專利名稱:扁平粒子及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明是關(guān)于扁平粒子及其制造方法,更具體地說,本發(fā)明是關(guān)于由具有官能團的母體粒子(A)和具有能與母體粒子(A)的官能團反應(yīng)的反應(yīng)基且能溶解于溶劑中的有機化合物(B)構(gòu)成、且母體粒子(A)和有機化合物(B)的至少一部分反應(yīng)形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)的扁平粒子及其制造方法。
背景技術(shù):
一般地說,扁平粒子的隱蔽性、白色度、光擴散性等均優(yōu)于球狀粒子,因而,目前扁平粒子已在靜電顯影劑(例如參見特開平8-202074號公報)、涂料·紙張涂層·信息記錄紙等的涂覆劑(例如參見特開平2-14222號公報)、粘結(jié)劑(例如參見第2865534號專利公報)、光擴散片(例如參見特開2000-39506號公報)等電子材料領(lǐng)域中得到應(yīng)用。
另外,通過賦予扁平粒子親水性基團,使其具有保濕性和吸收性,還可以用于芳香劑、化妝品、醫(yī)藥、農(nóng)藥(例如參見第2733087和第3229011號專利公報)以及建筑材料(例如參見第2918607號專利公報)等各種不同的領(lǐng)域。
通常,這些扁平粒子或中空粒子通過使母體粒子(懸浮粒子和乳膠微粒)浸滲(吸收)含有交聯(lián)性單體(具有多官能不飽和雙鍵的單體)的乙烯基單體,使粒子內(nèi)的單體濃度升高,利用自由基聚合引發(fā)劑進行聚合,發(fā)生聚合速度增大、交聯(lián)密度增大以及利用聚合促進收縮、層分離這一循環(huán)過程,從而使粒子變成扁平狀。
但是,使母體粒子浸滲(吸收)含有交聯(lián)性單體的乙烯基單體而進行聚合的過程,必須在疏水性區(qū)域和水介質(zhì)或親水性介質(zhì)的2層區(qū)域中進行,因此需要使用高速攪拌器或均化器等設(shè)備使粒子浸滲(吸收)的工序,這對于生產(chǎn)成本是不利的,而且還要耗費很多工時。
此外,如果粒子浸滲和吸收單體不足,或者浸滲和吸收了單體的粒子的分散度不夠,有可能產(chǎn)生異形粒子或者導(dǎo)致生成的扁平粒子的形狀、粒徑變化和分布加大,產(chǎn)品的質(zhì)量出現(xiàn)問題。
鑒于上述問題,本發(fā)明的目的是,提供一種下述扁平粒子以及該扁平粒子的制造方法,在該扁平粒子中,使用具有雙鍵的單體以外的有機化合物作為粒子的固化劑和交聯(lián)劑,可以容易地使母體粒子變成扁平粒子,通過附加從扁平粒子內(nèi)部和表面結(jié)合(含有反應(yīng)基)的殘存有機化合物,由此保持選自反應(yīng)性能以及密合性、粘結(jié)性中的至少1種機械特性和功能特性。
發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明人反復(fù)進行深入的研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),不依賴具有由乙烯基聚合得到的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的鍵合,就可以簡便地形成具有由粒子內(nèi)的官能團和能溶解于溶劑的有機化合物構(gòu)成的新的結(jié)合基的交聯(lián)結(jié)構(gòu)的扁平粒子,可以容易控制異形粒子的生成以及扁平粒子的形狀、粒徑和分布。
另外,本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn),以往的利用乙烯基聚合的聚合反應(yīng)對于從一開始就連鎖地進行聚合,能與粒子內(nèi)的官能團一次性聚合,可以有效地提高反應(yīng)速度,而且,通過調(diào)整母體粒子內(nèi)的官能團量和與之結(jié)合的有機化合物所含的反應(yīng)基量,還可以容易地調(diào)節(jié)交聯(lián)密度,另外,通過使扁平粒子的表面和內(nèi)部殘留與母體粒子結(jié)合的有機化合物,還可以生成具有粘結(jié)性、密合性、粘附性和分散性等多種功能的扁平粒子。本發(fā)明就是基于這些發(fā)現(xiàn)而完成的。
即,根據(jù)本發(fā)明的第1發(fā)明,提供了一種扁平粒子,該扁平粒子由母體粒子(A)和有機化合物(B)構(gòu)成,該母體粒子(A)具有官能團,該有機化合物(B)具有能與該母體粒子(A)的官能團反應(yīng)的反應(yīng)基,并且可溶解于溶劑,其中,母體粒子(A)中存在的官能團的至少一部分與有機化合物(B)中存在的反應(yīng)基的至少一部分彼此反應(yīng),形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的第2發(fā)明,提供了一種扁平粒子,其特征在于,在上述第1發(fā)明中所述的母體粒子(A)的官能團是活性氫基。
根據(jù)本發(fā)明的第3發(fā)明,提供了一種扁平粒子,其特征在于,在上述第2發(fā)明中所述的母體粒子(A)的活性氫基是選自羥基、羧基、氨基或巰醇基中的至少1個官能團。
根據(jù)本發(fā)明的第4發(fā)明,提供了一種扁平粒子,其特征在于,在上述第1發(fā)明中所述的母體粒子(A)的官能團以當量計算是50-700。
根據(jù)本發(fā)明的第5發(fā)明,提供了一種扁平粒子,其特征在于,在上述第1發(fā)明中所述的有機化合物(B)的反應(yīng)基是選自氨基、環(huán)氧基、噁唑啉基或碳化二亞胺基中的至少1個反應(yīng)基。
根據(jù)本發(fā)明的第6發(fā)明,提供了一種扁平粒子,其特征在于,在上述第1發(fā)明中所述的有機化合物(B)的反應(yīng)基以當量計算是50-1000。
根據(jù)本發(fā)明的第7發(fā)明,提供了一種扁平粒子,其特征在于,在上述第1發(fā)明中,未與母體粒子(A)的官能團反應(yīng)的有機化合物(B)中的反應(yīng)基的至少一部分位于母體粒子(A)的表面上,賦予選自密合性、粘附性、粘結(jié)性或溶液分散性中的至少1種特性。
根據(jù)本發(fā)明的第8發(fā)明,提供了一種扁平粒子,其特征在于,在上述第1發(fā)明中,粒子的表面或內(nèi)部還附著或含有其它的微粒。
另一方面,根據(jù)本發(fā)明的第9發(fā)明,提供了上述第1-8中任一發(fā)明所述的扁平粒子的制造方法,其特征在于,該方法包含下列工序第一工序,使具有官能團且不含有不飽和雙鍵單體的母體粒子(A)和具有能與該母體粒子(A)的官能團反應(yīng)的反應(yīng)基的有機化合物(B),在選自對于前者是非溶劑、對于后者是溶劑的有機溶劑或水中的至少1種溶劑的存在下形成混合狀態(tài);第二工序,通過母體粒子(A)與有機化合物(B)的反應(yīng)得到交聯(lián)結(jié)構(gòu);以及第三工序,從所得的粒子溶液中除去溶劑而獲得粒子單體。
根據(jù)本發(fā)明的第10發(fā)明,提供了扁平粒子的制造方法,其特征在于,在上述第9發(fā)明中的第1-3工序中的任一工序或這些工序之后,增加添加微粒的工序。
根據(jù)本發(fā)明的第11發(fā)明,提供了扁平粒子的制造方法,其特征在于,在第9或第10發(fā)明中,所述的有機化合物(B)是選自碳化二亞胺化合物、環(huán)氧化合物、噁唑啉化合物或氨基化合物中的至少1種。
根據(jù)本發(fā)明的第12發(fā)明,提供了扁平粒子的制造方法,其特征在于,在上述第9或第10發(fā)明中,所述的有機化合物(B)的反應(yīng)基以當量計算是50-1000。
根據(jù)本發(fā)明的第13發(fā)明,提供了扁平粒子的制造方法,其特征在于,在上述第9或第10發(fā)明中,母體粒子(A)的官能團以當量計算是50-700。
如上所述,本發(fā)明涉及一種扁平粒子,該扁平粒子由母體粒子(A)和有機化合物(B)構(gòu)成,該母體粒子(A)具有官能團,該有機化合物(B)具有能與該母體粒子(A)的官能團反應(yīng)的反應(yīng)基,并且可溶解于溶劑,其中,母體粒子(A)中存在的官能團的至少一部分與有機化合物(B)中存在的反應(yīng)基的至少一部分彼此反應(yīng),形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,包括下列技術(shù)方案。
(1)扁平粒子,其特征在于,在本發(fā)明的第1發(fā)明中,所述的母體粒子(A)是球狀或接近于球狀。
(2)扁平粒子,其特征在于,在本發(fā)明的第1發(fā)明中,所述的母體粒子(A)的平均粒徑是0.01-300μm。
(3)扁平粒子,其特征在于,在本發(fā)明的第1發(fā)明中,所述的母體粒子(A)是熱塑性樹脂。
(4)扁平粒子,其特征在于,在本發(fā)明的第1發(fā)明中,未與母體粒子(A)的官能團反應(yīng)的有機化合物(B)中的反應(yīng)基的至少一部分殘留在母體粒子(A)的表面和內(nèi)部。
(5)扁平粒子,其特征在于,在本發(fā)明的第1發(fā)明中,所述的有機化合物(B)是碳化二亞胺化合物。
(6)扁平粒子,其特征在于,在上述第(5)的發(fā)明中,所述的碳化二亞胺化合物是由下列化學(xué)式(1)表示的碳化二亞胺樹脂。
R1-Y-(R2-N=C=N)n-R2-Y-R3(1)式中,R1和R3表示由具有能與異氰酸酯基反應(yīng)的官能團的化合物中除去該官能團的氫或碳原子數(shù)1-40的有機殘基,它們可以是相同的,也可以是不同的,R2表示從二異氰酸酯中除去異氰酸酯基的有機殘基,該二異氰酸酯也可以是不同種類的。Y表示由上述異氰酸酯基和能與上述異氰酸酯反應(yīng)的官能團形成的鍵。n是平均聚合度,其范圍是1-100。另外,R1-Y和Y-R3也可以是碳化二亞胺化過程中的異氰酸酯基。
(7)扁平粒子,其特征在于,在上述第(5)的發(fā)明中,所述的碳化二亞胺化合物具有至少一種親水性鏈段并且是水溶性的。
(8)扁平粒子,其特征在于,在本發(fā)明的第1發(fā)明中,所述的有機化合物(B)是環(huán)氧化合物、噁唑啉化合物或氨基化合物。
(9)扁平粒子的制造方法,其特征在于,在本發(fā)明的第9或第10發(fā)明中,第1工序中的母體粒子(A)與有機化合物(B)的混合比例是,相對于1當量的母體粒子(A)的官能團,有機化合物(B)的反應(yīng)基是0.1-8當量。
(10)扁平粒子的制造方法,其特征在于,在本發(fā)明的第9或第10發(fā)明中,第2工序中的反應(yīng)溫度是15-150℃,反應(yīng)時間是1-6小時。
圖1是表示扁平粒子的具體照片的圖。
圖2是表示扁平粒子的另一具體照片的圖。
圖3是表示扁平粒子的又一具體照片的圖。
圖4是表示實施例1中得到的扁平粒子的SEM照片。
圖5是表示比較例7中得到的粒子的SEM照片。
圖6是表示實施例5中得到的附加了微粒的扁平粒子的SEM照片。
圖7是亮度試驗的示意圖。
實施發(fā)明的最佳方式1.扁平粒子本發(fā)明的扁平粒子,是由具有官能團的母體粒子(A)和具有能與母體粒子(A)的官能團反應(yīng)的反應(yīng)基的有機化合物(B)構(gòu)成的粒子,母體粒子(A)和有機化合物(B)的至少一部分通過交聯(lián)反應(yīng)而結(jié)合,并且,該扁平粒子具有機械特性和功能特性。
