氧化锆粒子的有机溶剂分散体及其制备方法技术

根据本发明专利技术，提供氧化锆粒子的有机溶剂分散体，其中，所述有机溶剂分散体是以20重量%以上的含有率将氧化锆粒子分散在除甲醇和乙醇以外的有机溶剂中而成的，将上述氧化锆粒子用含有以通式(I) (RO)n‑Si‑X4‑n …(I) (式中，R表示碳原子数为1~4的烷基，n表示2或3，X表示烷基、氟代烷基、乙烯基或(甲基)丙烯酰基氧基烷基。)表示的硅烷偶联剂和12‑羟基硬脂酸的表面处理剂进行表面处理，上述有机溶剂分散体中的氧化锆粒子的D50在1~20nm的范围内，上述有机溶剂分散体在400nm波长下的透过率为10%以上，在800nm波长下的透过率为80%以上，在25℃下，刚制备后的粘度为10mPa·s以下，与此同时相对于上述刚制备后的粘度的7日后的粘度的增加量为10mPa·s以下。

Organic solvent dispersions of zirconium oxide particles and process for their preparation

According to the present invention provides organic solvent dispersion of zirconia particles, wherein the organic solvent dispersion is 20 wt.% or more content zirconia particles dispersed in organic solvents except methanol and ethanol in the form, the zirconia particles containing the general formula (I) (RO) n Si X4 n... (I) (type, R said the number of carbon atoms is 1~4 alkyl, n is 2 or 3, X represents alkyl and fluoroalkyl vinyl, or (meth) acryloyl oxy alkyl. ) surface treatment agent, silane coupling agent and 12 hydroxy stearic acid said the surface treatment, the organic solvent dispersion of zirconia particles in the body of the D50 in the range of 1~20nm, the organic solvent dispersion at a wavelength of 400nm the transmittance is above 10%, at a wavelength of 800nm the transmittance is above 80% and at 25 DEG C, just after the preparation of the viscosity of 10mPa s, at the same time to increase the amount of the newly prepared viscosity after 7 days after the viscosity is 10mPa. S.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氧化锆粒子的有机溶剂分散体及其制备方法
本专利技术涉及氧化锆粒子的有机溶剂分散体及其制备方法，详细而言，涉及以高含有率含有氧化锆粒子，与此同时具有低粘度，而且稳定性和透明性优异的氧化锆粒子的有机溶剂分散体及其制备方法。由于本专利技术的氧化锆粒子的有机溶剂分散体以高含有率含有氧化锆粒子，与此同时具有低粘度，而且稳定性和透明性优异，所以例如作为光学领域的各种用途、特别是LED封装树脂或防反射膜等光学用的复合树脂的材料有用。
技术介绍
以往，二氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化锡、氧化锆、氧化钛等无机氧化物粒子分散体被用在各种工业领域，特别是在光学领域被用于调节折射率。其中，由于氧化锆的折射率高，所以被优选用于提高光学材料的折射率。以往，如上所述的无机氧化物粒子分散体使用分散介质为水的分散体，在众多的光学材料用途、例如光学用薄膜的制备中，通常将水分散体与树脂成分混合使用，但由于水分散体特别不容易与非水溶性的树脂成分捏合，以至于近年来强烈需要分散介质为有机溶剂的分散体。包括氧化锆粒子在内，无机氧化物粒子通常在水性溶剂中大致具有良好的分散性，但相对于有机溶剂，分散性通常低。因此，例如提出了在如醋酸之类的氧化锆稳定剂存在下在氧化锆粒子的水分散体中加入有机溶剂，将作为上述水分散体的分散介质的水置换为上述有机溶剂，得到氧化锆粒子分散在该有机溶剂中的有机溶剂分散体(参照专利文献1)。但是，若只使用如醋酸之类的氧化锆稳定剂，则有机溶剂中的氧化锆粒子的稳定性不充分，因此在制备氧化锆粒子的有机溶剂分散体时，为了将氧化锆粒子改性为亲油性，用如硅烷偶联剂之类的表面处理剂进行表面处理，并将其分散在有机溶剂中的方法广为人知。例如，提出了在氧化锆粒子的水分散体中加入硅烷偶联剂，将氧化锆粒子进行表面处理后，进行固液分离，加热干燥，得到氧化锆粉体，将其分散在有机溶剂中，得到有机溶剂分散体的方法(参照专利文献2)。