TW200835760A - Polyisobutenyl containing dispersions and uses thereof - Google Patents

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200835760 九、發明說明： 本申請要求2007年 1月 31曰提交的臨時申請 60/898,5 55的權益。在此引入該申請的公開内容作爲參考。 相關申請的交叉餐考 本發明的主題涉及下列美國專利申請：1 1/583,439、 1 1/524,471和與本申請在相同日提交並且題爲“具有獨特光 學性能的疏水金屬和金屬氧化物粒子”的申請。在此引入這 _ 些專利申請的公開内容作爲參考。 發明所屬之技術領域 本發明涉及使用聚異丁烯琥珀酸酐（PIBSA)和相關的 化合物來分散各種粒子和奈米粒子。PIBSA與胺或醇的反 應産物用於金屬加工工業以製備油包水乳液，該乳液可用 作切割流體和用於油工業在汽車添加劑中作爲清潔劑以分 散碳沈積物。 先前技術 在本領域中各種分散劑是已知的，例如公開在US 2003/0032679、US 2004/0209782、WO 87/05924 和 US 5,266,081中。在此引入上述專利和專利申請的公開内容作 爲參考。 這些分散劑一般使用較高含量的這些試劑，以便獲得 穩定性，結果造成流變學性能經常受到不利影響。在本領 5 200835760 域需要不具有這些問題的金屬氧化物的奈米粒子和/或微 米粒子的粒子和/或具有金屬氧化物表面的粒子的穩定分 散液’以及製備這些分散液的方法。 發明内容 本發明通過使用聚異丁烯琥珀酸酐（PIBSA)和相關化 合物作爲分散劑解決了傳統分散液所伴隨的問題。本發明 馨涉及這樣的發現，即PIBSA作爲金屬氧化物粒子（包括在寬 耗圍液體中的奈米粒子）的分散劑是有效的，令人驚訝的是 即使在#父低含量時也如此。這種液體的實例包含選自甲 笨、二曱苯、礦物精油、己烷和苯氧基異丙醇的至少一員。 不希望受任何理論或解釋的約束，據信對於許多金屬氧化 2表面，包括氧化铭、氧化鋅、IT0、氧化鍅或氧化鈦的至 夕種’酸酐或二酸基圓用作良好的錨固基團。還相_在 二中其他錨固基團是更有效的（例如用於貴金屬表面的硫 • 醇）的其他情況下，可以使用反應性酸酐基團以引入交替的 官能度。這些PIBSA衍生物也可以與市售分散劑組合2用 以降低總體分散劑負載量。 本發明一方面涉及一種組合物，該組合物包含粒子在 至少一種有機液體中的分散液。該組合物包含： 1 a)基於分散液的總重量，約0.1 wt%—約25 wt%的至 少一種分散劑，其包含以下結構式·· 6 200835760 Ο

其中X具有1 — 1000的值； 或該分子的反應産物，如具有以下結構式的那些：

或 Ο

νη2 b)基於分散液的總重量，約1 wt% —約90 wt%的包含 7 200835760 200835760 运自下列粒子的至少 〃·金屬氧化物粒子、呈有 金屬或金屬氧化物表面的粒子及其混合物(例如粒子的大 小爲約1 nm—約2〇〇〇 nm的粒子）·，和 I C)基於分散液的總重量，約i〇wt%—約〜的至 二種4自下列化合物的有機液體：芳族或脂族烴、酮、 酉曰、羧酸、醇、胺、醯胺、醚等。 本發明的分散液可以通過諸如球磨、 哭扣广+ ^石撹拌珠磨、均化 。。輮磨和超音波浴的任何合適的方法製備。 2本發明的分散劑可以用於分散寬泛範圍的粒子， :疋金屬氧化物的奈米粒子，特別是鋅、錯、飾、鈦 銦和錫的氧化物的奈米粒子及其混合物是具有重要商業庫 用的不例性奈米粒子。奈米氧化 氧 D… 於妙查虱化鈽和氧化鋁可用 :抗J傷塗料和熱傳流體。另外，已儿 的鋁金屬太乎抑 虱、名溥層鈍化 米粒子可用於透明導電㈠敎4。减銦錫（ΙΤ〇)奈 化鋅和土曰…、官理層和靜電荷耗散。氧 化鋅和虱化鈦可用於紫外阻擋應 釦涂％I 入碎 匕祜遮先劑、紡織品 主；斗。孟屬氧化物粒子、夺 表面的奈米粒子的1他庫用：=和/或具有金屬氧化物 劑、調色劑組合㈣㈣例如磁性材料、多相催化 供太：二於使用分散液母料或在完全配製的組合物中提 t、不水粒子和/或微米粒子， 合物基體中。分气Γ的餅旦 4子刀政在各種夜體和聚 在⑸宜b 貝$應該與其預期用途相當。例如， 在诸如某些油墨和塗料的中 外，分散液—般是_的= 希望存在顏色。另 .、因此不必在即將使用前製備， 8 200835760 仁可以在製備後儲存。根據配製的組合物的靡、 〜 4，本發明 組合物可以包含約〇 5 wt%—約9〇 wt%的配製的紐人物的

