CN114384759A - 一种用于黑色矩阵光刻胶的浮勒醇丙烯酸酯及其制备方法及树脂组合物及应用方法 - Google Patents

一种用于黑色矩阵光刻胶的浮勒醇丙烯酸酯及其制备方法及树脂组合物及应用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于黑色矩阵光刻胶的富勒醇丙烯酸酯，其特征在于，富勒醇丙烯酸酯本体的化学通式为：

Description

一种用于黑色矩阵光刻胶的浮勒醇丙烯酸酯及其制备方法及 树脂组合物及应用方法
技术领域
本发明涉及黑色矩阵光刻胶领域，尤其涉及一种用于黑色矩阵光刻胶的浮勒醇丙烯酸酯及其制备方法及树脂组合物及应用方法。
背景技术
随着平板显示技术的发展，全面屏技术对于黑色矩阵光刻胶的表面阻抗性能又有了更高的要求。表面阻抗性能如不足，会导致平板显示设备边缘出现异常条纹，影响显示效果。黑色矩阵中含有炭黑，本身具备一定的导电性，而随着加工过程中烘烤温度的提升和时间的延长，光刻胶内炭黑间距将进一步缩短，降低表面阻抗性能。
富勒烯结构由于其具备立体空间构型，天然的形成了微观笼状结构，在受热条件下由于其空间位阻较大，结构稳定，可以抑制聚合物的熔融流动，从而使得材料具有良好的硬度及耐热性。应用于黑色矩阵时，可以有效地保持炭黑分子间的距离，当导电粒子的距离维持在一定水准时，材料的阻抗性能并不会出现下降，因此能解决黑色矩阵光刻胶表面阻抗不足的问题。但是若单独将富勒烯结构引入黑色矩阵光刻胶中，会由于分散体系的差异导致析出，从而影响光刻胶的使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于黑色矩阵光刻胶的浮勒醇丙烯酸酯.
本发明还提供了一种用于黑色矩阵光刻胶的富勒醇丙烯酸酯的制备方法。
本发明还提供了一种由富勒醇丙烯酸酯生产出的用于黑色矩阵光刻胶的树脂组合物。
本发明还提供了一种由富勒醇丙烯酸酯生产出的用于黑色矩阵光刻胶的树脂组合物的应用方法。
本发明的创新点在于对富勒烯结构进行双键改性后，可以使其与光刻胶组分具有更好的相容性，一方面又能利用富勒烯的结构来保持材料的抗阻性能，另一方面将其改性后又很好的解决了相容性的问题。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：
一种用于黑色矩阵光刻胶的富勒醇丙烯酸酯，其特征在于，包括富勒醇丙烯酸酯本体，所述富勒醇丙烯酸酯本体的化学通式为：
Figure BDA0003415467130000021
其中，
R为富勒基；
X为甲基或氢原子；
n为10～20的整数。
一种用于黑色矩阵光刻胶的富勒醇丙烯酸酯的制备方法，富勒醇丙烯酸酯本体由含双键物质和富勒醇反应制得。
进一步地，所述含双键物质为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯；富勒醇由C60或C70的富勒烯制得。
进一步地，包括以下步骤：
(1)将富勒醇、水和缚酸剂混合得到一号混合液；
(2)将丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯与阻聚剂混合得到滴加液；
(3)将液加液滴加到一号混合液中，在0～5℃下反应1～3h，再进行升温反应，升温反应时将温度升温至20～30℃，反应12～40h得到一号反应物；
(4)将一号反应物过滤得到一号滤渣，将一号滤渣碱洗，然后水洗至中性，最后在50℃以下干燥得到最终产物；
所述富勒醇、水和缚酸剂、丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯的摩尔量1:40～60:15～30：10～20；阻聚剂的量为丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯重量的500～1000ppm。
进一步地，所述阻聚剂为羟基苯甲醚或者对苯二酚；碱洗时的碱为5wt％氢氧化钠、碳酸氢钠或碳酸钠水溶液；干燥前可采用旋蒸法除水，干燥采用真空干燥，干燥温度为20～50℃，干燥时间为12～30h。
进一步地，包括以下步骤：
(1)将富勒醇、水混合得到初混液；
(2)在初混液中加入催化剂和阻聚剂得到二号混合液；
(3)将丙烯酸或甲基丙烯酸慢慢滴加到二号混合液中，滴加结束后进行升温反应，升温反应时将温度升至100～170℃，反应4～8h得到二号反应物；
