本发明涉及工业清洗剂技术领域，具体涉及一种水基清洗剂及其制备方法和PCB油墨清洗方法。
背景技术：
在印制电路板(Printed Circuit Board，简称为PCB)制造过程中，网印是必不可缺的重要工序之一，那么PCB油墨是必用原料。PCB油墨是指印制电路板所采用的油墨，为要获得图像复制的保真度，要求油墨必须具有良好的粘性和适宜的触变性。正因PCB油墨具有该些特点，如何清洗PCB油墨成为PCB制造中面临的问题。
进入21世纪以来，中国电子产品制造业每年都以20％以上的速度高速增长，规模已连续三年居世界第二位。因此，在PCB生产过程中我国每年都要消耗大量的油墨和清洗剂。市面上目前存在的油墨清洗剂主要有以下几种：
(1)传统油墨清洗剂，主要是矿物油及有机溶剂，如汽油、煤油、酮类、醚类、芳烃类溶剂。这些溶剂都有不同程度的毒性及存在一定的火灾安全隐患，对环境破坏性和人体危害性大，其使用安全性不理想。如中国专利CN101255293A公开了脱墨剂。
(2)乳液型清洗剂，这种清洗剂主要是由有机溶剂配合表面活性剂乳化而成，缺点是储存不当时容易破乳，性能不稳定，影响清洗效果。
(3)植物油基型清洗剂，这种清洗剂主要是由植物油基与乳化剂混合而成，缺点是干燥慢，价格昂贵。
(4)碱性水基油墨清洗剂，以强碱为主，虽然去污能力较强，但在清洗未干燥的印刷错误的PCB时，对PCB表面的材质有损伤；在清洗丝印网板上的油墨时，对丝印网板上的绷网胶、铝质金属边框等损伤也较大，同时对人体也存在一定的危害。
因此，目前市面上的油墨清洗剂存在的对环境破坏性和人体危害性大、稳定性差、成本高，且针对特定的PCB油墨的清洗剂少，对PCB油墨针对性差，清洗效果不佳。
技术实现要素：
本发明实施例的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种水基清洗剂及其制备方法，以克服现有油墨清洗剂存在的对环境破坏性和人体危害性大、稳定性差、成本高，针对PCB油墨清洗针对性差，清洗效果不佳的技术问题。
本发明实施例的另一目的是提供一种PCB油墨清洗的方法，以克服现有PCB油墨清洗方法存在的清洗效果不佳的技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明的一方面，提供了一种水基清洗剂。所述水基清洗剂由以下质量百分含量的成分组成：
本发明的另一方面，提供了一种清洗剂的制备方法。所述制备方法包括如下步骤：
按照本发明水基清洗剂所含的成分和含量比例分别量取各成分原料；
将称取的各所述成分原料进行混料处理。
本发明的又一方面，提供了一种PCB油墨清洗方法。所述PCB油墨清洗方法包括采用本发明水基清洗剂或本发明制备方法制备的水基清洗剂进行清洗PCB油墨的步骤。
与现有技术相比，本发明水基清洗剂清洗油墨特别是针对PCB油墨清洗力强，且气味清淡，不含卤素，无闪点，不腐蚀，无磷，环保，对PCB表面材质及元器件、丝网所用绷网胶、铝制金属边框的材料兼容性好，不燃不爆使用安全，清洗废水易处理，而且成本相对较低。
本发明水基清洗剂制备方法由于是直接按照本发明水基清洗剂所含的成分种类及其含量量取进行混料处理，因此，混料处理获得的水基清洗剂分散体系稳定，从而其清洗油墨的能力，特别是清洗PCB油墨清洗力强，由于是采用水作为溶剂，因此，在制备过程中环保安全，对人体无危害，降低了成本。另外，其工艺条件易控，制备的水基清洗剂性能稳定。
本发明PCB油墨清洗方法由于是采用本发明水基清洗剂进行PCB油墨，因此，清洗效果好，而且与PCB表面材质及元器件、丝网所用绷网胶、铝制金属边框的材料兼容性好，对PCB不造成损伤。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例说明书中所提到的相关成分的质量含量不仅仅可以指代各成分间质量的比例关系，也可以表示各成分的具体含量。因此，只要是按照本发明实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本发明实施例说明书公开的范围之内。具体地，本发明实施例说明书中所述的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
一方面，本发明实施例提供一种水基清洗剂。水基清洗剂由以下质量百分含量的成分组成：
