CN104312262A - 一种二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用 - Google Patents

一种二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用，先将基底进行预处理，配制二-六羧基酞菁钯并蒽醌有机溶液，将聚二甲基硅氧烷印章浸泡于二-六羧基酞菁钯并蒽醌有机溶液中，再将聚二甲基硅氧烷印章盖于预处理后的基底上，从而基底表面则获得印章上的图案，在基底浸泡于化学镀液中，即可获得金属图案。本发明方法简答，容易操作，并且通过将1，4-卟啉钯-丁二炔二氯甲烷溶液作为微接触印刷墨水在电子行业常用的聚四氟乙烯表面制备金属图案，为微接触印刷行业提供了新思路。

Description

一种二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用
技术领域
本发明属于现代电子技术领域，特别涉及一种二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用。
背景技术
表面微构建技术正逐渐体现出在重要应用价值，特别是微接触印刷技术，其能够在小尺寸上微图案化，在多个领域特别是现代电子技术领域具有重要意义。目前可供选择的微接触印刷墨水较少，也局限了表面可进行微接触印刷的材料，大量的材料无法用微接触印刷的方法制备表面图案。因而开发新的、稳定的的墨水具有很大的意义。
在微接触印刷中，化学镀是制备精美金属图案的重要步骤，一般在这一步中需要加入氯化钯和氯化锡等催化剂以使化学镀成为自发反应过程，否则化学镀无法进行。为了简化工艺，减少引入催化剂过程可能带来的墨水膨胀、扩散等问题，获得更精细的金属图案，开发一种新的能够对化学镀过程具有催化作用的微接触印刷墨水很有必要。为进一步提升微接触印刷质量，丰富微接触印刷墨水和基底的选择性，申请人开发金属卟啉配合物在微接触印刷中的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用，把二-六羧基酞菁钯并蒽醌有机溶液作为具有催化作用的微接触印刷的墨水，无需添加额外的催化剂便可通过化学镀的方法将聚二甲基硅氧烷印章的图案转移至基底上，得到精美的金属图案。本发明方法简单，操作简便，成本低廉，为微接触印刷行业提供了新思路。
本发明提供的技术方案是：
一种二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用，将二-六羧基酞菁钯并蒽醌有机溶液涂布于图案的印章上，然后转印于基底后进行显影，既得所转印图案。
优选的是，所述的二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用中，所述基底选自聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯或聚酰亚胺中的一种。
优选的是，所述的二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用中，所述二-六羧基酞菁钯并蒽醌的结构特征如下：
优选的是，所述的二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用中，还包括以下步骤：
步骤一、将50-100g基底浸泡在3-8％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液中20-25小时，取出，用75-85％乙醇溶液清洗，再浸泡于聚丙烯酸水溶液中1-2小时，取出80-120℃干燥，得到预处理的基底；
步骤二、将2-5g二-六羧基酞菁钯并蒽醌溶解于30-80ml的有机溶剂中，配制浓度为2-5g/L的二-六羧基酞菁钯并蒽醌有机溶液；
步骤三、将聚二甲基硅氧烷印章浸泡于二-六羧基酞菁钯并蒽醌水溶液中30-40s，干燥，得到涂有二-六羧基酞菁钯并蒽醌水溶液的聚二甲基硅氧烷印章，并将所述印章盖于预处理的基底上，轻压10-20s，将聚二甲基硅氧烷印章图案转移至基底表面，得到印有图案的基底；
步骤四、将印有图案的基底放于化学镀液中1-10min，取出后即可在基底上得到转印的金属图案。
优选的是，所述的二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用中，步骤一所述基底浸泡前，先将基底材料用75-85％乙醇溶液超声清洗1-3小时，取出80-100℃真空干燥。
