本發(fā)明涉及分散劑、分散組合物及纖維片材。
背景技術(shù):
碳納米纖維(CNF)等納米碳因其化學(xué)特性、電特性、機(jī)械特性、導(dǎo)熱性及結(jié)構(gòu)特性等,而期待利用在復(fù)合材料、納米電子學(xué)、納米機(jī)械學(xué)、電子源、能源、化學(xué)、醫(yī)療等領(lǐng)域上。并且,為使納米碳的特性充分發(fā)揮而易于利用到各領(lǐng)域,需要將納米碳均勻分散到水等溶劑中而制成分散組合物。
然而,納米碳容易凝集,尤其是不會(huì)分散在親水性溶劑中。因此,為解決這些問題而公開了各種方法。例如,專利文獻(xiàn)1公開了一種使用在一個(gè)末端上具有疏水基的聚亞烷基氧化物型非離子表面活性劑的方法。此外,專利文獻(xiàn)2公開了一種使用聚亞烷基氧化物的一個(gè)末端上具有疏水基、另一個(gè)末端具有陰離子性基團(tuán)的聚環(huán)氧乙烷類陰離子性表面活性劑的方法;另外,專利文獻(xiàn)3公開了使用兩性表面活性劑的方法。
另一方面,對使用高分子表面活性劑的方法也在進(jìn)行研究。例如,專利文獻(xiàn)4公開了改性聚乙烯醇類高分子表面活性劑的使用。此外,專利文獻(xiàn)5公開了側(cè)鏈具有聚環(huán)氧乙烷鏈的聚丙烯酸酯類高分子表面活性劑。另外,專利文獻(xiàn)6公開了在聚乙烯亞胺上附加有亞烷基氧化物的高分子表面活性劑的使用。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開1997-221517號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開2012-006005號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:日本特開2007-039623號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)4:日本特開2008-248412號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)5:日本特開2012-166154號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)6:日本特開2013-221088號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題
然而,所述專利文獻(xiàn)1般的非離子表面活性劑并未獲得充分的分散效果。此外,若使用如同所述專利文獻(xiàn)2及專利文獻(xiàn)3般的離子性表面活性劑,雖然分散性可有一定程度的提高,但如果使用離子性表面活性劑,會(huì)有因其他添加劑的添加或pH等的影響而容易引起凝集等問題。
此外,已知若使用所述專利文獻(xiàn)3~5般的高分子表面活性劑,則分散穩(wěn)定性較所述低分子量的表面活性劑提高,但分散性仍不算充分,且粘度隨著分散穩(wěn)定化而大幅上升,因而無法使CNF高濃度地分散。
因此,專利文獻(xiàn)1~6所述般現(xiàn)有公知的添加劑有著無法使CNF分散至高濃度程度且無法長時(shí)間穩(wěn)定分散的問題,作為分散劑而言并非有用。
于此,本發(fā)明的目的是提供一種尤其是對于CNF等納米碳具有優(yōu)異分散性的分散劑、以及分散組合物和使用所述分散劑的纖維片材。
解決課題的方法
為達(dá)成所述目的,本發(fā)明的分散劑特征在于:含有具有下述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元的聚亞烷基氧化物。
[化1]
所述化學(xué)式(1)中,L1表示至少一個(gè)氫原子被Z-Ar取代的直鏈亞烷基,且其可具有或不具有Z-Ar以外的其他取代基;
L2表示直鏈亞烷基,且可有至少一個(gè)氫原子被取代基取代或未被取代;
Z-Ar可為1個(gè)也可為多個(gè),且其為多個(gè)時(shí)可相同也可不同;
Z為鍵合L1與Ar的連結(jié)基,或者Z可不存在而使L1與Ar直接鍵合,所述連結(jié)基可各自含有或不含有亞烷基鏈、醚鍵、酯鍵及酰亞胺鍵;
Ar以下述化學(xué)式(1a)、(1b)或(1c)表示,其相對于1個(gè)Z可為1個(gè)也可為多個(gè),且其為多個(gè)時(shí)可相同也可不同,下述化學(xué)式(1b)中的萘基可為1-萘基也可為2-萘基;
[化1a-c]
R1、R2及R3為取代基,可分別為1個(gè)、多個(gè)或不存在,其為多個(gè)時(shí)可相同也可不同;
n及m分別為1以上的整數(shù);
L1與L2的排列順序并無特別限定,可為交替、無規(guī)或嵌段中的任一種;且
L1及L2分別可為1種也可為多種。
本發(fā)明的分散組合物的特征在于含有本發(fā)明的所述分散劑和分散質(zhì)。
本發(fā)明的纖維片材是將含有本發(fā)明的所述分散劑、無機(jī)纖維及有機(jī)纖維中的至少一種及分散介質(zhì)的分散組合物進(jìn)行濕法造紙而成的纖維片材。
發(fā)明效果
本發(fā)明的分散劑可作為CNF等納米碳的分散劑而發(fā)揮優(yōu)異的分散性。此外,本發(fā)明的分散劑不限于CNF等納米碳,也可應(yīng)用在例如各種無機(jī)粒子、有機(jī)粒子、無機(jī)纖維及有機(jī)纖維等分散質(zhì)而發(fā)揮優(yōu)異的分散性。本發(fā)明的纖維片材通過使用本發(fā)明的所述分散劑而具有例如纖維的分散性均勻而不均勻現(xiàn)象少的優(yōu)異特性。
附圖說明
[圖1]圖1表示實(shí)施例1-1所得的聚亞烷基氧化物(分散劑1)的1H-NMR測定結(jié)果。
[圖2]圖2表示實(shí)施例1-2所得的聚亞烷基氧化物(分散劑2)的1H-NMR測定結(jié)果。
[圖3]圖3表示實(shí)施例1-3所得的聚亞烷基氧化物(分散劑3)的1H-NMR測定結(jié)果。
[圖4]圖4表示實(shí)施例1-7所得的聚亞烷基氧化物(分散劑7)的1H-NMR測定結(jié)果。
具體實(shí)施方式
以下就本發(fā)明舉例予以說明。但本發(fā)明不限于以下說明。
[I.分散劑]
〔1.聚亞烷基氧化物〕
本發(fā)明的分散劑如上所述般含有具有下述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元的聚亞烷基氧化物。下述化學(xué)式(1)中的L1、L2、Ar、Z、n及m如上所述。
[化1]
雖存在具有疏水基的聚亞烷基氧化物,但聚亞烷基氧化物為直鏈狀分子,疏水基僅能導(dǎo)入至末端,作為分散劑的效果非常低。本發(fā)明人合成在側(cè)鏈具有疏水基(例如烷基、烯基、芳基等)的聚亞烷基氧化物共聚物,經(jīng)反復(fù)精心研討,結(jié)果發(fā)現(xiàn),側(cè)鏈上具有芳基的聚亞烷基氧化物共聚物作為分散劑、特別是作為CNF等納米碳用分散劑有用。于是本發(fā)明人更進(jìn)一步探究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),具有所述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元的聚亞烷基氧化物共聚物尤其有效,而達(dá)成本發(fā)明。
以下,對所述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元中的各部分結(jié)構(gòu)予以舉例說明。
<由-L1-O-與Z-Ar構(gòu)成的結(jié)構(gòu)單元>
首先,對所述式(1)中由-L1-O-與Z-Ar構(gòu)成的結(jié)構(gòu)單元(以下有時(shí)稱為“副結(jié)構(gòu)單元a”)予以說明。
L1如上所述,表示至少一個(gè)氫原子被Z-Ar取代的直鏈亞烷基。L1中,作為所述直鏈亞烷基并無特別限定,可列舉例如亞甲基[-CH2-]、亞乙基[-(CH2)2-]、正亞丙基[-(CH2)3-]、正亞丁基[-(CH2)4-]、五亞甲基[-(CH2)5-]、六亞甲基[-(CH2)6-]、七亞甲基[-(CH2)7-]、八亞甲基[-(CH2)8-]、九亞甲基[-(CH2)9-]、十亞甲基[-(CH2)10-]等。
從作為上述化學(xué)式(1)所示聚亞烷基氧化物的原料的單體的反應(yīng)性(所述化學(xué)式(1)所示聚亞烷基氧化物的合成容易度)或者所述單體的取得容易度的觀點(diǎn)來看,L1中的所述直鏈亞烷基優(yōu)選碳原子數(shù)1~4的直鏈亞烷基,更優(yōu)選碳原子數(shù)2~3的直鏈亞烷基,進(jìn)一步優(yōu)選碳原子數(shù)2的直鏈亞烷基。
所述化學(xué)式(1)中,Z如上所述般為鍵合L1與Ar的連結(jié)基,或者Z也可不存在而使L1與Ar直接鍵合。就Z而言,所述連結(jié)基可各自含有或不含有亞烷基鏈、醚鍵、酯鍵及酰亞胺鍵。所述連結(jié)基的主鏈原子數(shù)并無特別限定,例如為1~24,或者,主鏈為聚醚時(shí),例如為5~50。作為所述連結(jié)基,具體可列舉例如下述化學(xué)式(Z1)~(Z10)。下述化學(xué)式(Z1)~(Z10)中,Ar為所述化學(xué)式(1)中的Ar,L1為所述化學(xué)式(1)中的L1。
[化Z]
所述化學(xué)式(1)中,Ar如上所述般以下述化學(xué)式(1a)、(1b)或(1c)表示,且相對于1個(gè)Z可為1個(gè)也可為多個(gè)。此外,下述化學(xué)式(1b)中的萘基可為1-萘基也可為2-萘基。另外,所述化學(xué)式(1)中,即使Ar為下述化學(xué)式(1a)、(1b)及(1c)以外的任意芳香族基,仍可同樣地作為分散劑發(fā)揮效果,但優(yōu)選為下述化學(xué)式(1a)、(1b)或(1c)。此外,如下所述,上述化學(xué)式(1)中的L1中,所述Z-Ar以外的其他取代基也可為含有任意芳香族基的取代基。
[化1a-c]
上述化學(xué)式(1a)~(1c)中的R1、R2及R3如上所述般為取代基,且可分別為1個(gè)、多個(gè)或不存在,其為多個(gè)時(shí)可相同也可不同。R1、R2及R3并無特別限定,但各自優(yōu)選為選自烷基、不飽和脂肪族烴基、烷氧基、鹵素、酰基及鹵代烷基中的至少一種取代基。