其中，上述水基清洗剂所含的表面活性剂起到润湿和渗透作用。其中，表面活性剂的润湿作用能够将污垢微粒和待清洗表面进行润湿。特别是由于PCB印刷油墨的残留和待清洗表面所带的电荷的电性一般相同，两者之间发生排斥作用，当本实施例水基清洗剂对PCB油墨残留润湿和渗透后，使得PCB油墨粘附强度减弱。同时利用表面活性剂的渗透作用，扩大垢层中原有的孔隙并创造新的孔隙，从而形成本实施例水基清洗剂进入垢层深处的通道，使本实施例水基清洗剂能够充分的扩散到尽可能多的垢层表面，提高清洗效果。因此，为了提高表面活性剂润湿和渗透作用，从而提高上述水基清洗剂的清洗效果，在一实施例中，上述水基清洗剂所含的所述表面活性剂为Gemini表面活性剂和非离子表面活性剂的复合物。在进一步实施例中，所述Gemini表面活性剂与非离子表面活性剂的复合物中，所述Gemini表面活性剂与非离子表面活性剂的质量比为1：(1-1.5)。
在具体实施例中，所述Gemini表面活性剂又称双子表面活性剂，被称为“21世纪的表面活性剂”。Gemini表面活性剂是一类带有2个疏水基、2个亲水基和1个桥连基团的化合物，其打破了传统表面活性剂单疏水链单亲水基的结构，具有如下一些性能：临界胶束浓度比普通表面活性剂低2-3个等级，具有很高的降低界面表面张力的能力；胶束分子排列紧密，具有较高的电荷密度，能够耐高矿化度；优良的润湿性；简而言之，就是具有更高的表面活性、很低的Kraff点和良好的水溶性。按照亲水基的不同，可将其分为阳离子型、阴离子型、非离子型及两性型，其中Gemini磺酸盐类表面活性剂属于阴离子型的一种，具有活性高、热稳定性好、抗盐性好等优势。就水溶液表面张力的降低能力和降低效率而言，Gemini磺酸盐类表面活性剂和普通表面活性剂尤其是和非离子表面活性剂的复配能产生更大的协同效应，因此，上述Gemini表面活性剂优选Gemini磺酸盐类表面活性剂。
在另一具体实施例中，上述非离子表面活性剂中选用脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物、异构醇聚氧乙烯醚中的至少一种。其中，脂肪醇聚氧乙烯醚的生物降解性好，以脂肪醇烷基链链含12-14个碳原子加成10个左右环氧乙烷的产物洗涤去污能力最好，优选为AEO-9。脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)是一种低泡沫的非离子表面活性剂，在低温条件下(低于60 0C)具有优异的净洗性能，特别是分散力出众，在净洗过程中能够有效的防止污垢的反沾污，其渗透、乳化等性能优越。异构醇聚氧乙烯醚具有较好的乳化洗净性能，特别是异构十醇在洗净方面表现突出，因此，异构醇聚氧乙烯醚优选异构十醇聚氧乙烯醚。
上述水基清洗剂所含的环保溶剂的存在，能够有效将油墨特别是PCB中油脂或油性污染物采用相似相溶原则进行溶解，从而提高上述水基清洗剂的清洗效果，而且，该溶剂环保，从而保证了上述水基清洗剂的环保安全。为了有效发挥环保溶剂的作用，在一实施例中，该环保溶剂选用醚酯类溶剂、多元醇二元酯(EGDA)中的至少一种。该选用的环保溶剂属于新型环保高沸溶剂，能够对油墨特别是PCB印刷油墨残留中的各类树脂、颜料、染料、填充剂和助剂等组分有效进行溶解，从而达到“溶解”PCB印刷油墨残留污垢的作用。而且该选用的环保溶剂沸点高，在水基溶剂的前提下，保证了上述水基清洗剂高闪点，或无闪点，从而保证了其安全性能。其中，丙二醇醚酯类溶剂是性能优良的可降解的环保型高级溶剂，对极性和非极性均有很强的溶解能力，对油墨中的混合物包括氨基甲基酸酯、乙烯基、聚酯、纤维素醋酸酯、醇酸树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂及硝化纤维素溶解力极好。多元醇二元酯(EGDA)作为高沸点优质环保溶剂，高效、安全、无毒，是各种有机树脂的优良溶剂，能有效清除油墨残留。
上述水基清洗剂所含的助洗剂能够协助上述表面活性剂等组分的作用，或进一步的与上述表面活性剂等组分之间发挥增效作用，从而提高水基清洗剂的清洗效果。在实施例中，该助洗剂选用柠檬酸钠、乙二胺四乙酸钠盐、羧甲基纤维素(CMC)中的至少一种。其中，柠檬酸钠和乙二胺四乙酸钠盐都是优良的鳌合剂/络合剂，可以迅速沉淀金属离子，使污垢和灰分散和悬浮，提高表面活性剂的性能。羧甲基纤维素钠溶于水后如真胶体溶液，对清洗剂微粒发生物理化学影响，使临界胶束浓度降低。此外，CMC为极性化合物，由于具有羧酸基，因此有类似肥皂的特性，即能发生水解，具有表面活性、乳化和泡沫性、悬浮性和稳定分散体的性能。另外，柠檬酸钠、乙二胺四乙酸钠盐、羧甲基纤维素钠在清洗剂中还能发挥抗再沉积剂的作用。
上述水基清洗剂所含的抗蚀剂苯甲酸钠、苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑中的至少一种。
