CN105330807B - 液态光致抗蚀剂用苯乙烯马来酸酐改性树脂的合成方法 - Google Patents

液态光致抗蚀剂用苯乙烯马来酸酐改性树脂的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于化学合成技术领域,具体涉及一种液态光致抗蚀剂用苯乙烯马来酸酐改性树脂的合成方法。先将丙烯酸羟乙酯与脂肪族二异氰酸酯进行反应,得到半封异氰酸酯;再将二元醇与半封异氰酸酯进行封端反应,得到含双键的醇;最后将含双键的醇与苯乙烯马来酸酐共聚物进行反应,即得。本发明得到的改性SMA树脂作为液态光致抗蚀剂内的光敏树脂,与环氧改性SMA相比,侧链分子量较大,以此制备的液态光致抗蚀剂性能更加优异。

Description

液态光致抗蚀剂用苯乙烯马来酸酐改性树脂的合成方法
技术领域
本发明属于化学合成技术领域,具体涉及一种液态光致抗蚀剂用苯乙烯马来酸酐改性树脂的合成方法。
背景技术
液态光致抗蚀剂是为解决精细导线的图形制作而研制的一种油墨,俗称湿膜。它克服了热固型抗蚀油墨和干膜生产工艺中的一些难题,适合细导线和超细导线的生产。碱溶性光固化树脂是制备液态感光抗蚀剂的主要组分,对印料的各种性能,尤其是前烘、显影、曝光等工艺性,附着力、硬度、光固化速率起着极其重要的作用。
一般以环氧丙烯酸为主的涂膜光泽好、硬度高,但易粉化。以聚氨酯丙烯酸酯为主的漆膜柔韧性、抗化学品和耐气候性好,但老化后严重变黄。而苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)作为主体树脂的研究不多见,仅有的一些研究也主要着眼于将树脂内部的酸酐用环氧类含双键化合物开环。而且用来接枝的分子往往是分子量较小,链段长度较短的分子。
发明内容
本发明的目的是提供一种液态光致抗蚀剂用苯乙烯马来酸酐改性树脂的合成方法,制备的改性树脂特别适合用于液态光致抗蚀剂用感光树脂使用,改性树脂侧链分子量较大,以此制备的液态光致抗蚀剂性能更加优异。
本发明所述的液态光致抗蚀剂用苯乙烯马来酸酐改性树脂的合成方法是先将丙烯酸羟乙酯(HEA)与脂肪族二异氰酸酯进行反应,从而引入所需双键,得到半封异氰酸酯;再将二元醇与半封异氰酸酯进行封端反应,得到含双键的醇;最后将含双键的醇与苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)进行反应,即得。
所述的脂肪族二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)或4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)中的一种,优选IPDI。
所述的二元醇为PEG200、PEG400或PEG600中的一种,优选PEG400。
本发明所述的液态光致抗蚀剂用苯乙烯马来酸酐改性树脂的合成方法,步骤如下:
(1)将丙烯酸羟乙酯与脂肪族二异氰酸酯分别溶于溶剂中,得到丙烯酸羟乙酯溶液和脂肪族二异氰酸酯溶液,在四口烧瓶中加入脂肪族二异氰酸酯溶液及阻聚剂,在滴液漏斗中加入丙烯酸羟乙酯溶液,滴加反应至结束,然后升温至60-65℃继续反应,反应2.5-3.5小时以后开始用二正丁胺法测-NCO的含量,当降为初始值一半时停止反应;
(2)将上一步得到的产物往装有二元醇和阻聚剂的四口烧瓶内滴加,加入催化剂进行反应,采用二正丁胺法测-NCO含量,当体系中检出-NCO含量小于0.1%时反应结束,得到含双键的醇;
(3)将上步得到的含双键的醇与苯乙烯马来酸酐共聚物溶解于溶剂醋酸丁酯中后与阻聚剂、催化剂和引发剂一起加入三颈烧瓶进行反应,即得。
步骤(1)中所述的滴加速度为1-2滴/秒,滴加反应温度为22-27℃。
