空心颗粒分散体

文档序号:1009022 发布日期:2020-10-23 浏览:5次 >En<

阅读说明:本技术 空心颗粒分散体 (Hollow particle dispersion ) 是由 片山悠吾 松浦春彦 野田百夏 大内卓太 于 2019-03-13 设计创作,主要内容包括:一种空心颗粒分散体,其含有:具有由至少一个以上的层形成的壳的空心颗粒、酸性化合物和有机溶剂,前述层的至少一者含有氮原子和碳原子,前述酸性化合物的含量相对于前述空心颗粒与前述酸性化合物的总计100质量份为0.01~70质量份,前述空心颗粒的含量相对于前述空心颗粒分散体100质量份为0.01~30质量份。(A hollow particle dispersion comprising: the hollow particles comprise a shell formed by at least one layer, at least one of the layers contains a nitrogen atom and a carbon atom, the content of the acidic compound is 0.01-70 parts by mass relative to 100 parts by mass of the total of the hollow particles and the acidic compound, and the content of the hollow particles is 0.01-30 parts by mass relative to 100 parts by mass of the hollow particle dispersion.)

空心颗粒分散体

技术领域

本发明涉及空心颗粒分散体。根据本发明的空心颗粒分散体,可以得到在固化性树脂中分散性高、而且使含有空心颗粒的固化性树脂组合物固化而具有耐磨性、高透明性的固化物。

背景技术

在内部具有空隙的颗粒通过使各种物质内置于该空隙,从而可以作为微囊颗粒使用。另外,这些在内部具有空隙的颗粒也被称为空心颗粒,可以作为光散射材料、低反射材料、绝热材料、低介电常数材料等使用。这些材料例如通过添加至热固性、热塑性的树脂而成型为板状,或添加至紫外线固化性的树脂而形成薄膜状,从而可以作为光散射薄膜、低反射薄膜、绝热薄膜、低介电常数薄膜等使用。

然而,将空心颗粒添加至热固性、热塑性的树脂并成型,或将空心颗粒添加至固化性树脂组合物并固化的情况下,存在成型物、固化物的机械强度、特别是表面的耐磨性降低这样的课题。用于解决该课题的技术在日本特开2010-084017号公报(专利文献1)、日本特开2010-084018号公报(专利文献2)和日本专利第5411477号公报(专利文献3)中已有提案。这些专利文献中记载了一种空心颗粒,其是用烷氧基硅烷进行表面处理后,进一步用具有自由基聚合性基团的硅烷偶联剂进行表面处理而得到的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2010-084017号公报

专利文献2:日本特开2010-084018号公报

专利文献3:日本专利第5411477号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而,对于上述专利文献的空心颗粒而言,由于在有机溶剂、固化性树脂中的分散性低,因此,也无法得到具有充分的耐磨性、透明性的成型物、固化物。

用于解决问题的方案

如此根据本发明,提供一种空心颗粒分散体,其含有:具有由至少一个以上的层形成的壳的空心颗粒、酸性化合物和有机溶剂,

前述层的至少一者含有氮原子和碳原子,

前述酸性化合物的含量相对于前述空心颗粒与前述酸性化合物的总计100质量份为0.01~70质量份,前述空心颗粒的含量相对于前述空心颗粒分散体100质量份为0.01~30质量份。

发明的效果

根据本发明,可以提供适于制作具有充分的耐磨性的成型物的空心颗粒分散体。

根据本发明,具有下述任意方式的情况下,可以提供适于制作具有更充分的耐磨性的成型物的空心颗粒分散体。

(1)酸性化合物示出10~300mgKOH/g的酸值。

(2)空心颗粒示出30~120nm的平均粒径,示出10~70%的空心率。

(3)对于空心颗粒,XPS测定中的氮原子的存在比N与碳原子的存在比C满足0.01≤N/C≤0.2的关系。

(4)对于空心颗粒,XPS测定中的硅原子的存在比Si与碳原子的存在比C满足0.001≤Si/C≤0.1的关系。

(5)对于空心颗粒,以ATR-FTIR进行测定得到的红外线吸收光谱中算出810cm-1处的吸光度(A810)与1720cm-1处的吸光度(A1720)之比α(吸光度比α:A810/A1720)的情况下,示出0.015~0.50的吸光度比α。

(6)酸性化合物选自无机酸、羧酸化合物、酸的烷基酯化合物、磺酸化合物、磷酸酯化合物、膦酸化合物和次膦酸化合物。

(7)有机溶剂选自醇系溶剂、酮系溶剂、酯系溶剂、二醇醚系溶剂和二醇酯系溶剂。

具体实施方式

(A)空心颗粒分散体

空心颗粒分散体至少含有:空心颗粒、酸性化合物、和用于使空心颗粒分散的有机溶剂。空心颗粒可以以相对于空心颗粒分散体100质量份为0.01~30质量份包含。

作为有机溶剂,只要使空心颗粒溶解就没有特别限定,均可以使用水性和油性的介质。例如可以举出:乙醇、异丙醇等醇系溶剂、甲苯、二甲苯、环己烷等烃系溶剂、甲乙酮、甲基异丁基酮等酮系溶剂、乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯系溶剂、二异丙醚、1,4-二氧杂环己烷等醚系溶剂、乙二醇、二乙二醇等二醇系溶剂、丙二醇单甲醚、丙二醇单丁醚等二醇醚系溶剂、乙二醇单***乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯等二醇酯系溶剂、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚等二甘醇二甲醚系溶剂、全氯乙烯、1-溴丙烷等卤素系溶剂、二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基亚砜等。其中,从操作性的方面出发,优选醇系溶剂、酮系溶剂、酯系溶剂、二醇醚系溶剂和二醇酯系溶剂。另外,可以根据需要在有机溶剂中加入水、一种以上的不同的有机溶剂。

空心颗粒分散体包含酸性化合物作为分散剂。通过包含酸性化合物,从而可以进一步改善空心颗粒的分散性。构成酸性化合物的酸基与空心颗粒中所含的氮原子的孤电子对发生相互作用,从而可以改善对有机溶剂的分散性。其结果,可以对使用空心颗粒分散体得到的成型物、固化物赋予更高的耐磨性、高透明性。另外,可以改善成型物、固化物的表面平滑性。酸性化合物例如选自硝酸、磷酸、硫酸、碳酸那样的无机酸、羧酸化合物、无机酸的烷基酯化合物、磺酸化合物、磷酸酯化合物、膦酸化合物和次膦酸化合物。其中,作为酸性化合物,优选可以进一步改善空心颗粒的分散性的硫酸的烷基酯化合物、磺酸化合物、磷酸酯化合物、膦酸化合物和次膦酸化合物。

酸性化合物优选示出10~300mgKOH/g的酸值。酸值低于10mgKOH/g的情况下,空心颗粒的分散性的改善变得不充分,使用空心颗粒分散体得到的成型物的耐磨性有时变得缺乏。大于300mgKOH/g的情况下,有机溶剂中的空心颗粒的分散性有时降低。酸值可以取10mgKOH/g、15mgKOH/g、20mgKOH/g、50mgKOH/g、100mgKOH/g、150mgKOH/g、200mgKOH/g、250mgKOH/g和300mgKOH/g。酸值优选15~300mgKOH/g、更优选20~250mgKOH/g。

酸性化合物的含量相对于空心颗粒与酸性化合物的总计100质量份为0.01~70质量份。含量低于0.01质量份的情况下,有时无法得到良好的分散性。多于70质量份的情况下,使用空心颗粒分散体得到的成型物的耐磨性有时变得缺乏。含量可以取0.01质量份、0.1质量份、0.5质量份、1质量份、2质量份、5质量份、10质量份、30质量份、50质量份和70质量份。含量优选1~50质量份、更优选2~30质量份。

另外,空心颗粒分散体可以包含任意的粘结剂。

粘结剂没有特别限定,可以使用公知的粘结剂树脂作为粘结剂。作为粘结剂树脂,例如可以举出热固性树脂、热塑性树脂等,更具体而言,可以举出氟系树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸类树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸氨基甲酸酯树脂、缩丁醛树脂等。这些粘结剂树脂可以单独使用,也可以混合2种以上而使用。另外,粘结剂树脂可以为1个反应性单体均聚物,也可以为多个单体的共聚物。另外,也可以使用反应性单体作为粘结剂。

例如作为反应性单体,可以举出:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸(环)己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸(异)辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸(异)癸酯、(甲基)丙烯酸降冰片酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸金刚烷酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十四烷酯、(甲基)丙烯酸(异)硬脂酯、苯氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等(甲基)丙烯酸与碳数1~25的醇的酯那样的单官能性反应性单体;

三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二(三羟甲基)丙烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、四季戊四醇十(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸二(甲基)丙烯酸酯、聚酯三(甲基)丙烯酸酯、聚酯二(甲基)丙烯酸酯、双酚二(甲基)丙烯酸酯、二甘油四(甲基)丙烯酸酯、金刚烷基二(甲基)丙烯酸酯、异冰片基二(甲基)丙烯酸酯、二环戊烷二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二(甲基)丙烯酸酯、二(三羟甲基)丙烷四(甲基)丙烯酸酯等多官能性反应性单体。

另外,使用这些反应性单体时,可以在空心颗粒分散体中包含通过电离辐射线使固化反应引发的聚合引发剂。作为聚合引发剂,例如可以举出咪唑衍生物、双咪唑衍生物、N-芳基甘氨酸衍生物、有机叠氮化合物、二茂钛类、铝酸盐络合物、有机过氧化物、N-烷氧基吡啶鎓盐、噻吨酮衍生物等。

