一种用于CTP版基生产的电解液

技术领域

本发明属于印刷技术领域，具体地，涉及一种用于CTP版基生产的电解液。

背景技术

CTP版由版基和感光层组成。其中版基为A1050，H18的商用纯铝。版基处理一般包括以下过程：去油、电解、除灰、氧化、封孔等。其中电解对CTP版的性能有着至关重要的影响。电解是生成砂目的过程，电解工艺的不同，所生成的砂目形态也不相同，而砂目形态的好坏将直接影响CTP版材的感度、耐印率、版基密度以及在印刷过程的水墨平衡。

现有的铝基板电解过程通常采用电化学腐蚀(即电化学磨版)。电化学磨版就是将铝版浸在稀酸溶液中，将铝通以交流电，铝在正半周发生Al→Al

如中国专利CN101872125A公开的一种CTP版基的电解新工艺，通过在电解过程中加碱洗和水洗，用单一HCl溶液作为电解液，达到CTP版基的使用要求，电解液中HCl浓度为1.4-2.0％，此碱洗的工艺是：0.5-1.5％的NaOH溶液，碱洗时间为10-60s，碱洗温度为20-30℃，水洗的工艺是：水洗流量大于100L/min，流速大于3m/s，水洗时间为10-60s，此种电解工艺虽然既便宜又易稳定控制，但是电解过程中采用单一HCl溶液作为电解液，形成的砂目分布较不均匀，有较大的坑，同时也有未磨版的平台，影响后续CTP版的显影质量，存在辨力不高，感度慢等问题。

因此，本发明提供了一种用于CTP版基生产的电解液。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于CTP版基生产的电解液，用以解决现有CTP版基电解工艺对铝基板腐蚀形成的“小坑”分布不均匀的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于CTP版基生产的电解液，包括以下原料：腐蚀成分、表面活性剂和水。

进一步地，所述腐蚀成分为盐酸、硫酸、柠檬酸、磷酸按照质量比为10-15:1-3:1.5-4.5:0.5-1.5组成。

进一步地，所述电解液中HCl的浓度为5-20g/L。

进一步地，所述表面活性剂的加入质量为水质量的1.5-3.5％。

进一步地，所述表面活性剂包括以下步骤制成：

A1、将对羟基苯甲酸、二乙烯三胺装入反应容器中，加热至反应物完全熔化，并在冷凝水的作用下加热至140-150℃，待有气体放出时开真空泵，吸出反应气体，并继续搅拌反应2-4h,待无气体放出时，升温至200-210℃反应2-3h，真空下冷却至室温，水洗数次，干燥，得咪唑衍生物，其中，对羟基苯甲酸、二乙烯三胺的用量比为1mol:1.5-1.8mol；

在上述反应中，利用羧基和二乙烯三胺的成环反应，得咪唑环，所得咪唑衍生物分子结构如下所示；

A2、将咪唑衍生物加热完全熔化时，加入季戊四醇缩水甘油醚和DMAC，并在冷凝水的作用下加热至50-60℃，并搅拌反应4-7h，停止反应，减压旋蒸，甲醇洗涤，干燥，得支化多醇，其中，咪唑衍生物、季戊四醇缩水甘油醚的质量比为72-75:36；

在上述反应中，利用咪唑衍生物中的氨基和季戊四醇缩水甘油醚中的环氧基反应，形成以季戊四醇醚为核，咪唑衍生物为壳的支化多醇(来源于开环反应获得的羟基和咪唑衍生物中的羟基)；

A3、将支化多醇和DMAC混合均匀后，并用氢氧化钠的水溶液调节pH至10-11，在冷凝水的作用下加热至50-60℃,搅拌下缓慢滴加75wt％缩水甘油基三甲基氯化铵的水溶液，加毕后，继续搅拌反应2-4h，停止反应，减压旋蒸，甲醇洗涤，干燥，得离子化支化多醇，其中，支化多醇、缩水甘油基三甲基氯化铵的质量比为108:60-65；

