有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的制造方法和光學(xué)材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的制造方法W及通過該制造方法得到的光學(xué)材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的領(lǐng)域中，使無機(jī)微粒微分散于由有機(jī)樹脂構(gòu)成的基質(zhì)中的有 機(jī)無機(jī)復(fù)合材料即所謂的納米復(fù)合材料由于可W期待例如機(jī)械強(qiáng)度、熱物性、氣體透過性、 光學(xué)物性等各種材料物性的顯現(xiàn)或提高而受到注目。
[0003] 作為該種納米復(fù)合材料的制造方法，可W舉出通過烙融混煉法等使無機(jī)微粒直接 地分散于樹脂中而復(fù)合化的方法；使無機(jī)微粒分散于用于形成樹脂的聚合性單體中，在無 機(jī)微粒的存在下進(jìn)行聚合反應(yīng)而得到樹脂，從而復(fù)合化的方法（In-Situ聚合法）。前者的 方法作為廣泛用于工業(yè)的聚合物粘±系納米復(fù)合材料的制造方法是主流的方法，后者的方 法作為例如二氧化娃/巧龍系納米復(fù)合材料、粘± /聚締姪系納米復(fù)合材料等的制造方法 而被提出。
[0004] 此外，作為在液體介質(zhì)中復(fù)合化的方法，也提出了使樹脂微分散于液體介質(zhì)中，進(jìn) 一步使無機(jī)微粒分散于該液體介質(zhì)后，使樹脂微粒和無機(jī)微粒凝聚而復(fù)合化的方法（例 如，參照專利文獻(xiàn)1~5)。
[0005] 另一方面，在光學(xué)材料領(lǐng)域中，作為替代玻璃的具有高的透射率和折射率、溫度所 致的線膨脹或折射率的變化少、熱穩(wěn)定性優(yōu)異的光學(xué)材料，提出了將能夠提高折射率、熱穩(wěn) 定性的通過如上述方法制造的納米復(fù)合材料作為原材料來使用（例如，參照專利文獻(xiàn)6)。
[0006] 然后，對(duì)于光學(xué)材料的原材料，為了得到作為光學(xué)材料所希望的透明性和均質(zhì)性， 需要使例如平均粒徑為30nm W下的所謂的納米無機(jī)微粒均勻地分散于樹脂中。
[0007] 然而，納米無機(jī)微粒一般在樹脂中、聚合性單體中或液體介質(zhì)中均分散狀態(tài)不穩(wěn) 定而容易凝聚，因此采用上述任一方法的情況下，W高濃度含有該納米無機(jī)微粒時(shí)抑制納 米無機(jī)微粒的凝聚均極其困難。
[000引因此，如上述的W往的方法中，在利用混煉的復(fù)合化時(shí)或利用鑄塑聚合的復(fù)合化 時(shí)難W防止納米無機(jī)微粒的再凝聚，W折射率或熱穩(wěn)定性優(yōu)異程度的高濃度在樹脂中含有 納米無機(jī)微粒時(shí)，難W使該納米無機(jī)微粒充分地分散。此外，烙融混煉法中，為了提高納米 無機(jī)微粒的分散性，需要W可充分地降低樹脂粘度的高溫長(zhǎng)時(shí)間混煉，但該種混煉條件中， 難W防止樹脂的熱分解，所得的樹脂變色為黃色，其結(jié)果，也存在無法得到所希望的光學(xué)特 性等問題。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)1 ;日本特開2008-101049號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)2 ;日本特開2007-119769號(hào)公報(bào)
[0013] 專利文獻(xiàn)3 ;日本特開2007-113010號(hào)公報(bào)
[0014] 專利文獻(xiàn)4 ;日本特開2005-232257號(hào)公報(bào)
[0015] 專利文獻(xiàn)5;日本特開2006-089523號(hào)公報(bào)
[0016] 專利文獻(xiàn)6 ;日本特開2009-084459號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 本發(fā)明是基于W上情況而完成的，其目的是提供一種有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的制造方 法，其可W得到無機(jī)微粒的凝聚被抑制而W高分散性分散于樹脂中的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料。 [001引此外，本發(fā)明的其它目的是提供一種光學(xué)材料，雖然可得到高的折射率和熱穩(wěn)定 性，但無機(jī)微粒W高分散性分散于樹脂中而確保了高透明性。
[0019] 本發(fā)明的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的制造方法的特征在于，具有：凝聚?烙合工序，即， 在液體介質(zhì)中，將在無機(jī)微粒的表面形成有由樹脂構(gòu)成的被覆層而成的復(fù)合粒子凝聚、烙 合。
[0020] 本發(fā)明的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的制造方法中，上述無機(jī)微粒的平均粒徑優(yōu)選為 Inm ~30nm。
[0021] 本發(fā)明的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的制造方法中，上述復(fù)合粒子優(yōu)選為在用于形成構(gòu)成 上述被覆層的樹脂的聚合性單體被溶解或分散而成的液體介質(zhì)中，使無機(jī)微粒分散，在該 無機(jī)微粒的存在下使上述聚合性單體聚合而生成上述樹脂而得到的復(fù)合粒子。
[0022] 本發(fā)明的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的制造方法中，構(gòu)成上述被覆層的樹脂優(yōu)選具有有機(jī) 酸基團(tuán)。
[0023] 本發(fā)明的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的制造方法中，上述有機(jī)酸基團(tuán)優(yōu)選為駿基。
[0024] 本發(fā)明的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的制造方法中，上述液體介質(zhì)優(yōu)選含有陰離子系表面 活性劑和/或非離子系表面活性劑。
[0025] 本發(fā)明的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的制造方法中，優(yōu)選在上述凝聚?烙合工序中通過在 分散有上述復(fù)合粒子的液體介質(zhì)中，添加由有機(jī)鹽和/或無機(jī)鹽構(gòu)成的凝聚劑而使該復(fù)合 粒子凝聚。
[0026] 本發(fā)明的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的制造方法中，優(yōu)選在上述凝聚?烙合工序中通過加 熱至構(gòu)成上述被覆層的樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度W上的溫度而使該復(fù)合粒子彼此烙合。
[0027] 本發(fā)明的光學(xué)材料的特征在于，是將通過上述有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的制造方法而得 到的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料作為原材料而得到的。
[002引本發(fā)明的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的制造方法中，上述無機(jī)微粒優(yōu)選為氧化侶、氧化錯(cuò) 或魄酸裡。
[0029] 本發(fā)明的光學(xué)材料的特征在于，是將通過上述有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的制造方法得到 的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料作為原材料而得到的。
[0030] 本發(fā)明的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的制造方法中，構(gòu)成上述被覆層的樹脂優(yōu)選為使用具 有脂肪族多環(huán)式姪系骨架的單體作為聚合性單體的共聚物樹脂。
[0031] 本發(fā)明的光學(xué)材料的特征在于，是將通過上述有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的制造方法得到 的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料作為原材料而得到的。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的制造方法，在液體介質(zhì)中將在無機(jī)微粒的表面 形成有由樹脂構(gòu)成的被覆層的復(fù)合粒子凝聚、烙合，因此即使在樹脂中W高濃度含有無機(jī) 微粒的情況下，也能夠制作無機(jī)微粒彼此的凝聚被抑制而W高分散性分散的有機(jī)無機(jī)復(fù)合 材料。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)材料，由于是將通過上述有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的制造方法得到的 有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料作為原材料而得到的光學(xué)材料，所W雖然在樹脂中W高濃度含有無機(jī)微 粒而確保高的折射率和熱穩(wěn)定性，但無機(jī)微粒W高分散性分散而確保了高透明性。
【附圖說明】
[0034] 圖1是用于說明本發(fā)明的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的制造方法的示意圖，（a)是復(fù)合粒 子的示意圖，化）是復(fù)合粒子凝聚而得的凝聚體的示意圖，（C)是復(fù)合粒子烙合而得的烙合 粒子的示意圖。
[0035] 符號(hào)說明
[0036] 11無機(jī)微粒
[0037] 12被覆層
[003引 13復(fù)合粒子
[0039] 14凝聚體
[0040] 15烙合粒子
【具體實(shí)施方式】
[0041] W下，對(duì)本發(fā)明詳細(xì)地進(jìn)行說明。
[0042] 〔有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的制造方法）
[0043] 本發(fā)明的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的制造方法是具有W下工序的方法：在液體介質(zhì)中將 在無機(jī)微粒的表面形成有由樹脂（W下也稱為"基質(zhì)樹脂"）構(gòu)成的被覆層的復(fù)合粒子凝 聚、烙合。
[0044] 本發(fā)明中，在液體介質(zhì)中將在無機(jī)微粒的表面形成有由基質(zhì)樹脂構(gòu)成的被覆層的 復(fù)合粒子凝聚、烙合，因此即使在該基質(zhì)樹脂中W高濃度含有無機(jī)微粒的情況下，也可W制 作無機(jī)微粒彼此的凝聚被抑制而W高分散性分散的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料。
[0045] 作為在基質(zhì)樹脂中W高分散性分散無機(jī)微粒的理由，推測(cè)是；不是直接使無機(jī)微 粒分散于液體介質(zhì)中，而是使具有W無機(jī)微粒為核、在其表面形成有由基質(zhì)樹脂構(gòu)成的被 覆層的構(gòu)成的復(fù)合粒子分散，因此極度抑制了無機(jī)微粒彼此的凝聚，進(jìn)而，認(rèn)為在液體介質(zhì) 中沒有使該復(fù)合粒子在那樣高的溫度下而是在溫和的條件下凝聚、烙合，而使被覆層彼此 烙合，因此可防止樹脂的粘度過度地下降而產(chǎn)生無機(jī)微粒的再凝聚、或發(fā)生樹脂的熱分解。
[0046] 通過本發(fā)明的制造方法而得到的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料可W用作可通過在基質(zhì)樹脂 中W高分散性分散無機(jī)微粒而期待優(yōu)異的效果的所有領(lǐng)域的原材料，沒有特別的限定。
[0047] 通過本發(fā)明的制造方法而得到的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料例如可W作為管類、片類、膜 類、椿類、纖維類、包裝類、襯里類、密封環(huán)類、電線被覆、印刷基板等的原材料而使用。尤其 是將使用平均粒徑為30nm W下的無機(jī)微粒而制造的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料作為原材料而得到 的構(gòu)件由于透明性優(yōu)異，可W有效地作為光學(xué)材料使用。
[0048] 若具體地示出本發(fā)明的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的制造方法的一個(gè)例子，則例如如圖1 所示，由W下工序構(gòu)成：
[0049] (1)復(fù)合粒子分散液制備工序，制備在液體介質(zhì)中將在無機(jī)微粒11的表面形成有 由基質(zhì)樹脂構(gòu)成的被覆層12的復(fù)合粒子13分散而成的分散液；
[0050] (2)凝聚?烙合工序，在液體介質(zhì)中添加凝聚劑使復(fù)合粒子13凝聚，使凝聚體14 生長(zhǎng)，同時(shí)使復(fù)合粒子13彼此烙合而得到烙合粒子15 ;
[0051] (3)洗漆工序，將烙合粒子15從液體介質(zhì)中濾出，從該烙合粒子15除去凝聚劑、凝 聚停止劑、表面活性劑等；
[0化2] (4)干燥工序，干燥進(jìn)行了洗漆處理的烙合粒子15。
[0化3] 本發(fā)明中，液體介質(zhì)是指由50~100質(zhì)量％的水和0~50質(zhì)量％的水溶性的有 機(jī)溶劑構(gòu)成的水系介質(zhì)。作為水溶性的有機(jī)溶劑，只要是不溶解基質(zhì)樹脂的有機(jī)溶劑則沒 有限定，可W使用甲醇、己醇、異丙醇、了醇、丙酬、甲基己基酬、四氨快喃等。
[0化4] 作為液體介質(zhì)，從環(huán)境適應(yīng)性優(yōu)異出發(fā)，優(yōu)選使用水。
[0化5] (1)復(fù)合粒子分散液制備工序
[0056] 在液體介質(zhì)中將復(fù)合粒子分散而得的分散液（W下也稱為"復(fù)合粒子膠乳"）可W 通過一般的乳化聚合法、懸浮聚合