[发明专利]一种含染料丙烯酸树脂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于有机化学领域，具体涉及一种含染料丙烯酸树脂及其制备方法和应用，该含染料丙烯酸树脂适于在制作彩色滤光片用光刻胶的过程中调配着色组成物时使用。

背景技术

目前，使用在彩色滤光片上的彩胶的主要成分包括光刻胶所使用的各种原材料以及将颜料分散后所得的色浆。但是使用颜料作为着色剂时，颜料粒子的不透明性和颜料结晶状态会导致透过光发生衰减和散乱，进而无法得到足够的亮度和对比度。

近年来，随着有机EL等发光元器件技术的进步，光源对色素的影响逐渐变小，在彩胶中部分使用或者全面使用染料正在成为可能。但是若在彩胶中使用染料，则存在染料的耐热性、耐光性问题，并且染料在彩胶以及水中的溶解性会导致显影过程中发生染料残留等问题。

为了解决染料的溶解性问题，技术人员也进行了很多探索，例如：(1)利用树脂的交联性防止染料在后烘过程中析出(参照专利文献特开1994-075375号公报)；(2)将酸性染料和阳离子系界面活性剂的盐作为着色剂使用(参照专利文献特开1993-333207号公报和特开2004-307391号公报)；(3)作为酸性染料的成盐化合物中的抗衡离子，其阳离子部分使用水溶性的亚胺系阳离子性树脂(参照专利文献特开2005-350648号公报)；(4)将含有酰胺结构的单体共聚合后，在共聚合体溶液中加入酸性染料形成着色树脂组成物(参照专利文献特开2000-352819号公报)；(5)为了提高耐热及耐光性，将染料的烯烃不饱和基进行化学结合，进而形成高分子着色树脂(参照专利文献特开2000-162429号公报)；(6)将含有季铵盐的树脂进行合成，所得合成物与酸性染料反应、再与含氨基树脂合成，最后通过鎓氯剂对其进行季铵化处理(参照专利文件特开2013-033194号公报)。

然而，这些方法仍存在明显不足，例如产物在水中仍存在较大溶解性、发色性不够优异、收率低从而无法量产等。

发明概述

本发明的目的在于提供一种含染料丙烯酸树脂及其制备方法，其具有发色性优良、溶于有机溶剂但不溶于水等特性，特别适用于调配着色组合物以制作彩色滤光片用光刻胶。

为了实现本发明的上述效果，本发明采用如下技术方案。

一种含染料丙烯酸树脂，是由包含下列步骤的制备方法制备而成：

首先，将含磺酸基酸性染料(X)和含季铵碱基不饱和单体(Y)混合，通过离子结合生成预聚单体(D)；

然后，在体系中加入不饱和单体(M)，进行自由基聚合，生成含染料丙烯酸树脂。

通过上述过程生成含染料丙烯酸树脂后，将其经过水中析出、过滤、清洗、干燥和研磨，可得到粉末状含染料丙烯酸树脂。

本发明公开的含染料丙烯酸树脂具有在水中难溶、溶剂中可溶、以及优良的涂膜发色性等特性，特别适用于彩色滤光片用光刻胶的制作。同时，其制备方法简便，产品收率高。因此，本发明的目的还在于提供上述含染料丙烯酸树脂的制备方法以及其在制作彩色滤光片用光刻胶中的应用。

发明详述

如上所述，本发明的含染料丙烯酸树脂主要通过合成预聚单体(D)以及与不饱和单体(M)进行自由基聚合反应制备得到。

除了含磺酸基酸性染料(X)、含季铵碱基不饱和单体(Y)、不饱和单体(M)之外，整个制备工艺还涉及有机合成反应的其它常规原料，包括反应介质、引发剂等。

以下将会对它们分别进行详细说明。除非另有说明，所列术语均具有本领域公认的技术含义。

<含磺酸基酸性染料(X)>

含磺酸基酸性染料(X)是本发明合成含染料丙烯酸树脂的关键原料之一。

现有酸性染料的种类较多，例如有蒽醌系列酸性染料、单偶氮系酸性染料、双偶氮系酸性染料、恶嗪系酸性染料、氨基酮系酸性染料、呫吨系酸性染料、喹啉系酸性染料、三苯甲烷系酸性染料(也含有三芳基甲烷)等。酸基主要有羧酸基、磺酸基等。

在本发明中，从彩色滤光片的色调、耐光性考虑，适宜选用含有磺酸基的呫吨系酸性染料及三芳基甲烷酸性染料。并且，染料中含有的磺酸基最好只有1个，若含有2个，需将其中1个磺酸基用季铵盐中和后才可使用。

在使用的含磺酸基酸性染料(X)中，磺酸钠盐或钾盐较好。在没有形成钠盐/钾盐的情况下，可采用氢氧化钠或氢氧化钾中和后使用。

更具体地，本发明中使用的含磺酸基酸性染料(X)可以选自以下染料(用颜色索引号进行表示，但并不仅限于这些颜色索引号)：