СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОТОПОЛИМЕРИЗУЮЩЕЙСЯ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ЗАЩИТНЫХ РЕЛЬЕФОВ Советский патент 1995 года по МПК G03C1/72 

Изобретение относится к способам получения фотополимеризующихся композиций для защитных рельефов, которые находят применение в технологии печатного монтажа и в полиграфии для получения рельефных изображений.

Целью изобретения является сокращение длительности процесса и увеличение светочувствительности композиции.

В предлагаемом способе получения фотополимеризующейся композиции (ФПК) для защитных рельефов проводят конденсацию эпоксидной смолы, представляющей собой смесь эпоксисоединений формулы I
CCH-CH₂-0O-CH₂-CHH₂ (мол.м. 340 и содержание эпоксидных групп 25/3 мас.) и формулы II
O-CH₂--CH₂-O → (мол.м. 624 и содержание эпоксидных групп 13,8 мас.) при массовом соотношении 2,5:1,0) при массовом соотношении 2,5:1,0.

В качестве эпоксидной смолы смеси соединений формул I и II в массовом соотношении 2,5: 1,0 в предлагаемом способе используют промышленную эпоксидно-диановую смолу марки ЭД-22, ГОСТ 10587-76.

П р и м е р 1. В стеклянную колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником, термометром и нагревательной баней, загружают 100 мас.ч. эпоксидно-диановой смолы марки ЭД-22 (ГОСТ 10587-76), 44 мас.ч. адипиновой кислоты, 6 мас.ч. катализатора 4,4'-бис-(диметиламино)бензофенона и трихлорида хрома в массовом соотношении 10:1 (загрузка хлорного хрома ведется в пересчете на безводное вещество), 215 мас.ч. эпихлоргидрина и 0,5 мас. ч. гидрохинона. Смесь нагревают при перемешивании при 100^оС в течение 1 ч, затем в реакционный объем вводят 185 мас.ч. метакриловой кислоты и продолжают нагревание еще в течение 6 ч.

Готовая фотополимеризующаяся композиция представляет собой коричневую жидкость с динамической вязкостью, равной 175 мПа с (сП) при 25^оС, характеризующуюся кислотным числом 4,7 мг КОН/г и содержанием остаточных эпоксидных групп 0,32 мас. Выход 99,1 мас. Общая продолжительность процесса составляет 7 ч. Условия и результаты проведения процесса по примерам 1-6 приведены в таблице.

Для испытания полученную композицию смешивают с кислотным индикатором красителем метиловым фиолетовым С.I N 42535, взятым в количестве 0,075 мас. считая на полимеризующуюся композицию. Предварительно краситель измельчают до мелкодисперсного состояния. Смешение производят при нагревании до 60-80^оС и растирании смеси в ступке до полного растворения красителя. Затем композицию наливают в кварцевую кювету слоем толщиной 250 мкм и покрывают кварцевым стеклом толщиной 2 мм. Кювету помещают в вакуумную раму установки для экспонирования ТЭМП-1 и композицию облучают, определяя время, за которое композиция превращается в твердый гель.

Отвержденную композицию в виде окрашенной пленки извлекают из кюветы и с целью определения устойчивости в среде кислых гальванических электролитов погружают в раствор сернокислого электролита меднения состава, г: Медь сернокислая пятиводная 150 Кислота серная (d 1,84 г/см³) 150 Вода До 100 и в раствор борфтористоводородного электролита гальванического осаждения сплава олово свинец, состава, г: Олово борфтористово- дородное (в пересчете на металл) 14 Свинец борфтористово- дородный (в пересчете на металл) 10 Кислота борфтористо- водородная 400 Пептон 4 Вода, мл До 1000 Определяют время обесцвечивания красителя, которым характеризуется устойчивость композиции в среде электролитов и ее защитные свойства.

Параллельно изготавливают и проводят испытания композиции по прототипу.

При испытании найдено, что композиция, полученная по предлагаемому способу, отверждается в течение 42 с и устойчива в среде сернокислотного электролита в течение 4,5 ч, в среде борфтористоводородного электролита в течение 1,5 ч.

Композиция, полученная по известному способу, обладает меньшей светочувствительностью и отверждается в зависимости от ее конкретного состава при выдержке в процессе экспонирования равной 50-75 с. Известная композиция устойчива в среде сернокислотного и борфтористоводородного электролитов в течение 3,5-4,5 и 1,2-1,8 ч соответственно. Общая продолжительность процесса получения известной композиции составляет 10-15 ч, что превышает длительность получения композиции по предлагаемому способу (7 ч).

Применение композиции, полученной по предлагаемому способу, возможно без изменения технологии, принятой для композиции, получаемой по известному способу. При этом достигается более высокая светочувствительность композиции, уменьшается продолжительность получения композиции и за счет этого повышается производительность труда при сохранении высокой устойчивости защитных рельефов в кислой среде (см. таблицу).

П р и м е р ы 2-6. Фотополимеризующуюся композицию получают и испытывают, как указано в примере 1, но загрузку компонентов производят, как указано в таблице (см. примеры 2-6).