該有機化合物(B)主要是碳化二亞胺化合物或者環(huán)氧化合物、噁唑啉化合物、氨基化合物等,通過使有機化合物(B)和含有能與之反應(yīng)的基團(羥基、氨基、羧基、硫醇基等)的母體粒子(A)在不溶解粒子但能溶解有機化合物(B)的溶劑中混合而進行交聯(lián)反應(yīng),形成不含有多官能不飽和雙鍵單體的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明中,所述的扁平粒子是指扁平面的直徑(D)與粒子厚度(d)之比(D/d)在1.0-5.0范圍內(nèi)的扁平狀粒子,例如近似于半球狀或近似于半橢園球狀、在二維投影圖中扁平面的至少一方具有凹部的粒子。圖1-圖3中示出基于這種扁平粒子定義的具體例子的照片。
2.有機化合物(B)本發(fā)明的扁平粒子中的有機化合物(B),只要是具有能與母體粒子(A)的官能團反應(yīng)的至少1個以上的反應(yīng)基的有機化合物(B)即可,最好是具有至少2個以上的反應(yīng)基,考慮到反應(yīng)性能、市售商品的種類和成本等因素,優(yōu)先選用碳化二亞胺化合物或者環(huán)氧化合物、氨基化合物、噁唑啉化合物等。
(1)碳化二亞胺化合物本發(fā)明的上述有機化合物(B)中的碳化二亞胺化合物,主要使用由下面的化學(xué)式(1)表示的碳化二亞胺樹脂(或聚碳化二亞胺樹脂)。
R1-Y-(R2-N=C=N)n-R2-Y-R3(1)式中,R1和R3表示從具有能與異氰酸酯基反應(yīng)的官能團的化合物中除去該官能團的氫或碳原子數(shù)1-40的有機殘基,它們可以是相同的,也可以是不同的,R2表示從二異氰酸酯中除去異氰酸酯基的有機殘基,該二異氰酸酯也可以是不同種類的。Y表示由上述異氰酸酯基和能與上述異氰酸酯反應(yīng)的官能團形成的鍵。n是平均聚合度,其范圍是1-100。另外,R1-Y和Y-R3也可以是碳化二亞胺化過程中的異氰酸酯基。
更進一步說,在上述化學(xué)式(1)中,R1或R3是由具有與異氰酸酯基反應(yīng)的官能團或鍵的化合物表示的殘基構(gòu)成的一種以上的鏈段。
與異氰酸酯基反應(yīng)的官能團或鍵的有代表性的例子可以舉出(a)羥基-OH(包含H2O)(b)巰基-SH(c)氨基-NH2(d)羧基-COOH(e)異氰酸酯基-NCO(f)氨基甲酸酯鍵-NHCOO-(g)脲鍵-NHCONH-(h)酰胺鍵-NHCO-(i)碳化二亞胺鍵-NCN-(j)異氰酸酯二聚鍵 如果進一步具體地例示與異氰酸酯基反應(yīng)的有代表性的化合物,可以舉出如下。
(a)含有羥基(-OH)的化合物①甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇等一元醇類;②乙二醇、丙二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、戊二醇、己二醇、辛二醇、1,4-丁烯二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇等飽和或不飽和的二元醇類;③甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基溶纖劑等溶纖劑類;④(甲基)丙烯酸2-羥乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙酯、(甲基)丙烯酸3-羥丙酯、(甲基)丙烯酸4-羥丁酯等(甲基)丙烯酸類單體;⑤聚乙二醇一(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇一(甲基)丙烯酸酯等聚亞烷基二醇(甲基)丙烯酸酯類化合物;⑥羥基乙基乙烯基醚、羥基丁基乙烯基醚等各種羥基烷基乙烯基醚類;⑦烯丙醇、2-羥基乙基烯丙醚等各種烯丙基化合物類;⑧正丁基縮水甘油醚、2-乙基己基縮水甘油醚等烷基縮水甘油醚類;⑨聚乙二醇、聚丙二醇等含有羥基的高分子類。這些化合物可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
(b)含有巰基的化合物(1)甲硫醇、乙硫醇、正丙硫醇和異丙硫醇、正丁硫醇和異丁硫醇、戊硫醇、己硫醇、庚硫醇、辛硫醇、壬硫醇、癸硫醇、環(huán)己硫醇等脂肪族烷基單官能硫醇類;(2)1,4-二噻烷-2-硫醇、2-(1-巰基甲基)-1,4-二噻烷、2-(1-巰基乙基)-1,4-二噻烷、2-(1-巰基丙基)-1,4-二噻烷、2-(巰基丁基)-1,4-二噻烷、四氫噻吩-2-硫醇、四氫噻吩-3-硫醇、吡咯烷-2-硫醇、吡咯烷-3-硫醇、四氫呋喃-2-硫醇、四氫呋喃-3-硫醇、哌啶-2-硫醇、哌啶-3-硫醇、哌啶-4-硫醇等具有雜環(huán)的脂肪族硫醇類;(3)2-巰基乙醇、3-巰基丙醇、硫甘油等具有羥基的脂肪族硫醇類;(4)(甲基)丙烯酸2-巰乙基酯、(甲基)丙烯酸2-巰基-1-羧乙基酯、N-(2-巰乙基)丙烯酰胺、N-(2-巰基-1-羧乙基)丙烯酰胺、N-(2-巰乙基)甲基丙烯酰胺、N-(4-巰基苯基)丙烯酰胺、N-(7-巰基萘基)丙烯酰胺、馬來酸單2-巰乙基酰胺等含有不飽和雙鍵的化合物;(5)1,2-乙烷二硫醇、1,3-丙烷二硫醇、1,4-丁烷二硫醇、1,6-己烷二硫醇、1,8-辛烷二硫醇、1,2-環(huán)己烷二硫醇、乙二醇二巰基乙酸酯、乙二醇二巰基丙酸酯、丁二醇二巰基乙酸酯、丁二醇二巰基丙酸酯、三羥甲基丙烷三巰基乙酸酯、三羥甲基丙烷三巰基丙酸酯、季戊四醇四巰基乙酸酯、季戊四醇四巰基丙酸酯、三(2-巰基乙基)三聚異氰酸酯、三(3-巰基丙基)三聚異氰酸酯等脂肪族二硫醇類;(6)1,2-苯二硫醇、1,4-苯二硫醇、4-甲基-1,2-苯二硫醇、4-丁基-1,2-苯二硫醇、4-氯-1,2-苯二硫醇等芳香族二硫醇類;(7)含有巰基的聚乙烯醇改性體等含有巰基的高分子類。這些化合物可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
(c)氨基化合物①氨、甲胺、乙胺、正丙胺、異丙胺、一乙醇胺、正丙醇胺、異丙醇胺、苯胺、環(huán)己胺、正丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺、正辛胺、正壬胺、正癸胺、正十一烷基胺、正十二烷基胺、正十三烷基胺、正十四烷基胺、正十五烷基胺、正十六烷基胺、正十七烷基胺、正十八烷基胺、正二十烷基胺、氨基甲基三甲基硅烷、氨基乙基三乙基硅烷、氨基甲基三丙基硅烷、氨基乙基三甲基硅烷、氨基乙基三乙基硅烷、氨基乙基三丙基硅烷、氨基丙基三甲基硅烷、氨基丙基三乙基硅烷、氨基丙基三丙基硅烷、氨基甲基三甲氧基硅烷、氨基甲基三乙氧基硅烷、氨基甲基三丙氧基硅烷、氨基甲基二甲氧基硅烷、氨基甲基甲氧基二甲基硅烷、氨基甲基二乙氧基甲基硅烷、氨基甲基乙氧基二甲基硅烷、氨基甲基二甲氧基乙基硅烷、氨基甲基甲氧基二乙基硅烷、氨基甲基二乙氧基乙基硅烷、氨基甲基乙氧基二乙基硅烷、氨基乙基二甲氧基甲基硅烷、氨基乙基甲氧基二甲基硅烷、氨基乙基二乙氧基甲基硅烷、氨基乙基乙氧基二甲基硅烷、氨基乙基二甲氧基乙基硅烷、氨基乙基甲氧基二乙基硅烷、氨基乙基二乙氧基乙基硅烷、氨基乙基乙氧基二乙基硅烷、氨基丙基二甲氧基甲基硅烷、氨基丙基甲氧基二甲基硅烷、氨基丙基二乙氧基甲基硅烷、氨基丙基乙氧基二甲基硅烷、氨基丙基二甲氧基乙基硅烷、氨基丙基甲氧基二乙基硅烷、氨基丙基二乙氧基乙基硅烷、氨基丙基乙氧基二乙基硅烷、氨基甲基苯基二甲基硅烷、二乙胺、二乙醇胺、二正丙醇胺、二異丙醇胺、N-甲基乙醇胺、N-乙基乙醇胺等含有脂肪族或芳香族胺的化合物;②丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酸二乙氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基甲酯、丙烯酸二乙氨基甲酯、二丙烯酸酯與二乙胺的加成物、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯與二乙胺的加成物等丙烯酸烷氨基酯類;③(甲基)丙烯酰胺、α-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、二丙酮(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基對苯乙烯磺酰胺、N,N-二甲氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二甲氨基丙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙氨基丙基(甲基)丙烯酸酯、N-[2-(甲基)丙烯酰氧基乙基]哌啶、N-[2-(甲基)丙烯酰氧基亞乙基]吡咯烷、N-[2-(甲基)丙烯酰氧基乙基]嗎啉、4-(N,N-二甲氨基)苯乙烯、4-(N,N-二乙氨基)苯乙烯、4-乙烯基吡啶、2-二甲氨基乙基乙烯基醚、2-二乙氨基乙基乙烯基醚、4-二甲氨基丁基乙烯基醚、4-二乙氨基丁基乙烯基醚以及6-二甲氨基己基乙烯基醚等烷基氨基烷基乙烯基醚類;④含有氨基的高分子類等。這些化合物可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
(d)含有羧基的化合物
①甲酸、乙酸、丙酸、異戊酸、己酸等飽和脂肪族一元羧酸類;②草酸、丙二酸、琥珀酸等飽和脂肪族二元羧酸類;③2-丙烯酰氧基乙基琥珀酸、3-丙烯酰氧基丙基鄰苯二甲酸具有酯基的有機羧酸類;④苯甲酸、苯乙酸、水楊酸等碳環(huán)羧酸類;⑤呋喃羧酸、噻吩羧酸、吡啶羧酸等雜環(huán)羧酸類;⑥丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、馬來酸、富馬酸、衣康酸一丁酯、馬來酸一丁酯等各種不飽和一元和二元羧酸類或不飽和二元酸類;⑦醋酸酐、琥珀酸酐、鄰苯二甲酸酐等來源于羧酸的酸酐類;⑧聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸等高分子羧酸類等。這些化合物可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
(e)含有異氰酸酯基的化合物①異氰酸環(huán)己酯、異氰酸正癸基酯、異氰酸正十一烷基酯、異氰酸正十二烷基酯、異氰酸正十三烷基酯、異氰酸正十四烷基酯、異氰酸正十五烷基酯、異氰酸正十六烷基酯、異氰酸正十七烷基酯、異氰酸正十八烷基酯、異氰酸正二十烷基酯、異氰酸苯酯、異氰酸萘酯等;②具有2個以上的碳化二亞胺化樹脂中使用的異氰酸酯基的異氰酸酯化合物等。這些化合物可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
另外,(f)-(j)的具有與異氰酸酯基反應(yīng)的有代表性的結(jié)合基的化合物,可以通過將上述(a)-(e)中記載的化合物和各種異氰酸酯化合物加熱(或者在催化劑存在下加熱)使之聚合反應(yīng)而得到。
與異氰酸酯基反應(yīng)的有代表性的化合物,不限于上述(a)-(j)中記載的化合物,只要是具有與異氰酸酯基反應(yīng)的官能團或鍵的化合物(例如酸酐類及具有不飽和雙鍵的化合物等),則沒有特別的限制,也可以2種以上并用。
上述化學(xué)式(1)所示的碳化二亞胺樹脂的平均分子量是200-50,000,優(yōu)選的是300-20,000,更優(yōu)選的是400-10,000,最好是500-5,000。
