四羟丙基乙二胺

【背景及概况】^[1][2][3]

电子工业的发展，特别是微电子技术的发展，使化学镀铜在非金属材料的金属化、复合材料的制备及电磁屏蔽材料的制备中得到了广泛应用。目前，PCB（印制电路板）孔内化学镀铜的发展趋势是快速化学镀厚铜，即要求沉积速率为6 ~ 9 μm/h，30 min 内镀层厚度为2 ~ 3 μm。以四羟丙基乙二胺（THPED）为配位剂的化学镀铜溶液体系，可在室温20 °C、中温40 ~ 45 °C或高温50~70 °C条件下操作，溶液稳定性好、沉积速率快，镀层机械、电气性能也很好。

四羟丙基乙二胺是一种无色透明粘稠状液体，别名N，N，N'，N'-四-(2羟基丙基)乙二胺，CAS号为102-60-3，分子式为C14H32N2O4，分子量292.41500，熔点32°C，沸点175-181 °C0.8 mm Hg(lit.)，闪点>230 °F，密度.03 g/mL at 20 °C (lit.)，折射率n20/D 1.4812(lit.)。四羟丙基乙二胺作为交联剂和抗静电剂，广泛应用于合成橡胶及聚氨醋制品中。使制品具有良好机械强度和抗静电性能，作为稳定剂而广泛用于工程塑料中，使塑料具有良好抗光耐寒性能。如果吸入四羟丙基乙二胺，请将患者移到新鲜空气处；如果皮肤接触，应脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤，如有不适感，就医；如果眼晴接触，应分开眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗，并立即就医；如果食入，立即漱口，禁止催吐，应立即就医。

【合成】^[2]

利用乙二胺与氧化丙烯在催化剂作用下发生开环加成反应，生成四羟丙基乙二胺，具体反应步骤如下：将定量的乙二胺及催化剂投入合成釜，用氮气置换釜内空气至合格，打开蒸汽阀通入蒸汽将合成釜物料升温至50 ℃，用计量泵定量向合成釜加人氧化丙烯，控制釜内物料温度不超过160 ℃，压力不超过0.15MPa 。待定量的氧化丙烯加完后，在160 ℃下继续反应50 min，然后将反应物料输送到蒸馏塔进行蒸馏。在-0.06MPa 下，控制蒸馏塔塔顶温度不超过90 ℃，将催化剂及未反应原料蒸馏出去。即得无色透明粘稠状产品四羟丙基乙二胺。收率为97 %。工艺流程如下：

【应用】^[3][4]

四羟丙基乙二胺为一种络合剂，在线路版制造上用于化学镀铜。应用举例如下：

1. 四羟丙基乙二胺可用于制备一种蚀刻液。蚀刻液包括双氧水、丁二酸、丙二酸、醋 酸、硫酸、异丙醇胺、5-氨基-1H-四唑、四羟丙基乙二胺以及甘胺酸，上述成分均匀混合于去离子水中，其中双氧水占蚀刻液的重量百分比为5～10wt％，丁二酸占蚀刻液的重量百分比 为0.5～10wt％，丙二酸占蚀刻液的重量百分比为0.5～10wt％，醋酸占蚀刻液的重量百分 比为1～10wt％，硫酸占蚀刻液的重量百分比为0.5～5wt％，异丙醇胺占蚀刻液的重量百分 比为1～20wt％，5-氨基-1H-四唑占蚀刻液的重量百分比为0.01～0.5wt％，四羟丙基乙二胺占蚀刻液的重量百分比为1～15wt％，甘胺酸占蚀刻液的重量百分比为1～5wt％

2. 四羟丙基乙二胺制备一种无氰碱性镀铜电镀液. 在电镀行业中，碱性镀铜主要应用于铁件、锌合金件、铝合金件、黄铜件等基体的 打底镀层。传统的碱性镀铜溶液的络合剂都采用氰化物，且在次世界大战后被广泛应用至今。氰化物镀铜性能优越，孔隙率低、分散能力好、深镀能力好、镀液稳定，然而氰化物是剧毒物质，其致死量仅仅为5mg，其不仅在使用过程中存在安全隐患，而且废水后处理也极其复杂，给企业也带来了巨大的经济压力。因此需要研发无氰镀铜工艺。该电镀液主要由以下浓度的组分混合而成：N，N，N'-三(2-羟丙基)-N'-羟乙基乙二胺1g/L～60g/L；四羟丙基乙二胺0～8g/L；1，3-二溴-5，5-二甲基海因0g/L～0.6g/L；柠檬酸盐和/或酒石酸盐25g/L～45g/L；铜盐20g/L～50g/L；无机碱50g/L～70g/L；导电盐20g/L～120g/L；水余量；至少从所述1，3-二溴-5，5-二甲基海因和四羟丙基乙二胺中选择一种。上述无氰碱性镀铜电镀液具有较强的分散能力。

【参考文献】

[1] 曹权根, 陈世荣, 杨琼, 等. 四羟丙基乙二胺–乙二胺四乙酸二钠体系快速化学镀铜[J]. 电镀与涂饰, 2014, 19: 002.

[2] 崔学元, 陈长权. 100 /t a 四羟丙基乙二胺的研制.广东化工，1998

[3] 许博云；蔡奇哲；高克毅.蚀刻液及显示器的制造方法. CN201710317772.1，申请日2017-05-08 

[4] 田志斌;谢丽虹;詹益腾;邓正平.无氰碱性镀铜电镀液. CN201711340361.0，申请日2017-12-14