[发明专利]含有氧化物微粒的有机无机杂化聚合物组合物及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅氧化物微粒和/或金属氧化物微粒在含有有机无机杂化聚合物的有机溶剂中高度分散的有机无机杂化聚合物组合物及其固化体。

背景技术

目前为止，作为对耐久性优异的硅氧烷材料赋予各种功能的手段，正在研究具有硅氧烷骨架的粘合剂(以下也称为“硅氧烷系粘合剂”)与硅氧化物微粒、各种金属氧化物微粒(以下将它们一并简称为“氧化物微粒”)的复合化。此时，硅氧烷系粘合剂和氧化物微粒往往以包含它们的分散液的形式制备。但是，由于硅氧烷系粘合剂难溶于水，因此必须使用有机溶剂作为分散介质，另一方面，由于氧化物微粒在有机溶剂中容易凝聚，因此往往使其在水介质中分散。因此，为了使氧化物微粒在有机溶剂中微分散，需要使用具有碳原子数6以上的有机基团的磷酸、磺酸或羧酸(参照专利文献1)、具有氧化烯基的有机化合物、具有氧化烯基的磷酸等的酯(参照专利文献2)、或者具有氧化烯基的硅烷化合物(参照专利文献3)。

但是，采用使用这些化合物而使氧化物微粒在有机溶剂中微分散的方法来将氧化物微粒和硅氧烷系粘合剂复合化时，虽然分散液的分散性良好，但上述化合物和硅氧烷系粘合剂的相容性差，例如，将溶剂除去而形成涂膜时，有时涂膜白化。此外，即使控制制膜条件等形成透明的涂膜，由于在该涂膜中残存具有碳原子数6以上的有机基团的磷酸等、具有氧化烯基的化合物，有时在紫外线照射下也会产生涂膜的着色、产生开裂等不利情况。

另一方面，硅氧化物微粒中有利用自身的表面电荷而保持分散性的有机溶剂分散体，虽然该分散体的分散稳定性良好，但与硅氧烷系粘合剂混合时，有时硅氧化物微粒凝聚而白化，或产生开裂。

此外，预先制备含有硅烷单体和氧化物微粒的分散液，将该硅烷单体水解和/或缩合而形成硅氧烷系粘合剂时，得到的分散液的分散性低，涂膜的透明性也低(参照专利文献3的比较例)。

这样的问题在使用有机无机杂化聚合物作为硅氧烷系粘合剂而与氧化物微粒进行复合的情况下也不例外，不能得到具有由氧化物微粒产生的功能并且透明的涂膜。

专利文献1：特开2004-283822号公报

专利文献2：特开2005-185924号公报

专利文献3：特开2004-99879号公报

发明内容

本发明拟解决与上述的现有技术相伴的问题，其目的在于提供具有各种功能、透明性和室外耐候性优异的聚硅氧烷系固化体以及可以得到这样的固化体的、氧化物微粒高度分散的有机无机杂化聚合物组合物及其制造方法。

本发明人等为了解决上述问题而进行了深入研究，结果发现，通过预先使硅烷化合物和具有含有与水解性基团和/或羟基键合的硅原子的甲硅烷基的聚合物进行水解和/或缩合反应而制备有机无机杂化聚合物，在含有该有机无机杂化聚合物的有机溶剂中，在碱性化合物、酸性化合物或金属螯合物的存在下，对氧化物微粒进行处理，从而得到氧化物微粒在含有有机无机杂化聚合物的有机溶剂中高度分散的有机无机杂化聚合物组合物，此外还发现，由该组合物得到的固化体的透明性和耐候性优异，而且柔软性以及对于基材的追随性优异，从而完成了本发明。

即，本发明的含有氧化物微粒的有机无机杂化聚合物组合物，其特征在于，通过在有机溶剂中，在碱性化合物、酸性化合物或金属螯合物的存在下，将(A)硅氧化物微粒和/或金属氧化物微粒与(B)有机无机杂化聚合物混合，使上述氧化物微粒(A)分散在有机溶剂中而得到，所述(B)有机无机杂化聚合物通过使硅烷化合物(b1)和聚合物(b2)进行水解和/或缩合反应而得到，所述硅烷化合物(b1)为从下述式(1)

R¹_nSi(OR²)_4-n    (1)

(式中，R¹表示碳原子数1～8的1价有机基团，存在2个时可以彼此相同也可以不同。R²各自独立地表示碳原子数1～5的烷基或碳原子数1～6的酰基。n为0～2的整数。)所示的至少1种有机硅烷、该有机硅烷的水解物和该有机硅烷的缩合物中选取的至少1种，所述聚合物(b2)具有含有与水解性基团和/或羟基键合的硅原子的甲硅烷基。

优选在碱性化合物的存在下将上述氧化物微粒(A)和上述有机无机杂化聚合物(B)混合。

优选采用珠磨机将上述氧化物微粒(A)和上述有机无机杂化聚合物(B)混合。

优选相对于上述氧化物微粒(A)100重量份，按完全水解缩合物换算计，混合1～1000重量份的上述有机无机杂化聚合物(B)。