一种生物基耐水型感光胶及其制备方法和应用与流程

本发明属于胶粘剂，涉及一种生物基耐水型感光胶及其制备方法和应用。

背景技术：

1、感光胶又称感光乳胶、光致抗蚀剂，它和感光膜(又称菲林膜)都是当前使用的最广泛的丝网印刷感光材料。感光胶的应用领域广泛，如：油墨喷印、电子原件、服饰丝网印刷、3d打印光固化、包装广告、陶瓷印花、玻璃、标牌、led、lcd等。

2、丝网印刷感光胶的主要成分可以分为三类：成膜剂、感光剂、其他助剂。其中，成膜剂起成膜作用，是版膜的主要成分，它决定着版膜的粘网牢度和耐抗性，如：耐水性、耐溶剂性、耐印性、耐老化性等。因此，可以通过改性成膜剂提高感光胶性能。根据不同的应用场景的需求，感光胶也需要对应于不同的性能要求。

3、当前使用普通白乳胶作为感光胶成膜剂是感光胶行业的主流，在一些文献报道中有使用丙烯酸酯单体作为改性剂与醋酸乙烯酯共聚来改善耐水性能，共聚的主要单体依然是醋酸乙烯酯，少量的丙烯酸酯单体。且大部分的白乳胶耐水改性的文献报道都是以木材、纸张胶粘剂或者在建筑和家居中的应用，与白乳胶在感光胶中的应用不一样的是，在感光胶中烘干成膜之后未曝光的部分需要良好的水溶性，且曝光的部分则需要不溶于水的同时提供良好的附着力。这也决定了，丙烯酸酯类单体在改性醋酸乙烯酯乳液的用量只占少部分，并且丙烯酸酯类单体和醋酸乙烯酯都属于石油基不可再生资源。然而，现阶段随着发展需求，以及石油能源的不可再生等问题，使用可再生生物基的材料是一个重要环节。

4、因此，在本领域中期望开发一种生物基耐水型感光胶。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种生物基耐水型感光胶及其制备方法和应用。相比于传统的感光胶，本发明提供的生物基耐水型感光胶具有生物基含量高，耐水性好，对丝网的附着力好等优点。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种生物基耐水型感光胶，所述生物基耐水型感光胶的制备原料按照重量份数计，包括如下组分：

4、

5、本发明以生物基聚合物乳液为主要原料制备得到的感光胶，耐水性能出色，以生物基代替传统石油基，节约了有限石油资源，实现了部分可再生感光胶。

6、与传统的感光胶成膜剂改性不同，本发明的生物基聚合物乳液在使用大量的疏水型生物基单体的同时，也很好地平衡了感光胶耐水性和显影性的矛盾，能够很好地改善感光胶的耐水性和环境友好性。

7、在本发明中，所述生物基耐水型感光胶的制备原料按照重量份数计，生物基聚合物乳液的用量可以为210份、212份、214份、216份、218份、220份、222份、224份、226份、228份、230份等。

8、在本发明中，所述生物基耐水型感光胶的制备原料按照重量份数计，聚乙烯醇水溶液的用量可以为70份、72份、74份、76份、78份、80份、82份、84份、86份、88份、90份等。

9、在本发明中，所述生物基耐水型感光胶的制备原料按照重量份数计，流平剂的用量可以为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份等。

10、在本发明中，所述生物基耐水型感光胶的制备原料按照重量份数计，色浆的用量可以为1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2份等。

11、在本发明中，所述生物基耐水型感光胶的制备原料按照重量份数计，重氮光敏剂水溶液的用量可以为3份、3.5份、4份、4.5份、5份等。

12、优选地，所述生物基聚合物乳液的制备原料按照重量份数计，包括如下组分：

13、

14、优选地，所述生物基聚合物乳液的制备原料按照重量份数计，种子单体的用量可以为20份、21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份、30份、31份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份、40份等。

15、优选地，所述生物基聚合物乳液的制备原料按照重量份数计，主单体的用量可以为310份、312份、314份、316份、318份、320份、322份、324份、326份、328份、330份、332份、334份、336份、338份、340份、342份、344份、346份、348份、350份等。

16、优选地，所述生物基聚合物乳液的制备原料按照重量份数计，功能单体的用量可以为5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份等。

17、优选地，所述生物基聚合物乳液的制备原料按照重量份数计，聚乙烯醇的用量可以为45份、46份、47份、48份、49份、50份、51份、52份、53份、54份、55份等。

18、优选地，所述生物基聚合物乳液的制备原料按照重量份数计，去离子水的用量可以为450份、460份、470份、480份、490份、500份、510份、520份、530份、540份、550份等。

19、优选地，所述生物基聚合物乳液的制备原料按照重量份数计，乳化剂的用量可以为1份、2份、3份、4份、5份等。

20、优选地，所述生物基聚合物乳液的制备原料按照重量份数计，缓冲剂的用量可以为0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份等。

21、优选地，所述生物基聚合物乳液的制备原料按照重量份数计，引发剂水溶液的用量可以为40份、41份、42份、43份、44份、45份、46份、47份、48份、49份、50份等。

22、优选地，所述种子单体包括醋酸乙烯酯。

23、优选地，所述主单体包括醋酸乙烯酯，并且还包括其他主单体。

24、优选地，所述其他主单体包括丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸异冰片酯或甲基丙烯酸异冰片酯中的任意一种或至少两种的组合。

