專利名稱：一種印制電路板專用消泡劑的制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及印制電路板(Print Circuit Board，簡(jiǎn)稱PCB)用消泡劑的研制，更確切地說是一種非有機(jī)硅印制電路板專用消泡劑的制備，消泡劑是一種精細(xì)化學(xué)品添加劑，因此，本發(fā)明屬于精細(xì)化工制劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
消泡劑是一種精細(xì)化學(xué)品添加劑，作為一種助劑來說，消泡劑的首要功能為消泡性能和抑泡性能兩個(gè)方面，當(dāng)然自身的穩(wěn)定性、與其余助劑的相容性、抗剪切性能等也是不可忽視的。
目前，消泡劑按其組成成分主要分為有機(jī)硅和非有機(jī)硅兩大類型，它們各有各的特點(diǎn)，有機(jī)硅消泡劑主要是有硅油和白炭黑組成，它的應(yīng)用領(lǐng)域涉及紡織印染、制漿造紙、污水處理、石油開采、乳液聚合等工業(yè)工序中；而非有機(jī)硅消泡劑主要涉及聚醚、高級(jí)醇、脂肪酸(酯)、動(dòng)植物油等組分。有機(jī)硅消泡劑具有用量小、速度快、無毒害等優(yōu)點(diǎn)，而非有機(jī)硅消泡劑則以安全和高效為主，使用有機(jī)硅類還是非有機(jī)硅類消泡劑要根據(jù)體系來確定，而且選擇的消泡劑與起泡體系的表面張力有一定的關(guān)系，要選擇比起泡體系表面張力更低的物質(zhì)才能達(dá)到消泡的目的。
消泡劑的消泡機(jī)理一般可以分為“架橋-伸展”機(jī)理和“架橋-脫濕”機(jī)理兩種。S·Ross和Woods等人在研究消泡劑的基礎(chǔ)上提出的鋪展系數(shù)S和浸入系數(shù)E的概念，并將其作為選擇用于消泡劑的基本組分的參考依據(jù)。Nikolai D.Denkov在研究消泡劑消泡機(jī)理的同時(shí)系統(tǒng)而全面總結(jié)了前人的研究結(jié)果，他認(rèn)為作為消泡劑來講的話，鋪展系數(shù)S和浸入系數(shù)E為正值是消泡劑消泡的充分條件，而不是必要條件。也有人提出架橋系數(shù)B也要大于零才能滿足消泡劑在泡膜上形成油橋。其實(shí)這些都是現(xiàn)象，其本質(zhì)的是消泡劑物質(zhì)必須首先進(jìn)入泡膜的表面。由于消泡劑和泡膜之間存在靜電斥力作用，阻礙消泡劑的進(jìn)入，這就是為什么消泡劑中要加入疏水粒子白炭黑的原因，它能消除障礙幫助消泡劑進(jìn)入到泡膜表面，產(chǎn)生消泡的效果。
有機(jī)硅消泡劑的添加量少、表面張力小、無生理活性、安全性高等特點(diǎn)是無可非議，但是在有些行業(yè)中硅油表面張力較低鋪展性能較好就成了有機(jī)硅消泡劑的缺點(diǎn)，這些主要集中于一些條件苛刻，如強(qiáng)堿高溫體系中。這些行業(yè)主要包括電路板清洗、鋼板清洗等行業(yè)，本消泡劑主要針對(duì)電路板清洗而設(shè)計(jì)的。
印制電路板生產(chǎn)過程中的干膜工序，是通過顯影液除去未曝光的干膜。干膜為感光絕緣樹脂，顯影液為0.9～1.5％的碳酸鈉溶液。由于干膜不斷溶解，顯影液在循環(huán)系統(tǒng)噴淋過程中產(chǎn)生一定的泡沫，泡沫達(dá)到一定的程度就會(huì)影響顯影的質(zhì)量，給生產(chǎn)造成不便。因此工業(yè)生產(chǎn)過程中，開缸時(shí)常需添加一定量的消泡劑，以抑制泡沫的產(chǎn)生。專利CN1503057A發(fā)明了用于光敏抗蝕刻顯影液消泡分散劑，主要以中高級(jí)脂肪酸(酯)為主要的消泡物質(zhì)；專利CN1299694A發(fā)明了包括甘油聚醚、烷基酰胺、抑泡增強(qiáng)劑、非離子分散劑和有機(jī)溶劑復(fù)配而成的消泡劑。廣東化工研究院等人發(fā)明的顯影液消泡劑主要是聚醚類型。目前市場(chǎng)上存在的消泡劑主要分為兩類，即有機(jī)硅和非有機(jī)硅類的，有機(jī)硅的低表面張力使得消泡劑一旦破乳很容易發(fā)生橋鏈，影響到電路板的印制加工，而非有機(jī)硅的消泡劑主要是消泡速度不快，難以達(dá)到用戶的目的，這當(dāng)然與非有機(jī)硅消泡劑的分散性也存在一定的關(guān)系。