在上述反应中，利用支化多醇中的羟基和缩水甘油基三甲基氯化铵中的环氧基反应，在支化多醇中引入阳离子，得离子化支化多醇，提高了离子化多元醇的水溶性；

A4、将离子化支化多醇和冰醋酸混合均匀后，并用氢氧化钠的乙醇溶液调节pH至10-11，在冷凝水的作用下加热至75-85℃,搅拌下缓慢滴加溴代十六烷，加毕后，继续搅拌反应2-4h，停止反应，减压旋蒸，甲醇洗涤，干燥，得表面活性剂，其中，离子化支化多醇、溴代十六烷的质量比为8:1-2。

在上述反应中，利用离子化多元醇中的羟基和溴代十六烷中的溴反应，在离子化多元醇中引入十六烷基，得表面活性剂，赋予表面活性剂两亲性，其中，阳离子、羟基、醚基表现为亲水性，十六烷链表现为亲油性。

本发明的有益效果：

为解决应用单一盐酸的电解液对铝基板腐蚀形成的“小坑”分布不均匀的问题，本发明采用盐酸、硫酸、柠檬酸、磷酸为腐蚀成分，可知该混合酸中既含有无机酸，又含有无机酸，利用混合酸之间的科学配伍，可以达到有效电解CTP版基(即铝板)，又可以协调控制所形成的“小坑”的分布均匀性，同时为降低电解液和铝板的界面张力，本发明引入了自制的表面活性剂，该表面活性剂为两亲性，不但提高混合酸溶液的稳定性，同时含有阳离子，提高了电解效率，且其含有咪唑环易与铝基板电解形成的铝离子形成配合物，再配合π-π键的堆积，易使得表面活性剂分子中的咪唑衍生物结构在铝板表面堆积，而表面活性剂中的长烷基链和阳离子链指向水中，对铝板形成保护，发挥缓蚀的作用，这种机制特别在较大“坑”发挥突出，这是因为较大“坑”的接触面积大，含铝离子浓度多，表面活性剂更易进入该种“坑”，其分子中咪唑衍生物结构更易与较大“坑”形成保护面，发挥缓蚀作用，在宏观上起到调控腐蚀所形成“坑”的尺寸的大小，促进获得大小均匀的腐蚀“坑”；

综上所述，本发明提供的用于CTP版基生产的电解液在对铝基板过程中具有良好的电解效率，以及调控电解铝基板表面“坑”的大小和分布的性能，使获得的铝基板表面“坑”大小均匀，且分布均匀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

表面活性剂的制备：

A1、将1mol对羟基苯甲酸、1.5mol二乙烯三胺装入反应容器中，加热至反应物完全熔化，并在冷凝水的作用下加热至140℃，待有气体放出时开真空泵，吸出反应气体，并继续搅拌反应4h,待无气体放出时，升温至200℃反应3h，真空下冷却至室温，水洗数次，干燥，得咪唑衍生物；

A2、将72g咪唑衍生物加热完全熔化时，加入36g季戊四醇缩水甘油醚和100mLDMAC，并在冷凝水的作用下加热至50℃，并搅拌反应7h，停止反应，减压旋蒸，甲醇洗涤，干燥，得支化多醇；

A3、将108g支化多醇和100mL DMAC混合均匀后，并用30wt％氢氧化钠的水溶液调节pH至10-11，在冷凝水的作用下加热至50℃,搅拌下缓慢滴加含有60g缩水甘油基三甲基氯化铵的水溶液(75wt％)，加毕后，继续搅拌反应4h，停止反应，减压旋蒸，甲醇洗涤，干燥，得离子化支化多醇；

A4、将80g离子化支化多醇和100mL冰醋酸混合均匀后，并用30wt％氢氧化钠的乙醇溶液调节pH至10-11，在冷凝水的作用下加热至75℃,搅拌下缓慢滴加10g溴代十六烷，加毕后，继续搅拌反应4h，停止反应，减压旋蒸，甲醇洗涤，干燥，得表面活性剂。

实施例2

表面活性剂的制备：

A1、将1mol对羟基苯甲酸、1.8mol二乙烯三胺装入反应容器中，加热至反应物完全熔化，并在冷凝水的作用下加热至150℃，待有气体放出时开真空泵，吸出反应气体，并继续搅拌反应2h,待无气体放出时，升温至210℃反应2h，真空下冷却至室温，水洗数次，干燥，得咪唑衍生物；

