一种掩膜浆料及其制备方法与应用与流程

本发明属于化工材料，具体涉及一种掩膜浆料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、在工业生产中，采用诸如溅射成型等方式在基底上制备图案化薄膜层时，需要先使用掩膜浆料在基底上形成与图案化薄膜层互补的保护层，然后溅射薄膜层，并在溅射完成后通过加热烘烤和水洗方式去除保护层从而得到图案化薄膜层。然而，要去除现有掩膜浆料形成的保护层，所需的烘烤温度高且时间长，使得生产工序繁杂，成本过高，另外在后续的高温过程中掩膜浆料很可能进入基材片体内从而影响基材性能。为省去高温老化这一耗能又繁琐的步骤，需要提高掩膜浆的水洗性能，使得掩膜浆在干燥后能够直接用水清洗掉。因此，制备一种具有良好的印刷性能和水洗性能的掩膜浆料很有必要。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种掩膜浆料。本发明的目的之二在于提供上述掩膜浆料的制备方法。本发明的目的之三在于上述掩膜浆料的应用。

2、为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

3、本发明的第一方面提供了一种掩膜浆料，其特征在于，所述掩膜浆料是由如下质量百分比的原料制得：树脂5wt％-25wt％、有机溶剂10wt％-40wt％、无机填料30wt％-70wt％、颜料0wt％-5wt％；其中，所述树脂包含树脂a1、树脂a2、树脂b1和树脂b2，其中，树脂a1与树脂a2的质量和与树脂b1与树脂b的质量和的含量比为：2:3-9:1；

4、所述树脂a1具有第一亲水基团，所述第一亲水基团选自酰胺基、氨基、酮基中的一种或多种，所述树脂a2具有第一亲油基团，所述第一亲油基团选自脂肪烃基、芳香基中的一种或其组合，第一亲水基团的数量n1为200-2000，第一亲油基团的数量m1为200-2000，且0.5≤n1/m1≤1.8，所述树脂a1和所述树脂a2的基体树脂相同；

5、所述树脂b1具有第二亲水基团，所述第二亲水基团选自羧基、羟基中的一种或其组合，所述树脂b2具有第二亲油基团，所述第二亲油基团选自脂肪烃基、芳香基中的一种或其组合，第二亲水基团的数量n2为50-5000，第二亲油基团的数量m2为150-500，且7≤n2/m2≤13，所述树脂b1和所述树脂b2的基体树脂相同。

6、其中，树脂中基团的数量＝树脂的重复单元中基团数量×重复单元个数n。

7、优选地，所述树脂a1的基体树脂选自水性聚氨酯树脂、聚乙烯吡咯烷酮、水性丙烯酸树脂中的一种或多种。

8、优选地，所述树脂b1的基体树脂选自羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素、醋酸纤维素中的一种或多种。

9、更优选地，所述树脂a1和树脂b1的亲水基团，以及所述树脂a2和树脂b2的亲油基团通过接枝改性相应的基体树脂制得。

10、进一步优选地，所述树脂a1为氨基改性聚乙烯吡咯烷酮；所述氨基改性聚乙烯吡咯烷酮的制备方法为：将链引发剂偶氮二异丁腈加入反应瓶中，抽真空后通入氮气，然后依次将1-乙烯基-2-吡咯烷酮(nvp)、链转移剂1-丁胺、以及n,n-二甲基甲酰胺(dmf)加入反应瓶中，再次抽真空后通入氮气，在80℃油浴反应7h，自然冷却后，采用旋蒸皿去掉溶剂，沉淀后抽滤烘干除水，得到亲水改性的含氨基聚乙烯吡咯烷酮。

11、优选地，所述酮基选自甲酮基、乙酮基、丙酮基中的一种或多种。

12、优选地，第一亲油基团或第二亲油基团中，所述脂肪烃基为烷烃和/或烯烃。

13、优选地，第一亲油基团或第二亲油基团中，所述芳香基为对苯二甲酸和/或甲苯。

14、优选地，所述树脂a1和所述树脂a2的分子量为40000-160000。

15、优选地，所述树脂b1和所述树脂b2的分子量为140000-370000。

16、优选地，所述树脂a1的第一亲水基团数量与树脂b1的第二亲水基团数量的比值为0.3≤n1/n2≤1.1。

17、本发明的第一亲水基团的极性强于第二亲水基团的极性，使得第一亲水基团与水的亲和性更强，通过将n1/n2限定在上述范围，可以保证掩膜浆料的水洗性能更优。如果n1/n2＜0.3，掩膜浆料中整体亲水性变弱，导致水洗性能变差；如果n1/n2＞1.1，掩膜浆料中整体亲水性能过强，容易与空气中的水分子结合，导致吸潮问题。