步骤(2)中所述的催化剂为有机锡,优选二月桂酸二丁基锡,催化剂的质量为步骤(2)中原料总质量的3000ppm。
步骤(2)中所述的反应温度为35-40℃,反应时间为2.5-3.5小时。
步骤(3)中所述的引发剂为偶氮二异丁腈(AIBN),催化剂为三乙胺。
步骤(3)中所述的反应温度为75-85℃,反应时间为3.5-4.5h。
所述的阻聚剂为多元酚或取代酚,优选对苯二酚,步骤(1)中阻聚剂的质量为步骤(1)中原料总质量的10-50ppm,步骤(2)中阻聚剂的质量为步骤(2)中原料总质量的10-50ppm,步骤(3)中阻聚剂的质量为步骤(3)中原料总质量的10-50ppm。
本发明通过三步合成反应,采取以醇类物质使SMA开环的方式得到一种液态光致抗蚀剂用苯乙烯马来酸酐(SMA)改性树脂。
本发明与现有技术相比,具有如下有益效果:
本发明得到的改性SMA树脂作为液态光致抗蚀剂内的光敏树脂,与环氧改性SMA相比,侧链分子量较大,以此制备的液态光致抗蚀剂性能更加优异。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
(1)将HEA与IPDI分别溶于乙酸乙酯中,在250ml四口烧瓶中加入IPDI溶液及阻聚剂,在滴液漏斗中加入HEA溶液,滴加速度2滴/秒,反应温度控制在22℃,2小时内滴完,然后温度升高至62℃继续反应。反应3小时以后开始用二正丁胺法测-NCO的含量,当降为初始值一半时停止反应,得到半封IPDI。
(2)将上一步得到的产物半封IPDI往装有PEG400和10ppm对苯二酚的四口烧瓶内滴加,加入3000ppm催化剂二月桂酸丁基锡,反应温度在37℃。同样在反应后半段采取二正丁胺法测-NCO含量,当体系中检出-NCO含量小于0.1%时反应结束,得到所需含双键的醇。
(3)将上步得到的含双键的醇与SMA溶解于溶剂醋酸丁酯中后与10ppm阻聚剂对苯二酚和催化剂三乙胺、引发剂AIBN一起加入三颈烧瓶,在80℃反应4.0h得到最终所需改性产物。
实施例2
(1)将HEA与HDI分别溶于乙酸乙酯中,在250ml四口烧瓶中加入HDI溶液及阻聚剂,在滴液漏斗中加入HEA溶液,滴加速度1.5滴/秒,反应温度控制在25℃,2小时内滴完,然后温度升高至60℃继续反应。反应2.5小时以后开始用二正丁胺法测-NCO的含量,当降为初始值一半时停止反应,得到半封HDI。
(2)将上一步得到的产物半封HDI往装有PEG200和50ppm对苯二酚的四口烧瓶内滴加,加入3000ppm催化剂二月桂酸丁基锡,反应温度在35℃。同样在反应后半段采取二正丁胺法测-NCO含量,当体系中检出-NCO含量小于0.1%时反应结束,得到所需含双键的醇。
(3)将上步得到的含双键的醇与SMA溶解于溶剂醋酸丁酯中后与50ppm阻聚剂对苯二酚和催化剂三乙胺、引发剂AIBN一起加入三颈烧瓶,在85℃反应3.5h得到最终所需改性产物。
实施例3
(1)将HEA与HMDI分别溶于乙酸乙酯中,在250ml四口烧瓶中加入HMDI溶液及阻聚剂,在滴液漏斗中加入HEA溶液,滴加速度1滴/秒,反应温度控制在27℃,2小时内滴完,然后温度升高至65℃继续反应。反应2.8小时以后开始用二正丁胺法测-NCO的含量,当降为初始值一半时停止反应。得到半封HMDI。
(2)将上一步得到的产物半封HMDI往装有PEG600和20ppm对苯二酚的四口烧瓶内滴加,加入3000ppm催化剂二月桂酸丁基锡,反应温度在40℃。同样在反应后半段采取二正丁胺法测-NCO含量,当体系中检出-NCO含量小于0.1%时反应结束,得到所需含双键的醇。
(3)将上步得到的含双键的醇与SMA溶解于溶剂醋酸丁酯中后与30ppm阻聚剂对苯二酚和催化剂三乙胺、引发剂AIBN一起加入三颈烧瓶,在75℃反应4.5h得到最终所需改性产物。