可以將本發明的組合物加入到寬範圍的聚合物某雕 中。這非常容易通過將本發明的組合物加入到聚合物=也 機溶劑中的溶液或分散液中而實現。合適的聚合物的者有 包含下列聚合物的至少一種··聚丙烯酸酯、聚矽氧烷：： 胺基甲酸ϊ旨、聚醋、聚醯胺、聚氯乙稀、聚異戊二稀、: =二稀、聚（苯乙稀_共_丁二稀）、聚環氧化合物、聚醇: 树月曰及其匕可用於塗料、油墨和粘合劑的聚合物。 所提供的下列實施例舉例說明本發明的某些方面，並 且不限制本文所附的申請專利範圍。 使用下列材料進行以下實施例。 商品名 氧化ί呂 氧化錯 氧化鈽 氧化鋅 ΑΜΡ-95 球形r氧化鋁，BET粒子的大小3〇 nm 球形’ BET粒子的大小15 nm BET粒子的大小< 1〇〇 nm 30 nm氧化鋅 胺基-2-甲基-1-丙醇

Disperbyk 163 聚合物分散劑，BykChemie Ancamine 1637 Jf /t 二虱硬化劑，Air Products and chemicals 衍生自1100分子量聚丁烯的聚異丁烯琥 ί白酸酐，Lubrizol Corp OLOA 1 5667 4汗 & & !……θ # 生自13 00为子1聚丁烯的聚異丁烯琥 王白酸酐，Chevron Corp 9 200835760 實施例1和2 通過將包含1.0 mm氧化錯珠研磨介質的樣品放置在 65°C的超音波浴中6小時製備實施例1。溶劑爲礦物精油。 以類似方式但使用Ο·〗mm氧化錘珠製備實施例2。溶劑爲 高沸點（140— 180。〇石油醚。在實施例i和2中製備的分 散液具有較小的粒子的大小’並且在幾天後僅顯示較小的 沈降。

米粒子在含PIBfA有機溶劑中的分散液

組成以wt%表示 實施例3 — 5 旦通過將ZnO和分散劑與僅足夠的溶劑混合得到高固含 量（70— 75%)糊劑來製備實施例3-5的分散液。在三輥磨 機上處理該糊劑5次’輥隙設定爲5密耳，輥速爲1〇 —( 研磨後’用剩餘的溶劑稀釋糊劑，産生表2中所示的組成_ —、睪的刀政液具有較小的粒子的大小，並且在幾天後僅顯 不較小的沈降。 200835760 表2 ZnO奈米粒子在含PIBSA有機溶劑中的分散液 實施例 ZnO 1-苯氧基-2-丙醇 OLOA 15667 PIBSA 粒子的大 小，nm 3 49.4 48.1 2.5 106 4 49.4 48.1 2.5 99 5 49.4 48.1 2.5 102 組成以wt%表示

貫施例6 — 8 通過迴流實施例6 — 8中所示的組分4小時並隨後在大 氣壓下除去溶劑製備PIBSA與Ancamine 1637曼尼希鹼或 4-胺基水揚酸的反應産物。不進一步純化而使用該反應産 物。 表3 PIBSA與胺的反應産物 實施例 PIBSA Ancamine 1637 4-胺基水楊酸 甲苯 二甲苯 6 35.3 11.9 52.8 7 41.3 7.0 51.7 8 32 3.9 64.1 組成以wt%表示 表4舉例說明使用表3的反應産物作爲氧化鋁、氧化 錯和氧化鈽奈米粒子的分散劑。 實施例9 — 1 6 11 200835760 通過將樣品放置在65°C的超音波浴中2小時製備實施 例9 — 16。採用PIBSA反應産物製備的實施例9 — 1 3中的 分散液是低粘度流體，該流體在幾天内不顯示沈降。實施 例14顯示純Ancamine 1637産生糊劑。比較實施例1〇和 1 5顯示，分散劑含量從4.8下降到2 · 4引起钻度升高。實 施例1 6顯示標準市售分散劑不能將奈米氧化鋁分散入甲 苯中。

表4 PIBSA反應産物的評價 實施 例 Al2〇3 30 nm Ce02 Zr〇2 Ancami ne 1637 Disperb ykl63 曱 苯 溶解性 實 施 例6 實施 例7 實 施 例8 9 4.8 42.3 52.9 良好-低 粘度，無 沈降 10 4.8 42.3 52.9 良好-低 粘度，無 沈降 11 13.4 26.8 59.8 良妤-低 粘度，無 沈降 13 13.4 26.8 59.8 良好-低 粘度，無 沈降 14 42.3 4.8 52.9 糊劑 15 2.4 42.3 55.3 糊劑 16 42.3 4.8 52.9 糊劑 組成以wt%表示 實施例1 7 — 2 0 12 200835760 表5比較了分散劑産生奈米氧化無 G銘在裱氧硬化劑 PACM (雙-4·胺基環己基曱烧）中的低枯度分散液的效力。 來自實施例6和Ancamine 1637的反應産物均給出 >比市售 分散劑Disperbyk 163和不含分散劑的 ° 丁 π樣口口更低的粘 度。 表 實施 Al2〇3 例 20 nm 17 ^---— 20 18 ΠΓ' 19 20 20 — 20 Α12〇3奈米粒子在中的分散 組成以vn%表示

實施例2 1 — 2 5 通過將包含0.05 mm氧化錯珠研磨 65 V的妒立、士、,、丄 、J私口口放置在 的起曰波冷中6小時製備實施例21 _ 4 精油。呼價绌％ ，谷劑爲礦物 偏砘的和在各種胺存在學的Pibsa。 但係用f) 1 ^ 以類似方式 • mm軋化锆珠製備實施例2。溶 丄 ' 180°Γ ^ ^ /合剐舄尚沸點（140 小的粒子的在實_21 —25中製備的分散液具有較 勺大小，並且在幾周後僅顯示較小的沈降。 13 200835760 表6 PIBSA與胺組合 實施例 ZnO PIBSA 礦物精油 胺 Dn，vol Nm 21 10 1.0 88.9 無 95 22 10 1.0 88.9 AMP95 83.8 23 10 1.0 88.9 胺乙基呱嗪 88.6 24 10 1.0 88.9 二乙醇胺 84.7 25 10 1.0 88.9 經乙基p瓜嘻 93.4 已經參考特定方面或實施方案描述了本發明，但其他 實施方案對本領域技術人員是顯而易見的，並且包括在申 請專利範圍内。 14

Claims (1)

1. 200835760 十、申請專利範圍： 1· 一種分散液，包含奈米粒子或粒子，和PIBSA或 PIBSA反應産物的至少一種。 2·如申請專利範圍第1項的分散液，其中所述PIBS A 包含選自下列化合物的至少一員：

   〇

   〇

   和 〇

   15 200835760 種組口物，包含如申 和至少-種選自下列的基體 圍$ 1項的分散液 矽氧烷1胺基曱酸酯 t '…貝’聚丙烯酸酯、聚 氧化合物和聚醇酸樹脂。…聚醯胺、$氯乙烯、聚環 膜 4 · 一種通過將如申請專 基材上而獲得的塗層或 利範圍第3項的組合物施塗在 5 ·如申請專利範圍第馆从 _乐2項的分散液，1中 1000的值。 …中X具有1- 如申明專利範圍帛i項❸分散液，丨進一步包含至 ;一種選自下列化合物的有機液體：芳族或脂族烴、嗣、 酯、綾酸、醇、胺、醯胺和醚。 7·如申請專利範圍第1項的分散液，其中所述粒子的 大小爲約1 nm~約2000 nm。 8.如申請專利範圍第1項的分散液，其中所述粒子包 含選自鋅、錯、鈽、鈦、鋁、銦和錫的至少〆員的金屬氧 化物。 9·如申請專利範圍第1項的分散液，其進一步包含選 16 200835760 自甲苯、二曱苯、礦物精油、己烷和苯氧基異丙醇的至少 一員。 1 0.如申請專利範圍第2項的分散液，其中所述奈米 粒子包含氧化鋅，並且所述分散液進一步包含至少一種有 機液體。 11. 如申請專利範圍第2項的分散液，其進一步包含 •至少-種胺。 12. 如申請專利範圍第2項的分散液，其進一步包含 至少一種環氧硬化劑。 17 200835760 七、指定代表圖·· (一) 本案指定代表圖為：第（ ）圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明：

   八、本案若有化學式時，請揚示最能顯示發明特徵的化學式：

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