光刻膠及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光刻膠領(lǐng)域，尤其涉及一種UV固化打印光刻膠及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] uv固化打印光刻膠是在一定的紫外線照射下，能夠從液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)的液體光刻 膠，它通常由顏料、預(yù)(齊)聚物、活性稀釋劑、光引發(fā)劑和助劑組成，具有不含揮發(fā)性溶劑、 無(wú)臭味、無(wú)刺激、流平好、不堵噴孔、耐水性強(qiáng)、耐溶劑擦洗等優(yōu)點(diǎn)，適用于PCB行業(yè)線路板打 印等行業(yè)。
[0003] -般情況下，UV固化打印光刻膠是在現(xiàn)有的體系中加入了一定量的染料從而使膠 呈現(xiàn)透明感。但現(xiàn)有的光刻膠體系中加入染料后，會(huì)變得無(wú)法干燥，粘性難以控制，目前生 產(chǎn)此種產(chǎn)品的廠商很少，且無(wú)法推廣。另外，采用兩種或兩種以上樹(shù)脂做預(yù)聚物時(shí)打印光澤 度差，容易變色，存在干燥速度低、產(chǎn)品粘性難以控制、產(chǎn)品易于膠化等缺點(diǎn)，且現(xiàn)有光刻膠 由于在193nm和157nm吸收太高而無(wú)法使用。
[0004] 因此，亟需一種可用于噴墨UV固化打印的光刻膠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種光刻膠及其制備方法與應(yīng)用，所述光刻 膠具有色澤光亮，透明度高、附著力牢靠，固化速度快、性能穩(wěn)定、儲(chǔ)存性強(qiáng)，耐候性和抗腐 蝕性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。
[0006] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種光刻膠，包含如下組分： 聚酯丙烯酸酯樹(shù)脂：40~80重量份； 顏料： 1.0重量份:； 染料： 6-12重量份：
[0007] 活性稀釋劑： 8~25重量份； 光引發(fā)劑： 2~8重量份; 分散劑： 1~5重量份。
[0008] 優(yōu)選地，所述聚酯丙烯酸酯樹(shù)脂的官能度為3~9。
[0009] 優(yōu)選地，所述活性稀釋劑的官能度為3~5。
[0010] 優(yōu)選地，所述活性稀釋劑為丙烯酸酯單體。
[0011]優(yōu)選地，所述活性稀釋劑為2-苯氧基乙基丙烯酸酯、1，6_己二醇雙丙烯酸酯、二縮 丙二醇雙丙烯酸酯、三縮丙二醇雙丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、雙季戊四醇五丙烯酸 酯、乙氧基化三羥基甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羥基甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種。
[0012] 優(yōu)選地，所述染料為油溶性染料。
[0013] 優(yōu)選地，所述光引發(fā)劑為α，α-二甲基苯偶?？s酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙 酮、1-羥基-環(huán)已基苯酮、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-嗎啉基-1-丙酮、2-苯基-2-二甲氨 基-1-(4-嗎啉苯基)-1-丁酮、雙苯甲?；交趸⒅械囊环N。
[0014] 優(yōu)選地，所述光引發(fā)劑為2-羥基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羥基-環(huán)己基苯酮及 2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-嗎啉基-1-丙酮分別與二苯甲酮組成的混合物中的一種。