(4)将二号反应物过滤得到二号滤渣，将二号滤渣碱洗，然后水洗至中性，最后在50℃以下干燥得到最终产物；
所述富勒醇、丙烯酸或甲基丙烯酸、水的摩尔量1:10～20:40～60；阻聚剂的量为丙烯酸或甲基丙烯酸重量的500～1000ppm、催化剂的加入量为丙烯酸或甲基丙烯酸重量的10000ppm。
进一步地，催化剂为甲苯磺酸、浓硫酸；阻聚剂为苯甲醚或者对苯二酚；碱洗时的碱为5wt％氢氧化钠、碳酸氢钠或碳酸钠水溶液；干燥采用真空干燥，干燥温度为20～50℃，干燥时间为12～30h。
一种由富勒醇丙烯酸酯生产出的用于黑色矩阵光刻胶的树脂组合物，其特征在于，包括以下质量百分比的组份：5～15％的碱可溶树脂，1～4％的富勒醇丙烯酸酯，1～5％的单体，0.5～2％的光引发剂，0.1～0.5％的助剂，20～40％的色浆以及50～70％的溶剂。
进一步地，所述碱可溶树脂具有如下通式：
Figure BDA0003415467130000041
其中，
X为双酚Z、双酚芴、双酚B、4，4’-(1-甲基亚乙基)双(2-甲基苯酚)、A，A，A’-三(4-羟苯基)-1-乙基-4-异丙苯、4，4’-(1，3-二甲基丁基)二苯酚、双酚AP、9，9’-二[(4-羟乙氧基)苯基]芴中的一种；
Y为
Figure BDA0003415467130000042
中的一种；
Z为顺丁烯二酸、2，3-二甲基顺丁烯二酸、降冰片烯二酸、四氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸中的一种。
进一步地，所述单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、羟甲基甲基丙烯酰胺、甲氧基甲基丙烯酰胺、甲氧基甲基甲基丙烯酰胺、乙氧基甲基丙烯酰胺、乙氧基甲基甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、马来酸、马来酸酐、衣康酸、衣康酸酐、巴豆酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇五甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚二丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚二甲基丙烯酸酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯二甲基丙烯酸酯中的一种或多种混合。
进一步地，所述光引发剂为肟酯类，通式为：
Figure BDA0003415467130000051
其中R1为
Figure BDA0003415467130000052
R2为苯基、C1～C20的烷基、氰基、硝基或C1～C4的卤代烷基，R3为C2～C12的烷基或C4～C8的酰基，R4～R8为H、卤素原子、C1～C12的烷基、苯基或苯硫酚基，R9和R10为H、卤素原子、C1～C12的烷基或苯基；所述助剂为硅烷偶联剂和流平剂。
一种由富勒醇丙烯酸酯生产出的用于黑色矩阵光刻胶的树脂组合物的应用方法，应用于黑色矩阵光刻胶中。
本发明的有益效果是：
1、本发明对富勒烯结构进行双键改性后，可以使其与光刻胶组分具有更好的相容性，一方面又能利用富勒烯的结构来保持材料的抗阻性能，另一方面将其改性后又很好的解决了相容性的问题。
2、本发明用于制备黑色矩阵光刻胶，制得的产品热稳定性良好，力学性能优良，耐候性强，且具有优良的表面阻抗性能，可以有效解决由于黑色矩阵光刻胶表面阻抗性能较差而引起的产品不良，满足终端产品需求，应用前景广阔。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1：一种用于黑色矩阵光刻胶的富勒醇丙烯酸酯，包括富勒醇丙烯酸酯本体，所述富勒醇丙烯酸酯本体的化学通式为：
Figure BDA0003415467130000061
其中，
R为富勒基；
X为甲基或氢原子；
n为10～20的整数。
实施例2：一种用于黑色矩阵光刻胶的富勒醇丙烯酸酯的制备方法，富勒醇丙烯酸酯本体由含双键物质和富勒醇反应制得；富勒醇由C60的富勒烯制得。具体将富勒醇、水和缚酸剂混合得到一号混合液；将含双键物质的丙烯酰氯与阻聚剂混合得到滴加液；阻聚剂为羟基苯甲醚，将液加液滴加到一号混合液中，在0℃下反应1h，再进行升温反应，升温反应时将温度升温至20℃，反应12h得到一号反应物；将一号反应物过滤得到一号滤渣，将一号滤渣碱洗，然后水洗至中性，最后在50℃下干燥12h得到最终产物；富勒醇、水和缚酸剂、丙烯酰氯的摩尔量1:40:15:10；阻聚剂的量为丙烯酰氯重量的500ppm；碱洗时的碱为5wt％氢氧化钠水溶液；干燥前采用旋蒸法除水，干燥采用真空干燥。
