一种环保显影液及其制备方法
阅读说明：本技术 一种环保显影液及其制备方法 (Environment-friendly developing solution and preparation method thereof ) 是由 孙长义 郭俊成 李长华 于 2021-06-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种环保显影液及其制备方法,属于显影液制备技术领域,该显影液包括如下重量百分比原料：乙二醇10-20％、碳酸钠8-10％、四甲基氢氧化铵12-15％、对苯二胺0.5-1.5％、抗老化剂2-5％、余量为水；并在制备显影液的过程中,制备了一种抗老化剂,该抗老化剂分子上含有大量硫原子,硫原子易被氧化成亚砜和砜类化合物,该化合物具有很好的抗老化效果,同时含有亚磷酸酯结构能够将过氧化氢物分解并捕捉自由基,大量受阻酚结构使得抗老化剂捕捉自由基的能力进一步提升,进而防止了显影液出现老化,保证了显影液的使用寿命且不影响使用效果。(The invention discloses an environment-friendly developing solution and a preparation method thereof, belonging to the technical field of developing solution preparation, wherein the developing solution comprises the following raw materials in percentage by weight: 10-20% of ethylene glycol, 8-10% of sodium carbonate, 12-15% of tetramethylammonium hydroxide, 0.5-1.5% of p-phenylenediamine, 2-5% of an anti-aging agent and the balance of water; and in the process of preparing the developing solution, an anti-aging agent is prepared, the anti-aging agent contains a large number of sulfur atoms on the molecules, the sulfur atoms are easily oxidized into sulfoxide and sulfone compounds, the compounds have good anti-aging effect, meanwhile, phosphite ester structures are contained, hydrogen peroxide can be decomposed and free radicals can be captured, the capacity of the anti-aging agent for capturing the free radicals is further improved due to the large number of hindered phenol structures, the developing solution is prevented from aging, the service life of the developing solution is guaranteed, and the using effect is not influenced.)
技术领域
本发明涉及显影液制备
技术领域
，具体涉及一种环保显影液及其制备方法。背景技术
在平板显示领域中，包括等离子体显示(PDP)、液晶显示(LCD)及有机电致发光(OLED)等制备工艺过程中，为获得所需要的各种精细图像，需要利用光刻胶(PhotoResistor)涂布在基板上形成薄膜之后以光罩遮挡并进行曝光，再以碱性显影液显像，除去未曝光的部分，以此获得所需要的图像。光刻胶由树脂、感光化合物、添加剂、溶剂组成的组合物，受紫外光曝光后，在显影液中的溶解度会发生变化。大多数正性光刻胶溶于强碱，显影剂采用强碱性有机碱溶液。典型工业用显影剂为氢氧化钾、四甲基氢氧化铵、碳酸钾或其他有机胺类物质等，而现有显影液在长时间存放过程中会出现氧化现象，进而影响了显影液正常显影。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保显影液及其制备方法。