25、优选地，所述主单体中的醋酸乙烯酯与其他主单体的重量比为(1.5-4):1，例如1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1、2:1、2.2:1、2.3:1、2.5:1、3:1、3.2:1、3.5:1、3.6:1、4:1等。

26、优选地，以主单体和功能单体的总用量为100％计，所述主单体中的醋酸乙烯酯的用量占比为50％-80％，例如50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％等。

27、优选地，所述功能单体包括丙烯酸和/或邻苯二甲酸二烯丙酯。

28、优选地，以主单体和功能单体的总用量为100％计，所述丙烯酸的用量占比为1％-3％，例如1％、1.5％、2％、2.5％、3％等。

29、优选地，以主单体和功能单体的总用量为100％计，所述邻苯二甲酸二烯丙酯的用量占比为0.01％-0.5％，例如0.01％、0.03％、0.05％、0.1％、0.12％、0.14％、0.16％、0.18％、0.2％、0.22％、0.24％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％等。

30、优选地，所述乳化剂包括十二烷基硫酸钠、op-10、蓖麻油磷酸酯、十二烷基苯磺酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚中的任意一种或至少两种的组合。

31、优选地，所述缓冲剂包括乙酸钠。

32、优选地，所述引发剂水溶液中，引发剂的质量百分含量为2.5％-4％，例如2.5％、3％、3.5％、4％等。

33、优选地，所述引发剂水溶液中的引发剂包括过硫酸铵。

34、优选地，所述生物基聚合物乳液通过以下方法制备得到：

35、(1)将聚乙烯醇和去离子水混合，升温，搅拌，得到聚乙烯醇水溶液；

36、(2)将步骤(1)得到的聚乙烯醇水溶液降温，然后加入乳化剂、缓冲剂，升温，然后加入种子单体和部分引发剂水溶液，再次升温，反应；

37、(3)向步骤(2)的反应液中加入主单体、功能单体以及剩余引发剂水溶液，保温，得到所述生物基聚合物乳液。

38、本发明提供的生物基聚合物乳液，采用醋酸乙烯酯作为种子进行种子乳液聚合法，以丙烯酸和邻苯二甲酸二烯丙酯为聚合的功能单体，有效的提供活性接枝位点，让生物基单体更好的进行聚合反应，同时采用混合单体与引发剂水溶液连续滴加的方式，以引发剂延时滴加的工艺使得乳液聚合反应进行的更加完全，残单更低，更加环保。

39、优选地，步骤(1)所述升温为升温至88-92℃，例如88℃、89℃、90℃、91℃、92℃等。

40、优选地，步骤(1)所述搅拌的时间为0.5-1.5h，例如0.5h、1h、1.5h等。

41、优选地，步骤(2)所述部分引发剂水溶液的用量为引发剂水溶液总用量的20％-40％，例如20％、25％、30％、35％、40％等。

42、优选地，步骤(2)所述降温为降温至56-58℃，例如56℃、57℃、58℃等。

43、优选地，步骤(2)所述升温为升温至60-62℃，例如60℃、61℃、62℃等。

44、优选地，步骤(2)所述再次升温为升温至78-80℃，例如78℃、79℃、80℃等。

45、优选地，步骤(2)所述反应的时间为8-12min，例如8min、9min、10min、11min、12min等。

46、优选地，步骤(3)中，所述主单体、功能单体以及剩余引发剂水溶液同步开始滴加。

47、优选地，步骤(3)中，先将主单体和功能单体进行混合，得到单体混合物，并控制单体混合物在4-5h(例如4h、4.5h、5h等)内滴加完毕。

48、优选地，步骤(3)中，控制所述引发剂水溶液在4.5-5.5h(例如4.5h、5h、5.5h等)内滴加完毕。

49、优选地，步骤(3)所述保温的温度为80-82℃，例如80℃、81℃、82℃等，保温的时间为1-3h，例如1h、1.5h、2h、2.5h、3h等。

50、优选地，所述聚乙烯醇水溶液中，聚乙烯醇的质量百分含量为16％-20％，例如16％、17％、18％、19％、20％等。

51、优选地，所述流平剂包括丙烯酸树脂型流平剂。

52、优选地，所述色浆包括蓝色色浆。

53、优选地，所述重氮光敏剂水溶液中，重氮光敏剂的质量百分含量为15％-25％，例如15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％等。

54、优选地，所述生物基耐水型感光胶的制备原料还包括消泡剂。

55、优选地，所述消泡剂的重量份数为0.5-1.5份，例如0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份等。

56、优选地，所述消泡剂包括聚硅氧烷消泡剂和/或乳化硅油消泡剂。

57、第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的生物基耐水型感光胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

58、将配方量的生物基聚合物乳液、聚乙烯醇水溶液、流平剂、任选的消泡剂、色浆以及重氮光敏剂水溶液混合，得到所述生物基耐水型感光胶。

59、优选地，所述混合在分散机中进行。

60、优选地，所述混合的时间为20-40min，例如20min、25min、30min、35min、40min等。

61、第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的生物基耐水型感光胶在丝网印刷中的应用。

62、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

63、本发明以生物基聚合物乳液为主要原料制备得到的感光胶，耐水性能出色，以生物基代替传统石油基，节约了有限石油资源，实现了部分可再生感光胶。

64、与传统的感光胶成膜剂改性不同，本发明的生物基聚合物乳液在使用大量的疏水型生物基单体的同时，也很好地平衡了感光胶耐水性和显影性的矛盾，能够很好地改善感光胶的耐水性和环境友好性。