ФОТОПОЛИМЕРИЗУЮЩАЯСЯ ОДНОКОМПОНЕНТНАЯ МАРКИРОВОЧНАЯ КРАСКА Российский патент 1995 года по МПК G03F7/04 

Изобретение относится к фотополимеризующимся композициям, которые используют, например, в электронной и радиопромышленности для нанесения маркировочных знаков на печатные платы методом трафаретной печати.

Существующие в СССР в настоящее время фотополимеризующиеся маркировочные краски являются двухкомпонентными, например СКУМ-1/САЮ.503.024 ТУ). Срок жизни ее после смешивания с фотоинициатором для белого цвета около суток, для черной около месяца.

Композиции имеют недостаточную тиксотропность, что не позволяет получать с высокой воспроизводимостью и точностью требуемый оттиск. Наиболее близкой к предложенной, взятая в качестве прототипа [1] является композиция следующего состава, мас.ч.

Смешанный эфир эпоксиноволачной смолы 25-75 Олигоэфиракрилат ТГМ-3 75-25 Фотоинициатор 0,5-3,0 Ингибитор гидрохинон 0,001-0,1 Пигмент 0,03-3,0 Аэросил 1-10
Полиметилсилоксановая жидкость ПМС 0,01-1,0 Смачиватель ОП 0,01-1,0
Растворитель полиэтилен- оксида 0,1-1,0
Целью изобретения является получение белой и цветной маркировочных красок, отверждаемых при облучении УФ-излучением при сохранении дозы облучения.

Поставленная цель достигается тем, что фотополимеризующаяся композиция, включающая смешанный эфир эпоксиноволачной смолы смешивающий агент, фотоинициатор, ингибитор, пигмент, противопенный агент, смачиватель, водный раствор полиэтиленоксида содержит в качестве наполнителя смесь аэросила и двуокиси титана и дополнительно винилтриэтоксисилан при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Смешанный эфир эпокси- новолачной смолы 25-75
Смешивающий агент олиго- эфиракрилат ТГМ-3 75-25 Фотоинициатор 1-3,5
Ингибитор гидрохинон 0,001-0,01 Пигмент 0,5-1,0
Противопенный агент 0,01-1,0
Смачиватель ОП 0,01-1,0 Раствор полиэтиленоксида 0,2-2,0 Аэросил 1,0-5 Двуокись титана 15-35
Винилтриэтоксисилан 0,03-0,06
Предлагаемые маркировочные краски являются однокомпонентными, не содержащими растворителей, не требуют дополнительной термообработки после отверж- дения, могут храниться в течение 3 мес, не теряя тиксотропных свойств.

Предложенные маркировочные краски содержат компоненты, приведенные ниже. Компоненты Нормативная
документация Смешанный эфир Приоритетная справ- эпоксиноволачной ка N 4889242 от смолы 24.10.90 г. Олигоэфиракрилат ТУ 6-16-2010-82 ТГМ-3 Ингибитор Гидрохинон ГОСТ 19627-74 Фотоинициатор-α- ТУ 6-14-675-84 хлорантрахинон Бензантрон ТУ 6-09-4842-80 Кетон Михлера ТУ 6-09-4598-78 Пигменты: черная сажа (углерод) ТУ 14-103-357-90 желтый термостойкий ТУ 6-14-518-87 Противопенный агент полиметилсилокса- новая жидкость ПМС ГОСТ 13032-77 Смачиватель ОП ГОСТ 8433-81 Аэросил ГОСТ 14922-77 Двуокись титана ТУ 6-9;09-3811-79 Полиэтиленоксид ТУ 6-14-388-83 Винилтриэтоксисилан ТУ 6-09-14-1670-82
П р и м е р 1 (по пpототипу). Приготавливают композицию следующего состава, мас.ч.

Смешанный эфир эпокси- новолачной смолы 46 Олигоэфиракрилат ТГМ-3 44
Фотоинициатор-α-хлорант- рахинон 1,8 Ингибитор гидрохинон 0,01
Пигмент синий фталоциа- ниновый 0,7 Аэросил 6
Полиметилсилоксановая жидкость ПМС 0,5
Поверхностно-активное вещество ОП 0,5
50%-ный водный раствор полиэтиленоксида 1,7
Сложный эфир эпоксиноволачной смолы получают реакцией присоединения этиленненасыщенных кислот (например акриловой, метакриловой, кротоновой и т.п.) к эпоксиноволачной смоле.

В расплавленную эпоксиноволачную смолу (51 мас.ч.) при 80-100^оС добавляют ингибитор гидрохинон (0,04 мас. ч. ) и катализатор третичные амины (0,3-0,5 мас. ч. ), например диметилбензиламин и т.п. и этиленненасыщенную кислоту (18,9 мас.ч.). Реакция протекала в течение 5 ч при непрерывном перемешивании. Степень завершения реакции определяют по кислотному числу реакционной массы, которое не должно превышать 5.

Полученный эфир эпоксиноволачной смолы растворяют при постоянном перемешивании в олигоэфиракрилате ТМГ-3, после чего добавляют фотоинициатор, пигмент, пеногаситель ПМС, смачиватель ОП, аэросил.

Полученную композицию пропускают через установку диспергирования до получения однородной массы. После диспергирования и последующего вакуумирования в композицию добавляют полиэтиленоксид и тщательно перемешивают.