化学反应式为：
Figure BDA0003415467130000062
对实施例2中的富勒醇和得到的最终产物富勒醇丙烯酸酯进行红外光谱测试，可以看到富勒醇在1660波数处没有C＝C双键吸收峰，在3100-3400波数间有明显羟基峰。最终产物C＝C双键峰出现，同时羟基峰大幅减小，酯化转化率达90％。
实施例3：一种用于黑色矩阵光刻胶的富勒醇丙烯酸酯的制备方法，富勒醇丙烯酸酯本体由含双键物质和富勒醇反应制得；富勒醇由C70的富勒烯制得。具体将富勒醇、水和缚酸剂混合得到一号混合液；将含双键物质的甲基丙烯酰氯与阻聚剂混合得到滴加液；阻聚剂为对苯二酚；将液加液滴加到一号混合液中，在2℃下反应2h，再进行升温反应，升温反应时将温度升温至25℃，反应25h得到一号反应物；将一号反应物过滤得到一号滤渣，将一号滤渣碱洗，然后水洗至中性，最后在35℃以下干燥20h得到最终产物；富勒醇、水和缚酸剂、甲基丙烯酰氯的摩尔量1:50:22：15；阻聚剂的量为甲基丙烯酰氯重量的750ppm。碱洗时的碱为5wt％碳酸氢钠水溶液。
对实施例3的富勒醇和最终产物富勒醇丙烯酸酯进行红外光谱测试，可以看到富勒醇在1660波数处没有C＝C双键吸收峰，在3100-3400波数间有明显羟基峰。最终产物C＝C双键峰出现，同时羟基峰大幅减小，酯化转化率达94％。
实施例4：一种用于黑色矩阵光刻胶的富勒醇丙烯酸酯的制备方法，富勒醇丙烯酸酯本体由含双键物质和富勒醇反应制得；富勒醇由C60的富勒烯制得。具体将富勒醇、水和缚酸剂混合得到一号混合液；将含双键物质的丙烯酰氯与阻聚剂混合得到滴加液；阻聚剂为对苯二酚；将液加液滴加到一号混合液中，在5℃下反应3h，再进行升温反应，升温反应时将温度升温至30℃，反应40h得到一号反应物；将一号反应物过滤得到一号滤渣，将一号滤渣碱洗，然后水洗至中性，最后在20℃以下干燥30h得到最终产物；富勒醇、水和缚酸剂、丙烯酰氯的摩尔量1:60:30:20；阻聚剂的量为丙烯酰氯重量的1000ppm。碱洗时的碱为5wt％碳酸钠水溶液。
对实施例4的富勒醇和最终产物富勒醇丙烯酸酯进行红外光谱测试，可以看到富勒醇在1660波数处没有C＝C双键吸收峰，在3100-3400波数间有明显羟基峰。最终产物C＝C双键峰出现，同时羟基峰大幅减小，酯化转化率达96％。
实施例5：一种用于黑色矩阵光刻胶的富勒醇丙烯酸酯的制备方法，富勒醇丙烯酸酯本体由含双键物质和富勒醇反应制得；富勒醇由C60的富勒烯制得。具体将富勒醇、水混合得到初混液；在初混液中加入催化剂和阻聚剂得到二号混合液；催化剂为甲苯磺酸；阻聚剂为苯甲醚；将含双键物质的丙烯酸慢慢滴加到二号混合液中，滴加结束后进行升温反应，升温反应时将温度升至100℃，反应4h得到二号反应物；将二号反应物过滤得到二号滤渣，将二号滤渣碱洗，然后水洗至中性，最后在20℃下干燥12h得到最终产物，酯化转化率达85％。干燥采用真空干燥；富勒醇、丙烯酸、水的摩尔量1:10:40；阻聚剂的量为丙烯酸重量的500～1000ppm、催化剂的加入量为丙烯酸重量的10000ppm。碱洗时的碱为5wt％氢氧化钠水溶液。
化学反应式为：
Figure BDA0003415467130000081
实施例6：一种用于黑色矩阵光刻胶的富勒醇丙烯酸酯的制备方法，富勒醇丙烯酸酯本体由含双键物质和富勒醇反应制得；富勒醇由C70的富勒烯制得。具体将富勒醇、水混合得到初混液；在初混液中加入催化剂和阻聚剂得到二号混合液；催化剂为浓硫酸；阻聚剂为对苯二酚；将含双键物质的甲基丙烯酸慢慢滴加到二号混合液中，滴加结束后进行升温反应，升温反应时将温度升至135℃，反应6h得到二号反应物；将二号反应物过滤得到二号滤渣，将二号滤渣碱洗，然后水洗至中性，最后在35℃下干燥20h得到最终产物，酯化转化率达95％。干燥采用真空干燥；富勒醇、甲基丙烯酸、水的摩尔量1:15:50；阻聚剂的量为甲基丙烯酸重量的750ppm、催化剂的加入量为甲基丙烯酸重量的10000ppm。碱洗时的碱为5wt％碳酸氢钠水溶液。