另外,用于制造本發(fā)明中的上述碳化二亞胺化合物(碳化二亞胺樹脂)的原料異氰酸酯,可以舉出至少具有2個以上異氰酸酯基的異氰酸酯,最好是選自下列的1種或2種以上的異氰酸酯雙官能的異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯(也簡稱為HDI)、加氫苯二甲基二異氰酸酯(H6XDI)、苯二甲基二異氰酸酯(XDI)、2,2,4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯(TMHDI)、1,12-二異氰酸酯十二烷(DDI)、降冰片烷二異氰酸酯(NBDI)、4,4’-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)、四甲基苯二甲基二異氰酸酯(TMXDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)、2,4,6-三異丙基苯基二異氰酸酯(TIDI)、4,4’-二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、加氫甲苯二異氰酸酯(HTDI)等。
此外,為了制造本發(fā)明的碳化二亞胺化合物,首先,在碳化二亞胺化催化劑的存在下加熱上述異氰酸酯進行制造。
所述的碳化二亞胺化催化劑只要是能進行碳化二亞胺化的催化劑則沒有特別的限制,優(yōu)選的是有機膦化合物,從活性角度考慮特別優(yōu)先選用氧化膦類。
具體的例子可以舉出3-甲基-1-苯基-2-膦-1-氧化物、3-甲基-1-乙基-2-膦-1-氧化物、1,3-二甲基-2-膦-1-氧化物、1-苯基-2-膦-1-氧化物、1-乙基-2-膦-1-氧化物、1-甲基-2-膦-1-氧化物、以及這些化合物的雙鍵異構(gòu)體,其中優(yōu)先選用工業(yè)上可以得到的3-甲基-1-苯基-2-膦-1-氧化物。碳化二亞胺化催化劑的添加時間可以是加熱之前、加熱過程中或者加熱之后,沒有特別的限制,不過從安全角度考慮最好是在比較低的溫度時添加。
如上所述,在制造本發(fā)明中的碳化二亞胺化合物時,首先在有碳化二亞胺化催化劑存在下加熱上述異氰酸酯。此時,可以在沒有溶劑下進行合成,也可以在催化劑存在下進行合成。另外,在反應(yīng)過程中也可以添加溶劑。在這種場合,可以根據(jù)使用用途適當選擇溶劑。
作為具體的溶劑,如果例示有代表性的溶劑可以舉出丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁酮、環(huán)己酮等酮類;乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯、乙酸溶纖劑等酯類;戊烷、2-甲基丁烷、正己烷、環(huán)己烷、2-甲基戊烷、2,2-二甲基丁烷、2,3-二甲基丁烷、庚烷、正辛烷、異辛烷、2,2,3-三甲基戊烷、癸烷、壬烷、環(huán)戊烷、甲基環(huán)戊烷、甲基環(huán)己烷、乙基環(huán)己烷、對烷、苯、甲苯、二甲苯、乙苯等脂肪族或芳香族烴類;四氯化碳、三氯乙烯、氯苯、四溴乙烷等鹵代烴類;乙醚、二甲醚、三噁烷、四氫呋喃等醚類;甲縮醛、二乙基乙縮醛等縮醛類;硝基丙烷、硝基苯、吡啶、二甲基甲酰胺、二甲亞砜、乙腈等含有硫、氮的有機化合物類等。只要是合成時對異氰酸酯基和碳化二亞胺基沒有妨礙的溶劑的,則沒有特別的限制,可以適當選擇適合于聚合方法的用途的溶劑。這些溶劑可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
合成結(jié)束后,如果用下面所述的水性化鏈段等封閉碳化二亞胺樹脂末端,作為稀釋劑,除了上述溶劑外還可以使用水、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、異戊醇、叔戊醇、1-己醇、2-甲基-1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、2-乙基丁醇、1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、2-辛醇、2-乙基-1-己醇、苯甲醇、環(huán)己醇等醇類;甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、異丙基溶纖劑、丁基溶纖劑、二乙二醇一丁基醚等醚醇類等。這些稀釋劑可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。稀釋時,由于碳化二亞胺基的反應(yīng)性較高,最好是在較低溫度下來進行。
另一方面,近年來,從環(huán)境保護角度考慮,本發(fā)明中的碳化二亞胺化合物最好是使用水溶性的碳化二亞胺化合物。
這樣的水溶性碳化二亞胺化合物,可以使用在上述化學(xué)式(1)中例如R1或R3作為親水性鏈段是下面所示殘基的至少一種化合物。
①由R5-SO3-R4-OH (2)(式中,R4表示碳原子數(shù)1-10的亞烷基,R5表示堿金屬)表示的、至少具有一個反應(yīng)性羥基的烷基磺酸鹽的殘基。
這樣的烷基磺酸鹽例如可以舉出羥基乙烷磺酸鈉或羥基丙烷磺酸鈉等,優(yōu)選的是羥基丙烷磺酸鈉。
②由(R6)2-NR’-R7-OH (3)(式中,R6表示碳原子數(shù)1-4的低級烷基,R7表示碳原子數(shù)1-10的亞烷基或氧化烯基,R’表示來源于季化劑的基)表示的二烷基氨基醇的殘基的季鹽。
所述的二烷基氨基醇例如可以舉出2-二甲氨基乙醇、2-二乙氨基乙醇、3-二甲氨基-1-丙醇、3-二乙氨基-1-丙醇、3-二乙氨基-2-丙醇、5-二乙氨基-2-丙醇、2-(二正丁基氨基)乙醇等,優(yōu)選的是2-二甲氨基乙醇。
作為季化劑可以舉出二甲基硫酸或?qū)妆交撬峒柞サ取?br>
③由(R6)2-NR’-R7-NH2(4)(式中,R6和R7以及R’表示與上述化學(xué)式(3)同樣的基)表示的二烷基氨基烷基胺的殘基的季鹽。
所述的二烷基氨基烷基胺可以舉出3-二甲氨基正丙基胺、3-二乙氨基正丙基胺、2-(二乙氨基)乙基胺等,特別優(yōu)先選用3-二甲氨基正丙基胺。
作為季化劑可以舉出二甲基硫酸或?qū)妆交撬峒柞サ取?br>
④由R8-(O-CHR9-CH2)m-OH (5)(式中,R8表示碳原子數(shù)1-4的低級烷基、R9表示氫原子或甲基,m在2-30的范圍)表示的、至少具有1個反應(yīng)性羥基的、烷氧基末端封閉的聚(環(huán)氧化物)的殘基。
所述的聚(環(huán)氧化物)例如可以舉出聚(環(huán)氧乙烷)一甲醚、聚(環(huán)氧乙烷)一乙醚、聚(環(huán)氧乙烷·環(huán)氧丙烷)一甲醚、聚(環(huán)氧乙烷·環(huán)氧丙烷)一乙醚等,優(yōu)選的是聚(環(huán)氧乙烷)一甲醚。
(2)環(huán)氧化合物本發(fā)明的上述有機化合物(B)中的環(huán)氧化合物,只要是具有環(huán)氧基的化合物則沒有特別的限制,優(yōu)選的是分子間可以得到交聯(lián)結(jié)構(gòu)的多官能的環(huán)氧化合物。
具體地說,作為有代表性的例子可以舉出新戊二醇縮水甘油醚、1,6-己二醇二縮水甘油醚、乙二醇二縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、己二醇二縮水甘油醚、環(huán)己二醇二縮水甘油醚、丙三醇三縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、季戊四醇四縮水甘油醚等脂肪族多元醇的縮水甘油醚類;聚乙二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、聚丁二醇二縮水甘油醚等聚亞烷基二醇的縮水甘油醚類;聚酯樹脂的聚縮水甘油基化物;聚酰胺樹脂的聚縮水甘油基化物;雙酚A的環(huán)氧樹脂;線型酚醛樹脂的環(huán)氧樹脂;環(huán)氧聚氨酯樹脂等。
這些化合物可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
近年來,從環(huán)境保護角度考慮,本發(fā)明中的環(huán)氧化合物最好是使用水溶性的環(huán)氧化合物。
具體地說,作為有代表性的例子可以舉出(聚)乙二醇二縮水甘油醚、(聚)丙二醇二縮水甘油醚等(聚)亞烷基二醇二縮水甘油醚類;丙三醇多縮水甘油醚、二丙三醇多縮水甘油醚等(多)丙三醇多縮水甘油醚類;山梨糖醇多縮水甘油醚類等水溶性的環(huán)氧化合物。這些化合物可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
(3)氨基化合物本發(fā)明的有機化合物(B)中的氨基化合物,只要是具有氨基的化合物則沒有特別的限制,優(yōu)選的是分子間可以得到交聯(lián)結(jié)構(gòu)的多官能的氨基化合物。
具體地說,作為有代表性的例子可以舉出乙二胺、二亞乙基三胺、1,4-環(huán)己烷二胺、異佛爾酮二胺、甲苯二胺、順式-1,3二氨基環(huán)丁烷、哌嗪、六亞甲基二胺、間苯二甲基二胺、氨乙基哌嗪等脂肪族多官能胺、芳香族多官能胺、雜環(huán)狀多官能胺、氨基烷基雜環(huán)狀多官能胺等。另外,作為多官能氨基聚合物可以舉出聚乙烯亞胺、聚烯丙基胺、聚二甲基烯丙基氫氧化銨以及它們的丙烯酰胺、與二氧化硫的共聚物、殼聚糖等多官能氨基共聚物等。這些化合物可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
(4)噁唑啉化合物本發(fā)明的有機化合物(B)中的噁唑啉化合物,只要是具有噁唑啉基(環(huán))的化合物則沒有特別的限制,優(yōu)選的是分子間可以得到交聯(lián)結(jié)構(gòu)的多官能的噁唑啉化合物。
具體地說,作為有代表性的例子可以舉出2,2’-二(2-噁唑啉)、2,2’-二(4-甲基-2-噁唑啉)、2,2’-二(5-甲基-2-噁唑啉)、2,2’-二(5,5’-二甲基噁唑啉)、2,2’-二(4,4,4’,4’-四甲基-2-噁唑啉)、1,2-二(2-噁唑啉-2-基)乙烷、1,4-二(2-噁唑啉-2-基)丁烷、1,6-二(2-噁唑啉-2-基)己烷、1,8-二(2-噁唑啉-2-基)、1,4-二(2-噁唑啉-2-基)環(huán)己烷、1,2-二(2-噁唑啉-2-基)苯、1,3-二(2-噁唑啉-2-基)苯、1,4-二(2-噁唑啉-2-基)苯、1,2-二(5-甲基-2-噁唑啉-2-基)苯、1,3-二(5-甲基-2-噁唑啉-2-基)苯、1,4-二(5-甲基-2-噁唑啉-2-基)苯、1,4-二(4,4’-二甲基-2-噁唑啉-2-基)苯等雙噁唑啉化合物,以及這些雙噁唑啉化合物的噁唑啉基2化學(xué)當量與多元羧酸(例如馬來酸、琥珀酸、衣康酸、鄰苯二甲酸、四氫化鄰苯二甲酸、六氫化鄰苯二甲酸、甲基六氫化鄰苯二甲酸、氯菌酸、偏苯三酸、均苯四甲酸、二苯甲酮四羧酸等)的羧基1化學(xué)當量反應(yīng)得到的具有末端噁唑啉基的化合物等。
另外,所述的噁唑啉化合物也可以是不使噁唑啉環(huán)開環(huán)、由加成聚合的聚合物得到的每1分子中至少具有2個以上噁唑啉基的聚合物化的化合物。
例如,作為具體的例子可以舉出下列市售商品エポクロス[日本觸媒(株)制造]WS-500、WS-700、K-1010E、K-2010E、K-1020E、K-2020E、K-1030E、K-2030E、RPS-1005等。
這些化合物可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
近年來,從環(huán)境保護角度考慮,本發(fā)明中的噁唑啉化合物最好是使用水溶性的噁唑啉化合物。
具體地說,作為有代表性的例子可以舉出エポクロス[日本觸媒(株)制造]WS-500、WS-700等水溶性的噁唑啉化合物。
這些有機化合物(B)可以單獨使用上述碳化二亞胺化合物、環(huán)氧化合物、氨基化合物、噁唑啉化合物,也可以2種以上并用。
優(yōu)選的是不使用催化劑就可以容易與官能團反應(yīng)的碳化二亞胺化合物、噁唑啉化合物。
