【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热固化防腐蚀油墨领域，具体涉及一种耐氢氟酸刻蚀且可碱洗的油墨组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
1、太阳能光伏组件、触摸屏的制备过程，涉及硅片的表面图案化，常用氢氟酸溶液在硅片上进行刻蚀，而常常有部分区域不需要刻蚀，需要一种既能快速成形、在刻蚀过程中能够保护部分区域不被刻蚀，又能在刻蚀工序结束后清洗干净的涂层作为掩膜。防止氢氟酸刻蚀机理是防止氟离子渗透并与硅片接触，因氟离子活性高、渗透能力强，防刻蚀在技术上存在较大难度，目前已公开的涉及该掩膜相关技术方案多是以含活性聚丙烯酸树脂、活性单体、引发剂、交联剂为原料制备的反应型油墨或组合物。
2、如公开号为cn113227010a的专利公开了一种以羧基树脂、丙烯酸单体、光引发剂、滑石粉制备的组合物，组合物经过涂布、曝光显影、碱洗工序完成图案化掩膜，对基材进行刻蚀。
3、公开号为cn105103050a的专利公开了一种以聚丁二烯多元醇组合物与交联剂的组合物，在基板上涂布形成抗蚀膜的工序，所用交联剂为氨基甲酸酯，通过丝网印刷或旋涂、辊涂等工艺将组合物涂布在基材上，经过热引发交联反应固化形成保护膜。
4、此类方案均涉及引发剂引发反应固化，油墨配方与生产工艺均较复杂，且富含羧基、羟基树脂，耐水性不佳，众所周知的原因，因氟离子渗透性极强，所公开的方法不能完全形成持久的耐氢氟酸刻蚀膜，在较长的刻蚀时间内不能完全阻隔氟离子对覆盖区域的渗透刻蚀，也会造成保护膜的剥落；同时，采用交联剂固化交联过程对工艺依赖性较高，容易形成不均匀的产物造成制程成品良率较
5、申请号为201710193612.0的专利公布了一种以环氧树脂与固化剂为主体的组合物，用于印刷线路板字符标记油墨，用于阻止字符标记油墨受化学镀金影响而产生异色现象，也具有防止硫酸腐蚀功能。用到的表面活性剂可以是0.05％-10％重量的聚四氟乙烯粉末，因其可替代性其主要起到表活作用，并非依靠其起阻隔作防渗透，并没有证据证明该组合物具有防氢氟酸刻蚀且能顺利脱去保护效果。该组合物固化后不能清洗去除。
6、申请号为201410841288.5的专利公布了一种导电胶组合物，以环氧树脂及环氧固化剂、导电颗粒、改性聚丙烯酸弹性体为主要组合物，其中改性聚丙烯酸弹性体由聚丙烯酸酯与丁腈橡胶组成，用于环氧树脂导电胶的成膜，且其用到含羟基、羧基丙烯酸树脂，耐水性较差，容易在水中产生附着力下降，需要对其耐水性进行改进。
技术实现思路
1、专利技术目的：为了解决现有技术存在的技术问题，本专利技术旨在提供一种快速印刷在保护区域、干燥后起到防氢氟酸刻蚀、并能通过碱洗去除的油墨组合物，并且，本专利技术还提供了该耐氢氟酸刻蚀且可碱洗的油墨组合物的制备方法和应用。
2、技术方案：本专利技术所述的耐氢氟酸刻蚀且可碱洗的油墨组合物，包括：聚四氟乙烯微球、聚四氟乙烯专用粘结剂、助剂和填料。
3、进一步地，所述聚四氟乙烯微球、聚四氟乙烯专用粘结剂、助剂和填料的质量比为30-45:20-40:8-16:1-10，在此质量比范围内，油墨组合物在应用时，聚四氟乙烯能够充分排列致密且烘烤后粘附在基板的表面不脱落。
4、进一步地，所述聚四氟乙烯专用粘结剂的组分包括：表面活性剂、液体端羧基丁腈橡胶、聚丙烯酸树脂和溶剂；其中，所述液体端羧基丁腈橡胶的羧基含量为0.4-0.6mol/kg，数均聚合度为1×103-3×103，粘度在40℃下为50-90pa.s；所述聚丙烯酸树脂为含羧基聚丙烯酸树脂，羧基含量为50-70mgkoh/g，分子量为15000-100000，玻璃化转变温度为70℃-90℃；所述表面活性剂为司盘85、司盘65或油酸中的一种或多种；经过改性后的聚四氟乙烯专用粘结剂能有效粘结在聚四氟乙烯表面与基板之间，并具有合适的粘度适应丝网印刷，由于羧酸官能团的存在，聚四氟乙烯专用粘结剂在与碱溶液反应而增加溶解度，发生脱保护；所述表面活性剂、液体端羧基丁腈橡胶、聚丙烯酸树脂和溶剂的质量比为1-3:1-5:25-35:20-40。
