[发明专利]一种含氟光敏聚合物及其图案化光固化涂层的制备方法和应用

说明书

本发明提出了一种含氟光敏聚合物及其图案化光固化涂层的制备方法和应用，属于光固化技术领域。其中，含氟光敏聚合物采用含共引发剂胺的烯烃基单体、含氟碳链的烯烃基单体、含光敏二聚分子的烯烃基单体以及普通的烯烃基单体进行自由基共聚反应制备得到。本发明制备的图案化光固化涂层由丙烯酸酯类树脂及单体组成，在小分子光引发剂及含氟光敏剂的配合使用下，通过紫外光照射发生的梯度二聚反应及聚合反应使表面发生自褶皱。且在紫外光透过光掩模照射后可在特定区域内产生多层次褶皱。根据本发明制备的图案化光固化涂层可应用于防伪及芯片封装。

技术领域

本发明涉及光固化技术领域，具体涉及一种含氟光敏聚合物及其图案化光固 化涂层的制备方法和应用。

背景技术

自然界中存在许多表面图案，这些不同的表面图案赋予了生物体不同的功能， 例如荷叶的自清洁作用来源于其表面无数的微米级乳突以及纳米级的低表面能 物质复合而成的微纳米结构，花瓣及果蝇复眼的结构色、鲨鱼皮表面的减阻效应， 都是来源于其表面的不同微纳米结构。在材料表面的微纳米图案也能赋予材料本 身多种多样的功能，材料表面的图案化正逐渐成为现代工业领域中重要的技术之 一。而褶皱作为一种为释放体系内应力而发生的屈服变形现象，具备制备方法简 单、快速、稳定等特点，是一种优点明显的表面图案化方法。

紫外光固化技术是指在紫外光照射下液态配方体系进行交联聚合固化形成高 分子的过程。固化速度快，节能环保，无溶剂等优势使得紫外光固化技术在涂料， 光刻胶，油墨，电子封装材料，粘合剂等领域有着广泛应用。在液体配方中包含 树脂、单体及光引发剂体系。在光固化过程中由于光的漏斗效应及氧阻聚效应， 整个体系从上到下形成成梯度的反应速率和交联程度，这就导致薄膜上下体系松 弛膨胀张力过程的差异，从而产生平面收缩进而导致褶皱产生。而且通过光固化 交联形成的梯度薄膜很容易实现大面积制备褶皱图案，所以这是一种优异的制备 褶皱的方法。但氧阻聚作用在固化中是最常见的问题，在光聚合反应的过程中， 氧气会淬灭活性增长自由基并生成无活性的过氧自由基，尤其在与大气接触的表 面部分涂层无法完全固化。这就导致制备褶皱需要洗去表层的黏性未固化层，或 者通过两步辐射法固定褶皱。因此通过光固化制备表面图案较难得到具有高稳定性、高分辨率的褶皱图案。

专利CN103936996B公开了一种光固化氟硅聚合物的制备方法。所述光固化 氟硅高聚物是由含氢聚硅氧烷分别与含氟烯烃、烯烃类双官能团活性稀释剂进行 硅氢加成反应合成制备得到的具有光敏性的氟硅聚合物，并用于制备光固化氟硅 复合涂层。其结构式如式(Ⅰ)所示：式(Ⅰ)，其中，Rf为含氟基团，R为含 烯烃基光敏性基团，x为10-100，y为10-30，z为5-20；其中x占总量比例60-80％， y+z占总量20-40％。该氟硅聚合物不仅制备方法复杂，且成本较高，难以进行 工业化应用。

专利CN104212334B公开了一种基于先进碳材料制备的UV固化低折射抗静 电疏水涂层，所述涂层包含组分及各组分质量分数为光敏聚酰亚胺45-55％、先 进碳材料0-35％、光引发剂2-5％、稀释剂10-16％、溶剂0-35％，将各组分按 比例混合均匀旋涂于载玻片上，经预烘、光固化，得到UV固化低折射率抗静电 疏水涂层。该涂层虽然可以起到UV固化的效果，但其图案不具备褶皱，难以起 到很好的辨识度，不能应用用防伪领域。

鉴于此，确有必要提供一种能够通过一步法光固化大面积制备具有稳定且可 控性高的表面褶皱图案化方法，以更好的将光固化应用于制备表面图案。

发明内容

本发明的目的在于提出一种含氟光敏聚合物及其图案化光固化涂层的制备 方法和应用。本发明的含氟光敏聚合物具有如下特点：(1)由于氟原子的超低表 面能使得其能够在表面自组装，形成一层自上而下浓度逐渐减小的梯度自组装 层；(2)共引发剂胺在表层较体层富集，能够使表面树脂优先聚合；(3)可光二 聚的分子富集在表层，光二聚反应使得表面具有更大的收缩程度。

本发明的技术方案是这样实现的：