优选的是，所述的二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用中，步骤一所述的硅烷偶联剂溶液为γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液或乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷溶液。
优选的是，所述的二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用中，步骤二中所述有机溶剂选自二氯甲烷溶液或二甲基亚砜溶液。
优选的是，所述的二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用中，步骤三中所述将浸泡于二-六羧基酞菁钯并蒽醌水溶液的聚二甲基硅氧烷印章取出，于N2气流中干燥30-60s。
优选的是，所述的二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用中，步骤四中所述化学镀液选自化学镀铜液、化学镀银液或化学镀镍液中的一种。
本发明的有益效果是：本发明把二-六羧基酞菁钯并蒽醌有机溶液作为具有催化作用的微接触印刷的墨水，无需添加额外的催化剂便可通过化学镀的方法将聚二甲基硅氧烷印章的图案转移至电子行业常用的基底上，得到精细的金属图案，为微接触印刷行业提供了新思路；同时减少引入催化剂过程可能带来的墨水膨胀、扩散等问题，二-六羧基酞菁钯可溶于水，溶剂绿色环保，同时二-六羧基酞菁钯并蒽醌有机溶液原料易得、成本低、稳定，在工业应用上具有很大的潜力。并且本发明通过硅烷偶联剂引入聚丙烯酸，这种改性方法是在基底表面进行，不影响基底的化学结构，因此与水解得到羧基的方法相比更利于保护基底的性能。
具体实施方式
下面结合对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
一种二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用，将二-六羧基酞菁钯并蒽醌有机溶液涂布于具有图案的印章上，然后转印于基底后进行显影，既得所转印图案。
所述的二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用中，所述基底选自聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯或聚酰亚胺中的一种。
所述的二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用中，所述二-六羧基酞菁钯并蒽醌的结构特征如下：
相对于单一酞菁配合物，二-六羧基酞菁钯并蒽醌具有一些特殊性质，其结构中的两个酞菁配合物和起桥联作用的蒽醌都在同一平面上，形成更大的共轭体系，其π-π键作用更强，所以在成膜时具有很强的稳定性。同时，可反应的位点更多，可以根据需要引入新的基团调节其物理化学性能。
所述的二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用中，还包括以下步骤：
步骤一、先将50-100g基底用75-85％乙醇溶液超声清洗1-3小时，取出80-100℃0.1-0.3MPa干燥，取出后将基底浸泡在3-8％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液中20-25小时，取出，用75-85％乙醇溶液清洗，再将基底浸泡于聚丙烯酸水溶液中1-2小时，所述聚丙烯酸水溶液取出80-120℃干燥，得到预处理的基底；
步骤二、将2-5g二-六羧基酞菁钯并蒽醌溶解于30-80ml的有机溶剂中，配制浓度为2-5g/L的二-六羧基酞菁钯并蒽醌有机溶液；
步骤三、将聚二甲基硅氧烷印章浸泡于二-六羧基酞菁钯并蒽醌水溶液中30-40s，于N2气流中干燥30-60s，得到涂有二-六羧基酞菁钯并蒽醌水溶液的聚二甲基硅氧烷印章，并将所述印章盖于预处理的基底上，轻压10-20s，将聚二甲基硅氧烷印章图案转移至基底表面，得到印有图案的基底；通过硅烷偶联剂的化学键合作用在基底表面引入丙烯酸聚合物，与通过水解反应得到的羧基化表面相比，其具有的大量羧基可以吸附结合更多的二-六羧基酞菁钯并蒽醌，为下一步化学镀提供更强的催化作用；且通过改变所使用的聚丙烯酸分子量，可以调整引入的丙烯酸单元数量，因此可以很容易地根据产物要求对参数进行调整。
步骤四、将印有图案的基底放于化学镀液中1-10min，取出后即可在基底上得到转印的金属图案。二-六羧基酞菁钯并蒽醌对化学镀金属具有催化剂的作用，因此无需额外添加氯化钯或氯化锡等催化剂，与含有Zn、Cu、Fe等金属的卟啉配合物相比，在工艺上更为简便，也更为经济；同时减少引入催化剂过程可能带来的墨水膨胀、扩散等问题，获得更精细的金属图案。