此外,在本發(fā)明中,“取代基(所述取代基R1、所述取代基R2、所述取代基R3、L1上的取代基Z-Ar、L1上的所述其他取代基、L2上的所述取代基等所有取代基)”的碳原子數(shù)并無特別限定,例如為0~24。本發(fā)明中,“不飽和脂肪族烴基”含有1個(gè)或多個(gè)雙鍵及三鍵中的至少一種,可列舉例如烯基及炔基。以下也一樣。此外,在本發(fā)明中,烷基、不飽和脂肪族烴基、烷氧基、鹵代烷基及?;筛髯詾橹辨湢罨蛑ф湢?。以下也一樣。另外,在本發(fā)明中,烷基、烷氧基、鹵代烷基及?;髯詢?yōu)選為碳原子數(shù)1~24,所述不飽和脂肪族烴基優(yōu)選為碳原子數(shù)2~24。以下也一樣。此外,在本發(fā)明中,只要未特別注明,?;奶荚訑?shù)中也包含羰基的碳。即,碳原子數(shù)1的酰基意指甲?;?。此外,在本發(fā)明中,稱“芳基”時(shí)雖未特別限定,例如為碳原子數(shù)6~24的芳基,更具體而言則例如如下述例示所示。另外,在本發(fā)明中,稱“芳基”時(shí),也包含具有取代基(例如鹵素、烷基等)的芳基。衍生自芳基的基團(tuán)(例如芳烷基等)也一樣。此外,芳基的碳原子數(shù)中不包含所述取代基的碳原子數(shù)。另外,在本發(fā)明中,稱“雜芳基”時(shí),雖無特別限定,也可為例如所述“芳基”的環(huán)中1個(gè)以上碳原子被雜原子(碳及氫以外的原子)取代而成的基團(tuán)。在本發(fā)明中,稱“芳香族基”(或“芳香環(huán)”等)時(shí),并無特別限制,例如可為所述“芳基”或所述“雜芳基”。在本發(fā)明中,芳香族基雖無特別限定,但可列舉例如苯基(C6)、1-萘基(C10)、2-萘基(C10)、非那烯基(C13)、蒽基(C14)、菲基(C14)、芘基(C16)、并四苯基(C18)、基(chrysenyl)(C18)、三鄰亞苯基(C18)、苝基(C20)、苉基(C22)、并五苯基(C22)、蒄基(C24)、茚基(C9)、薁基(C10)、芴基(C13)、四鄰亞苯基(C24)、聯(lián)苯基(C12)、三聯(lián)苯基(C18)、四聯(lián)苯基(C24)、聯(lián)萘基(C20)、并環(huán)戊二烯基(C8)、庚搭烯基(C12)、亞聯(lián)苯基(C12)、苯并二茚基(C12)、苊基(C12)、醋蒽烯基(C16)、熒蒽基(C16)、鄰、間及對甲苯基(C7)、二甲苯基(C8)、均三甲苯基(C9)、鄰、間及對異丙苯基(C9)、蒽醌基(C14)、咪唑基(C3)、吡唑基(C3)、噁唑基(C3)、噻唑基(C3)、吡嗪基(C4)、噻嗪基(C4)、吲哚基(C8)、異吲哚基(C8)、鄰苯二甲酰亞胺基(C8)、苯并咪唑基(C7)、嘌呤基(C5)、喹啉基(C9)、異喹啉基(C9)、喹喔啉基(C8)、噌啉基(C8)、蝶啶基(C6)、色烯基(C9)、異色烯基(C9)、吖啶基(C13)、噸基(C13)、咔唑基(C12)、苯并噌啉基(C12)等。各個(gè)括號(hào)內(nèi)緊跟“C”后的數(shù)值表示芳香環(huán)的碳原子數(shù)。此外,本發(fā)明中“取代基”有異構(gòu)體存在時(shí),只要未特別注明,可為任一異構(gòu)體,例如,單稱“丙基”時(shí),可為1-丙基也可為2-丙基。
所述化學(xué)式(1)中的Z-Ar如上所述,可為1個(gè)也可為多個(gè),有多個(gè)時(shí)可相同也可不同。例如,若L1中所述直鏈亞烷基為亞乙基,則所述亞乙基的氫原子中的任意1~4個(gè)可被Z-Ar取代,Z-Ar為多個(gè)時(shí)可相同也可不同。
所述L1如上所述,可進(jìn)一步具有或不具有Z-Ar以外的其他取代基。所述Z-Ar以外的其他取代基存在時(shí),相對于1個(gè)L1可為1個(gè)也可為多個(gè),為多個(gè)時(shí),可相同也可不同。所述Z-Ar以外的其他取代基無特別限定,例如可與下述L2上的取代基相同。此外,舉例來說,所述Z-Ar以外的其他取代基也可含有任意的芳香族基(芳基、雜芳基等)。
將所述副結(jié)構(gòu)單元a的具體結(jié)構(gòu)例表示于下述化學(xué)式(1-1)~(1-15)及(2)。所述副結(jié)構(gòu)單元a從分散性的觀點(diǎn)來看優(yōu)選下述化學(xué)式(1-1)~(1-11)及(2)中的至少一種,更優(yōu)選下述化學(xué)式(1-1)、(1-3)、(1-4)、(1-6)、(1-7)、(1-8)及(2)中的至少一種,尤其優(yōu)選下述化學(xué)式(1-6)及(2)中的至少一種。此外,下述化學(xué)式(1-6)及(2)為與后述實(shí)施例對應(yīng)的結(jié)構(gòu)。下述化學(xué)式(1-1)~(1-5)、(1-7)及(1-12)~(1-14)在芳香環(huán)不含雜原子且側(cè)鏈不合醚鍵以外的雜原子這點(diǎn)上,與下述化學(xué)式(1-6)具有類似結(jié)構(gòu)。下述化學(xué)式(1-8)~(1-12)在芳香環(huán)或者主鏈與芳香環(huán)的鍵合鏈含有酰胺鍵、酰亞胺鍵或酯鍵這點(diǎn)上,與下述化學(xué)式(2)具有類似結(jié)構(gòu)。
[化1-1-12]
[化1-13-15]
[化2]
<由-L2-O-構(gòu)成的結(jié)構(gòu)單元>
接著,對所述化學(xué)式(1)中由-L2-O-構(gòu)成的結(jié)構(gòu)單元(以下有時(shí)稱“副結(jié)構(gòu)單元b”)予以說明。
L2如上所述般表示直鏈亞烷基。所述直鏈亞烷基并無特別限定,可列舉例如亞甲基[-CH2-]、亞乙基[-(CH2)2-]、正亞丙基[-(CH2)3-]、正亞丁基[-(CH2)4-]、五亞甲基[-(CH2)5-]、六亞甲基[-(CH2)6-]、七亞甲基[-(CH2)7-]、八亞甲基[-(CH2)8-]、九亞甲基[-(CH2)9-]、十亞甲基[-(CH2)10-]等。
從所述副結(jié)構(gòu)單元b具有高親水性的觀點(diǎn)出發(fā),或者,從作為所述化學(xué)式(1)所示聚亞烷基氧化物的原料的單體的反應(yīng)性(所述化學(xué)式(1)所示聚亞烷基氧化物的合成容易度)或是所述單體的取得容易度的觀點(diǎn)出發(fā),L2優(yōu)選為碳原子數(shù)1~4的直鏈亞烷基,更優(yōu)選為碳原子數(shù)2~3的直鏈亞烷基,進(jìn)一步優(yōu)選為碳原子數(shù)2的直鏈亞烷基。
L2如上所述可具有或不具有取代基。所述取代基存在時(shí),相對于1個(gè)L2可為1個(gè)或多個(gè),但優(yōu)選為1個(gè),有多個(gè)時(shí)可相同也可不同。L2的所述取代基并無特別限定,優(yōu)選為選自烷基、不飽和脂肪族烴基、鹵代烷基、烷氧基、?;?、酰氧基、烷氧羰基、烯氧羰基、烷氧基烷基、烯氧基烷基、炔氧基烷基、鹵代烷氧基烷基、烷氧基-聚(烷氧基)烷基、酰氧基烷基、鹵素、(甲基)丙烯酰氧基烷基及(甲基)丙烯酰氧基烷氧基烷基中的至少一種。另外,在本發(fā)明中,(甲基)丙烯酸表示丙烯酸及甲基丙烯酸中的至少一種。衍生自(甲基)丙烯酸的結(jié)構(gòu)(例如(甲基)丙烯?;?也一樣。
所述烷基并無特別限定,但可列舉例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等碳原子數(shù)1~10的直鏈狀或支鏈狀烷基。
所述不飽和脂肪族烴基并無特別限定,但可列舉例如乙烯基、烯丙基、丙烯基、丁?;⑽祯;?pentyryl)、己?;?hexyryl)、庚?;?heptyryl)、辛?;?octyryl)、壬?;?nonyryl)、癸?;?decyryl)等碳原子數(shù)2~10的烯基、乙炔基及炔丙基等碳原子數(shù)2~10的直鏈狀或支鏈狀炔基。
所述鹵代烷基的鹵素取代數(shù)可為1也可為多個(gè)。所述鹵代烷基并無特別限定,但可列舉例如氯甲基、氯乙基、氯丁基、二氯甲基、三氟甲基、溴甲基、溴乙基、氟甲基及三氟乙基等碳原子數(shù)2~21的直鏈或支鏈狀鹵代烷基。
所述烷氧基并無特別限定,但可列舉例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、2-甲基丙氧基、1-甲基丙氧基及叔丁氧基等碳原子數(shù)1~20的直鏈狀或支鏈狀烷氧基等。
所述?;o特別限定,可列舉例如甲?;?、乙酰基、乙基羰基、丙基羰基、戊基羰基、環(huán)己基羰基、辛基羰基、2-乙基己基羰基及十二烷基羰基等碳原子數(shù)2~21的直鏈或支鏈狀酰基。
所述酰氧基并無特別限定,可列舉例如甲酰氧基、乙酰氧基、三甲基乙酰氧基及硬脂酰氧基等。
所述烷氧羰基并無特別限定,可列舉例如甲氧羰基、乙氧羰基、叔丁氧羰基、正十八烷氧羰基等。
所述烯氧羰基可列舉例如乙烯氧羰基、烯丙氧羰基等。
所述烷氧基烷基并無特別限定,可列舉例如烷氧基甲基,且可更具體列舉例如甲氧基甲基、乙氧基甲基、丙氧基甲基、丁氧基甲基、戊氧基甲基、己氧基甲基、庚氧基甲基、辛氧基甲基、癸氧基甲基、十二烷氧基甲基(月桂基氧基甲基)、十六烷氧基甲基(鯨蠟基氧基甲基)、十八烷氧基甲基(硬脂基氧基甲基)、二十烷氧基甲基及十六烷氧基甲基等直鏈狀或支鏈狀碳原子數(shù)2~21的烷氧基甲基。
所述烯氧基烷基并無特別限定,可列舉例如烯氧基甲基,且可更具體列舉例如乙烯氧基甲基、烯丙氧基甲基(allyloxymethyl group)、異丙烯氧基甲基及9-十八烯氧基甲基等碳原子數(shù)2~21的直鏈狀或支鏈狀烯氧基烷基。
所述炔氧基烷基并無特別限定,可列舉例如炔氧基甲基等碳原子數(shù)2~21的直鏈狀或支鏈狀炔氧基烷基。
所述鹵代烷氧基烷基并無特別限定,可列舉例如鹵代烷氧基甲基,且可更具體列舉例如氯甲氧基甲基、氯乙氧基甲基、氯丁氧基甲基、二氯甲氧基甲基、三氟甲氧基甲基、溴甲氧基甲基、氟甲氧基甲基、三氟乙氧基甲基、四氟丙氧基甲基、八氟戊氧基甲基及十二氟庚氧基甲基等碳原子數(shù)2~21的直鏈或支鏈狀鹵代烷氧基甲基。
所述烷氧基-聚(烷氧基)烷基并無特別限定,可列舉例如烷氧基-聚(烷氧基)甲基,且可更具體列舉例如十二烷氧基-(CH2CH2O)15-甲基。
所述鹵素并無特別限定,可列舉例如氟原子、氯原子及溴原子等。
所述(甲基)丙烯酰氧基烷基并無特別限定,可列舉例如(甲基)丙烯酰氧基甲基,且可更具體列舉例如丙烯酰氧基甲基、甲基丙烯酰氧基甲基等碳原子數(shù)2~21的直鏈或支鏈狀(甲基)丙烯酰氧基烷基。
所述(甲基)丙烯酰氧基烷氧基烷基并無特別限定,可列舉例如(甲基)丙烯酰氧基烷氧基甲基,且可更具體列舉例如丙烯酰氧基丁氧基甲基等碳原子數(shù)2~21的直鏈或支鏈狀(甲基)丙烯酰氧基烷氧基烷基。
L2上的所述取代基更優(yōu)選選自烷基、烯基、炔基、鹵代烷基、烷氧基、?;?、酰氧基、烷氧羰基、烯氧羰基、烷氧基甲基、烯氧基甲基、鹵代烷氧基甲基、烷氧基-聚(烷氧基)甲基、酰氧基甲基、鹵素、(甲基)丙烯酰氧基甲基及(甲基)丙烯酰氧基烷氧基甲基中的至少一種取代基。此外,所述化學(xué)式(1)中,L2中的一個(gè)氫原子可被取代基取代或不被取代(即,取代數(shù)為1或0),且所述取代基更優(yōu)選選自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、乙烯基、烯丙基、丙烯基、丁酰基、戊酰基、己?;?、庚酰基、辛酰基、壬?;⒐秕;?、乙炔基、炔丙基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、2-甲基丙氧基、1-甲基丙氧基、叔丁氧基、氯甲基、全氟丁基甲基、全氟己基甲基、氯乙基、氯丁基、二氯甲基、三氟甲基、溴甲基、溴乙基、氟甲基、三氟乙基、甲氧羰基、乙氧羰基、丁氧羰基、甲氧基甲基、乙氧基甲基、丙氧基甲基、丁氧基甲基、戊氧基甲基、己氧基甲基、庚氧基甲基、辛氧基甲基、二十烷氧基甲基、癸氧基甲基、十二烷氧基甲基、十六烷氧基甲基、十八烷氧基甲基、烯丙氧基甲基、乙烯氧基甲基、異丙烯氧基甲基、9-十八烯氧基甲基、十二烷氧基-(CH2CH2O)15-甲基、丙烯酰氧基丁氧基甲基、四氟丙氧基甲基、八氟戊氧基甲基、十二氟庚氧基甲基、丙烯酰氧基甲基、甲基丙烯酰氧基甲基、氟原子、氯原子、溴原子、甲酰基、乙?;?、乙基羰基、丙基羰基、戊基羰基、環(huán)己基羰基、辛基羰基、2-乙基己基羰基及十二烷基羰基中的至少一個(gè)取代基。
所述化學(xué)式(1)所示聚亞烷基氧化物共聚物作為分散劑發(fā)揮功能的機(jī)理,例如可推測或例示如下。即,所述副結(jié)構(gòu)單元a因具有含芳香環(huán)的取代基Ar而借由芳香環(huán)特有的親和性吸附于分散質(zhì)表面。另一方面,所述副結(jié)構(gòu)單元b不合芳香環(huán)而難以吸附在分散質(zhì)表面,且因?qū)Ψ稚⒔橘|(zhì)具有親和性,所述化學(xué)式(1)所示的聚亞烷基氧化物共聚物發(fā)揮表面活性效果。舉例而言,若所述副結(jié)構(gòu)單元b呈親水性,則可使與芳香環(huán)具有高親和性的分散質(zhì)分散于水中。但此種機(jī)理如上所述為推測或例示,不對本發(fā)明做任何限制。此外,本發(fā)明的分散劑中,分散介質(zhì)不限于水,如后述般可為任何分散介質(zhì)。
將所述副結(jié)構(gòu)單元b的具體結(jié)構(gòu)例示于下述化學(xué)式(3-1)~(3-2)。
[化3-1-2]
其中所述化學(xué)式(3-1)及(3-2)中,m、m’及l(fā)各自為1以上的整數(shù)。
此外,所述化學(xué)式(1)所示聚亞烷基氧化物存在互變異構(gòu)體或立體異構(gòu)體(例如幾何異構(gòu)體、構(gòu)象異構(gòu)體及光學(xué)異構(gòu)體)等異構(gòu)體時(shí),任一異構(gòu)體均可用于本發(fā)明。
以上已分別就具有所述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元的聚氧亞烷基氧化物的所述副結(jié)構(gòu)單元a及所述副結(jié)構(gòu)單元b予以說明。本發(fā)明中具有所述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元的聚氧亞烷基也可例如將關(guān)于所述副結(jié)構(gòu)單元a與所述副結(jié)構(gòu)單元b具體例示的所述化學(xué)式任意組合。將所述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元中,所述副結(jié)構(gòu)單元a與所述副結(jié)構(gòu)單元b的組合的具體例(結(jié)構(gòu)單元1~32)示于下述表1。
[表1]
此外,具有所述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元的聚亞烷基氧化物中的所述結(jié)構(gòu)單元例如可為下述結(jié)構(gòu)單元(A1)~(A27)中的任一種。但下述結(jié)構(gòu)單元(A1)~(A27)中的各單體結(jié)構(gòu)單元的排列順序并無特別限定,可為交替、無規(guī)或嵌段中的任一種。此外,下述中,作為烷基碳原子數(shù)1~18的烷基,可列舉如十二烷基。
(A1)環(huán)氧乙烷與氧化苯乙烯的共聚物;
(A2)環(huán)氧丙烷與氧化苯乙烯的共聚物;
(A3)環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷與氧化苯乙烯的共聚物;
(A4)環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丁烷與氧化苯乙烯的共聚物;
(A5)環(huán)氧乙烷、烷基碳原子數(shù)1~18的烷基縮水甘油基醚與氧化苯乙烯的共聚物;
(A6)環(huán)氧乙烷、烯丙基縮水甘油基基醚與氧化苯乙烯的共聚物;
(A7)環(huán)氧乙烷與苯基縮水甘油基醚的共聚物;
(A8)環(huán)氧丙烷與苯基縮水甘油基醚的共聚物;
(A9)環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷與苯基縮水甘油基醚的共聚物;
(A10)環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丁烷與苯基縮水甘油基醚的共聚物;
(A11)環(huán)氧乙烷、烷基碳原子數(shù)1~18的烷基縮水甘油基醚與苯基縮水甘油基醚的共聚物;
(A12)環(huán)氧乙烷、烯丙基縮水甘油基醚與苯基縮水甘油基醚的共聚物;
(A13)環(huán)氧乙烷與萘基縮水甘油基醚的共聚物;
(A14)環(huán)氧丙烷與萘基縮水甘油基醚的共聚物;
(A15)環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷與萘基縮水甘油基醚的共聚物;
(A16)環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丁烷與萘基縮水甘油基醚的共聚物;
(A17)環(huán)氧乙烷、烷基碳原子數(shù)1~18的烷基縮水甘油基醚與萘基縮水甘油基醚的共聚物;
(A18)環(huán)氧乙烷、烯丙基縮水甘油基醚與萘基縮水甘油基醚的共聚物;
(A19)環(huán)氧乙烷與N-縮水甘油基鄰苯二甲酰亞胺的共聚物;
(A20)環(huán)氧丙烷與N-縮水甘油基鄰苯二甲酰亞胺的共聚物;
(A21)環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷與N-縮水甘油基鄰苯二甲酰亞胺的共聚物;
(A22)環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丁烷與N-縮水甘油基鄰苯二甲酰亞胺的共聚物;
(A23)環(huán)氧乙烷、烷基碳原子數(shù)1~18的烷基縮水甘油基醚與N-縮水甘油基鄰苯二甲酰亞胺的共聚物;
(A24)環(huán)氧乙烷、烯丙基縮水甘油基醚與N-縮水甘油基鄰苯二甲酰亞胺的共聚物;
(A25)環(huán)氧乙烷、氧化苯乙烯與N-縮水甘油基鄰苯二甲酰亞胺的共聚物;
(A26)環(huán)氧乙烷、苯基縮水甘油基醚與N-縮水甘油基鄰苯二甲酰亞胺的共聚物;
(A27)環(huán)氧乙烷、萘基縮水甘油基醚與N-縮水甘油基鄰苯二甲酰亞胺的共聚物。
本發(fā)明的分散劑中,具有所述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元的聚亞烷基氧化物中,從分散性的觀點(diǎn)來看,所述結(jié)構(gòu)單元優(yōu)選為所述表1的結(jié)構(gòu)單元1~32或所述結(jié)構(gòu)單元(A1)~(A27),更優(yōu)選所述表1的結(jié)構(gòu)單元6、16、22或32,尤其優(yōu)選所述結(jié)構(gòu)單元為所述表1的結(jié)構(gòu)單元22(分別與所述結(jié)構(gòu)單元(A7)或下述化學(xué)式(4)相同)或16(分別與所述結(jié)構(gòu)單元(A19)或下述化學(xué)式(5)相同)。
[化4]
[化5]
所述化學(xué)式(4)中,n、m及l(fā)為1以上的整數(shù),所述化學(xué)式(5)中,n及m為1以上的整數(shù)。
所述化學(xué)式(1)中,所述n為所述副結(jié)構(gòu)單元a的數(shù)量,n為1以上的整數(shù)。所述化學(xué)式(1)中,所述m為所述副結(jié)構(gòu)單元b的數(shù)量,m為1以上的整數(shù)。所述副結(jié)構(gòu)單元a與b的排列順序并無特別限定,具有所述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元的聚亞烷基氧化物可為交替共聚物,也可為無規(guī)共聚物,也可為嵌段共聚物。所述聚亞烷基氧化物從分散性的觀點(diǎn)來看,優(yōu)選為無規(guī)共聚物。此外,所述副結(jié)構(gòu)單元a與b分別可為1種或多種。
(共聚比)
具有所述化學(xué)式(1)結(jié)構(gòu)單元的聚亞烷基氧化物的副結(jié)構(gòu)單元a與b的共聚比(副結(jié)構(gòu)單元a:副結(jié)構(gòu)單元b)并無特別限定,從分散性的觀點(diǎn)來看,例如副結(jié)構(gòu)單元a:副結(jié)構(gòu)單元b=0.01∶99.99~50∶50,優(yōu)選為0.1∶99.9~30∶70,更優(yōu)選為0.5∶99.5~20∶90,進(jìn)一步優(yōu)選為1∶99~10∶90。但這些數(shù)值為例示,可根據(jù)用途等而適當(dāng)變更。例如,在分散介質(zhì)為水時(shí)、為水以外的分散介質(zhì)時(shí)或?yàn)樗c其他分散介質(zhì)的混合物時(shí),可根據(jù)所述分散介質(zhì)的極性而使所述共聚比(副結(jié)構(gòu)單元a:副結(jié)構(gòu)單元b)變化。更具體而言,例如,所述分散介質(zhì)的極性較低(疏水性較高)時(shí),所述共聚比(副結(jié)構(gòu)單元a:副結(jié)構(gòu)單元b)中,可將副結(jié)構(gòu)單元a的比率增大。
(重均分子量)
本發(fā)明的分散劑中,具有所述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元的聚亞烷基氧化物的重均分子量并無特別限定,但從分散性的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選較大,例如為1,000以上,優(yōu)選為4,000以上,更優(yōu)選為5,000以上,進(jìn)一步優(yōu)選為10,000以上,更進(jìn)一步優(yōu)選為20,000以上,還進(jìn)一步優(yōu)選為30,000以上。此外,若從使粘度變小而使處置變得容易的觀點(diǎn)來看,所述重均分子量優(yōu)選較小,例如為10,000,000以下,優(yōu)選為1,000,000以下,更優(yōu)選為500,000以下,進(jìn)一步優(yōu)選為200,000以下。所述重均分子量的測定方法并無特別限定,但可舉例如后述實(shí)施例中所述的測定方法等。
(末端結(jié)構(gòu))
具有所述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元的聚亞烷基氧化物指主要結(jié)構(gòu)以所述化學(xué)式(1)表示的聚亞烷基氧化物。具有所述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元的聚亞烷基氧化物中,未示于所述化學(xué)式(1)的末端結(jié)構(gòu)為由用于合成具有所述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元的聚亞烷基氧化物的聚合引發(fā)劑或聚合終止劑、催化劑等所構(gòu)成的末端結(jié)構(gòu),并無特別限定。
所述末端結(jié)構(gòu)雖因具有所述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元的聚亞烷基氧化物的合成方法等而不同,但一般而言,會(huì)成為附加有來自聚合引發(fā)劑或聚合終止劑、催化劑的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。
所述聚合引發(fā)劑例如可使用分子結(jié)構(gòu)中具有活性氫的化合物、酸、有機(jī)鹽、金屬鹽、鎓鹽、過氧化物、二硫化物等。例如,所述來自聚合引發(fā)劑的末端結(jié)構(gòu)可成為這些化合物的活性氫或陽離子結(jié)構(gòu)經(jīng)取代或經(jīng)附加自由基生成部分而成的結(jié)構(gòu)。
所述聚合引發(fā)劑所具有的活性氫或酸基等的數(shù)量并無特別限定,優(yōu)選為4以下,進(jìn)一步優(yōu)選為2以下,更進(jìn)一步優(yōu)選為1。具有所述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元的聚亞烷基氧化物的末端結(jié)構(gòu)可列舉例如將氫原子或烷基、芳基、羥基或氨基、酰胺基、酰亞胺基、醚基、硫醚基、酯基、無機(jī)酸殘基、活性碳?xì)埢茸鳛檫B結(jié)基的經(jīng)取代或無取代的末端結(jié)構(gòu)等。