3.具有官能團的母體粒子(A)及其制備方法本發(fā)明中的具有官能團的母體粒子(A)的制備方法,可以舉出具有能與有機化合物(B)反應(yīng)的官能團(例如活性氫基、環(huán)氧基等)的樹脂以及粒子的制備方法,例如(1)將通過常規(guī)的本體聚合、溶液聚合得到的樹脂滴下或粉碎、分級而得到粒子的方法;(2)通過在水溶液中進行乳液聚合或懸浮聚合而得到(球狀)粒子的方法;(3)將上述(1)和(2)與種子法等組合而得到(球狀)粒子的方法;(4)在非水溶劑中或者在與水的混合溶劑中進行分散聚合而得到(球狀)粒子的方法;(5)將上述(4)與種子法等組合而得到樹脂及(球狀)粒子的方法等。對于制備方法沒有特別的限制,只要是滿足母體粒子(A)的官能團的量、樹脂、粒徑等條件的組合物和粒子則可以采用任何一種方法制備。
另外,在具有官能團的母體粒子(A)的制備方法中,采用上述聚合法得到的粒子即使是預(yù)先在沒有妨礙的范圍內(nèi)具有少量交聯(lián)結(jié)構(gòu)的粒子也沒有關(guān)系,可以用來制備本發(fā)明的扁平粒子。
本發(fā)明中的母體粒子(A),是具有能與有機化合物(B)反應(yīng)的官能團例如羥基、羧基、氨基、硫醇基、環(huán)氧基等官能團的粒子。特別優(yōu)選的官能團是活性氫基,是選自羥基、羧基、氨基或者硫醇基的至少1個官能團。
上述母體粒子如果是熱塑性樹脂,其平均分子量(重均分子量)是1,000-3,000,000,如果粒子是球狀粒子,平均分子量是3,000-500,000,優(yōu)選的是5,000-100,000。
上述的樹脂如果是熱塑性樹脂,例如可以舉出苯乙烯類聚合物、(甲基)丙烯酸類聚合物、通過其它乙烯基聚合物的加成聚合得到的共聚物、通過氫轉(zhuǎn)移聚合得到的聚合物、通過縮聚得到的聚合物、通過加成縮合得到的聚合物等,優(yōu)選的是來源于不飽和雙鍵的聚合物。
作為形成其主要成分的可共聚的原料單體,具體的有代表性的例子可以舉出如下①苯乙烯、鄰甲基苯乙烯、間甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對乙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、對正丁基苯乙烯、對叔丁基苯乙烯、對正己基苯乙烯、對正辛基苯乙烯、對正壬基苯乙烯、對正癸基苯乙烯、對正十二烷基苯乙烯、對甲氧基苯乙烯、對苯基苯乙烯、對氯苯乙烯、3,4-二氯苯乙烯等苯乙烯類;②丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸己酯、丙烯酸2-乙基己基酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸2-氯乙基酯、丙烯酸苯酯、α-氯丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十八烷基酯等(甲基)丙烯酸酯類;③乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、丁酸乙烯酯等乙烯基酯類;④丙烯腈、甲基丙烯腈等(甲基)丙烯酸衍生物;⑤乙烯基甲醚、乙烯基乙醚、乙烯基異丁醚等乙烯基醚類;⑥乙烯基甲酮、乙烯基己酮、甲基異丙烯基甲酮等乙烯基酮類;⑦N-乙烯基吡咯、N-乙烯基咔唑、N-乙烯基吲哚、N-乙烯基吡咯烷酮等N-乙烯基化合物;⑧氟乙烯、偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯、或者丙烯酸三氟乙基酯、丙烯酸四氟丙烯等具有氟烷基的(甲基)丙烯酸酯類等。這些化合物可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
作為具有能與有機化合物(B)反應(yīng)的官能團的羧基的自由基聚合性單體或化合物,其具體的有代表性的例子可以舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、馬來酸、富馬酸、衣康酸一丁酯、馬來酸一丁酯等各種不飽和一元和二元羧酸類或者不飽和二元酸類等。這些化合物可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
作為具有能與有機化合物(B)反應(yīng)的官能團的羥基的自由基聚合性單體或化合物,其具體的有代表性的例子可以舉出(甲基)丙烯酸2-羥乙基酯、(甲基)丙烯酸2-羥丙基酯、(甲基)丙烯酸3-羥丙基酯、(甲基)丙烯酸4-羥丁基酯等(甲基)丙烯酸類單體;聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯等聚亞烷基二醇(甲基)丙烯酸類化合物類;羥乙基乙烯基醚、羥丁基乙烯基醚等各種羥基烷基乙烯基醚類;烯丙醇、2-羥乙基烯丙醚等各種烯丙基化合物等。這些化合物可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
作為具有羥基的聚合物,其具體的有代表性的例子可以舉出聚乙烯醇(PVA)等的完全皂化和部分皂化樹脂、由醋酸乙烯酯和其它乙烯基單體的共聚物構(gòu)成的含有醋酸酯的聚合物的皂化樹脂等含有羥基的熱塑性樹脂,這些樹脂也可以使用。
另外,具有作為能與有機化合物(B)反應(yīng)的官能團的氨基的自由基聚合性單體或化合物,其具體的有代表性的例子可以舉出(甲基)丙烯酰胺、α-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、二丙酮(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基-對苯乙烯磺酰胺、N,N-二甲氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙氨基乙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二甲氨基丙基(甲基)丙烯酸酯、N,N-二乙氨基丙基(甲基)丙烯酸酯、N-[2-(甲基)丙烯酰氧基乙基]哌啶、N-[2-(甲基)丙烯酰氧基亞乙基]吡咯烷、N-[2-(甲基)丙烯酰氧基乙基]嗎啉、4-(N,N-二甲氨基)苯乙烯、4-(N,N-二乙氨基)苯乙烯、4-乙烯基吡啶、2-二甲氨基乙基乙烯基醚、2-二乙氨基乙基乙烯基醚、4-二甲氨基丁基乙烯基醚、4-二乙氨基丁基乙烯基醚以及6-二甲氨基己基乙烯基醚等。這些化合物可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
作為具有能與有機化合物(B)反應(yīng)的官能團的硫醇基(巰基)的自由基聚合性單體或化合物,其具體的有代表性的例子可以舉出2-丙烯-1-硫醇、3-丁烯-1-硫醇、4-戊烯-1-硫醇、(甲基)丙烯酸2-巰基乙酯、(甲基)丙烯酸2-巰基-1-羧乙基酯、N-(2-巰乙基)丙烯酰胺、N-(2-巰基-1-羧乙基)丙烯酰胺、N-(2-巰乙基)甲基丙烯酰胺、N-(4-巰基苯基)丙烯酰胺、N-(7-巰基萘基)丙烯酰胺、馬來酸單2-巰基乙酰胺等具有不飽和雙鍵的含巰基(硫醇)基的單體或化合物;四亞甲基二硫醇、六亞甲基二硫醇、八亞甲基二硫醇、十亞甲基二硫醇等具有2官能團以上的化合物與含有能與硫醇(巰基)基反應(yīng)的反應(yīng)基、具有-C=C-不飽和雙鍵的單體具有交聯(lián)反應(yīng)的化合物等。這些化合物可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。另外,還可以舉出具有硫醇(巰基)基的聚乙烯醇改性體等含有硫醇(巰基)基的熱塑性樹脂等。
此外,還可以使用具有作為能與有機化合物(B)反應(yīng)的官能團的環(huán)氧基的自由基聚合性單體或化合物。
其具體的有代表性的例子可以舉出(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸(β-甲基)縮水甘油酯、3,4-環(huán)氧環(huán)己基(甲基)丙烯酸酯、烯丙基縮水甘油醚、3,4-環(huán)氧乙烯基環(huán)己烷、二(β-甲基)縮水甘油基馬來酸酯、二(β-甲基)縮水甘油基富馬酸酯等含有環(huán)氧基的單體;乙二醇二縮水甘油醚、丙二醇二縮水甘油醚、己二醇二縮水甘油醚、環(huán)己烷二醇二縮水甘油醚、丙三醇三縮水甘油醚、三羥甲基丙烷三縮水甘油醚、季戊四醇四縮水甘油醚等脂肪族多元醇的縮水甘油醚類;聚乙二醇二縮水甘油醚、聚丙二醇二縮水甘油醚、聚丁二醇二縮水甘油醚等聚亞烷基二醇的縮水甘油醚類;聚酯樹脂類的多縮水甘油基化物;聚酰胺樹脂類的多縮水甘油基化物;雙酚A類的環(huán)氧樹脂;線型酚醛樹脂類的環(huán)氧樹脂;環(huán)氧聚氨酯樹脂等。
這些化合物可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
近年來,從環(huán)境保護的角度考慮,本發(fā)明中的環(huán)氧化合物最好是使用水溶性的環(huán)氧化合物。
其具體的有代表性的例子可以舉出(聚)乙二醇二縮水甘油醚、(聚)丙二醇二縮水甘油醚等(聚)亞烷基二醇二縮水甘油醚類;丙三醇多縮水甘油醚、二丙三醇多縮水甘油醚等(聚)丙三醇多縮水甘油醚類;山梨糖醇多縮水甘油醚類等水溶性環(huán)氧化合物。這些化合物可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
另外,要想在共聚物中導(dǎo)入羧基、羥基、氨基、硫醇(巰基)基、環(huán)氧基等的復(fù)合基的場合,通過并用上述含有各種反應(yīng)基的單體,可以形成多官能共聚物。另外,通過調(diào)整有機化合物(B)的添加量、反應(yīng)溫度的條件,可以形成含有有機化合物(B)的多官能樹脂粒子。另一方面,作為用于制造本發(fā)明中的母體粒子(A)、在進行自由基引發(fā)聚合時使用的聚合引發(fā)劑,可以使用公知的自由基聚合引發(fā)劑。
其具體的有代表性的例子可以舉出過氧化苯甲酰、枯烯過氧化氫、叔丁基過氧化氫、過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨等過氧化物、偶氮二異丁腈、偶氮二甲基丁腈、偶氮二異戊腈等偶氮類化合物等。這些化合物可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
另外,在制備能與有機化合物(B)反應(yīng)的粒子的場合,如上所述可以使用各種合成方法和聚合方法,例如溶液聚合(包括乳液聚合、懸浮聚合、分散聚合)等在媒介物存在下的合成。
作為具體的聚合媒介物,可以舉出下列有代表性的例子水、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、異戊醇、叔戊醇、1-己醇、2-甲基-1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、2-乙基丁醇、1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、2-辛醇、2-乙基-1-己醇、苯甲醇、環(huán)己醇等醇類;甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、異丙基溶纖劑、丁基溶纖劑、二乙二醇一丁基醚等醚醇類;丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁酮、環(huán)己酮等酮類;乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯、乙酸溶纖劑等酯類;戊烷、2-甲基丁烷、正己烷、環(huán)己烷、2-甲基戊烷、2,2-二甲基丁烷、2,3-二甲基丁烷、庚烷、正辛烷、異辛烷、2,2,3-三甲基戊烷、癸烷、壬烷、環(huán)戊烷、甲基環(huán)戊烷、甲基環(huán)己烷、乙基環(huán)己烷、對烷、二環(huán)己基、苯、甲苯、二甲苯、乙苯等脂肪族或芳香族烴類;四氯化碳、三氯乙烯、氯苯、四溴乙烷等鹵代烴類;乙醚、二甲醚、三噁烷、四氫呋喃等醚類;甲縮醛、二乙基乙縮醛等縮醛類;甲酸、乙酸、丙酸等脂肪酸類;硝基丙烷、硝基苯、二甲胺、一乙醇胺、吡啶、二甲基甲酰胺、二甲亞砜等含硫、氮的有機化合物類。這些媒介物沒有特別的限制,只要是不溶解母體粒子(A)而溶解有機化合物的介質(zhì)即可,可以適當選擇適合于聚合方法的用途的溶劑。另外,這些介質(zhì)可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