18、优选地，所述第一亲油基团的主链碳原子数s1为3-8。

19、优选地，所述第二亲油基团的主链碳原子数s2为9-15。

20、优选地，所述第一亲油基团没有支链。

21、优选地，所述第二亲油基团的支链数量为2-6，第二亲油基团的支链为烃链。更优选地，第二亲油基团的支链的碳原子数s3为4-8，所述烃链为烷烃。

22、优选地，所述有机溶剂选自乙酸乙酯、甘油、乙二醇、聚乙二醇400、二乙二醇单丁醚、丙二醇、丁二醇、n-甲基吡咯烷酮、n-乙基吡咯烷酮、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、三乙二醇单丁醚、二甘醇单丁醚、乙二醇二丁醚、1,3,5-三(烯己基)-3-甲基-戊三醚、脂肪醇聚氧乙烯醚三醚、二乙二醇二丁基醚、乙酸乙二醇甲醚、二(丙二醇)甲基醚乙酸中的一种或多种。

23、优选地，所述无机粉体选自高岭土、云母粉、膨润土、氧化硅、氧化铝、氧化镁、滑石粉，钛白粉、硅酸铝镁、碳酸钙、硅灰石、水镁石、氧化钙中的至少两种。更优选地，所述无机填料为片状粉体、针状粉体、球状粉体中的一种或多种。进一步优选地，无机粉体的粒径为0.1-10μm。

24、优选地，所述颜料为氧化铬、酞青蓝、酞青绿中的一种或多种。

25、本发明的第二方面提供了上述掩膜浆料的制备方法，包括如下步骤：

26、先将树脂溶解于有机溶剂中得到有机载体，将有机载体、无机粉体、颜料进行混炼制得掩膜浆料。

27、优选地，所述混炼温度为15-35℃，所述混炼时间为1.5h-4h。

28、优选地，所述有机载体的制备方法还包括：将固体树脂加入有机溶剂中混合均匀，充分搅拌并完全溶解，经过滤后得到有机载体待用。

29、优选地，所述掩膜浆料的制备方法还包括：有机载体、无机粉体、颜料分别加入混炼缸进行混炼，待搅拌均匀后经辊轧制得到掩膜浆料。

30、本发明的第三方面提供了第一方面所述掩膜浆料制备图案化薄膜中的应用。

31、本发明的有益效果是：

32、本发明通过改进掩膜浆料中的树脂成分，采用不同种类的亲水改性的树脂和亲油改性的树脂相互搭配，既可以满足浆料优异的水洗性能的同时，又能满足浆料良好的印刷分辨率，一方面简化了繁琐的涂膜的清除工艺，另一方面提高了涂膜效率与精度，适用范围更广泛，使用方式更便捷。

33、具体来说，本发明与现有技术相比，具有以下的优点：

34、本发明的掩膜浆料具有4种不同的树脂a1、树脂a2、树脂b1和树脂b2，树脂中的亲水基团能够吸引水分子或溶解于水，具有亲水基团的树脂表面容易被水润湿，使得膜层更易被水侵入，破坏树脂与基材之间的粘附力，从而使掩膜浆料具有良好的水洗性能；树脂中的亲油基团能够与小分子溶剂形成氢键或者交联网络结构，使得掩膜浆料具有一定的触变恢复能力，一方面掩膜浆料在受外力挤压时具有较低的粘度，使其在丝网印刷时能够很好地下浆，另一方面掩膜浆料在撤去外力作用后能够迅速恢复到较高的粘度，使印刷图案分辨率高，因此掩膜浆料具有优异的印刷性能，本发明中4种树脂的亲水基团和亲油基团的种类、数量、两种基团的数量比以及亲油基团主链支链形成特定搭配，可在保证掩膜浆料具有优异印刷性能的前提下，极大提高了掩膜浆料的水洗性能，从而使掩膜浆料清洗工序所需的烘烤温度和时间有效降低。