水基清洗劑及其制備方法和PCB油墨清洗方法與流程

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本發明涉及工業清洗劑技術領域，具體涉及一種水基清洗劑及其制備方法和PCB油墨清洗方法。

背景技術：

在印制電路板(Printed Circuit Board，簡稱為PCB)制造過程中，網印是必不可缺的重要工序之一，那么PCB油墨是必用原料。PCB油墨是指印制電路板所采用的油墨，為要獲得圖像復制的保真度，要求油墨必須具有良好的粘性和適宜的觸變性。正因PCB油墨具有該些特點，如何清洗PCB油墨成為PCB制造中面臨的問題。

進入21世紀以來，中國電子產品制造業每年都以20％以上的速度高速增長，規模已連續三年居世界第二位。因此，在PCB生產過程中我國每年都要消耗大量的油墨和清洗劑。市面上目前存在的油墨清洗劑主要有以下幾種：

(1)傳統油墨清洗劑，主要是礦物油及有機溶劑，如汽油、煤油、酮類、醚類、芳烴類溶劑。這些溶劑都有不同程度的毒性及存在一定的火災安全隱患，對環境破壞性和人體危害性大，其使用安全性不理想。如中國專利CN101255293A公開了脫墨劑。

(2)乳液型清洗劑，這種清洗劑主要是由有機溶劑配合表面活性劑乳化而成，缺點是儲存不當時容易破乳，性能不穩定，影響清洗效果。

(3)植物油基型清洗劑，這種清洗劑主要是由植物油基與乳化劑混合而成，缺點是干燥慢，價格昂貴。

(4)堿性水基油墨清洗劑，以強堿為主，雖然去污能力較強，但在清洗未干燥的印刷錯誤的PCB時，對PCB表面的材質有損傷；在清洗絲印網板上的油墨時，對絲印網板上的繃網膠、鋁質金屬邊框等損傷也較大，同時對人體也存在一定的危害。

因此，目前市面上的油墨清洗劑存在的對環境破壞性和人體危害性大、穩定性差、成本高，且針對特定的PCB油墨的清洗劑少，對PCB油墨針對性差，清洗效果不佳。

技術實現要素：

本發明實施例的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種水基清洗劑及其制備方法，以克服現有油墨清洗劑存在的對環境破壞性和人體危害性大、穩定性差、成本高，針對PCB油墨清洗針對性差，清洗效果不佳的技術問題。

本發明實施例的另一目的是提供一種PCB油墨清洗的方法，以克服現有PCB油墨清洗方法存在的清洗效果不佳的技術問題。

為了實現上述發明目的，本發明的一方面，提供了一種水基清洗劑。所述水基清洗劑由以下質量百分含量的成分組成：

本發明的另一方面，提供了一種清洗劑的制備方法。所述制備方法包括如下步驟：

按照本發明水基清洗劑所含的成分和含量比例分別量取各成分原料；

將稱取的各所述成分原料進行混料處理。

本發明的又一方面，提供了一種PCB油墨清洗方法。所述PCB油墨清洗方法包括采用本發明水基清洗劑或本發明制備方法制備的水基清洗劑進行清洗PCB油墨的步驟。

與現有技術相比，本發明水基清洗劑清洗油墨特別是針對PCB油墨清洗力強，且氣味清淡，不含鹵素，無閃點，不腐蝕，無磷，環保，對PCB表面材質及元器件、絲網所用繃網膠、鋁制金屬邊框的材料兼容性好，不燃不爆使用安全，清洗廢水易處理，而且成本相對較低。

本發明水基清洗劑制備方法由于是直接按照本發明水基清洗劑所含的成分種類及其含量量取進行混料處理，因此，混料處理獲得的水基清洗劑分散體系穩定，從而其清洗油墨的能力，特別是清洗PCB油墨清洗力強，由于是采用水作為溶劑，因此，在制備過程中環保安全，對人體無危害，降低了成本。另外，其工藝條件易控，制備的水基清洗劑性能穩定。

本發明PCB油墨清洗方法由于是采用本發明水基清洗劑進行PCB油墨，因此，清洗效果好，而且與PCB表面材質及元器件、絲網所用繃網膠、鋁制金屬邊框的材料兼容性好，對PCB不造成損傷。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

本發明實施例說明書中所提到的相關成分的質量含量不僅僅可以指代各成分間質量的比例關系，也可以表示各成分的具體含量。因此，只要是按照本發明實施例說明書相關組分的含量按比例放大或縮小均在本發明實施例說明書公開的范圍之內。具體地，本發明實施例說明書中所述的質量可以是μg、mg、g、kg等化工領域公知的質量單位。

