印刷电路板上的铜电路是用三氯化铁或氯化铜蚀刻覆铜板上的铜箔形成的。因此,电路中不需要蚀刻的部分必须用抗蚀剂保护。在丝网印刷中,要使用抗蚀油墨,根据固化方法的不同,抗蚀油墨可以是自干型的,也可以是光固化型的。抗蚀油墨通过带有抗蚀图案的丝网印刷,并在覆铜板上固化,形成抗蚀保护膜。在覆铜板上蚀刻(有时是电镀)形成铜电路后,用稀碱溶液去除薄膜,抗蚀剂薄膜不会留在印刷电路板上,从而暴露出铜电路。因此,要求抗蚀油墨对金属铜箔有良好的附着力,耐腐蚀和耐电镀,并能用稀碱溶液完全去除。
抗紫外线油墨一般以酸酐改性环氧丙烯酸树脂、高酸性聚酯丙烯酸树脂或改性马来酸酐树脂为主体树脂,并加入丙烯酸酯功能单体;常用的光引发剂为 651 或砜类光引发剂,如 2-乙基磺基苯醌;颜料多为酞菁蓝,用量一般为 1% 左右,还需加入大量的滑石粉等填料。为了提高油墨的触变性,需要加入一定量的气相二氧化硅。特别需要注意的是,含有一定量羧基的碱溶性感光树脂在交联固化成膜后,必须能够耐腐蚀和耐电镀,还必须能溶于 3% 的氢氧化钠溶液中去除。
紫外线固化油墨和光引发剂具有以下特点 高度依赖性和协同性 关系。光引发剂是紫外线快速固化油墨的核心成分,光引发剂的种类、浓度和相容性直接影响油墨的性能(如固化速度、附着力、耐化学性等)。以下是两者之间的具体联系和作用机理:
1.光引发剂是紫外线油墨固化的 "触发器"
快速回答: In most UV systems, photoinitiators are selected by balancing wavelength fit, through-cure, color control, and line speed. Buyers usually compare a blended package instead of one isolated product.
- 核心职能:
- 光引发剂吸收紫外线(UV)能量后,产生活性自由基或阳离子,引发油墨中的树脂(如丙烯酸酯、环氧树脂)和单体发生聚合反应,使液态油墨瞬间交联固化成固态薄膜。
- 无光引发剂由于 UV 油墨不能用光固化,因此无法实现防腐蚀功能。
- 关键作用:
- 吸收光能:引发剂需要与紫外光源(如汞灯、发光二极管)的发射光谱相匹配(如 395 纳米的发光二极管需要与吸收波长为 395-405 纳米的引发剂相匹配)。
- 能量传递:吸收的光能转化为化学能,引发树脂交联。
- 克服氧气抑制:某些引发剂(如氢脱二苯甲酮+胺)可减少氧气对固化反应的抑制作用。
2.光引发剂的类型决定了油墨的固化特性
(1) 将引发剂类型与油墨树脂相匹配
- 激进启动器 (如 TPO、Irgacure 907):
- 适用于 丙烯酸酯树脂 系统,固化速度快,但可能会受到氧气的抑制。
- 常用于印刷电路板阻焊油墨和对表面固化要求较高的场合。
- 阳离子引发剂 (例如秋兰姆盐):
- 适用于 环氧树脂 系统。固化受氧气的影响较小,适合深度固化。
- 它们主要用于需要耐高温或更好耐化学性的油墨(如某些包装材料)。
(2) 起始剂影响油墨的性能
- 固化深度:双酰基氧化膦 (BAPO) 等深度固化引发剂可确保厚膜或高反射率(如白色)油墨完全内部固化。
- 黄变趋势:某些引发剂(如 ITX)在光照下可能会分解产生发色团,导致油墨变色。应选择低黄变类型(如 Irgacure 819)。
- 迁移: 用于食品包装或医疗用途的油墨需要使用低迁移引发剂(如 TPO-L),以防止残留引发剂渗出和污染。
3.配方设计中的协同优化
- 启动器浓度:
- 如果浓度过低,固化将不完全,抗性也会变差;
- 如果浓度过高,会有大量残留的引发剂,可能会降低附着力或导致迁移问题。
- 优化方法:通常添加量为油墨总质量的 1-5%,最佳比例需要通过实验确定。
- 混合启动策略:
- 表面+深度固化:例如,在印刷电路板阻焊油墨中,TPO(快速表面固化)和 Irgacure 819(深度渗透)结合使用,可确保整体固化。
- 广谱响应:结合不同吸收波长的引发剂(如 Irgacure 2959 + ITX),以适应多波长光源(如汞灯)。
- 添加剂协同作用:
- 胺类增效剂 (如 EDAB):提高自由基引发剂在空气中的固化效率。
- 稳定器:防止引发剂在油墨储存期间过早分解。
4.实际应用中的典型问题和相关性
| 问题现象 | 与光引发剂的关系 | 解决方案 |
| 未完全固化 | 引发剂吸收光谱与光源不匹配或浓度不足 | 用波长相匹配的引发剂代替或增加浓度 |
| 墨水变黄 | 引发剂光解产生的发色团(如 ITX) | 改用低黄变引发剂(如 Irgacure 784) |