在制備粒子時,還可以根據(jù)所使用的聚合方法適當選擇使用(高分子)分散劑、穩(wěn)定劑、乳化劑以及表面活性劑等。
這些添加劑的具體的有代表性的例子可以舉出如下。
分散劑和穩(wěn)定劑聚羥基苯乙烯、聚苯乙烯磺酸、乙烯基苯酚-(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-乙烯基苯酚-(甲基)丙烯酸酯共聚物等聚苯乙烯衍生物;聚(甲基)丙烯酸、聚(甲基)丙烯酰胺、聚丙烯腈、聚(甲基)丙烯酸乙酯、聚(甲基)丙烯酸丁酯等聚(甲基)丙烯酸衍生物;聚甲基乙烯基醚、聚乙基乙烯基醚、聚丁基乙烯基醚、聚異丁基乙烯基醚等聚乙烯基烷基醚衍生物;纖維素、甲基纖維素、醋酸纖維素、硝酸纖維素、羥甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、羧甲基纖維素等纖維素衍生物;聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯醇縮甲醛、聚乙酸乙烯酯等聚乙酸乙烯衍生物;聚乙烯基吡啶、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯亞胺、聚-2-甲基-2-噁唑啉等含氮的聚合物衍生物;聚氯乙烯、聚偏氯乙烯等聚鹵代乙烯衍生物;聚二甲基硅氧烷等聚硅氧烷衍生物等各種疏水性或親水性的分散劑和穩(wěn)定劑。這些添加劑可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
乳化劑(表面活性劑)十二烷基硫酸鈉等烷基硫酸酯鹽、十二烷基苯磺酸鈉等烷基苯磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽、脂肪酸鹽、烷基磷酸鹽、琥珀酸烷基酯磺酸鹽等陰離子型乳化劑;烷基胺鹽、季銨鹽、烷基甜菜堿、氧化胺等陽離子型乳化劑;聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基烯丙醚、聚氧乙烯烷基苯醚、山梨糖醇酣脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯等非離子型乳化劑等。這些乳化劑可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
4.扁平粒子的制備方法本發(fā)明的扁平粒子的制備方法是,首先制備含有能與有機化合物(B)反應(yīng)的官能團的母體粒子(A),在不溶解該母體粒子(A)的溶劑中添加能溶解于該溶劑的有機化合物(B),通過溫度控制使之反應(yīng),得到扁平粒子。再根據(jù)用途,將與母體粒子(A)的表面結(jié)合的有機化合物(B)附加到扁平粒子的表層部,即可得到具備粘著性、附著力、粘合性等機械特性、功能特性中的至少一種的扁平粒子,換言之,其特征在于,該方法是由下列工序組成將具有該官能團的母體粒子(A)和有機化合物(B)在對于前者是非溶劑而對于后者是溶劑的選自水或有機溶劑中的至少一種溶劑存在下形成混合狀態(tài)的第1工序;接著,通過加熱等使具有不含有不飽和雙鍵單體的官能團的母體粒子(A)和有機化合物(B)結(jié)合得到交聯(lián)結(jié)構(gòu)的第2工序;由所得粒子溶液中除去溶劑而得到粒子單體的第3工序。這樣就可以得到具有與來源于母體粒子(A)的粒子結(jié)合的有機化合物的扁平粒子。
由母體粒子(A)和有機化合物(B)得到的鍵是由母體粒子(A)和有機化合物(B)具有的官能團或反應(yīng)基(具體地例如羥基、羧基、氨基、硫醇基、環(huán)氧基、異氰酸酯基、碳化二亞胺基、噁唑啉基等)經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)得到的結(jié)合基。
具體地說,可以通過化學(xué)反應(yīng)形成的鍵例如可以舉出異脲鍵、胍鍵、氨基甲酰胺鍵、硫脲鍵、?;彐I、酰胺鍵、通過酯化形成的鍵、通過酰胺酯化形成的鍵、通過醚化形成的鍵、通過仲胺化形成的鍵、通過叔胺化形成的鍵、通過環(huán)氧基開環(huán)形成的鍵、通過噁唑啉基開環(huán)形成的鍵等。
特別是,具有活性氫基例如羧基、羥基、氨基、硫醇基的母體粒子(A)與具有碳化二亞胺基的碳化二亞胺化合物比較容易反應(yīng)得到牢固的結(jié)合基,因而優(yōu)先加以選用。
具體的結(jié)合基例如可以舉出1)如果是碳化二亞胺基和羥基,則形成具有異脲鍵的結(jié)合;
2)如果是碳化二亞胺基和氨基,則形成具有胍鍵的結(jié)合; 3)如果是碳化二亞胺基和羧基,則形成具有氨基甲酰胺鍵的結(jié)合; 4)如果是碳化二亞胺基和硫醇基,則形成具有硫脲鍵的結(jié)合。
此外,還可以適當選擇其它的微粒,采用物理或化學(xué)方法附加到扁平粒子上,具體的方法例如可以舉出1)在母體粒子(A)與有機化合物(B)結(jié)合時附加微粒;2)在母體粒子(A)或扁平粒子形成后利用極性附加;3)通過加成聚合、縮聚、加成縮合等化學(xué)結(jié)合來附加。
具體地說,所述的其它微粒只要是比母體粒子小的粒子則有機物或無機物均可,優(yōu)選的粒徑是0.01-100μm,最好是0.05-10μm。如果是有機粒子,可以舉出具有能形成上述母體粒子(A)的有機成分的粒子或有機顏料等。如果是無機粒子,可以舉出銅粉、鐵粉、金粉、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋅、氧化硅、氧化錫、氧化銅、氧化鐵、氧化鎂、氧化錳、氫氧化鋁、氫氧化鎂、無機顏料等無機粒子。在將扁平粒子用于光學(xué)用途的場合,為了控制折射率和提高光擴散性,可以使用粒徑0.01-10μm的金屬氧化物微粒,其中優(yōu)先選用氧化鈦、氧化鋅、氧化硅等。這些化合物可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
另外,在上述第1工序中,除了母體粒子(A)和有機化合物(B)之外,還可以根據(jù)需要適當選擇添加分散劑、抗氧化劑、穩(wěn)定劑或乳化劑等。
具體地說,如果舉出有代表性的例子,所述分散劑、穩(wěn)定劑和乳化劑與前面所述的相同,作為其它的抗氧化劑可以舉出酚類抗氧化劑、硫類抗氧化劑、磷類抗氧化劑、胺類抗氧化劑、氫醌類抗氧化劑、羥胺類抗氧化劑等。這些添加劑可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
在上述第1或第2工序中,還可以根據(jù)母體粒子(A)的官能團和有機化合物(B)的反應(yīng)基適當選擇,添加適宜的催化劑。
例如,在母體粒子(A)的官能團和有機化合物(B)的反應(yīng)基的至少一方中含有環(huán)氧基的場合,具體地可以添加下列催化劑苯甲基二甲胺、三乙胺、三丁胺、吡啶、三苯胺等叔胺類;三乙基芐基氯化銨、四甲基氯化銨等季銨化合物類;三苯膦、三環(huán)膦等膦類;芐基三甲基氯化鏻等鏻化合物類;2-甲基咪唑、2-甲基-4-乙基咪唑等咪唑化合物類;氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰等堿金屬氫氧化物類;碳酸鈉、碳酸鋰等堿金屬碳酸鹽類;有機酸的堿金屬鹽類;三氯化硼、三氟化硼、四氯化錫、四氯化鈦等顯示路易斯酸性的鹵化物類或其配鹽類等催化劑。這些催化劑可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
此外,在上述第3工序中除去溶液(溶劑)的場合,可以使用過濾(吸濾)、真空干燥、噴霧干燥等公知的技術(shù)。在這種場合,可以事先進行洗凈工序,也可以適當選擇改變?nèi)芤?溶劑)的種類。通過改變?nèi)芤?溶劑)的種類,還可以改變扁平化的程度。
一般認為,扁平粒子的形成機理和制備方法是,在交聯(lián)反應(yīng)中發(fā)生聚合速度增大、交聯(lián)密度增大以及由于聚合而促進收縮、層分離這一循環(huán),從而使粒子變成扁平化(參見“微粒工學(xué)大系”第2卷,フジ·テクノシステム發(fā)行)。
另外,類似的中空聚合物粒子的制備方法有芯部膨潤法和聚合收縮法等,這些機理對于本發(fā)明的扁平粒子是否完全適用目前還不十分清楚。根據(jù)本發(fā)明人的推測,本發(fā)明的扁平粒子的形成機理可能是各種不同機理和方法的復(fù)合。
要想得到本發(fā)明的扁平粒子,至關(guān)重要的是使母體粒子(A)的表面層適度交聯(lián)。如果交聯(lián)過度達到母體粒子(A)的內(nèi)部,則形成固化粒子,不能得到扁平粒子。另外,無論母體粒子(A)表面的交聯(lián)層過厚還是過薄,都得不到良好的扁平粒子。
因此,應(yīng)根據(jù)反應(yīng)基和官能團的種類調(diào)整母體粒子(A)的官能團量和有機化合物(B)的反應(yīng)基量。
具體地說,若按下述范圍進行調(diào)整,可以得到所要求的扁平粒子。
為了將母體粒子(A)制成扁平粒子或者制成表面上賦予有機化合物的扁平粒子,所需要的有機化合物(B)的反應(yīng)基含量(反應(yīng)基當量)是50-1000,優(yōu)選的是80-800,更優(yōu)選的是100-500,最好是150-400。有機化合物(B)的反應(yīng)基當量超過1000時,交聯(lián)度過低,不能形成扁平粒子;反之,低于50時,交聯(lián)密度過高,也不能形成扁平粒子。
另外,為了制備扁平粒子或表面上形成有機化合物層的扁平粒子,所需要的具有能與有機化合物(B)的反應(yīng)基反應(yīng)的官能團的母體粒子(A)的官能團當量滿足50-700即可,優(yōu)選的是80-500當量,更優(yōu)選的是100-500當量,最好是200-400當量。官能團的當量不足50時,有時交聯(lián)度過高,不能形成扁平粒子;反之,當量超過700時,與有機化合物的結(jié)合量低下,也不能形成扁平粒子。另外,即使與有機化合物(B)的交聯(lián)度過高,也不會發(fā)生形成固化粒子的扁平化。
另外,在有機化合物(B)容易滲透到粒子內(nèi)部的場合,通過適當改換成與母體粒子(A)的親和性較低的溶劑(如果是聚苯乙烯類粒子,例如用水、與水的有機混合溶劑、非極性溶劑等),可以使母體粒子(A)的表層部交聯(lián)并結(jié)合至中心。
這些母體粒子(A)的官能團當量、有機化合物(B)的反應(yīng)基當量、溶劑的種類和溫度等的調(diào)整如果不充分,有時所得單分散粒子不能扁平化,得到固化粒子、有許多空穴的粒子或者具有凹部的多孔質(zhì)的粒子等。
有機化合物(B)的添加量受到交聯(lián)量和母體粒子(A)表面上形成的有機化合物的控制,相對于1當量的母體粒子官能團,按0.1-8當量的標準添加即可,優(yōu)選的是0.3-5當量,更優(yōu)選的是0.5-4當量,最好是1-3當量。添加超過8當量時,交聯(lián)度增大,有時得不到扁平粒子。