本发明要解决的技术问题：
现有显影液在长时间存放过程中会出现氧化现象，进而影响了显影液正常显影。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种环保显影液，包括如下重量百分比原料：乙二醇10-20％、碳酸钠8-10％、四甲基氢氧化铵12-15％、对苯二胺0.5-1.5％、抗老化剂2-5％、余量为水；
所述环保显影液由上述原料共混制得。
进一步，所述抗老化剂由如下步骤制成：
步骤A1：将间甲基苯酚和间甲基苯胺加入反应釜中，通入氮气置换空气后，加入甲苯和浓盐酸，在转速200-300r/min的条件下，进行搅拌20-30min后，在温度为120-130℃的条件下，进行回流反应2-3h后，冷却至室温并加入甲醇，进行混合后，在温度为115℃的条件下，进行蒸馏制得中间体1，将中间体1、硫磺、碘加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为120-150r/min，温度为180-190℃的条件下，进行反应，制得中间体2；
反应过程如下：
步骤A2：将三聚氯氰溶于丙酮，在转速为200-300r/min，温度为80-90℃的条件下，进行搅拌并加入中间体2，进行反应3-5h，制得中间体3，将中间体3、氮-溴代丁二酰亚胺、过氧化苯甲酰、四氯化碳加入反应釜，在温度为80-90℃的条件下，进行反应8-10h，制得中间体4，将中间体4、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵加入反应釜中，进行回流反应2-3h，制得中间体5；
反应过程如下：
步骤A3：将2,6-二叔丁基苯酚溶于丙醇中，加入叔丁醇钾并用氮气保护，在转速为150-200r/min，温度为100-110℃的条件下，进行搅拌回流20-30min后，加入丙烯酸甲酯，继续搅拌1-1.5h，制得中间体6，将中间体6溶于甲醇中，在转速为200-300r/min，温度为70-80℃的条件下，进行搅拌回流并加入氢化铝锂，进行反应1-2h，制得中间体7；
反应过程如下：
步骤A4：将中间体5、碳酸钾、亚磷酸三乙酯加入反应釜中，在转速为200-300r/min，温度为120-130℃的条件下，进行反应2-4h，制得中间体8，将中间体7、二丁基锡二月桂酸酯、二甲苯加入反应釜中，在转速为150-200r/min，温度为130-150℃的条件下，进行搅拌并加入中间体8，进行反应2-4h后，蒸馏去除二甲苯，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得抗老化剂。
反应过程如下：
进一步，步骤A1所述的间甲基苯酚、间甲基苯胺、甲苯、浓盐酸的用量比为0.01mol:0.01mol:13mL:1.2mL，中间体1、硫磺、碘的用量质量比为13:8.5:0.15。
进一步，步骤A2所述的三聚氯氰和中间体2的用量摩尔比为1:3，中间体3、氮-溴代丁二酰亚胺、过氧化苯甲酰、四氯化碳的用量比为0.15mol:0.15mol:0.4g:300mL，中间体4、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵的用量比为6g:10.5g:100mL:5mL。
进一步，步骤A3所述的2,6-二叔丁基苯酚、叔丁醇钾、丙烯酸甲酯的用量摩尔比为1:0.15:1.2，中间体6和氢化铝锂的用量摩尔比为1:6。
进一步，步骤A4所述的中间体5、碳酸钾、亚磷酸三乙酯的用量比为0.1mol:12g:0.2mol，中间体7、二丁基锡二月桂酸酯、二甲苯、中间体8的用量比为0.23mol:0.8g:40mL:0.05mol。
一种环保显影液的制备方法，具体包括如下步骤：
分别称取乙二醇、碳酸钠、四甲基氢氧化铵、对苯二胺、抗老化剂、水混合至均匀，制得环保显影液。
本发明的有益效果：本发明制备一种环保显影液的过程中，制备了一种抗老化剂，该抗老化剂以间甲基苯酚和间甲基苯胺为原料进行反应，制得中间体1，将中间体1和硫磺进行反应，制得中间体2，将中间体2和三聚氯氰进行反应，制得中间体3，将中间体3用氮-溴代丁二酰亚胺进行处理，制得中间体4，对中间体4进一步处理，制得中间体5，将2,6-二叔丁基苯酚与丙烯酸甲酯进行反应，制得中间体6，进而用氢化铝锂处理中间体6，制得中间体7，将中间体5和亚磷酸三乙酯进行反应，制得中间体8，将中间体7和中间体8进行反应，制得抗老化剂，该抗老化剂分子上含有大量硫原子，硫原子易被氧化成亚砜和砜类化合物，该化合物具有很好的抗老化效果，同时含有亚磷酸酯结构能够将过氧化氢物分解并捕捉自由基，大量受阻酚结构使得抗老化剂捕捉自由基的能力进一步提升，进而防止了显影液出现老化，保证了显影液的使用寿命且不影响使用效果。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种环保显影液，包括如下重量百分比原料：乙二醇10％、碳酸钠8％、四甲基氢氧化铵12％、对苯二胺0.5％、抗老化剂2％、余量为水；
