一种双光子引发控制甲基丙烯酸树脂分子量的方法技术

本发明专利技术适用于高分子材料领域，提供了一种双光子引发控制甲基丙烯酸树脂分子量的方法，包括如下步骤：将甲基丙烯酸树脂的单体混合，得到混合溶液；向混合溶液中加入双光子引发剂，该双光子引发剂与所述甲基丙烯酸树脂的单体互溶，混合均匀，得到预聚体；对预聚体进行光辐射，使预聚体进行聚合反应，得到甲基丙烯酸树脂。本发明专利技术的控制甲基丙烯酸树脂分子量的方法可以通过改变双光子引发剂的浓度及光源强度来控制甲基丙烯酸树脂的分子量。本发明专利技术的控制甲基丙烯酸树脂分子量的方法，使用双光子引发剂进行光引发，双光子引发剂每次可以吸收两个光子，产生两个自由基来进行聚合反应，使用能量较小的光即可快速进行光聚合反应，耗能低。

【技术实现步骤摘要】
一种双光子引发控制甲基丙烯酸树脂分子量的方法
本专利技术属于高分子材料领域，尤其涉及一种双光子引发控制甲基丙烯酸树脂分子量的方法。
技术介绍
光刻胶作为一种光敏材料，是集成电路精细加工技术的关键性加工材料。光刻胶的主要成分是聚合物树脂、光致产酸剂以及相应的添加剂和溶剂，其中，聚合物树脂的种类和性能在较大的程度上决定着光刻胶性能的优劣。目前广泛应用于光刻胶的聚合物树脂是甲基丙烯酸树脂。不同分子量的甲基丙烯酸树脂决定着光刻胶性能的优劣，因此，为了满足光刻胶优异性能的需求，需要制备出不同分子量的甲基丙烯酸树脂。传统的制备不同分子量的甲基丙烯酸树脂的方法是在乳液或者溶液中添加引发剂，通过水浴或油浴加热回流，进行自由基聚合反应来控制甲基丙烯酸树脂的分子量。但是，这种方法至少存在以下弊端：需要大量的溶剂；反应时间较长，通常需要反应20小时以上才能促使单体均匀的进行聚合反应；聚合物分子量主要由所加的引发剂来决定，温度、时间、浓度都是需要考虑的因素。现有技术有使用紫外光引发剂分解产生自由基促进聚合反应制备不同分子量的聚合物树脂，可以大大缩减反应时间。但是其应用的光引发为单光子引发，引发剂每次吸收一个光子，产生一个自由基来进行聚合反应，这样的话需要用能量较大的紫外光，耗能大，且效率不高。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种双光子引发控制甲基丙烯酸树脂分子量的方法，旨在解决媒介需求量大的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种双光子引发控制甲基丙烯酸树脂分子量的方法，其包括如下步骤：>步骤S1：将甲基丙烯酸树脂的单体混合，得到混合溶液；步骤S2：向所述混合溶液中加入双光子引发剂，该双光子引发剂与所述甲基丙烯酸树脂的单体互溶，混合均匀，得到预聚体；步骤S3：对预聚体进行光辐射，使预聚体进行聚合反应，得到甲基丙烯酸树脂。更进一步地，所述甲基丙烯酸树脂的单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯。更进一步地，所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯以及2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯的质量比的范围为(1～10)：(1～10)：(1～10)。更进一步地，所述双光子引发剂为9-苄基-3,6-二[2-(吡啶-4-基)-乙烯基]咔唑、反式-二苯基-{{4-[2-(4-吡咯基1-苯基)-乙烯基]-苯基}胺或反式-9-(4-[2-(4-吡咯基-1-苯基)-乙烯基]-苯基]-9-氢咔唑。更进一步地，所述双光子引发剂的质量为甲基丙烯酸树脂的单体的总质量的1％～10％。更进一步地，所述对预聚体进行光辐射的方法为：将预聚体平铺在三维移动台上，使用飞秒激光器提供光源，对预聚体进行光辐射。更进一步地，飞秒激光器的扫描速率的范围为1～25μm/s。更进一步地，所述光源的强度范围为5～30mW。更进一步地，所述双光子引发控制甲基丙烯酸树脂分子量的方法还包括：步骤S4：对步骤S3中制得的甲基丙烯酸树脂进行提纯。更进一步地，所述提纯的方法为使用洗液冲洗步骤S3中制得的甲基丙烯酸树脂，该洗液为纯水、甲醇、甲醇/水混合物、乙醇、乙醇/水混合物、异丙醇、异丙醇/水混合物、正庚烷、正己烷、环己烷、正戊烷、石油醚、乙醚或甲基叔丁基醚。本专利技术的双光子引发控制甲基丙烯酸树脂分子量的方法，在甲基丙烯酸树脂的制备过程中使用双光子引发剂进行光引发，双光子引发剂每次可以吸收两个光子，产生两个自由基来进行聚合反应，使用能量较小的光即可快速进行光聚合反应，耗能低，节约成本。本专利技术的双光子引发控制甲基丙烯酸树脂分子量的方法可以通过改变双光子引发剂的浓度、扫描速率及光源强度来控制甲基丙烯酸树脂的分子量。此外，所述甲基丙烯酸树脂的单体与所述双光子引发剂互溶，不需要额外添加溶剂或乳液等媒介，可以有效的提高产率，减少成本。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。本专利技术较佳实施方式提供一种双光子引发控制甲基丙烯酸树脂分子量的方法，其包括如下步骤：步骤S1：将甲基丙烯酸树脂的单体混合，得到混合溶液；步骤S2：向所述混合溶液中加入双光子引发剂，该双光子引发剂与所述甲基丙烯酸树脂的单体互溶，混合均匀，得到预聚体，该预聚体中不包含溶剂；步骤S3：对预聚体进行光辐射，使预聚体进行聚合反应，得到甲基丙烯酸树脂；步骤S4：对步骤S3中制得的甲基丙烯酸树脂进行提纯，以去除小分子聚合物和/或未聚合的单体。在至少一实施例中，所述甲基丙烯酸树脂的单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯及2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯。甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯以及2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯的质量比的范围为(1～10)：(1～10)：(1～10)。这样的单体用量，可以制备出重均分子量10000以下的甲基丙烯酸树脂，较可控，在使用该甲基丙烯酸树脂制备光刻胶时易于溶解。在至少一实施方式中，所述聚合反应在玻璃瓶中进行，换言之，所述甲基丙烯酸树脂的单体在玻璃瓶中混合，所述双光子引发剂添加至玻璃瓶中。可以理解的，该玻璃瓶可以为常规应用于光聚合反应的单口烧瓶、多口烧瓶等玻璃容器。所述双光子引发剂可以为9-苄基-3,6-二[2-(吡啶-4-基)-乙烯基]咔唑(BPyVC双光子引发剂)、反式-二苯基-{{4-[2-(4-吡咯基1-苯基)-乙烯基]-苯基}胺、反式-9-(4-[2-(4-吡咯基-1-苯基)-乙烯基]-苯基]-9-氢咔唑等常规用于光聚合反应的双光子引发剂。所述双光子引发剂的质量为甲基丙烯酸树脂的单体的总质量的1％～10％。这样的双光子引发剂的用量，可以制备出重均分子量10000以下的甲基丙烯酸树脂，较可控，在使用该甲基丙烯酸树脂制备光刻胶时易于溶解。在至少一实施方式中，所述对预聚体进行光辐射的方法为：将预聚体平铺在三维移动台上，使用飞秒激光器提供光源，对预聚体进行光辐射。其中，飞秒激光器的扫描速率的范围优选为1～25μm/s，所述光源的强度范围优选为5～30mW。可以理解的，在其它实施方式中，还可以将预聚体放入紫外光固化机中，对预聚体进行光辐射。在至少一实施方式中，所述提纯方法为使用洗液冲洗聚合反应制得的甲基丙烯酸树脂。该洗液可以为纯水、甲醇、甲醇/水混合物、乙醇、乙醇/水混合物、异丙醇、异丙醇/水混合物、正庚烷、正己烷、环己烷、正戊烷、石油醚、乙醚、甲基叔丁基醚等有机和/或无机溶剂。所述双光子引发控制甲基丙烯酸树脂分子量的方法，可以通过改变双光子引发剂的浓度、扫描速率及光源强度来控制甲基丙烯酸树脂的分子量。在甲基丙烯酸树脂的制备过程中使用双光子引发剂进行光引发，双光子引发剂每次可以吸收两个光子，产生两个自由基来进行聚合反应，使用能量较小的紫外光即可快速进行光聚合反应，耗能低，节约成本。此外，所述甲基丙烯酸树脂的单体与所述双光子引发剂互溶，不需要额外添加溶剂或乳液等媒介，可以有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双光子引发控制甲基丙烯酸树脂分子量的方法，其包括如下步骤：/n步骤S1：将甲基丙烯酸树脂的单体混合，得到混合溶液；/n步骤S2：向所述混合溶液中加入双光子引发剂，该双光子引发剂与所述甲基丙烯酸树脂的单体互溶，混合均匀，得到预聚体；/n步骤S3：对预聚体进行光辐射，使预聚体进行聚合反应，得到甲基丙烯酸树脂。/n

