含纳米颗粒的溶液及其用途制造技术

一种含纳米颗粒的溶液，其为具有10.0至12.5的通过Fedors方法计算的溶解性参数的化合物，包括金属氧化物的纳米颗粒和通过在有机溶剂中溶解作为疏水化处理剂的含反应性基团的羰基化合物与磷酸酯而得到的溶液，所述磷酸酯提供有烯化氧链和在末端的烷基或烯丙基，并且所述含反应性基团的羰基化合物提供有至少乙烯基和羧基或环状酯基。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及含纳米颗粒的溶液及其用途。更特别地，本专利技术涉及可用于制造诸如光扩散膜等光学部件的疏水化的金属氧化物的含纳米颗粒的溶液，由含纳米颗粒的溶液得到的含纳米颗粒的干燥体、含聚合性纳米颗粒的材料、含纳米颗粒的树脂、含纳米颗粒的树脂颗粒、涂料、光扩散膜、成形品和凝胶。
技术介绍
近年来，广泛进行光学材料的研究，并且特别地，在透镜材料的领域中，强烈要求高折射率、低分散性(即，高阿贝数)、耐热性、透明性、易成形性、轻量性、耐湿性、耐化学品性、和耐溶剂性等优异的材料的开发。与无机材料如玻璃相比，塑料(树脂)是轻的且几乎不碎裂，并且可以容易地加工为各种形状。从易加工性的观点考虑，塑料不仅在眼镜和照相机用透镜方面，而且近年来，在特殊形状的光学材料如显示面板用途方面也迅速普及。另一方面，由于树脂与玻璃相比通常具有低折射率，所以为了薄的光学构件，要求材料本身较高的折射率的材料。因此，在显示面板领域中，已提出了通过将诸如氧化钛和氧化锆等金属氧化物的颗粒包含在树脂中而提供具有高折射率且透明性优异的金属氧化物颗粒复合的树脂。例如，由于氧化锆具有金属氧化物特有的高折射率，通过与树脂复合，期待对于高折射率光学材料的应用。为了制造具有高折射率且透明性优异的金属氧化物颗粒复合的树脂，必要的是与可见光的波长相比，将复合树脂中的金属氧化物颗粒的尺寸充分地减小，从而防止由于复合树脂中的金属氧化物颗粒所引起的光散射。具体地，通过将具有100nm以下的粒径的金属氧化物的纳米颗粒与树脂复合同时保持粒径，期待的是可以改善光学材料的折射率同时维持透明性。另一方面，已经知道的是金属氧化物的纳米颗粒具有亲水性。因此，为了使这样的亲水性纳米颗粒均匀地包含于疏水性溶剂或疏水性树脂中而不使纳米颗粒聚集，将其表面疏水化以增强与有机溶剂或树脂的亲和性的处理变成是必要的。金属氧化物的纳米颗粒表面的疏水化通过各种方法来进行。例如，日本专利申请特开No.2010-159464(专利文献1)记载了通过用具有规定结构的磷酸系表面活性剂覆盖表面而疏水化的纳米颗粒。此外，日本专利申请特开No.2008-201634(专利文献2)记载了具有以10mm厚度计在589nm波长下的透光率为80％以上的含氧化锆颗粒的材料(分散液)，其含有数均粒径为1至15nm的氧化锆颗粒、分散剂和分散介质(有机溶剂)。据认为，在该含有物中，分散介质以外的氧化锆颗粒和分散剂的组合物的折射率为1.80以上。进一步，日本专利申请特开No.2009-024068(专利文献3)记载了包括氧化锆的纳米颗粒的树脂颗粒的制造方法，其通过将包括覆盖有两种以上的覆盖剂(至少包括具有6个以上的碳原子的烃的羧酸)的被覆的氧化锆的纳米颗粒和单体的液滴包含(分散)在水性溶剂中，并且在液滴中进行聚合反应来得到。日本专利申请特开No.H08-110401(专利文献4)记载了由折射率为1.70至2.70的包括金属化合物微颗粒的有机聚合物构成的透明的高折射率的膜。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利申请特开No.2010-159464专利文献2：日本专利申请特开No.2008-201634专利文献3：日本专利申请特开No.2009-024068专利文献4：日本专利申请特开No.H08-110401
技术实现思路
专利技术要解决的问题在专利文献1至3记载的方法中，得到在溶剂中含有分散性优异的金属氧化物的纳米颗粒的材料，但是当纳米颗粒与树脂复合时，光的透过性由于复合物的浑浊而不足。在专利文献4记载的方法中，得到透明的高折射率的膜，但是当将膜厚度增厚时，光的透过性由于复合物的浑浊而不足。因此，期望提供复合至树脂中不妨碍树脂的光透过性的纳米颗粒。用于解决问题的方案本专利技术的专利技术人研究了各种疏水化处理剂，并且出乎意料地发现：通过同时使用具有规定结构的磷酸酯和含反应性基团的羰基化合物，可以使金属氧化物的纳米颗粒的表面疏水化，并且即使当与树脂复合时，也可以提供不妨碍树脂的光透过性的纳米颗粒，实现了本专利技术。因而，依照本专利技术，提供了一种含纳米颗粒的溶液，其包括金属氧化物的纳米颗粒，和通过在有机溶剂中溶解作为疏水化处理剂的磷酸酯和含反应性基团的羰基化合物而得到的溶液，所述磷酸酯具有烯化氧链，和在末端的烷基或烯丙基，且所述含反应性基团的羰基化合物至少具有乙烯基和羧基或环状酯基，并且具有10.0至12.5的通过Fedors方法计算的溶解性参数。此外，依照本专利技术，提供了一种含纳米颗粒的干燥体，其通过从含纳米颗粒的溶液干燥和除去有机溶剂来得到。