另外,作为粘结剂,例如也可以使用硅烷醇盐的水解物等无机系粘结剂。作为硅烷醇盐,例如可以举出:四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、2-羟基乙基三甲氧基硅烷、2-羟基乙基三乙氧基硅烷、2-羟基丙基三甲氧基硅烷、2-羟基丙基三乙氧基硅烷、3-羟基丙基三甲氧基硅烷、3-羟基丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、烯丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-脲基丙基三甲氧基硅烷、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二乙基二乙氧基硅烷等。

进而,空心颗粒分散体中,可以包含固化剂、着色剂、抗静电剂、流平剂等其他添加剂。

空心颗粒分散体的被涂布基材没有特别限定,可以使用符合用途的基材。作为被涂布基材,例如,光学用途中,可以举出玻璃基材、透明树脂基材等透明基材。

(空心颗粒)

空心颗粒具有由至少一个以上的层形成的壳。构成壳的层可以由一个构成,也可以由二个以上的多层构成。

构成壳的层的至少一者含有氮原子和碳原子。另外,构成壳的层的至少一者优选含有乙烯基系树脂。乙烯基系树脂为含有由乙烯基系单体构成的部位的树脂。由不具有芳香族环的乙烯基系单体构成的乙烯基系树脂的耐气候性高,可以抑制经时的黄变等,故特别优选。壳整体可以由乙烯基系树脂构成。乙烯基系树脂优选为将至少1种以上的具有环氧基或氧杂环丁烷基的自由基反应性单体的聚合物用如多胺系化合物那样的交联性单体交联而得到的聚合物。

对于空心颗粒,XPS(X射线光电子能谱法)下的测定中,优选具有满足0.01≤N/C≤0.2的关系的氮原子的存在比N与碳原子的存在比C。N/C低于0.01的情况下,交联密度变低,低分子的粘结剂成分有时变得容易浸入到空心内部。另外,变得不易与酸性化合物相互作用,有时变得无法赋予充分的分散性。超过0.2的情况下,交联密度过高,因此,变得容易产生针孔,低分子的粘结剂成分有时变得容易浸入到空心内部。N/C可以取0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1和0.2。N/C更优选0.01~0.15、进一步优选0.02~0.1。

另外,至少一个以上的层也可以为含有磷原子和/或硫原子的层。这些原子包含于至少一个以上的层,从而可以改善固化性树脂中的空心颗粒的分散性,或可以改善空心颗粒的物理强度,从而可以对成型物赋予充分的耐磨性、透明性。至少一个以上的层的磷原子和/或硫原子可以通过荧光X射线分析、XPS等而确认其存在。磷原子和/或硫原子通过使用乙烯基系树脂本身包含磷原子和/或硫原子的单体,从而可以包含于至少一个以上的层。特别优选的是,以下中说明的用含有磷原子和硫原子的表面处理剂进行表面处理,从而可以使至少一个以上的层含有磷原子和硫原子。另外,壳整体可以为含有磷原子和/或硫原子的层,也可以为仅一部分的层含有磷原子和/或硫原子。磷原子或硫原子的含量优选0.2~5.00质量%。含量低于0.2质量%的情况下,有时无法对包含空心颗粒的成型物赋予充分的耐磨性。多于5.00质量%的情况下,固化性树脂中的空心颗粒的分散性降低,或成型物的硬度过度变高,耐磨性有时降低。含量可以取0.2质量%、0.3质量%、0.5质量%、1.00质量%、2.00质量%、3.00质量%、4.00质量%和5.00质量%。含量更优选0.2~4.00质量%、进一步优选0.3~3.00质量%。磷原子和硫原子可以在至少一个以上的层中仅包含任一者的原子,也可以包含两者的原子。包含两者的原子的情况下,可以使其含量为0.2~10.0质量%。含量可以取0.2质量%、0.5质量%、1.00质量%、3.00质量%、5.00质量%、7.00质量%和10.00质量%。

进而,对于空心颗粒,优选如下颗粒:由通过ATR-FTIR(红外发射光谱分析ATR)测定空心颗粒而得到的红外线吸收光谱,算出810cm-1处的吸光度(A810)与1720cm-1处的吸光度(A1720)之比α(吸光度比α:A810/A1720)的情况下,示出0.015~0.50的吸光度比α的颗粒。吸光度A810为对应于源自乙烯基CH的面外弯曲振动的吸收光谱的吸光度。另外,吸光度A1720为对应于源自羰基的C=O伸缩振动的吸收光谱的吸光度。吸光度比α可以作为示出空心颗粒的自由基反应性基团的导入量的程度的指标使用。具体而言,吸光度比α如果变大,则体现导入至颗粒的自由基反应性基团变大的倾向。通过在颗粒中导入自由基反应性基团,从而固化性树脂中的分散性、与固化后的树脂的密合性提高,容易得到耐磨性高的成型物。吸光度比α低于0.015的情况下,空心颗粒的分散性、密合性降低,有时得到耐磨性低的成型物。基本上吸光度比α越大,可以得到耐磨性越高的成型物,因此,优选吸光度比α大,但大于0.50的情况下,经时地向空心颗粒中导入的自由基反应性基团发生反应,有时在分散体中引起聚集。吸光度比α可以取0.015、0.020、0.050、0.10、0.20、0.30、0.40和0.50。吸光度比α更优选0.015~0.400、进一步优选0.020~0.300。

前述构成壳的层的至少一者优选含有硅原子。进而,优选含有硅成分的有机-无机混合乙烯基系树脂(含Si树脂)。本说明书中,“有机-无机”是指,将硅作为无机成分、将除硅以外的树脂作为有机成分。

含Si树脂优选为如下得到的含Si树脂:使具有乙烯基、(甲基)丙烯酰基、烯丙基、马来酰基、富马酰基、苯乙烯基、肉桂酰基等自由基反应性官能团的至少一个单体聚合、或共聚而得到共聚物,使得到的共聚物用如多胺系化合物那样的交联性单体进行交联而成的含Si树脂。

含Si树脂优选为如下得到的共聚物:使至少1种以上的具有环氧基或氧杂环丁烷基的自由基反应性单体、与至少1种以上的具有甲硅烷基的自由基反应性单体所形成的共聚物用如多胺系化合物那样的交联性单体进行交联而成的共聚物。需要说明的是,将环氧基、氧杂环丁烷基和甲硅烷基也同时称为非自由基反应性官能团。

另外,对于空心颗粒,在利用XPS的测定中,优选具有满足0.001≤Si/C≤0.1的关系的硅原子的存在比Si与碳原子的存在比C。Si/C低于0.001的情况下,交联密度变低,低分子的粘结剂成分有时变得容易浸入到空心颗粒的内部。超过0.1的情况下,交联密度过高,因此,变得容易产生针孔,低分子的粘结剂成分有时变得容易浸入到空心颗粒的内部。Si/C可以取0.001、0.002、0.005、0.01、0.03、0.05、0.08和0.1。Si/C更优选0.002~0.05、进一步优选0.002~0.02。

另外,对于空心颗粒,至少一个以上的层含有硅原子、硫原子、磷原子中的至少1种以及碳原子,优选具有空心颗粒的XPS中的硅原子、硫原子、磷原子的总计的存在比M与碳原子的存在比C满足0.001≤M/C≤0.2的关系的硅原子、硫原子、磷原子的总计的存在比M。M/C低于0.001的情况下,颗粒的强度变得不充分,有时变得容易产生变形颗粒。超过0.2的情况下,也有时产生颗粒的变形。NM/C更优选0.001~0.15、进一步优选0.001~0.1。

另外,空心颗粒优选示出30~120nm的平均粒径。平均粒径低于30nm的空心颗粒发生空心颗粒彼此的聚集,操作性有时劣化。大于120nm的空心颗粒与涂覆剂、树脂混炼的情况下,表面的凹凸、颗粒界面处的散射变大,有时发生白化。平均粒径可以取30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、100nm、120nm。平均粒径更优选30~100nm、进一步优选30~80nm。

空心颗粒优选示出10~70%的空心率。如果低于10%,则空心部小,有时无法得到期望的特性。大于70%的情况下,空心部过度变大,空心颗粒的强度有时降低。空心率可以取10%、15%、20%、25%、30%、40%、50%、60%和70%。空心率更优选20~60%、进一步优选25~50%。

对于空心颗粒,在空心颗粒分散体中,单分散性的评价的指标即V值优选30%以下、更优选25%以下、进一步优选20%以下。CV值超过30%的情况下,由于粗大的颗粒的存在而耐磨性有时降低。CV值可以取30%、25%、20%、15%、10%和5%。

壳优选针孔少。壳的针孔多的情况下,将这些颗粒用于期望调整导热率的构件时,低分子的粘结剂成分容易浸入到空心颗粒的内部。因此,将空心颗粒用于低折射率材料时,有时无法得到充分的低折射率化,或用作导热率调整剂时有时无法调整导热率。

(1)具有环氧基或氧杂环丁烷基的自由基反应性单体

至少1种以上的具有环氧基或氧杂环丁烷基的自由基反应性单体具有环氧基或氧杂环丁烷基以及自由基反应性官能团。

自由基反应性官能团只要为自由基聚合中反应的烯属不饱和基团(乙烯基或含乙烯基官能团)就没有特别限定。例如可以举出乙烯基、(甲基)丙烯酰基、烯丙基、马来酰基、富马酰基、苯乙烯基和肉桂酰基等。其中,从反应性的控制容易的方面出发,优选乙烯基、(甲基)丙烯酰基和烯丙基。

环氧基或氧杂环丁烷基为与具有氨基、羧基、氯磺酸基、巯基、羟基、异氰酸酯基等的化合物反应而生成聚合物的官能团。

具有自由基反应性官能团以及环氧基或氧杂环丁烷基的反应性单体没有特别限定。例如可以举出对缩水甘油基苯乙烯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、4-羟基丁基(甲基)丙烯酸酯缩水甘油醚、(甲基)丙烯酸(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲酯等。这些单体可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。

(2)具有甲硅烷基的自由基反应性单体

至少1种以上的具有甲硅烷基的自由基反应性单体具有甲硅烷基和自由基反应性官能团。

自由基反应性官能团只要为自由基聚合中反应的烯属不饱和基团就没有特别限定。例如可以举出乙烯基、(甲基)丙烯酰基、烯丙基、马来酰基、富马酰基、苯乙烯基、肉桂酰基等。其中,优选反应性的控制容易的乙烯基、(甲基)丙烯酰基和烯丙基。

具有甲硅烷基和自由基反应性官能团的反应性单体没有特别限定。例如可以举出乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、8-甲基丙烯酰氧基辛基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等。这些单体可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。

(3)具有环氧基或氧杂环丁烷基的自由基反应性单体和具有甲硅烷基的自由基反应性单体所形成的共聚物

前述共聚物中,源自具有环氧基或氧杂环丁烷基的自由基反应性单体和具有甲硅烷基的自由基反应性单体的成分的比例(质量比)优选1:100~0.001。源自具有甲硅烷基的自由基反应性单体的成分的比例低于0.001的情况下,壳的强度变低,空心颗粒变形、或有时无法得到空心颗粒。大于100的情况下,壳过度变脆,变得容易产生针孔,从而有时变得难以提高薄膜的绝热性。成分的比例(质量比)可以取1:100、1:50、1:10、1:5、1:1、1:0.1、1:0.01和1:0.001。更优选的比例为1:10~0.001,进一步优选的比例为1:1~0.01。

(4)单官能单体

由具有环氧基或氧杂环丁烷基的自由基反应性单体形成的聚合物可以包含源自仅具有1个反应性官能团的单官能单体的成分。作为单官能单体,例如可以举出苯乙烯、(甲基)丙烯酸与碳数1~25的醇的酯等。

作为(甲基)丙烯酸与碳数1~25的醇的酯,例如可以举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸(环)己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸(异)辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸(异)癸酯、(甲基)丙烯酸降冰片酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸金刚烷酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十四烷酯、(甲基)丙烯酸(异)硬脂酯、苯氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等。

单官能单体可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。

源自具有环氧基或氧杂环丁烷基的自由基反应性单体和具有甲硅烷基的自由基反应性单体的成分的含量优选为源自反应性单体的成分整体的10质量%以上。含量如果低于10质量%,则有时不成为空心颗粒。含量可以取10质量%、20质量%、30质量%、40质量%、50质量%、60质量%、70质量%、80质量%、90质量%和100质量%。源自具有环氧基或氧杂环丁烷基的自由基反应性单体和具有甲硅烷基的自由基反应性单体的成分的含量更优选30质量%以上、进一步优选50质量%以上。

(5)交联性单体

乙烯基系树脂可以包含源自多胺系化合物那样的交联性单体的成分。

作为多胺系化合物,例如可以举出:乙二胺和其加成物、二亚乙基三胺、二亚丙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、二甲基氨基丙基胺、二乙基氨基丙基胺、二丁基氨基丙基胺、六亚甲基二胺和其改性物;

N-氨基乙基哌嗪、双-氨基丙基哌嗪、三甲基六亚甲基二胺、双-六亚甲基三胺、双氰胺、双丙酮丙烯酰胺、各种改性脂肪族多胺、聚氧丙烯二胺等脂肪族胺、3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二环己基甲烷、3-氨基-1-环己基氨基丙烷、4,4’-二氨基二环己基甲烷、异佛尔酮二胺、1,3-双(氨基甲基)环己烷、N-二甲基环己基胺、双(氨基甲基)降冰片烷等脂环族胺和其改性物;

4,4’-二氨基二苯基甲烷(亚甲基二苯胺)、4,4’-二氨基二苯醚、二氨基二苯基砜、间苯二胺、2,4’-甲代亚苯基二胺、间甲代亚苯基二胺、邻甲代亚苯基二胺、间苯二甲胺、苯二甲胺等芳香族胺和其改性物、其他特殊胺改性物;

酰胺胺、氨基聚酰胺树脂等聚酰胺胺、二甲基氨基甲基苯酚、2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、三(二甲基氨基甲基)苯酚的三-2-乙基己烷盐等叔胺类;

等。

交联性单体可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。

(6)表面处理剂

空心颗粒可以具有:用具有至少一个以上的阴离子性基团的化合物进行了处理的表面。用该化合物进行了处理的表面对空心颗粒赋予耐热性、有机溶剂中的分散性、低分子的粘结剂成分变得不易侵入至空心内部的性质。

具有阴离子性基团的化合物选自盐酸、有机二酸酐、含氧酸(例如可以举出硝酸、磷酸、硫酸、碳酸那样的无机酸、羧酸化合物、硫酸的烷基酯化合物、磺酸化合物、磷酸酯化合物、膦酸化合物、次膦酸化合物等有机酸)。这些化合物优选为包含磷原子和/或硫原子作为构成成分的化合物。

羧酸化合物只要为含有羧基的化合物就没有特别限定。例如可以举出甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十二酸、十四酸、硬脂酸等直链状羧酸;新戊酸、2,2-二甲基丁酸、3,3-二甲基丁酸、2,2-二甲基戊酸、2,2-二乙基丁酸、3,3-二乙基丁酸、2-乙基己酸、2-甲基庚酸、4-甲基辛酸、新癸酸等支链状羧酸;环烷酸、环己烷二羧酸等环状羧酸等。其中,为了有效地提高有机溶剂中的分散性,优选碳数4~20的直链状羧酸、支链状羧酸等。

另外,作为羧酸化合物,也可以使用具有乙烯基、(甲基)丙烯酰基、烯丙基、马来酰基、富马酰基、苯乙烯基、肉桂酰基等自由基反应性官能团的羧酸。例如可以举出丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙烯酰氧基乙基琥珀酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基琥珀酸、2-丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酸、2-丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸、乙烯基苯甲酸等。

作为硫酸的烷基酯化合物,可以举出硫酸十二烷基酯等。

磺酸化合物只要为含有磺基的化合物就没有特别限定。例如可以举出对甲苯磺酸、苯磺酸、十二烷基苯磺酸、甲基磺酸、乙基磺酸、乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、甲基烯丙基磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸等。

磷酸酯化合物只要为磷酸的酯化合物就没有特别限定。例如可以举出磷酸十二烷酯、下述通式(a)所示的聚氧乙烯烷基醚磷酸。

前述式中,R1为碳数4~19的烷基或烯丙基(CH2=CHCH2-)、(甲基)丙烯酰基和苯乙烯基。作为碳数4~19的烷基,可以举出丁基、戊基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、硬脂基等。这些基团可以为直链状也可以为支链状。另外,它们可以使用1种也可以组合使用多种。

R2为H或CH3

n为环氧烷的加成摩尔数,将整体设为1摩尔的情况下,为提供0~30的加成摩尔数所需的范围的数值。

a与b的组合为1与2或2与1的组合。

另外,也可以使用日本化药株式会社的KAYAMER PM-21等。

另外,作为含氧酸,也可以使用具有酸基的聚合物。例如可以举出:Disperbyk103、Disperbyk 110、Disperbyk 118、Disperbyk 111、Disperbyk 190、Disperbyk 194N、Disperbyk 2015(以上BYK-Chemie公司制)、Solsperse 3000、Solsperse 21000、Solsperse26000、Solsperse 36000、Solsperse 36600、Solsperse 41000、Solsperse 41090、Solsperse 43000、Solsperse 44000、Solsperse 46000、Solsperse 47000、Solsperse53095、Solsperse 55000(以上Lubrizol公司制)、EFKA4401、EFKA4550(Efuca Additives公司制)、Flowlen G-600、Flowlen G-700、Flowlen G-900、Flowlen GW-1500、Flowlen GW-1640(以上共荣社化学株式会社制)、DISPARLON 1210、DISPARLON 1220、DISPARLON 2100、DISPARLON 2150、DISPARLON 2200、DISPARLON DA-325、DISPARLON DA-375(楠本化成株式会社制)、Ajisper PB821、Ajisper PB822、Ajisper PB824、Ajisper PB881、Ajisper PN411(Ajinomoto Fine Techno Co.,Ltd.制)等,但不限定于这些。

而且,根据需要,可以用硅烷系偶联剂、钛酸酯系偶联剂、铝酸盐系偶联剂、锆酸盐系偶联剂、异氰酸酯系化合物等表面处理剂进行表面处理。

作为前述硅烷系偶联剂,可以举出:甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、1,6-双(三甲氧基甲硅烷基)己烷、三氟丙基三甲氧基硅烷等烷氧基硅烷、六甲基二硅氮烷等硅氮烷、三甲基甲硅烷基氯化物等氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1,3-二甲基-丁叉基)丙基胺、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、三-(三甲氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯、3-脲基丙基三烷氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫醚、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷等硅烷系偶联剂。

除上述硅烷系偶联剂以外,还可以举出下述通式(I)所示的硅烷系偶联剂。

通式(I)中,R1各自独立地表示取代或未取代的、碳数1~6的烷基、碳数2~4的烷氧基烷基或苯基。

R2各自独立地表示取代或未取代的、碳数1~6的烷基、碳数2~4的烷氧基烷基或苯基。

R3表示碳数1~30的2价的有机基团。

R4表示氢原子或甲基。

m表示0~2的整数。

R1和R2中,作为碳数1~6的烷基,可以举出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基。这些烷基中,可以包含结构异构体。

R1和R2中,作为碳数2~4的烷氧基烷基,可以举出甲氧基甲基、甲氧基乙基、乙氧基甲基、甲氧基丁基、乙氧基乙基和丁氧基甲基。这些烷氧基烷基中,可以包含结构异构体。

作为R1和R2的取代基,可以举出卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、羟基、氨基、苯基等。

R3中,作为碳数1~30的2价的有机基团,可以举出亚甲基、亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基、七亚甲基、八亚甲基、九亚甲基、十亚甲基、十一亚甲基、十二亚甲基、十三亚甲基、十四亚甲基等烷二基。烷二基可以具有由烷基所取代的支链结构。

作为通式(I)所示的硅烷系偶联剂的具体例,可以举出:

3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(甲基)丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、4-(甲基)丙烯酰氧基丁基三甲氧基硅烷、4-(甲基)丙烯酰氧基丁基三乙氧基硅烷、4-(甲基)丙烯酰氧基丁基甲基二甲氧基硅烷、4-(甲基)丙烯酰氧基丁基甲基二乙氧基硅烷、5-(甲基)丙烯酰氧基戊基三甲氧基硅烷、5-(甲基)丙烯酰氧基戊基三乙氧基硅烷、5-(甲基)丙烯酰氧基戊基甲基二甲氧基硅烷、5-(甲基)丙烯酰氧基戊基甲基二乙氧基硅烷、6-(甲基)丙烯酰氧基己基三甲氧基硅烷、6-(甲基)丙烯酰氧基己基三乙氧基硅烷、6-(甲基)丙烯酰氧基己基甲基二甲氧基硅烷、6-(甲基)丙烯酰氧基己基甲基二乙氧基硅烷、7-(甲基)丙烯酰氧基庚基三甲氧基硅烷、7-(甲基)丙烯酰氧基庚基三乙氧基硅烷、7-(甲基)丙烯酰氧基庚基甲基二甲氧基硅烷、7-(甲基)丙烯酰氧基庚基甲基二乙氧基硅烷、8-(甲基)丙烯酰氧基辛基三甲氧基硅烷、8-(甲基)丙烯酰氧基辛基三乙氧基硅烷、8-(甲基)丙烯酰氧基辛基甲基二甲氧基硅烷、8-(甲基)丙烯酰氧基辛基甲基二乙氧基硅烷、9-(甲基)丙烯酰氧基壬基三甲氧基硅烷、9-(甲基)丙烯酰氧基壬基三乙氧基硅烷、9-(甲基)丙烯酰氧基壬基甲基二甲氧基硅烷、9-(甲基)丙烯酰氧基壬基甲基二乙氧基硅烷、10-(甲基)丙烯酰氧基癸基三甲氧基硅烷、10-(甲基)丙烯酰氧基癸基三乙氧基硅烷、10-(甲基)丙烯酰氧基癸基甲基二甲氧基硅烷、10-(甲基)丙烯酰氧基癸基甲基二乙氧基硅烷、11-(甲基)丙烯酰氧基十一烷基三甲氧基硅烷、11-(甲基)丙烯酰氧基十一烷基三乙氧基硅烷、11-(甲基)丙烯酰氧基十一烷基甲基二甲氧基硅烷、11-(甲基)丙烯酰氧基十一烷基甲基二乙氧基硅烷、12-(甲基)丙烯酰氧基十二烷基三甲氧基硅烷、12-(甲基)丙烯酰氧基十二烷基三乙氧基硅烷、12-(甲基)丙烯酰氧基十二烷基甲基二甲氧基硅烷、12-(甲基)丙烯酰氧基十二烷基甲基二乙氧基硅烷、13-(甲基)丙烯酰氧基十三烷基三甲氧基硅烷、13-(甲基)丙烯酰氧基十三烷基三乙氧基硅烷、13-(甲基)丙烯酰氧基十三烷基甲基二甲氧基硅烷、13-(甲基)丙烯酰氧基十三烷基甲基二乙氧基硅烷、14-(甲基)丙烯酰氧基十四烷基三甲氧基硅烷、14-(甲基)丙烯酰氧基十四烷基三乙氧基硅烷、14-(甲基)丙烯酰氧基十四烷基甲基二甲氧基硅烷、14-(甲基)丙烯酰氧基十四烷基甲基二乙氧基硅烷等。

本发明中使用的硅烷系偶联剂不限定于这些。需要说明的是,硅烷系偶联剂例如可以由Shin-Etsu Silicone Company那样的制造有机硅的制造商获得。

上述硅烷系偶联剂中,优选3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、8-甲基丙烯酰氧基辛基三乙氧基硅烷和3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。

作为前述钛酸酯系偶联剂,可以举出Ajinomoto Fine Techno Co.,Ltd.制的Plenact TTS、Plenact 46B、Plenact 55、Plenact 41B、Plenact 38S、Plenact 138S、Plenact 238S、Plenact 338X、Plenact 44、Plenact 9SA和Plenact ET,但本发明中使用的钛酸酯系偶联剂不限定于这些。

作为前述铝酸盐系偶联剂,可以举出Ajinomoto Fine Techno Co.,Ltd.制的Plenact AL-M,但本发明中使用的铝酸盐系偶联剂不限定于这些。

作为前述锆酸盐系偶联剂,可以举出Matsumoto Fine Chemical Co.,Ltd,制的ORGATIX ZA-45、ORGATIX ZA-65、ORGATIX ZC-150、ORGATIX ZC-540、ORGATIX ZC-700、ORGATIX ZC-580、ORGATIX ZC-200、ORGATIX ZC-320、ORGATIX ZC-126和ORGATIX ZC-300,但本发明中使用的锆酸盐系偶联剂不限定于这些。

作为前述异氰酸酯系化合物,可以举出异氰酸乙酯、异氰酸丙酯、异氰酸异丙酯、异氰酸丁酯、异氰酸叔丁酯、异氰酸己酯、异氰酸十二烷酯、异氰酸十八烷酯、异氰酸环己酯、异氰酸苄酯、异氰酸苯酯、异氰酸4-丁基苯酯、甲基丙烯酸2-异氰氧基乙酯、丙烯酸2-异氰氧基乙酯和异氰酸1,1-(双丙烯酰氧基甲基)乙酯,但本发明中使用的异氰酸酯系化合物不限定于这些。

前述表面处理剂可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。

(7)其他添加物

在不妨碍本发明的效果的范围内,空心颗粒根据需要可以包含颜料颗粒(颜料)、染料、稳定剂、紫外线吸收剂、消泡剂、增稠剂、热稳定剂、流平剂、润滑剂、抗静电剂等其他添加物。

作为颜料颗粒,只要为该技术领域中使用的颜料颗粒就没有特别限定。例如可以举出云母状氧化铁、铁黑等氧化铁系颜料;红铅、黄铅等氧化铅系颜料;钛白(金红石型氧化钛)、钛黄、钛黑等氧化钛系颜料;氧化钴;锌黄那样的氧化锌系颜料;钼红、钼白等氧化钼系颜料等的颗粒。颜料颗粒可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。

(8)空心颗粒分散体的用途

空心颗粒分散体作为期望改善耐磨性的用途即涂料、纸、信息记录纸、绝热薄膜、热电转换材料的添加剂的原料是有用的。另外,空心颗粒分散体作为光扩散薄膜(光学片)、导光板墨、防反射膜、光取出膜等中使用的涂覆剂(涂布用组合物)的添加剂、光扩散板、导光板等成型体形成用的母粒的添加剂、化妆品的添加剂的原料也是有用的。

(a)母粒

母粒包含空心颗粒和基材树脂。

基材树脂只要为通常的热塑性树脂就没有特别限定。例如可以举出(甲基)丙烯酸类树脂、(甲基)丙烯酸烷基酯-苯乙烯共聚树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚苯乙烯树脂等。特别是要求透明性的情况下,可以为(甲基)丙烯酸类树脂、(甲基)丙烯酸烷基酯-苯乙烯共聚树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂。这些基材树脂可以分别单独使用,或组合2种以上而使用。需要说明的是,基材树脂可以包含微量的紫外线吸收剂、热稳定剂、着色剂、填料等添加剂。

母粒可以将空心颗粒与基材树脂熔融混炼,利用挤出成型、注射成型等成型方法而制造。母粒中的空心颗粒的配混比例没有特别限定,优选0.1~60质量%左右、更优选0.3~30质量%左右、进一步优选0.4~10质量%左右。配混比例如果高于60质量%,则母粒的制造有时变难。另外,如果低于0.1质量%,则本发明的效果有时降低。

母粒例如通过挤出成型、注射成型或加压成型而成为成型体。另外,成型时,可以新添加基材树脂。基材树脂的添加量可以以最终得到的成型体中所含的空心颗粒的配混比例成为0.1~60质量%左右的方式进行添加。需要说明的是,成型时,例如可以添加微量的紫外线吸收剂、热稳定剂、着色剂、填料等添加剂。

(b)化妆料

作为能配混空心颗粒的具体的化妆料,可以举出:香粉、粉底等固体状化妆料、婴儿爽身粉、爽身粉等粉状化妆料、化妆水、乳液、霜、身体乳液等液态化妆料等。空心颗粒分散体根据需要去除介质后配混于这些化妆料。液态的化妆料的情况下,空心颗粒分散体可以不去除介质而直接配混于化妆料。

空心颗粒对这些化妆料的配混比例根据化妆料的种类也不同。例如,香粉、粉底等固体状化妆料的情况下,优选1~20质量%、特别优选3~15质量%。另外,婴儿爽身粉、爽身粉等粉状化妆料的情况下,优选1~20质量%、特别优选3~15质量%。进而,化妆水、乳液、霜、液体粉底、身体乳液、Preshave lotion等液态化妆料的情况下,优选1~15质量%、特别优选3~10质量%。

另外,这些化妆料中,为了光学功能的改善、触感的改善,可以添加云母、滑石等无机化合物、氧化铁、氧化钛、群青、藏青、炭黑等着色用颜料、或偶氮系等合成染料等。液态化妆料的情况下,液态的介质没有特别限定,也可以使用水、醇、烃、硅油、植物性、动物性油脂等。这些化妆料中,除前述其他成分以外,还可以添加化妆品中一般使用的保湿剂、抗炎症剂、美白剂、防紫外线剂、杀菌剂、去汗剂、清凉剂、香料等,从而也可以追加各种功能。

(c)绝热薄膜

绝热薄膜至少含有前述空心颗粒。含有前述空心颗粒的薄膜、片状形状物在空心颗粒内部具有空气层,因此,可以作为绝热薄膜使用。另外,空心颗粒的粒径小,因此,可以得到透明性高的绝热薄膜,粘结剂不易侵入至空心颗粒的内部,因此,容易得到具有高的绝热性的绝热薄膜。前述绝热薄膜可以如下得到:利用浸渍法、喷涂法、旋涂法、旋转器法、辊涂法等公知的方法,将前述涂覆剂涂布于基材并干燥,进一步根据需要进行加热、紫外线照射、焙烧,从而可以得到。

(d)防反射膜

防反射膜至少含有前述空心颗粒。含有前述空心颗粒的膜、片状形状物通过空心颗粒的内部的空气层而折射率降低,因此,可以作为防反射膜使用。另外,前述空心颗粒具有高的耐热性,因此,可以得到具有高的耐热性的防反射膜。前述防反射膜可以如下得到:利用浸渍法、喷涂法、旋涂法、旋转器法、辊涂法等公知的方法,将前述涂覆剂涂布于基材并干燥,进一步根据需要进行加热、紫外线照射、焙烧,从而可以得到。

(e)带防反射膜的基材

带防反射膜的基材是在玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸类树脂、PET、TAC等塑料片、塑料薄膜、塑料透镜、塑料面板等基材、阴极射线管、荧光显示管、液晶显示板等基材的表面形成前述防反射膜而成的。根据用途而不同,覆膜单独形成,或者在基材上与保护膜、硬涂膜、平坦化膜、高折射率膜、绝缘膜、导电性树脂膜、导电性金属微粒膜、导电性金属氧化物微粒膜、以及根据需要使用的预处理剂膜等组合而形成。需要说明的是,组合使用的情况下,防反射膜未必形成于最外表面。

(f)光取出膜

光取出膜至少含有前述空心颗粒。LED、有机EL照明中,由于空气层与发光层的折射率差大,因此,发出的光容易被封入元件内部。因此,出于改善发光效率的目的,使用有光取出膜。含有前述空心颗粒的薄膜、片状形状物通过空心颗粒内部的空气层而折射率降低,因此,可以作为光取出膜使用。另外,前述空心颗粒具有高的耐热性,因此,可以得到具有高的耐热性的光取出膜。前述光取出膜可以如下得到:利用浸渍法、喷涂法、旋涂法、旋转器法、辊涂法等公知的方法,将前述涂覆剂涂布于基材并干燥,进一步根据需要进行加热、紫外线照射、焙烧,从而可以得到。

(g)带光取出膜的基材

带光取出膜的基材是在玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸类树脂、PET、TAC等塑料片、塑料薄膜、塑料透镜、塑料面板等基材、阴极射线管、荧光显示管、液晶显示板等基材的表面形成前述光取出膜而成的。根据用途而不同,覆膜单独形成,或者在基材上与保护膜、硬涂膜、平坦化膜、高折射率膜、绝缘膜、导电性树脂膜、导电性金属微粒膜、导电性金属氧化物微粒膜、以及根据需要使用的预处理剂膜等组合而形成。需要说明的是,组合使用的情况下,光取出膜未必形成于最外表面。

(h)低介电常数膜

低介电常数膜至少含有前述空心颗粒。含有前述空心颗粒的薄膜、片状形状物在空心颗粒内部具有空气层,因此,可以作为低介电常数膜使用。另外,前述空心颗粒的粒径小,因此,可以得到透明性高的低介电常数膜,粘结剂不易侵入至空心内部,因此,容易得到低的相对介电常数的低介电常数膜。另外,前述空心颗粒的耐碱性优异,因此,容易得到耐碱性高的低介电常数膜。前述低介电常数膜可以如下得到:利用浸渍法、喷涂法、旋涂法、旋转器法、辊涂法等公知的方法,将前述涂覆剂涂布于基材并干燥,进一步根据需要进行加热、紫外线照射、焙烧,从而可以得到。

(9)空心颗粒分散体的制造方法

空心颗粒分散体没有特别限定,例如可以通过经过如下工序而制造:制作含有非反应性溶剂的聚合物颗粒的工序(聚合工序);使非反应性溶剂从聚合物颗粒相分离的工序(相分离工序);将非反应性溶剂去除的工序(溶剂去除工序);和根据需要分散于介质的工序(分散工序)。

以往的空心颗粒的制造方法中,使反应性单体聚合1次而形成壳,有机溶剂(非反应性溶剂)与壳的相分离跟聚合同时进行。本发明的发明人等认为,该方法中,同时进行相分离与聚合的工序会产生针孔的发生和单分散性的降低。另外认为,壳的针孔妨碍使用空心颗粒作为导热率调整剂时的薄膜的导热率的降低和薄膜的反射率的降低。因此,发明人等考虑了在非反应性溶剂的相分离前,如果暂时形成聚合物颗粒,之后产生相分离,则可以抑制针孔的发生,且可以改善单分散性。

具体而言,使具有自由基反应性官能团和非自由基反应性官能团的反应性单体、基于两官能团中的任一者进行聚合,从而制作聚合物颗粒。非反应性溶剂预先与反应性单体混合,或在制作聚合物颗粒后吸收,从而包含于聚合物颗粒中。接着,通过基于两官能团的残留的另一个官能团的聚合,聚合物与非反应性溶剂发生相分离,从而可以得到内包有非反应性溶剂的微囊颗粒。之后,去除非反应性溶剂,从而可以得到空心颗粒。

前述制造方法通过分开聚合与相分离,从而具有如下优点:

·以往的制造方法中存在的壳的聚合物间的间隙变得不存在,可以抑制得到的壳中的针孔的发生

·空心颗粒的形状不依赖于油滴,而依赖于相分离前的聚合物颗粒的形状、粒度分布,因此,容易得到单分散性高的空心颗粒。

以下,记载了制造方法的说明。

(9-1)聚合工序

聚合工序中,使具有自由基反应性官能团和非自由基反应性官能团的反应性单体、基于两官能团中的任一者进行聚合,从而制作聚合物颗粒。非反应性溶剂预先与反应性单体混合,或在制作聚合物颗粒后吸收,从而包含于聚合物颗粒中。

(a)聚合物颗粒的制作方法

作为聚合物颗粒的制作方法,可以从本体聚合法、溶液聚合法、分散聚合法、悬浮聚合法、乳液聚合法等公知的方法中采用任意方法。其中,从可以较简便地制作聚合物颗粒的方面出发,优选悬浮聚合法或乳液聚合法。进而,从容易得到单分散性高的聚合物颗粒的方面出发,更优选乳液聚合法。

聚合物颗粒通过使自由基反应性官能团或非自由基反应性官能团聚合而得到。

聚合优选添加使聚合对象的官能团聚合的化合物而进行。

(i)使自由基反应性官能团聚合的情况下,该化合物中可以使用聚合引发剂。聚合引发剂没有特别限定,例如可以举出:过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠等过硫酸盐类、氢过氧化枯烯、二叔丁基过氧化物、二枯基过氧化物、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、二甲基双(过氧化叔丁基)己烷、二甲基双(过氧化叔丁基)己炔-3、双(过氧化叔丁基异丙基)苯、双(过氧化叔丁基)三甲基环己烷、丁基-双(过氧化叔丁基)戊酸酯、2-乙基己烷过氧酸叔丁酯、过氧化二苯甲酰、对薄荷烷氢过氧化物和过氧化叔丁基苯甲酸酯等有机过氧化物类、2,2’-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、2,2’-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二硫酸盐二水合物、2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2’-偶氮双[N-(2-羧基乙基)-2-甲基丙脒]水合物、2,2’-偶氮双{2-[1-(2-羟基乙基)-2-咪唑啉-2-基]丙烷}二盐酸盐、2,2’-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]、2,2’-偶氮双(1-亚氨基-1-吡咯烷-2-乙基丙烷)二盐酸盐、2,2’-偶氮双{2-甲基-N-[1,1-双(羟基甲基)-2-羟基乙基]丙酰胺}、2,2’-偶氮双[2-甲基-N-(2-羟基乙基)丙酰胺]、4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)、2,2’-偶氮双异丁腈、2,2’-偶氮双(2-甲基-丁腈)、2,2’-偶氮双(2-异丙基丁腈)、2,2’-偶氮双(2,3-二甲基丁腈)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基丁腈)、2,2’-偶氮双(2-甲基己腈)、2,2’-偶氮双(2,3,3-三甲基丁腈)、2,2’-偶氮双(2,4,4-三甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基-4-乙氧基戊腈)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基-4-正丁氧基戊腈)、2,2’-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双[N-(2-丙烯基)-2-甲基丙酰胺]、2,2’-偶氮双(N-丁基-2-甲基丙酰胺)、2,2’-偶氮双(N-环己基-2-甲基丙酰胺)、1,1’-偶氮双(1-乙酰氧基-1-苯基乙烷)、1,1’-偶氮双(环己烷-1-甲腈)、二甲基-2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸酯)、二甲基-2,2’-偶氮双异丁酸酯、二甲基-2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸酯)、2-(氨基甲酰基偶氮)异丁腈、4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)等偶氮化合物类。聚合引发剂可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。

另外,也可以使用组合了前述过硫酸盐类和有机过氧化物类的聚合引发剂与甲醛次硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢铵、硫代硫酸钠、硫代硫酸铵、过氧化氢、羟基甲烷亚磺酸钠、L-抗坏血酸和其盐、亚铜盐、亚铁盐等还原剂的氧化还原系引发剂作为聚合引发剂。

聚合为乳液聚合的情况下,聚合引发剂优选为在水溶剂下能进行乳液聚合的水溶性的聚合引发剂。水溶性的聚合引发剂没有特别限定,例如可以举出:过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠等过硫酸盐类、2,2’-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐、2,2’-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二硫酸盐二水合物、2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2’-偶氮双[N-(2-羧基乙基)-2-甲基丙脒]水合物、2,2’-偶氮双{2-[1-(2-羟基乙基)-2-咪唑啉-2-基]丙烷}二盐酸盐、2,2’-偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]、2,2’-偶氮双(1-亚氨基-1-吡咯烷-2-乙基丙烷)二盐酸盐、2,2’-偶氮双{2-甲基-N-[1,1-双(羟基甲基)-2-羟基乙基]丙酰胺}、2,2’-偶氮双[2-甲基-N-(2-羟基乙基)丙酰胺]、4,4’-偶氮双(4-氰基戊酸)等偶氮化合物类。

(ii)聚合物颗粒优选的是,使自由基反应性官能团首先聚合,从而在聚合物中具有未反应的非自由基反应性官能团。如果使非自由基反应性官能团首先聚合,则有时变得不易吸收非反应性溶剂。

聚合物颗粒优选的是,通过使自由基反应性官能团和非自由基反应性官能团中的一者的反应性官能团聚合,从而在聚合物中具有未反应的另一者的反应性官能团。然而,对于制造聚合物颗粒时聚合的官能团,其总量不聚合,而部分地进行聚合也没有大的问题,或者另一者的反应性官能团进行一部分聚合也没有大的问题。例如,使甲基丙烯酸缩水甘油酯的自由基反应性官能团聚合,制作具有环氧基的聚合物颗粒时,未反应的自由基反应性官能团可以残留,或者也可以环氧基部分地进行开环反应(换言之,聚合物颗粒中可以残留有能进行相分离的量的环氧基)。

(iii)在反应性单体的聚合时可以使用链转移剂。链转移剂没有特别限定,例如可以举出正己基硫醇、正辛基硫醇、叔辛基硫醇、正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇等烷基硫醇、α-甲基苯乙烯二聚体、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、苯乙烯化苯酚等酚系化合物、烯丙醇等烯丙基化合物、二氯甲烷、二溴甲烷、四氯化碳等卤代烃化合物。链转移剂可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。

链转移剂的用量的上限相对于反应性单体100质量份为50质量份。

(b)非反应性溶剂的吸收

非反应性溶剂对聚合物颗粒的吸收可以在制造聚合物颗粒时或制造聚合物颗粒后进行。另外,非反应性溶剂的吸收可以在不与非反应性溶剂相容的分散介质的存在下或不存在下进行。在分散介质的存在下进行时,可以效率良好地进行非反应性溶剂的吸收,故优选。制造聚合物颗粒时使用介质的情况下,介质可以直接作为分散介质使用,也可以暂时从介质分离聚合物颗粒后、分散于分散介质。

在包含聚合物颗粒的分散介质中,添加不与分散介质相容的非反应性溶剂,进行恒定时间的搅拌等,从而可以使非反应性溶剂吸收到聚合物颗粒。

另外,制造聚合物颗粒时的非反应性溶剂的吸收可以通过选定适合于制作聚合物颗粒的分散介质和非反应性溶剂而实现。例如,在水溶剂下以乳液聚合制作聚合物颗粒的情况下,事先在水溶剂中添加不与水相容的非反应性溶剂,使反应性单体聚合,从而可以同时进行聚合物颗粒的制作与聚合物颗粒的吸收。如果同时进行聚合物颗粒的制作与聚合物颗粒的吸收,则可以削减非反应性溶剂的吸收所耗费的时间。

(i)分散介质

分散介质只要为不使聚合物颗粒完全溶解的液态物就没有特别限定。例如可以举出:水;乙醇、甲醇、异丙醇等醇类;丁烷、戊烷、己烷、环己烷、庚烷、癸烷、十六烷等烷;甲苯、二甲苯等芳香族烃;乙酸乙酯、乙酸丁酯等酯系溶剂;甲乙酮、甲基异丁基酮等酮系溶剂;一氯甲烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳等卤素系溶剂。它们可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。

(ii)非反应性溶剂

非反应性溶剂只要为不与分散介质相容的液态物就没有特别限定。此处不与分散介质相容是指,非反应性溶剂对分散介质的溶解度(25℃时)为10质量%以下的情况。例如使用水作为分散介质的情况下,作为能使用的非反应性溶剂,可以举出丁烷、戊烷、己烷、环己烷、庚烷、癸烷、十六烷、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲乙酮、甲基异丁基酮、1,4-二氧杂环己烷、一氯甲烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳等。它们可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。

非反应性溶剂的添加量没有特别限定,相对于聚合物颗粒100质量份为20~5000质量份。如果低于20质量份,则得到的空心颗粒的空心部变小,有时无法得到期望的特性。如果超过5000质量份,则空心部过度变大,得到的空心颗粒的强度有时降低。

(9-2)相分离工序

接着,使残留的反应性官能团聚合,使聚合物与非反应性溶剂进行相分离。通过相分离,可以得到内包有非反应性溶剂的微囊颗粒。需要说明的是,本发明中,空心颗粒的空心不仅包括在空心部中存在有空气的情况,还包括非反应性溶剂、其他分散介质存在于空心部的微囊颗粒。

为了使残留的反应性官能团聚合而添加的化合物可以使用与前述聚合工序中记载的、用于使自由基反应性官能团聚合的聚合引发剂、用于使非自由基反应性官能团聚合的交联剂相同的物质。

(9-3)溶剂去除(取代)工序

根据需要,通过将内包于微囊颗粒的非反应性溶剂去除或置换,从而可以得到在空心部中存在有空气、其他溶剂的空心颗粒。非反应性溶剂的去除方法没有特别限定,可以举出减压干燥法等。作为减压干燥法的条件,例如可以举出500Pa以下的压力、30~200℃、30分钟~50小时。另外,可以将非反应性溶剂利用溶剂置换操作进行置换。例如,在内包有非反应性溶剂的微囊颗粒或这些分散体中,加入适当的分散介质,进行搅拌等,从而使颗粒内部的非反应性溶剂置换为分散介质。之后,利用减压干燥法、离心分离法、超滤法等,将多余的非反应性溶剂和分散介质去除,从而可以将非反应性溶剂置换。溶剂置换可以仅进行一次,也可以实施多次。

(9-4)(分散工序)

空心颗粒分散体例如可以直接为相分离工序后得到的内包有非反应性溶剂的微囊颗粒分散体的状态,也可以为用其他溶剂进行置换而得到的分散体。

用其他溶剂进行置换的情况下,将相分离工序后存在的溶剂暂时去除,取出空心颗粒,可以使取出的空心颗粒分散于期望的介质。

(9-5)其他工序

在相分离工序后的空心颗粒分散体中添加具有阴离子性基团的化合物并搅拌,或溶剂去除工序后在空心颗粒中添加具有阴离子性基团的化合物并混合,从而可以对空心颗粒的表面用具有阴离子性基团的化合物进行处理。其中,优选的是,相分离工序后将多余的交联剂去除后,在空心颗粒分散体中添加具有阴离子性基团的化合物并搅拌。作为处理条件,例如可以举出30~200℃、30分钟~50小时。

空心颗粒根据需要也可以以使空心颗粒分散体干燥了的干燥粉体的形式使用。空心颗粒的干燥方法没有特别限定,可以举出减压干燥法等。需要说明的是,干燥粉体中,未干燥而残留的分散溶剂、非反应性溶剂等也可以残留。

实施例

以下,根据实施例,对本发明进一步具体地进行说明,但本发明不受这些的任何限制。首先,对实施例中使用的各种测定法的详细情况进行下述说明。

(平均粒径、空心率)

如以下,测定空心颗粒的平均粒径和空心率。

即,将10质量%的经表面处理的空心颗粒异丙醇分散体或空心颗粒甲基异丁基酮分散体在70℃的真空干燥机(压力为100kPa以下)中干燥4小时,得到干燥粉体。对于空心颗粒,用透射型电子显微镜(Hitachi High-Technologies Corporation制H-7600),在加速电压80kV的条件下、以倍率约10万倍,拍摄TEM照片。此时,通过使用四氧化钌染色等,可以更清楚地确认颗粒。观察该照片中拍摄到的任意的100个以上的颗粒的粒径和内径。此时,以通过颗粒的中心的方式,测定5处以上的粒径和内径并平均,从而作为平均粒径、平均内径。进而,根据(平均内径)3/(平均粒径)3×100的式子,求出空心颗粒的空心率。

(分散粒径)

如以下,测定空心颗粒在有机溶剂中的分散粒径。

即,将10质量%空心颗粒异丙醇分散体或空心颗粒甲基异丁基酮分散体用异丙醇、甲基异丁基酮稀释,对制备成约0.1质量%的分散体照射激光,以微秒单位的时间变化测定从在异丙醇中分散的空心颗粒散射的散射光强度。然后,使检测到的源自空心颗粒的散射强度分布适用于正态分布,通过用于算出平均粒径的累积量解析法,求出着色树脂颗粒的Z平均粒径。将该Z平均粒径作为有机溶剂中的分散粒径。该Z平均粒径的测定可以利用市售的粒径测定装置简便地实施。以下的实施例和比较例中,使用MalvernInstrumentsLtd.的粒径测定装置(商品名“Zetasizer Nano ZS”),测定Z平均粒径。

(空心颗粒的元素分析)

如以下,实施空心颗粒的元素分析。

将10质量%的经表面处理的空心颗粒异丙醇分散液在90℃的真空干燥机(压力为100kPa以下)中干燥4小时,得到干燥粉体。使用X射线光电子发射光谱分析装置(XPS)Kratos公司(英)制,AXIS-ULTRA DLD,使用氮原子和碳原子源自1s轨道的峰的面积、硅原子、硫原子和磷原子源自2p轨道的峰的面积和RSF(相对灵敏度系数),测定构成空心颗粒的氮原子的物质量N[atom%]与碳原子的物质量C[atom%]、硅原子的物质量Si[atom%]、硫原子的物质S[atom%]、磷原子的物质量P[atom%]的量。

X射线源:单色化Al-Kα射线

光电子取出角:90°

测定范围:0.3×0.7mm长方形

射束功率:75W(15kV-5mA)

测定能量:1200-0eV

通路能量:80eV

中和机构:ON

测定步距:1eV

测定时间:100ms

累积次数:4次

真空度:约4×10-9Torr

测定到的氮原子的物质量N和硅原子的物质量Si、硫原子的物质S、磷原子的物质量P的总计的物质量M除以碳原子的物质量C,从而算出(N/C)和(M/C)。

(空心颗粒分散体的透射率)

如以下,测定空心颗粒分散体的透射率。

即,将实施例中制作的空心颗粒分散体0.4ml放入LUM JAPAN公司制LUMiSizer用比色皿(聚酰胺制、光路长2mm),将距离装置的中央为115mm的位置的透射率作为空心颗粒分散体的透射率。

(雾度和耐磨性)

如以下,评价使用空心颗粒的固化物的雾度和耐磨性。

即,使用间距12.5μm的带有涂抹器的自动涂覆装置(井元制作所株式会社制IMC-70F0-C型、牵引速度:10mm/秒),将空心颗粒分散体涂布于易粘接加工PET基材(东丽株式会社制Lumirror U34厚度100μm),得到涂膜。使得到的涂膜在60℃的烘箱中干燥1分钟后,使其通过紫外线照射装置(JATEC公司制J-Cure、型号JUC1500、牵引速度:0.4m/分钟、累积光量:2000mJ/cm2)2次进行固化,从而制作含有空心颗粒的固化物。

雾度依据JIS K7361-1:1997“塑料-透明材料的总透光率的试验方法-第1部:单射束法”中记载的方法、按照如下步骤进行测定。即,用雾度计(株式会社村上色彩技术研究所制、型号:HM-150型),装置光源的稳定后,对于制作好的带光取出膜的基板,以光源(D65)、双射束法分别测定雾度。稳定是指,光源启动30分钟后进行测定而确认。将试验数设为2次,将2个各自的雾度的平均作为雾度。

用#0000钢丝棉,在载荷250g下滑动10次,对固化物的表面进行目视观察,以以下的基准评价耐磨性。

评价基准:

基本确认不到刮痕:◎

稍确认到刮痕:○

确认到大量刮痕:△

表面整体被磨削:×

(空心颗粒分散体A的制造)

在5L的不锈钢烧杯中,加入离子交换水3600质量份、反应性表面活性剂AqualonAR-10(第一工业制药株式会社制)0.4质量份、阴离子改性聚乙烯醇GOHSENX L-3266(日本合成化学工业株式会社制)0.02质量份、对苯乙烯磺酸钠6.0质量份、和过硫酸钾9.5质量份使其溶解。在不锈钢烧杯中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯176质量份、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷24质量份、正辛基硫醇4.0质量份、甲苯200质量份的混合溶液,使用内部超声波均化器(BRANSON公司制、型号SONIFIER450)进行10分钟搅拌,从而制作乳液,将其放入具备搅拌机、温度计的5L的反应器,进行氮气置换,使内部为氮气气氛后,升温至70℃,进行2小时聚合反应,从而得到环氧基残留了的聚合物颗粒。乳液聚合中添加了甲苯,因此,环氧基残留了的聚合物颗粒用甲苯进行溶胀。

接着,为了使残留的环氧基聚合,添加乙二胺100质量份,以70℃进行16小时聚合。聚合物颗粒中的环氧基反应,从而聚合物与甲苯发生相分离,得到空心颗粒分散体。使用具有50nm的孔径的陶瓷过滤器,对空心颗粒分散体4000质量份用离子交换水14000质量份进行交叉流动清洗,将过剩的乙二胺去除后,适宜进行浓缩、进行离子交换水的添加,使得固体成分成为10质量%,得到10质量%的空心颗粒水分散体。

使120质量份的具有磷酸基的表面活性剂PHOSPHANOL RS-710(东邦化学工业株式会社制)溶解于异丙醇2000质量份后,加入10质量%的空心颗粒水分散体2000质量份,使用内部超声波均化器进行30分钟搅拌,从而得到经表面处理的空心颗粒分散体。接着,对经表面处理的空心颗粒分散体用异丙醇20000质量份进行交叉流动清洗,适宜进行浓缩、进行异丙醇的添加,使得固体成分成为10质量%,得到10质量%的空心颗粒异丙醇分散体。

在10质量%的空心颗粒异丙醇分散体2000质量份中加入100质量份的3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,以70℃进行16小时搅拌,从而得到导入了反应性基团的空心颗粒分散体。对经表面处理的空心颗粒分散体用异丙醇20000质量份进行交叉流动清洗,添加异丙醇,使得固体成分成为10质量%,得到10质量%的经表面处理的空心颗粒异丙醇分散体(空心颗粒分散体A)。

得到的空心颗粒的基于透射型电子显微镜的平均粒径为81nm、基于动态光散射法的异丙醇中的分散粒径为105nm、空心率为40%。另外,空心颗粒的N/C为0.03、Si/C为0.02、M/C为0.02。

(空心颗粒分散体B的制造)

在5L的不锈钢烧杯中,加入离子交换水3600质量份、反应性表面活性剂AqualonAR-10(第一工业制药株式会社制)0.4质量份、阴离子改性聚乙烯醇GOHSENX L-3266(日本合成化学工业株式会社制)0.02质量份、对苯乙烯磺酸钠8.0质量份、和过硫酸钾9.5质量份使其溶解。在不锈钢烧杯中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯168质量份、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷32质量份、正辛基硫醇4.0质量份、和甲苯200质量份的混合溶液,使用内部超声波均化器(BRANSON公司制、型号SONIFIER450)进行10分钟搅拌,从而制作乳液,将其放入具备搅拌机、温度计的5L的反应器,进行氮气置换,使内部为氮气气氛后,升温至70℃,进行2小时聚合反应,从而得到环氧基残留了的聚合物颗粒。乳液聚合中添加甲苯,因此,环氧基残留了的聚合物颗粒用甲苯进行溶胀。

接着,为了使残留的环氧基聚合,添加乙二胺100质量份,以80℃进行16小时聚合。聚合物颗粒中的环氧基反应,从而聚合物与甲苯发生相分离,得到空心颗粒分散体。用具有50nm的孔径的陶瓷过滤器,对空心颗粒分散体4000质量份用离子交换水14000质量份进行交叉流动清洗,将过剩的乙二胺去除后,适宜进行浓缩、进行离子交换水的添加,使得固体成分成为10质量%,得到10质量%的空心颗粒水分散体。

使120质量份的具有磺酸基的表面活性剂LIPON LH-200(Lion SpecialtyChemicals Co.,Ltd.制)溶解于异丙醇2000质量份后,加入10质量%的空心颗粒水分散体2000质量份,使用内部超声波均化器进行30分钟搅拌,从而得到经表面处理的空心颗粒分散体。接着,对经表面处理的空心颗粒分散体用异丙醇20000质量份进行交叉流动清洗,适宜进行浓缩、进行异丙醇的添加,使得固体成分成为10质量%,得到10质量%的空心颗粒异丙醇分散体。

在10质量%的空心颗粒异丙醇分散体2000质量份中加入200质量份的3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,以70℃进行16小时搅拌,从而得到导入了反应性基团的空心颗粒分散体。对经表面处理的空心颗粒分散体用异丙醇20000质量份进行交叉流动清洗,添加异丙醇使得固体成分成为10质量%,得到10质量%的经表面处理的空心颗粒异丙醇分散体(空心颗粒分散体B)。

得到的空心颗粒的基于透射型电子显微镜的平均粒径为72nm、基于动态光散射法的异丙醇中的分散粒径为96nm、空心率为40%。另外,空心颗粒的N/C为0.04、Si/C为0.02、M/C为0.03。

实施例1

将空心颗粒分散体A 20.0质量份、PHOSPHANOL RS-710 0.1质量份、季戊四醇四丙烯酸酯(新中村化学株式会社制A-TMMT)1.90质量份、光聚合引发剂(Irgacure 127)0.1质量份、甲基异丁基酮40.0质量份进行混合,制作空心颗粒分散体。

得到的分散体的分散粒径为102nm、透射率为91%,为空心颗粒的分散性优异的分散体。

另外,固化物的雾度为0.6%、耐磨性试验后的表面为稍确认到刮痕的程度,为具有优异的光学特性、物理特性的固化物。

实施例2

使用NACURE 5076 0.04质量份、季戊四醇四丙烯酸酯1.96质量份代替PHOSPHANOLRS-710,除此之外,与实施例1同样地制作空心颗粒分散体。

得到的分散体的分散粒径为104nm、透射率为90%,为空心颗粒的分散性优异的分散体。

另外,固化物的雾度为0.7%,耐磨性试验后的表面为稍确认到刮痕的程度,为具有优异的光学特性和物理特性的固化物。

实施例3

使用BYK-W996 0.20质量份、季戊四醇四丙烯酸酯1.80质量份代替PHOSPHANOL,除此之外,与实施例1同样地制作空心颗粒分散体。

得到的分散体的分散粒径为109nm、透射率为87%,为空心颗粒的分散性优异的分散体。

另外,固化物的雾度为0.7%、耐磨性试验后的表面为稍确认到刮痕的程度,为具有优异的光学特性和物理特性的固化物。

实施例4

使用Solsperse 41000 0.20质量份、季戊四醇四丙烯酸酯1.80质量份代替PHOSPHANOL RS-710,除此之外,与实施例1同样地制作空心颗粒分散体。

得到的分散体的分散粒径为110nm、透射率为87%,为空心颗粒的分散性优异的分散体。

另外,固化物的雾度为0.7%、耐磨性试验后的表面为稍确认到刮痕的程度,为具有优异的光学特性和物理特性的固化物。

实施例5

使用KAYAMER PM-21 0.40质量份、季戊四醇四丙烯酸酯1.60质量份代替PHOSPHANOL RS-710,除此之外,与实施例1同样地制作空心颗粒分散体。

得到的分散体的分散粒径为105nm、透射率为88%,为空心颗粒的分散性优异的分散体。

另外,固化物的雾度为0.7%,耐磨性试验后的表面为基本确认不到刮痕的程度,为具有优异的光学特性和物理特性的固化物。

实施例6

使用SR9053 0.20质量份、季戊四醇四丙烯酸酯1.80质量份代替PHOSPHANOL RS-710,除此之外,与实施例1同样地制作空心颗粒分散体。

得到的分散体的分散粒径为106nm、透射率为88%,为空心颗粒的分散性优异的分散体。

另外,固化物的雾度为0.7%,耐磨性试验后的表面为基本确认不到刮痕的程度,为具有优异的光学特性和物理特性的固化物。

实施例7

将空心颗粒分散体B 20.0质量份、SR9053 0.20质量份、季戊四醇三丙烯酸酯(新中村化学株式会社制A-TMM-3LM-N)1.90质量份、光聚合引发剂(Irgacure 127)0.1质量份、甲基异丁基酮20.0质量份、乙酸丁酯20.0质量份进行混合,制作空心颗粒分散体。

得到的分散体的分散粒径为97nm、透射率为92%,为空心颗粒的分散性优异的分散体。

另外,固化物的雾度为0.4%,耐磨性试验后的表面为基本确认不到刮痕的程度,为具有优异的光学特性和物理特性的固化物。

比较例1

使用EMULGEN 123P代替PHOSPHANOL RS-710,除此之外,与实施例1同样地制作空心颗粒分散体。

得到的分散体的分散粒径为121nm、透射率为80%,为空心颗粒的分散性低的分散体。

另外,固化物的雾度为1.1%,耐磨性试验后的表面为确认到大量刮痕的程度,为物理特性差的固化物。

比较例2

使用Quartamin 86W代替PHOSPHANOL RS-710,除此之外,与实施例1同样地制作空心颗粒分散体。

得到的分散体的分散粒径为259nm、透射率为59%,为空心颗粒的分散性低的分散体。

另外,固化物的雾度为6.2%,耐磨性试验后的表面为整体被磨削的程度,为光学特性和物理特性差的固化物。

比较例3

使用DISPERBYK-2164 0.20质量份、季戊四醇四丙烯酸酯1.80质量份代替PHOSPHANOL RS-710,除此之外,与实施例1同样地制作空心颗粒分散体。

得到的分散体的分散粒径为233nm、透射率为64%,为空心颗粒的分散性低的分散体。

另外,固化物的雾度为5.4%,耐磨性试验后的表面为整体被磨削的程度,为光学特性和物理特性差的固化物。

比较例4

使用LIGHT ESTER DM 0.20质量份、季戊四醇四丙烯酸酯1.80质量份代替PHOSPHANOL RS-710,除此之外,与实施例1同样地制作空心颗粒分散体。

得到的分散体的分散粒径为332nm、透射率为54%,为空心颗粒的分散性低的分散体。

另外,固化物的雾度为8.2%,耐磨性试验后的表面为整体被磨削的程度,为光学特性和物理特性差的固化物。

比较例5

使用LIGHT ESTER M 0.40质量份、季戊四醇四丙烯酸酯1.60质量份代替PHOSPHANOL RS-710,除此之外,与实施例1同样地制作空心颗粒分散体。

得到的分散体的分散粒径为132nm、透射率为80%,为空心颗粒的分散性低的分散体。

另外,固化物的雾度为0.7%,耐磨性试验后的表面为确认到大量刮痕的程度,为物理特性差的固化物。

[表1]

Figure BDA0002669932820000371

需要说明的是,表1中记载的各商品名的化学试剂的供应商和物性如下述。

PHOSPHANOL RS-710:东邦化学工业株式会社制、具有磷酸基的表面活性剂、酸值:50-75mgKOH/g

NACURE 5076:King Industries,Inc.制、具有磺酸基的表面活性剂、酸值:130-149mgKOH/g(不挥发成分70%)

BYK-W996:BYK-Chemie Japan公司制、具有磷酸基的分散剂、酸值:71mgKOH/g(不挥发成分52%)

Solsperse 41000:日本Lubrizol公司制、具有磷酸基的分散剂、酸值:50±5mgKOH/g

KAYAMER PM-21:日本化药株式会社制、具有磷酸基的单体、酸值:200mgKOH/g以下

SR9053:Sartomer公司制、具有磷酸基的单体、酸值:120-180mgKOH/g

EMULGEN 123P:花王株式会社制、非离子性的表面活性剂

Quartamin 86W:花王株式会社制、胺盐型的表面活性剂(不挥发成分28%)

DISPERBYK-2164:BYK-Chemie Japan公司制、具有氨基的分散剂

LIGHT ESTER DM:共荣社化学株式会社制、具有氨基的单体

LIGHT ESTER M:共荣社化学株式会社制、非离子性的单体

根据表1的实施例1~7与比较例1~5的比较可知:可以制造粒径小且适于制作耐磨性高的薄膜的空心颗粒分散体。

实施例8(防反射膜/带防反射膜的基材)

将实施例1的空心颗粒分散体20质量份、二季戊四醇聚丙烯酸酯(新中村化学株式会社制NK ESTER A-DPH)4质量份、光聚合引发剂(BASF株式会社制IRGACURE1173)0.20质量份进行混合,用超声波均化器,进行5分钟强制搅拌,得到涂覆剂。在载玻片(松浪硝子工业株式会社制S1111)上滴加涂覆剂0.5ml,用旋涂机(共和理研株式会社制、型号K-359SD1)进行涂布,得到涂膜。使得到的涂膜在室温(约25℃)和常压下干燥。使干燥后的涂膜通过紫外线照射装置(JATEC公司制J-Cure、型号JUC1500、牵引速度:0.4m/分钟、累积光量:2000mJ/cm2)2次进行固化,从而制作在玻璃基板上形成有防反射膜的带防反射膜的基材。

实施例9(光取出膜/带光取出膜的基材)

将实施例1的空心颗粒分散体20质量份、二季戊四醇聚丙烯酸酯(新中村化学株式会社制NK ESTER A-DPH)4质量份、光聚合引发剂(BASF株式会社制IRGACURE1173)0.20质量份进行混合,用超声波均化器进行5分钟强制搅拌,得到涂覆剂。在载玻片(松浪硝子工业株式会社制S1111)上滴加涂覆剂0.5ml,用旋涂机(共和理研株式会社制、型号K-359SD1)进行涂布,得到涂膜。使得到的涂膜在室温(约25℃)和常压下干燥。使干燥后的涂膜通过紫外线照射装置(JATEC公司制J-Cure、型号JUC1500、牵引速度:0.4m/分钟、累积光量:2000mJ/cm2)2次进行固化,从而制作在玻璃基板上形成有光取出膜的带光取出膜的基材。

实施例10(导光板墨·导光板)

将实施例1的空心颗粒分散体用甲乙酮清洗3次,得到10质量%的空心颗粒甲乙酮分散体。将10质量%的空心颗粒甲乙酮分散体45质量份、丙烯酸类树脂(DIC株式会社制ACRYDIC A-181、固体成分45%)10质量份、聚醚磷酸酯系表面活性剂(日本Lubrizol公司制Solsperse 41000)1.0质量份进行混合,得到光扩散性组合物(导光板墨)。

将前述光扩散性组合物丝网印刷至5英寸的透明亚克力板,使得点距成为500μm、点的直径成为50μm,得到导光板。

实施例11(低介电常数膜)

将实施例1中制作的10质量%的经表面处理的空心颗粒异丙醇分散液20质量份、二季戊四醇聚丙烯酸酯(新中村化学株式会社制NK ESTER A-DPH)4质量份、光聚合引发剂(BASF株式会社制IRGACURE1173)0.20质量份进行混合,用超声波均化器进行5分钟强制搅拌,得到涂覆剂。在载玻片(松浪硝子工业株式会社制S1111)上滴加涂覆剂0.5ml,用旋涂机(共和理研株式会社制、型号K-359SD1)进行涂布,得到涂膜。使得到的涂膜在室温(约25℃)和常压下干燥。使干燥后的涂膜通过紫外线照射装置(JATEC公司制J-Cure、型号JUC1500、牵引速度:0.4m/分钟、累积光量:2000mJ/cm2)2次使其固化,从而在玻璃基板上制作低介电常数膜。

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