TW200900139A - Acid-based polymeric dispersants with 2-[2-(2-methoxyethoxy)ethoxy]acetic acid - Google Patents

Description

200900139 九、發明說明： 本發明要求2007年4月25日提交的臨時申請號 60/913,852的權益。該申請公開的内容在此通過參考被引 入本文〇 發明所屬之技術領域 本發明涉及分散劑和包含奈米顆粒的顆粒分散液，特別 是涉及分散液。 先前技術 金屬氧化物和金屬硼化物的奈米顆粒具有重要的商業 用途，所述金屬特別是指辞、錯、筛、欽、在呂、綱、鋼和 錫。奈米氧化錯、奈米氧化鈽和奈米氧化銘常用於耐割傷 塗層和熱傳遞流體中。此外，經薄層銘氧化物鈍化的紹金 屬奈米顆粒也用於含能材料的開發應用令。氧化錫銦(ITO) 奈米顆粒用於透明導電塗層、熱管理層（heWag⑽如 :㈣、靜電消散應用中。氧化辞和氧化鈦⑺〇2)可用於 2 UV用途中’包括遮光劑、遮蓋物和塗層。金屬氧化物 不米顆粒和/或具有金屬氧 途包括磁性材料、多相催:物表面的奈米顆粒的其他用 λ 相催化劑、調色劑組合物和陶瓷。 爲了能將奈来果g f (. "nanopartlc】e )和/或微顆粒 〈mlcropartlcle )用作分散 / 於母料或用在全配方組合物 中，必須將所述顆粒分散到 物 分$ @ 4 w # 種'夜體和聚合物基體中。該

政液的性貝應與要達到的預期作用知A 乃作用相一致。例如，顏色 200900139 或渾濁的存在在很多的應用（包括墨水和塗層）中都是不 能接受的。另外’所述分散液優選是穩定的，這樣就不必 在使用1T立即製備，而是能在製備後儲存。 美國專利申請公開號No. 2003/0032679描述了用市售 为散劑在溶劑中形成的奈米顆粒分散液；該申請在本發明 中通過引入作爲參考。 發明内容 本發明解決了與常見分散液有關的問題，通過用包含 2 [2 (2-曱氧基乙氧基）乙氧基]醋酸和其衍生物，以及至少 種自夂性聚合物分散劑來處理顆粒表面來實現。這兩種類 尘的π政誚S與有機溶劑組合時能得到透明且穩定的分散 液另外，k種穩定的分散液可以製備成配製劑，該配製 劑能獲得具有很好清晰度的乾燥膜。

本發明涉及—種用 裡用於表面處理金屬或金屬氧化物顆 如，奈米顆粒）的έ日人k ;的組合物。該組合物包含： i) 與奈米顆粒的舌旦a < 重里比爲大約1 :1 〇至大約5 :1的至少 一種表面處理劑2-Γ?-0田& 曱氣基乙氧基）乙氧基]醋酸；和 ii) 與奈米顆粒的番I α 一， 宣里比爲大約1:1 0至大約5 :1的至少 一種酸官能聚合物分散劑。 實施方式 本發明涉及—種用热主 裡用於表面處理金屬或金屬氧化物顆粒 (如，奈米顆粒）的组人私 ’、、0物，該組合物可以與至少一種溶 200900139 劑組合以獲得顆粒分散液。該分散液反過來又可以與其他 材料組合或混入到其他材料中以生産配製的産品或最終使 用的産品。該組合物包含： 0與奈米顆粒的重量比爲大約1 :1 〇至大約5 :丨的至少 一種表面處理劑2-[2-(2-甲氧基乙氧基）乙氧基]醋酸；和， 11)與奈米顆粒的重量比爲大約1 :1 〇至大約5 : i的至少 一種酸官能聚合物分散劑。 儘管可以使用任何合適的酸官能聚合物分散劑，但在衆 多的酸官能聚合物化合物中，合適的聚合物分散劑的實例 包含選自如下的至少一種：飽和磷酸酯聚酯或與酸性基團 (如 Disperbyk® 110, Disperbyk® 1 1 1 )的共聚物、具有親 顏料基團的高分子團聯共聚物的溶液（如Disperbyk® 1 74 )。本發明的一個方案，酸官能聚合物分散劑的至少一 種脂肪酸衍生物用來代替其他酸官能分散劑（如Teg〇⑧ 652 )或與其他酸性官能分散劑（如Tego® 652 )聯合使用。 儘管可以使用任何合適的溶劑或它們的組合，但這類溶 劑的實例包含選自如下的至少一種：甲基乙基酮、曱苯、 丁基醋酸S旨溶纖劑（butyl cellosolve acetate) ( 2-丁氧基乙基 醋酸醋）和醋酸丁醋。 本發明的分散液可典型地加入到其他材料中或與其他 材料組合以生産最終使用的産品或配製産品。分散液在配 製産品中的量的範圍爲配製産品的大約0 · 1 wt°/。至大約8 0 wt%。本發明的分散液可以在塗層系統配製的任何一步中 力口入0 7 200900139 本發明的分散液可以加入到多種配製産品中。在衆多産 品中，這種配製産品的實例包含枯合劑、塗層、組合物、 層壓材料及其它産品。 這些分散液的最終用途是用於相對透明且渾濁度低的 塗料、點合劑和在有機溶劑中包含金屬和金屬氧化物奈米 顆粒的表面處理劑。 本發明的一個方案’將本發明的分散液加入到包含塗層 的配製産品中。該塗層可以使基材具有更多特性。在本發 明的-個方案，將該塗層用於包含玻璃和塑膠之至少一種 的基材上。在衆多特性中，該塗層可改進防釀性能㈤訂 control)、抗靜電屬性、導電性。例如，本發明包含加 顆粒和醋酸丁醋（如，下面實施例2)的分散液可爲玻璃 貼膜提供防曬特性。 ，述實施例的目的是說明本發明的某些方案，而不應理 解爲是限制後面所列申請專利範圍的保護範圍。 實施例1 將2 g (2-(2-丁氧基乙氧基）乙基醋酸酯⑺ca)和$名 2-[2-(2-曱氧基乙氧基）乙氧基]醋酸用7〇 g醋酸丁醋稀釋 緩’1¾加入2 5 g氧化錫銦奈米粉末，同時搅拌。混人物細（ 音波1小時後經過耐驰（Netzsch )研磨機研磨K3小時σ 轉速爲2500-4200 rpm。在研磨機中的研磨介册沒^ 1貝舄U. 1 mm 尺寸的氧化纪摻雜的氧化锆。儘管最初顆粒尺 、』乙十均爲 3 0-70 nm，但該混合物不穩定’ 一小時内才穩定下來 8 200900139 實施例2 採用與實施例1相同的步驟，除了區別在於在研磨後立 即向混合物中加入酸官能聚合物分散劑。在醋酸丁醋中， 以ITO固體計，酸官能聚合物分散劑的量爲>1〇_% (如’ 基於ITO固體，20 wt%的酸官能聚合物分散劑）。顆粒尺寸 Z平均爲30-60 nm。産物爲深藍色的分散液，幾乎沒有或 沒有沈澱的ITO。 實施例 3 將10 g Disperbyk 110加到醋酸丁酯中，在攪拌的情況 下緩加入氧化錫銦奈米粉末。將該混合物超音波幾分 鐘。所得混合物的枯度開始迅速增高，分散過程停止。分 散液不穩定。 實施例4 向實施例1得到的分散液中後加入鹼官能聚合物分散 劑（如 Byk® 9077，聚酯基共聚物；Disperbyk® 2150; Disperbyk® 190; Disperbyk® 192; Disperbyk® 181; Disperbyk® 1 80; Disperbyk® 1 6 1;和 Disperbyk® 1 83)會導 致立即産生不穩定分散液或會在幾天内發生沈澱/失去穩 定性的分散液。 實施例 5 200900139 採用與實施例1相同的步驟’除了區別在於向溶劑中與 2-[2-(2-甲氧基乙氧基）乙氧基]醋酸一起加入酸官能聚合物 分散劑。顆粒尺寸Z平均爲30_60 nm。產物爲深藍色的分 散液’幾乎沒有或沒有沈澱的ITO。 實施例 6 採用與實施例1相同的步驟，除了區別在於不加入 (2-(2-丁氧基乙氧基）乙基醋酸酯（BCA)。顆粒尺寸z平均爲 30-60 nm。産物爲深藍色的分散液，幾乎沒有或沒有沈澱 的 ITO。 實施例7 將3·6 g 2-[2-(2-甲氧基乙氧基）乙氧基]醋酸稀釋在7〇g