一方面，本發明實施例提供一種水基清洗劑。水基清洗劑由以下質量百分含量的成分組成：

其中，上述水基清洗劑所含的表面活性劑起到潤濕和滲透作用。其中，表面活性劑的潤濕作用能夠將污垢微粒和待清洗表面進行潤濕。特別是由于PCB印刷油墨的殘留和待清洗表面所帶的電荷的電性一般相同，兩者之間發生排斥作用，當本實施例水基清洗劑對PCB油墨殘留潤濕和滲透后，使得PCB油墨粘附強度減弱。同時利用表面活性劑的滲透作用，擴大垢層中原有的孔隙并創造新的孔隙，從而形成本實施例水基清洗劑進入垢層深處的通道，使本實施例水基清洗劑能夠充分的擴散到盡可能多的垢層表面，提高清洗效果。因此，為了提高表面活性劑潤濕和滲透作用，從而提高上述水基清洗劑的清洗效果，在一實施例中，上述水基清洗劑所含的所述表面活性劑為Gemini表面活性劑和非離子表面活性劑的復合物。在進一步實施例中，所述Gemini表面活性劑與非離子表面活性劑的復合物中，所述Gemini表面活性劑與非離子表面活性劑的質量比為1：(1-1.5)。

在具體實施例中，所述Gemini表面活性劑又稱雙子表面活性劑，被稱為“21世紀的表面活性劑”。Gemini表面活性劑是一類帶有2個疏水基、2個親水基和1個橋連基團的化合物，其打破了傳統表面活性劑單疏水鏈單親水基的結構，具有如下一些性能：臨界膠束濃度比普通表面活性劑低2-3個等級，具有很高的降低界面表面張力的能力；膠束分子排列緊密，具有較高的電荷密度，能夠耐高礦化度；優良的潤濕性；簡而言之，就是具有更高的表面活性、很低的Kraff點和良好的水溶性。按照親水基的不同，可將其分為陽離子型、陰離子型、非離子型及兩性型，其中Gemini磺酸鹽類表面活性劑屬于陰離子型的一種，具有活性高、熱穩定性好、抗鹽性好等優勢。就水溶液表面張力的降低能力和降低效率而言，Gemini磺酸鹽類表面活性劑和普通表面活性劑尤其是和非離子表面活性劑的復配能產生更大的協同效應，因此，上述Gemini表面活性劑優選Gemini磺酸鹽類表面活性劑。

在另一具體實施例中，上述非離子表面活性劑中選用脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物、異構醇聚氧乙烯醚中的至少一種。其中，脂肪醇聚氧乙烯醚的生物降解性好，以脂肪醇烷基鏈鏈含12-14個碳原子加成10個左右環氧乙烷的產物洗滌去污能力最好，優選為AEO-9。脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)是一種低泡沫的非離子表面活性劑，在低溫條件下(低于60 0C)具有優異的凈洗性能，特別是分散力出眾，在凈洗過程中能夠有效的防止污垢的反沾污，其滲透、乳化等性能優越。異構醇聚氧乙烯醚具有較好的乳化洗凈性能，特別是異構十醇在洗凈方面表現突出，因此，異構醇聚氧乙烯醚優選異構十醇聚氧乙烯醚。

上述水基清洗劑所含的環保溶劑的存在，能夠有效將油墨特別是PCB中油脂或油性污染物采用相似相溶原則進行溶解，從而提高上述水基清洗劑的清洗效果，而且，該溶劑環保，從而保證了上述水基清洗劑的環保安全。為了有效發揮環保溶劑的作用，在一實施例中，該環保溶劑選用醚酯類溶劑、多元醇二元酯(EGDA)中的至少一種。該選用的環保溶劑屬于新型環保高沸溶劑，能夠對油墨特別是PCB印刷油墨殘留中的各類樹脂、顏料、染料、填充劑和助劑等組分有效進行溶解，從而達到“溶解”PCB印刷油墨殘留污垢的作用。而且該選用的環保溶劑沸點高，在水基溶劑的前提下，保證了上述水基清洗劑高閃點，或無閃點，從而保證了其安全性能。其中，丙二醇醚酯類溶劑是性能優良的可降解的環保型高級溶劑，對極性和非極性均有很強的溶解能力，對油墨中的混合物包括氨基甲基酸酯、乙烯基、聚酯、纖維素醋酸酯、醇酸樹脂、丙烯酸樹脂、環氧樹脂及硝化纖維素溶解力極好。多元醇二元酯(EGDA)作為高沸點優質環保溶劑，高效、安全、無毒，是各種有機樹脂的優良溶劑，能有效清除油墨殘留。