為了得到扁平粒子,使母體粒子(A)與有機化合物(B)結(jié)合的反應(yīng)溫度只要在母體粒子(A)的官能團與有機化合物(B)可以化學(xué)反應(yīng)的最低溫度以上即可,具體溫度取決于母體粒子的官能團種類、有機化合物的種類以及溶劑的種類等,一般是10-200℃,優(yōu)選的是15-150℃,更優(yōu)選的是20-130℃,最好是40-100℃。
使母體粒子(A)中的官能團與有機化合物(B)結(jié)合所需要的時間,可以是形成目標扁平粒子的交聯(lián)反應(yīng)大致完成所需要的時間,在很大程度上取決于所用有機化合物及其添加量、粒子內(nèi)官能團種類、溶液的粘度以及濃度和溫度等,一般是1-12小時,優(yōu)選的是1-6小時,最好是2-5小時。
如果長時間進行反應(yīng),有機化合物可能會滲透到母體粒子(A)的內(nèi)部而固化,不能形成扁平粒子。也就是說,將溫度和反應(yīng)時間調(diào)整至不形成完全固化的粒子的程度是非常重要的。
另外,所述的具有官能團的粒子,只要是含有能與有機化合物(B)反應(yīng)的活性氫基(羥基、羧基、氨基、硫醇基)或環(huán)氧基等官能團的粒子則沒有特別的限制,其中優(yōu)先選用具有羧基、羥基、氨基的粒子。
具有官能團的粒子的形狀最好是球狀或近似于球狀,但也可以是異形粒子(非球狀)。
另外,母體粒子(A)是粒徑0.01-300μm的粒子,優(yōu)選的是0.1-100μm,更優(yōu)選的是0.2-50μm,最好是0.3-25μm的粒子。
另外,按上述范圍得到的扁平粒子,扁平面的直徑(粒徑)D是0.015-320μm,優(yōu)選的是0.15-110μm,更優(yōu)選的是0.25-55μm,最好是0.35-27μm。
此外,所形成的扁平粒子的扁平面的直徑D與粒子厚度d之比(D/d)的范圍是1.0-5.0。
凹部直徑L是小于所得到的扁平面的直徑D的凹部直徑。
不溶解母體粒子(A)而溶解有機化合物(B)的溶劑,是選自水或有機溶劑中的至少一種溶劑,可以根據(jù)所用有機化合物(B)及其添加量、樹脂(粒子)的種類及所含官能團的種類以及使用用途等適當加以選擇。
具體的溶劑的例子可以舉出水、甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、異戊醇、叔戊醇、1-己醇、2-甲基-1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、2-乙基丁醇、1-庚醇、2-庚醇、3-庚醇、2-辛醇、2-乙基-1-己醇、苯甲醇、環(huán)己醇等醇類;甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、異丙基溶纖劑、丁基溶纖劑、二乙二醇一丁基醚等醚醇類;丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁酮、環(huán)己酮等酮類;乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯、乙酸溶纖劑等酯類;戊烷、2-甲基丁烷、正己烷、環(huán)己烷、2-甲基戊烷、2,2-二甲基丁烷、2,3-二甲基丁烷、庚烷、正辛烷、異辛烷、2,2,3-三甲基戊烷、癸烷、壬烷、環(huán)戊烷、甲基環(huán)戊烷、甲基環(huán)己烷、乙基環(huán)己烷、對烷、二環(huán)己基、苯、甲苯、二甲苯、乙苯等脂肪族或芳香族烴類;四氯化碳、三氯乙烯、氯苯、四溴乙烷等鹵代烴類;乙醚、二甲醚、三噁烷、四氫呋喃等醚類;甲縮醛、二乙基乙縮醛等縮醛類;甲酸、乙酸、丙酸等脂肪酸類;硝基丙烷、硝基苯、二甲胺、一乙醇胺、吡啶、二甲基甲酰胺、二甲亞砜、乙腈等含硫、氮的有機化合物類。優(yōu)選的是水、水與醇類的混合物、水與親水性有機類的混合物、甲苯等。這些化合物沒有特別的限制,可以適當選擇適合于使用用途的溶劑。這些溶劑可以單獨使用1種,也可以2種以上并用。
母體粒子(A)和有機化合物(B)可以采用公知的技術(shù)制備,在有市售商品的場合,也可以使用市售的商品。
形成扁平粒子時,固化反應(yīng)時的溶液濃度由下面的公式表示,其范圍是1-60重量%,優(yōu)選的是3-50重量%,更優(yōu)選的是5-40重量%,最好是6-30重量%。
溶液濃度(重量%)=100×(溶液總量-溶劑)/溶液總量在本說明書中,使用掃描電子顯微鏡(日立S-2150,以下簡稱SEM)在可以測定的放大倍率(50-10000倍)下拍攝照片,觀察粒子的形狀。
對于1個粒子,測定扁平面的直徑D和粒子的厚度d以及凹部直徑L隨機地測定n1=500個粒子,計算平均的扁平面的直徑(D’)和平均粒子厚度(d’)以及平均凹部直徑(L’),然后按下式求出扁平面的直徑D與粒子厚度d的平均比值(P)平均比值(P)=平均扁平面直徑(D’)/平均粒子厚度(d’)本發(fā)明的在扁平粒子表面上具有有機化合物的被賦予機械特性、功能特性的粒子,可以通過將含有能與有機化合物反應(yīng)的基(例如羥基、氨基、羧基、硫醇基、環(huán)氧基等)的粒子,在對于該粒子是非溶劑而對于有機化合物是溶劑的選自水或有機溶劑中的至少一種溶劑存在下與有機化合物混合并結(jié)合而得到。就其性能而言,提高了扁平粒子的隱蔽性、白色度、光擴散性、平滑性,以及交聯(lián)性粒子的耐熱性和耐溶劑性,并且獲得具有有機化合物的扁平粒子的粘結(jié)性、密合性、粘附性等良好的效果。
此外,如果有機化合物使用碳化二亞胺化合物,可以提高粒子的分散性,通過使具有反應(yīng)基的染料和顏料與碳化二亞胺反應(yīng),著色后可以不褪色。
保持這些機械的和功能的特性的扁平粒子,由于具有扁平粒子原來特有的隱蔽性、白色度、光擴散性和平滑性,因而可以用于靜電顯影劑、涂料·紙張涂層·信息記錄紙的涂覆劑、粘結(jié)劑、粘附劑、光擴散劑、汽車領(lǐng)域、電子材料、芳香劑、化妝品、醫(yī)藥、農(nóng)藥以及建筑材料等各種不同的領(lǐng)域。
另外,由于可以在有機化合物溶液中形成扁平粒子,未反應(yīng)的殘留有機化合物可以重復(fù)使用,因而這種制造方法的經(jīng)濟性也很好。
實施例和比較例下面,通過有機化合物的合成例、粒子合成例以及實施例進一步詳細地說明本發(fā)明,但本發(fā)明不限于這些實例。在下文中如果沒有特別說明,所述的“份”表示“重量份”,所述的“水”是指“蒸餾水”。
<碳化二亞胺樹脂的合成> 使4,4’-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)800g與碳化二亞胺化催化劑4g在180℃下反應(yīng)37小時,得到異氰酸酯末端4,4’-二環(huán)己基甲烷碳化二亞胺(聚合度=10.5)。使所得到的碳化二亞胺677.3g與聚合度m=12的聚氧乙烯一甲基醚297.4g在140℃下反應(yīng)6小時。緩慢添加蒸餾水649.8g,得到淺黃色透明的碳化二亞胺樹脂溶液(樹脂濃度60重量%)。碳化二亞胺當量是350/NCN。
使4,4’-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)800g與碳化二亞胺化催化劑4g在180℃下反應(yīng)9小時,得到異氰酸酯末端4,4’-二環(huán)己基甲烷碳化二亞胺(聚合度=2.7)。使所得到的碳化二亞胺702g與聚合度m=4的聚氧乙烯一甲基醚343.3g在140℃下反應(yīng)6小時。緩慢添加蒸餾水696.9g,得到淺黃色透明的碳化二亞胺樹脂溶液(樹脂濃度60重量%)。碳化二亞胺當量是469/NCN。
使4,4’-二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯(HMDI)800g與碳化二亞胺化催化劑4g在180℃下反應(yīng)6小時,得到異氰酸酯末端4,4’-二環(huán)己基甲烷碳化二亞胺(聚合度=1.2)。使所得到的碳化二亞胺726.7g與聚合度m=4的聚氧乙烯一甲基醚577.4g在140℃下反應(yīng)6小時。緩慢添加蒸餾水869.4g,得到淺黃色透明的碳化二亞胺樹脂溶液(樹脂濃度60重量%)。碳化二亞胺當量是783/NCN。
使2,6-甲苯二異氰酸酯(TDI)800g與聚合度m=8的聚氧乙烯一甲基醚441.4g在50℃下初期反應(yīng)1小時,然后添加碳化二亞胺化催化劑8g,在85℃下反應(yīng)6小時,得到封端的碳化二亞胺樹脂(聚合度=7)。緩慢添加蒸餾水709.6g,得到淺黃色透明的碳化二亞胺樹脂溶液(樹脂濃度60重量%)。碳化二亞胺當量是265/NCN。
碳化二亞胺樹脂的合成例1-4匯總示于下面的表1中。
表1
<粒子的合成> (比較例1)在500ml的燒瓶中一次性裝入下面所示比例的混合物,用氮置換溶解而殘存的氧,然后利用攪拌器在氮氣流中及78℃的油浴溫度下加熱約15小時,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚粒子溶液。
苯乙烯 48.2份甲基丙烯酸 20.6份甲醇179.8份乙醇 29.9份水 59.8份偶氮二2-甲基丁腈(ABNE) 3.0份苯乙烯-甲基丙烯酸類共聚合樹脂溶液75.0份(其中,苯乙烯-甲基丙烯酸類共聚樹脂溶液是苯乙烯∶甲基丙烯酸2-羥乙酯=2∶8的40重量%甲醇溶液。)然后,使用公知的吸濾設(shè)備,用水-甲醇混合溶液(3∶7)將該粒子溶液的一部分反復(fù)地進行3-5次洗凈-過濾操作,真空干燥后得到粒子。用SEM(日立制造S-2150)觀察該粒子的形狀時,觀察到的是球狀的粒子群,測定其粒徑,平均粒徑為2.5μm。以該粉末粒子的一部分作為比較例1。
(比較例2)在500ml的燒瓶中一次性裝入下面所示比例的混合物,用氮置換溶解而殘存的氧,然后利用攪拌器在氮氣流中及80℃的油浴溫度下加熱約15小時,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚粒子溶液。
苯乙烯 44.7份甲基丙烯酸 24.1份甲醇140.4份乙醇54.0份水 75.6份偶氮二異丁腈(AIBN) 3.0份苯乙烯-甲基丙烯酸類共聚合樹脂溶液 60.0份(其中,苯乙烯-甲基丙烯酸類共聚樹脂溶液是苯乙烯∶甲基丙烯酸2-羥乙酯=1∶9的40重量%甲醇溶液。)然后,使用公知的吸濾設(shè)備,用水-甲醇混合溶液(3∶7)將該粒子溶液反復(fù)地進行3-5次洗凈-過濾操作,真空干燥后得到粒子。使用SEM(日立制造S-2150)觀察該粒子的形狀時,觀察到的是球狀的粒子群,測定其粒徑,平均粒徑為8.8μm。以該粉末粒子的一部分作為比較例2。
(比較例3)在500ml的燒瓶中一次性裝入下面所示比例的混合物,用氮置換溶解而殘存的氧,然后利用攪拌器在氮氣流中及80℃的油浴溫度下加熱約15小時,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚粒子溶液。
苯乙烯48.2份甲基丙烯酸20.6份甲醇 220.8份水55.2份偶氮二異丁腈(AIBN)1.6份苯乙烯-甲基丙烯酸類共聚合樹脂溶液 62.8份(其中,苯乙烯-甲基丙烯酸類共聚合樹脂溶液是苯乙烯∶甲基丙烯酸2-羥乙酯=2∶8的40重量%甲醇溶液。)然后,使用公知的吸濾設(shè)備,用水-甲醇混合溶液(3∶7)將該粒子溶液的一部分反復(fù)地進行3-5次洗凈-過濾操作,真空干燥后得到粒子。使用SEM(日立制造S-2150)觀察該粒子的形狀時,觀察到的是球狀的粒子群,測定其粒徑,平均粒徑為5.2μm。以該粉末粒子的一部分作為比較例3。
(比較例4)在500ml的燒瓶中一次性裝入下面所示比例的混合物,用氮置換溶解而殘存的氧,然后利用攪拌器在氮氣流中及65℃的油浴溫度下加熱約15小時,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚粒子溶液。