Состав и свойства композиции приведены в табл. 1 и 2. Для определения растекания композиции наносят навеску массой в 0,5 г на середину фотостекла размером 70 х 70 см, покрывают сверху другим стеклом, ставят груз массой 100 г и выдерживают в течение 1 мин. После удаления груза замеряют диаметр пятна во взаимно перпендикулярных направлениях.

Время отверждения определяют по времени, необходимом для отверждения поверхности, т. е. исчезновению липкости слоя. Для этого фотополимеризующуюся композицию наносят с помощью ракеля через сеткотрафарет на обезжиренную поверхность фольгированного медью диэлект- рика.

В качестве источника применяют лампы ДРТ-1000 с интенсивностью 150 Вт/м² с λ < 400 нм, расположенного на расстоянии 40 см от объекта отверждения. Интенсивность источника облучения определяют согласно ГОСТ 16948-79.

П р и м е р 2. Смешанный эфир эпоксиноволачной смолы получали как и в примере 1. Для получения маркировочных красок этот эфир сшивали со светочувствительным агентом олигоэфиракрилатом ТГМ-3 и фотоинициатором. Затем в полученную композицию вводили пигмент, наполнители, противопенный агент и смачиватель. Краску подвергли диспергированию. После диспергирования и вакуумирования в полученную маркировочную пасту вводим полиэтиленоксид.

Состав и свойства маркировочных красок приведены в табл.1 и 2. Введение двуокиси титана увеличивает время отверждения (пример 3).

Содержание двуокиси титана в количествах, меньших чем предельные, не дает хорошей укрываемости и маркировочный знак будет нечетким (пример 6). Значительное содержание двуокиси титана вызывает увеличение вязкости и времени отверждения (пример 7).

Содержание полиэтиленоксида в количествах, меньших предельного, дает состав, не обладающий тиксотропными свойствами и маркировочный знак расплывается (пример 9). Такой же эффект дает применение аэросила в количествах ниже предельного (пример 10).

Замена олигоэфиракрилата ТГМ-3 другим светочувствительным олигоэфиракрилатом МЭГ не привело к изменению свойств маркировочной краски (пример 5).

Малое содержание ингибитора увеличивает опасность полимеризации краски при хранении (пример 4), увеличивается время отверждений (пример 17). Значительное содержание аэросила (пример 14) дает высоковязкую краску, с трудом проходящую через сеткотрафарет.

Содержание фотоинициатора в количествах, меньших предельного, увеличивает время полимеризации (примеры 12, 14), а при значительном увеличении содержания появляется опасность выкристаллизации фотоинициатора в краске (пример 15).

Малое содержание винилтриэтоксисилана не дает эффекта уменьшение дозы отверждения (пример 16), а значительное увеличение винилтриэтоксилана вызывает опасность выпотевания его после отверждения оттиска (пример 17).

Введение красителя дает окрашивание, интенсивность которого зависит от содержания пигмента порядка 1 мас.ч. (примеры 18, 19), а черной сажи 0,5 мас.ч. (пример 20, 21).

Применение черной сажи вызывает увеличение дозы отверждения (пример 20).

Для данного случая необходимо уменьшить расстояние между лампой и поверхностью объекта до 10 см (пример 21).

Наилучшие результаты дают маркировочные краски по примерам 3, 5, 8, 13, 18, 19, 21.

Область использования: в электронной и радиопромышленности, технике связи и т.п. методом трафаретной печати. Сущность изобретения: маркировочная краска содержит компоненты в следующем соотношении, мас.ч.: смешанный эфир эпоксиноволачной смолы 25 - 75; сшивающий агент олигоэфиракрилат ТГМ-3 75 - 25; фотоинициатор 1 - 3,5; ингибитор гидрохинон 0,001 - 0,01; пигмент 0,5 - 1; противопенный агент 0,01 - 1,0; смачиватель ОП 0,01 - 1,0; раствор полиэтиленоксида 0,2 - 2,0; аэросил 1 - 5; двуокись титана 15 - 35; винил триэтоксисилан 0,03 - 0,06. Повышается качество маркировочного знака при сохранении технологических свойств и дозы облучения УФ-излучением.

ФОТОПОЛИМЕРИЗУЮЩАЯСЯ ОДНОКОМПОНЕНТНАЯ МАРКИРОВОЧНАЯ КРАСКА для нанесения маркировочных знаков на печатные платы, включающая смешанный эфир эпоксиноволачной смолы, сшивающий агент олигоэфиракрилат ТГМ-3, ингибитор, фотоинициатор, пигмент, неорганический наполнитель аэросил и двуокись титана, противопенный агент полиметилсилоксановая жидкость, смачиватель и 50%-ный водный раствор полиэтиленоксида, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества маркировочного знака при сохранении их технологических свойств и дозы облучения УФ-излучением, она дополнительно содержит винилтриэтоксисилан при следующем соотношении составляющих компонентов, мас.ч.

Смешанный эфир эпоксиноволачной смолы 25 75
Смешивающий агент олигоэфиракрилат ТГМ-3 75 25
Фотоинициатор 1,0 3,5
Ингибитор 0,001 0,01
Пигмент 0,5 1,0
Противопенный агент Полиметилсилоксановая жидкость 0,01 1,0
Смачиватель 0,01 1,0
50%-ный Водный раствор полиэтиленоксида 0,2 2,0
Аэросил 1 5
Двуокись титана 15 35
Винилтриэтоксилан 0,03 0,06