TWI483956B - Polyvinyl acetal - polyester graft copolymer and dispersant - Google Patents
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Description
本發明係關於聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物、利用該共聚物之分散劑及分散體。
在非水系液體中分散固體粒子之技術在各種產業領域受到應用。例如,在塗料、印刷墨水、複印用碳粉、塑料、顏料印染劑、噴墨記錄用墨水、熱轉印記錄用墨水、彩色濾光片光阻、文具用墨水等之領域中顏料之分散是重要的基礎技術。製造這種分散組成物之際,存在固體粒子容易凝集之問題。已知如果發生凝集,就會產生安定性降低、最終製品之光澤、著色力、光澤(gloss)降低、斑紋等不良現象。從而,為防止這種凝集且提高分散性會使用分散劑。
習知的非水系分散劑已知例如聚酯與聚胺之反應生成物等(專利文獻1~3)。具體地說,揭示了羥基硬脂酸縮合物與聚乙亞胺之反應生成物,或者聚己內酯系聚酯化合物與聚烯丙胺之反應生成物等。
該等之分散劑大多具有多胺作為吸附基團,若具有胺骨架,就有在高溫下引起黃變之問題。
為解決該問題,正在研究沒有胺骨架之分散劑,不過尚未達到可以充分滿足性能之程度。
針對於此,本發明人等發現當含有聚乙烯縮醛之共聚物為一定之情形就會具有分散性能。專利文獻4中揭示了內酯改性聚乙烯縮醛樹脂的製造方法,其係對於聚乙烯縮醛加成聚合內酯單體之方法,不過針對作為分散劑之用途卻完全沒有記載。
專利文獻1:特開平9-176511號公報
專利文獻2:特開平7-207012號公報
專利文獻3:特開平9-169821號公報
專利文獻4:特開平8-100024號公報
本發明係鑒於上述事實而提出者,目的在於提供一種分散劑,其在各種非水系液體中分散固體粒子之際對於防止分散液中固體粒子之凝集,形成安定之分散液極其有效,而且耐熱性優異。
本發明之聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物係令聚乙烯縮醛與聚酯反應以製得者,其中聚乙烯縮醛分別具有1個以上以下述一般式(1)~(3)表示之結構單元,且重量平均分子量為100~100,000,聚酯在主鏈末端具有至少1個羧基,且重量平均分子量為100~50,000,上述聚乙烯縮醛所具有之羥基之1~95莫耳%與上述聚酯形成接枝鍵。
(但是,R1
表示氫原子、碳數1~20的直鏈狀或分枝狀之烷基、或芳基,該等烷基或芳基亦可具有取代基。)
(但是,R2
表示氫原子、碳數1~20的直鏈狀或分枝狀之烷基、或芳基,該等烷基或芳基亦可具有取代基。)
本發明之聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物還可為,對於分別具有1個以上以上述一般式(1)~(3)表示之結構單元,且重量平均分子量為100~100,000之聚乙烯縮醛,將該聚乙烯縮醛所具有之羥基的1~50莫耳當量之內酯加成聚合以製得者。
本發明之聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物進一步可為以其他形態,令聚乙烯縮醛與聚酯反應以製得者,其中聚乙烯縮醛分別具有以上述一般式(1)~(3)表示之結構單元,且重量平均分子量為100~100,000,聚酯之重量平均分子量為100~50,000,上述聚乙烯縮醛所具有之羥基的1~95莫耳%利用與上述聚酯的酯交換反應形成鍵。
本發明之分散劑係含有上述聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物之任一種形成者。
另外,本發明之固體粒子分散體係利用上述本發明之分散劑令固體粒子分散於非水系液體形成者。
本發明之聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物在各種非水系液體中分散固體粒子之際,會成為對於防止分散液中固體粒子之凝集,形成安定之分散液極其有效之分散劑。本發明分散劑之分散性、流動性、保存安定性優異,而且與分散媒介之相溶性優異。進一步地,因沒有胺骨架,所以耐熱性亦優。
本發明之聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物係聚乙烯縮醛與具有至少1個羧基之聚酯的反應生成物,聚乙烯縮醛所具有之羥基的1~95莫耳%與聚酯形成接枝鍵。
聚乙烯縮醛係具有以上述一般式(1)~(3)表示之結構單元,且用醛將聚乙烯醇進行縮醛化藉以製得。使用之醛之例可舉甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、異丁醛、戊醛、己醛、庚醛、辛醛、壬醛、異壬醛、癸醛、苯甲醛以及該等之混合物。
本發明中使用之聚乙烯縮醛之重量平均分子量為100~100,000,以1,000~50,000為佳。該重量平均分子量若低於100就會出現分散性降低等的性能降低,若超過100,000則作為分散劑使用時黏度會升高而難以處理。
羧基末端聚酯係令羥基羧酸及/或該縮聚物與下述一般式(4)所示之內酯化合物反應製得。
(但是,R3
表示碳數2~20的直鏈狀或分枝的亞烷基,該等亦可具有取代基。)
羥基羧酸可以使用脂肪族、芳香族、不飽和之羥基羧酸。可舉蓖麻油酸(ricinoleic acid)、蓖麻油酸(ricinolic acid)、12-羥基硬脂酸、蓖麻油脂肪酸、氫化蓖麻油脂肪酸、δ-羥基戊酸、乳酸、乙醇酸、羥基異酞酸、羥基三甲基乙酸、4-羥基異酞酸、水楊酸、11-氧基十六酸、2-氧基十二酸、2,2-二羥甲基丙酸、2,2-二羥甲基丁酸、2,2-二羥甲基纈草酸(2,2-dimethylol valeric acid)、2,2-二羥甲基戊酸(2,2-dimethylol pentanoic acid)、蘋果酸、酒石酸、葡萄糖酸、4,4-雙(羥苯基)丁酸、葡萄糖醛酸、3-羥基丁酸以及該等之混合物為例。