所述环保显影液由上述原料共混制得。
所述抗老化剂由如下步骤制成：
步骤A1：将间甲基苯酚和间甲基苯胺加入反应釜中，通入氮气置换空气后，加入甲苯和浓盐酸，在转速200r/min的条件下，进行搅拌20min后，在温度为120℃的条件下，进行回流反应2h后，冷却至室温并加入甲醇，进行混合后，在温度为115℃的条件下，进行蒸馏制得中间体1，将中间体1、硫磺、碘加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为120r/min，温度为180℃的条件下，进行反应，制得中间体2；
步骤A2：将三聚氯氰溶于丙酮，在转速为200r/min，温度为80℃的条件下，进行搅拌并加入中间体2，进行反应3h，制得中间体3，将中间体3、氮-溴代丁二酰亚胺、过氧化苯甲酰、四氯化碳加入反应釜，在温度为80-90℃的条件下，进行反应8h，制得中间体4，将中间体4、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵加入反应釜中，进行回流反应2h，制得中间体5；
步骤A3：将2,6-二叔丁基苯酚溶于丙醇中，加入叔丁醇钾并用氮气保护，在转速为150r/min，温度为100℃的条件下，进行搅拌回流20min后，加入丙烯酸甲酯，继续搅拌1h，制得中间体6，将中间体6溶于甲醇中，在转速为200r/min，温度为70℃的条件下，进行搅拌回流并加入氢化铝锂，进行反应1h，制得中间体7；
步骤A4：将中间体5、碳酸钾、亚磷酸三乙酯加入反应釜中，在转速为200r/min，温度为120℃的条件下，进行反应2h，制得中间体8，将中间体7、二丁基锡二月桂酸酯、二甲苯加入反应釜中，在转速为150r/min，温度为130℃的条件下，进行搅拌并加入中间体8，进行反应2h后，蒸馏去除二甲苯，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得抗老化剂。
实施例2
一种环保显影液，包括如下重量百分比原料：乙二醇12％、碳酸钠9％、四甲基氢氧化铵13％、对苯二胺0.8％、抗老化剂3％、余量为水；
所述环保显影液由上述原料共混制得。
所述抗老化剂由如下步骤制成：
步骤A1：将间甲基苯酚和间甲基苯胺加入反应釜中，通入氮气置换空气后，加入甲苯和浓盐酸，在转速200r/min的条件下，进行搅拌30min后，在温度为120℃的条件下，进行回流反应3h后，冷却至室温并加入甲醇，进行混合后，在温度为115℃的条件下，进行蒸馏制得中间体1，将中间体1、硫磺、碘加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为120r/min，温度为190℃的条件下，进行反应，制得中间体2；
步骤A2：将三聚氯氰溶于丙酮，在转速为200r/min，温度为90℃的条件下，进行搅拌并加入中间体2，进行反应3h，制得中间体3，将中间体3、氮-溴代丁二酰亚胺、过氧化苯甲酰、四氯化碳加入反应釜，在温度为90℃的条件下，进行反应8h，制得中间体4，将中间体4、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵加入反应釜中，进行回流反应3h，制得中间体5；
步骤A3：将2,6-二叔丁基苯酚溶于丙醇中，加入叔丁醇钾并用氮气保护，在转速为150r/min，温度为110℃的条件下，进行搅拌回流20min后，加入丙烯酸甲酯，继续搅拌1.5h，制得中间体6，将中间体6溶于甲醇中，在转速为200r/min，温度为80℃的条件下，进行搅拌回流并加入氢化铝锂，进行反应1h，制得中间体7；
步骤A4：将中间体5、碳酸钾、亚磷酸三乙酯加入反应釜中，在转速为300r/min，温度为120℃的条件下，进行反应4h，制得中间体8，将中间体7、二丁基锡二月桂酸酯、二甲苯加入反应釜中，在转速为150r/min，温度为150℃的条件下，进行搅拌并加入中间体8，进行反应2h后，蒸馏去除二甲苯，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得抗老化剂。
实施例3
一种环保显影液，包括如下重量百分比原料：乙二醇18％、碳酸钠9％、四甲基氢氧化铵14％、对苯二胺1.2％、抗老化剂4％、余量为水；
所述环保显影液由上述原料共混制得。