苯乙烯 77.4份甲基丙烯酸 8.6份甲醇 207.0份水 23.0份偶氮二異丁腈(AIBN) 3.0份苯乙烯-甲基丙烯酸類共聚合樹脂溶液 47.6份(其中,苯乙烯-甲基丙烯酸類共聚合樹脂溶液是苯乙烯∶甲基丙烯酸2-羥乙酯=2∶8的40重量%甲醇溶液。)然后,使用公知的吸濾設(shè)備,用水-甲醇混合溶液(3∶7)將該粒子溶液的一部分反復(fù)地進行3-5次洗凈-過濾操作,真空干燥后得到粒子。使用SEM(日立制造S-2150)觀察該粒子的形狀時,觀察到的是球狀的粒子群,測定其粒徑,平均粒徑為2.6μm。以該粉末粒子的一部分作為比較例4。
(比較例5)在500ml的燒瓶中一次性裝入下面所示比例的混合物,用氮置換溶解而殘存的氧,然后利用攪拌器在氮氣流中及80℃的油浴溫度下加熱約15小時,得到苯乙烯-甲基丙烯酸共聚粒子溶液。
苯乙烯 48.2份甲基丙烯酸 20.6份甲醇179.8份乙醇29.9份水 55.2份偶氮二異丁腈(AIBN) 4.1份苯乙烯-甲基丙烯酸類共聚合樹脂溶液 62.8份(其中,苯乙烯-甲基丙烯酸類共聚合樹脂溶液是苯乙烯∶甲基丙烯酸2-羥乙酯=2∶8的40重量%甲醇溶液。)然后,使用公知的吸濾設(shè)備,用水-甲醇混合溶液(3∶7)將該粒子溶液反復(fù)地進行3-5次洗凈-過濾操作,真空干燥后得到粒子。使用SEM(日立制造S-2150)觀察該粒子的形狀時,觀察到的是球狀的粒子群,測定其粒徑,平均粒徑為8.6μm。
這些試制粒子例1-5匯總示于下面的表2中。
表2
<扁平粒子的合成例> 在300ml的燒瓶中一次性裝入下面所示比例的混合物,利用攪拌器在氮氣流中和50℃的油浴溫度下加熱約5小時,使碳化二亞胺反應(yīng),制成粒子溶液。
試制粒子1溶液25.0份合成例1的碳化二亞胺樹脂溶液 25.2份水 17.1份甲醇 108.9份然后,使用公知的吸濾設(shè)備,用水-甲醇混合溶液(3∶7)反復(fù)進行3次洗凈-過濾操作,再用甲醇反復(fù)進行2次洗凈-過濾操作,真空干燥后得到粒子。使用SEM(日立制造S-2150)觀察該粒子的形狀,觀察到的是具有凹部的扁平粒子群。
測定扁平面的直徑和凹部的直徑,結(jié)果,扁平面的平均直徑是3.92μm,凹部平均直徑是2.16μm。然后,用傅里葉變換紅外分光光度計(島津制造FT-IR8200PC)測定該粒子,在波長2150(1/cm)附近出現(xiàn)由碳化二亞胺基產(chǎn)生的吸收峰。圖4中示出所得到的扁平粒子的SEM照片。
在300ml的燒瓶中一次性裝入下面所示比例的混合物,利用攪拌器在氮氣流中和45℃的油浴溫度下加熱約4小時,使碳化二亞胺反應(yīng),制成粒子溶液。
試制粒子2 9.0份合成例4的聚碳化二亞胺樹脂溶液 12.9份水65.8份甲醇 34.9份然后,使用公知的吸濾設(shè)備,用水-甲醇混合溶液(3∶7)反復(fù)進行3次洗凈-過濾操作,再用THF反復(fù)進行2次洗凈-過濾操作,真空干燥后得到粒子。使用SEM(日立制造S-2150)觀察該粒子的形狀,觀察到的是具有凹部的與實施例1同樣的扁平粒子群。測定扁平面的直徑和凹部的直徑,結(jié)果,扁平面的平均直徑是10.24μm,凹部平均直徑是6.31μm。然后,用傅里葉變換紅外分光光度計(島津制造FT-IR8200PC)測定該粒子,在波長2150(1/cm)附近出現(xiàn)由碳化二亞胺基產(chǎn)生的吸收峰。
在300ml的燒瓶中一次性裝入下面所示比例的混合物,利用攪拌器在氮氣流中和50℃的油浴溫度下加熱約5小時,使碳化二亞胺反應(yīng),制成粒子溶液。
試制粒子3溶液 15.0份合成例2的碳化二亞胺樹脂溶液17.3份水 11.7份甲醇 74.5份然后,使用公知的吸濾設(shè)備,用水-甲醇混合溶液(3∶7)反復(fù)進行3次洗凈-過濾操作,再用甲醇反復(fù)進行2次洗凈-過濾操作,真空干燥后得到粒子。使用SEM(日立制造S-2150)觀察該粒子的形狀,觀察到的是具有凹部的與實施例1同樣的扁平粒子群。測定扁平面的直徑和凹部的直徑,結(jié)果,扁平面的平均直徑是7.18μm,凹部平均直徑是3.48μm。然后,用傅里葉變換紅外分光光度計(島津制造FT-IR8200PC)測定該粒子,在波長2150(1/cm)附近出現(xiàn)由碳化二亞胺基產(chǎn)生的吸收峰。
在300ml的燒瓶中一次性裝入下面所示比例的混合物,利用攪拌器在氮氣流中和50℃的油浴溫度下加熱約5小時,使碳化二亞胺反應(yīng),制成粒子溶液。
試制粒子3溶液 10.0份合成例3的碳化二亞胺樹脂溶液19.2份水 13.1份甲醇 83.0份然后,使用公知的吸濾設(shè)備,用水-甲醇混合溶液(3∶7)反復(fù)進行3次洗凈-過濾操作,再用DMF反復(fù)進行2次洗凈-過濾操作,真空干燥后得到粒子。使用SEM(日立制造S-2150)觀察該粒子的形狀,觀察到的是具有2個平面和細小凹部的扁平粒子群。測定扁平面的直徑和凹部的直徑,結(jié)果,扁平面的平均直徑是6.20μm,凹部平均直徑是0.48μm。然后,用傅里葉變換紅外分光光度計(島津制造FT-IR8200PC)測定該粒子,在波長2150(1/cm)附近出現(xiàn)由碳化二亞胺基產(chǎn)生的吸收峰。
在300ml的燒瓶中一次性裝入下面所示比例的混合物,在室溫下用攪拌器分散1小時,然后添加三丁胺0.1g作為催化劑,在氮氣流中和75℃的油浴溫度下加熱約4.5小時,使環(huán)氧基反應(yīng),制成粒子溶液。
試制粒子例5的粒子10份デナコ-ルEX-1610 14.8份甲醇 41.5份水 57.7份(其中,“デナコ-ルEX-1610”是ナガセケムテツク(株)制造的環(huán)氧化合物,環(huán)氧當量是170。)然后,使用公知的吸濾設(shè)備,用水-甲醇混合溶液(3∶7)反復(fù)進行3次洗凈-過濾操作,再用THF反復(fù)進行2次洗凈-過濾操作,真空干燥后得到粒子。使用SEM(日立制造S-2150)觀察該粒子的形狀,觀察到的是具有凹部的與實施例1同樣的扁平粒子群。測定扁平面的直徑和凹部的直徑,結(jié)果,扁平面的平均直徑是9.85μm,凹部平均直徑是6.19μm。然后,用傅里葉變換紅外分光光度計(島津制造FT-IR8200PC)測定該粒子,在波長910(1/cm)附近出現(xiàn)由環(huán)氧基產(chǎn)生的吸收峰。
<比較粒子的合成例> 在300ml的燒瓶中一次性裝入下面所示比例的混合物,利用攪拌器在氮氣流中和50℃的油浴溫度下加熱約5小時,使碳化二亞胺反應(yīng),制成粒子溶液(除了使用試制粒子4溶液之外,與實施例3條件相同)。
試制粒子4溶液 30.0份合成例2的碳化二亞胺樹脂溶液 18.8份水 12.8份甲醇81.0份然后,使用公知的吸濾設(shè)備,用水-甲醇混合溶液(3∶7)反復(fù)進行3次洗凈-過濾操作,再用甲醇反復(fù)進行2次洗凈-過濾操作,真空干燥后得到粒子。使用SEM(日立制造S-2150)觀察該粒子的形狀,觀察到的是平均粒徑3.47μm的球狀粒子群,未形成扁平粒子。使用傅里葉變換紅外分光光度計(島津制造FT-IR8200PC)測定該粒子,在波長2150(1/cm)附近出現(xiàn)由碳化二亞胺基產(chǎn)生的吸收峰。
在300ml的燒瓶中一次性裝入下面所示比例的混合物,利用攪拌器在氮氣流中和50℃的油浴溫度下加熱約18小時,使碳化二亞胺反應(yīng),制成粒子溶液(除了改變合成時間外,與實施例1的條件相同)。
試制粒子1溶液25.0份合成例1的碳化二亞胺樹脂溶液25.2份水 17.1份甲醇 108.9份然后,使用公知的吸濾設(shè)備,用水-甲醇混合溶液(3∶7)反復(fù)進行3次洗凈-過濾操作,再用THF反復(fù)進行2次洗凈-過濾操作,真空干燥后得到粒子。使用SEM(日立制造S-2150)觀察該粒子的形狀,觀察到的是平均粒徑3.51μm的固化的球狀粒子群,未形成扁平粒子。使用傅里葉變換紅外分光光度計(島津制造FT-IR8200PC)測定該粒子,在波長2150(1/cm)附近出現(xiàn)由碳化二亞胺基產(chǎn)生的吸收峰。
在300ml的燒瓶中一次性裝入下面所示比例的混合物,利用攪拌器在氮氣流中和45℃的油浴溫度下加熱約15小時,使碳化二亞胺反應(yīng),制成粒子溶液。
試制粒子3溶液 20.0份合成例2的碳化二亞胺樹脂溶液 13.8份水 9.4份甲醇59.6份然后,使用公知的吸濾設(shè)備,用水-甲醇混合溶液(3∶7)反復(fù)進行3次洗凈-過濾操作,再用甲醇反復(fù)進行2次洗凈-過濾操作,真空干燥后得到粒子。使用SEM(日立制造S-2150)觀察該粒子的形狀,觀察到的是平均粒徑7.08μm的具有許多凹部的多孔質(zhì)的球狀粒子群,未形成扁平粒子。使用傅里葉變換紅外分光光度計(島津制造FT-IR8200PC)測定該粒子,在波長2150(1/cm)附近出現(xiàn)由碳化二亞胺基產(chǎn)生的吸收峰。圖5中示出該粒子的SEM照片。
實施例1-5和比較例1-8匯總示于表3和表4中。
表3
表4
(扁平化評價)使用掃描電子顯微鏡(日立S-2150,以下簡稱SEM)觀察實施例粒子1-5,在可以測定的放大倍數(shù)(50-10000倍)下拍攝照片,對于每1個粒子測定扁平面的直徑D和粒子的厚度d以及凹部直徑L隨機地測定n1=500個粒子,計算平均的扁平面的直徑(D’)和平均粒子厚度(d’)以及平均凹部直徑(L’),然后按下式求出扁平面的直徑D與粒子厚度d的平均比值(P)平均比值(P)=平均扁平面直徑(D’)/平均粒子厚度(d’)這些結(jié)果示于表5中。
表5
由評價試驗1和實施例粒子1-5的傅里葉變換紅外分光光度計的結(jié)果可以確定,由母體粒子(A)和有機化合物(B)構(gòu)成的粒子是指定范圍的扁平粒子。
(耐溶劑性和溶液分散性評價)在300ml的燒瓶中裝入實施例1-5和比較例1-5的粒子各1g以及下面記載的水和有機溶劑100ml,在常溫下攪拌30分鐘,然后通過目視觀察對耐溶劑性進行評價。另外,用SEM(日立制造S-2150)確定形狀。這些評價的結(jié)果示于表6中。
表6
○分散△部分分散 ×溶解1實施粒子的形狀 0非實施粒子的形狀由評價試驗2(實施例粒子1-5和比較例粒子1-5)的結(jié)果可以確定,只要是固化的扁平粒子(實施例粒子1-5),耐溶劑性都很好。另一方面,母體粒子(比較例粒子1-5)容易溶解于許多種有機溶劑,其耐溶劑性不充分。由這些結(jié)果可以確定,本發(fā)明的扁平粒子形成了由母體粒子和有機化合物構(gòu)成的新的結(jié)合基。另外,在不溶解的水和有機溶劑中,溶液的分散性很好。
(耐熱性評價)將實施例1-5和比較例1-5的粒子各1g放入鋁制的器皿中,在加熱至180℃的干燥機中固化處理1小時后,確認鋁制器皿中的<p>表I
實施例4從Visuron Technologies,Inc.購買的產(chǎn)品代碼為#6062的可靠潮氣固化的聚脲樹脂被涂在有脫模涂層的鎳制立方體角模子上?;旌狭媳辉试S固化12小時,然后從模子上移走。由于收縮,表面有“起皺的”外表。然而,由此產(chǎn)生的立方體角結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)明亮的回射,從而表明它是成形完好的結(jié)構(gòu)。
表8
○沒有剝離 □部分剝離 △一半以上剝離 ×(幾乎全部)剝離由評價試驗4(實施例粒子1-5和比較例粒子1-5)的結(jié)果可以確定,本發(fā)明的扁平粒子(實施例粒子1-5)具有良好的密合性和粘附性,而母體粒子(比較例粒子1-5)沒有獲得足夠的密合性和粘附性。
(粘結(jié)性和耐溶劑性評價)將實施例1-5中得到的粒子和比較例1-5得到的粒子各0.5g分散于水-甲醇(3∶7)溶液9.5g中,制成5重量%粒子溶液。在涂覆了含有氨基的硅烷偶聯(lián)劑的玻璃載片(コ-ニング公司制造)上涂布少量的該粒子溶液,在加熱至150℃的干燥機中干燥熱處理30分鐘。將經(jīng)過熱處理的玻璃載片放入THF浴槽(5L)中浸漬20分鐘,然后自然干燥,觀察玻璃載片表面的狀態(tài),進行粘結(jié)性評價。另外,對于有附著物者使用SEM再次確認其形狀。這些評價結(jié)果于表9中。
