[發明專利]一種堿溶性光敏改性聚丙烯酸預聚物及其制備方法

無效

• 申請號: 201110254290.9
• 申請日: 2011-08-31
• 公開（公告）號: CN102391398A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 沈春暉;孟泉;尹鳳銀;高山俊
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C08F20/06
• 分類號: C08F20/06;C08F8/14;C09D11/10
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 喬宇;唐萬榮

技術領域

本發明涉及一種堿溶性光敏預聚物及其制備方法，屬于精細化工技術領域。

背景技術

近年來，堿溶性感光樹脂是獲得迅速發展的一類感光性樹脂。利用其堿溶性已經研制開發出多種光成像型的固化材料，如液態感光阻焊劑、液態感光抗蝕劑等，并在電子和印刷等行業的生產上獲得廣泛應用。

堿溶性感光樹脂在結構上除了含有感光基團外，通常還有一些可溶于堿性水溶液的基團如羧基、酰胺基、磺酸基等。堿溶性光敏預聚物制備方法主要有三種：一、利用丙烯酸類單體、酸酐或異氰酸酯化合物等改性各類環氧樹脂制備堿溶性光敏預聚物，該堿溶性光敏預聚物在商品化抗蝕成像油墨中應用較多。但其主要存在以下缺點：粘度高、脆性大、硬度大、與基材附著力不佳，從而造成刻蝕后的線路圖形有缺陷，且與添加劑等分散性不好，易分層，限制了其在精細導線制作方面的應用。二、采用對松香進行改性的方法制備的多官能團丙烯酸酯松香衍生物作為堿溶光敏成分。其對基材附著力較好，熱穩定性高。但反應過程需要用到有機溶劑，存在產物提純難的問題。三、利用雙鍵功能單體接枝自由基共聚物，該預聚物有較高反應活性、柔韌性好、與基材附著力強，在高分辨率成像抗蝕油墨的應用中有良好前景。而目前的丙烯酸酯聚合物多為丙烯酸酯類共聚，需要加入幾種不同種類單體進行自由基聚合，再引入光敏性基團。且自由基共聚反應條件有諸多限制，反應過程不易控制，易產生很多副反應，造成預聚物粘度較大，從而影響預聚物的光固化速率及堿溶性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是提供一種堿溶性光敏改性聚丙烯酸預聚物，它常溫下粘度較小，在油墨體系中分散性好，作為堿溶性油墨的主要組分或活性稀釋劑，效果優異。

本發明所要解決的另一技術問題是提供其制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種堿溶性光敏改性聚丙烯酸預聚物，其特征在于：它是由聚丙烯酸的羧基基團和含有碳碳不飽和雙鍵(非芳香烴中含有的碳碳不飽和雙鍵)的取代環氧乙烷進行部分開環酯化反應而得到的。

按上述方案，所述含有碳碳不飽和雙鍵的取代環氧乙烷為丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油醚、1，2-環氧-4-乙烯基環己烷中的一種或一種以上的混合物。

一種堿溶性光敏改性聚丙烯酸預聚物的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

在氮氣保護下，將聚丙烯酸、第一阻聚劑加入反應器中，所述聚丙烯酸和第一阻聚劑的質量比為100∶0.1～0.25，升溫至80～90℃，然后滴加含有碳碳不飽和雙鍵的取代環氧乙烷、第二阻聚劑和催化劑的混合物，所述含有碳碳不飽和雙鍵的取代環氧乙烷、第二阻聚劑和催化劑的質量比為100∶0.1～0.25∶0.5～3，滴加完畢后，升溫至100～115℃進行部分開環酯化反應，至酸值達到穩定值時，停止反應，后處理而得。所述的酸值為中和每克試樣消耗KOH的毫克數。

本發明是利用聚丙烯酸中的羧基與含有碳碳不飽和雙鍵的取代環氧乙烷進行部分開環酯化反應引入光敏性雙鍵，同時未參與反應的羧基使其具有一定的堿溶性。羧基含量越多，堿溶性越好，而相應的光固化速率則會有所降低，因而本發明制備方法可通過控制聚丙烯酸和含有碳碳不飽和雙鍵的取代環氧乙烷的配比而合成符合不同堿溶性與光固化速率要求的堿溶性光敏改性聚丙烯酸預聚物。優選地，所述聚丙烯酸中羧基基團和含有碳碳不飽和雙鍵的取代環氧乙烷的摩爾比為1∶0.25～1∶0.75。

按上述方案，所述聚丙烯酸數均分子量在2000～5000之間，一般為無色或淡黃色液體。

按上述方案，所述第一阻聚劑或第二阻聚劑均獨立選自1，4-對苯二酚、對羥基苯甲醚中的一種或兩種的混合。

按上述方案，所述催化劑為N，N-二甲基芐胺、N，N-二甲基苯胺、三苯基膦中的一種或一種以上的混合。

按上述方案，所述反應時間為2～4小時。

按上述方案，所述后處理為降溫，水洗去除產物中殘留的聚丙烯酸，分離除去水相，真空干燥而得。

按上述方案，所述水洗溫度為40～50℃，洗滌次數不少于三次。

按上述方案，所述真空干燥的溫度為50～70℃。

一種阻焊油墨，其特征在于：它包括上述堿溶性光敏改性聚丙烯酸預聚物。

本發明的堿溶性光敏改性聚丙烯酸預聚物與現有產品相比有以下優點：

1)一步合成，反應過程簡單可控；

2)產品即含疏水性酯基，又含親水性羥基與羧基，使該堿溶性光敏改性聚丙烯酸預聚物在油墨體系中分散性好；