可分散于溶剂的互穿聚合物网络制造技术

公开一类可分散于惯用涂料溶剂中的新型互穿聚合物网络。这样的分散液可用于制备保护性的和／或装饰性的薄膜涂层，尤其可用于光敏配方或成像配方，如光刻胶、焊掩膜等。这些聚合物网络由至少两种互穿交联的聚合物组成。其中至少一种是在溶剂中聚合生成的。一个实例中，至少一种聚合物网络是从大单体制备的，以产生一种具有官能化的支化或接枝线型链段的聚合物系统。本发明专利技术可分散于溶剂的互穿网络尤其可用作含有交联单体的可加成聚合光敏组合物如焊掩膜中的粘合剂。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种互穿聚合物网络类型物质的新型组合物。本专利技术也涉及含有这类聚合物产品的液体和固体成像组合物，包括使用这样的组合物作为光刻胶和焊掩膜。互穿聚合物网络(也称为IPN)系统正在日益增多地用于聚合物产品开发。这样的互穿聚合物网络系统和发展详见L.H.Sperling，“Interpenetrating Polymer Networks and Related Materials”(互穿聚合物网络及有关材料)，Plenum Press，New York，1981;“Multicomponent Polymer Materials”(多成分聚合物材料)第21～56页，ACS Adv.in Chem.No.211，D.R.Paul和L.H.Sperling编，ACS Books，Washington，DC，1986;和“Comprehensive Polymer Science”(综合聚合物科学)，卷6，“Polymer Reactions”(聚合物反应)，第423～436页G.C.Eastmond，A.Ledwith，S.Russo和P.Sigwalt编，Pergamon Press，Elmsford，NY，1989。在这样一些出版物中，把互穿聚合物网络定义为一种包含在彼此即时存在下聚合和/或交联的两种或多种成分聚合物网络的聚合物系统。实际上，这样一种聚合物系统包含两种或多种彼此互穿到某种程度的网络聚合物，这些聚合物之间没有形成化学键，但它们是如此地连系成一体，以致除非化学键断裂，否则无法使它们分离。每种成分聚合物网络都表征为一种广大的三维聚合物结构，其中多数链与其它链交联至少两次，因此，该网络结构的尺寸与宏观材料的尺寸不相上下。这些成分网络可以链接，即以物理方式互相锁着，也可以随后以化学方式在一有限程度上联结在一起。虽然上述定义描述一种理想结构，但已认识到相分离可能限制实际的分子互穿。因此，这种材料有时可描述为具有“互穿相”和/或“互穿网络”。如果两种或多种组成成分的合成或交联同时发生，则可以称该系统为一个同时互穿网络。另一方面，如果该合成和/或交联是分开进行的，则可以称该系统为一个顺序互穿网络。一个包含两种或多种紧密接触的成分聚合物的聚合物系统，其中至少一种是交联的，且至少另一种是线型的，就称为半互穿聚合物网络。这种类型的聚合物系统被认为是在固化的可光聚合系统中生成的，这样的系统公开于“Imaging Processes and Materials-Neblette′s Eighth Edition”(成像工艺与材料-Neblette第8版)第7章，J.M.Sturge，V.Walworth和A.Shepp编，Van Nostrand Reinhold，New York，1989。这样的可光聚合系统典型地具有一种或多种线型聚合物作为粘合剂和至少一种有两个或多个末端烯键不饱和部位的可加成聚合单体成分。这种粘合剂往往是一种简单的聚合物掺合物，即两种或多种聚合物的充分混合物，其中，在不同种聚合物链之间没有共价化学键合。在成像曝光期间，该单体成分聚合和交联，生成一种聚合物网络，其中至少截留了部分聚合物粘合剂，从而使该曝光区光硬化或不溶解。有机溶剂可溶胀的聚合物网络，即微粒凝胶，是已知的，它们在光敏组合物中、尤其在可光聚合防蚀层中的应用公开于美国专利4，726，877。微粒凝胶是一个源于油漆工业的术语，它包括用乳液聚合制备的、粒径为0.05～1微米、分子量高达109～1010量级的交联球形聚合物分子。交联使这些微粒凝胶不溶，但能溶胀于强溶剂中而不破坏交联结构。