所述的二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用中，步骤一所述的硅烷偶联剂溶液为γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液或乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷溶液。
所述的二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用中，步骤二中所述有机溶剂选自二氯甲烷溶液或二甲基亚砜溶液。
所述的二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用中，步骤四中所述化学镀液选自化学镀铜液、化学镀银液或化学镀镍液中的一种。其中，所述化学镀铜液由4-6wt％硫酸铜、6-8wt％酒石酸钾钠、5-7wt％氢氧化钠、30-33wt％甲醛和46-55wt％蒸馏水制备得到；所述化学镀银液由5-7wt％溴化银、20-28wt％硫代硫酸铵、3-4wt％醋酸铵、7-9wt％亚硫酸钠和52-65wt％蒸馏水制备得到；化学镀镍液由4-8wt％硫酸镍、4-8wt％次磷酸钠、30-35wt％柠檬酸和49-51wt％蒸馏水制备得到。
实施例1
一种二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用，包括以下步骤：
步骤一、先将100g聚酰亚胺基底材料用75％乙醇溶液超声清洗2小时，取出80℃真空干燥，取出后将聚酰亚胺基底浸泡在5％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液中20小时，取出，用75％乙醇溶液清洗，再浸泡于聚丙烯酸水溶液中1小时，取出100℃干燥，得到预处理的聚酰亚胺基底；
步骤二、将5g二-六羧基酞菁钯并蒽醌溶解于80ml的二氯甲烷溶液中，配制浓度为5g/L的二-六羧基酞菁钯并蒽醌二氯甲烷溶液；
步骤三、将聚二甲基硅氧烷印章浸泡于二-六羧基酞菁钯并蒽醌水溶液中40s，于N2气流中干燥60s，得到涂有二-六羧基酞菁钯并蒽醌二氯甲烷溶液的聚二甲基硅氧烷印章，并将所述印章盖于预处理的聚酰亚胺基底上，轻压20s，将聚二甲基硅氧烷印章图案转移至聚酰亚胺基底表面，得到印有图案的聚酰亚胺基底；
步骤四、将印有图案的聚酰亚胺基底放于化学镀铜液中8min，所述化学镀铜液由7wt％硫酸铜、6wt％酒石酸钾钠、8wt％氢氧化钠、33wt％甲醛和46wt％蒸馏水制备得到，取出后即可在基底上得到转印的金属图案。
实施例2
一种二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用，包括以下步骤：
步骤一、先将80g聚四氟乙烯基底用80％乙醇溶液超声清洗1小时，取出80℃0.1MPa干燥，取出后将聚四氟乙烯基底浸泡在5％的γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液中24小时，取出，用80％乙醇溶液清洗，再将聚四氟乙烯基底浸泡于聚丙烯酸水溶液中1小时，所述聚丙烯酸水溶液取出80℃干燥，得到预处理的聚四氟乙烯基底；
步骤二、将2g二-六羧基酞菁钯并蒽醌溶解于50ml的二甲基亚砜溶液中，配制浓度为2g/L的二-六羧基酞菁钯并蒽醌二甲基亚砜溶液；
步骤三、将聚二甲基硅氧烷印章浸泡于二-六羧基酞菁钯并蒽醌二甲基亚砜溶液中35s，于N2气流中干燥40s，得到涂有二-六羧基酞菁钯并蒽醌二甲基亚砜溶液的聚二甲基硅氧烷印章，并将所述印章盖于预处理的聚四氟乙烯基底上，轻压15s，将聚二甲基硅氧烷印章图案转移至聚四氟乙烯基底表面，得到印有图案的聚四氟乙烯基底；
步骤四、将印有图案的基底放于化学镀银液中5min，所述化学镀银液由7wt％溴化银、28wt％硫代硫酸铵、4wt％醋酸铵、9wt％亚硫酸钠和65wt％蒸馏水制备得到，取出后即可在聚四氟乙烯基底上获得所转印的金属图案。
实施例3
一种二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用，包括以下步骤：
步骤一、先将60g聚对苯二甲酸乙二酯基底用75％乙醇溶液超声清洗3小时，取出90℃0.3MPa干燥，取出后将聚对苯二甲酸乙二酯基底浸泡在8％的乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷溶液中25小时，取出，用75％乙醇溶液清洗，再将聚对苯二甲酸乙二酯基底浸泡于聚丙烯酸水溶液中1小时，所述聚丙烯酸水溶液取出90℃干燥，得到预处理的聚对苯二甲酸乙二酯基底；