[0015] 優(yōu)選地，所述的分散劑為高相對(duì)分子質(zhì)量潤(rùn)濕分散劑。
[0016] 本發(fā)明提供一種光刻膠的制備方法，包括如下步驟：
[0017] 1)將2-10重量份顏料、6-12重量份染料混合，與20-30重量份聚酯丙烯酸酯樹(shù)脂一 起混合分散碾壓至粒徑1微米以下，獲得漿料的載體；
[0018] 2)將所述載體與2-7重量份活性稀釋劑混合并碾壓，獲得細(xì)漿；
[0019] 3)向所述細(xì)漿中加入20-50重量份聚丙烯酸酯樹(shù)脂、6-18重量份活性稀釋劑、2-8 份光引發(fā)劑和1-5份分散劑，并攪拌若干時(shí)間后過(guò)濾，得到光刻膠。
[0020] 優(yōu)選地，在步驟3)中，攪拌速度為800-2500轉(zhuǎn)/分鐘，攪拌時(shí)間為15~90分鐘。
[0021] 優(yōu)選地，在步驟3)中，采用1微米的蝶形過(guò)濾器過(guò)濾后即可得到光刻膠。
[0022]本發(fā)明還提供一種上述的光刻膠在噴墨UV固化打印中的應(yīng)用。
[0023] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，克服了現(xiàn)有的光刻膠無(wú)法用于打印，粘度過(guò)大，干燥速度無(wú)法 精確控制等缺陷，具有色澤光亮，透明度高、附著力牢靠，固化速度快、性能穩(wěn)定、儲(chǔ)存性強(qiáng)， 耐候性和抗腐蝕性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，適用于打印光刻膠這個(gè)新興的行業(yè)。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面對(duì)本發(fā)明提供的光刻膠及其制備方法與應(yīng)用的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)說(shuō)明。 [0025] 本發(fā)明一種光刻膠，包含如下組分： 聚酯丙烯酸酯樹(shù)脂：40~80重量份； .顏料i 2:~1.0重量份； 染料： 6-12重量份；
[0026] 活性稀釋劑： 8~25重量份； 光引發(fā)劑： 2~8重量份； 分散劑： 1~5重量份。
[0027]聚酯丙烯酸酯類物質(zhì)在193nm高度透明，因此，是193nm光刻膠的首選材料。所述聚 酯丙烯酸酯樹(shù)脂為高官能度的聚酯丙烯酸酯，其官能度為3~9。高官能度的聚酯丙烯酸酯 光反應(yīng)活性顯著提高，固化膜交聯(lián)密度高，形成致密的固化交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，從而促使光刻膠迅速 干燥，但官能度太高又會(huì)導(dǎo)致黏性增高，柔性下降。故取官能度在3~7之間的聚酯丙烯酸 酯，其具有良好的任性、拉伸強(qiáng)度等物理機(jī)械性能，且對(duì)顏料的潤(rùn)濕效果很好，具有合適的 親油-親水平衡。所述聚酯丙烯酸酯樹(shù)脂的重量份例如可以為40、41、42、43、44、45、46、47、 48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、 73、74、75、76、77、78、79、80。
[0028]紫外光刻技術(shù)的發(fā)展要求光刻膠向高性能、多功能化方向發(fā)展，高性能是指光固 化樹(shù)脂對(duì)紫外光具有高的辨識(shí)精度、固化速率快;多功能是指光固產(chǎn)物可通過(guò)進(jìn)一步的化 學(xué)或物理處理形成功能器件?，F(xiàn)有的光刻膠由于粘度較大或?yàn)楣虘B(tài)需要大量活性稀釋劑或 者溶劑進(jìn)行稀釋，而聚酯丙烯酸酯由于其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)使其具有攜帶眾多官能團(tuán)且粘度 較低等特點(diǎn)因而非常適合用作光固化樹(shù)脂基體;此外，聚酯丙烯酸酯容易通過(guò)改性使其實(shí) 現(xiàn)快速光固化并具有較高的辨識(shí)精度；因此可紫外光固化的聚酯丙烯酸酯滿足高性能的要 求。