美国专利4，726，877也公开指出，聚合物成分可在聚合期间加以改变，以产生具有不同内、外组成的核和壳微粒凝胶。与互穿聚合物网络不同，在核/壳微粒凝胶制备期间，壳典型地是通过共价化学键合接枝到核网络上的。具有聚合物臂的线型聚合物是已知的，而且典型地是通过使一种惯用单体与一种大单体(macromer)共聚来制备的。在“Encyclopedia of Polymer Science and Engineering”(聚合物科学与工程百科全书)，Vol.9，pp.195-204(John Wiley & Sons，New York，1987)中，Kawakami把大单体定义为分子量范围从几百到数万、在末端有一个能进一步聚合的官能团如烯键、环氧基、二羧酸基、二醇基或二胺基的聚合物。欧洲专利出版物No.280，979公开了使用这样一种聚合物作为一种适合于产生印刷表格或防蚀图案的可光聚合材料中的粘合剂。所公开的聚合物粘合剂由一种具有双相形态、平均分子量(重均)大于10.000的成膜共聚物组成。这种共聚物是用一种平均分子量(重均)为1，000～100，000的大单体产生的。尽管预成形互穿聚合物网络系统和半互穿聚合物网络系统的物理性质和化学性质是光敏产品中所希望的，但在其成形后它们不溶于或不分散于惯用涂布溶剂中这一事实显著降低了它们在光敏配方中的应用。目前技术所不能满足的一种需要，是产生具有交联或网络状结构、可用于可涂布和可用普通方法加工的光敏系统中的聚合物粘合剂，以便产生坚韧、可挠曲、粘合性或有其它用途的聚合物产品，并改善其最终使用性能。本专利技术涉及一种包含至少两种聚合物网络的物质的组合物，这些聚合物网络(a)是在彼此即时存在下聚合和/或交联的，且(b)可分散于一种溶剂中，先决条件是其中至少一种聚合物网络是通过在溶剂中聚合生成的，且在两种聚合物网络生成中发生下列情况之一(ⅰ)这两种聚合物网络是依次生成的，其中第二种聚合物网络是在第一种已生成的聚合物网络的溶剂分散液中生成的，或(ⅱ)这两种聚合物网络是同时或基本上同时通过独立的和互不干扰的聚合机理生成的。本专利技术涉及一种新型物质或聚合物产品组合物，这种物质据信是与L.H.Sperling在如下文献中所提出的术语和定义相一致的一种互穿聚合物网络的新类别“Comprehensive Polymer Science”Volume 6，“Polymer Reactions”，p.423～436，G.C.Eastmond，A.Ledwith，S.Russo和P.Sigwalt编，Pergamon Press，Elmsford，NY，1989.因此，这个出版物列为本文中所用术语的参考文献。在本专利申请中所使用的互不干扰的聚合机理与Sperling p.423中所采用的无干扰聚合路线一词为同义语。在这些聚合物网络同时或基本上同时通过独立的和互不干扰的聚合机理生成的情况下，这些机理可以有相同的或不同的聚合速率或动力学。这种新型物质组合物与先有技术的互穿聚合物网络的区别在于，这种组合物含有至少两种聚合物网络，其特征是该聚合物网络组合物能分散于一种有机溶剂这一标准以及这些聚合物网络的一种制备方法。“网络”这一术语系指一种用化学交联固定在一起的聚合物链三维体系。在本专利技术的实施方案中，要求存在至少两种聚合物网络。在一个较好的方案中，存在两种网络，尽管按照本文中的直接公开可以存在两种或多种网络。对于这两种聚合物网络，一个必要的标准是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含至少两种聚合物网络的物质组合物，所述聚合物网络（ａ）是在彼此即时存在下聚合和／或交联的，和（ｂ）可分散于一种溶剂，先决条件是，其中至少一种聚合物网络是在一种溶剂中聚合生成的，且在两种聚合物网络生成中发生下列情况之一：（ｉ）这两种聚合物网络是按顺序生成的，其中第二种聚合物网络是在已生成的第一种聚合物网络的一种溶剂分散液中生成的，或（ｉｉ）这两种聚合物网络是通过独立的和互不干扰的聚合机理同时或基本上同时生成的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：EG索默费尔德，FL沙特，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]