本發(fā)明將有機(jī)硅消泡劑消泡快的特點(diǎn)和非有機(jī)硅消泡劑的安全性特點(diǎn)結(jié)合起來，發(fā)明了一種高效、安全、廉價(jià)、完全無硅的PCB專用消泡劑，同時(shí)還具備水分散性好、加工簡(jiǎn)便和使用方便等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的非有機(jī)硅本體消泡劑。在PCB清洗工序中能表現(xiàn)出優(yōu)良的消抑泡性能和分散性能。由于本發(fā)明消泡劑不合任何硅，因此具有安全、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的非有機(jī)硅消泡劑，它由下列組份組成(1)消泡活性物質(zhì)。包括以脂肪醇、脂肪酸、脂肪酸酯等物質(zhì)為起始物質(zhì)聚氧乙烯和聚氧丙烯嵌段聚醚，一般可以用以下通式表示CnH2n+1X(EO)p(PO)qCmH2m+1其中n為1～50的整數(shù)；X為活性基團(tuán)，可以為-COO-、-O-等基團(tuán)；m為0～40的整數(shù)，p為0～100的整數(shù)；q為1～100的整數(shù)。
如果消泡劑總量為100份的話，則消泡活性物質(zhì)使用量為5～100份，最佳使用量為20～70份。
(2)次消泡物質(zhì)。主要指低級(jí)脂肪醇(醚)類物質(zhì)，通式如下CxH2x+1O(CH2CH2O)zCyH2y+1，其中x，y和z均為0～20的整數(shù)。
如果消泡劑總量為100份的話，則次消泡物質(zhì)使用量為0～90份，最佳使用量為20～60份。
(3)稀釋劑。指極性較高的物質(zhì)，主要指水。如果消泡劑總量為100份的話，則水使用量為0～90份，最佳使用量為10～50份。
本發(fā)明中的消泡劑制備方法不涉及加熱、冷凍、高壓等條件，只要將消泡活性物質(zhì)和次消泡物質(zhì)混合即可，用戶在使用過程中可以加入一定量的水稀釋使用。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將60份消泡活性物質(zhì)(n＝12，X為-O-，p＝15，q＝30，m＝4)和40份次消泡物質(zhì)(x＝0，y＝4，z＝3)室溫下混合即可得到本發(fā)明的本體消泡劑A。
實(shí)施例2將50份消泡活性物質(zhì)(n＝20，X為-COO-，p＝20，q＝35，m＝0)和50份次消泡物質(zhì)(x＝1，y＝3，z＝4)室溫下混合即可得到本發(fā)明的本體消泡劑B。
消泡劑的性能測(cè)試方法1.〔消抑泡性能測(cè)試〕測(cè)試器材500ml容器，恒溫槽，空氣泵，流量計(jì)，秒表測(cè)試流量250ml/min起泡液制備先將未曝光的感光樹脂(濕膜)溶于水形成0.1％的水溶液，并加入起泡液量1％的碳酸鈉，使得濕膜完全溶解后以其作為起泡液。
測(cè)試方法在500ml容器中加入上述配制起泡液約200ml，30℃恒溫。開啟空氣泵和秒表，待空白起泡液泡沫高度達(dá)到400ml處，向其中加入消泡劑0.005g，記錄加入消泡劑后泡沫的體積Vmin和達(dá)到此體積時(shí)的時(shí)間t1，然后繼續(xù)向起泡液中加入消泡劑，記錄泡沫重新升至400ml處的時(shí)間t2。