5、进一步地，所述聚丙烯酸酯是以马来酸酐、甲基马来酸酐为起始剂与丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯，丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸叔丁酯等含丙烯酸酯结构的单体及其甲基化衍生物的共聚物，提供主要的粘附力及与碱反应能力。
6、进一步地，所述溶剂为二价酸酯(dbe)、松油醇、十二烷、乙酸丁酯、松节油、二丙二醇单甲醚或二乙二醇丁醚醋酸酯中的一种或多种组合；
7、进一步地，其特征在于，所述聚四氟乙烯微球为无填充的白色粉末，直径dv50为1-5μm，dv90为4-8μm，以使其排列紧密限制氢氟酸溶液浸入并适应丝网印刷要求。
8、进一步地，所述助剂包括流平剂、分散剂、消泡剂、成膜助剂和触变剂，质量比以聚四氟乙烯微球为基础，比例为聚四氟乙烯微球：流平剂、分散剂、消泡剂、成膜助剂：触变剂为30-45：0.5-1.5：0.5-1：1-2：5-10:1-2。
9、进一步地，所述流平剂为丙烯酸流平剂、氟碳流平剂中的一种或两种，用于使聚四氟乙烯微球更加均匀地排列在基板表面；所述分散剂为多元酸均聚物，用于使聚四氟乙烯微球和填料在油墨组合物中均匀分散，防止团聚；所述成膜助剂为酯醇十二；所述消泡剂为氟碳聚合物/二异丁酮溶液，用于消去油墨组合物中的气泡，防止膜干燥后形成孔洞缺陷；所述触变剂为聚酰胺蜡、氢化蓖麻油中的一种或两种，用于防止印刷后油墨组合物的扩散或流淌。
10、进一步地，所述填料为不与氢氟酸反应的无机填料，且适应丝网印刷，所述填料的粒径为2500-5000目，优选的，填料为硫酸钡或石墨中的一种或其组合。
11、本专利技术所述的耐氢氟酸刻蚀且可碱洗的油墨组合物的制备方法，步骤为：
12、(1)制备聚四氟乙烯专用粘结剂：将聚丙烯酸树脂和溶剂添加到容器中，加热搅拌，再加入液体端羧基丁腈橡胶和表面活性剂继续搅拌，充分反应后再冷却至室温，制得聚四氟乙烯专用粘结剂；
13、(2)将聚四氟乙烯专用粘结剂、助剂、聚四氟乙烯微球加入分散装置中进行预分散，随后加入填料，继续搅拌分散，所得分散物经研磨后得耐氢氟酸刻蚀且可碱洗的油墨组合物。
14、进一步地，步骤(1)中，所述加热搅拌的条件为：于100-120℃下搅拌1-2h；步骤(2)中，所述预分散的条件为：以400-600转/分钟的转速搅拌10-20min，所述搅拌分散的条件为：以800-1000转/分钟的转速进行搅拌；所述研磨至细度为10μm以下；所述研磨的设备为三辊机。
15、上述耐氢氟酸刻蚀且可碱洗的油墨组合物作为保护膜在图案化处理领域中的应用。
16、进一步地，所述应用的步骤为：将上述耐氢氟酸刻蚀且可碱洗的油墨组合物涂覆于基板的表面，经固化处理后形成保护膜，随基板浸入氢氟酸溶液中浸泡完成刻蚀，再浸入碱溶液中浸泡除去保护膜完成脱保护，随后水洗即得图案化处理后的基板；其中，所述涂覆的方式为印本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐氢氟酸刻蚀且可碱洗的油墨组合物，其特征在于，包括：聚四氟乙烯微球、聚四氟乙烯专用粘结剂、助剂和填料。
2.根据权利要求1所述的油墨组合物，其特征在于，所述聚四氟乙烯微球、聚四氟乙烯专用粘结剂、助剂和填料的质量比为30-45:20-40:8-16:1-10。
3.根据权利要求1所述的油墨组合物，其特征在于，所述聚四氟乙烯专用粘结剂的组分包括：表面活性剂、液体端羧基丁腈橡胶、聚丙烯酸树脂和溶剂。
