[发明专利]一种气凝胶水性油墨及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种气凝胶水性油墨，按如下步骤制备得到：将乳化剂、分散剂、湿润剂和成膜助剂混合均匀后加入水和SiO₂气凝胶粉末后持续搅拌；再与水性乳液混合物混合后持续搅拌，水性乳液混合物由水性聚丙烯酸乳液、水性聚酰亚胺溶液与水性环氧树脂乳液组成；再依次加入消泡剂和阻燃剂后持续搅拌；最后同填料混合物一起高速搅拌研磨后经筛网过滤制成气凝胶水性油墨，填料混合物由碳酸钙粉末、钛白粉粉末、空心玻璃微珠和聚合物颗粒/粉末混合分散制得。本发明还公开其制备方法和应用。本发明将疏水性SiO₂气凝胶粉末用于油墨制备，且以水为溶剂，再辅以合适的成膜物质、助剂、填料，制备得到的气凝胶水性油墨具有优异性能。

技术领域

本发明涉及水性油墨技术领域，具体涉及一种气凝胶水性油墨及其制备方法和应用。

背景技术

在制造印制电路板(PCB)时通常会在其表面覆盖一层特定图形的保护膜，即防焊层。PCB防焊层的存在可防止PCB不该被焊上的部分被焊锡连接或导体之间因潮湿、化学品侵蚀从而造成短路，以及有效抵抗各种恶劣环境对PCB的腐蚀从而保证其发挥正常功用，除此之外防焊层还可以有效起到标识作用。目前现有常规阻焊油墨的介电常数和损耗因子分别为3.9和0.03左右，这会降低信号传输速度以及增大外层线路传输损耗，因此研发低介电常数和低损耗因子阻焊油墨具有较大的经济效益和社会效益。

中国专利CN104974595A(公开日期2015.10.14)公开了一种具有低介电常数及低介电损耗的热固型防焊油墨及其制法，该发明申请主要将由长碳链脂肪族二胺单体、带有酸基的芳香族二胺单体、芳香族二酐单体及具有酸基的单酐单体反应得到的聚酰胺酸进行环化得到聚酰亚胺，最后令该聚酰亚胺与固化剂交联制备得到热固型防焊油墨。该发明申请的优点是由此制备得到的防焊油墨在具备低介电常数及低介电损耗的前提下，还具有良好的电性、耐挠折性、防焊性、耐翘曲性、耐燃性、耐酸性、耐碱性、耐有机溶剂性及低吸湿率等特性；该方法的缺点是工艺复杂，其使用的有机物溶剂不仅会产生环境污染，且部分溶剂具有毒性会严重危害生产人员和施工人员的身体健康。

发明内容

本发明的目的是提供一种气凝胶水性油墨及其制备方法和应用，以解决现有技术的不足。

本发明采用以下技术方案：

本发明第一方面提供了一种气凝胶水性油墨，所述气凝胶水性油墨采用如下步骤制备得到：

(1)将乳化剂、湿润剂、分散剂和成膜助剂混合均匀后加入水和SiO₂气凝胶粉末后持续搅拌，得到SiO₂气凝胶浆料；其中，SiO₂气凝胶粉末为疏水性SiO₂气凝胶粉末，乳化剂为吐温类乳化剂，湿润剂为脂肪酸酯类湿润剂，分散剂剂为聚羧酸钠盐型分散剂，成膜助剂为醇酯类成膜助剂；

(2)将步骤(1)中SiO₂气凝胶浆料与水性乳液混合物混合后并进行持续搅拌，得到水性乳液-气凝胶混合液体；其中，水性乳液混合物由水性聚丙烯酸乳液、水性聚酰亚胺溶液与水性环氧树脂乳液按照质量比120～150：60～110：10～60组成；

(3)向步骤(2)中水性乳液-气凝胶混合液体依次加入消泡剂和阻燃剂后进行持续搅拌，得到气凝胶水性油墨中间体；其中，消泡剂为石蜡类消泡剂，阻燃剂为磷氮型无卤阻燃剂；

(4)将步骤(3)中气凝胶水性油墨中间体同填料混合物加入至高速研磨机中进行高速搅拌研磨后经筛网过滤，得到气凝胶水性油墨；其中，填料混合物由碳酸钙粉末、钛白粉粉末、空心玻璃微珠和聚合物颗粒/粉末按质量比15～20：10～15：5～10：10～30置于高速混合机中持续混合分散制得，聚合物颗粒/粉末为聚酰亚胺、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或几种；