此外,所述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元中,另一個(gè)末端并無特別限定,但一般而言,為例如附加有來自聚合終止劑或催化劑的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。更具體而言,所述另一個(gè)末端為例如在亞烷基氧化物結(jié)構(gòu)因聚合反應(yīng)開環(huán)所生成的氧原子末端上,鍵合聚合終止劑或催化劑的全部或部分結(jié)構(gòu)而成的末端結(jié)構(gòu)。
所述來自聚合終止劑或催化劑的末端結(jié)構(gòu)可列舉例如:將羥基或氨基、酰胺基、酰亞胺基、醚基、硫醚基、酯基等作為連結(jié)基的經(jīng)取代或無取代的結(jié)構(gòu);經(jīng)取代的羧基、無機(jī)酸酯基、無機(jī)酸殘基及活性碳?xì)埢€有堿金屬鹽、經(jīng)取代的氨基等雜原子的鎓鹽、烷基金屬鹽等結(jié)構(gòu)。
所述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元中,所述末端結(jié)構(gòu)的兩末端可相同也可不同。所述末端結(jié)構(gòu)的所述取代基優(yōu)選為碳原子數(shù)20以下的烷基或芳基等,更優(yōu)選為碳原子數(shù)6以下的烷基或芳基。所述無機(jī)酸殘基優(yōu)選為鹵素原子、硫酸酯基及磷酸酯基等,更優(yōu)選為氯原子及溴原子等。
此外,所述主要結(jié)構(gòu)以所述化學(xué)式(1)表示的聚亞烷基氧化物意指例如其分子量中所述化學(xué)式(1)所示結(jié)構(gòu)占90%以上的聚亞烷基氧化物,且優(yōu)選所述化學(xué)式(1)所示結(jié)構(gòu)占95%以上,更優(yōu)選所述化學(xué)式(1)所示結(jié)構(gòu)占98%以上,進(jìn)一步優(yōu)選所述化學(xué)式(1)所示結(jié)構(gòu)占99.5%以上。
〔2.添加劑〕
本發(fā)明的分散劑可依需要而與添加劑一起使用。例如,也可將用作分散劑的所述化學(xué)式(1)以外的物質(zhì)與所述添加劑一起使用。可一起使用的分散劑并無特別限定,例如可將非離子性表面活性劑、陰離子性表面活性劑、陽離子性表面活性劑、兩性表面活性劑等公知的表面活性劑作為分散劑一起使用。
[聚亞烷基氧化物的制造方法]
為本發(fā)明的分散劑成分的具有所述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元的聚亞烷基氧化物的制造方法并無特別限定。舉例來說,具有所述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元的聚亞烷基氧化物可通過用公知的方法或基于公知方法的方法,使所述副結(jié)構(gòu)單元a的單體與所述副結(jié)構(gòu)單元b的單體共聚合而制造。所述副結(jié)構(gòu)單元a的單體及所述副結(jié)構(gòu)單元b的單體分別可為一種也可為多種。例如,所述各單體也可為對應(yīng)于L1及L2的亞烷基的碳原子數(shù)的環(huán)狀醚。下述流程1中示出其化學(xué)反應(yīng)式的一例。此外,下述流程1為L1與L2分別為亞乙基(碳原子數(shù)2的亞烷基)時(shí)的例子。下述流程1中,n與m分別為1以上的整數(shù)。
[化S1]
此外,所述副結(jié)構(gòu)單元b的單體為多種(環(huán)氧乙烷及環(huán)氧丙烷)時(shí)的實(shí)例示于下述流程2中。下述流程2中,n、m’及l(fā)分別為1以上的整數(shù)。
[化S2]
所述反應(yīng)式(s1)中,所述副結(jié)構(gòu)單元a的單體成分與b的單體成分的聚合比(n∶m)并無特別限定,但從分散性的觀點(diǎn)來看,水用分散劑(以水作為分散介質(zhì)的用途的分散劑)的情況下,例如為n∶m=0.01∶99.99~50∶50,且優(yōu)選為0.1∶99.9~30∶70,更優(yōu)選為0.5∶99.5~20∶90,進(jìn)一步優(yōu)選為1∶99~10∶90。但這些數(shù)值為例示,如上所述,可依據(jù)用途(例如分散介質(zhì)的種類)等而適當(dāng)變更。
所述反應(yīng)式(流程2)中,所述副結(jié)構(gòu)單元a的單體成分及所述副結(jié)構(gòu)單元b的單體成分的聚合比(n∶m’∶l)并無特別限定,但若使n+m’+l=100%,則從分散性的觀點(diǎn)來看,水用分散劑(以水作為分散介質(zhì)的用途的分散劑)的情況下,例如為m’=10~99.99%,且優(yōu)選為m’=20~99.9%,更優(yōu)選為m’=50~99%,進(jìn)一步優(yōu)選為m’=70~95%。另一方面,溶劑用分散劑(以疏水性溶劑作為分散介質(zhì)的用途的分散劑)的情況下,例如為l=10~99.99%,且優(yōu)選為l=20~99.9%,更優(yōu)選為l=50~99%,進(jìn)一步優(yōu)選為l=70~95%。但這些數(shù)值也與上述一樣,可依據(jù)用途(例如分散介質(zhì)的種類)等而適當(dāng)變更。
所述副結(jié)構(gòu)單元a及b的單體結(jié)構(gòu)可配合所述副結(jié)構(gòu)單元a及b的結(jié)構(gòu)而適當(dāng)選擇。例如,L1具有Z-Ar以外的取代基時(shí),可將具有對應(yīng)取代基的環(huán)狀醚用作所述副結(jié)構(gòu)單元a的單體。同樣地,L2具有取代基時(shí),可將具有對應(yīng)取代基的環(huán)狀醚用作所述副結(jié)構(gòu)單元b的單體。此外,例如,具有所述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元的聚亞烷基氧化物為具有所述化學(xué)式(4)或(5)的結(jié)構(gòu)單元的聚亞烷基氧化物時(shí),可將后述實(shí)施例中所述單體用作所述副結(jié)構(gòu)單元a及b的單體。另外,例如,所述副結(jié)構(gòu)單元a以所述化學(xué)式(1-1)~(1-15)或(2)表示時(shí),所述副結(jié)構(gòu)單元a的單體可使用下述(6-1)~(6-15)或(2a)。
[化6-1-12]
[化6-13-15]
[化2a]
所述流程1或2中所示的共聚反應(yīng)等、用于合成具有所述式(1)的結(jié)構(gòu)單元的聚亞烷基氧化物的共聚反應(yīng)的反應(yīng)條件并無特別限定,如上所述,可用公知方法或基于其的方法。具體而言,例如,在氮等惰性氣體環(huán)境下于0~50℃的低溫條件下或100~250℃的高溫條件下,以給定反應(yīng)時(shí)間使各單體成分開環(huán)聚合即可。此外,也可依需要,使用高壓釜等在加壓條件下使其反應(yīng)。反應(yīng)溶劑并無特別限定,可列舉例如正丁烷、異丁烷、正戊烷、環(huán)戊烷、工業(yè)用己烷、正己烷、異己烷、環(huán)己烷、正庚烷、正辛烷及異辛烷等低極性溶劑。此外,優(yōu)選依據(jù)需要使用聚合催化劑。例如,所述共聚反應(yīng)的反應(yīng)條件可與日本特開2006-077039號(hào)公報(bào)中所述的反應(yīng)條件相同,或是基于這些條件。上述公報(bào)中所述方法中,通過使用含有成分A:有機(jī)鋁化合物以及成分B:堿金屬烷氧化物或堿金屬氫氧化物中的任一種的聚合催化劑進(jìn)行共聚合,可產(chǎn)率良好地合成聚亞烷基氧化物。
此外,通過所述共聚反應(yīng)所得的聚亞烷基氧化物也可依據(jù)需要而利用HPLC(高速液相色譜法)及柱色譜法等公知方法進(jìn)行純化,從而提高純度。
〔分散劑的用途〕
接著,對本發(fā)明的分散劑的用途予以說明。
本發(fā)明的分散劑如上所述般含有具有所述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元的聚亞烷基氧化物,且所述聚亞烷基氧化物含有在側(cè)鏈上具有芳基的副結(jié)構(gòu)單元a與在側(cè)鏈上不具有芳基的副結(jié)構(gòu)單元b。借此,可適用作寬范圍的分散質(zhì)的分散劑,而發(fā)揮優(yōu)異的分散性。這可根據(jù)以下機(jī)理來推測。即,對所述側(cè)鏈上具有芳基的副結(jié)構(gòu)單元a而言,所述芳基(芳香族環(huán))具有電子豐富的π電子系。因此,所述副結(jié)構(gòu)單元a通過不同于疏水性相互作用的芳香族環(huán)所特有的π-π相互作用,而在分散介質(zhì)中發(fā)揮與分散質(zhì)表面的π電子系相互作用的效果。借此,所述具有化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元的聚亞烷基氧化物與寬范圍的有機(jī)粒子及無機(jī)粒子非共價(jià)鍵性地發(fā)生分子間相互作用。而且,所述具有化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元的聚亞烷基氧化物因在側(cè)鏈上具有多個(gè)芳香族環(huán)而可多點(diǎn)吸附于分散質(zhì)表面,因此,一旦吸附即難以分離。另一方面,側(cè)鏈上不具有芳基的副結(jié)構(gòu)單元b通過適當(dāng)?shù)剡x擇對分散介質(zhì)具有高親和性的組成,在分散質(zhì)表面形成對分散介質(zhì)具有高親和性的層而發(fā)揮分散性。進(jìn)一步而言,所述具有化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元的聚亞烷基氧化物中,副結(jié)構(gòu)單元b在分散質(zhì)表面構(gòu)筑體積大的親分散介質(zhì)性的聚合物層,通過其空間位阻效應(yīng)而發(fā)揮抑制分散質(zhì)再凝集的效果。具體而言,例如,所述聚亞烷基氧化物的側(cè)鏈中的芳香族環(huán)的π電子與作為有機(jī)微粒的有機(jī)顏料或作為無機(jī)微粒的納米碳中的芳香族環(huán)π電子因π-π相互作用而吸附,進(jìn)而在所述有機(jī)顏料或納米碳表面形成所述聚亞烷基氧化物的層。推測由此抑制所述有機(jī)顏料或納米碳凝集,而可均勻分散在分散介質(zhì)中。然而,對芳香族環(huán)而言,除了所述效果以外,已知其也會(huì)發(fā)生疏水性相互作用以及π電子系與金屬間的相互作用,對于不具有芳香族環(huán)的分散質(zhì)也有效,這些機(jī)理為效果之一例,本發(fā)明不受其限制。此外,由于本發(fā)明的分散劑含有可容易地調(diào)節(jié)親介質(zhì)性的副結(jié)構(gòu)單元b,因此可通過適當(dāng)選擇副結(jié)構(gòu)單元b的組成而應(yīng)用于寬范圍的溶劑。更具體而言,例如,可通過調(diào)節(jié)所述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元中的所述副結(jié)構(gòu)單元b的比率(組成)而調(diào)整親介質(zhì)性。此外,可認(rèn)為所述副結(jié)構(gòu)單元b因原料單體而親水性相對地有所不同,例如,可推測親水性會(huì)依環(huán)氧乙烷>環(huán)氧丙烷>十二烷基縮水甘油基醚的順序而相比較高。因此,也可通過調(diào)節(jié)所述副結(jié)構(gòu)單元b中所述單體的比率(組成)而調(diào)節(jié)所述化學(xué)式(1)所示聚亞烷基氧化物的親介質(zhì)性。舉例而言,本發(fā)明的分散劑在分散介質(zhì)為水時(shí)尤其適于應(yīng)用。
進(jìn)一步來說,所述副結(jié)構(gòu)單元a所具有的芳香環(huán)與極性基團(tuán)或烷基鏈等疏水基團(tuán)不同,其以特有的π-π相互作用吸附于分散質(zhì),因此非常不易受到外部因素阻礙。此外,由于所述副結(jié)構(gòu)單元b的L2-O為非離子性的親水基,因此也呈現(xiàn)難以受極性基團(tuán)或添加劑影響的結(jié)構(gòu)。由此,推測即使所述化學(xué)式(1)的結(jié)構(gòu)單元中包含與分散性無關(guān)的取代基等也不易受到對分散性的影響。但此推測也為一例而不限定本發(fā)明。
本發(fā)明的分散劑對于所述分散質(zhì)與其他物質(zhì)的混合物也發(fā)揮優(yōu)異的分散性。一般而言,具有羧基等極性基團(tuán)的兩性表面活性劑等以往的分散劑在添加了無機(jī)鹽等混合物時(shí),因所述添加所致pH變化及離子濃度變化而失去分散性能,而產(chǎn)生分散劑本身發(fā)生凝集的問題。相對于此,本發(fā)明的所述分散劑不受所述添加劑影響,發(fā)揮優(yōu)異分散性。具體而言,例如,所述分散劑對于所述CNT與無機(jī)鹽等離子性添加劑的混合物也可發(fā)揮優(yōu)異分散性。
<分散質(zhì)>
所述分散質(zhì)雖無特別限定,但可列舉例如無機(jī)粒子、有機(jī)粒子、無機(jī)纖維及有機(jī)纖維等。這些可自行制備,也可使用市售品。
(無機(jī)粒子)
所述無機(jī)粒子并無特別限定,可列舉例如碳、二氧化硅(氧化硅)、金屬粒子、金屬納米粒子及無機(jī)鹽等。此外,本發(fā)明中,所述無機(jī)粒子包括例如表面經(jīng)有機(jī)官能團(tuán)修飾的無機(jī)粒子。表面經(jīng)有機(jī)官能團(tuán)修飾的無機(jī)粒子可列舉例如:表面經(jīng)有機(jī)官能團(tuán)修飾的CNT(碳納米管)、表面經(jīng)有機(jī)官能團(tuán)修飾的二氧化硅等。此外,在本發(fā)明中,金屬粒子不限于金屬的單質(zhì)、合金等粒子,而如后述般,也包括金屬化合物(例如金屬氧化物)的粒子。
所述碳可列舉石墨、碳粒子、碳纖維及納米碳等。所述石墨可列舉如鱗片狀石墨、經(jīng)親水處理的石墨、表面經(jīng)非晶質(zhì)碳涂覆的石墨等。所述納米碳可列舉例如單層碳納米管(CNT)、二層CNT、多層CNT及疊杯型CNT等CNT,碳納米纖維(CNF),爐法炭黑、槽法炭黑、乙炔黑、科琴黑(Ketjen black)、經(jīng)氧化處理的炭黑、中空碳等炭黑(CB),碳納米線圈(CNC),碳納米角(CNH),富勒烯及石墨烯等,優(yōu)選CNF或CNT。所述CNF并無特別限定,以催化化學(xué)氣相析出法等無論何種制造方法制造的CNF均可應(yīng)用。所述CNT并無特別限定,以電弧放電法、CVD(化學(xué)氣相沉積)法、激光消融法等無論何種制造方法制造的CNT均可應(yīng)用。此外,所述CNT為例如單層碳納米管、雙層結(jié)構(gòu)的碳納米管、多層碳納米管及疊杯型碳納米管等任何結(jié)構(gòu)均可應(yīng)用。所述CB并無特別限定,可列舉例如市售的爐法炭黑、槽法炭黑、乙炔黑、科琴黑、經(jīng)氧化處理的炭黑、中空碳等。所述CNC并無特別限定,例如,以乙炔的催化活性化熱分解法等無論何種制法制造的CNC均可應(yīng)用。所述石墨并無特別限定,例如,可列舉鱗片狀石墨及經(jīng)親水處理的鱗片狀石墨等。
所述二氧化硅可列舉如膠態(tài)二氧化硅、氣相二氧化硅及經(jīng)表面修飾的二氧化硅等。所述金屬粒子可列舉金、銀、銅、鉑、鎳、鈀、錫、鐵、鉻、鈷、鉬、錳等。所述金屬粒子也可為金屬氧化物粒子、金屬氧化物半導(dǎo)體粒子及無機(jī)顏料等。所述金屬氧化物粒子可列舉氧化錫、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋅、氧化鋯及氧化鐵等。所述金屬氧化物半導(dǎo)體粒子可列舉氧化銦-氧化鎵-氧化鋅(IGZO)、氧化銦-氧化鋅(IZO)及氧化鋅-氧化錫(ZTO)等。所述無機(jī)顏料可列舉氧化鈦(Titania)、赭石(氧化鐵)等著色顏料、磷鉬酸鋁及三聚磷酸鋁等防銹顏料等。所述金屬納米粒子可列舉所述金屬粒子的微粒、所述金屬氧化物的微粒及所述金屬氧化物半導(dǎo)體的微粒等。所述無機(jī)鹽可列舉碳酸鈣等。
(有機(jī)粒子)
所述有機(jī)粒子可舉例如有機(jī)顏料及樹脂粒子等。所述有機(jī)顏料可列舉如次甲基偶氮(azomethine)等偶氮顏料、異吲哚啉酮、異吲哚啉、蒽醌、蒽酮、噸、二酮吡咯并吡咯(Diketopyrrolopyrrole)、苝、紫環(huán)酮(perinone)、喹吖啶酮、靛青類、二噁嗪、酞菁(酞菁藍(lán)、酞菁綠等)等多環(huán)顏料等。所述樹脂粒子可列舉如聚乙烯(PE)樹脂、聚丙烯(PP)樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)樹脂、丙烯酸樹脂、甲基丙烯酸樹脂及聚偏二氟乙烯等。
(有機(jī)纖維)
所述有機(jī)纖維可列舉如PET、聚對苯二甲酸丙二酯(PTMT)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚萘二甲酸丙二酯(PTMN)、聚萘二甲酸丁二酯(PBN)等聚酯纖維、芳綸纖維(例如對位芳綸纖維、間位芳綸纖維)、聚偏二氟乙烯纖維及纖維素纖維等。
芳綸纖維舉例而言,可使用由對苯二胺與對苯二甲酰氯共縮合而得的對位系芳綸纖維或者由間苯二胺與間苯二酰氯共縮合而得的間位系芳綸纖維中的任一種,100~10000dtex的纖維可適于使用。
(無機(jī)纖維)
所述無機(jī)纖維并無特別限定,可列舉如碳纖維、玻璃纖維、金屬纖維、陶瓷纖維及玄武巖纖維等,但其中優(yōu)選碳纖維及玻璃纖維。
碳纖維可例示如PAN系碳纖維、瀝青系碳纖維、纖維素系碳纖維、氣相成長系碳纖維及這些纖維的石墨化纖維等。PAN系碳纖維為以聚丙烯腈纖維為原料的碳纖維。瀝青系碳纖維為以石油焦油或石油瀝青為原料的碳纖維。纖維素系碳纖維是以粘膠人造絲或乙酸纖維素等為原料的碳纖維。氣相成長系碳纖維為以烴等為原料的碳纖維。其中,在強(qiáng)度與彈性率平衡的觀點(diǎn)上,優(yōu)選PAN系碳纖維。
玻璃纖維舉例來說可使用例如E玻璃、C玻璃、S玻璃、D玻璃、AR玻璃等,只要是玻璃纖維均可使用,但從成本觀點(diǎn)出發(fā),E玻璃可適于使用。玻璃纖維的纖維直徑以6~20μm適于使用,截面形態(tài)除圓形的以外,也可使用橢圓或矩形等的扁平玻璃。
金屬纖維可舉例如金、銀、鋁、銅、黃銅、鐵、鈦、鎳、不銹鋼等金屬及復(fù)合金屬所構(gòu)成的纖維。
陶瓷纖維并無特別限定,但舉例而言則有以熔融法制得而以氧化鋁及二氧化硅為主成分并且氧化鋁與氧化硅質(zhì)量比通常為30∶70~60∶40的陶瓷纖維,市售品則可列舉例如新日化Thermal Ceramics株式會(huì)社制“SC-1260 Bulk”、東芝Mono Flux株式會(huì)社制“FIBREXCEL Bulkfiber”、Isolite工業(yè)株式會(huì)社制“Isowool 1260 Bulk”、Ibiden株式會(huì)社制“J Bulk”等。
玄武巖纖維雖無特別限定,但可列舉如下纖維:其為一種由玄武巖熔融紡絲而對環(huán)境友善的高強(qiáng)度纖維,其為具有優(yōu)異的抗張力、耐熱性、耐紫外線性及耐酸/堿性,且具有與芳綸纖維匹敵的強(qiáng)度的纖維。市售品可列舉如JCK株式會(huì)社制“玄武巖短切纖維(Basalt chopped strand)”、Allte Cloth株式會(huì)社制“玄武巖短切纖維”等。
在本發(fā)明中,無機(jī)纖維或有機(jī)纖維由連續(xù)纖維所構(gòu)成或由不連續(xù)的纖維所構(gòu)成均可,但為了達(dá)成更良好的分散狀態(tài),優(yōu)選不連續(xù)的纖維,更優(yōu)選短切纖維。
無機(jī)纖維及/或有機(jī)纖維的粗細(xì)(直徑)雖無特別限定,為1~20μm左右,優(yōu)選3~18μm左右。纖維的粗細(xì)(直徑)若較1μm細(xì),在制造過程或使用中被攝入人體時(shí),有時(shí)會(huì)有致癌性的情況,因而不理想。此外,纖維的粗細(xì)(直徑)若大于20μm,則分散均勻性有惡化的可能。
此外,無機(jī)纖維及/或有機(jī)纖維的纖維長優(yōu)選為1~50mm,更優(yōu)選為3~30mm。若小于1mm,則有難以有效發(fā)揮無機(jī)纖維或有機(jī)纖維的加強(qiáng)效果的可能。若大于50mm,則有難以使分散狀態(tài)維持良好的可能。纖維的纖維長意指單纖維的長度,將纖維軸方向的長度以游標(biāo)卡尺測定,或者可取出單纖維并以顯微鏡觀察來測定。
在本發(fā)明中,無機(jī)纖維及/或有機(jī)纖維與分散劑一起投入至分散介質(zhì)而使用。纖維的投入量相對于分散介質(zhì)1L例如為0.1~10g,優(yōu)選為0.3~7g,更優(yōu)選為0.5~5g范圍內(nèi)制備而得。通過設(shè)定成該范圍,纖維可高效地分散于分散介質(zhì)中,而可在短時(shí)間內(nèi)制得均勻分散的分散組合物。使無機(jī)纖維及/或有機(jī)纖維分散于分散介質(zhì)中時(shí),使用適合恰當(dāng)?shù)难b置進(jìn)行攪拌。更具體而言,例如可在碳纖維、玻璃纖維等無機(jī)纖維及/或聚酯纖維、芳綸纖維等有機(jī)纖維中投入本發(fā)明的分散劑以及作為分散介質(zhì)的水,以打漿機(jī)等攪拌(解離)后移送到儲(chǔ)漿槽(chest)等,進(jìn)一步以水稀釋而制備出濕法造紙用分散組合物。攪拌方法可使用公知技術(shù),例如可使用各種解離機(jī)(打漿機(jī))、尼格拉打漿機(jī)(Niagara beater)等各種打漿機(jī)、單轉(zhuǎn)盤盤磨機(jī)(single disc refiner)、雙轉(zhuǎn)盤盤磨機(jī)等各種盤磨機(jī)以及各種攪拌器等使其分散。
此外,上述無機(jī)纖維及/或有機(jī)纖維也可為在制造纖維強(qiáng)化塑料材料時(shí)適度進(jìn)行過表面處理的纖維。
本發(fā)明中,含所述無機(jī)纖維及/或有機(jī)纖維的分散組合物可利用去除分散介質(zhì)進(jìn)行片材化(即所謂濕法造紙法)的方法等來制造纖維片材。用于濕法造紙法的造紙機(jī)可使用傾斜線圈型造紙機(jī)、圓網(wǎng)造紙機(jī)、長網(wǎng)造紙機(jī)、短網(wǎng)造紙機(jī)等已知的造紙機(jī),但優(yōu)選使用傾斜線圈型造紙機(jī)。
用這種濕法造紙法制造纖維片材時(shí),僅以纖維間的物理性絡(luò)合,有時(shí)會(huì)有作為可處理片材的強(qiáng)度不足的問題。此時(shí),也可添加粘合劑使纖維間結(jié)合。
這種粘合劑成分可使用丙烯酸樹脂、苯乙烯-丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、酚樹脂、聚氨酯樹脂、聚酰胺(尼龍)樹脂、聚酯樹脂、改性聚酯樹脂(芯鞘結(jié)構(gòu))、聚丙烯樹脂、聚乙烯樹脂及聚乙烯醇等可熱水熔融的樹脂等用于常規(guī)制造不織布的粘合劑成分。
此外,本發(fā)明中,參考日本紙漿協(xié)會(huì)編《新訂紙漿事典》(昭和48年3月10日發(fā)行)126~127頁的記載,“纖維分散的均勻性”稱為底質(zhì)。一旦纖維片材的底質(zhì)惡化,將會(huì)成為纖維片材的強(qiáng)度顯著降低的原因,因此需要底質(zhì)良好的纖維片材。此處,提出底質(zhì)的評(píng)價(jià)方法如下:(1)將纖維片材透過日光或照明光而觀察的方法;(2)將可見光或β射線等的透射量的面內(nèi)分布以微小點(diǎn)掃描而以數(shù)字影像數(shù)據(jù)的形式取得,再分析該影像的方法等。在本發(fā)明中,如后述實(shí)施例所示,可通過(1)的方法進(jìn)行目測評(píng)價(jià)。