4.根据权利要求3所述的油墨组合物，其特征在于，所述液体端羧基丁腈橡胶的羧基含量为0.4-0.6mol/Kg，数均聚合度为1×103-3×103，粘度在40℃下为50-90Pa.S；所述聚丙烯酸树脂为含羧基聚丙烯酸树脂，羧基含量为50-70mgKOH/g，分子量为15000-100000，玻璃化转变温度为70℃-90℃；所述表面活性剂为司盘85、司盘65或油酸中的一种或多种；所述表面活性剂、液体端羧基丁腈橡胶、聚丙烯酸树脂和溶剂的质量比为1-3:1-5:25-35:20-40。
5.根据权利要求1所述的油墨组合物，其特征在于，所述聚四
6.根据权利要求1所述的油墨组合物，其特征在于，所述助剂包含流平剂、分散剂、消泡剂、成膜助剂和触变剂。
7.一种权利要求1所述的耐氢氟酸刻蚀且可碱洗的油墨组合物的制备方法，其特征在于，步骤为：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述加热搅拌的条件为：于100-120℃下搅拌1-2h；步骤(2)中，所述预分散的条件为：以400-600转/分钟的转速搅拌10-20min，所述搅拌分散的条件为：以800-1000转/分钟的转速进行搅拌；所述研磨至细度为10μm以下。。
9.一种权利要求1所述的耐氢氟酸刻蚀且可碱洗的油墨组合物作为保护膜在图案化处理领域中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述应用的步骤为：将权利要求1所述的耐氢氟酸刻蚀且可碱洗的油墨组合物涂覆于基板的表面，经固化处理后形成保护膜，随基板浸入氢氟酸溶液中浸泡完成刻蚀，再浸入碱溶液中浸泡除去保护膜完成脱保护，随后水洗即得图案化处理后的基板；其中，所述涂覆的方式为印刷、辊涂或喷涂，所述基板为硅片；所述固化处理的条件为：于150-250℃下烘烤40-120s；所述保护膜的厚度为30-50μm；所述氢氟酸的溶液的质量浓度为1-40％；所述氢氟酸溶液浸泡的时间为最长24h；所述碱溶液为氢氧化钠或氢氧化钾溶液，质量浓度为3％-10％；所述碱溶液中浸泡的时长为2-5分钟。
...【技术特征摘要】
1.一种耐氢氟酸刻蚀且可碱洗的油墨组合物，其特征在于，包括：聚四氟乙烯微球、聚四氟乙烯专用粘结剂、助剂和填料。
2.根据权利要求1所述的油墨组合物，其特征在于，所述聚四氟乙烯微球、聚四氟乙烯专用粘结剂、助剂和填料的质量比为30-45:20-40:8-16:1-10。
3.根据权利要求1所述的油墨组合物，其特征在于，所述聚四氟乙烯专用粘结剂的组分包括：表面活性剂、液体端羧基丁腈橡胶、聚丙烯酸树脂和溶剂。
4.根据权利要求3所述的油墨组合物，其特征在于，所述液体端羧基丁腈橡胶的羧基含量为0.4-0.6mol/kg，数均聚合度为1×103-3×103，粘度在40℃下为50-90pa.s；所述聚丙烯酸树脂为含羧基聚丙烯酸树脂，羧基含量为50-70mgkoh/g，分子量为15000-100000，玻璃化转变温度为70℃-90℃；所述表面活性剂为司盘85、司盘65或油酸中的一种或多种；所述表面活性剂、液体端羧基丁腈橡胶、聚丙烯酸树脂和溶剂的质量比为1-3:1-5:25-35:20-40。
5.根据权利要求1所述的油墨组合物，其特征在于，所述聚四氟乙烯微球的直径dv50为1-5μm，dv90为4-8μm。
6.根据权利要求1所述的油墨组合物，其特征在于，所述助剂包含流平剂、分散剂、消...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾永军，吴来喜，潘锐，
申请(专利权)人：无锡荷雨新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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