同样地，还提出了在氧化锆粒子的水/甲醇分散体中加入硅烷偶联剂，不进行溶剂置换，而是除去上述溶剂，并进行干燥，得到经表面处理的氧化锆粉体，将其例如分散在酮溶剂中，得到有机溶剂分散体的方法(参照专利文献3)。另外，提出了得到将表面用如新癸酸之类的高级脂肪酸被覆的氧化锆粒子，接着将其分散在有机溶剂中，进而用硅烷偶联剂被覆，进行固液分离，由此得到将表面用不同的2种被覆剂被覆的氧化锆粒子，将其分散在有机溶剂中，得到有机溶剂分散体的方法(参照专利文献4)。但是，如上所述，即使得到作为粉体的经表面处理的氧化锆粒子，并将其分散在有机溶剂中，通常作为粉体的氧化锆粒子仍显著聚集，难以再分散，因此得到的分散体不仅欠缺稳定性，而且透明性也未必充分。因此，提出了在酮溶剂的含有率小的醇溶剂中在酸催化剂存在下用硅烷偶联剂的水解物和/或其部分缩合物将无机氧化物粒子进行表面处理后，将上述醇溶剂与酮溶剂的含有率更多的有机溶剂进行置换，由此在将经表面处理的无机氧化物粒子分散在有机溶剂中的状态下进行溶剂置换，得到经上述表面处理的无机氧化物粒子的有机溶剂分散体、特别是二氧化硅粒子的酮溶剂分散体的方法(参照专利文献5)。另外，还提出了在有机酸存在下，预先用硅烷偶联剂将氧化锆粒子的醇系溶剂分散体进行表面处理后，将上述醇系溶剂置换为更亲油性的有机溶剂、例如酮溶剂，由此得到氧化锆的有机溶剂分散体的方法(参照专利文献6)。但是，根据以往所知的上述方法，得到的有机溶剂分散体因用途而有在透明性方面无法充分令人满意的情况，另外也有粘度经时增加等欠缺稳定性的问题，另一方面近年来在光学材料方面对更高性能化的要求增强，近年来强烈要求具有低粘度，而且稳定性和透明性优异的氧化锆粒子的有机溶剂分散体。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-238422号公报专利文献2：日本特开2008-179514号公报专利文献3：日本特开2013-82609号公报专利文献4：日本特开2008-44835号公报专利文献5：日本特开2005-307158号公报专利文献6：国际公开WO2011/052762号公报。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术为了解决氧化锆粒子的有机溶剂分散体的上述问题而开发，其目的在于，提供以高含有率含有氧化锆粒子，与此同时具有低粘度，而且稳定性和透明性优异的氧化锆粒子的有机溶剂分散体及其制备方法。解决课题的手段根据本专利技术，提供氧化锆粒子的有机溶剂分散体，其中，所述有机溶剂分散体是以20重量%以上的含有率将氧化锆粒子分散在除甲醇和乙醇以外的有机溶剂中而成的；将上述氧化锆粒子用含有以通式(I)表示的硅烷偶联剂和12-羟基硬脂酸的表面处理剂进行表面处理，(RO)n-Si-X4-n　　　(I)(式中，R表示碳原子数为1~4的烷基，n表示2或3，X表示烷基、氟代烷基、乙烯基或(甲基)丙烯酰基氧基烷基。)；上述有机溶剂分散体中的氧化锆粒子的D50在1~20nm的范围内，上述有机溶剂分散体在400nm波长下的透过率为10%以上，在800nm波长下的透过率为80%以上，在25℃下，刚制备后的粘度为10mPa·s以下，与此同时相对于上述刚制备后的粘度的7日后的粘度的增加量为10mPa·s以下。此外，根据本专利技术，提供上述氧化锆粒子的有机溶剂分散体的制备方法。即，根据本专利技术，提供氧化锆粒子的有机溶剂分散体的制备方法，其中，所述有机溶剂分散体是以20重量%以上的含有率将氧化锆粒子分散在除甲醇和乙醇以外的有机溶剂中而成的；上述有机溶剂分散体中的氧化锆粒子的D50在1~20nm的范围内，上述有机溶剂分散体在400nm波长下的透过率为10%以上，在800nm波长下的透过率为80%以上，在25℃下，刚制备后的粘度为10mPa·s以下，与此同时相对于上述刚制备后的粘度的7日后的粘度的增加量为10mPa·s以下；上述制备方法包括：用含有硅烷偶联剂和12-羟基硬脂酸的表面处理剂处理将氧化锆粒子分散在选自甲醇和乙醇的至少1种醇溶剂中而成的氧化锆粒子的醇分散体，将上述氧化锆粒子进行表面处理的表面处理工序，和将作为经上述表面处理的氧化锆粒子的醇分散体中的分散介质的上述醇溶剂置换为上述有机溶剂的溶剂置换工序；上述硅烷偶联剂以通式(I)表示，(RO)n-Si-X4-n　　　(I)式中，R表示碳原子数为1~4的烷基，n表示2或3，X表示烷基、氟代烷基、乙烯基或(甲基)丙烯酰基氧基烷基。在本专利技术中，在上述氧化锆粒子的有机溶剂分散体的制备方法的工序中，在所述表面处理工序中使用的氧化锆粒子的醇分散体优选通过包括以下工序(a)~(e)的方法得到，即：(a)在水中使锆盐与碱反应，得到氧化锆粒子的第1水浆料的工序；(b)将上述氧化锆粒子的第1水浆料过滤、清洗、再制浆，得到氧化锆粒子的第2水浆料的工序；(c)在上述氧化锆粒子的第2水浆料中相对于1摩尔份的该第2水浆料中的锆加入1摩尔份的有机酸，在170℃以上的温度下进行水热处理，得到氧化锆粒子的水分散体的工序；(d)清洗如上所述得到的氧化锆粒子的水分散体的工序；和(e)将作为在上述工序(d)中得到的氧化锆粒子的水分散体的分散介质的水置换为选自甲醇和乙醇的至少1种醇溶剂的工序。特别是在本专利技术中，用作原料的氧化锆粒子的醇分散体优选含有20重量%以上的氧化锆粒子，D50在1~20nm的范围内，在400本文档来自技高网...