醋酸丁酯中。在攪拌的情況下緩慢加入25 g氧化錫銦奈米 粉末。利用 “R〇t〇stater”（ultra _Turrax, IKA 型號# SD45)以60轉（dial)的轉速攪拌混合物15分鐘， 其中側孔用液位覆蓋。然後將所得混合物經耐驰研磨機研 磨1小％，轉速爲2500 rpm，然後在轉速42〇〇 rpm再研 磨1小時。研磨機中的研磨介質爲0.1mm尺寸的氧化釔摻 雜的乳化結。，然後在攪拌的情況下加入〇93 § dispel 1 10和5·5 g 2-(2-丁氧基乙氧基）乙基醋酸酯（BCA)。顆粒尺 、 平句爲50 8〇nni。產物爲深藍色的分散液，幾乎沒有 或沒有沈澱的ITO。 200900139 實施例8 將4 g 2-[2-(2-甲氧基乙氧基）乙氧基]醋酸稀釋在72 g 甲苯中（或可用甲基乙基酮代替作爲溶劑）。在攪拌情況 下將25 g六爛化 (lanthanum hexaboride)奈米粉末緩慢加 入。利用 “Rotostater”（Ultra —Turrax, IKA Labotechnik,型 號# SD45)以60轉的轉速攪拌混合物15分鐘，其中側孔用 液位覆蓋。然後在攪拌的情況下加入2 g disperbyk 1 1 0和 2 g (2-(2-丁氧基乙氧基）乙基醋酸酯（BC A)。然後將混合物 通過耐馳研磨機3小時’轉速爲2500_4200 rpm。研磨機中 的研磨介質爲〇. 1 mm尺寸的氧化釔的摻雜氧化锆。顆粒尺 寸Z平均爲500—1000 nm。産物爲深紫色的分散液，幾乎沒 有或沒有沈澱的六硼化鑭。 本發明亚不限於實施例所公開的具體實施方案，這些實 施例僅用於例示本發明的幾個方案，這些實施方案的任何 等同替代方案都在本發明的保護範圍内。實際上，除了本 i月A開的内谷外’各種對本發明進行的改變對於本領域 j員來况疋頦而易見的，它們也在本發明隨附申請專 利範圍的保護範圍内。

Claims (1)

1. 200900139 申請專利範圍·· ι· 一種組合物，包含： !)與不米顆粒的重量比爲大約1:10至大約5:1的至少 種==理劑2_[2，(2_甲氧基乙氧基）乙氧基]醋酸；和 丁、米顆粒的重量比爲大約1:1〇至大約5:1的至少 一種酸官能聚合物分散劑。 一Λ如申請專利範圍第1項所述的組合物，該組合物進 一 ν 3有至少—種有機溶劑。· 3”：申請專利範圍第2項所述的組合 ，谷劑包括如下的至少一種：甲基乙基 酸酯溶纖劑和醋酸丁酯。 丁土 §日 種… 範園第1項所述的組合物，其令該至少 …聚合物分散劑包括選自如下的至少一種：飽和 輪旨聚醋或與酸基團的共聚物。 5· 一種分散液，包括： i)與奈米顆粒的幸旦卜一 一 重里比馬大約1:10至大約5:1的至少 ^面處理劑2_[2·(2_甲氧基乙氧基）乙氧基]醋酸；和 與奈米顆粒的重量比爲大約1:1〇至大約5:1的至少 一種酸官能聚合物分散劑， 12 1 i i)奈米顆粒，和 200900139 iv)至少一種溶劑。 6_如申請專利範圍第 米顆粒包括金屬奈米顆粒 5項所述的分散液 其中所述奈

   米 顆粒 如申請專利範圍第5項所述的分散液 包括金屬氧化物奈米顆粒。 其中所述奈

   如中請專利範圍第7項所述的分散液 氧化物奈米顆粒包括氧化錫銦奈米顆粒。 其中所述金 其中所述溶 丁基醋酸酉旨 9·如申請專利範圍第8項所述的分散液 劑包括如下的至少一種：甲基乙基嗣、甲笨 溶纖劑和醋酸丁酯。 13 200900139 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（ ）圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： 4