上述水基清洗剂所含的消泡剂为乳液型硅油消泡剂。这些消泡剂赋予上述水基清洗剂低泡易漂洗特性。
另外，通过对上述水基清洗剂所含的成分种类和含量的控制，其pH值为6-8。因此，上述各实施例中的水基清洗剂为中性水基清洗剂。
由上文所述，上述水基清洗剂通过其所含的成分以及成分之间的协同作用，具有以下几个方法的作用机理：
表面活性剂的润湿和渗透机理：依靠表面活性剂的润湿作用，将污垢微粒和待清洗表面进行润湿。在水介质中，固-液界面形成扩散双电层，由于PCB印刷油墨的残留和待清洗表面所带的电荷的电性一般相同，两者之间发生排斥作用，使粘附强度减弱，同时利用表面活性剂的渗透机理，扩大垢层中原有的孔隙并创造新的孔隙，从而形成上述各实施例水基清洗剂进入垢层深处的通道，使上述各实施例水基清洗剂能够充分的扩散到尽可能多的垢层表面，提高清洗效果。
膨胀机理：上述各实施例水基清洗剂能使PCB印刷油墨垢层内部发生膨胀作用，使油墨垢层结构内部出现裂纹和缝隙，增大了上述各实施例水基清洗剂的作用面积。强烈的膨胀作用使污垢更易脱落。
油脂或油性污染的溶解性的脱脂机理：相似相溶原则。采用对PCB印刷油墨残留中的各类树脂、颜料、染料、填充剂和助剂等溶解性非常好的醚酯类溶剂、多元醇二元酯(EGDA)等溶剂，达到“溶解”PCB印刷油墨残留污垢的作用。
分散机理：上述各实施例水基清洗剂中的表面活性剂、水和助洗剂可促进油墨残留污垢剥离出来，使得清洗剂能够继续和垢层作用，加快清洗进程。
因此，上述各实施例水基清洗剂对PCB材料兼容性好，对PCB元件及丝印网框的铝合金等无腐蚀，对油墨特别是PCB油墨能够快速有效清洗。而且水基清洗剂所含的成分均为无酸碱物质的中性产品，性能温和，不含卤素，无闪点，无磷无腐蚀，对环境无污染，对人体无伤害，成本低，且呈中性，废水易处理。
另一方面，本发明实施例还提供了上述水基清洗剂的一种制备方法。所述制备方法包括如下步骤：
步骤S01：按照上文所述的水基清洗剂所含的成分和含量比例分别量取各成分原料；
步骤S02：将称取的各所述成分原料进行混料处理。
具体地，上述步骤S01所述的水基清洗剂所含的成分和含量比例均如上文水基清洗剂中所述，为了节约篇幅，在此不再赘述。
上述步骤S02中的混料处理可以采用本领域常规的混料处理，如搅拌等，加料顺序可以按照常规清洗剂的加料顺序加料，不管采用哪种方法进行混料处理，只要将各成分原料混合均匀即可。
因此，该水基清洗剂制备方法获得的水基清洗剂分散体系稳定，从而其清洗油墨的能力，特别是清洗PCB油墨清洗力强，由于是采用水作为溶剂，因此，在制备过程中环保安全，对人体无危害，降低了成本。另外，其工艺条件易控，制备的水基清洗剂性能稳定。
再一方面，在上文水基清洗剂及其制备方法的基础上，本发明实施例还提供了一种PCB油墨的清洗方法。本实施例清洗方法包括的步骤有：采用上文本发明实施例水基清洗剂或上文本发明实施例制备方法制备的水基清洗剂进行清洗PCB油墨。
下面以具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
本实施例提供一种PCB油墨专用绿色环保中性水基清洗剂，以质量百分计，由以下组分组成：
本实施例水基清洗剂制备方法为:将本实施例1上述各组分混合搅拌均匀即可。
实施例2
本实施例提供一种PCB油墨专用绿色环保中性水基清洗剂，以质量百分计，由以下组分组成：
本实施例水基清洗剂制备方法为:将本实施例1上述各组分混合搅拌均匀即可。
实施例3
本实施例提供一种PCB油墨专用绿色环保中性水基清洗剂，以质量百分计，由以下组分组成：
本实施例水基清洗剂制备方法为:将本实施例1上述各组分混合搅拌均匀即可。
实施例4
本实施例提供一种PCB油墨专用绿色环保中性水基清洗剂，以质量百分计，由以下组分组成：
本实施例水基清洗剂制备方法为:将本实施例1上述各组分混合搅拌均匀即可。
对比实施例1
本对比实施例提供一种清洗剂，以质量百分计，由以下组分组成：
本实施例水基清洗剂制备方法为:将本实施例1上述各组分混合搅拌均匀即可。
相关性能测试
将上述实施例1-4提供的PCB油墨专用绿色环保中性水基清洗剂和对比实施例1提供的清洗剂分别进行如下表1中相关性能的测试。测试结果如下表1所示：
表1
通过表1可以看出，从表1中可以看出，本发明实施例提供的环保中性水基清洗剂清洗率达到100％，防锈性好，明显优于对比实施例1。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。