測(cè)試結(jié)果專利消泡劑樣品的消抑泡效果測(cè)試

從測(cè)試結(jié)果看，專利發(fā)明的消泡劑A和B的消抑泡性能明顯優(yōu)于臺(tái)灣某樣品。
2.〔分散性能測(cè)試〕
分散性能主要用于評(píng)價(jià)消泡劑在起泡體系中會(huì)不會(huì)對(duì)電路板產(chǎn)生浮渣現(xiàn)象。主要針對(duì)消泡劑A、B和臺(tái)灣樣品在水中的分散性能以及長(zhǎng)時(shí)間與濕膜接觸后有無浮渣產(chǎn)生進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)證明消泡劑A和B在水中能完全分散不會(huì)出現(xiàn)任何漂浮物，且分散在水中體系呈現(xiàn)透明，而臺(tái)灣消泡劑漂浮在水面之上。長(zhǎng)時(shí)間的與濕膜接觸，三種消泡劑都沒有出現(xiàn)任何漂浮物。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明的一種印制電路板專用消泡劑，由以下組份組成(1)消泡活性物質(zhì)。包括以脂肪醇、脂肪酸、脂肪酸酯等物質(zhì)為起始物質(zhì)聚氧乙烯和聚氧丙烯嵌段聚醚。(2)次消泡物質(zhì)。主要指低級(jí)脂肪醇(醚)類物質(zhì)。(3)稀釋劑。指極性較高的物質(zhì)，主要指水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消泡劑，其中所述消泡活性物質(zhì)聚醚的通式表示為CnH2n+1X(EO)p(PO)qCmH2m+1其中n為1～50的整數(shù)；X為活性基團(tuán)，可以為-COO-、-O-等基團(tuán)；m為0～40的整數(shù)，p為0～100的整數(shù)；q為1～100的整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消泡劑，其中所述低級(jí)脂肪醇(醚)類物質(zhì)，通式為CxH2x+1O(CH2CH2O)zCyH2y+1，其中x，y和z均為0～20的整數(shù)。
4.本發(fā)明中的消泡劑制備方法只要將消泡活性物質(zhì)和次消泡物質(zhì)混合即可，其中備組份按消泡劑100份計(jì)算，消泡活性物質(zhì)允許范圍為5～100份、次消泡物質(zhì)允許范圍為0～90份，不足100份的用稀釋劑水補(bǔ)足。
全文摘要
本發(fā)明的消泡劑是一種高效、安全、廉價(jià)、完全無硅的印制電路板(簡(jiǎn)稱PCB)專用消泡劑，它還具備水分散性好、加工簡(jiǎn)便和使用方便等特點(diǎn)。其組份包括(1)消泡活性物質(zhì)。包括以脂肪醇、脂肪酸、脂肪酸酯等物質(zhì)為起始物質(zhì)聚氧乙烯和聚氧丙烯嵌段聚醚；(2)次消泡物質(zhì)。次消泡物質(zhì)主要指低級(jí)脂肪醇(醚)類物質(zhì)；(3)稀釋劑。本發(fā)明中的消泡劑各組份按消泡劑100份計(jì)算，消泡活性物質(zhì)允許范圍為5～100份、次消泡物質(zhì)允許范圍為0～90份，不足100份的用稀釋劑水來補(bǔ)足，采用混合攪勻制備方法即可。
文檔編號(hào)G03F7/00GK1806883SQ20051012307
公開日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2005年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月15日
發(fā)明者吳飛, 曹治平 申請(qǐng)人:南京四新科技應(yīng)用研究所有限公司