所述抗老化剂由如下步骤制成：
步骤A1：将间甲基苯酚和间甲基苯胺加入反应釜中，通入氮气置换空气后，加入甲苯和浓盐酸，在转速300r/min的条件下，进行搅拌20min后，在温度为130℃的条件下，进行回流反应2h后，冷却至室温并加入甲醇，进行混合后，在温度为115℃的条件下，进行蒸馏制得中间体1，将中间体1、硫磺、碘加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为150r/min，温度为180℃的条件下，进行反应，制得中间体2；
步骤A2：将三聚氯氰溶于丙酮，在转速为300r/min，温度为80℃的条件下，进行搅拌并加入中间体2，进行反应5h，制得中间体3，将中间体3、氮-溴代丁二酰亚胺、过氧化苯甲酰、四氯化碳加入反应釜，在温度为80℃的条件下，进行反应10h，制得中间体4，将中间体4、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵加入反应釜中，进行回流反应2h，制得中间体5；
步骤A3：将2,6-二叔丁基苯酚溶于丙醇中，加入叔丁醇钾并用氮气保护，在转速为200r/min，温度为100℃的条件下，进行搅拌回流30min后，加入丙烯酸甲酯，继续搅拌1h，制得中间体6，将中间体6溶于甲醇中，在转速为300r/min，温度为70℃的条件下，进行搅拌回流并加入氢化铝锂，进行反应2h，制得中间体7；
步骤A4：将中间体5、碳酸钾、亚磷酸三乙酯加入反应釜中，在转速为200r/min，温度为130℃的条件下，进行反应2h，制得中间体8，将中间体7、二丁基锡二月桂酸酯、二甲苯加入反应釜中，在转速为200r/min，温度为130℃的条件下，进行搅拌并加入中间体8，进行反应4h后，蒸馏去除二甲苯，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得抗老化剂。
实施例4
一种环保显影液，包括如下重量百分比原料：乙二醇20％、碳酸钠10％、四甲基氢氧化铵15％、对苯二胺1.5％、抗老化剂5％、余量为水；
所述环保显影液由上述原料共混制得。
所述抗老化剂由如下步骤制成：
步骤A1：将间甲基苯酚和间甲基苯胺加入反应釜中，通入氮气置换空气后，加入甲苯和浓盐酸，在转速300r/min的条件下，进行搅拌30min后，在温度为130℃的条件下，进行回流反应3h后，冷却至室温并加入甲醇，进行混合后，在温度为115℃的条件下，进行蒸馏制得中间体1，将中间体1、硫磺、碘加入反应釜中，通入氮气进行保护，在转速为150r/min，温度为190℃的条件下，进行反应，制得中间体2；
步骤A2：将三聚氯氰溶于丙酮，在转速为300r/min，温度为90℃的条件下，进行搅拌并加入中间体2，进行反应5h，制得中间体3，将中间体3、氮-溴代丁二酰亚胺、过氧化苯甲酰、四氯化碳加入反应釜，在温度为90℃的条件下，进行反应10h，制得中间体4，将中间体4、碳酸钾、去离子水、溴化四乙基铵加入反应釜中，进行回流反应3h，制得中间体5；
步骤A3：将2,6-二叔丁基苯酚溶于丙醇中，加入叔丁醇钾并用氮气保护，在转速为200r/min，温度为110℃的条件下，进行搅拌回流30min后，加入丙烯酸甲酯，继续搅拌1.5h，制得中间体6，将中间体6溶于甲醇中，在转速为300r/min，温度为80℃的条件下，进行搅拌回流并加入氢化铝锂，进行反应2h，制得中间体7；
步骤A4：将中间体5、碳酸钾、亚磷酸三乙酯加入反应釜中，在转速为300r/min，温度为130℃的条件下，进行反应4h，制得中间体8，将中间体7、二丁基锡二月桂酸酯、二甲苯加入反应釜中，在转速为200r/min，温度为150℃的条件下，进行搅拌并加入中间体8，进行反应4h后，蒸馏去除二甲苯，过滤去除滤液，将滤饼进行烘干，制得抗老化剂。
对比例1
本对比例与实施例1相比为加入抗老化剂，其余步骤与实施例1相同。
对比例2
本对比例为中国专利CN102096344A制得的显影液。
实施例1-4和对比例1-2制得的显影液进行性能测试，测试结果如下表1所示；
将实施例1-4和对比例1-2制得的显影液用波长为340nm，辐照强度为0.68W/m2，黑板温度60℃、冷凝温度60℃；单个循环过程；光照30h，检测显影液能否正常显影。
表1
由上表1可知实施例1-4制得的显影液在老化试验后，仍然能够正常显影，而对比例1-2制得的显影液在老化试验后，无法正常显影，表明本发明具有很好抗氧化性。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
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