[发明专利]分散剂和分散体组合物

说明书

技术领域

本发明涉及分散剂和使用该分散剂形成的分散体组合物

背景技术

来自无机物或者来自有机物的各向同性材料和/或各向异性材料在复合（hybrid）材料、表面保护剂、导电膏、导电油墨、传感器、精密分析元件、光存储器、液晶显示元件、纳米磁体、传热介质、燃料电池用高性能催化剂、有机太阳能电池、纳米玻璃设备、研磨剂、药物载体、环境催化剂、涂料、印刷油墨、喷墨用墨水、滤光器用抗蚀剂、笔记用具用墨水等用途领域中作为主体材料使用。此时，上述来自无机物或来自有机物的各向同性材料和/或各向异性材料在水溶性分散介质中或者非水溶性分散介质中以微小颗粒形态调制成分散体利用，能够有效提高加工特性、产品特性和原料物性，能够作为有助于品质稳定化和制造时的成品率提高的物质在产业中应用。

另一方面，存在着因定向分散质的原料变更或者颗粒尺寸的微小化、形状控制，难以实现分散质的稳定化分散，以致分散质在分散介质中短时间内会发生凝聚的问题。分散质的凝聚在分散体的制造中不仅会导致生产率降低、加工特性降低、可操作性降低和成品率降低，而且会导致最终产品的产品特性、原料物性和品质的降低。此外，已知外观上也会产生透明性、光泽、着色力降低，色相不均匀和产生裂缝等不良现象。为了抑制这样的分散质的凝集，实现分散稳定化，可以使用分散剂。

作为已提出的低分子量分散剂，具有羧基的有机化合物例如除了甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一碳酸、十二碳酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸等碳原子数1～20的饱和、不饱和的羧酸类之外，还有羟基羧酸类、碳原子数6～34的脂环族羧酸类、芳香族羧酸类等。作为烯基琥珀酸酐类，有辛烯基琥珀酸酐、十二碳烯基琥珀酸酐、十六碳烯基琥珀酸酐等。具有硫醇基的有机化合物，例如有巯基乙醇、巯基-2-丙醇、1-巯基-2,3-丙二醇、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、巯基琥珀酸、己硫醇、戊二硫醇、十二烷硫醇、十一烷硫醇、癸烷硫醇等烷基硫醇。具有酚环的有机化合物例如有三苯基膦、三丁基膦、三辛基膦、三丁基膦等。具有氨基的有机化合物例如有丙胺、丁胺、己胺、庚胺、辛胺、2-乙基己基胺、壬胺、癸胺、十二烷基胺、十六烷基胺、油胺等。此外，作为高分子量的分散剂，主要作为颜料等分散剂被开发的具有羧基、氨基、羟基、酯键、酰胺键、芳香环、杂环等骨架的高分子型分散剂也可转用于本用途，市售的有Byk Chemie公司制DISPERBYK系列、EFKA Additives公司制Ciba EFKA系列、Lubrizol公司制Solsperse系列、楠本化成公司制Disparlon系列等。

此外，也提出有利用作为已有的表面活性剂的分散剂的方案，作为阴离子表面活性剂，例如有高级脂肪酸盐、烷基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、链烷烃磺酸盐、烷基苯磺酸盐、磺基琥珀酸酯盐、烷基硫酸酯盐、烷基醚硫酸酯盐、烷基磷酸酯盐、烷基醚磷酸酯盐、烷基醚羧酸盐、α-磺基脂肪酸甲酯盐、甲基牛磺酸盐等。作为非离子表面活性剂，例如有甘油脂肪酸酯、聚甘油脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚氧乙烯脂肪酸酯、脂肪酸烷醇酰胺、烷基葡糖苷等。作为两性表面活性剂，例如有烷基甜菜碱、脂肪酰胺丙基甜菜碱、烷基氧化胺等。作为阳离子表面活性剂，例如有烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、烷基二甲基苄基铵盐、烷基吡啶鎓盐等。另外，还有氟类表面活性剂或纤维素衍生物、多羧酸盐、聚苯乙烯磺酸盐等高分子表面活性剂。

发明人进行了使用上述现有的分散剂抑制分散体的凝集以得到稳定的分散体组合物的研究，但由于分散介质、分散质的多样化，分散质颗粒尺寸的微小化、形状的多样化，最终产品的高品质化、生产率提高、加工特性的高要求等方面，现有的分散剂尚不能充分满足所要求的特性。

例如，在分散剂为水的情况下，基于分散剂的疏水性相互作用的表面吸附作用、离子性基团所带来的电吸附作用、来自芳香环的π电子相互作用、还有对粒子间形成电偶极子层所带来的颗粒间的静电推斥作用的利用和形成空间位阻所带来的分散稳定化作用，或者作为稳定化剂添加保护胶体或增稠剂都是有效的，能够采用可实现分散稳定化和抑制凝集的各种对策。