上述水基清洗劑所含的助洗劑能夠協助上述表面活性劑等組分的作用，或進一步的與上述表面活性劑等組分之間發揮增效作用，從而提高水基清洗劑的清洗效果。在實施例中，該助洗劑選用檸檬酸鈉、乙二胺四乙酸鈉鹽、羧甲基纖維素(CMC)中的至少一種。其中，檸檬酸鈉和乙二胺四乙酸鈉鹽都是優良的鰲合劑/絡合劑，可以迅速沉淀金屬離子，使污垢和灰分散和懸浮，提高表面活性劑的性能。羧甲基纖維素鈉溶于水后如真膠體溶液，對清洗劑微粒發生物理化學影響，使臨界膠束濃度降低。此外，CMC為極性化合物，由于具有羧酸基，因此有類似肥皂的特性，即能發生水解，具有表面活性、乳化和泡沫性、懸浮性和穩定分散體的性能。另外，檸檬酸鈉、乙二胺四乙酸鈉鹽、羧甲基纖維素鈉在清洗劑中還能發揮抗再沉積劑的作用。

上述水基清洗劑所含的抗蝕劑苯甲酸鈉、苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑中的至少一種。

上述水基清洗劑所含的消泡劑為乳液型硅油消泡劑。這些消泡劑賦予上述水基清洗劑低泡易漂洗特性。

另外，通過對上述水基清洗劑所含的成分種類和含量的控制，其pH值為6-8。因此，上述各實施例中的水基清洗劑為中性水基清洗劑。

由上文所述，上述水基清洗劑通過其所含的成分以及成分之間的協同作用，具有以下幾個方法的作用機理：

表面活性劑的潤濕和滲透機理：依靠表面活性劑的潤濕作用，將污垢微粒和待清洗表面進行潤濕。在水介質中，固-液界面形成擴散雙電層，由于PCB印刷油墨的殘留和待清洗表面所帶的電荷的電性一般相同，兩者之間發生排斥作用，使粘附強度減弱，同時利用表面活性劑的滲透機理，擴大垢層中原有的孔隙并創造新的孔隙，從而形成上述各實施例水基清洗劑進入垢層深處的通道，使上述各實施例水基清洗劑能夠充分的擴散到盡可能多的垢層表面，提高清洗效果。

膨脹機理：上述各實施例水基清洗劑能使PCB印刷油墨垢層內部發生膨脹作用，使油墨垢層結構內部出現裂紋和縫隙，增大了上述各實施例水基清洗劑的作用面積。強烈的膨脹作用使污垢更易脫落。

油脂或油性污染的溶解性的脫脂機理：相似相溶原則。采用對PCB印刷油墨殘留中的各類樹脂、顏料、染料、填充劑和助劑等溶解性非常好的醚酯類溶劑、多元醇二元酯(EGDA)等溶劑，達到“溶解”PCB印刷油墨殘留污垢的作用。

分散機理：上述各實施例水基清洗劑中的表面活性劑、水和助洗劑可促進油墨殘留污垢剝離出來，使得清洗劑能夠繼續和垢層作用，加快清洗進程。

因此，上述各實施例水基清洗劑對PCB材料兼容性好，對PCB元件及絲印網框的鋁合金等無腐蝕，對油墨特別是PCB油墨能夠快速有效清洗。而且水基清洗劑所含的成分均為無酸堿物質的中性產品，性能溫和，不含鹵素，無閃點，無磷無腐蝕，對環境無污染，對人體無傷害，成本低，且呈中性，廢水易處理。

另一方面，本發明實施例還提供了上述水基清洗劑的一種制備方法。所述制備方法包括如下步驟：

步驟S01：按照上文所述的水基清洗劑所含的成分和含量比例分別量取各成分原料；

步驟S02：將稱取的各所述成分原料進行混料處理。

具體地，上述步驟S01所述的水基清洗劑所含的成分和含量比例均如上文水基清洗劑中所述，為了節約篇幅，在此不再贅述。

上述步驟S02中的混料處理可以采用本領域常規的混料處理，如攪拌等，加料順序可以按照常規清洗劑的加料順序加料，不管采用哪種方法進行混料處理，只要將各成分原料混合均勻即可。

因此，該水基清洗劑制備方法獲得的水基清洗劑分散體系穩定，從而其清洗油墨的能力，特別是清洗PCB油墨清洗力強，由于是采用水作為溶劑，因此，在制備過程中環保安全，對人體無危害，降低了成本。另外，其工藝條件易控，制備的水基清洗劑性能穩定。

再一方面，在上文水基清洗劑及其制備方法的基礎上，本發明實施例還提供了一種PCB油墨的清洗方法。本實施例清洗方法包括的步驟有：采用上文本發明實施例水基清洗劑或上文本發明實施例制備方法制備的水基清洗劑進行清洗PCB油墨。

下面以具體實施例對本發明的技術方案做進一步的說明。