[發明專利]兼具水溶性和油溶性的成膜樹脂及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410062775.1
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN104861109B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 周樹云;任遠飛;肖時卓;鄒應全;陳萍
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C08F220/28
• 分類號: C08F220/28;C08F220/14;C08F210/08;C08F212/08;C08F212/12;C08F220/18;C08F220/54;G03F7/027
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司31002
• 代理人: 李柏

技術領域

本發明屬于光功能材料領域，尤其涉及兼具水溶性和油溶性的成膜樹脂及其制備方法和應用。

背景技術

光固化成像技術是指在光照射條件下，曝光部分發生自由基或者陽離子聚合反應而交聯固化，從而導致其在溶劑中的溶解性能發生改變；未曝光部分未發生化學變化；然后通過顯影步驟，用溶劑洗去可溶性部分，留下不可溶性部分，從而得到圖像的過程。光固化成像技術具有固化速度快、能耗低、裝置緊湊、適應性廣等優點，在平板印刷版、光刻膠、集成電路等領域有著十分廣闊的應用前景。

隨著世界各國對環保的重視程度越來越高，光固化成像技術也在向著低消耗、低污染、低排放的環保型綠色方向發展。目前所使用的光固化成像技術大多數還采用傳統的濕式顯影，即在曝光后用堿水溶液或有機溶劑進行沖洗，除去可溶性部分，留下不可溶性部分，得到圖像。但是采用有機溶劑或堿水溶液濕式顯影會導致操作間具有較高的揮發性有機化合物（VOC）。揮發性有機化合物對人體健康有著巨大的影響。當室內的VOC達到一定濃度時，短時間內人們會感到頭痛、惡心、嘔吐、乏力等，嚴重時會出現抽搐、昏迷，并會傷害到人的肝臟、腎臟、大腦和神經系統，造成記憶力減退等嚴重后果。同時，有機溶劑或堿性顯影劑，還存在易燃、易爆、氣味難聞等問題，所以實現免化學處理水顯影成為光固化成像技術發展的新趨勢。

水顯影體系是指以水基高分子為主體，當受光照后，見光部分發生交聯或化學變化而失去水溶性，未見光部分可以用水顯影除去，形成影像。水是最廉價、安全的顯影劑，具有無毒、無味、不易燃、不易爆的特點，對環境保護有著極大的意義，所以開發水顯影體系對光固化成像技術領域有重大意義。

成膜樹脂作為光固化材料配方中的主要成份，占到整個配方組分的50%～90%。成膜樹脂的性能決定了光固化后圖像的分辨力，耐化學品性和顯影性等重要性能（周海華，鄒應全，膠印PS版用成膜樹脂及酯化樹脂的發展[J].熱固性樹脂，2007，6（22）：36-41）。目前，市場上主要的成膜樹脂多為油溶性的。比如CN200710053666.3中公開了一種用單體N-取代甲基丙烯酰胺和N-取代馬來酰亞胺通過自由基共聚合方法制備的成膜樹脂，具有很好的耐高溫性能，可應用于光刻膠等領域；CN101284891A中公開了一種用含有環氧基團的丙烯酸酯和（甲基）丙烯酸苯酯共聚合得到成膜樹脂，具有較好的硬度和耐熱變色性，適用于光學薄膜等方面；CN1847274A中公開了含硅偶聯劑共聚物成膜樹脂，可以應用于有機防反射涂膜領域。由于這些油溶性的成膜樹脂并不具備水溶性，無法滿足水顯影的要求。

為了滿足光固化成像技術中水顯影體系的要求，所以需要研制出一種兼具水溶性和油溶性的成膜樹脂，該成膜樹脂具有水溶性可以滿足水顯影的要求，油溶性可以滿足配方時混溶的要求。

發明內容

本發明的目的之一是提供兼具有較好的水溶性和油溶性的成膜樹脂，以滿足光固化成像技術中免化學處理水顯影的要求。

本發明的目的之二是提供一種兼具有較好的水溶性和油溶性的成膜樹脂的制備方法。

本發明的目的之三是提供兼具有較好的水溶性和油溶性的成膜樹脂的應用。

本發明的兼具水溶性和油溶性的成膜樹脂是由具有式（2）結構的單體A和具有式（3）結構的單體B共聚合得到的，其結構式如式（1）所示；

式（1）中：

n=1～12的整數；

x:y的摩爾數之比為1:99～99:1，優選為50:50～90:10；

所述的R₁、R₂獨立地選自氫、鹵素（鹵原子是Cl、Br或I）、氰基、甲基和乙基中的一種；

所述的R₃選自C₁～C₃的烷基中的一種；

所述的R₄選自C₁～C₆的烷基、端羥基取代的C₁～C₆的烷基中的一種；