【技术保护点】
氧化锆粒子的有机溶剂分散体，其中，所述有机溶剂分散体是以20重量%以上的含有率将氧化锆粒子分散在除甲醇和乙醇以外的有机溶剂中而成的；将所述氧化锆粒子用含有以通式(I)表示的硅烷偶联剂和12‑羟基硬脂酸的表面处理剂进行表面处理，(RO)n‑Si‑X4‑n     …(I)式中，R表示碳原子数为1~4的烷基，n表示2或3，X表示烷基、氟代烷基、乙烯基或(甲基)丙烯酰基氧基烷基；所述有机溶剂分散体中的氧化锆粒子的D50在1~20nm的范围内，所述有机溶剂分散体在400nm波长下的透过率为10%以上，在800nm波长下的透过率为80%以上，在25℃下，刚制备后的粘度为10mPa·s以下，与此同时相对于所述刚制备后的粘度的7日后的粘度的增加量为10mPa·s以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.05 JP 2014-1811861.氧化锆粒子的有机溶剂分散体，其中，所述有机溶剂分散体是以20重量%以上的含有率将氧化锆粒子分散在除甲醇和乙醇以外的有机溶剂中而成的；将所述氧化锆粒子用含有以通式(I)表示的硅烷偶联剂和12-羟基硬脂酸的表面处理剂进行表面处理，(RO)n-Si-X4-n…(I)式中，R表示碳原子数为1~4的烷基，n表示2或3，X表示烷基、氟代烷基、乙烯基或(甲基)丙烯酰基氧基烷基；所述有机溶剂分散体中的氧化锆粒子的D50在1~20nm的范围内，所述有机溶剂分散体在400nm波长下的透过率为10%以上，在800nm波长下的透过率为80%以上，在25℃下，刚制备后的粘度为10mPa·s以下，与此同时相对于所述刚制备后的粘度的7日后的粘度的增加量为10mPa·s以下。2.权利要求1的氧化锆粒子的有机溶剂分散体，其中，相对于100重量份的氧化锆粒子，使用1~100重量份的所述硅烷偶联剂和1~20重量份的12-羟基硬脂酸将氧化锆粒子进行表面处理。3.权利要求1或2中任一项的氧化锆粒子的有机溶剂分散体，其中，所述有机溶剂为选自甲基异丁基酮、甲乙酮、丁醇、丙醇、丙二醇单甲基醚、甲苯、二甲基亚砜、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-三甲基丙酰胺、醋酸丁酯和乙二醇的至少1种。4.氧化锆粒子的有机溶剂分散体的制备方法，其中，所述有机溶剂分散体是以20重量%以上的含有率将氧化锆粒子分散在除甲醇和乙醇以外的有机溶剂中而成的，所述有机溶剂分散体中的氧化锆粒子的D50在1~20nm的范围内，所述有机溶剂分散体在400nm波长下的透过率为10%以上，在800nm波长下的透过率为80%以上，在25℃下，刚制备后的粘度为10mPa·s以下，与此同时相对于所述刚制备后的粘度的7日后的粘度的增加量为10mPa·s以下；所述制备方法包括：用含有硅烷偶联剂和12-羟基硬脂酸的表面处理剂处理将氧化锆粒子分散在选自甲醇和乙醇的至少1种醇溶剂中而成的氧化锆粒子的醇分散体，将所述氧化锆粒子进行表面处理的表面处理工序，和将作为经所述表面处理的氧化锆粒子的醇分散体中的分散介质的所述醇溶剂置换为所述醇溶剂以外的有机溶剂的溶剂置换工序；所述硅烷偶联剂以通式(I)表示，(RO)n-Si-X4-n…(I)式...

【专利技术属性】
技术研发人员：森田考则，宫田笃，大西香澄，
申请(专利权)人：堺化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP