JP2008539292A5 - - Google Patents

Description

本発明に従うと、アルコールで部分的にエステル化されたヒドロキシ官能基を持つ表面を有するナノシリカ粒子と、式Ｉ

（この式で、ｎは１〜１０であり、各Ｒは１〜４の炭素原子を有する、同一のまたは異なった炭化水素基である）
に従うポリシロキサンジシラノールと［Ｒ'Ｏ］ _ｍ −Ｓｉ−［Ｒ''］ _４−ｍ （この式で、ｍ＝３または４、並びにＲ'およびＲ''が炭化水素基である）の構造を有するコーティング架橋剤としてのアルコキシシランの反応生成物を含んでいるポリシロキサンコーティングと、を含んでいるコーティングされた粒子が提供され、該ポリシロキサンコーティングは、該粒子上の該ヒドロキシ官能基との反応によって該粒子表面に少なくとも部分的にグラフトされており、該ポリシロキサンジシラノールに対する該コーティング架橋剤のモル比が２〜０．１であり、該粒子が４〜５０ナノメートルの平均直径を有し、該コーティングされた粒子中の粒子の重量割合が（該コーティングされた粒子の全重量に対して）５０〜９９重量％である。

本発明は、さらに本発明に従うコーティングされた粒子を調製するための特に好まれる方法に関し、該方法では、高められた温度において、非プロトン性有機コロイド分散物中の粒子と、
ａ）式Ｉ

（この式で、ｎは１〜２５であり、各Ｒは同一のまたは異なった炭化水素基である。）
に従うポリシロキサンジシラノール、および
ｂ）コーティング架橋基、好ましくは［Ｒ'Ｏ］_ｍ−Ｓｉ−［Ｒ''］_４−ｍの構造を有するアルコキシシラン（この式で、ｍ＝３または４、並びにＲ'およびＲ''は同一のまたは異なった炭化水素基である。）
と、を反応させることによって、ポリシロキサンコーティングが粒子上へとグラフトされる。

非プロトン性有機コロイド分散物（以下、「オルガノゾル」）中の有機変性された粒子は、商業的に入手できる。これが手に入らないときは、プロトン性オルガノゾル、たとえばエタノール中のエトキシル化粒子分散物中のプロトン性溶媒を非プロトン性溶媒に、たとえば蒸留によって置き換えることによって調製されることができる。本発明に従う方法においては、非プロトン性有機コロイド分散物中の有機変性された粒子は、好ましくは
ａ）水中に分散された粒子（以下、「アクアゾル」）を用意する段階、
ｂ）該アクアゾルに有機反応物質を添加して、該粒子表面上のヒドロキシ官能基の少なくとも一部と反応させて、有機変性された粒子を形成する段階、
ｃ）該有機変性された粒子に非プロトン性有機溶媒を供給して、非プロトン性有機コロイド分散物（以下、「オルガノゾル」）を生成する段階、および
ｄ）段階ｂ）および／若しくはｃ）の間に並びに／またはその後に、水を除去する段階
を含む方法で製造される。

段階ｃ）において、非プロトン性溶媒が供給され、これは好ましくは該反応物質（好ましくはアルコールおよび任意的に第二の低沸点反応物質）よりも高沸点である。好ましくは１０重量％未満、好ましくは５重量％未満、より好ましくは２重量％未満の残留量まで、（プロトン性）反応物質は好ましくは蒸留によって非プロトン性溶媒と交換されて、プロトン性反応物質と粒子上のヒドロキシ官能基またはコーティング架橋剤、特にアルコキシシラン基との間の望まれていない反応が防止される。

好まれる非プロトン性溶媒は、ケトン（たとえば、２−ヘプタノン）、ブチルアセテート、キシレンであり、全て適用された反応物質よりも高い温度で沸騰する。沸点の要件を考慮して、好ましくは最大でも４炭素原子を有するアルコールが使用される。エステル化されたナノシリカの良好な相容性、したがって良好なコロイド安定性を与えることを考慮して、さらに第二段階においてコロイド安定性を損なうことなくシロキサンおよびシランを用いたさらなる誘導体化を可能にすることを考慮して、非プロトン性溶媒は選択される。このような文脈においては、２−ヘプタノンが非常に適した非プロトン性溶媒であるようである。