| 附着力差 | 残留引发剂或树脂交联不足 | 优化引发剂浓度并添加硅烷偶联剂 |
| 阴凉处未固化 | 光引发剂渗透不足 | 添加深固化引发剂(如 BAPO) |
How formulators usually evaluate this photoinitiator topic
当技术买家或配方师筛选光引发剂时,最有用的决策框架通常是固化质量加上应用契合度:哪种包装能够可靠固化,保持可接受的外观,并且在实际工艺的灯光、膜厚和基材条件下仍然有效。
- 先将包装盒与灯匹配: 汞灯、紫外LED和可见光系统可能对同一种光引发剂的排序差异很大。
- 分别检查深度固化和表面固化: 表面感觉干涩的电影,内里可能仍然很虚弱。
- 平衡发黄与反应性: 最强的深度固化路线并非总是最佳的商业选择,如果颜色或迁移风险变得不可接受。
- 将最终公式作为基准: 颜料含量、单体包装和成膜厚度都会改变同一种引发剂的表观排名。
推荐的产品参考
- CHLUMINIT TPO-L: A strong low-yellowing reference for LED-oriented UV systems.
- CHLUMINIT TMO: A valuable comparison point when lower yellowing or TPO-replacement discussions matter.
- CHLUMINIT 819: 当配方需要更强的吸收和更深层的固化支持时很有用。
- CHLUMINIT 1173: 经典短波紫外引发的实用比较点。
买家和配方师的常见问题解答
为什么混合光引发剂组分如此常见?
因为一个产品可能能很好地控制发黄或灯具配合,而另一个产品可能改善固化深度或线速度性能,所以全面的配套方案通常比任何单一等级的产品都要好。
不完全固化是否总是需要通过增加引发剂来解决?
不一定。真正的限制可能是灯、薄膜厚度、颜料着色或其余的反应体系,而不是简单的剂量不足。
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| 光引发剂 TPO | 化学文摘社编号 75980-60-8 |
| 光引发剂 TMO | cas 270586-78-2 |
| 光引发剂 PD-01 | 化学文摘社编号 579-07-7 |
| 光引发剂 PBZ | 化学文摘社编号 2128-93-0 |
| 光引发剂 OXE-02 | cas 478556-66-0 |
| 光引发剂 OMBB | 化学文摘社 606-28-0 |
| 光引发剂 MPBZ (6012) | CAS 86428-83-3 |
| 光引发剂 MBP | 化学文摘社编号 134-84-9 |
| 光引发剂 MBF | 化学文摘社编号 15206-55-0 |
| 光引发剂 LAP | 化学文摘社编号 85073-19-4 |
| 光引发剂 ITX | CAS 5495-84-1 |
| 光引发剂 EMK | 化学文摘社编号 90-93-7 |
| 光引发剂 EHA | 化学文摘社编号 21245-02-3 |
| 光引发剂 EDB | CAS 10287-53-3 |
| 光引发剂 DETX | 化学文摘社编号 82799-44-8 |
| 光引发剂 CQ / 樟脑醌 | 化学文摘社编号 10373-78-1 |
| 光引发剂 CBP | 化学文摘社编号 134-85-0 |
| 光引发剂 BP / 二苯甲酮 | 化学文摘社编号 119-61-9 |
| 光引发剂 BMS | 化学文摘社 83846-85-9 |
| 光引发剂 938 | 化学文摘社编号 61358-25-6 |
| 光引发剂 937 | CAS 71786-70-4 |
| 光引发剂 819 DW | cas 162881-26-7 |
| 光引发剂 819 | cas 162881-26-7 |
| 光引发剂 784 | cas 125051-32-3 |
| 光引发剂 754 | CAS 211510-16-6 442536-99-4 |
| 光引发剂 6993 | 化学文摘社编号 71449-78-0 |
| 光引发剂 6976 | cas 71449-78-0 89452-37-9 108-32-7 |
| 光引发剂 379 | cas 119344-86-4 |
| 光引发剂 369 | cas 119313-12-1 |
| 光引发剂 160 | 化学文摘社编号 71868-15-0 |
| 光引发剂 1206 | |
| 光引发剂 1173 | 化学文摘社编号 7473-98-5 |