树脂规模化制备方法技术

本发明专利技术提供了一种树脂规模化制备方法。所述树脂规模化制备方法包括步骤有：在保护气氛中，将树脂单体、溴化铜、铜单质、配体按照比例于反应溶剂中进行混合处理，形成反应混合溶液；保持所述保护气氛，将反应混合溶液升温至原子转移自由基聚合反应的温度，后向所述反应混合溶液中加入引发剂进行原子转移自由基聚合反应。本发明专利技术树脂规模化制备方法通过将传统ATRP聚合反应体系中的溴化亚铜催化剂更改成了零价铜单质及溴化铜的二元催化剂，使得制备窄分子量分布的聚合物；同时铜单质可作为整个反应体系的“开关”，使得反应终点也不会受降温过程的影响，从而保证规模化生成树脂，且能够稳定控制树脂分子量、分子量分布、转化率。转化率。转化率。

【技术实现步骤摘要】
树脂规模化制备方法


[0001]本专利技术属于有机高分子化合物制备的
，尤其涉及一种树脂规模化制备方法。

技术介绍

[0002]光刻胶是集成电路制造领域的关键材料之一，随着制造技术的不断发展，对光刻胶的技术要求越来越高，为了满足日益苛刻的工艺条件，需要开发更高性能的光刻胶产品。相对于传统的I线、G线、KrF光刻胶，ArF光刻胶产品具有优异的分辨率，可达到90nm以下。其中，ArF光刻胶由树脂、光敏剂、添加剂溶剂等组成。
[0003]树脂是光刻胶性能的载体，对光刻胶的分辨率、线边粗糙度、图形形貌等性能有重要影响，树脂的质量决定了光刻胶的性能可靠性。不同于普通的化学结构均一的小分子电子材料，光刻胶树脂为不同链长的高分子混合物，受制于这种特性，工业技术中无法重复制备性能完全一致的树脂。一直以来，如何制备结构均一、性能稳定的光刻胶树脂是光刻胶产业界的公认技术难题。另一方面，如何对不稳定的聚合工艺进行放大生产，制备规模化的各项性能稳定均一的光刻胶树脂，是各大光刻胶生产企业面临的巨大挑战。
[0004]原子转移自由基聚合(ATRP)是一种活性聚合，其制备的聚合物材料具有分子量可控，分子量分布窄(<1.5)的特点，因此用这种方法制备的聚合物材料在高性能电子材料领域有广阔的应用前景。窄分子量分布的光刻胶树脂可大幅提升光刻胶性能，改善光刻胶图形的立体形貌，消除Footing、T-top、undercut等不利因素。因此，ATRP聚合工艺在光刻胶树脂的制备中有重要意义。传统ATRP合成工艺和原理如图1所示，其是以溴化亚铜作为催化剂和以“温度”作为反应体系停止的手段。众所周知，依靠降温手段停止反应的方法会给树脂产品的参数带来很大不确定性，由于反应体系降温过程及传热具有不确定性，因此无法稳定控制分子量、分子量分布、转化率。也即是说，传统的ATRP合成工艺存在重复性差的问题，聚合物的分子量、转化率、分子量分布等参数不稳定，限制了其在工业界的应用。正因传统ATRP合成工艺存在重复性差，目前也难实现规模化制备各项性能稳定均一的光刻胶树脂。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种树脂规模化制备方法，以解决传统ATRP合成工艺存在重复性差，难实现规模化制备各项性能稳定均一光刻胶树脂的技术问题。
[0006]为了实现本专利技术的专利技术目的，本专利技术提供了一种树脂规模化制备方法。所述树脂规模化制备方法包括如下步骤：
[0007]在保护气氛中，将树脂单体、溴化铜、铜单质、配体按照比例于反应溶剂中进行混合处理，形成反应混合溶液；
[0008]将反应混合溶液升温至原子转移自由基聚合反应的温度，后向所述反应混合溶液中加入引发剂进行原子转移自由基聚合反应。
[0009]与现有技术相比，本专利技术树脂规模化制备方法通过将传统ATRP聚合反应体系中的溴化亚铜催化剂更改成了零价铜单质及溴化铜的二元催化剂，一方面可以稳定控制ATRP聚合反应体系的自由基浓度，保持活性聚合的特征，制备窄分子量分布的聚合物；另一方面，铜单质可作为整个反应体系的“开关”，当反应需要停止时，可通过铜单质的取出实现反应终点的有效控制，提升了反应过程的可控性，使各项性能指标重复性好。在放大生产工艺中，反应终点也不会受降温过程的影响，从而保证规模化生成树脂，且能够稳定控制树脂分子量、分子量分布、转化率，为工艺放大带来了便利。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1为传统ATRP合成工艺和原理示意图；
[0012]图2为本专利技术实施例改进ATRP合成工艺和原理示意图；
[0013]图3为本专利技术实施例树脂规模化制备方法工艺流程示意图。
具体实施方式
[0014]为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0016]本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
[0017]本申请中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
[0018]当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
[0019]此外，本专利技术要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
[0020]在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
[0021]本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
[0022]本专利技术实施例提供了一种树脂规模化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种树脂规模化制备方法，包括如下步骤：在保护气氛中，将树脂单体、溴化铜、铜单质、配体按照比例于反应溶剂中进行混合处理，形成反应混合溶液；保持所述保护气氛，将反应混合溶液升温至原子转移自由基聚合反应的温度，后向所述反应混合溶液中加入引发剂进行原子转移自由基聚合反应。2.如权利要求1所述的树脂规模化制备方法，其特征在于：所述铜单质是以铜条、铜棒、铜片、铜颗粒中的至少一种形貌置于所述反应溶剂中，所述铜颗粒是被盛装于容器中的，且所述容器设有用于是反应溶剂进出的通孔。3.如权利要求1所述的树脂规模化制备方法，其特征在于：所述配体的分子结构通式Ⅰ所示：通式Ⅰ中R1、R2、R3相同或不相同的为C
n
H
2n+1
，n为1～12的正整数；Cx是0或1个碳原子的烷基；和/或所述引发剂的分子结构通式Ⅱ所示：通式Ⅱ中R4、R5、R6相同或不相同的为C
n
H
2n+1
，n为1～12的正整数；和/或所述树脂单体包括甲基丙烯酸酯类单体、丙烯酸酯类单体中的至少一种；和/或所述反应溶剂为有机极性溶剂。4.如权利要求3所述的树脂规模化制备方法，其特征在于：所述有机极性溶剂包括含羟
基类溶剂、酯类...

【专利技术属性】
技术研发人员：马潇，周浩杰，许东升，顾大公，毛智彪，许从应，
申请(专利权)人：宁波南大光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：