シリカのコロイドオルガノゾルに、ポリシロキサンジシラノール、好ましくはポリジメチルシロキサンジシラノールが、コーティング架橋剤、好ましくは上記のアルコキシシラン、および任意的に、高められた温度においてシラノール（Ｓｉ−ＯＨ）とＳｉ−アルコキシとの縮合反応を促進するための触媒、好ましくはジブチルスズジラウレートとともに添加される。該粒子、該コーティング架橋剤および該ポリシロキサンジシラノール間の反応は、好ましくは４０〜１５０℃に該混合物を加熱しながら実施され、その間にアルコールが除去される。反応の終了時に、得られたコロイド分散物を濃縮するために、非プロトン性溶媒の一部が除去されることができる。コーティングされた粒子の全重量当たりの粒子の重量割合は、少なくとも５０％である。

Claims (8)

1. アルコールで部分的にエステル化されたヒドロキシ官能基を持つ表面を有するナノシリカ粒子と、式Ｉ
   

   

   （この式で、ｎは１〜１０であり、各Ｒは１〜４の炭素原子を有する、同一のまたは異なった炭化水素基である）
   に従うポリシロキサンジシラノールと［Ｒ'Ｏ］_ｍ−Ｓｉ−［Ｒ''］_４−ｍ（この式で、ｍ＝３または４、並びにＲ'およびＲ''が炭化水素基である）の構造を有するコーティング架橋剤としてのアルコキシシランの反応生成物を含んでいるポリシロキサンコーティングと、を含んでいるコーティングされた粒子であって、該ポリシロキサンコーティングが該粒子上の該ヒドロキシ官能基との反応によって該粒子表面に少なくとも部分的にグラフトされており、該ポリシロキサンジシラノールに対する該コーティング架橋剤のモル比が２〜０．１であり、該粒子が４〜５０ナノメートルの平均直径を有し、該コーティングされた粒子中の粒子の重量割合が（該コーティングされた粒子の全重量に対して）５０〜９９重量％である、コーティングされた粒子。
2. 非プロトン性有機コロイド分散物（以下、「オルガノゾル」という）中の有機変性された粒子を、
   ａ）式Ｉ
   

   

   （この式で、ｎは１〜１０であり、各Ｒは同一のまたは異なった炭化水素基である）
   に従うポリシロキサンジシラノール、および
   ｂ）［Ｒ'Ｏ］_ｍ−Ｓｉ−［Ｒ''］_４−ｍ（この式で、ｍ＝３または４、並びにＲ'およびＲ''は同一のまたは異なった炭化水素基である）の構造を有するアルコキシシラン
   と反応させることによって、架橋されたポリシロキサンコーティングが粒子上へとグラフトされる、請求項１に従うコーティングされた粒子の調製方法。
3. ａ）水中に分散された粒子（以下、「アクアゾル」という）を用意すること、
   ｂ）該アクアゾルに有機反応物質を添加して、該粒子表面上のヒドロキシ官能基の少なくとも一部と反応させて、有機変性された粒子を形成すること、
   ｃ）該有機変性された粒子に非プロトン性有機溶媒を供給すること、
   ｄ）段階ｂ）および／若しくはｃ）の間に並びに／または後に、水を除去すること、および
   ｅ）有機反応物質がアルコールである場合に、該アルコールを非プロトン性溶媒によって置き換えること
   によって、オルガノゾルが調製される、請求項２に従う方法。
4. 請求項２又は３に従う方法によって得られることができる、コーティングされた粒子のコロイド分散物。
5. 請求項１に従うコーティングされた粒子または請求項４に従うコロイド分散物を、コーティング組成物の製造のために使用する方法。
6. ポリマーバインダーおよび（全コーティング固形分の重量に対して）０．１〜１５重量％の請求項１又は４のいずれか１項に従うコーティングされた粒子を含んでいるコーティング組成物。
7. 請求項４に従うコーティングされた粒子のコロイド分散物が、ポリマーバインダーの溶液とブレンドされる、請求項６に従うコーティング組成物の製造方法。
8. 垂れ調節剤をさらに含んでいる、請求項６に従うコーティング組成物。