实施例7：一种用于黑色矩阵光刻胶的富勒醇丙烯酸酯的制备方法，富勒醇丙烯酸酯本体由含双键物质和富勒醇反应制得；富勒醇由C60的富勒烯制得。具体将富勒醇、水混合得到初混液；在初混液中加入催化剂和阻聚剂得到二号混合液；催化剂为甲苯磺酸；阻聚剂为苯甲醚；将含双键物质的丙烯酸慢慢滴加到二号混合液中，滴加结束后进行升温反应，升温反应时将温度升至170℃，反应8h得到二号反应物；将二号反应物过滤得到二号滤渣，将二号滤渣碱洗，然后水洗至中性，最后在50℃下干燥30h得到最终产物，酯化转化率达90％。干燥采用真空干燥；富勒醇、丙烯酸、水的摩尔量1:20:60；阻聚剂的量为丙烯酸重量的1000ppm、催化剂的加入量为丙烯酸重量的10000ppm。碱洗时的碱为5wt％碳酸钠水溶液。
实施例8：一种由富勒醇丙烯酸酯生产出的用于黑色矩阵光刻胶的树脂组合物，包括以下质量百分比的组份：5％的碱可溶树脂，4％的富勒醇丙烯酸酯，5％的单体，2％的光引发剂，0.5％的助剂，20％的色浆以及63.5％的溶剂。
碱可溶树脂具有如下通式：
Figure BDA0003415467130000091
其中，
X为双酚Z；Y为
Figure BDA0003415467130000092
Z为顺丁烯二酸；单体为丙烯酰胺。光引发剂为肟酯类，通式为：
Figure BDA0003415467130000093
其中R1为
Figure BDA0003415467130000094
R2为苯基，R3为C2的烷基，R4～R8均为H。
实施例9：一种由富勒醇丙烯酸酯生产出的用于黑色矩阵光刻胶的树脂组合物，包括以下质量百分比的组份：15％的碱可溶树脂，1％的富勒醇丙烯酸酯，1％的单体，0.5％的光引发剂，0.5％的助剂，32.4％的色浆以及50％的溶剂。
碱可溶树脂具有如下通式：
Figure BDA0003415467130000101
其中，
X为双酚芴；Y为
Figure BDA0003415467130000102
Z为2，3-二甲基顺丁烯二酸；单体为丙烯酰胺；
光引发剂为肟酯类，通式为：
Figure BDA0003415467130000103
其中R1为
Figure BDA0003415467130000104
R2为C1的烷基，R3为C4的酰基，R9～R10均为卤素原子。
实施例10：一种由富勒醇丙烯酸酯生产出的用于黑色矩阵光刻胶的树脂组合物，包括以下质量百分比的组份：5.5％的碱可溶树脂，1.8％的富勒醇丙烯酸酯，1.7％的单体，0.8％的光引发剂，0.2％的助剂，40％的色浆以及50％的溶剂。
碱可溶树脂具有如下通式：
Figure BDA0003415467130000105
其中，
X为双酚B；Y为
Figure BDA0003415467130000106
Z为降冰片烯二酸。
单体为羟甲基丙烯酰胺；
光引发剂为肟酯类，通式为：
Figure BDA0003415467130000111
其中R1为
Figure BDA0003415467130000112
R2为氰基，R3为C3的烷基，R4～R8均为卤素原子。
实施例11：一种由富勒醇丙烯酸酯生产出的用于黑色矩阵光刻胶的树脂组合物，包括以下质量百分比的组份：6％的碱可溶树脂，1.5％的富勒醇丙烯酸酯，1.5％的单体，0.7％的光引发剂，0.3％的助剂，20％的色浆以及70％的溶剂。
碱可溶树脂具有如下通式：
Figure BDA0003415467130000113
其中，
X为4，4’-(1-甲基亚乙基)双(2-甲基苯酚)；Y为
Figure BDA0003415467130000114
中的一种；Z为四氢邻苯二甲酸；单体为羟甲基甲基丙烯酰胺；
光引发剂为肟酯类，通式为：
Figure BDA0003415467130000115
其中R1为
Figure BDA0003415467130000116
R2为硝基，R3为C8的酰基，R9和R10均为H。
实施例12：参考实施例8：碱可溶树脂具有如下通式：
Figure BDA0003415467130000121
其中，
X还可以为A，A，A’-三(4-羟苯基)-1-乙基-4-异丙苯、4，4’-(1，3-二甲基丁基)二苯酚、双酚AP、9，9’-二[(4-羟乙氧基)苯基]芴中的一种；Y为
Figure BDA0003415467130000122
中的一种；
Z为顺丁烯二酸、2，3-二甲基顺丁烯二酸、降冰片烯二酸、四氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸中的一种。