A2、将75g咪唑衍生物加热完全熔化时，加入36g季戊四醇缩水甘油醚和100mLDMAC，并在冷凝水的作用下加热至60℃，并搅拌反应4h，停止反应，减压旋蒸，甲醇洗涤，干燥，得支化多醇，；

A3、将108g支化多醇和100mL DMAC混合均匀后，并用30wt％氢氧化钠的水溶液调节pH至10-11，在冷凝水的作用下加热至60℃,搅拌下缓慢滴加含有65g缩水甘油基三甲基氯化铵的水溶液(75wt％)，加毕后，继续搅拌反应4h，停止反应，减压旋蒸，甲醇洗涤，干燥，得离子化支化多醇；

A4、将80g离子化支化多醇和100mL冰醋酸混合均匀后，并用30wt％氢氧化钠的乙醇溶液调节pH至10-11，在冷凝水的作用下加热至85℃,搅拌下缓慢滴加20g溴代十六烷，加毕后，继续搅拌反应2h，停止反应，减压旋蒸，甲醇洗涤，干燥，得表面活性剂。

实施例3

一种用于CTP版基生产的电解液，包括以下原料：腐蚀成分、实施例1制备的表面活性剂和水；表面活性剂的加入质量为水质量的1.5％；

其中，所述腐蚀成分为盐酸、硫酸、柠檬酸、磷酸按照质量比为10:1:1.5:0.5组成；所述电解液中HCl的浓度为5g/L。

实施例4

一种用于CTP版基生产的电解液，包括以下原料：腐蚀成分、实施例2制备的表面活性剂和水；表面活性剂的加入质量为水质量的2％；

其中，所述腐蚀成分为盐酸、硫酸、柠檬酸、磷酸按照质量比为12:2:3:1组成；所述电解液中HCl的浓度为10g/L。

实施例5

一种用于CTP版基生产的电解液，包括以下原料：腐蚀成分、实施例1制备的表面活性剂和水；表面活性剂的加入质量为水质量的3.5％；

其中，所述腐蚀成分为盐酸、硫酸、柠檬酸、磷酸按照质量比为15:3:4.5:1.5组成；所述电解液中HCl的浓度为20g/L。

对比例1

一种用于CTP版基生产的电解液，包括以下原料：腐蚀成分、实施例1制备的表面活性剂和水；表面活性剂由实施例1步骤A3中制备所得的离子化支化多醇；表面活性剂的加入质量为水质量的1.5％；

其中，所述腐蚀成分为盐酸、硫酸、柠檬酸、磷酸按照质量比为10:1:1.5:0.5组成；所述电解液中HCl的浓度为5g/L。

对比例2

一种用于CTP版基生产的电解液，包括以下原料：腐蚀成分、表面活性剂(十二烷基硫酸钠)和水；表面活性剂的加入质量为水质量的2％；

其中，所述腐蚀成分为盐酸、硫酸、柠檬酸、磷酸按照质量比为12:2:3:1组成；所述电解液中HCl的浓度为10g/L。

对比例3

一种用于CTP版基生产的电解液，包括以下原料：腐蚀成分和水；

其中，所述腐蚀成分为盐酸、硫酸、柠檬酸、磷酸按照质量比为15:3:4.5:1.5组成；所述电解液中HCl的浓度为20g/L。

实施例6

将实施例3-5和对比例1-3所得的电解液进行以下试验：

选用的铝基板为用AA1050铝，先在65℃，20g/L的NaOH溶液中浸泡20秒，然后迅速用流水充分冲洗，再在实施例3-5和对比例1-2所得的电解液中磨版，电解液温度保持在30℃，电流密度50A/dm

对磨版后所得铝表面的砂目形态(均匀、无大坑、无平台)进行10个不同点的500倍和2000倍的SEM进行评价，得出每一个磨版条件所得磨版效果的等级，“1”(最好)表示均匀细密、无平台、无大坑，“10”(最差)表示有超过30μm大坑或有大量平台或根本未形成砂目；实施例3-5和对比例1-3所得电解液电解后的铝表面的砂目形态评价结果如表1所示。

表1

从表1中的数据可以看出实施例3-5提供的电解液对铝基板的电解效果较好。

在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。