光刻胶及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光刻胶领域，尤其涉及一种UV固化打印光刻胶及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002] uv固化打印光刻胶是在一定的紫外线照射下，能够从液态转变成固态的液体光刻 胶，它通常由颜料、预(齐)聚物、活性稀释剂、光引发剂和助剂组成，具有不含挥发性溶剂、 无臭味、无刺激、流平好、不堵喷孔、耐水性强、耐溶剂擦洗等优点，适用于PCB行业线路板打 印等行业。
[0003] -般情况下，UV固化打印光刻胶是在现有的体系中加入了一定量的染料从而使胶 呈现透明感。但现有的光刻胶体系中加入染料后，会变得无法干燥，粘性难以控制，目前生 产此种产品的厂商很少，且无法推广。另外，采用两种或两种以上树脂做预聚物时打印光泽 度差，容易变色，存在干燥速度低、产品粘性难以控制、产品易于胶化等缺点，且现有光刻胶 由于在193nm和157nm吸收太高而无法使用。
[0004] 因此，亟需一种可用于喷墨UV固化打印的光刻胶。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种光刻胶及其制备方法与应用，所述光刻 胶具有色泽光亮，透明度高、附着力牢靠，固化速度快、性能稳定、储存性强，耐候性和抗腐 蚀性能优异等优点。
[0006] 为了解决上述问题，本发明提供了一种光刻胶，包含如下组分： 聚酯丙烯酸酯树脂：40~80重量份； 颜料： 1.0重量份:； 染料： 6-12重量份：
[0007] 活性稀释剂： 8~25重量份； 光引发剂： 2~8重量份; 分散剂： 1~5重量份。
[0008] 优选地，所述聚酯丙烯酸酯树脂的官能度为3~9。
[0009] 优选地，所述活性稀释剂的官能度为3~5。
[0010] 优选地，所述活性稀释剂为丙烯酸酯单体。
[0011]优选地，所述活性稀释剂为2-苯氧基乙基丙烯酸酯、1，6_己二醇双丙烯酸酯、二缩 丙二醇双丙烯酸酯、三缩丙二醇双丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸 酯、乙氧基化三羟基甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化三羟基甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种。
[0012] 优选地，所述染料为油溶性染料。
[0013] 优选地，所述光引发剂为α，α-二甲基苯偶酰缩酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙 酮、1-羟基-环已基苯酮、2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、2-苯基-2-二甲氨 基-1-(4-吗啉苯基)-1-丁酮、双苯甲酰基苯基氧化膦中的一种。
[0014] 优选地，所述光引发剂为2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮、1-羟基-环己基苯酮及 2-甲基-1-[4-甲硫基苯基]-2-吗啉基-1-丙酮分别与二苯甲酮组成的混合物中的一种。
[0015] 优选地，所述的分散剂为高相对分子质量润湿分散剂。
[0016] 本发明提供一种光刻胶的制备方法，包括如下步骤：
[0017] 1)将2-10重量份颜料、6-12重量份染料混合，与20-30重量份聚酯丙烯酸酯树脂一 起混合分散碾压至粒径1微米以下，获得浆料的载体；
[0018] 2)将所述载体与2-7重量份活性稀释剂混合并碾压，获得细浆；
[0019] 3)向所述细浆中加入20-50重量份聚丙烯酸酯树脂、6-18重量份活性稀释剂、2-8 份光引发剂和1-5份分散剂，并搅拌若干时间后过滤，得到光刻胶。
[0020] 优选地，在步骤3)中，搅拌速度为800-2500转/分钟，搅拌时间为15~90分钟。
[0021] 优选地，在步骤3)中，采用1微米的蝶形过滤器过滤后即可得到光刻胶。
[0022]本发明还提供一种上述的光刻胶在喷墨UV固化打印中的应用。
[0023] 本发明的优点在于，克服了现有的光刻胶无法用于打印，粘度过大，干燥速度无法 精确控制等缺陷，具有色泽光亮，透明度高、附着力牢靠，固化速度快、性能稳定、储存性强， 耐候性和抗腐蚀性能优异等优点，适用于打印光刻胶这个新兴的行业。
【具体实施方式】
[0024] 下面对本发明提供的光刻胶及其制备方法与应用的【具体实施方式】做详细说明。 [0025] 本发明一种光刻胶，包含如下组分： 聚酯丙烯酸酯树脂：40~80重量份； .颜料i 2:~1.0重量份； 染料： 6-12重量份；