<分散介質(zhì)>
本發(fā)明可使用的分散介質(zhì)可列舉水、芳香族烴系溶劑、烴系溶劑、鹵化烴系溶劑、醚系溶劑、酮系溶劑、酯系溶劑、二醇醚系溶劑、乙酸酯系溶劑、二烷基醚系溶劑、醇系溶劑、二醇系溶劑、腈系溶劑及碳酸酯系溶劑等。所述芳香族烴系溶劑可列舉甲苯及二甲苯等。所述烴系溶劑可列舉正己烷、正庚烷及環(huán)己烷等。所述鹵化烴系溶劑可列舉二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、氫氟氯碳化物(HCFC)及氫氟碳化物(HFC)等。所述醚系溶劑可列舉二乙醚、二異丙醚、二丁醚、丁基乙基醚、甲基叔丁基醚、萜品基(terpinyl)甲基醚、二氫萜品基甲基醚、乙二醇二甲醚(diglyme)、二噁烷、四氫呋喃、1,3-二氧雜環(huán)戊烷等。所述酮系溶劑可列舉丙酮、甲基乙基酮、甲基丙基酮、二乙酮、甲基正丁基酮、甲基異丁基酮、二丙酮、二異丁基酮、甲基戊基酮、苯乙酮、丙酮基丙酮、環(huán)己酮、甲基環(huán)己酮、2-(1-環(huán)己烯基)環(huán)己酮及異佛爾酮等。所述酯系溶劑可列舉甲酸乙酯、甲酸正丙酯、甲酸異丙酯、甲酸正丁酯、甲酸異丁酯、甲酸仲丁酯、甲酸叔丁酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸叔丁酯、乙酸(異)戊酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酸仲己酯、乙酸2-乙基丁酯、乙酸2-乙基己酯、乙酸環(huán)己酯、乙酸芐酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯、丙酸(異)己酯、單氯乙酸甲酯、單氯乙酸乙酯、單氯乙酸丁酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、乳酸乙酯及γ-丁內(nèi)酯等。所述二醇醚系溶劑可列舉乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單(異)丙醚、乙二醇單丁醚、二甘醇單乙醚、二甘醇單正丁醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單正丙醚、丙二醇單正丁醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、二丙二醇單正丙醚、二丙二醇單正丁醚、三乙二醇單甲醚、三乙二醇單乙醚、三乙二醇單正丙醚、三乙二醇單正丁醚、三丙二醇單乙醚、三丙二醇單正丙醚、三丙二醇單正丁醚等。所述乙酸酯系溶劑可列舉所述二醇醚系溶劑及其單醚類等。所述二烷基醚系溶劑可列舉二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二乙二醇甲基異丁醚、二丙二醇二甲醚及二丙二醇二乙醚等。所述醇系溶劑可列舉甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、仲丁醇、叔丁醇、庚醇、正戊醇、仲戊醇、正己醇、四氫糠醇、糠醇、烯丙醇、2-氯乙醇(ethylene chlorohydrin)、辛基十二烷醇、1-乙基-1-丙醇、2-甲基-1-丁醇、異戊醇、叔戊醇、仲異戊醇、新戊醇、己醇、2-甲基-1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、庚醇、正辛醇、2-乙基己醇、壬醇、癸醇、十一烷基醇、月桂醇、環(huán)戊醇、環(huán)己醇、芐基醇、α-松油醇、松油醇C、L-α-松油醇、二氫松油醇、萜品基氧基乙醇、二氫萜品基氧基乙醇、環(huán)己醇、3-甲氧基丁醇、二丙酮醇、1,4-丁二醇及辛二醇等。所述二醇系溶劑可列舉乙二醇、二甘醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、1,3-丁二醇、己二醇、聚乙二醇及聚丙二醇等。所述胺系溶劑可列舉三乙胺、二甲基乙酰胺(DMAc)及二甲基甲酰胺(DMF)等。所述腈系溶劑可列舉乙腈、芐腈及二氰基甲烷等。所述碳酸酯系溶劑可列舉碳酸二乙酯、碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯等。此外,本發(fā)明可使用的分散介質(zhì)還可具有反應(yīng)性基團(tuán),可列舉(甲基)丙烯酸類、(甲基)丙烯酸酯類、乙烯基酯類、乙烯基醚類、烯丙基酯類及烯丙基醚類等乙烯系不飽和單體類或低聚物類、亞烷基氧化物、縮水甘油基醚類等環(huán)氧系單體類或低聚物類、異氰酸酯或聚異氰酸酯等異氰酸酯系單體類或低聚物類等。進(jìn)一步地,本發(fā)明可使用的分散介質(zhì)不限于此,各種樹脂類、低聚物類及其單體類均可無特別限制地使用,具體而言可列舉丙烯酸樹脂、乙烯基樹脂、聚酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚醚樹脂、多元醇樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、硅酮樹脂及氟樹脂等。此外,聚醚樹脂的具體例也可列舉本發(fā)明的分散劑。即,本發(fā)明的分散劑也可兼作分散介質(zhì)。此外,所述分散介質(zhì)可單獨(dú)使用也可多種一起使用。
[II.分散組合物]
接著對本發(fā)明的分散組合物予以說明。所述分散組合物包含所述分散劑與所述分散質(zhì),且也可進(jìn)一步含有所述分散介質(zhì)作為任意成分。
<添加劑>
本發(fā)明的分散組合物可進(jìn)一步依需要含有添加劑作為任意成分。具體而言,本發(fā)明的分散組合物可在不損害分散性的范圍內(nèi)含有例如公知的滲透劑、濕潤劑、消泡劑、增粘劑、粘度調(diào)整劑及pH調(diào)整劑等作為添加劑。所述滲透劑(潤滑滲透劑)并無特別限定,可列舉例如表面活性劑。所述表面活性劑并無特別限定,可列舉如陰離子系表面活性劑(具體例如花王株式會(huì)社的產(chǎn)品名“Pelex OT-P”等)、弱陽離子性非離子系表面活性劑(具體例如花王株式會(huì)社的產(chǎn)品名“Amiet 320”等)、氨基酸系表面活性劑(具體例如旭化成化學(xué)株式會(huì)社的產(chǎn)品名“Pellicer L-30”等)。此外,舉例而言,本發(fā)明的分散組合物也可含有有機(jī)酸、無機(jī)酸、有機(jī)堿、無機(jī)堿或這些物質(zhì)的鹽等離子性添加劑作為添加劑。
<調(diào)配量>
所述分散組合物中的所述分散劑的調(diào)配量(重量%)并無特別限定,可適當(dāng)調(diào)整。此外,本發(fā)明中,所述分散組合物中的所述分散劑的調(diào)配量(重量%)指所述分散組合物中所述化學(xué)式(1)的聚亞烷基氧化物的調(diào)配量(重量%)。所述分散劑的調(diào)配量(重量%)會(huì)依分散質(zhì)的種類及所述分散組合物的用途等而有很大不同。所述分散劑的調(diào)配量(重量%)在所述分散質(zhì)為碳納米纖維(CNF)的水系分散組合物的情況下,舉例而言,相對于所述分散組合物為大于0的值,優(yōu)選為1×10-5重量%~30重量%,更優(yōu)選為1×10-3重量%~20重量%,進(jìn)一步優(yōu)選為0.1~10重量%,更進(jìn)一步優(yōu)選為0.5~5重量%。例如,所述化學(xué)式(1)的聚亞烷基氧化物可與其他分散劑一起使用,借此即使?jié)舛葮O低(低調(diào)配量)也可發(fā)揮分散效果。此時(shí),例如,即使是在僅所述其他分散劑不發(fā)揮分散效果的情況下,借由將所述化學(xué)式(1)的聚亞烷基氧化物與所述其他分散劑一起使用,仍可發(fā)揮分散效果。
所述分散劑與所述分散質(zhì)的調(diào)配比例(分散劑/分散質(zhì))并無特別限定,可適當(dāng)調(diào)整。所述分散劑與所述分散質(zhì)的調(diào)配比例(分散劑/分散質(zhì))會(huì)因分散質(zhì)的種類及所述分散組合物的用途等而有很大不同。所述分散劑與所述分散質(zhì)的調(diào)配比例(分散劑/分散質(zhì))在所述分散質(zhì)為碳納米纖維(CNF)的水系分散組合物時(shí),例如為0.0001~20,優(yōu)選為0.01~10,更優(yōu)選為0.1~5,進(jìn)一步優(yōu)選為0.2~2。
接著,對本發(fā)明的分散組合物的制備方法進(jìn)行說明。所述制備方法并無特別限定,也可用公知的分散方法而實(shí)施。具體而言,例如可在分散介質(zhì)中混入分散劑及分散質(zhì),并視需要而進(jìn)行加熱、攪拌以制備分散組合物。所述攪拌方法可使用公知技術(shù),可具體舉例如超聲波照射、高壓混合、均勻混合器(homo mixer)、均質(zhì)器、珠磨機(jī)、球磨機(jī)及輥磨機(jī)等,也可將這些公知技術(shù)組合而進(jìn)行。
本發(fā)明的分散組合物雖無特別限定,但舉例而言可使用在混成材料、表面保護(hù)材料、導(dǎo)電膏、導(dǎo)電墨水、傳感器、精密分析元件、光內(nèi)存、液晶顯示元件、納米磁石、熱媒、燃料電池用高機(jī)能催化劑、有機(jī)太陽能電池、納米玻璃裝置、研磨劑、藥物載體、環(huán)境催化劑、涂料、印刷油墨、噴墨用油墨、濾色器用光阻、文具用墨水、光學(xué)薄膜、粘著劑、抗反射膜、硬涂膜及纖維強(qiáng)化塑料用材料等領(lǐng)域中。
實(shí)施例
以下對本發(fā)明的實(shí)施例及比較例進(jìn)行說明。此外,本發(fā)明不限于這些實(shí)施例所限。另外,在下述內(nèi)容中,用以表示調(diào)配量的“份”表示重量份,“%”表示“重量%”。
[聚亞烷基氧化物的重均分子量(Mw)]
由下述實(shí)施例及比較例所合成的各聚合物的重均分子量(Mw)的測定通過GPC(凝膠滲透色譜法),使用下述裝置在下述測定條件下進(jìn)行。此外,如下所述,實(shí)施例1-1~1-3、1-7及比較例1-4將洗脫液設(shè)為四氫呋喃(THF),比較例1-5~1-6則為蒸餾水。此外,實(shí)施例1-1~1-3及比較例1-4~1-6以聚環(huán)氧乙烷作為換算標(biāo)準(zhǔn),實(shí)施例1-7則是以聚苯乙烯為換算標(biāo)準(zhǔn)。
裝置:產(chǎn)品名“LC-10AD(島津制作所制)”
檢測器:示差折光率檢測器(RID)
柱(洗脫液為THF時(shí)):產(chǎn)品名“SHODEX KF-804(昭和電工株式會(huì)社制)”
柱(洗脫液為蒸餾水時(shí)):產(chǎn)品名“Asahipak GS-710(旭化成工業(yè)株式會(huì)社制)”
測定溫度:30℃
洗脫液:THF或蒸餾水
流速:1.0ml/min
樣品濃度:0.2wt%(THF或蒸餾水)
樣品注入量:100μl
換算標(biāo)準(zhǔn):聚環(huán)氧乙烷或聚苯乙烯
[聚亞烷基氧化物的共聚比率]
由下述實(shí)施例及比較例所合成的各聚合物的共聚比率的測定通過1H-NMR在下述測定條件下進(jìn)行。
<測定條件>
機(jī)器:產(chǎn)品名“JNM-AL400(日本電子社制)”
觀測核:1H
觀測范圍:7992.01Hz
數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù):32768
脈沖寬度:5.80μsec
等待時(shí)間:50.00μsec
累積次數(shù):512
測定溫度:25℃
測定溶劑:氘化氯仿
