂。
实施例4
一种线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂，包括如下重量份的原料：聚乙二醇6份、表面活性剂6份、稀释剂35份、聚氧化乙烯11份、触变剂2.5份、流平剂 4份、消泡剂4份、固体润滑剂2.5份、双(3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯) 镍2.5份和水性环氧树脂7份；所述聚乙二醇采用巴斯夫生产的聚乙二醇400，所述聚氧化乙烯采用山东豪顺化工有限公司生产的聚氧化乙烯PEO，所述双(3,5 二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍采用山东小野化学股份有限公司生产的双 (3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍，所述水性环氧树脂采用透明水性环氧树脂CYD-115。
所述表面活性剂为XP-90非离子表面活性剂。
所述稀释剂是由去离子水、乙醇和聚乙烯醇按照重量比为11:0.9:0.4组合的混合物。
所述触变剂为气相二氧化硅。
所述流平剂是由流平剂117、流平剂198和超细碳酸钙按照重量比为 1.1:0.9:0.4组合的混合物。
所述消泡剂为消泡剂AFE-3168。所述固体润滑剂为弹性石墨。
所述线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂的制备方法，通过如下步骤制得：
S1、按照重量比，将聚乙二醇、固体润滑剂、双(3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍和水性环氧树脂混合搅拌均匀，在搅拌状态下加热至70℃，再将表面活性剂和流平剂加入混合体系中，以450r/min的速率持续搅拌4h，得到混合物A，备用；
S2、按照重量比，将聚氧化乙烯、触变剂和消泡剂加入稀释剂中混合搅拌均，并加热至68℃搅拌52min，得到混合物B，将得到的混合物B趁热加入步骤S1中得到的混合物A中，继续搅拌18min，过滤，将得到的滤液冷却，得到环保润滑辅料剂。
实施例5
一种线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂，包括如下重量份的原料：聚乙二醇7份、表面活性剂7份、稀释剂40份、聚氧化乙烯12份、触变剂3份、流平剂5 份、消泡剂5份、固体润滑剂3份、双(3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍3 份和水性环氧树脂8份；所述聚乙二醇采用巴斯夫生产的聚乙二醇400，所述聚氧化乙烯采用山东豪顺化工有限公司生产的聚氧化乙烯PEO，所述双(3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍采用山东小野化学股份有限公司生产的双(3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍，所述水性环氧树脂采用透明水性环氧树脂 CYD-115。
所述表面活性剂为壬苯醇醚。
所述稀释剂是由去离子水、乙醇和聚乙烯醇按照重量比为12:1.0:0.5组合的混合物。
所述触变剂为气相二氧化硅。
所述流平剂是由流平剂117、流平剂198和超细碳酸钙按照重量比为 1.2:1.0:0.5组合的混合物。
所述消泡剂为消泡剂AFE-3168。所述固体润滑剂为弹性石墨。
所述线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂的制备方法，通过如下步骤制得：
S1、按照重量比，将聚乙二醇、固体润滑剂、双(3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍和水性环氧树脂混合搅拌均匀，在搅拌状态下加热至75℃，再将表面活性剂和流平剂加入混合体系中，以500r/min的速率持续搅拌5h，得到混合物A，备用；
S2、按照重量比，将聚氧化乙烯、触变剂和消泡剂加入稀释剂中混合搅拌均，并加热至70℃搅拌60min，得到混合物B，将得到的混合物B趁热加入步骤S1中得到的混合物A中，继续搅拌20min，过滤，将得到的滤液冷却，得到环保润滑辅料剂。
对比例1
本对比例与上述实施例1的区别在于：本对比例中环保润滑辅料剂的原料中没有添加聚氧化乙烯和水性环氧树脂，本对比例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。
对比例2
本对比例与上述实施例3的区别在于：本对比例中环保润滑辅料剂的原料中没有添加固体润滑剂和触变剂，本对比例的其余内容与实施例3相同，这里不再赘述。
对实施例1、3、5和对比例1-2制得的环保润滑辅料剂进行性能测试，测试结果如下表1所示：
摩擦系数：按照SHT 0190-1992液体润滑剂摩擦系数测定法(MM-200法)，在试验机的最大加载能力(10kN)下，试验时间达到150s时；
腐蚀性试验按GB/T6144-2010规定方法。
表1
Figure BDA0003827568920000101
由实施例1、3、5和对比例1-2的对比可知，采用聚氧化乙烯、水性环氧树脂、固体润滑剂和触变剂的环保润滑辅料剂具有较好润滑作用、散热效果以及耐腐蚀性，具有广阔的市场前景和应用价值。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂，其特征在于：包括如下重量份的原料：聚乙二醇3-7份、表面活性剂3-7份、稀释剂20-40份、聚氧化乙烯6-12份、触变剂1-3份、流平剂1-5份、消泡剂1-5份、固体润滑剂1-3份和水性环氧树脂4-8份。
2.根据权利要求1所述的一种线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂，其特征在于：包括如下重量份的原料：聚乙二醇3-7份、表面活性剂3-7份、稀释剂20-40份、聚氧化乙烯6-12份、触变剂1-3份、流平剂1-5份、消泡剂1-5份、固体润滑剂1-3份、双(3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍1-3份和水性环氧树脂4-8份。
3.根据权利要求1所述的一种线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂，其特征在于：所述表面活性剂为壬苯醇醚、三聚甘油单油酸酯、六聚甘油单油酸酯、八聚甘油单油酸酯、XP-90非离子表面活性剂、十聚甘油单油酸酯中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂，其特征在于：所述稀释剂是由去离子水、乙醇和聚乙烯醇按照重量比为8-12:0.6-1.0:0.1-0.5组合的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂，其特征在于：所述触变剂为气相二氧化硅、聚酰胺蜡、触变防沉剂中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂，其特征在于：所述流平剂是由流平剂117、流平剂198和超细碳酸钙按照重量比为0.8-1.2:0.6-1.0:0.1-0.5组合的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂，其特征在于：所述消泡剂为消泡剂AFE-3168。
8.根据权利要求1所述的一种线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂，其特征在于：所述固体润滑剂为弹性石墨。
9.一种如权利要求2-8任一项所述线路板垫板钻孔用环保润滑辅料剂的制备方法，其特征在于：通过如下步骤制得：
S1、按照重量比，将聚乙二醇、固体润滑剂、双(3,5二叔丁基-4羟基苄基磷酸单乙酯)镍和水性环氧树脂混合搅拌均匀，在搅拌状态下加热至55-75℃，再将表面活性剂和流平剂加入混合体系中，以300-500r/min的速率持续搅拌1-5h，得到混合物A，备用；
S2、按照重量比，将聚氧化乙烯、触变剂和消泡剂加入稀释剂中混合搅拌均，并加热至60-70℃搅拌30-60min，得到混合物B，将得到的混合物B趁热加入步骤S1中得到的混合物A中，继续搅拌10-20min，过滤，将得到的滤液冷却，得到环保润滑辅料剂。
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