內酯化合物之例可舉ε-己內酯、δ-戊內酯、β-甲基-δ-戊內酯、β-丙內酯、γ-丁內酯、2-甲基己內酯、4-甲基己內酯、壬內酯以及該等之混合物。
羥基羧酸與內酯化合物之反應比率以莫耳比計設為1:1~1:100、宜設為1:5~1:50之範圍。
本發明中使用之聚酯的重量平均分子量為100~50,000,宜為1,000~10,000之範圍。該重量平均分子量若低於100就會出現分散性降低等的性能降低,若超過50,000則作為分散劑使用時黏度會升高而難以處理。
來自上述羥基羧酸及/或其縮聚物與內酯化合物的聚酯之合成可以在100℃~220℃之範圍進行,宜在140℃~210℃之範圍進行。此時,酯化觸媒可以利用辛酸錫、氧化二丁錫、月桂酸二丁錫、羥基丁基氧化單丁錫、新癸酸二辛錫等的有機錫化合物、一氧化錫、一氯化錫等的錫化合物、鈦酸四丁酯、鈦酸四乙酯、鈦酸四丙酯等的鈦化合物、其他公知的酯化觸媒。觸媒之使用量係0.1ppm~1000ppm,以1ppm~100ppm為佳。另外,為防止著色,宜在氮氣等的不活潑氣體氛圍下進行反應。
本發明之聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物係透過令上述聚乙烯縮醛與羧基末端聚酯反應,使聚乙烯縮醛所具有之羥基與聚酯所具有之末端羧基形成接枝鍵以製得。聚乙烯縮醛所具有之羥基係在1~95莫耳%之範圍與聚酯形成接枝鍵。合適的是,該羥基的4~50莫耳%與聚酯形成接枝鍵。
相對於聚乙烯縮醛,具有羧基之聚酯的反應率以20~100重量%為佳,亦可殘存未反應的聚酯。
如果本發明之聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物考慮作為分散劑使用,其重量平均分子量就以5,000~500,000為佳。
本發明之第2聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物係相對於重量平均分子量為100~100,000的聚乙烯縮醛,該聚乙烯縮醛所具有之羥基的1~50莫耳當量之內酯發生加成聚合所製得之聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物。
本發明中使用之聚乙烯縮醛如上所述,係含有1種以上的以一般式(1)~(3)表示之結構單元的化合物,係用醛將聚乙烯醇進行縮醛化藉以製得者。
接著,本發明中使用之內酯化合物之例可舉ε-己內酯、δ-戊內酯、β-甲基-δ戊內酯、β-丙內酯、γ-丁內酯、2-甲基己內酯、4-甲基己內酯、壬內酯以及該等之混合物。
聚乙烯縮醛與內酯化合物之反應比率相對於1莫耳聚乙烯縮醛之羥基,內酯化合物係設為1~50莫耳當量之比例,以設為1~20莫耳當量之範圍為佳。內酯化合物若低於1莫耳當量,就不會獲得所需之分散性,若超過50莫耳當量則作為分散劑使用時黏度會升高而難以處理。
聚乙烯縮醛與內酯化合物之反應可以在100℃~220℃之範圍進行,宜在140℃~210℃之範圍進行。此時,酯化觸媒可以利用辛酸錫、氧化二丁錫、月桂酸二丁錫、羥基丁基氧化單丁錫、新癸酸二辛錫等的有機錫化合物、一氧化錫、一氯化錫等的錫化合物、鈦酸四丁酯、鈦酸四乙酯、鈦酸四丙酯等的鈦化合物、其他公知的酯化觸媒。觸媒之使用量相對於聚乙烯縮醛與內酯化合物之合計100重量份,通常為0.001~1重量份,以0.01~0.5重量份之範圍為佳。另外,為防止著色,宜在氮氣等的不活潑氣體氛圍下進行反應。
如果本發明之聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物考慮作為分散劑使用,其重量平均分子量就以1,000~5,000,000為佳,10,000~1,000,000之範圍較佳。
本發明之聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物係聚乙烯縮醛與聚酯之反應生成物,係聚乙烯縮醛所具有之羥基的1~95莫耳%透過與聚酯的酯交換反應形成鍵者。
本發明中使用之聚乙烯縮醛如上所述,係具有以一般式(1)~(3)表示之結構單元,且用醛將聚乙烯醇進行縮醛化藉以製得者。
本發明中使用之聚酯係利用內酯化合物之開環聚合反應、多元羧酸與多元醇之縮聚反應、羥基羧酸之縮聚反應等製得。
上述內酯化合物之例可舉ε-己內酯、δ-戊內酯、β-甲基-δ-戊內酯、β-丙內酯、γ-丁內酯、2-甲基己內酯、4-甲基己內酯、壬內酯以及該等之混合物。
上述內酯化合物之開環聚合反應可以用公知方法進行。例如可以將具有醇或胺之化合物作為起始劑使用,令內酯化合物發生開環聚合。
用於上述起始劑之醇可以使用甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇、1-丁醇、異丁醇、叔丁醇、1-戊醇、異戊醇、1-己醇、環己醇、4-甲基戊醇、1-庚醇、1-辛醇、異辛醇、2-乙基己醇、1-壬醇、異壬醇、1-癸醇、1-十二醇、1-十四醇、十六醇、1-硬脂醇、異硬脂醇、油醇、2-辛基癸醇、2-辛基十二醇、2-己基癸烷、二十二醇等的脂肪族單醇、苯甲醇、苯基乙醇等的芳香族單醇、丙烯酸-2-羥乙酯、甲基丙烯酸-2-羥乙酯等的含羥基(甲基)丙烯酸酯、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丙醚、乙二醇單丁醚、乙二醇單己醚、乙二醇單-2-乙基己醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、丙二醇單丁醚、丙二醇單己醚、丙二醇單-2-乙基己醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丙醚、二乙二醇單丁醚、二乙二醇單己醚、二乙二醇單-2-乙基己醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、二丙二醇單丙醚、二丙二醇單丁醚、二丙二醇單己醚、二丙二醇單-2-乙基己醚、三乙二醇單甲醚、三乙二醇單乙醚、三乙二醇單丙醚、三乙二醇單丁醚、三乙二醇單己醚、三乙二醇單-2-乙基己醚、三丙二醇單甲醚、三丙二醇單乙醚、三丙二醇單丙醚、三丙二醇單丁醚、三丙二醇單己醚、三丙二醇單-2-乙基己醚、四乙二醇單甲醚、四乙二醇單乙醚、四乙二醇單丙醚、四乙二醇單丁醚、四乙二醇單己醚、四乙二醇單-2-乙基己醚、四丙二醇單甲醚、四丙二醇單乙醚、四丙二醇單丙醚、四丙二醇單丁醚、四丙二醇單己醚、四丙二醇單-2-乙基己醚、四二乙醇單甲醚等的亞烷基二醇單烷基醚、乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、五乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇、1,4-環己烷二甲醇、1,4-苯二甲醇、2,2-雙-(4-羥基乙氧基苯基)丙烷、1,4-雙(2-羥乙基)苯、1,6-雙(2-羥基乙氧基)己烷等的二元醇、丁二醇、新戊二醇、1,4-己二醇、甘油、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、三聚異氰酸三(2-羥乙基)酯、新戊四醇、二三羥甲基丙烷、二新戊四醇、甘露糖醇、山梨糖醇等的多元醇。
用於上述起始劑的胺之例可舉甲胺、二甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、甲乙胺、丙胺、二丙胺、環己胺、苯胺、苯甲胺、吡咯啶、嗎福林、亞甲基二胺、亞乙基二胺、四亞乙基二胺、六亞乙基二胺、亞丙基二胺、二苯基二胺甲烷、對苯二胺、六亞甲基二胺、異佛酮二胺、乙醇胺、二亞乙基三胺、二乙胺丙胺、哌嗪、三亞乙基四胺等。
內酯化合物之開環聚合反應係在內酯化合物中加入起始劑與觸媒,透過加熱來進行。反應溫度通常為100℃~220℃,宜在140℃~210℃之範圍進行。觸媒可以利用辛酸錫、氧化二丁錫、月桂酸二丁錫、羥基丁基氧化單丁錫、新癸酸二辛錫等的有機錫化合物、一氧化錫、一氯化錫等的錫化合物、鈦酸四丁酯、鈦酸四乙酯、鈦酸四丙酯等的鈦化合物、其他公知的酯化觸媒。觸媒之使用量以0.1ppm~1000ppm為佳,較佳的是1ppm~100ppm。另外,為防止著色,宜在氮氣等的不活潑氣體氛圍下進行反應。
內酯化合物之開環聚合物亦可使用市售之聚內酯多元醇。例如,可以使用大賽璐(Daicel)化學工業(株)製「PLAXEL」系列。
本發明中使用之聚酯亦可利用多元羧酸與多元醇之縮聚反應製得。
上述多元羧酸可舉酞酸、異酞酸、對酞酸、2,6-萘二羧酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、四氫酞酸、六氫酞酸、偏苯三酸、均苯三酸等。
上述多元醇之例可舉乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、1,6-己二醇、1,10-癸二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、五乙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇、1,4-環己烷二甲醇、1,4-苯二甲醇、2,2-雙-(4-羥基乙氧基苯基)丙烷、1,4-雙(2-羥乙基)苯、1,6-雙(2-羥基乙氧基)己烷、丁二醇、新戊二醇、1,4-己二醇、甘油、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、三聚異氰酸三(2-羥乙基)酯、新戊四醇、二三羥甲基丙烷、二新戊四醇、甘露糖醇、山梨糖醇等。
上述多元羧酸與多元醇之縮聚反應可以加入觸媒透過加熱來進行。反應溫度通常為100℃~220℃,宜在140℃~210℃之範圍進行。觸媒可以利用辛酸錫、氧化二丁錫、月桂酸二丁錫、羥基丁基氧化單丁錫、新癸酸二辛錫等的有機錫化合物、一氧化錫、一氯化錫等的錫化合物、鈦酸四丁酯、鈦酸四乙酯、鈦酸四丙酯等的鈦化合物、其他公知的酯化觸媒。觸媒之使用量為0.1ppm~1000ppm,合適的是1ppm~100ppm。另外,為防止著色,宜在氮氣等的不活潑氣體氛圍下進行反應。
本發明中使用之聚酯可以透過羥基羧酸之縮聚反應製得。
上述羥基羧酸可以使用脂肪族、芳香族、不飽和之羥基羧酸。可舉蓖麻油酸(ricinoleic acid)、蓖麻油酸(ricinolic acid)、12-羥基硬脂酸、蓖麻油脂肪酸、氫化蓖麻油脂肪酸、δ-羥基戊酸、乳酸、乙醇酸、羥基異酞酸、羥基三甲基乙酸、4-羥基異酞酸、水楊酸、11-氧基十六酸、2-氧基十二酸、2,2-二羥甲基丙酸、2,2-二羥甲基丁酸、2,2-二羥甲基纈草酸、2,2-二羥甲基戊酸、蘋果酸、酒石酸、葡萄糖酸、4,4-雙(羥苯基)丁酸、葡萄糖醛酸、3-羥基丁酸以及該等之混合物為例。
上述羥基羧酸之縮聚可以加入觸媒透過加熱來進行。反應溫度為100℃~220℃,宜在140℃~210℃之範圍進行。觸媒可以利用辛酸錫、氧化二丁錫、月桂酸二丁錫、羥基丁基氧化單丁錫、新癸酸二辛錫等的有機錫化合物、一氧化錫、一氯化錫等的錫化合物、鈦酸四丁酯、鈦酸四乙酯、鈦酸四丙酯等的鈦化合物、其他公知的酯化觸媒。觸媒之使用量以0.1ppm~1000ppm為佳,較佳的是1ppm~100ppm。另外,為防止著色,宜在氮氣等的不活潑氣體氛圍下進行反應。
本發明中使用之聚酯的重量平均分子量以100~50,000為佳,較佳的是1,000~10,000之範圍。該重量平均分子量若低於100就會出現分散性降低等的性能降低,若超過50,000則作為分散劑使用時黏度會升高而難以處理。
本發明之聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物可以透過上述聚乙烯縮醛與上述聚酯的酯交換反應製得。
上述酯交換反應可以遵循習知方法進行。反應溫度通常為80℃~280℃,以140℃~250℃為佳,反應通常進行0.5~12小時,以4~8小時為佳,亦可使用觸媒。觸媒之例可舉辛酸錫、氧化二丁錫、月桂酸二丁錫、羥基丁基氧化單丁錫、新癸酸二辛錫等的有機錫化合物、一氧化錫、一氯化錫等的錫化合物、鈦酸四丁酯、鈦酸四乙酯、鈦酸四丙酯等的鈦化合物、磷酸、硼酸、硫酸、對甲苯磺酸、甲烷磺酸等的質子酸、氫氧化鉀、氫氧化鈉、甲醇鈉等的鹼金屬等。另外,為防止著色,宜在氮氣等的不活潑氣體氛圍下進行反應。
本發明之聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物係透過令上述聚乙烯縮醛與聚酯反應,使聚乙烯縮醛所具有之羥基的一部分與聚酯發生酯交換以形成接枝鍵。聚乙烯縮醛所具有之羥基係在1~95莫耳%之範圍與聚酯形成接枝鍵。合適的是,該羥基的2~50莫耳%與聚酯形成接枝鍵。任一種情形均可殘存未反應之聚酯。
如果本發明之聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物考慮作為分散劑使用,其重量平均分子量就以5,000~500,000為佳。
上述本發明之聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物可以合適地作為分散劑使用,對於無機以及有機兩者的固體粒子均有效。具體地說,在塗料、印刷墨水、複印用碳粉、塑料、顏料印染劑、噴墨記錄用墨水、熱轉印記錄用墨水、彩色濾光片光阻、文具用墨水等之各領域所常用之分散媒介中,可以高濃度而且低黏度地令固體粒子安定分散。
利用本發明之聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物所分散之固體粒子不作特殊限定,無機粒子之例可舉高嶺土、矽酸鋁、黏土、滑石、雲母、矽酸鈣、膨潤土、矽酸鎂、石棉、碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋇、白雲石、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鋁、氧化鋯、氧化鎂、氧化鋁、三氧化銻、氧化鈦、矽藻土、氧化鐵、氧化鋅、氫氧化鋁、氫氧化鐵、碳化矽、氮化矽、氮化硼、鈦酸鋇、碳黑、黑鉛、鐵粉、銀粉、鋁粉、銅粉、鎳粉、金粉等。有機粒子之例可舉偶氮系、重氮系、縮合偶氮系、硫靛藍系、陰丹士林系、喹吖酮系、蒽醌系、苯并咪唑酮(benzimidazolone)系、苝系、酞青素系、蒽嘧啶(anthrapyridine)系、二噁嗪系等的有機顏料、澱粉、聚乙烯樹脂、胺甲酸酯樹脂、三聚氰胺樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚乳酸、固體石蠟等。
分散媒介之例可舉甲苯、二甲苯等的芳香族烴系溶劑、正己烷、環己烷、正庚烷等的烴系溶劑、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷等的氯化烴系溶劑、二噁烷、四氫呋喃、丁醚、丁基乙醚、二甘二甲醚等的醚系溶媒、甲基異丁酮、環己酮、異佛酮等的酮系溶媒、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯等的酯系溶劑、甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、叔丁醇、戊醇、正己醇、正庚醇、2-乙基己醇、月桂醇、硬脂醇、環戊醇、環己醇、苯甲醇、對叔丁基苯甲醇等的醇系溶媒、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丁醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丁醚等的亞烷基二醇之單醚系溶劑,此外還有二甲基乙醯胺、二甲基甲醯胺等的醯胺系溶媒等,該等可以適宜地單獨或混合2種以上使用。
當本發明之聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物作為分散劑使用時,其使用量通常相對於固體粒子為1~300重量%左右。
分散方法不作特殊限定,可以採用球磨機、珠磨機、混砂機等的粉碎機以公知方法進行分散。
以下,將利用實施例具體說明本發明,惟本發明不限定於以下之實施例。再者,以下的記載中,「份」表示「重量份」,「%」表示「重量%」。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管之反應容器中混入12-羥基硬脂酸50.0份、ε-己內酯800.0份、鈦酸四丁酯0.1份,在氮氣氛圍下用4小時升溫直到160℃,且在160℃進行加熱直到殘存之ε-己內酯達到1%以下。
反應生成物係黃色固體,重量平均分子量為7100,酸值為7.9mgKOH/g。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管之反應容器中混入12-羥基硬脂酸100.0份、ε-己內酯800.0份、鈦酸四丁酯0.1份,在氮氣氛圍下用4小時升溫直到160℃,且在160℃進行加熱直到殘存之ε-己內酯達到1%以下。
反應生成物係黃色固體,重量平均分子量為3500,酸值為16.0mgKOH/g。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管之反應容器中混入12-羥基硬脂酸100.0份、ε-己內酯400.0份、鈦酸四丁酯0.05份,在氮氣氛圍下用4小時升溫直到160℃,且在160℃進行加熱直到殘存之ε-己內酯達到1%以下。
反應生成物係黃色固體,重量平均分子量為2300,酸值為24.4mgKOH/g。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管之反應容器中混入2,2-二羥甲基丙酸100.0份、ε-己內酯850.0份、鈦酸四丁酯0.05份,在氮氣氛圍下用4小時升溫直到160℃,且在160℃進行加熱直到殘存之ε-己內酯達到1%以下。
反應生成物係黃色固體,重量平均分子量為2000,酸值為29.5mgKOH/g。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管之反應容器中混入12-羥基硬脂酸縮合物(伊藤製油製「PHF-33」)87.0份、ε-己內酯46.0份、鈦酸四丁酯0.05份,在氮氣氛圍下用4小時升溫直到160℃,且在160℃進行加熱直到殘存之ε-己內酯達到1%以下。
反應生成物係黃色固體,重量平均分子量為3000,酸值為18.6mgKOH/g。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管、檢液管之反應容器中混入聚乙烯縮醛(商品名「S-Rec BX-L」,重量平均分子量約20000,羥基37±3莫耳%,乙醯基3莫耳%以下,縮醛化度約61莫耳%,積水化學工業株式會社製)4.1份、製造例1的聚酯129.0份(但是50莫耳%對羥基)、鈦酸四丁酯0.05份,在氮氣氛圍下升溫直到200℃並進行6小時加熱。
反應生成物係黃色黏稠液體,重量平均分子量為95000,反應率為41%,酸值為3.3mgKOH/g,羥基消耗率為21%。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管、檢液管之反應容器中混入聚乙烯丁縮醛(商品名「S-Rec BL-1」,重量平均分子量約19000,羥基約36莫耳%,乙醯基3莫耳%以下,丁縮醛化度63±3莫耳%,積水化學工業株式會社製)4.1份、製造例2的聚酯64.5份(但是50莫耳%對羥基)、鈦酸四丁酯0.05份,在氮氣氛圍下升溫直到200℃並進行6小時加熱。
反應生成物係黃色黏稠液體,重量平均分子量為70000,反應率為26%,酸值為6.5mgKOH/g,羥基消耗率為13%。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管、檢液管之反應容器中混入聚乙烯縮醛(商品名「S-Rec BX-L」,重量平均分子量約20000,羥基37±3莫耳%,乙醯基3莫耳%以下,縮醛化度約61莫耳%,積水化學工業株式會社製)4.1份、製造例2的聚酯64.5份(但是50莫耳%對羥基)、鈦酸四丁酯0.05份,在氮氣氛圍下升溫直到200℃並進行6小時加熱。
反應生成物係黃色黏稠液體,重量平均分子量為55000,反應率為50%,酸值為5.1mgKOH/g,羥基消耗率為25%。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管、檢液管之反應容器中混入聚乙烯丁縮醛(商品名「S-Rec BL-1」,重量平均分子量約19000,羥基約36莫耳%,乙醯基3莫耳%以下,丁縮醛化度63±3莫耳%,積水化學工業株式會社製)32.6份、製造例2的聚酯64.5份(但是8莫耳%對羥基)、鈦酸四丁酯0.05份,在氮氣氛圍下升溫直到200℃並進行6小時加熱。
反應生成物係黃色黏稠液體,重量平均分子量為55000,反應率為42%,酸值為6.1mgKOH/g,羥基消耗率為3.4%。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管、檢液管之反應容器中混入聚乙烯丁縮醛(商品名「S-Rec BL-1」,重量平均分子量約19000,羥基約36莫耳%,乙醯基3莫耳%以下,丁縮醛化度63±3莫耳%,積水化學工業株式會社製)8.2份、製造例3的聚酯77.9份(但是25莫耳%對羥基)、鈦酸四丁酯0.05份,在氮氣氛圍下升溫直到200℃並進行6小時加熱。
反應生成物係黃色黏稠液體,重量平均分子量為45000,反應率為60%,酸值為10.1mgKOH/g,羥基消耗率為15莫耳%。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管、檢液管之反應容器中混入聚乙烯縮醛(商品名「S-Rec BX-L」,重量平均分子量約20000,羥基37±3莫耳%,乙醯基3莫耳%以下,縮醛化度約61莫耳%,積水化學工業株式會社製)12.3份、製造例4的聚酯64.2份(但是50莫耳%對羥基)、鈦酸四丁酯0.05份,在氮氣氛圍下升溫直到200℃並進行6小時加熱。
反應生成物係黃色黏稠液體,重量平均分子量為50000,反應率為61%,酸值為11.8mgKOH/g,羥基消耗率為30.5莫耳%。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管、檢液管之反應容器中混入聚乙烯丁縮醛(商品名「S-Rec BL-1」,重量平均分子量約19000,羥基約36莫耳%,乙醯基3莫耳%以下,丁縮醛化度63±3莫耳%,積水化學工業株式會社製)14.0份、製造例5的聚酯61.4份(20莫耳%/對羥基)、鈦酸四丁酯0.05份,在氮氣氛圍下升溫直到200℃並進行6小時加熱。
反應生成物係黃色黏稠液體,重量平均分子量為54000,反應率為25%,酸值為15.1mgKOH/g,羥基消耗率為5.0莫耳%。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管、檢液管之反應容器中混入聚乙亞胺(商品名「Lupasol PR8515」,重量平均分子量2000)8.1份、製造例1的聚酯91.9份、鈦酸四丁酯0.05份,在氮氣氛圍下升溫直到200℃並進行6小時加熱。
反應生成物為茶褐色固體,胺值為45.5mgKOH/g,酸值為1.1mgKOH/g。
聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物之平均分子量係用四氫呋喃作為溶媒,利用凝膠滲透層析儀(GPC)進行測定。
聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物之羥基消耗率係利用下述式求得。
a:聚酯混合比率(莫耳%,但是對羥基)
b:聚乙烯縮醛與聚酯之反應率(%)
將上述製造例1-6~1-12、比較製造例1-1中製得之聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物如下所述地進行耐熱性試驗。結果示於表1。
色差:將0.5mg分散劑溶解於20mL二氯甲烷,再與10g矽膠混合在室溫下使其乾燥。將製得之矽膠的一半在200℃加熱處理1小時,測定處理前後之色差。
耐熱性:基於色差,利用以下之基準進行判定。
○:色差(ΔE)0~5、△:色差(ΔE)大於5低於10、×:色差(ΔE)在10以上
再者,比較製造例1-1以外作為比較對象之分散劑之詳情係如下所述。
※1:商品名「AJISPER PB-822」,味之素精細化學株式會社製,高分子系顏料分散劑,胺值17mgKOH/g,酸值14mgKOH/g
※2:商品名「S-Rec BL-1」,積水化學工業株式會社製,聚乙烯丁縮醛,重量平均分子量約19000,羥基約36莫耳%,乙醯基3莫耳%以下,丁縮醛化度63±3莫耳%
將利用上述製造例製得之聚乙烯縮醛-聚酯接枝聚合物、比較對象之分散劑溶解於表2所示之分散媒介中,分別加入表2所示之固體粒子,用球磨機攪拌24小時以製備成固體粒子分散體。用目視觀察攪拌結束時的分散性,利用以下之基準進行評估。結果示於表2。
◎:全部固體粒子分散於液體中,底部完全未產生沉澱。
○:大部分固體粒子分散於液體中,底部稍微產生沉澱。
△:一半左右之固體粒子在液體中沉澱
×:大部分固體粒子在底部沉澱
將0.4份丙烯酸樹脂(商品名「ACRYPET MD」,三菱麗陽株式會社製)添加到10.0份的分散試驗後之分散體中,進行攪拌使其溶解。在載玻片上流塗製得之混合液,並用120℃之烤爐乾燥1小時。用目視觀察製得之塗膜,利用以下之基準進行評估。結果示於表2。
○:製得之塗膜透明
△:製得之塗膜出現污點
×:固體粒子發生凝集,沒有透明性
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管之反應容器中混入聚乙烯丁縮醛3.0份(商品名「S-Rec BL-1」,平均分子量約19000,羥基約36莫耳%,乙醯基3莫耳%以下,丁縮醛化度約63±3莫耳%,積水化學工業株式會社製)、ε-己內酯114.0份(40莫耳當量/對羥基)、新癸酸二辛錫0.2份,在氮氣氛圍下180℃進行加熱直到殘存之ε-己內酯達到1%以下。
反應生成物為淡黃色固體,平均分子量為815,000。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管之反應容器中混入聚乙烯丁縮醛6.1份(商品名「S-Rec BL-1」,平均分子量約19000,羥基約36莫耳%,乙醯基3莫耳%以下,丁縮醛化度約63±3莫耳%,積水化學工業株式會社製)、ε-己內酯114.0份(20莫耳當量/對羥基)、新癸酸二辛錫0.2份,在氮氣氛圍下180℃進行加熱直到殘存之ε-己內酯達到1%以下。
反應生成物為淡黃色黏稠液體,平均分子量為416,000。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管之反應容器中混入聚乙烯丁縮醛12.2份(商品名「S-Rec BL-1」,平均分子量約19000,羥基約36莫耳%,乙醯基3莫耳%以下,丁縮醛化度約63±3莫耳%,積水化學工業株式會社製)、ε-己內酯114.0份(10莫耳當量/對羥基)、新癸酸二辛錫0.2份,在氮氣氛圍下180℃進行加熱直到殘存之ε-己內酯達到1%以下。
反應生成物為淡黃色黏稠液體,平均分子量為216,000。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管之反應容器中混入聚乙烯縮醛12.2份(商品名「S-Rec BX-L」,平均分子量約20000,羥基約37±3莫耳%,乙醯基3莫耳%以下,縮醛化度約61莫耳%,積水化學工業株式會社製)、ε-己內酯114.0份(10莫耳當量/對羥基)、新癸酸二辛錫0.2份,在氮氣氛圍下180℃進行加熱直到殘存之ε-己內酯達到1%以下。
反應生成物為淡黃色黏稠液體,平均分子量為203,000。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管之反應容器中混入聚乙烯丁縮醛24.4份(商品名「S-Rec BL-1」,平均分子量約19000,羥基約36莫耳%,乙醯基3莫耳%以下,丁縮醛化度約63±3莫耳%,積水化學工業株式會社製)、ε-己內酯114.0份(5莫耳當量/對羥基)、新癸酸二辛錫0.2份,在氮氣氛圍下180℃進行加熱直到殘存之ε-己內酯達到1%以下。
反應生成物為淡黃色黏稠液體,平均分子量為145,000。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管之反應容器中混入聚乙烯縮醛24.4份(商品名「S-Rec BX-L」,平均分子量約20000,羥基約37±3莫耳%,乙醯基3莫耳%以下,縮醛化度約61莫耳%,積水化學工業株式會社製)、ε-己內酯114.0份(5莫耳當量/對羥基)、新癸酸二辛錫0.2份,在氮氣氛圍下180℃進行加熱直到殘存之ε-己內酯達到1%以下。
反應生成物為淡黃色黏稠液體,平均分子量為117,000。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管之反應容器中混入聚乙烯縮醛2.4份(平均分子量約5000,羥基36莫耳%,乙醯基3莫耳%以下,縮醛化度約63莫耳%)、ε-己內酯114.0份(5莫耳當量/對羥基)、新癸酸二辛錫0.2份,在氮氣氛圍下180℃進行加熱直到殘存之ε-己內酯達到1%以下。
反應生成物為淡黃色黏稠液體,平均分子量為35,000。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管之反應容器中混入聚乙烯丁縮醛48.8份(商品名「S-Rec BL-1」,平均分子量約19000,羥基約36莫耳%,乙醯基3莫耳%以下,丁縮醛化度約63±3莫耳%,積水化學工業株式會社製)、ε-己內酯114.0份(2.5莫耳當量/對羥基)、新癸酸二辛錫0.2份,在氮氣氛圍下180℃進行加熱直到殘存之ε-己內酯達到1%以下。
反應生成物為淡黃色黏稠液體,平均分子量為85,000。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管之反應容器中混入聚乙烯丁縮醛97.6份(商品名「S-Rec BL-1」,平均分子量約19000,羥基約36莫耳%,乙醯基3莫耳%以下,丁縮醛化度約63±3莫耳%,積水化學工業株式會社製)、ε-己內酯114.0份(1莫耳當量/對羥基)、新癸酸二辛錫0.2份,在氮氣氛圍下180℃進行加熱直到殘存之ε-己內酯達到1%以下。
反應生成物為淡黃色黏稠液體,平均分子量為51,000。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管、檢液管之反應容器中混入聚乙亞胺(商品名「Lupasol PR8515」,分子量2000,BASF公司製)10.0份、ε-己內酯114.0份、新癸酸二辛錫0.2份,在氮氣氛圍下180℃進行加熱直到殘存之ε-己內酯達到1%以下。
反應生成物為茶褐色固體。
上述製造例‧比較製造例中ε-己內酯的殘存量以及聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物之分子量係如下所述地測定。
ε-己內酯之殘存量係用二氯甲烷作為溶媒,利用氣相層析術內部標準法(內部標準物質:二苯醚)進行測定。
聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物之平均分子量係用四氫呋喃作為溶媒,利用凝膠滲透層析儀(GPC)進行測定。
上述製造例2-1~2-9、比較製造例2-1中製得之聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物的耐熱性試驗係如下所述地進行。結果示於表3。
色差:將0.5mg分散劑溶解於20mL二氯甲烷,再與10g矽膠混合在室溫下使其乾燥。將製得之矽膠的一半在200℃加熱處理10小時,測定處理前後之色差。
耐熱性:利用以下之基準進行判定。
○:色差(ΔE)0~5、△:色差(ΔE)大於5低於10、×:色差(ΔE)在10以上
再者,比較製造例2-1以外作為比較對象之分散劑之詳情係如下所述。
※1:商品名「AJISPER PB-822」,味之素精細化學株式會社製,高分子系顏料分散劑,胺值17mgKOH/g,酸值14mgKOH/g
※2:商品名「S-Rec BL-1」,積水化學工業株式會社製,聚乙烯丁縮醛,平均分子量約19000,羥基約36莫耳%,乙醯基3莫耳%以下,丁縮醛化度63±3莫耳%
將利用上述製造例2-1~2-9、比較製造例2-1中製得之聚乙烯縮醛-聚酯接枝聚合物、以及比較對象之分散劑溶解於分散媒介中,加入微粉末4.3份以及氧化鋯顆粒,用球磨機攪拌24小時。用目視觀察分散性且利用以下之基準進行評估。結果示於表4。
◎:全部粉末分散於液體中,底部完全未產生沉澱。
○:大部分粉末分散於液體中,底部稍微產生沉澱。
△:一半左右之粉末在液體中沉澱
×:大部分粉末在底部沉澱
將0.4份丙烯酸樹脂(商品名「ACRYPET MD」,三菱麗陽株式會社製)添加到10.0份的上述分散試驗後之分散體中且使其溶解。在載玻片上進行流塗,並用120℃之烤爐乾燥1小時。用目視觀察製得之塗膜,利用以下之基準進行評估。結果示於表4。
○:製得之塗膜透明
△:製得之塗膜出現污點
×:微粒子凝集,沒有透明性
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管之反應容器中混入甲醇10.0份、ε-己內酯800.0份、鈦酸四丁酯0.1份,在氮氣氛圍下用4小時升溫直到160℃,且在160℃進行加熱直到殘存之ε-己內酯達到1%以下。
反應生成物係黃色固體,重量平均分子量為3100。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管之反應容器中混入二乙二醇50.0份、ε-己內酯800.0份、鈦酸四丁酯0.1份,在氮氣氛圍下用4小時升溫直到160℃,且在160℃進行加熱直到殘存之ε-己內酯達到1%以下。
反應生成物係黃色固體,重量平均分子量為2000。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管之反應容器中混入二乙二醇10.0份、ε-己內酯800.0份、鈦酸四丁酯0.1份,在氮氣氛圍下用4小時升溫直到160℃,且在160℃進行加熱直到殘存之ε-己內酯達到1%以下。
反應生成物係黃色固體,重量平均分子量為8,500。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管之反應容器中混入甲基丙烯酸-2-羥乙酯100.0份、ε-己內酯800.0份、鈦酸四丁酯0.05份,在氮氣氛圍下用4小時升溫直到160℃,且在160℃進行加熱直到殘存之ε-己內酯達到1%以下。
反應生成物係黃色固體,重量平均分子量為1,200。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管、水分離器之反應容器中混入1,6-己二醇400.0份、己二酸436.0份、鈦酸四丁酯0.05份,在氮氣氛圍下用4小時升溫直到160℃,且在160℃進行加熱直到酸值達到1mgKOH/g。