П р и м е р 7 (по прототипу). Фотополимеризующуюся композицию известного состава готовят следующим образом. В стеклянную колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником, термометром и нагревательной баней, загружают 100 мас. ч. эпоксидно-диановой смолы марки ЭД-22, представляющей собой смесь эпоксисоединений формул I и II, 45 мас.ч. адипиновой кислоты, 2 мас. ч. катализатора смеси 4,4'-бис-(диметиламино)бензофенона и N,N,N',N'-тетракис-(2-оксипропил)этилендиамина в массовом соотношении 1:1, затем 30 мас. ч. метакриловой кислоты и 1,0 мас.ч. гидрохинона. Смесь нагревают при 100±5^оС в течение 2-3 ч до достижения эпоксидного числа смеси 0,047 мас. Затем в реакционный объем вводят 302 мас.ч. эпихлоргидрина, 258 мас.ч. метакриловой кислоты, 7,0 мас.ч. катализатора указанного состава и продолжают нагревание еще в течение 10 ч. до достижения значения кислотного числа продукта 5,8 мг КОН/г и содержания эпоксигрупп 0,28 мас.

Готовая фотополимеризующаяся композиция представляет собой коричневую жидкость с динамической вязкостью 130 мПа˙с. Выход 98,8% Общая продолжительность синтеза 13 ч.

Оптимальная выдержка при экспонировании на установке ТЭМП-1 составляет 52 с. Устойчивость в сернокислотном электролите, 3,6 ч, в борфтористоводородном 1,3 ч.

Фотополимеризующаяся композиция, полученная по предлагаемому способу, отверждается при экспонировании в течение 38-45 с и устойчива в среде сернокислотного и борфтористоводородного гальванических электролитов в течение 3,75-4,67 и 1,33-1,8 ч соответственно.

Использование предложенного способа обеспечивает высокий выход фотополимеризующейся композиции при ее получении, составляющий 98,6-99,6 мас.

Из приведенных примеров следует, что предлагаемый способ позволяет значительно повысить светочувствительность получаемой композиции (на 31,5-66,7% в зависимости от ее конкретного состава), сократить длительность процесса с 10-15 до 6-8 ч (или на 66,7-87,6%) и достигнуть за счет этого повышения производительности труда при изготовлении и применении композиции. При реализации предлагаемого способа используется доступное сырье и оборудование, имеющееся в серийном производстве.

Изобретение касается производства фотоматериалов, в частности получения фотополимеризующейся композиции (ФПК) для защитных рельефов, что может быть использовано в технологии печатного монтажа в полиграфии. Цель - сокращение длительности процесса и повышение светочувствительности композиции. Ее получение ведут двуступенчатой конденсацией сначала 100 мас.ч. эпоксидной смолы (ЭС) с 18,7 - 50 мас.ч. адипиновой кислоты в присутствии 5 - 8 мас.ч. кетона Михлера с CrCl₃ (соотношение 10,0 : 1), 150 - 300 мас.ч. эпихлоргидрина и 0,3 - 1 мас.ч. гидрохинона, а затем конденсацией эпихлоргидрина и метакриловой кислоты (160 - 264 мас.ч.). Первую стадию ведут в течение 50 - 60 мин прии 100°С, а вторую - при 95 - 105°С до достижения кислотного числа 0,2 - 12 мг КОН/кг и эпоксидного числа 0,11 - 1,2 мас.%. В качестве ЭС используют смесь эпоксидов ф-л I и II соответственно с мол.м. 340, содержанием эпоксидных групп 25,3 мас.% и с мол.м. 624, содержанием эпоксидных групп 13,8 мас.% при массовом соотношении соединений I и II 2,5 : 1. Эти условия повышают светочувствительность композиции на 31,5 - 66,7% при сокращении длительности процесса с 10 - 15 до 6 - 8 ч и увеличивают за счет этого производительность труда. 1 табл.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОТОПОЛИМЕРИЗУЮЩЕЙСЯ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ЗАЩИТНЫХ РЕЛЬЕФОВ с использованием метакриловой кислоты и эпихлоргидрина в две стадии, на первой стадии проводят конденсацию эпоксидной смолы, представляющей собой смесь эпоксисоединений формулы I

(мол.м. 340 и содержание эпоксидных групп 25,3 мас.) и формулы II

мол. м. 624 и содержание эпоксидных групп 13,8 мас.) в массовом соотношении 2,5 1,0, с адипиновой кислотой в присутствии кетона Михлера, сокатализатора и гидрохинона и на второй стадии процесса вводят метакриловую кислоту, процесс на второй стадии ведут при 95 105^oС до значения кислотного числа 0,2 12 мг КОН/г и эпоксидного числа 0,11 1,2 мас. отличающийся тем, что, с целью сокращения длительности процесса и увеличения светочувствительности композиции, на стадии конденсации дополнительно используют эпихлоргидрин, в качестве сокатализатора трихлорид хрома и процесс ведут в течение 55 60 мин при следующем содержании компонентов, мас.ч.

Эпоксидная смола смесь соединений формулы I и II в массовом соотношении 2,5 1 100
Адипиновая кислота 18,7 50,0
Смесь кетона Михлера с трихлоридом хрома CrCl₃ в массовом соотношении 10 1 5,0 8,0
Эпихлоргидрин 150,0 300,0
Гидрохинон 0,3 1,0
а метакриловую кислоту на второй стадии используют в количестве 160 262 мас.ч.