单体还可以为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、羟甲基甲基丙烯酰胺、甲氧基甲基丙烯酰胺、甲氧基甲基甲基丙烯酰胺、乙氧基甲基丙烯酰胺、乙氧基甲基甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、马来酸、马来酸酐、衣康酸、衣康酸酐、巴豆酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇五甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚二丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚二甲基丙烯酸酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯二甲基丙烯酸酯中的一种或多种混合。
光引发剂为肟酯类，通式为：
Figure BDA0003415467130000131
其中R1为
Figure BDA0003415467130000132
或
Figure BDA0003415467130000133
R2为苯基、C1～C20的烷基、氰基、硝基或C1～C4的卤代烷基，R3为C2～C12的烷基或C4～C8的酰基，R4～R8为H、卤素原子、C1～C12的烷基、苯基或苯硫酚基，R9和R10为H、卤素原子、C1～C12的烷基或苯基。
助剂可以使用硅烷偶联剂和流平剂。
其中，硅烷偶联剂含有至少一个选自羧基，甲基丙烯酰基，异氰酸基，亚氨基或环氧基团的活性取代基。硅烷偶联剂的具体实例包括但不局限于三甲氧基甲硅烷基苯甲酸、γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、γ-环氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷。这些偶联剂可以单独使用或组合使用。
流平剂可以使用氟类流平剂或硅类流平剂。市售的流平剂可以包括来自道康宁东丽硅的DC3PA、DC7PA、SH11PA/SH21PA和SH8400,来自GE东芝硅酮的TSF-4440/TSF-4300/TSF-4445/TSF-4446和TSF-4452,来自BYK的BYK-333、BYK-307、BYK-354和BYK-399，来自大日本油墨化学工业有限公司的Megaface F-470、F-471、F-475、F-482、F-489、F-554和F-563。
溶剂可以使用本领域中已知并且用于制备树脂组合物的任何溶剂，溶剂与树脂组合物的组分相容但不反应。
溶剂的实例可以包括
二醇醚类，如乙二醇单乙醚；
酯类，如2-羟基丙酸乙酯；
二乙二醇类，如二乙二醇单甲醚；
丙二醇烷基醚乙酸酯类，如丙二醇甲醚醋酸酯和丙二醇丙醚醋酸酯；
乙酸烷氧基烷基酯类，如乙酸3-甲氧基丁酯。
溶剂可以单独使用或以两种或更多种的组合形式使用。
光引发剂选自肟酯类，
光引发剂的特定实例可以包括：1-苯基-1，2-丙二酮-2-(邻乙氧基羰基)肟、1-【4-(苯硫基)苯基】-辛烷-1，2-二酮-2-(邻苯甲酰基肟)、邻苯甲酰基-4‘-(巯基苯)苯甲酰基-己基-酮肟、1-[9-乙基-6-苯甲酰基-9H-咔唑-3-基]壬烷-1，2-壬烷-2-肟-O-苯甲酸酯、1-[9-乙基-6-苯甲酰基-9H-咔唑-3-基]-壬烷-1,2-壬烷-2-肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-苯甲酰基-9H-咔唑-3-基]-戊烷-1,2-戊烷-2-肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-苯甲酰基-9H-咔唑-3-基]辛-1-酮肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唯3-基]-乙-1阍胎-O-苯甲酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙-1-酮肟-O-乙酸酯、1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲酰基肟)、1，2-丁二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲酰基肟)、1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-[O-(4-甲基苯甲酰基肟)]等及其混合物。