反應生成物係黃色固體,重量平均分子量為4,200。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管、水分離器之反應容器中混入12-羥基硬脂酸800.0份、鈦酸四丁酯0.05份,在氮氣氛圍下用4小時升溫直到160℃,且在160℃進行加熱直到酸值達到31mgKOH/g。
反應生成物係黃色固體,重量平均分子量為1,800。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管之反應容器中混入聚乙烯丁縮醛(商品名「S-Rec BL-1」,平均分子量約19,000,羥基約36莫耳%,乙醯基3莫耳%以下,丁縮醛化度63±3莫耳%,積水化學工業株式會社製)49.7份、製造例2的聚酯50.3份(8莫耳%/對羥基)、鈦酸四丁酯0.05份,在氮氣氛圍下升溫直到200℃且加熱6小時。
反應生成物係黃色黏稠液體,重量平均分子量為67,500,聚酯的導入率為65.2%。
遵循下述表5所示之混合以及反應條件,與製造例3-7同樣地製造成聚乙烯丁縮醛-聚酯接枝聚合物。
在裝有氮氣導入管、溫度計、迴流管、檢液管之反應容器中混入聚乙亞胺(商品名「Lupasol PR8515」,重量平均分子量約2000)8.1份、製造例3-1的聚酯91.9份、鈦酸四丁酯0.05份,在氮氣氛圍下升溫直到200℃且加熱6小時。
反應生成物為茶褐色固體,胺值為45.5mgKOH/g。
聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物之平均分子量係用四氫呋喃作為溶媒,利用凝膠滲透層析儀(GPC)進行測定。
聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物之聚酯導入率係利用GPC之測定結果,以下述式求得。
a:反應前之聚酯範圍比(%)
b:反應後之聚酯範圍比(%)
再者,表5中製造例3-14及3-25中使用之聚乙烯縮醛以及製造例3-21~3-25中使用之聚酯的詳情係如下所述。
※1:商品名「S-Rec BX-L」,積水化學工業株式會社製、聚乙烯縮醛、平均分子量約20000,羥基37±3莫耳%,乙醯基3莫耳%以下,縮醛化度約61莫耳%,
※2:商品名「PLAXEL HlP」、大賽璐化學工業株式會社製、聚己內酯、分子量10,000
※3:商品名「PLAXEL 240」、大賽璐化學工業株式會社製、聚己內酯二醇、分子量4,000
※4:商品名「PLAXEL 230」、大賽璐化學工業株式會社製、聚己內酯二醇、分子量3,000
上述製造例3-7~3-25中製得之聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物、以及比較製造例3-1中製得之聚乙亞胺-聚酯接枝共聚物的耐熱性試驗係如下所述地進行。結果示於表6。
色差:將0.5mg分散劑溶解於20mL二氯甲烷,再與10g矽膠混合在室溫下使其乾燥。將製得之矽膠的一半在200℃加熱處理1小時,測定處理前後之色差。
耐熱性:基於色差,利用以下之基準進行判定。◎
○:色差(ΔE)0~5、△:色差(ΔE)大於5低於10、×:色差(ΔE)在10以上
再者,比較製造例3-1以外作為比較對象之分散劑之詳情係如下所述。
※1:商品名「AJISPER PB-822」,味之素精細化學株式會社製,高分子系顏料分散劑,胺值17mgKOH/g,酸值14mgKOH/g
※2:商品名「S-Rec BL-1」,積水化學工業株式會社製,聚乙烯丁縮醛,重量平均分子量約19000,羥基約36莫耳%,乙醯基3莫耳%以下,丁縮醛化度63±3莫耳%
將利用上述製造例製得之聚乙烯縮醛-聚酯接枝聚合物、比較對象之分散劑溶解於表7所示之分散媒介中,分別加入表7所示之固體粒子,用球磨機攪拌24小時以製備成固體粒子分散體。用目視觀察攪拌結束時的分散性,利用以下之基準進行評估。結果示於表7。
◎:全部固體粒子分散於液體中,底部完全未產生沉澱。
○:大部分固體粒子分散於液體中,底部稍微產生沉澱。
△:一半左右之固體粒子在液體中沉澱
×:大部分固體粒子在底部沉澱
將0.4份丙烯酸樹脂(商品名「ACRYPET MD」,三菱麗陽株式會社製)添加到10.0份的分散試驗後之分散體中,進行攪拌使其溶解。在載玻片上流塗製得之混合液,並用120℃之烤爐乾燥1小時。用目視觀察製得之塗膜,利用以下之基準進行評估。結果示於表2。◎
○:製得之塗膜透明
△:製得之塗膜出現污點
×:固體粒子凝集,沒有透明性
本發明之分散劑在塗料、印刷墨水、複印用碳粉、塑料、顏料印染劑、噴墨記錄用墨水、熱轉印記錄用墨水、彩色濾光片光阻、文具用墨水等之領域中令固體粒子分散於非水系液體中之際,對於防止分散液中固體粒子之凝集,形成安定之分散液極其有效。
Claims (6)
- 一種分散劑,係含有聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物而成者,該聚乙烯縮醛-聚酯接枝共聚物係,藉由至少發生分別具有1個以上之以下述一般式(1)~(3)表示之結構單元、且重量平均分子量為100~100,000之聚乙烯縮醛之羥基,與重量平均分子量為1,000~50,000之聚酯之酯交換反應而製得者;且前述酯交換反應是在反應溫度140~220℃下進行3~12小時,前述聚乙烯縮醛所具有之羥基的1~95莫耳%係利用與前述聚酯的酯交換反應而形成鍵結;
- 如申請專利範圍第1項之分散劑,其中前述聚乙烯縮醛之重量平均分子量係1,000~50,000。
- 如申請專利範圍第1項之分散劑,其中前述接枝共聚物之重量平均分子量係5,000~500,000。
- 如申請專利範圍第1項之分散劑,其中前述接枝共聚物之重量平均分子量係45,000~95,000。
- 如申請專利範圍第1項之分散劑,其中前述接枝共聚物之重量平均分子量係10,000~1,000,000。
- 一種固體粒子分散體,係利用如申請專利範圍第1~5項中任一者之分散劑使固體粒子分散於非水系液體而成。
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