[0029] 所述活性稀釋劑為高官能度的活性稀釋劑，其官能度為3~7。所述活性稀釋劑主 要為丙烯酸酯單體，適合本發(fā)明的丙烯酸單體可以是2-苯氧基乙基丙烯酸酯、1，6_己二醇 雙丙烯酸酯、二縮丙二醇雙丙烯酸酯、三縮丙二醇雙丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、雙季 戊四醇五丙烯酸酯、雙季戊四醇六丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化 三羥甲基丙烷三丙烯酸酯中的一種，優(yōu)選雙季戊四醇五丙烯或雙季戊四醇六丙烯酸酯或乙 氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯。所述活性稀釋劑的特點(diǎn)是反映活性高，稀釋效果好、固化 膜干燥迅速、柔韌性好。所述活性稀釋劑的重量份例如可以為8、9、10、11、12、13、14、15、16、 17、18、19、20、21、22、23、24、25〇
[0030] 活性稀釋劑使體系中反應(yīng)性雙鍵的濃度顯著提高，從而增大反應(yīng)速度，促使光刻 膠迅速干燥，但官能度高的活性稀釋劑粘度較高，稀釋效果較差。為在高固化率的同時(shí)保證 稀釋效果，取官能度在3~5之間的活性稀釋劑。
[0031] 本發(fā)明通過(guò)選用合適高官能度的聚丙烯酸酯和活性稀釋劑使光刻膠的干燥問(wèn)題 得以解決，光刻膠的干燥速度可達(dá)3 Om/m i η (4 0w/ cm萊燈，2~5 cm燈距），黏性可控制在6~ 15。當(dāng)固化體系較為穩(wěn)定時(shí)，可以通過(guò)加大活性稀釋劑的用量來(lái)降低光刻膠的黏性，從而控 制光刻膠在合理的黏性范圍內(nèi)。
[0032] 本發(fā)明光刻膠的顏料為有機(jī)顏料或無(wú)機(jī)顏料。有機(jī)顏料色調(diào)鮮艷，著色力強(qiáng)，在油 墨中應(yīng)用較廣，如偶氮系、酞青系顏料;無(wú)機(jī)顏料耐光性、耐熱性、耐溶劑性、隱蔽力均較好， 如鈦白、鎘紅、鉻綠、群青等。其中，在本發(fā)明中，所述的有機(jī)顏料可以為偶氮色淀顏料、色酚 AS系列顏料、酞菁顏料中的一種，所述無(wú)機(jī)顏料可以為鐵藍(lán)、氧化鐵紅、鈦白、群青中的一 種，可以根據(jù)光刻膠的顏色，選取適用的顏料。所述顏料的重量份例如可以為2、3、4、5、6、7、 8、9、10〇
[0033]本發(fā)明光刻膠的染料為油溶性染料，油溶性染料分有機(jī)顏料與無(wú)機(jī)顏料，有機(jī)顏 料為偶氮色淀顏料、色酸AS系列顏料、酞菁顏料中的一種，所述無(wú)機(jī)顏料為鐵藍(lán)、氧化鐵紅、 鈦白、群青中的一種，所述染料的重量份例如可以為6、7、8、9、10、11、12。
[0034] 顏料以微粒態(tài)著色，并不溶解，是油墨中最常用的色料，而染料在使用時(shí)配制成溶 液，呈分子態(tài)著色，效果不如顏料。顏料能給油墨以不同的顏色和色濃度，并使油墨具有一 定的粘稠度和干燥性。本發(fā)明光刻膠在光刻膠基本組分中加入一定量的特定染料，即以顏 料和染料的混合物構(gòu)成光刻膠的顏色體系。一般而言，染料可以溶，顏料不溶。染料用于增 強(qiáng)著色體系的透明性，使體系更鮮明，視覺(jué)效果強(qiáng)烈。顏料用以增強(qiáng)著色體系的穩(wěn)定性、耐 光性能和防腐性能，并確保產(chǎn)品迅速固化交聯(lián)。以合適的組分配比顏料和染料，可以有效抑 制染料本身具有的催化活性，在獲得透明感強(qiáng)，色澤艷的光固化膠的同時(shí)，保證產(chǎn)品穩(wěn)定性 強(qiáng)，耐候性能和抗腐蝕性能優(yōu)異。
[0035] 進(jìn)一步，優(yōu)選地，所述分散劑為高分子潤(rùn)濕分散劑，例如，含有顏料親和基團(tuán)的高 分子嵌段聚合物高分子質(zhì)量潤(rùn)濕分散劑(如:HSMRHydispex 7320等），可以獲得更為理想的 顏色