实施例13：一种由富勒醇丙烯酸酯生产出的用于黑色矩阵光刻胶的树脂组合物的应用方法，将实施例8、9、10、11的树脂组合物应用于黑色矩阵光刻胶中。
性能测试
对比的树脂组合物：将实施例8中的富勒醇丙烯酸酯全部替换成单体。
将实施例8、9、10、11以及对比的树脂组合物分别进行涂布，将树脂组合物均匀涂覆于玻璃基板上，在100℃加热板上干燥100秒形成涂膜，利用曝光机以100mJ/cm2的能量进行曝光，随后在浓度0.045％的KOH显影液中进行显影90秒，随后放置于230℃烘箱中30分钟，形成涂层8～11及对比涂层。
制得的涂层进行性能表征，包括附着力、表面硬度、耐老化性、耐热性、耐化性以及表面阻抗性能。具体检测方法和步骤如下：
(1)附着力测定：参照国家标准GB/T1720-1979的检测方法进行测试评级，分为1-7级，1级最好，漆膜完整无损。
(2)表面硬度测定：参照国家标准GB/T6739-1996的检测方法进行测试评级，评级数越高，表示性能越好。
(3)耐老化性能测定和评价方法：将涂层放置于ATLAS-UV 2000老化仪连续照射200小时，然后将涂层用台式色差分光光度仪Datacolor600测试光阻涂层照射前后的色差(ΔE)，ΔE值越小，表示光阻涂层耐老化性越好。
(4)耐热性测定和评价方法：用TGA-Q500测试光阻涂层的热分解温度(Td)，Td值越大，表示涂层耐热性越好。
(5)表面阻抗测定：将涂层放入230℃的烘箱中烘烤150分钟，取出后用Hiresta-UXMCP-HT800阻抗仪测定表面阻抗，测试探头URS，测试电压10V。
(6)耐透水性测试：参照国家标准GB-T1037-1988的检测方法进行测试，水蒸气透过量越小，耐透水性越强。
表征结果如下表所示：
Figure BDA0003415467130000151
从上表可以看出，制得的涂层附着力均达到1级，漆膜完整无损，并且具有非常高的硬度。各涂层的热分解温度(Td)均超过400℃，耐热性能优良。利用本发明的富勒醇丙烯酸酯制得的黑色矩阵光刻胶涂层表面阻抗明显高于对比例。此外，利用本发明的富勒醇丙烯酸酯制得的黑色矩阵光刻胶涂层水蒸气透过量明显低于对比例，具有更好的耐透水性。
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (12)

1.一种用于黑色矩阵光刻胶的富勒醇丙烯酸酯，其特征在于，包括富勒醇丙烯酸酯本体，所述富勒醇丙烯酸酯本体的化学通式为：
Figure FDA0003415467120000011
其中，
R为富勒基；
X为甲基或氢原子；
n为10～20的整数。
2.一种如权利要求1所述的用于黑色矩阵光刻胶的富勒醇丙烯酸酯的制备方法，其特征在于，富勒醇丙烯酸酯本体由含双键物质和富勒醇反应制得。
3.根据权利要求2所述的用于黑色矩阵光刻胶的富勒醇丙烯酸酯的制备方法，其特征在于，所述含双键物质为丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯；富勒醇由C60或C70的富勒烯制得。
4.根据权利要求3所述的用于黑色矩阵光刻胶的富勒醇丙烯酸酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将富勒醇、水和缚酸剂混合得到一号混合液；
(2)将丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯与阻聚剂混合得到滴加液；
(3)将液加液滴加到一号混合液中，在0～5℃下反应1～3h，再进行升温反应，升温反应时将温度升温至20～30℃，反应12～40h得到一号反应物；
(4)将一号反应物过滤得到一号滤渣，将一号滤渣碱洗，然后水洗至中性，最后在50℃以下干燥得到最终产物；
所述富勒醇、水和缚酸剂、丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯的摩尔量1:40～60:15～30：10～20；阻聚剂的量为丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯重量的500～1000ppm。
5.根据权利要求4所述的用于黑色矩阵光刻胶的富勒醇丙烯酸酯的制备方法，其特征在于，所述阻聚剂为羟基苯甲醚或者对苯二酚；碱洗时的碱为5wt％氢氧化钠、碳酸氢钠或碳酸钠水溶液；干燥前可采用旋蒸法除水，干燥采用真空干燥，干燥温度为20～50℃，干燥时间为12～30h。