表9
目視附著物評價○有附著物 △有部分附著物 ×無附著物(溶解或剝離)由評價試驗5(實施例粒子1-5和比較例粒子1-5)的結(jié)果可以確定,實施例粒子1-5的粘結(jié)性和耐溶劑性良好,另一方面,比較例粒子1-5沒有獲得足夠的粘結(jié)性和耐溶劑性(耐化學(xué)藥品性)。
<附加了微粒的扁平粒子的合成例> 在500ml的燒杯中裝入氧化鈦(石原產(chǎn)業(yè)(株)制造平均粒徑20nm)20g、分散劑[アビシア(株)制造ソルスパ-ス-43000]2.6g和水-甲醇混合溶液(重量比2∶8)230g,攪拌混合后使用公知的超聲波分散機制備8重量%氧化鈦微粒分散溶液。
隨后,在500ml的燒瓶中一次性裝入下面所示比例的混合物,利用攪拌器在氮氣流中和50℃的油浴溫度下加熱約5小時,使碳化二亞胺反應(yīng),制成粒子溶液。
試制粒子1溶液 35.0份合成例1的碳化二亞胺樹脂溶液 35.3份水23.9份甲醇 152.5份8重量%氧化鈦微粒分散溶液 3.6份然后,使用公知的吸濾設(shè)備,用水-甲醇混合溶液(3∶7)反復(fù)進行5次洗凈-過濾操作,真空干燥后得到粒子。使用SEM(日立制造S-2150)觀察該粒子的形狀,觀察到的是具有凹部的扁平粒子群,可以確認粒子表面上附著了無數(shù)的300nm以下的微粒。
測定扁平面的直徑和凹部的直徑,結(jié)果扁平面的平均直徑是4.38μm,凹部平均直徑是2.49μm。然后,使用傅里葉變換紅外分光光度計(島津制造FT-IR8200PC)測定該粒子,在波長2150(1/cm)附近出現(xiàn)由碳化二亞胺基產(chǎn)生的吸收峰。圖6中示出該粒子的SEM照片。
(光擴散性和聚光性評價)<光擴散試驗用薄片的制備>
(光擴散用片例1)將下述組合物混合,使用間隔高度100μm的線棒涂膜器將其涂布在厚100μm的PET薄膜(東洋紡E-5000)的一側(cè)表面上。涂布后用干燥機熱風(fēng)干燥,制成光擴散試驗用的片。
粘結(jié)劑樹脂∶丙烯酸樹脂 20g聚合物粒子 無水 2g(其中,丙烯酸樹脂使用ジョンソンポリマ-(株)制造的ジョンクリル734。)(光擴散用片例2)將下述組合物混合,使用間隔高度100μm的線棒涂膜器將其涂布在厚100μm的PET薄膜(東洋紡E-5000)的一側(cè)表面上。涂布后用干燥機熱風(fēng)干燥,制成光擴散試驗用的片。
粘結(jié)劑樹脂∶丙烯酸樹脂 20g聚合物粒子∶比較例1的球狀粒子 5g水 2g(其中,丙烯酸樹脂使用ジョンソンポリマ-(株)制造的ジョンクリル734。)(光擴散用片例3)將下述組合物混合,使用間隔高度100μm的線棒涂膜器將其涂布在厚100μm的PET薄膜(東洋紡E-5000)的一側(cè)表面上。涂布后用干燥機熱風(fēng)干燥,制成光擴散試驗用的片。
粘結(jié)劑樹脂∶丙烯酸樹脂 20g聚合物粒子∶比較例7的固化球狀粒子 5g水 2g(其中,丙烯酸樹脂使用ジョンソンポリマ-(株)制造的ジョンクリル734。)(光擴散用片例4)將下述組合物混合,使用間隔高度100μm的線棒涂膜器將其涂布在厚100μm的PET薄膜(東洋紡E-5000)的一側(cè)表面上。涂布后用干燥機熱風(fēng)干燥,制成光擴散試驗用的片。
粘結(jié)劑樹脂∶丙烯酸樹脂 20g聚合物粒子∶實施例1的扁平粒子 5g水 2g(其中,丙烯酸樹脂使用ジョンソンポリマ-(株)制造的ジョンクリル734。)(光擴散用片例5)將下述組合物混合,使用間隔高度100μm的線棒涂膜器將其涂布在厚100μm的PET薄膜(東洋紡E-5000)的一側(cè)表面上。涂布后用干燥機熱風(fēng)干燥,制成光擴散試驗用的片。
粘結(jié)劑樹脂∶丙烯酸樹脂 20g聚合物粒子∶實施例6的附加了無機粒子的扁平粒子5g水 2g
(其中,丙烯酸樹脂使用ジョンソンポリマ-(株)制造的ジョンクリル734。)使用上述光擴散試驗用片1-5,采用濁度計[日本電色工業(yè)(株)NDH2000]進行透光度測定。另外,制備圖7所示的只在上部開出正方形的框的立體型的暗室,在其上部貼合擴散試驗用的片。然后在其內(nèi)部裝入電燈泡形熒光燈,由各光擴散試驗用片(1-5)的上方垂直地目視,觀察從正面方向看到的亮度。另外還觀察與垂直方向呈45度方向的亮度。這些結(jié)果示于表10中。
另外,做了以下的注意,使亮度試驗中的電燈泡形熒光燈調(diào)整為100V,電燈泡的位置固定,目視觀察的位置是距暗室上部50cm處,各光擴散試驗用片為相同的條件。
表10
亮度評價○明亮△稍亮▲稍暗×透射由評價試驗6的結(jié)果可以確定,含有粒子的光擴散試驗用片2-5具有足夠的濁度,擴散性也很好。另外,使用本發(fā)明得到的扁平粒子的光擴散試驗用片4-5的垂直目視(正面)觀察到的亮度比使用球狀粒子的光擴散試驗用片2和3的更有亮度,由此確定,使用本發(fā)明得到的扁平粒子時,聚光性也比較高。
根據(jù)上述實施例和比較例以及評價試驗的結(jié)果,由本發(fā)明的實施例1-6可以看出,具有有機化合物的功能性的扁平粒子可以獲得交聯(lián)性、耐熱性、耐溶劑性、粘結(jié)性、密合性、粘附性和溶液分散性中的至少1種以上的效果。另外還可以看出,本發(fā)明的扁平粒子不僅隱蔽性、白色度和光擴散性良好,而且聚光性也很好。
另一方面,在比較例1-8中沒有形成扁平粒子,而且比較例1-5沒有獲得由有機化合物產(chǎn)生的特性。
由這些結(jié)果可知,本發(fā)明的新的扁平粒子是通過新的鍵合得到的扁平粒子,可以具有交聯(lián)性、耐熱性、耐溶劑性、粘結(jié)性、密合性、粘附性和溶液分散性,是具有非常優(yōu)異性能的扁平粒子。
產(chǎn)業(yè)上的利用可行性本發(fā)明的扁平粒子,是通過將含有能與有機化合物反應(yīng)的基的粒子在對該粒子是非溶劑而對有機化合物是溶劑的水或有機溶劑存在下與有機化合物混合、使之結(jié)合而得到,就其性能而言,提高了交聯(lián)性粒子的耐熱性和耐溶劑性,另外,在扁平粒子表面層具有有機化合物的場合,可以得到作為具備機械特性、功能特性的扁平粒子的粘結(jié)性及密合性、粘附性、分散性等良好的效果。
保持這些性能的扁平粒子,其隱蔽性、白色度、光擴散性和平滑性等均優(yōu)于通常的粒子,因而可以用于靜電顯影劑、涂料-紙張涂層·信息記錄紙等的涂覆劑、粘結(jié)劑、粘附劑、光擴散劑、汽車領(lǐng)域、電子材料、芳香劑、化妝品、醫(yī)藥、農(nóng)藥、建筑材料等范圍很廣的技術(shù)領(lǐng)域中。
權(quán)利要求
1.一種扁平粒子,該扁平粒子由母體粒子(A)和有機化合物(B)構(gòu)成,該母體粒子(A)具有官能團,該有機化合物(B)具有能與該母體粒子(A)的官能團反應(yīng)的反應(yīng)基,并且可溶解于溶劑,其特征在于,母體粒子(A)中存在的官能團的至少一部分與有機化合物(B)中存在的反應(yīng)基的至少一部分彼此反應(yīng),形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扁平粒子,其特征在于,所述母體粒子(A)的官能團是活性氫基。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的扁平粒子,其特征在于,所述母體粒子(A)的活性氫基是選自羥基、羧基、氨基或巰基中的至少1種官能團。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扁平粒子,其特征在于,母體粒子(A)的官能團以當量計算是50~700。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扁平粒子,其特征在于,有機化合物(B)的反應(yīng)基是選自氨基、環(huán)氧基、噁唑啉基或碳化二亞胺基中的至少1種反應(yīng)基。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扁平粒子,其特征在于,有機化合物(B)的反應(yīng)基以當量計算是50~1000。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扁平粒子,其特征在于,未與母體粒子(A)的官能團反應(yīng)的有機化合物(B)中的反應(yīng)基的至少一部分處在母體粒子(A)的表面上,賦予選自密合性、粘附性、粘結(jié)性或溶液分散性中的至少1種特性。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扁平粒子,其特征在于,在粒子的表面或內(nèi)部還附著或含有其它的微粒。
9.一種權(quán)利要求1~8中任一項所述的扁平粒子的制造方法,其特征在于,該方法包含下列工序第一工序,使具有官能團且不含有不飽和雙鍵單體的母體粒子(A)和具有能與該母體粒子(A)的官能團反應(yīng)的反應(yīng)基的有機化合物(B),在選自對于前者是非溶劑、對于后者是溶劑的有機溶劑或水中的至少1種溶劑的存在下形成混合狀態(tài);第二工序,通過母體粒子(A)與有機化合物(B)的反應(yīng)得到交聯(lián)結(jié)構(gòu);以及第三工序,從所得的粒子溶液中除去溶劑而獲得粒子單體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的扁平粒子的制造方法,其特征在于,在第一至第三工序中的任一工序或這些工序之后,進一步增加添加微粒的工序。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的扁平粒子的制造方法,其特征在于,有機化合物(B)是選自碳化二亞胺化合物、環(huán)氧化合物、噁唑啉化合物或氨基化合物中的至少1種。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的扁平粒子的制造方法,其特征在于,有機化合物(B)的反應(yīng)基以當量計算是50~1000。
13.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的扁平粒子的制造方法,其特征在于,母體粒子(A)的官能團以當量計算是50~700。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種扁平粒子及其制造方法。使用具有雙鍵的單體以外的有機化合物作為粒子的固化劑和交聯(lián)劑,可以容易地將母體粒子變成扁平粒子,通過附加從扁平粒子內(nèi)部和表面結(jié)合(包含反應(yīng)基)的殘存有機化合物使扁平粒子保持選自反應(yīng)性能以及密合性、粘附性中的至少一種機械特性、功能特性。該扁平粒子由具有官能團的母體粒子(A)和具有能與該母體粒子(A)的官能團反應(yīng)的反應(yīng)基并且可溶解于溶劑中的有機化合物(B)構(gòu)成,其中,母體粒子(A)中存在的官能團的至少一部分與有機化合物(B)中存在的反應(yīng)基的至少一部分彼此反應(yīng)形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
文檔編號C08F8/30GK1681871SQ0382166
公開日2005年10月12日 申請日期2003年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月19日
發(fā)明者橋場俊文, 早川和壽, 佐藤貴哉, 吉田浩 申請人:日清紡績株式會社