試劑濃度:0.01g/ml
[實(shí)施例1-1(分散劑1的合成)]
以下述表2的“分散劑1”中示出的共聚比(摩爾比)使單體共聚,獲得白色固體聚合物(分散劑1)。所述共聚在附有攪拌機(jī)的耐壓容器(高壓釜)內(nèi)于氮?dú)鈿夥障率褂萌軇?正己烷)及聚合催化劑在室溫(20~25℃)條件下進(jìn)行。所述聚合催化劑及所述以外的反應(yīng)條件按照日本特開2006-077039號(hào)公報(bào)的實(shí)施例。
[實(shí)施例1-2(分散劑2的合成)]
除了使單體的共聚比為下述表2中“分散劑2”的共聚比(摩爾比)以外,與實(shí)施例1-1同樣地進(jìn)行,制得白色固體聚合物(分散劑2)。
[實(shí)施例1-3(分散劑3的合成)]
除了使單體的共聚比為下述表2中“分散劑3”的共聚比(摩爾比)以外,與實(shí)施例1-1同樣地進(jìn)行,制得微黃色粘稠固體聚合物(分散劑3)。
[比較例1-4(分散劑4的合成)]
除了使單體的共聚比為下述表2中“分散劑4”的共聚比(摩爾比)以外,與實(shí)施例1-1同樣地進(jìn)行,制得白色固體聚合物(分散劑4)。
[比較例1-5(分散劑5的合成)]
除了使單體的共聚比為下述表2中“分散劑5”的共聚比(摩爾比)以外,與實(shí)施例1-1同樣地進(jìn)行,制得白色固體的聚合物(分散劑5)。
[比較例1-6(分散劑6的合成)]
除了使單體的共聚比為下述表2中“分散劑6”的共聚比(摩爾比)以外,與實(shí)施例1-1同樣地進(jìn)行,制得白色固體聚合物(分散劑6)。
[實(shí)施例1-7(分散劑7的合成)]
除了使單體的共聚比為下述表2中“分散劑7”的共聚比(摩爾比)以外,與實(shí)施例1-1同樣地進(jìn)行,制得白色固體聚合物(分散劑7)。
針對所得各聚合物(分散劑1~7)以GPC確認(rèn)重均分子量。將其結(jié)果顯示于下述表2。
此外,針對所述得到的各聚合物(分散劑1~7),以1H-NMR確定共聚率。其中,將實(shí)施例1-1(分散劑1)、1-2(分散劑2)、1-3(分散劑3)及1-7(分散劑7)的測定結(jié)果分別示于圖1~圖4。
[表2]
*1 EO=環(huán)氧乙烷
PO=環(huán)氧丙烷
PGE=苯基縮水甘油基醚
共聚比從左起依序表示環(huán)氧乙烷、N-縮水甘油基鄰苯二甲酰亞胺的各單體的聚合比(摩爾比)。
*2 EO=環(huán)氧乙烷
NGPI=N-縮水甘油基鄰苯二甲酰亞胺
共聚比從左起依序表示環(huán)氧乙烷、N-縮水甘油基鄰苯二甲酰亞胺的各單體的聚合比(摩爾比)。
將實(shí)施例1-1~1-3所得的各分散劑1~3的結(jié)構(gòu)示于下述化學(xué)式(E1)~(E3)。
[化E1-3]
將比較例1-4~1-6所得的各分散劑4~6的結(jié)構(gòu)示于下述化學(xué)式(E4)~(E6)。
[化E4-6]
將實(shí)施例1-7所得分散劑7的結(jié)構(gòu)示于下述化學(xué)式(E7)。
[化E7]
[實(shí)施例2.CNF分散組合物的制備1]
混合表3中分散組合物的成分,室溫下使用均勻混合器(“TK均勻混合器HV-M(特殊機(jī)化制)”)以10000rpm攪拌30分鐘,制得實(shí)施例2-1~2-3及比較例2-4的分散組合物。
[分散穩(wěn)定性評(píng)價(jià)]
對于實(shí)施例2-1~2-3及比較例2-4的分散組合物,制備后在室溫下靜置1周。然后,以目測方式進(jìn)行制備完成1周后的各分散組合物的分散穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。所述目測評(píng)價(jià)的基準(zhǔn)按照下述基準(zhǔn)。
目測評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)基準(zhǔn)
AA:未分離且均勻。
A:雖未分離,但可見些微的凝集、沉淀物。
A-:稍微產(chǎn)生透明層,且可見凝集、沉淀物。
B:分離,且產(chǎn)生明顯透明層。
C:完全分離沉降。
將實(shí)施例2-1~2-3及比較例2-4的分散組成及評(píng)價(jià)結(jié)果示于表3。
[表3]
*表中數(shù)值表示調(diào)配量(g)。
*1各20wt%分散劑為使各分散劑的調(diào)配量相對于水100重量份成為20重量份的方式稀釋而成。
*2“VGCF(注冊商標(biāo))-H(昭和電工株式會(huì)社制)”。
*3“分散質(zhì)/分散劑”表示調(diào)配比例(=分散質(zhì)調(diào)配量/分散劑調(diào)配量)。
如表3所示,對將側(cè)鏈上含有芳基的聚環(huán)氧乙烷用作分散劑的實(shí)施例2-1~2-3而言,對CNF顯示出非常優(yōu)異的分散穩(wěn)定性的結(jié)果。相對而言,側(cè)鏈不含芳基的聚亞烷基氧化物相對于本發(fā)明的所述分散劑,呈現(xiàn)CNF的分散性大幅劣化的結(jié)果。
[實(shí)施例3.CNT分散組合物的制備2]
混合表4中分散組合物的成分,室溫下使用均勻混合器(“TK均勻混合器HV-M(特殊機(jī)化的產(chǎn)品名)”)以10000rpm攪拌30分鐘,制得實(shí)施例3-1~3-2及比較例3-3的分散組合物。
[分散穩(wěn)定性評(píng)價(jià)]
針對實(shí)施例3-1~3-2及比較例3-3的分散組合物,將其分為下述三種狀態(tài),以目測進(jìn)行各分散組合物的分散穩(wěn)定性評(píng)價(jià):
(1)以水稀釋至2倍時(shí)剛制備完成后的狀態(tài);
(2)以水稀釋至10倍時(shí)剛制備完成后的狀態(tài);及
(3)制備1個(gè)月后的狀態(tài)。
如所述(1)~(2)所示,對剛制備完成后的所述組合物的評(píng)價(jià)通過以作為分散介質(zhì)的水使其稀釋而進(jìn)行。評(píng)價(jià)基準(zhǔn)與實(shí)施例2相同。
將實(shí)施例3-1~3-2及比較例3-3的分散組成及評(píng)價(jià)結(jié)果示于表4。
[表4]
*表中數(shù)值表示調(diào)配量(g)。
*1“Baytubes C-150”(Bayer Material Science AG制)”。
*2“分散質(zhì)/分散劑”表示調(diào)配比例(=分散質(zhì)調(diào)配量/分散劑調(diào)配量)。
*3以水稀釋至2倍時(shí)剛制備完成后的評(píng)價(jià)。
*4以水稀釋至10倍時(shí)剛制備完成后的評(píng)價(jià)。
*5制備1個(gè)月后的評(píng)價(jià)。
如表4所示,可知將側(cè)鏈含有芳基的聚亞烷基氧化物用作分散劑的實(shí)施例3-1~3-2即使是將剛制備完成后的分散組合物以分散介質(zhì)稀釋至10倍,仍顯示出優(yōu)異的分散穩(wěn)定性。此結(jié)果示出了,本發(fā)明的分散組合物例如可配合用于成形等情況等適當(dāng)稀釋,而調(diào)整所述分散組合物的粘度。此外可知,對所述實(shí)施例3-1~3-2而言,即使是在制備30天后的狀態(tài),仍對于CNT顯示出經(jīng)過長期且非常優(yōu)異的分散穩(wěn)定性。尤其,相對于所述聚亞烷基氧化物的重均分子量為33,054的分散劑3,所述重均分子量為88,422的分散劑1顯示出更優(yōu)異的分散穩(wěn)定性的結(jié)果。相對而言,側(cè)鏈不含芳基的聚亞烷基氧化物呈現(xiàn)相對于本發(fā)明的所述分散劑在CNT分散性上大幅劣化的結(jié)果。
[實(shí)施例4.CNT分散組合物的制備3]
混合表5中分散組合物的成分,室溫下使用均勻混合器(“TK均勻混合器HV-M(特殊機(jī)化的產(chǎn)品名)”)以3000~5000rpm攪拌30分鐘。其后,使用分散機(jī)(DYNO-MILL KDL-Special型滑環(huán)密封式(株式會(huì)社Shinmaru Enterprises的產(chǎn)品名)、AIMEX Beads No.1510(鈉系)0.5~0.8mm(AIMEX株式會(huì)社的產(chǎn)品名)),將所述經(jīng)攪拌的溶液以5L/hr流速處理4次,從而制得實(shí)施例4-1~4-13的CNT分散組合物。
對實(shí)施例及比較例的所述CNT分散組合物實(shí)施(a)分散穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、(b)密合性評(píng)價(jià)及(c)表面電阻值評(píng)價(jià)。若所述CNT分散組合物的分散性良好,則可得到表面電阻值低、密合性充分優(yōu)異的物質(zhì)。
[分散穩(wěn)定性評(píng)價(jià)]
針對實(shí)施例4-1~4-13的分散組合物,制備后在室溫下靜置1周。然后,以目測方式進(jìn)行制備完成1周后的各分散組合物的分散穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。所述目測評(píng)價(jià)與實(shí)施例2相同。
[密合性評(píng)價(jià)]
使用施用機(jī)“Baker式施用機(jī)(安田精機(jī)的產(chǎn)品名)”,將所述CNT分散組合物涂布在聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜(商品名“Teijin Matfilm PS”,Teijin DuPont Films株式會(huì)社制)上制作涂膜。接著,為了評(píng)價(jià)所述CNT對于PET薄膜(基材)的密合性,在所述涂膜上貼附養(yǎng)生膠帶(商品名地板養(yǎng)生膠帶“No.395”{櫻色}(日東電工株式會(huì)社的產(chǎn)品名)”,以手指在膠帶上一邊按壓一邊來回10次后將之剝除。以目測評(píng)價(jià)所述已剝除的膠帶的狀態(tài)。
目測評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)基準(zhǔn)
A:CNT薄薄粘除在膠帶側(cè)或未附著。
B:CNT較多粘除在膠帶側(cè)的一部分。
C:CNT較多附著在膠帶側(cè)的整個(gè)面上。
[表面電阻值評(píng)價(jià)]
所述涂膜的表面電阻值的測定使用MULUTITESTER F-80 TR-D(三和電氣機(jī)器株式會(huì)社的產(chǎn)品名)而進(jìn)行。
將實(shí)施例4-1~4-13的分散組成及各評(píng)價(jià)結(jié)果示于表5。
實(shí)施例4-10~4-13將潤滑滲透劑用作添加劑。這些實(shí)施例4-10~4-13的分散劑為具有聚環(huán)氧乙烷骨架的非離子性高分子表面活性劑,即使在添加劑共存下也不損分散性。
一般而言,含有分散劑的組合物中,影響分散性的因素主要是添加劑的極性。所述實(shí)施例4-10~4-13的潤滑滲透劑(添加劑)3種分別為陰離子系(Pelex OT-P)、弱陽離子性非離子系(Amiet 320)、氨基酸系(Pellicer),極性等均不同。不具有極性基團(tuán)的非離子性表面活性劑不易受添加劑的離子性及pH等使用條件影響這一特征如日本特開2001-354847號(hào)公報(bào)所述般,是一般為人所知的特征,但如所述,以本實(shí)施例而言,即使將所述添加劑添加到使用所述分散劑的組合物中也不影響分散性。
此外,如表5所示,使用側(cè)鏈上含有芳基的聚亞烷基氧化物作為分散劑的實(shí)施例4-1~4-10對于CNT顯示出具有非常優(yōu)異的分散穩(wěn)定性的結(jié)果。此外,對PET薄膜(基材)涂布本發(fā)明的分散組合物時(shí),也獲得CNT的密合性良好的結(jié)果。更進(jìn)一步地,對實(shí)施例4-1~4-9而言,所述涂膜的表面電阻值也低,獲得良好結(jié)果。
[實(shí)施例5.PET纖維分散組合物的制備]
在制備所述PET纖維分散組合物之前,先制備PET纖維預(yù)分散液。即,首先在PET纖維(“EP043x5((株)Kuraray制)”)200g中加入40℃的溫水1558g,于40℃下攪拌3小時(shí)。接著,將所述經(jīng)攪拌的水溶液用濾紙(“濾紙No.2φ125mm((株)ADVANTEC制)”)過濾,進(jìn)一步地在濾紙上以蒸餾水300mL沖洗。接著,使用送風(fēng)干燥機(jī)(熱風(fēng)循環(huán)式恒溫器((株)鵬制作所社制))將所述經(jīng)過濾的PET纖維于20℃下干燥96小時(shí)。由此制得PET纖維(表6的PET)。
混合表6中分散組合物的成分,于室溫下用螺旋槳型攪拌機(jī)(“MAZERA NZ-1100(EYERA的產(chǎn)品名)”以300rpm攪拌2小時(shí),獲得實(shí)施例5-1及比較例5-2~5-3的PET纖維分散組合物。
針對實(shí)施例及比較例的所述PET纖維分散組合物,分為下述2種狀態(tài),以目視進(jìn)行各分散組合物的分散穩(wěn)定性評(píng)價(jià):
(1)剛制備完成后的狀態(tài);及
(2)制備5天后的狀態(tài)。
目視評(píng)價(jià) 評(píng)價(jià)基準(zhǔn)
AA:完全分散。
A:纖維束消失,但可見濃淡。
B:觀察到纖維束。
C:纖維束未松解。
將實(shí)施例5-1及比較例5-2~5-3的分散組成及評(píng)價(jià)結(jié)果示于表6。
[表6]
*表中數(shù)值表示調(diào)配量(g)。
*1“分散質(zhì)/分散劑”表示調(diào)配比例(=分散質(zhì)調(diào)配量/分散劑調(diào)配量)。
如表6所示,對將側(cè)鏈上含有芳基的聚亞烷基氧化物用作分散劑的實(shí)施例5-1而言,對PET纖維顯示出非常優(yōu)異的分散穩(wěn)定性的結(jié)果。與此相對地,對將側(cè)鏈不合芳基的聚亞烷基氧化物用作分散劑的比較例5-2及不使用分散劑的比較例5-3而言,相對于本發(fā)明的所述分散劑,呈現(xiàn)PET纖維的分散性大幅劣化的結(jié)果。
[實(shí)施例6.二氧化硅分散組合物的制備]
將表7中分散組合物的成分混合,在室溫下使用振蕩機(jī)(“LABO stirrer Model LR-41C(大和科學(xué)株式會(huì)社的產(chǎn)品名)”攪拌12小時(shí),獲得實(shí)施例6-1~6-3及比較例6-4~6-9的二氧化硅分散組合物。
[分散穩(wěn)定性評(píng)價(jià)]
針對實(shí)施例6-1~6-3及比較例6-4~6-9的分散組合物,自制備起于室溫下靜置1周。接著,以目測進(jìn)行制備完成1周后的各分散組合物的分散穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。所述目測評(píng)價(jià)的基準(zhǔn)與實(shí)施例2相同。
將實(shí)施例6-1~6-3及比較例6-4~6-9的分散組成及評(píng)價(jià)結(jié)果顯示于表7。
如表7所示,使用側(cè)鏈含有芳基的聚亞烷基氧化物作為分散劑的實(shí)施例6-1~6-3對所述二氧化硅顯示出具有非常優(yōu)異的分散穩(wěn)定性的結(jié)果。相對而言,使用側(cè)鏈不合芳基的聚亞烷基氧化物作為分散劑的比較例6-4~6-9相對于本發(fā)明的所述分散劑,呈現(xiàn)所述二氧化硅分散性大幅劣化的結(jié)果。此外,以PET薄膜為基材來涂覆所述實(shí)施例6-1~6-3的分散組合物時(shí),所述涂膜維持良好的薄膜形狀,尤其是實(shí)施例6-3的涂膜可獲得有彈性的良好的薄膜。
[實(shí)施例7.顏料分散組合物的制備]
混合表8中分散組合物的成分,在室溫下使用振蕩機(jī)(“LABO stirrer Model LR-41C(大和科學(xué)株式會(huì)社的產(chǎn)品名)”攪拌12小時(shí),制得實(shí)施例7-1及比較例7-2的顏料分散組合物。
[分散穩(wěn)定性評(píng)價(jià)]
針對實(shí)施例7-1~7-2及比較例7-3~7-4的分散組合物,自制備起于室溫下靜置1周。接著用濾紙(“濾紙No.2φ90mm(ADVANTEC株式會(huì)社的產(chǎn)品名)”過濾所述分散組合物的總量,并以目測確認(rèn)濾紙上的凝集物。所述目測評(píng)價(jià)的基準(zhǔn)按照下述基準(zhǔn)。
○:完全無凝集物(顆粒)。
×:觀察到凝集物(顆粒)。
[表8]
*表中數(shù)值表示調(diào)配量(g)。
*1各20wt%分散劑為使各分散劑的調(diào)配量相對于水100重量份成為20重量份的方式稀釋而成。
*2“Cartaren Red 11162pa(Clariant International Ltd.的產(chǎn)品名)”。
*3“Cartaren Yellow 45342pa 20(Clariant International Ltd.的產(chǎn)品名)”。
*4“分散質(zhì)/分散劑”表示重量比(=分散質(zhì)聚合量/分散劑聚合量)。
如表8所示,將側(cè)鏈含有芳基的聚亞烷基氧化物用作分散劑的實(shí)施例7-1~7-2呈現(xiàn)對于顏料具有非常優(yōu)異的分散穩(wěn)定性的結(jié)果。與此相對地,側(cè)鏈不含芳基的聚亞烷基氧化物相對于本發(fā)明的所述分散劑而言,則呈現(xiàn)顏料的分散性大幅劣化的結(jié)果。
以上如實(shí)施例所說明般,已確認(rèn)為苯基縮水甘油基醚或N-縮水甘油基鄰苯二甲酰亞胺共聚合而成的聚亞烷基氧化物的分散劑1~3及7(實(shí)施例)作為分散劑有用??赏茰y分散劑1~3及7中,借由苯基縮水甘油基醚或N-縮水甘油基鄰苯二甲酰亞胺共聚合而成的部分(副結(jié)構(gòu)單元a)發(fā)揮對于分散質(zhì)的吸附性能,且環(huán)氧乙烷共聚合而成的部分(副結(jié)構(gòu)單元b)發(fā)揮對于作為分散介質(zhì)的水的親分散介質(zhì)性,而發(fā)揮了分散效果。此外,在分散劑3中,即使將EO(環(huán)氧乙烷)的共聚比降低到51摩爾%,且將與EO相比疏水性相對較高的PO(環(huán)氧丙烷)增加到39.2摩爾%,在水中仍顯示出良好的分散性。另一方面,不合具有芳香族基團(tuán)的結(jié)構(gòu)單元(副結(jié)構(gòu)單元a)的分散劑4~6(比較例)相對于分散劑1~3及7(實(shí)施例)分散性差。
[實(shí)施例8.無機(jī)纖維、有機(jī)纖維分散組合物的制備]
<實(shí)施例8-1>
將碳纖維(東邦TENAX株式會(huì)社制:產(chǎn)品名“TENAX HTS40”,纖維直徑7μm)裁切為纖維長13mm,獲得短切纖維。
室溫下在攪拌器(東芝株式會(huì)社制:產(chǎn)品名“MX-C20G”)中加入上述將碳纖維裁切所得的短切纖維1.0g、0.05g的分散劑1及蒸餾水500ml,以滑線電阻調(diào)壓器(slidac)將電壓控制在30V,攪拌2分鐘而獲得碳纖維漿料。
以水稀釋(水量5000ml)所得的碳纖維漿料,并以TAPPI式矩形抄片器(株式會(huì)社安田精機(jī)制作所制)造紙為單位面積基重20g/m2。
將所得碳纖維片材干燥,并以下述基準(zhǔn)目測評(píng)價(jià)片材的底質(zhì)。
<實(shí)施例8-2>
除了使實(shí)施例8-1中分散劑1的調(diào)配量為0.10g以外,與實(shí)施例8-1同樣地制作碳纖維片材,并以目測評(píng)價(jià)片材的底質(zhì)。
<實(shí)施例8-3>
除了使實(shí)施例8-1中分散劑1的調(diào)配量為0.20g以外,與實(shí)施例8-1同樣地制作碳纖維片材,并以目測評(píng)價(jià)片材的底質(zhì)。
<比較例8-4>
除了在實(shí)施例8-1中用分散劑5來取代分散劑1以外,與實(shí)施例8-1同樣地制作碳纖維片材,并以目測評(píng)價(jià)片材的底質(zhì)。
<比較例8-5>
除了在實(shí)施例8-1中用東亞合成株式會(huì)社制:商品名“ARON A-30SL”、聚丙烯酸銨來取代分散劑1以外,與實(shí)施例8-1同樣地制作碳纖維片材,并以目測評(píng)價(jià)片材的底質(zhì)。
<實(shí)施例8-6>
除了在實(shí)施例8-1中改用下述玻璃纖維來取代碳纖維以外,與實(shí)施例8-1同樣地制作玻璃纖維片材,并以目測評(píng)價(jià)片材的底質(zhì)。
玻璃纖維:將日本電氣硝子株式會(huì)社制商品名“ECS13S-552I”(纖維直徑13μm)裁切成纖維長13mm的短切纖維。
<實(shí)施例8-7>
除了在實(shí)施例8-1中用下述芳綸纖維來取代碳纖維以外,與實(shí)施例8-1同樣地制作芳綸纖維片材,并以目測評(píng)價(jià)片材的底質(zhì)。
芳綸纖維:將帝人株式會(huì)社制商品名“technora”(對位芳綸纖維)(纖維直徑12μm)裁切為纖維長6mm的短切纖維。
[底質(zhì)評(píng)價(jià)]
將片材底質(zhì)極為均勻且完全未有不均勻(纖維成束)的底質(zhì)設(shè)為7(良),片材底質(zhì)極為不均且片材整體有不均勻(纖維成束)存在的底質(zhì)設(shè)為1(差),以<底質(zhì)極均勻>7、6、5、4、3、2、1<底質(zhì)極不均勻>的7級(jí)來評(píng)價(jià)底質(zhì)的均勻性。將其評(píng)價(jià)結(jié)果示于下述表9。
[表9]
如表9所示,將側(cè)鏈含芳基的聚亞烷基氧化物(本發(fā)明的分散劑)用作分散劑的實(shí)施例8-1~8-3及實(shí)施例8-6~8-7對于碳纖維、玻璃纖維及芳綸纖維顯示出極均勻的分散性,將其分散組合物濕法造紙而得的纖維片材的底質(zhì)均勻而無不均勻。相對而言,使用側(cè)鏈不含芳基的聚亞烷基氧化物或聚丙烯酸鹽類的比較例8-4~8-5相對于本發(fā)明的所述分散劑在無機(jī)纖維及有機(jī)纖維的分散性上大幅劣化,將其分散組合物濕法造紙而得的纖維片材底質(zhì)不均,且片材整體可觀察到不均勻現(xiàn)象。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
如上述說明,本發(fā)明的分散劑可作為CNT等納米碳的分散劑而發(fā)揮優(yōu)異的分散性。此外,本發(fā)明的分散劑不限于CNT等納米碳,舉例而言,也可應(yīng)用在無機(jī)微粒、有機(jī)聚合物、碳纖維或玻璃纖維等無機(jī)纖維以及PET纖維或芳綸纖維等有機(jī)纖維等的分散質(zhì),并發(fā)揮優(yōu)異的分散性。因此,本發(fā)明的分散劑可應(yīng)用于廣泛的技術(shù)領(lǐng)域,例如使用在混成材料、表面保護(hù)材料、導(dǎo)電膏、導(dǎo)電油墨、傳感器、精密分析元件、光內(nèi)存、液晶顯示元件、納米磁石、熱媒、燃料電池用高機(jī)能催化劑、有機(jī)太陽能電池、納米玻璃裝置、研磨劑、藥物載體、環(huán)境催化劑、涂料、印刷油墨、噴墨用油墨、濾色器用光阻、文具用墨水、光學(xué)薄膜、粘著劑、抗反射膜、硬涂膜及纖維強(qiáng)化塑料用材料等領(lǐng)域中。