6.根据权利要求2所述的用于黑色矩阵光刻胶的富勒醇丙烯酸酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将富勒醇、水混合得到初混液；
(2)在初混液中加入催化剂和阻聚剂得到二号混合液；
(3)将丙烯酸或甲基丙烯酸慢慢滴加到二号混合液中，滴加结束后进行升温反应，升温反应时将温度升至100～170℃，反应4～8h得到二号反应物；
(4)将二号反应物过滤得到二号滤渣，将二号滤渣碱洗，然后水洗至中性，最后在50℃以下干燥得到最终产物；
所述富勒醇、丙烯酸或甲基丙烯酸、水的摩尔量1:10～20:40～60；阻聚剂的量为丙烯酸或甲基丙烯酸重量的500～1000ppm、催化剂的加入量为丙烯酸或甲基丙烯酸重量的10000ppm。
7.根据权利要求6所述的用于黑色矩阵光刻胶的富勒醇丙烯酸酯的制备方法，其特征在于，催化剂为甲苯磺酸、浓硫酸；阻聚剂为苯甲醚或者对苯二酚；碱洗时的碱为5wt％氢氧化钠、碳酸氢钠或碳酸钠水溶液；干燥采用真空干燥，干燥温度为20～50℃，干燥时间为12～30h。
8.一种由权利要求1所述的富勒醇丙烯酸酯生产出的用于黑色矩阵光刻胶的树脂组合物，其特征在于，包括以下质量百分比的组份：5～15％的碱可溶树脂，1～4％的富勒醇丙烯酸酯，1～5％的单体，0.5～2％的光引发剂，0.1～0.5％的助剂，20～40％的色浆以及50～70％的溶剂。
9.根据权利要求8所述的由富勒醇丙烯酸酯生产出的用于黑色矩阵光刻胶的树脂组合物，其特征在于，所述碱可溶树脂具有如下通式：
Figure FDA0003415467120000031
其中，
X为双酚Z、双酚芴、双酚B、4，4’-(1-甲基亚乙基)双(2-甲基苯酚)、A，A，A’-三(4-羟苯基)-1-乙基-4-异丙苯、4，4’-(1，3-二甲基丁基)二苯酚、双酚AP、9，9’-二[(4-羟乙氧基)苯基]芴中的一种；
Y为
Figure FDA0003415467120000032
中的一种；
Z为顺丁烯二酸、2，3-二甲基顺丁烯二酸、降冰片烯二酸、四氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸中的一种。
10.根据权利要求8所述的由富勒醇丙烯酸酯生产出的用于黑色矩阵光刻胶的树脂组合物，其特征在于，所述单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、羟甲基丙烯酰胺、羟甲基甲基丙烯酰胺、甲氧基甲基丙烯酰胺、甲氧基甲基甲基丙烯酰胺、乙氧基甲基丙烯酰胺、乙氧基甲基甲基丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、马来酸、马来酸酐、衣康酸、衣康酸酐、巴豆酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇五甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚二丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚二甲基丙烯酸酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯二丙烯酸酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯二甲基丙烯酸酯中的一种或多种混合。
11.根据权利要求8所述的由富勒醇丙烯酸酯生产出的用于黑色矩阵光刻胶的树脂组合物，其特征在于，所述光引发剂为肟酯类，通式为：
Figure FDA0003415467120000041
其中R1为
Figure FDA0003415467120000042
R2为苯基、C1～C20的烷基、氰基、硝基或C1～C4的卤代烷基，R3为C2～C12的烷基或C4～C8的酰基，R4～R8为H、卤素原子、C1～C12的烷基、苯基或苯硫酚基，R9和R10为H、卤素原子、C1～C12的烷基或苯基；所述助剂为硅烷偶联剂和流平剂。
12.一种如权利要求8～11任一所述的树脂组合物的应用方法，其特征在于，应用于黑色矩阵光刻胶中。
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