Claims (9)

1.一种液态光致抗蚀剂用苯乙烯马来酸酐改性树脂的合成方法,其特征在于先将丙烯酸羟乙酯与脂肪族二异氰酸酯进行反应,得到半封异氰酸酯;再将二元醇与半封异氰酸酯进行封端反应,得到含双键的醇;最后将含双键的醇与苯乙烯马来酸酐共聚物进行反应,即得;
所述的二元醇为PEG200、PEG400或PEG600中的一种。
2.根据权利要求1所述的液态光致抗蚀剂用苯乙烯马来酸酐改性树脂的合成方法,其特征在于所述的脂肪族二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种。
3.根据权利要求1或2所述的液态光致抗蚀剂用苯乙烯马来酸酐改性树脂的合成方法,其特征在于步骤如下:
(1)将丙烯酸羟乙酯与脂肪族二异氰酸酯分别溶于溶剂中,得到丙烯酸羟乙酯溶液和脂肪族二异氰酸酯溶液,在四口烧瓶中加入脂肪族二异氰酸酯溶液及阻聚剂,在滴液漏斗中加入丙烯酸羟乙酯溶液,滴加反应至结束,然后升温至60-65℃继续反应,反应2.5-3.5小时以后开始用二正丁胺法测-NCO的含量,当降为初始值一半时停止反应;
(2)将上一步得到的产物往装有二元醇和阻聚剂的四口烧瓶内滴加,加入催化剂进行反应,采用二正丁胺法测-NCO含量,当体系中检出-NCO含量小于0.1%时反应结束,得到含双键的醇;
(3)将上步得到的含双键的醇与苯乙烯马来酸酐共聚物溶解于溶剂醋酸丁酯中后与阻聚剂、催化剂和引发剂一起加入三颈烧瓶进行反应,即得。
4.根据权利要求3所述的液态光致抗蚀剂用苯乙烯马来酸酐改性树脂的合成方法,其特征在于步骤(1)中所述的滴加速度为1-2滴/秒,滴加反应温度为22-27℃。
5.根据权利要求3所述的液态光致抗蚀剂用苯乙烯马来酸酐改性树脂的合成方法,其特征在于步骤(2)中所述的催化剂为有机锡,催化剂的质量为步骤(2)中原料总质量的3000ppm。
6.根据权利要求3所述的液态光致抗蚀剂用苯乙烯马来酸酐改性树脂的合成方法,其特征在于步骤(2)中所述的反应温度为35-40℃,反应时间为2.5-3.5小时。
7.根据权利要求3所述的液态光致抗蚀剂用苯乙烯马来酸酐改性树脂的合成方法,其特征在于步骤(3)中所述的引发剂为偶氮二异丁腈,催化剂为三乙胺。
8.根据权利要求3所述的液态光致抗蚀剂用苯乙烯马来酸酐改性树脂的合成方法,其特征在于步骤(3)中所述的反应温度为75-85℃,反应时间为3.5-4.5h。
9.根据权利要求3所述的液态光致抗蚀剂用苯乙烯马来酸酐改性树脂的合成方法,其特征在于所述的阻聚剂为多元酚或取代酚,步骤(1)中阻聚剂的质量为步骤(1)中原料总质量的10-50ppm,步骤(2)中阻聚剂的质量为步骤(2)中原料总质量的10-50ppm,步骤(3)中阻聚剂的质量为步骤(3)中原料总质量的10-50ppm。
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