[0026] 活性稀释剂： 8~25重量份； 光引发剂： 2~8重量份； 分散剂： 1~5重量份。
[0027]聚酯丙烯酸酯类物质在193nm高度透明，因此，是193nm光刻胶的首选材料。所述聚 酯丙烯酸酯树脂为高官能度的聚酯丙烯酸酯，其官能度为3~9。高官能度的聚酯丙烯酸酯 光反应活性显著提高，固化膜交联密度高，形成致密的固化交联网络，从而促使光刻胶迅速 干燥，但官能度太高又会导致黏性增高，柔性下降。故取官能度在3~7之间的聚酯丙烯酸 酯，其具有良好的任性、拉伸强度等物理机械性能，且对颜料的润湿效果很好，具有合适的 亲油-亲水平衡。所述聚酯丙烯酸酯树脂的重量份例如可以为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]紫外光刻技术的发展要求光刻胶向高性能、多功能化方向发展，高性能是指光固 化树脂对紫外光具有高的辨识精度、固化速率快;多功能是指光固产物可通过进一步的化 学或物理处理形成功能器件。现有的光刻胶由于粘度较大或为固态需要大量活性稀释剂或 者溶剂进行稀释，而聚酯丙烯酸酯由于其独特的分子结构使其具有携带众多官能团且粘度 较低等特点因而非常适合用作光固化树脂基体;此外，聚酯丙烯酸酯容易通过改性使其实 现快速光固化并具有较高的辨识精度；因此可紫外光固化的聚酯丙烯酸酯满足高性能的要 求。
[0029] 所述活性稀释剂为高官能度的活性稀释剂，其官能度为3~7。所述活性稀释剂主 要为丙烯酸酯单体，适合本发明的丙烯酸单体可以是2-苯氧基乙基丙烯酸酯、1，6_己二醇 双丙烯酸酯、二缩丙二醇双丙烯酸酯、三缩丙二醇双丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双季 戊四醇五丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙氧基化 三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种，优选双季戊四醇五丙烯或双季戊四醇六丙烯酸酯或乙 氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。所述活性稀释剂的特点是反映活性高，稀释效果好、固化 膜干燥迅速、柔韧性好。所述活性稀释剂的重量份例如可以为8、9、10、11、12、13、14、15、16、 17、18、19、20、21、22、23、24、25〇
[0030] 活性稀释剂使体系中反应性双键的浓度显著提高，从而增大反应速度，促使光刻 胶迅速干燥，但官能度高的活性稀释剂粘度较高，稀释效果较差。为在高固化率的同时保证 稀释效果，取官能度在3~5之间的活性稀释剂。
[0031] 本发明通过选用合适高官能度的聚丙烯酸酯和活性稀释剂使光刻胶的干燥问题 得以解决，光刻胶的干燥速度可达3 Om/m i η (4 0w/ cm萊灯，2~5 cm灯距），黏性可控制在6~ 15。当固化体系较为稳定时，可以通过加大活性稀释剂的用量来降低光刻胶的黏性，从而控 制光刻胶在合理的黏性范围内。
[0032] 本发明光刻胶的颜料为有机颜料或无机颜料。有机颜料色调鲜艳，着色力强，在油 墨中应用较广，如偶氮系、酞青系颜料;无机颜料耐光性、耐热性、耐溶剂性、隐蔽力均较好， 如钛白、镉红、铬绿、群青等。其中，在本发明中，所述的有机颜料可以为偶氮色淀颜料、色酚 AS系列颜料、酞菁颜料中的一种，所述无机颜料可以为铁蓝、氧化铁红、钛白、群青中的一 种，可以根据光刻胶的颜色，选取适用的颜料。所述颜料的重量份例如可以为2、3、4、5、6、7、 8、9、10〇
[0033]本发明光刻胶的染料为油溶性染料，油溶性染料分有机颜料与无机颜料，有机颜 料为偶氮色淀颜料、色酸AS系列颜料、酞菁颜料中的一种，所述无机颜料为铁蓝、氧化铁红、 钛白、群青中的一种，所述染料的重量份例如可以为6、7、8、9、10、11、12。
[0034] 颜料以微粒态着色，并不溶解，是油墨中最常用的色料，而染料在使用时配制成溶 液，呈分子态着色，效果不如颜料。颜料能给油墨以不同的颜色和色浓度，并使油墨具有一 定的粘稠度和干燥性。本发明光刻胶在光刻胶基本组分中加入一定量的特定染料，即以颜 料和染料的混合物构成光刻胶的颜色体系。一般而言，染料可以溶，颜料不溶。染料用于增 强着色体系的透明性，使体系更鲜明，视觉效果强烈。颜料用以增强着色体系的稳定性、耐 光性能和防腐性能，并确保产品迅速固化交联。以合适的组分配比颜料和染料，可以有效抑 制染料本身具有的催化活性，在获得透明感强，色泽艳的光固化胶的同时，保证产品稳定性 强，耐候性能和抗腐蚀性能优异。
[0035] 进一步，优选地，所述分散剂为高分子润湿分散剂，例如，含有颜料亲和基团的高 分子嵌段聚合物高分子质量润湿分散剂(如:HSMRHydispex 7320等），可以获得更为理想的 颜色