步骤二、将4g二-六羧基酞菁钯并蒽醌50ml二氯甲烷溶液，配制浓度为4g/L的二-六羧基酞菁钯并蒽醌二氯甲烷溶液；
步骤三、将聚二甲基硅氧烷印章浸泡于二-六羧基酞菁钯并蒽醌二氯甲烷溶液中30s，于N2气流中干燥30s，得到涂有二-六羧基酞菁钯并蒽醌二氯甲烷溶液的聚二甲基硅氧烷印章，并将所述印章盖于预处理的聚对苯二甲酸乙二酯基底上，轻压10s，将聚二甲基硅氧烷印章图案转移至聚对苯二甲酸乙二酯基底表面，得到印有图案的聚对苯二甲酸乙二酯基底；
步骤四、将印有图案的基底放于化学镀镍液中10min，所述化学镀镍液由8wt％硫酸镍、8wt％次磷酸钠、35wt％柠檬酸和51wt％蒸馏水制备得到，取出后即可在聚对苯二甲酸乙二酯基底上获得所转印的金属图案。
本发明制备方法简单，操作简便，降低成本，为微接触印刷技术提供了一种新型墨水，扩大微接触印刷技术的使用范围，在工业应用上具有很大的潜力。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (9)

1.一种二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用，其特征在于，将二-六羧基酞菁钯并蒽醌有机溶液涂布于具有图案的印章上，然后转印于基底后进行显影，既得所转印图案。
2.如权利要求1所述的二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用，其特征在于，所述基底选自聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯或聚酰亚胺中的一种。
3.如权利要求1所述的二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用，其特征在于，所述二-六羧基酞菁钯并蒽醌的结构特征如下：
4.如权利要求3所述的二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用，其特征在于，还包括以下步骤：
步骤一、将50-100g基底浸泡在3-8％的硅烷偶联剂中20-25小时，取出，用75-85％乙醇溶液清洗，再浸泡于聚丙烯酸水溶液中1-2小时，取出80-120℃干燥，得到预处理的基底；
步骤二、将2-5g二-六羧基酞菁钯并蒽醌溶解于30-80ml的有机溶剂中，配制浓度为2-5g/L的二-六羧基酞菁钯并蒽醌有机溶液；
步骤三、将聚二甲基硅氧烷印章浸泡于二-六羧基酞菁钯并蒽醌水溶液中30-40s，干燥，得到涂有二-六羧基酞菁钯并蒽醌水溶液的聚二甲基硅氧烷印章，并将所述印章盖于预处理的基底上，轻压10-20s，将聚二甲基硅氧烷印章图案转移至基底表面，得到印有图案的基底；
步骤四、将印有图案的基底放于化学镀液中1-10min，取出后即可在基底上获得所转印的金属图案。
5.如权利要求4所述的二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用，其特征在于，步骤一所述基底浸泡前，先将基底用75-85％乙醇溶液超声清洗1-3小时，取出80-100℃真空干燥。
6.如权利要求4所述的二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用，其特征在于，步骤一所述的硅烷偶联剂溶液为γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液或乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷溶液。
7.如权利要求4所述的二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用，其特征在于，步骤二中所述有机溶剂选自二氯甲烷溶液或二甲基亚砜溶液。
8.如权利要求4所述的二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用，其特征在于，步骤三中所述将浸泡于二-六羧基酞菁钯并蒽醌水溶液的聚二甲基硅氧烷印章取出，于N2气流中干燥30-60s。
9.如权利要求4所述的二-六羧基酞菁钯并蒽醌作为微接触印刷墨水的应用，其特征在于，步骤四中所述化学镀液选自化学镀铜液、化学镀银液或化学镀镍液中的一种。
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