【技术特征摘要】
1.一种双光子引发控制甲基丙烯酸树脂分子量的方法，其包括如下步骤：
步骤S1：将甲基丙烯酸树脂的单体混合，得到混合溶液；
步骤S2：向所述混合溶液中加入双光子引发剂，该双光子引发剂与所述甲基丙烯酸树脂的单体互溶，混合均匀，得到预聚体；
步骤S3：对预聚体进行光辐射，使预聚体进行聚合反应，得到甲基丙烯酸树脂。


2.如权利要求1所述的双光子引发控制甲基丙烯酸树脂分子量的方法，其特征在于：所述甲基丙烯酸树脂的单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯。


3.如权利要求2所述的双光子引发控制甲基丙烯酸树脂分子量的方法，其特征在于：所述甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯以及2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯的质量比的范围为(1～10)：(1～10)：(1～10)。


4.如权利要求1所述的双光子引发控制甲基丙烯酸树脂分子量的方法，其特征在于：所述双光子引发剂为9-苄基-3,6-二[2-(吡啶-4-基)-乙烯基]咔唑、反式-二苯基-{{4-[2-(4-吡咯基1-苯基)-乙烯基]-苯基}胺、反式-9-(4-[2-(4-吡咯基-1-苯基)-乙烯基]-苯基]-9-氢咔唑。


5.如权利要求1所述的双光...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，马潇，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：浙江;33