[发明专利]侧链带有活性双键的兼具水溶性和油溶性的成膜树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光功能材料领域，尤其涉及一种侧链带有活性双键的兼具水溶性和油溶性的成膜树脂及其制备方法。

背景技术

成膜树脂作为一种重要的感光性树脂，其分子量一般为几千至几十万，是光固化材料配方中的主要成份，占到整个配方组分的50％～90％。成膜树脂的性能决定了光固化后图像的分辨力，耐化学品性和显影性等重要性能(周海华，邹应全，胶印PS版用成膜树脂及酯化树脂的发展[J].热固性树脂，2007，6(22)：36-41)。现在常用的成膜树脂主要是丙烯酸(酯)类的，其优点是原料便宜，来源广泛、产品种类较多，通过改性衍生出了许多系列不同性能的丙烯酸(酯)类树脂。比如CN1630551A中公开了一种用环烯烃和(甲基)丙烯酸酯通过自由基共聚合方法制备的成膜树脂，可过滤掉离子杂质，可应用于高精度的光致抗蚀剂等领域；CN101284891A中公开了一种用含有环氧基团的丙烯酸酯和(甲基)丙烯酸苯酯共聚合得到的成膜树脂，具有较好的硬度和耐热变色性，适用于光学薄膜等方面；CN102890418A中公开了一种光刻胶成膜树脂，该成膜树脂由于侧链带有较多的刚性的环状结构，大大提高了成膜树脂的玻璃化转变温度，有利于光刻胶高温加工的稳定性。但其不可回避的缺点是这些成膜树脂多为油溶性的，没有水溶性，无法满足免化学处理水显影的要求，同时也无法满足绿色环保的要求。

另外，目前市场上的成膜树脂多为反应惰性的，即成膜树脂本身不带有可参加光聚合反应的基团，在光固化过程中不参与光聚合反应。这样成膜树脂和光固化配方中的其它组分仅依靠分子间的范德华力和分子间缠结来相互作用，从而达到成像的目的，这样得到的固化图像一般牢度较低，耐磨性差。

为了解决光固化成像材料中成膜树脂的不能参加光聚合反应，成像牢度低，耐磨性差的问题，本发明提供了一种侧链带有活性双键的成膜树脂，由于其侧链带有活性双键，在光固化过程中，可以参与光聚合反应，从而和光固化配方中的其它组分交联固化，形成了分子内化学键和分子间范德华力及相互缠结的共同相互作用，增强了光固化后图像的牢度和耐磨性能。同时该成膜树脂兼具水溶性和油溶性，具有水溶性可以使未固化区域具有水洗除去的效果，具有油溶性可以满足成膜树脂在光固化材料配方中进行混溶时的要求。

发明内容

本发明的目的之一是提供侧链带有活性双键的兼具有较好的水溶性和油溶性的成膜树脂，该成膜树脂可以满足免化学水显影的要求，同时由于成膜树脂侧链上带有的活性双键可以满足光固化成像技术的要求。

本发明的目的之二是提供一种侧链带有活性双键的兼具有较好的水溶性和油溶性的成膜树脂的制备方法。

本发明的侧链带有活性双键的兼具水溶性和油溶性的成膜树脂，其侧链上同时带有亲水性和亲油性的基团，使成膜树脂兼具有良好的亲水性和亲油性，同时侧链上还带有可进一步反应的活性双键，可以进一步参与光固化反应。所述的侧链带有活性双键的兼具水溶性和油溶性的成膜树脂的结构式如式(1)所示：

式(1)中：

x:y的摩尔数之比为50:50～99:1；

R₁、R₃各自独立地选自-H和-CH₃中的一种；

R₂选自中的一种，其中n为1～4的整数。

所述的侧链带有活性双键的兼具亲水性和亲油性的成膜树脂的数均分子量为5,000～500,000，优选的数均分子量为10000～100000。

本发明的侧链带有活性双键的兼具水溶性和油溶性的成膜树脂的制备方法为：

(1).将带有亲水性酰胺键的N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸羟烷基酯，在含有引发剂的惰性有机溶剂中且在惰性气体(如氮气)保护下进行自由基共聚合反应，反应完成后得到含有侧链带有羧基或羟基的成膜树脂的反应液；其中：带有亲水性酰胺键的N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酸羟烷基酯的摩尔比为50:50～99:1(优选摩尔比为70:30～90:10)；