进一步，依照本专利技术，提供了一种含聚合性纳米颗粒的材料，其在聚合性乙烯基单体中含有含纳米颗粒的溶液或含纳米颗粒的干燥体，此外，依照本专利技术，提供了一种含纳米颗粒的树脂，其通过将含聚合性纳米颗粒的材料聚合来得到。进一步，依照本专利技术，提供了一种含纳米颗粒的树脂颗粒，其通过将含聚合性纳米颗粒的材料在水系介质中悬浮聚合来得到。此外，依照本专利技术，提供了一种涂料，其包括含纳米颗粒的树脂颗粒、粘结剂树脂和溶剂。进一步，依照本专利技术，提供了一种光扩散膜，其通过将涂料干燥来得到。此外，依照本专利技术，提供了一种成形品，其包括含纳米颗粒的树脂颗粒和透明树脂。进一步，依照本专利技术，提供了一种含纳米颗粒的高分子凝胶，其在交联高分子基质中包括包含含纳米颗粒的溶液或含纳米颗粒的干燥体的溶剂或增塑剂。专利技术的效果依照本专利技术，由于金属氧化物的纳米颗粒的表面可以被疏水化，即使当与树脂复合时，也可以提供不妨碍入射复合树脂的光的透过性的含纳米颗粒的溶液。此外，依照本专利技术，通过包括纳米颗粒，可以提供具有高的光的透过性和折射率的树脂膜、树脂颗粒、光扩散膜、成形品和高分子凝胶。进一步，依照本专利技术，在以下情况的任一种或任意的组合的情况下：(1)磷酸酯是由以下通式(I)表示的化合物的情况：(其中，R1是具有8-13个碳原子的烷基、或烯丙基，R2是H或CH3，n是1至30，并且所述化合物是其中a和b的组合是1和2或者2和1的组合的混合物)；(2)含反应性基团的羰基化合物选自以下的情况：由以下通式(II)表示的含反应性基团的羧酸和由以下通式(III)表示的含反应性基团的环状酯：CH2＝CR3-Z-COOH (II)(其中，R3是H或CH3，Z是任选地含有酯基的5个以上碳原子的二价烃基)，CH2＝CR3-X-M (III)(其中，R3与所述通式(II)中的相同，X是任选地含有酯基的5个以上碳原子的二价烃基，M是内酯类或交酯)；(3)含反应性基团的羰基化合物选自以下的情况：由以下通式(II)’表示的含反应性基团的羧酸和含反应性基团的环状酯：CH2＝CR3COOC2H4O-C(＝O)-O-CxHy-COOH (II)’(其中，R3与所述通式(II)中的相同，x＝2至6，y＝x-2、2x和2x-2的任一个)；(4)金属氧化物是氧化锆的情况；(5)磷酸酯和含反应性基团的羰基化合物以5:95至70:30(重量％)的比例包含于含纳米颗粒的溶液中的情况；和(6)有机溶剂选自具有1-4个碳原子的低级醇的情况，由于金属氧化物的纳米颗粒的表面可以被进一步疏水化，所以能够提供可以容易与树脂复合的含纳米颗粒的溶液。附图说明图1是实施例1的含纳米颗粒的树脂的截面的电子显微镜照片。图2是比较例1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含纳米颗粒的溶液，其包括金属氧化物的纳米颗粒，和通过在有机溶剂中溶解作为疏水化处理剂的磷酸酯和含反应性基团的羰基化合物而得到的溶液，所述磷酸酯具有烯化氧链，和在末端的烷基或烯丙基，且所述含反应性基团的羰基化合物至少具有乙烯基和羧基或环状酯基，并且具有10.0至12.5的通过Fedors方法计算的溶解性参数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.30 JP 2014-135033;2014.09.30 JP 2014-201821.一种含纳米颗粒的溶液，其包括金属氧化物的纳米颗粒，和通过在有机溶剂中溶解作为疏水化处理剂的磷酸酯和含反应性基团的羰基化合物而得到的溶液，所述磷酸酯具有烯化氧链，和在末端的烷基或烯丙基，且所述含反应性基团的羰基化合物至少具有乙烯基和羧基或环状酯基，并且具有10.0至12.5的通过Fedors方法计算的溶解性参数。2.根据权利要求1所述的含纳米颗粒的溶液，其中所述磷酸酯是由以下通式(I)表示的化合物：其中，R1是具有8-13个碳原子的烷基或烯丙基，R2是H或CH3，n是1至30，并且所述化合物是其中a和b的组合为1和2或者2和1的组合的混合物。3.根据权利要求1所述的含纳米颗粒的溶液，其中所述含反应性基团的羰基化合物选自由以下通式(II)表示的含反应性基团的羧酸和由以下通式(III)表示的含反应性基团的环状酯：CH2＝CR3-Z-COOH (II)其中，R3是H或CH3，Z是任选地含有酯基的5个以上碳原子的二价烃基；CH2＝CR3-X-M (III)其中，R3与所述通式(II)中的相同，X是任选地含有酯基的1个以上碳原子的二价烃基，M是内酯或交酯。4.根据权利要求3所述的含纳米颗粒的溶液，其中所述含反应性基团的羰基化合物选自由以下通式(II)’表示的含反应性基团的羧酸和所述含反应性基团的环状...

【专利技术属性】
技术研发人员：久保纯子，本村隆司，笹原秀一，
申请(专利权)人：积水化成品工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP