由具有铵基的支链高分子化合物构成的金属微粒分散剂制造技术

本发明专利技术提供了一种由具有铵基的支链高分子化合物构成的金属微粒分散剂，本发明专利技术的金属微粒分散剂由含有铵基，重均分子量为500～5000000的支链高分子化合物构成，该支链高分子化合物具有式(1)表示的结构。此外，本发明专利技术的组合物包括该金属微粒分散剂和金属微粒。

【技术实现步骤摘要】
由具有铵基的支链高分子化合物构成的金属微粒分散剂本申请是申请日为2009年8月21日、申请号为200980132784.0、专利技术名称为“由具有铵基的支链高分子化合物构成的金属微粒分散剂”的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种特征在于在有机溶剂、水溶剂或树脂中的分散性优异，由具有铵基的支链高分子化合物构成的金属微粒分散剂，以及含有该金属微粒分散剂和金属微粒的组合物。
技术介绍
具有数nm～数十nm左右粒径的金属微粒显示出与大块金属不同的各种物理、化学特性。例如，作为光学特性，以前就已知通过称为等离子体激光吸收的发色机理，显示出根据金属种类和/或尺寸的独特的色彩，金属微粒的溶液在涂料等着色剂中使用。除此之外，在导电性糊剂、透明导电膜、高密度记录材料、遮光滤色器、化学传感器、催化剂、导光部件、阻气材料、光散射·反射部件、光扩散部件、感光性材料、光电转换元件、喷墨用油墨、高介电常数材料、荧光材料等中得到了广泛应用。作为该金属微粒的制造方法，可以列举气相法和液相法，但液相法的成本低，且容易获得粒度分布小的优良的微粒。通常，液相法是在向金属盐溶液中加入了具有金属和亲和性的有机分散剂的状态下，通过还原剂进行金属离子的还原，制备金属微粒的方法。作为分散剂，代表性的有柠檬酸、表面活性剂、具有硫醇基和/或氨基的低分子化合物、聚乙烯基吡咯烷酮等高分子。在专利文献1和非专利文献1中，示出了使用硫醇化合物的金属微粒的制造方法。由此得到的金属微粒被硫醇化合物牢固地覆盖在表面上，因此可以以粉末形式回收，能在溶剂中再分散。此外，在非专利文献2中示出了被具有二硫代氨基甲酸酯基的低分子化合物覆盖的金属微粒的制备方法。这样的具有包含硫原子的官能团的化合物，由于具有与金属表面高的亲和性，因此作为金属微粒的分散剂显示出优异的特性，但对于在高分子中的分散性还没有评价的例子。此外，上述具有包含硫原子的官能团的化合物，由于含有硫原子，因此作为催化剂的活性，还存在问题。含有纳米尺寸金属微粒的组合物例如在各种化学合成品的催化剂的合成中广泛使用，此外，期待能在环境催化剂、氢气贮藏和/或取出反应等中使用。金属微粒的化学和物理特性极大地取决于颗粒的形状和/或尺寸，通常，纳米尺寸的金属微粒化学反应性高，颗粒容易聚结，形成大的尺寸，失去其特性(非专利文献3)。为了防止上述现象，有在固体载体上分散金属微粒的方法。例如，作为载体，使用二氧化硅、氧化铝和/或沸石等具有细孔结构的表面积大的材料，但由于金属微粒担载在这些无机载体上，因此无法在有机溶剂、水溶剂或树脂中分散。在专利文献2中，记载了在分散体中含有金属纳米颗粒的金属纳米颗粒分散体，所述分散体是具有支链状聚亚烷基亚胺链的高分子化合物在溶剂中形成的。此外，在专利文献3中，记载了作为保护胶体颗粒的保护剂，使用季铵盐的胶体溶液。此外，在专利文献4和专利文献5中，公开了在树状物(dendrimer)、超支化聚合物(hyperbranchpolymer)中分散的纳米尺寸的金属催化剂，在专利文献6中记载了在分子末端具有铵基的超支化聚合物。然而，在这些文献中，对于粉末的稳定性、在有机溶剂、水溶剂中的分散特性没有进行评价，对于使用含有铵基的支链高分子材料的金属微粒复合体也没有报告例。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种特征在于在有机溶剂、水溶剂或树脂中的分散性优异，由具有铵基的支链高分子化合物构成的金属微粒分散剂，以及含有该金属微粒分散剂和金属微粒的组合物。本专利技术人为了实现上述目的，进行了精心的研究，结果发现，作为官能团，在分子末端含有铵基的支链高分子能用作金属微粒的分散剂，包含所得分散剂和金属微粒的组合物具有高的催化剂活性，且具有重复的反应性，从而完成了本专利技术。即，本专利技术涉及如下观点：作为第1观点，涉及一种分散剂，其是用于形成金属微粒分散体系的金属微粒分散剂，由含有铵基，重均分子量为500～5000000的支链高分子化合物构成。作为第2观点，涉及一种组合物，其含有第1观点的金属微粒分散剂和金属微粒。作为第3观点，涉及如第2观点所述的组合物，其中，在上述金属微粒上附着上述支链高分子化合物的铵基，从而形成复合体。作为第4观点，涉及如第2或第3观点所述的组合物，其还含有有机溶剂。作为第5观点，涉及如第4观点所述的组合物，其中，上述金属微粒在上述有机溶剂中分散。作为第6观点，涉及如第4观点所述的组合物，其中，上述复合体在上述有机溶剂中分散。作为第7观点，涉及如第2观点～第6观点任一项所述的组合物，其中，上述金属微粒为选自钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、锗、钇、锆、铌、钼、钌、铑、钯、银、镉、铟、锡、锑、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金、汞、铊、铅和铋的至少1种。作为第8观点，涉及如第7观点所述的组合物，其中，上述金属微粒为选自金、银、铂、铜、镍、钌、铑、钯、锇和铟的至少1种。作为第9观点，涉及如第7或第8观点所述的组合物，其中，上述金属微粒为具有1nm～100nm的平均粒径的微粒。作为第10观点，涉及如第2观点～第9观点任一项所述的组合物，其中，上述金属微粒分散剂由式(1)表示的支链高分子化合物构成：式中，R1表示氢原子或甲基，R2、R3和R4各自独立地表示氢原子、碳原子数为1～20的直链状、分枝状或环状的烷基、碳原子数为6～20的芳烷基或-(CH2CH2O)m-R5(式中，R5表示氢原子或甲基，m表示2～100的任意整数)，或R2、R3和R4也可以彼此以直链状、分枝状或环状亚烷基结合，和与其键合的氮原子一起形成环(该烷基和芳烷基任选被烷氧基、羟基、铵基、羧基或氰基取代)，X－表示阴离子，A1表示由式(2)表示的结构，式中，A2表示任选含有醚键或酯键的碳原子数为1～30的直链状、分枝状或环状的亚烷基，Y1、Y2、Y3和Y4各自独立地表示氢原子、碳原子数为1～20的烷基、碳原子数为1～20的烷氧基、硝基、羟基、氨基、羧基或氰基，n为重复单元结构的数量，表示2～100的整数。作为第11观点，涉及第10观点所述的组合物，其特征在于，上述A1为由式(3)表示的基团，X－为卤原子、PF6－、BF4－或全氟烷基磺酸根。作为第12观点，涉及第2观点所述的组合物，其中，上述金属微粒分散剂是式(4)表示的支链状高分子：式中，R1表示氢原子或甲基，R2表示由式(5)表示的包含醚键的烷基链，X－表示阴离子，A1表示上式(2)表示的结构，n是重复单元结构的数量，表示2～100000的整数。作为第13观点，涉及一种由第2～第13观点任一项所述的组合物得到的薄膜。作为第14观点，涉及第2观点所述组合物的制造方法，包括将上述金属微粒分散剂和金属盐混合的混合工序，和通过在所得混合物中添加还原剂，从而将该混合物中的金属盐还原形成金属微粒的还原工序。作为第15观点，涉及第2观点所述组合物的制造方法，其特征在于，在通过膦类或胺类分散剂复合化的金属微粒中混合上述金属微粒分散剂，进行配体取代。作为第16观点，涉及一种包含第2观点～第12观点任一项所述组合物的还原催化剂。作为第17观点，涉及一种包含第12观点所述组合物的还原催化剂，其用于在水中进行还原反应。作为第18观点，涉及一种包含第2观点～第12观点任一项所述组合物的燃料电池用电极。通过本专利技术包含铵基的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属微粒分散剂，是用于形成金属微粒分散体系的金属微粒分散剂，由含有铵基、重均分子量为500～5000000的支链高分子化合物构成，所述支链高分子化合物是式(1)表示的支链高分子化合物：式中，R1表示氢原子或甲基，R2、R3和R4各自独立地表示氢原子、碳原子数为1～20的直链状、分枝状或环状的烷基、碳原子数为6～20的芳烷基或‑(CH2CH2O)m‑R5，式中，R5表示氢原子或甲基，m表示2～100的任意整数，或R2、R3和R4也可以彼此以直链状、分枝状或环状的亚烷基结合，和与其键合的氮原子一起形成环，该烷基和芳烷基任选被烷氧基、羟基、铵基、羧基或氰基取代，并且，R2、R3和R4中的至少一个表示辛基或十二烷基，X－表示阴离子，A1表示由式(2)表示的结构，式中，A2表示任选含有醚键或酯键的碳原子数为1～30的直链状、分枝状或环状的亚烷基，Y1、Y2、Y3和Y4各自独立地表示氢原子、碳原子数为1～20的烷基、碳原子数为1～20的烷氧基、硝基、羟基、氨基、羧基或氰基，n为重复单元结构的数量，表示2～100000的整数。

【技术特征摘要】
2008.08.22 JP 2008-214677;2009.02.27 JP 2009-047111.一种金属微粒分散剂，是用于形成选自铂和钯中的至少一种的金属微粒分散体系的金属微粒分散剂，由含有铵基、重均分子量为500～5000000的支链高分子化合物构成，所述支链高分子化合物是式(1)表示的支链高分子化合物：式中，R1表示氢原子或甲基，R2、R3和R4各自独立地表示氢原子、碳原子数为1～20的直链状、分枝状或环状的烷基、碳原子数为6～20的芳烷基或-(CH2CH2O)m-R5，式中，R5表示氢原子或甲基，m表示2～100的任意整数，该烷基和芳烷基任选被烷氧基、羟基、铵基、羧基或氰基取代，并且，R2、R3和R4中的至少一个表示辛基或十二烷基，X－表示阴离子，A1表示由式(2)表示的结构，式中，A2表示任选含有醚键或酯键的碳原子数为1～30的直链状、分枝状或环状的亚烷基，Y1、Y2、Y3和Y4各自独立地表示氢原子、碳原子数为1～20的烷基、碳原子数为1～20的烷氧基、硝基、羟基、氨基、羧基或氰基，n为重复单元结构的数量，表示2～100000的整数。2.一种组合物，含有权利要求1所述的金属微粒分散剂和选自铂和钯中的至少一种的金...

【专利技术属性】
技术研发人员：小岛圭介，田中章博，大土井启祐，永岛英夫，末隆志，
申请(专利权)人：日产化学工业株式会社，国立大学法人九州大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP