JP5741785B2 - Metal fine particle dispersant comprising a highly branched polymer having an amino functional group or an imino functional group at its terminal - Google Patents
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Description
本発明は、前記アミノ官能基又はイミノ官能基を末端に有する高分岐ポリマーからなる金属微粒子分散剤、及び該金属微粒子分散剤と金属微粒子を含む組成物に関する。 The present invention relates to a metal fine particle dispersant composed of a highly branched polymer having the amino functional group or imino functional group at its terminal, and a composition comprising the metal fine particle dispersant and metal fine particles.
数nm〜数十nm程度の粒径を有する金属微粒子は、バルク金属とは異なる種々の物理的、化学的特性を示す。例えば光学的な特性として、プラズモン吸収と呼ばれる発色機構により、金属種やサイズに応じた独特の色合いを示すことは古くから知られており、金属微粒子の溶液は塗料等の着色剤に用いられている。このほかにも、導電性ペースト、透明導電膜、高密度記録材料、遮光フィルター、化学センサー、触媒、導光部材、ガスバリア材、光散乱・反射部材、光拡散部材、感光性材料、光電変換素子、インクジェット用インク、高誘電率材料、蛍光材料等への応用が広がっている。 Metal fine particles having a particle size of several nanometers to several tens of nanometers exhibit various physical and chemical characteristics different from those of bulk metals. For example, as an optical property, it has long been known that a coloring mechanism called plasmon absorption exhibits a unique color depending on the metal type and size, and a solution of metal fine particles is used for colorants such as paints. Yes. In addition, conductive paste, transparent conductive film, high-density recording material, light shielding filter, chemical sensor, catalyst, light guide member, gas barrier material, light scattering / reflecting member, light diffusion member, photosensitive material, photoelectric conversion element Applications to inkjet inks, high dielectric constant materials, fluorescent materials, etc. are expanding.
このような金属微粒子の作製法としては気相法と液相法が挙げられるが、液相法の方が低コストかつ、粒度分布が狭い良質な微粒子を得られやすい。一般に液相法は、金属塩溶液に金属と親和性を有する有機分散剤を加えた状態で、還元剤により金属イオンの還元を行って調製する。 As a method for producing such metal fine particles, there are a gas phase method and a liquid phase method, but the liquid phase method is cheaper and it is easier to obtain fine particles having a narrow particle size distribution. In general, the liquid phase method is prepared by reducing metal ions with a reducing agent in a state where an organic dispersant having an affinity for metal is added to a metal salt solution.
上記液相法による金属微粒子の調製において用いられる分散剤としては、クエン酸、界面活性剤、チオール基やアミノ基を有する低分子化合物、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミンなどの高分子化合物が提案されている。
低分子化合物を用いた分散剤の例として、チオール化合物を保護コロイドとして用いて調製した金属微粒子が挙げられる(特許文献1)。得られた金属微粒子はチオール化合物によって強固に表面を被覆されているため、粉末として回収することができ、溶媒に再分散可能である。このように、硫黄原子を含む官能基を有する化合物は、金属表面との高い親和性を有するため金属微粒子の分散剤として優れた特性を示す。
また、高分子化合物を用いた分散剤の例として、ポリビニルピロリドンを保護コロイドとして用いて調製した金属微粒子が挙げられる(特許文献2)。
As dispersants used in the preparation of metal fine particles by the liquid phase method, citric acid, surfactants, low molecular compounds having thiol groups and amino groups, and high molecular compounds such as polyvinylpyrrolidone and polyethyleneimine have been proposed. .
As an example of a dispersant using a low molecular weight compound, metal fine particles prepared using a thiol compound as a protective colloid can be cited (Patent Document 1). Since the obtained metal fine particles are firmly coated on the surface with a thiol compound, they can be recovered as a powder and redispersed in a solvent. Thus, since the compound having a functional group containing a sulfur atom has a high affinity with the metal surface, it exhibits excellent properties as a dispersant for metal fine particles.
In addition, examples of the dispersant using the polymer compound include metal fine particles prepared using polyvinylpyrrolidone as a protective colloid (Patent Document 2).
このようにして得られた金属微粒子を上述の種々の用途に用いるにあたり、基材上に金属微粒子を固定化させる必要がある。このため、金属微粒子を溶媒に分散した溶液に、高分子バインダーや重合性モノマー、架橋剤、分散剤などの添加剤を配合し、スピンコート法、インクジェット法、スプレー法、ディップ法などの技術を用いて基材に成膜するなどの工程が実施される。
例えば、高分子バインダーとしてメタクリル酸メチル−アクリル酸ランダム共重合体を用い、高分子分散剤としてポリエチレンイミンを用いた金属微粒子−高分子複合体顔料が、水又は有機溶媒に不溶な顔料として得られることが報告されている(特許文献3)。
また、多官能アクリルモノマーを重合性モノマーとして含ませてこれらの光重合生成物を高分子バインダーとし、分散剤としてアミノ基を有する低分子化合物と、金属微粒子とを含む光硬化性の組成物を用いて作製した表示装置用遮光膜が提案されている(特許文献4)。
更に、ラジカル重合性二重結合を有するモノマーを反応溶媒とし、金属イオンを還元することにより、無溶剤で金属微粒子分散体を製造する提案がなされている(特許文献5)。
そして熱硬化性の高分子バインダーを用いた例としては、アミン系高分子分散剤を用いて得られた金属微粒子を、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂と混合し、接
着ペーストを得る例が開示されている(特許文献6)。
In order to use the metal fine particles thus obtained for the above-mentioned various applications, it is necessary to fix the metal fine particles on the substrate. For this reason, additives such as polymer binders, polymerizable monomers, cross-linking agents, and dispersing agents are blended into a solution in which metal fine particles are dispersed in a solvent, and technologies such as spin coating, ink jet, spray, and dip are used. A process such as forming a film on the base material is performed.
For example, a metal fine particle-polymer composite pigment using a methyl methacrylate-acrylic acid random copolymer as a polymer binder and polyethyleneimine as a polymer dispersant is obtained as a pigment insoluble in water or an organic solvent. (Patent Document 3).
In addition, a photo-curable composition containing a polyfunctional acrylic monomer as a polymerizable monomer, using these photopolymerization products as a polymer binder, a low molecular compound having an amino group as a dispersant, and metal fine particles. A light-shielding film for a display device produced by using this has been proposed (Patent Document 4).
Furthermore, a proposal has been made to produce a metal fine particle dispersion without using a solvent by using a monomer having a radical polymerizable double bond as a reaction solvent and reducing metal ions (Patent Document 5).
As an example using a thermosetting polymer binder, metal fine particles obtained using an amine-based polymer dispersant are mixed with a thermosetting resin such as an epoxy resin or a phenol resin to obtain an adhesive paste. An example is disclosed (Patent Document 6).
上述のように、金属微粒子の分散体に重合性モノマー及び高分子バインダーなどの添加剤を加えて、基材上に膜状の形態を形成することにより、金属微粒子の種々の用途への展開が提案されている。しかしながら、これら添加剤を添加することにより、金属微粒子含有組成物中の金属濃度を低下させてしまい、結果として目的とする金属微粒子の性能を十分に引き出せないという問題があった。
また金属微粒子の性能をより高く引き出すために該微粒子の添加量を増加させると、分散状態を安定に保てずに沈殿が起こるなどの問題も有していた。
As described above, by adding additives such as a polymerizable monomer and a polymer binder to the dispersion of metal fine particles to form a film-like form on the substrate, the metal fine particles can be used in various applications. Proposed. However, by adding these additives, the metal concentration in the metal fine particle-containing composition is lowered, and as a result, there has been a problem that the performance of the target metal fine particles cannot be sufficiently brought out.
Further, when the amount of the fine particles added is increased in order to bring out the performance of the metal fine particles to a higher level, there is a problem that precipitation occurs without keeping the dispersion state stable.
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、アミノ官能基又はイミノ官能基を末端に導入した高分岐ポリマーが、金属微粒子の分散能に優れることを見出した。またこの高分岐ポリマーは熱硬化性を有することから、金属微粒子分散剤として使用することによって、金属微粒子含有組成物中の金属濃度を低下させることなく、金属微粒子を含む薄膜が得られることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、第1観点として、アミノ官能基又はイミノ官能基を末端に有し、ゲル浸透クロマトグラフィーによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量が1,000乃至2,000,000である高分岐ポリマーからなることを特徴とする、金属微粒子分散剤に関する。
第2観点として、前記高分岐ポリマーが、分子内に2個以上のラジカル重合性二重結合を有するモノマーAを、該モノマーAに対して5乃至200モル%のアミノ官能基又はイミノ官能基を有する重合開始剤Bの存在下で重合させることにより得られる高分岐ポリマーである、第1観点に記載の金属微粒子分散剤に関する。
第3観点として、さらにモノマーAを含む、第2観点に記載の金属微粒子分散剤に関する。
第4観点として、前記アミノ官能基又はイミノ官能基を有する重合開始剤Bが、ヘテロ環アミン構造を有する重合開始剤である、第2観点又は第3観点のうち何れか一項に記載の金属微粒子分散剤に関する。
第5観点として、前記アミノ官能基又はイミノ官能基を有する重合開始剤Bが、式[1]で表される官能基を有する重合開始剤である、第2観点又は第3観点のうち何れか一項に記載の金属微粒子分散剤に関する。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that a hyperbranched polymer having an amino functional group or an imino functional group introduced at the terminal is excellent in dispersibility of metal fine particles. Further, since this hyperbranched polymer has thermosetting properties, it has been found that by using it as a metal fine particle dispersant, a thin film containing metal fine particles can be obtained without reducing the metal concentration in the metal fine particle-containing composition. The present invention has been completed.
That is, as a first aspect, the present invention has an amino functional group or an imino functional group at the end, and has a weight average molecular weight of 1,000 to 2,000,000 as measured by gel permeation chromatography in terms of polystyrene. The present invention relates to a metal fine particle dispersant characterized by comprising a highly branched polymer.
As a second aspect, the hyperbranched polymer has a monomer A having two or more radical polymerizable double bonds in the molecule, and 5 to 200 mol% of amino functional group or imino functional group with respect to the monomer A. It is related with the metal fine particle dispersing agent as described in a 1st viewpoint which is a hyperbranched polymer obtained by making it superpose | polymerize in presence of the polymerization initiator B which has.
As a 3rd viewpoint, it is related with the metal fine particle dispersing agent as described in a 2nd viewpoint containing the monomer A further.
As a fourth aspect, the metal according to any one of the second aspect and the third aspect, wherein the polymerization initiator B having an amino functional group or an imino functional group is a polymerization initiator having a heterocyclic amine structure. The present invention relates to a fine particle dispersant.
As a fifth aspect, the polymerization initiator B having an amino functional group or an imino functional group is a polymerization initiator having a functional group represented by the formula [1], either the second aspect or the third aspect The metal fine particle dispersant according to one item.
(式[1]中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1乃至6の
アルキル基又は炭素原子数1乃至6のヒドロキシアルキル基を表し、またR1、R2及びR3の任意の2つ以上はそれらが結合する窒素原子と一緒になって、環を形成していてもよ
い。)
第6観点として、前記アミノ官能基又はイミノ官能基を有する重合開始剤Bが、式[2]で表される重合開始剤である、第5観点に記載の金属微粒子分散剤に関する。
(In the formula [1], R 1 , R 2 and R 3 each independently represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 1 , R 2 and R 3 may be combined with the nitrogen atom to which they are bonded to form a ring.)
As a sixth aspect, the present invention relates to the fine metal particle dispersant according to the fifth aspect, wherein the polymerization initiator B having an amino functional group or an imino functional group is a polymerization initiator represented by the formula [2].
(式[2]中、R1、R2及びR3は前記式[1]で定義されたものを表し、R4及びR5はそれぞれ独立して、炭素原子数1乃至6のアルキル基を表す。)
第7観点として、第1観点乃至第6観点のうち何れか一項に記載の金属微粒子分散剤、及び金属微粒子を含む組成物に関する。
第8観点として、前記金属微粒子分散剤が、前記金属微粒子の表面に付着又は配位して複合体を形成している第7観点記載の組成物に関する。
第9観点として、さらに水又は有機溶媒を含む、第7観点又は第8観点に記載の組成物に関する。
第10観点として、前記金属微粒子が水又は有機溶媒に分散している、第9観点に記載の組成物に関する。
第11観点として、前記複合体が水又は有機溶媒に分散している、第9観点に記載の組成物に関する。
第12観点として、前記金属微粒子が、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、カドミウム、インジウム、スズ、アンチモン、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金、水銀、タリウム、鉛及びビスマスよりなる群より選択される少なくとも1種である、第7観点乃至第11観点のうち何れか一項に記載の組成物に関する。
第13観点として、前記金属微粒子が、金、銀、白金、銅、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム及びイリジウムよりなる群より選択される少なくとも1種である、第12観点に記載の組成物に関する。
第14観点として、前記金属微粒子が、金、銀、白金及び銅よりなる群より選択される少なくとも1種である、第13観点に記載の組成物に関する。
第15観点として、さらに水又は有機溶媒に可溶な架橋剤又は光重合開始剤を含む、請求項9乃至請求項14のうち何れか一項に記載の組成物に関する。
第16観点として、第7観点乃至第15観点のうち何れか一項に記載の組成物から得られる薄膜に関する。
第17観点として、第15観点に記載の組成物から得られる薄膜に、熱処理又は光照射処理を施すことで得られる硬化膜に関する。
就中、本発明の最も好適な態様は、アミノ官能基又はイミノ官能基を末端に有し、ゲル浸透クロマトグラフィーによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量が1,000乃至2,000,000である高分岐ポリマーからなる金属微粒子の分散剤であって、前記高分岐ポリマーが、分子内に2個以上のラジカル重合性二重結合を有するモノマーAを、該モノマーAに対して5乃至200モル%のアミノ官能基又はイミノ官能基を有する重合開始剤Bの存在下で重合させることにより得られる高分岐ポリマーであり、
前記モノマーAがジビニルベンゼンであり、
前記アミノ官能基又はイミノ官能基を有する重合開始剤Bが、下記式[2]で表される重合開始剤であり、そして
前記金属微粒子が、金、銀、白金及び銅よりなる群より選択される少なくとも1種である、金属微粒子分散剤に関する。
As a seventh aspect, the present invention relates to a metal fine particle dispersant according to any one of the first aspect to the sixth aspect, and a composition containing the metal fine particles.
As an eighth aspect, the present invention relates to the composition according to the seventh aspect, wherein the metal fine particle dispersant is attached or coordinated to the surface of the metal fine particles to form a composite.
As a 9th viewpoint, it is related with the composition as described in the 7th viewpoint or the 8th viewpoint which contains water or an organic solvent further.
As a tenth aspect, the present invention relates to the composition according to the ninth aspect, wherein the metal fine particles are dispersed in water or an organic solvent.
As an eleventh aspect, the present invention relates to the composition according to the ninth aspect, wherein the complex is dispersed in water or an organic solvent.
As a twelfth aspect, the metal fine particles are scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, gallium, germanium, yttrium, zirconium, niobium, molybdenum, ruthenium, rhodium, palladium, silver, Seventh aspect to eleventh aspect, which is at least one selected from the group consisting of cadmium, indium, tin, antimony, hafnium, tantalum, tungsten, rhenium, osmium, iridium, platinum, gold, mercury, thallium, lead, and bismuth. It is related with the composition as described in any one of viewpoints.
As a thirteenth aspect, the composition according to the twelfth aspect, wherein the metal fine particles are at least one selected from the group consisting of gold, silver, platinum, copper, nickel, ruthenium, rhodium, palladium, osmium, and iridium. About.
As a fourteenth aspect, the present invention relates to the composition according to the thirteenth aspect, wherein the metal fine particles are at least one selected from the group consisting of gold, silver, platinum, and copper.
As a fifteenth aspect, the present invention relates to the composition according to any one of claims 9 to 14, further comprising a crosslinking agent or a photopolymerization initiator soluble in water or an organic solvent.
As a sixteenth aspect, the present invention relates to a thin film obtained from the composition according to any one of the seventh aspect to the fifteenth aspect.
As a 17th viewpoint, it is related with the cured film obtained by heat-processing or light irradiation processing to the thin film obtained from the composition as described in a 15th viewpoint.
Among these, the most preferred embodiment of the present invention has an amino functional group or imino functional group at the end, and has a weight average molecular weight of 1,000 to 2,000,000 as measured by gel permeation chromatography in terms of polystyrene. A dispersant for fine metal particles comprising a certain highly branched polymer, wherein the highly branched polymer contains 5 to 200 mol of monomer A having two or more radical polymerizable double bonds in the molecule. % Hyperbranched polymer obtained by polymerizing in the presence of a polymerization initiator B having an amino functional group or imino functional group,
The monomer A is divinylbenzene,
The polymerization initiator B having the amino functional group or imino functional group is a polymerization initiator represented by the following formula [2], and
The metal fine particle dispersant is at least one selected from the group consisting of gold, silver, platinum and copper.
本発明の金属微粒子分散剤は、アミノ官能基又はイミノ官能基を末端に導入した高分岐ポリマーからなり、金属微粒子の分散能に優れ、金属微粒子を凝集させることなく水又は
有機溶媒に分散させることができる。
特に本発明の金属微粒子分散剤は、その少なくとも一部が金属微粒子と複合体を形成して、該複合体として水又は有機溶媒に分散しており、金属微粒子を高い濃度で有機溶媒に分散可能である。
The metal fine particle dispersant of the present invention is composed of a highly branched polymer having an amino functional group or imino functional group introduced at the end, has excellent dispersibility of the metal fine particles, and is dispersed in water or an organic solvent without aggregating the metal fine particles. Can do.
In particular, the metal fine particle dispersant of the present invention forms a composite with metal fine particles and is dispersed in water or an organic solvent as the composite, and the metal fine particles can be dispersed in an organic solvent at a high concentration. It is.
また本発明の金属微粒子分散剤は、所謂開始剤断片組込み型高分岐ポリマーからなり、その末端にアミノ官能基又はイミノ官能基、すなわち架橋反応などの反応を助ける或いはそれに関与する官能基を有する高分岐ポリマーからなる。
そのため、本発明の金属微粒子と金属微粒子分散剤を含む組成物は、金属微粒子分散剤(高分岐ポリマー)内に存在するモノマーA由来のラジカル重合性二重結合や、或いはラジカル重合性二重結合を有するモノマーAを存在させることによって、基板に塗布するだけで架橋剤等を必要とすることなく容易に薄膜形成が可能であり、各種用途に好適に用いることができる。また架橋剤や重合性化合物を必須の成分とする必要がないことから、上記組成物における金属微粒子の濃度を高く保つことができ、金属微粒子が有する性能を目的とする程度に十分に引き出すことが可能となる。
The fine metal particle dispersant of the present invention comprises a so-called initiator fragment-incorporated hyperbranched polymer, and has an amino functional group or imino functional group at its end, ie, a functional group that assists or participates in a reaction such as a crosslinking reaction. It consists of a branched polymer.
Therefore, the composition containing the metal fine particles and the metal fine particle dispersant of the present invention is a radical polymerizable double bond derived from the monomer A present in the metal fine particle dispersant (hyperbranched polymer) or a radical polymerizable double bond. In the presence of the monomer A having, a thin film can be easily formed by simply applying it to a substrate without the need for a crosslinking agent or the like, and can be suitably used for various applications. Further, since it is not necessary to use a crosslinking agent or a polymerizable compound as an essential component, the concentration of the metal fine particles in the composition can be kept high, and the performance possessed by the metal fine particles can be sufficiently drawn out to the desired level. It becomes possible.
<金属微粒子分散剤>
以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明に係る金属微粒子分散剤は、アミノ官能基又はイミノ官能基を末端に有する高分岐ポリマー、より詳細には、分子内に2個以上のラジカル重合性二重結合を有するラジカル重合性モノマーAを、該重合性モノマーAに対して5モル%以上200モル%以下のアミノ官能基又はイミノ官能基を有する重合開始剤Bの存在下で重合させることで得られ、且つ、重量平均分子量が1,000乃至2,000,000である高分岐ポリマーからなる。
この高分岐ポリマーは、微粒子の金属表面に対して、高い親和性を示すと考えられる塩基性官能基(アミノ官能基又はイミノ官能基)を末端に多数有しているために、金属微粒子の高い分散能が期待できると共に、上記モノマーAと開始剤Bの組合せや条件により、様々な骨格のデザインや官能基導入、分子量や分布の制御、更には機能付与を行うことが可能であるなどの特徴を有する。また分岐構造を有することで、直鎖状のものでは見られない高溶解性をも有している。
<Metal fine particle dispersant>
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The metal fine particle dispersant according to the present invention is a highly branched polymer having an amino functional group or an imino functional group at its end, more specifically, a radical polymerizable monomer A having two or more radical polymerizable double bonds in the molecule. Is polymerized in the presence of a polymerization initiator B having an amino functional group or imino functional group of 5 mol% or more and 200 mol% or less with respect to the polymerizable monomer A, and the weight average molecular weight is 1. 2,000 to 2,000,000 hyperbranched polymers.
Since this highly branched polymer has a large number of basic functional groups (amino functional group or imino functional group) that are considered to have high affinity for the metal surface of the fine particles at the terminal, it is highly Dispersibility can be expected, and various skeleton designs, introduction of functional groups, control of molecular weight and distribution, and addition of functions can be performed depending on the combination and conditions of monomer A and initiator B. Have Moreover, by having a branched structure, it also has a high solubility that cannot be seen in a straight chain.
本発明において、当該ポリマーの重量平均分子量(以下、Mwと略記)が1,000未満であると、金属微粒子の分散能が著しく低下する、若しくは分散能を発揮しなくなる虞があり、2,000,000を超えると、分散処理における取り扱いが極めて困難となる虞がある。重量平均分子量が2,000乃至1,000,000の高分岐ポリマーがより好ましい。
なお、本発明における重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーによる測定値(ポリスチレン換算)である。
In the present invention, when the weight average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mw) of the polymer is less than 1,000, the dispersibility of the metal fine particles may be remarkably lowered or the dispersibility may not be exhibited. If it exceeds 1,000, handling in the dispersion process may become extremely difficult. A highly branched polymer having a weight average molecular weight of 2,000 to 1,000,000 is more preferred.
In addition, the weight average molecular weight in this invention is a measured value (polystyrene conversion) by gel permeation chromatography.
本発明において、前記分子内に2個以上のラジカル重合性二重結合を有するモノマーAは、ビニル基又は(メタ)アクリル基の何れか一方又は双方を有することが好ましく、特にジビニル化合物又はジ(メタ)アクリレート化合物であることが好ましい。なお、本発明では(メタ)アクリレート化合物とは、アクリレート化合物とメタクリレート化合物の両方をいう。例えば(メタ)アクリル酸は、アクリル酸とメタクリル酸をいう。 In the present invention, the monomer A having two or more radically polymerizable double bonds in the molecule preferably has one or both of a vinyl group and a (meth) acryl group, and particularly a divinyl compound or di ( A meth) acrylate compound is preferred. In the present invention, the (meth) acrylate compound refers to both an acrylate compound and a methacrylate compound. For example, (meth) acrylic acid refers to acrylic acid and methacrylic acid.
このようなモノマーAとしては、例えば、以下の(A1)乃至(A7)に示した有機化合物が例示される。
(A1)ビニル系炭化水素:
(A1−1)脂肪族ビニル系炭化水素類;イソプレン、ブタジエン、3−メチル−1,2−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,2−ポリブタジエン、ペンタジエン、ヘキサジエン、オクタジエン等
(A1−2)脂環式ビニル系炭化水素;シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、ノルボルナジエン等
(A1−3)芳香族ビニル系炭化水素;ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレン、トリビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジビニルナフタレン、ジビニルフルオレン、ジビニルカルバゾール、ジビニルピリジン等
(A2)ビニルエステル、アリルエステル、ビニルエーテル、アリルエーテル、ビニルケトン:
(A2−1)ビニルエステル;アジピン酸ジビニル、マレイン酸ジビニル、フタル酸ジビニル、イソフタル酸ジビニル、イタコン酸ジビニル、ビニル(メタ)アクリレート等
(A2−2)アリルエステル;マレイン酸ジアリル、フタル酸ジアリル、イソフタル酸ジアリル、アジピン酸ジアリル、アリル(メタ)アクリレート等
(A2−3)ビニルエーテル;ジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル等
(A2−4)アリルエーテル;ジアリルエーテル、ジアリルオキシエタン、トリアリルオキシエタン、テトラアリルオキシエタン、テトラアリルオキシプロパン、テトラアリルオキシブタン、テトラメタリルオキシエタン等
(A2−5)ビニルケトン;ジビニルケトン、ジアリルケトン等
(A3)(メタ)アクリル酸エステル:
エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、アルコキシチタントリ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、2−メチル−1,8−オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ジオキサングリコールジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−1−アクリロイルオキシ−3−メタクリロイルオキシプロパン、2−ヒドロキシ−1,3−ジ(メタ)アクリロイルオキシプロパン、9,9−ビス[4−(2−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン、ウンデシレノキシエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビス[4−(メタ)アクリロイルチ
オフェニル]スルフィド、ビス[2−(メタ)アクリロイルチオエチル]スルフィド、1,3−アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3−アダマンタンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジエトキシジ(メタ)アクリレート等
(A4)ポリアルキレングリコール鎖を有するビニル系化合物:
ポリエチレングリコール(分子量300)ジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(分子量500)ジ(メタ)アクリレート等
(A5)含窒素ビニル系化合物:
ジアリルアミン、ジアリルイソシアヌレート、ジアリルシアヌレート、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、ビスマレイミド等
(A6)含ケイ素ビニル系化合物:
ジメチルジビニルシラン、ジビニルメチルフェニルシラン、ジフェニルジビニルシラン、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラフェニルジシラザン、ジエトキジビニルシラン等
(A7)含フッ素ビニル系化合物:
1,4−ジビニルパーフルオロブタン、1,6−ジビニルパーフルオロヘキサン、1,8−ジビニルパーフルオロオクタン等
Examples of such a monomer A include organic compounds shown in the following (A1) to (A7).
(A1) Vinyl hydrocarbon:
(A1-1) Aliphatic vinyl hydrocarbons; isoprene, butadiene, 3-methyl-1,2-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,2-polybutadiene, pentadiene, hexadiene, octadiene (A1-2) Alicyclic vinyl hydrocarbons; cyclopentadiene, cyclohexadiene, cyclooctadiene, norbornadiene, etc. (A1-3) aromatic vinyl hydrocarbons; divinylbenzene, divinyltoluene, divinylxylene, trivinylbenzene , Divinylbiphenyl, divinylnaphthalene, divinylfluorene, divinylcarbazole, divinylpyridine, etc. (A2) Vinyl esters, allyl esters, vinyl ethers, allyl ethers, vinyl ketones:
(A2-1) vinyl ester; divinyl adipate, divinyl maleate, divinyl phthalate, divinyl isophthalate, divinyl itaconate, vinyl (meth) acrylate, etc. (A2-2) allyl ester; diallyl maleate, diallyl phthalate, Diallyl isophthalate, diallyl adipate, allyl (meth) acrylate, etc. (A2-3) vinyl ether; divinyl ether, diethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, etc. (A2-4) allyl ether; diallyl ether, diallyloxyethane, tri Allyloxyethane, tetraallyloxyethane, tetraallyloxypropane, tetraallyloxybutane, tetramethallyloxyethane, etc. (A2-5) vinyl ketone; divinyl ketone, diallyl Tons, etc. (A3) (meth) acrylic acid ester:
Ethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, glycerol tri (meth) acrylate, Pentaerythritol tetra (meth) acrylate, alkoxy titanium tri (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 2-methyl-1,8-octanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol Di (meth) acrylate, 1,10-decanediol di (meth) acrylate, tricyclodecane dimethanol di (meth) acrylate, dioxane glycol di (meth) acrylate, 2-hydroxy 1-acryloyloxy-3-methacryloyloxypropane, 2-hydroxy-1,3-di (meth) acryloyloxypropane, 9,9-bis [4- (2- (meth) acryloyloxyethoxy) phenyl] fluorene, un Decylenoxyethylene glycol di (meth) acrylate, bis [4- (meth) acryloylthiophenyl] sulfide, bis [2- (meth) acryloylthioethyl] sulfide, 1,3-adamantanediol di (meth) acrylate, 1 , 3-Adamantanedimethanol di (meth) acrylate, bisphenol A diethoxydi (meth) acrylate, etc. (A4) Vinyl compounds having a polyalkylene glycol chain:
Polyethylene glycol (molecular weight 300) di (meth) acrylate, polypropylene glycol (molecular weight 500) di (meth) acrylate, etc. (A5) Nitrogen-containing vinyl compounds:
Diallylamine, diallyl isocyanurate, diallyl cyanurate, methylenebis (meth) acrylamide, bismaleimide, etc. (A6) silicon-containing vinyl compounds:
Dimethyldivinylsilane, divinylmethylphenylsilane, diphenyldivinylsilane, 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisilazane, 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetraphenyldisilazane (A7) fluorine-containing vinyl compounds such as dietoxydivinylsilane:
1,4-divinylperfluorobutane, 1,6-divinylperfluorohexane, 1,8-divinylperfluorooctane, etc.
これらのうち好ましいものは、上記(A1−3)群の芳香族ビニル系炭化水素、(A2)群のビニルエステル、アリルエステル、ビニルエーテル、アリルエーテル及びビニルケトン、(A3)群の(メタ)アクリル酸エステル、(A4)群のポリアルキレングリコール鎖を有するビニル系化合物、並びに(A5)群の含窒素ビニル系化合物である。特に好ましいのは、(A1−3)群に属するジビニルベンゼン、(A2)群に属するフタル酸ジアリル、(A3)群に属するエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−アダマンタンジメタノールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジエトキシジ(メタ)アクリレート、9,9−ビス[4−(2−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン並びに(A5)群に属するメチレンビス(メタ)アクリルアミドである。これらの中でもジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート及びビスフェノールAジエトキシジ(メタ)アクリレートが好ましく、より好ましくはジビニルベンゼンである。 Of these, preferred are the aromatic vinyl hydrocarbons of the group (A1-3), vinyl esters, allyl esters, vinyl ethers, allyl ethers and vinyl ketones of the group (A2), and (meth) acrylic acids of the group (A3). An ester, a vinyl compound having a polyalkylene glycol chain of (A4) group, and a nitrogen-containing vinyl compound of (A5) group. Particularly preferred are divinylbenzene belonging to group (A1-3), diallyl phthalate belonging to group (A2), ethylene glycol di (meth) acrylate belonging to group (A3), 1,3-adamantane dimethanol di (meta). ) Acrylate, tricyclodecane dimethanol di (meth) acrylate, bisphenol A diethoxydi (meth) acrylate, 9,9-bis [4- (2- (meth) acryloyloxyethoxy) phenyl] fluorene and (A5) group Methylenebis (meth) acrylamide. Among these, divinylbenzene, ethylene glycol di (meth) acrylate, and bisphenol A diethoxydi (meth) acrylate are preferable, and divinylbenzene is more preferable.
本発明における、アミノ官能基又はイミノ官能基を有する重合開始剤Bは、アミノ基、及びアンモニアの水素原子を一価又は二価の炭化水素残基で置換したアミン又はイミン化合物の他、ヘテロ環アミンを含む重合開始剤である。
これらの例としては、シクロヘキシルアミン、ジメチルアミン、トリエチルアミン、フェネチルアミン、ジベンジルアミンなどの第1級乃至第3級脂肪族アミン;アニリン、ジメチルアミノピリジン、ジフェニルアミン、トリフェニルアミンなどの第1級乃至第3級芳香族アミン;メタンイミン、プロパン−2−イミン、N−メチルエタンイミンなどのイミン;ピロリン、ピロリジン、ピラゾリン、ピラゾリジン、イミダゾリン、イミダゾリジン、ジヒドロピリジン、テトラヒドロピリジン、ピペリジン、ジヒドロピリミジン、テトラヒドロピリミジン、ヘキサヒドロピリミジン、ジヒドロピラジン、テトラヒドロピラジン、ピペラジン、モルホリン、チオモルホリン、キヌクリジン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタンなどの脂環式へテロ環アミン;ピロール、ピラゾール、イミダゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、キノリン、イソキノリン、シンノリン、フタラジン、キナゾリン、キノキサリン、カルバゾールなどの芳香族へテロ環アミン等の構造を含む重合開始剤が挙げられる。
In the present invention, the polymerization initiator B having an amino functional group or an imino functional group includes an amino group and an amine or imine compound in which a hydrogen atom of ammonia is substituted with a monovalent or divalent hydrocarbon residue, as well as a heterocyclic ring. A polymerization initiator containing an amine.
Examples thereof include primary to tertiary aliphatic amines such as cyclohexylamine, dimethylamine, triethylamine, phenethylamine, and dibenzylamine; primary to tertiary amines such as aniline, dimethylaminopyridine, diphenylamine, and triphenylamine. Tertiary aromatic amines; imines such as methanimine, propan-2-imine, N-methylethaneimine; pyrroline, pyrrolidine, pyrazoline, pyrazolidine, imidazoline, imidazolidine, dihydropyridine, tetrahydropyridine, piperidine, dihydropyrimidine, tetrahydropyrimidine, hexa Such as hydropyrimidine, dihydropyrazine, tetrahydropyrazine, piperazine, morpholine, thiomorpholine, quinuclidine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane Cyclic heterocyclic amines; polymerization initiators containing structures such as aromatic heterocyclic amines such as pyrrole, pyrazole, imidazole, pyridine, pyridazine, pyrimidine, pyrazine, quinoline, isoquinoline, cinnoline, phthalazine, quinazoline, quinoxaline, carbazole Is mentioned.
したがって、前記アミノ官能基又はイミノ官能基を有する重合開始剤としては、好ましくはヘテロ環アミン構造を含む重合開始剤や、下記式[1]で表される官能基を有する重合開始剤、特にアゾ系重合開始剤を挙げることができる。 Therefore, the polymerization initiator having an amino functional group or imino functional group is preferably a polymerization initiator having a heterocyclic amine structure, a polymerization initiator having a functional group represented by the following formula [1], particularly azo And a polymerization initiator.
式[1]中、R1、R2及びR3はそれぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1乃至6の
アルキル基又は炭素原子数1乃至6のヒドロキシアルキル基を表し、又はR1、R2及びR3の任意の2つ以上はそれらが結合する窒素原子と一緒になって、環を形成していてもよ
い。
In the formula [1], R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a hydroxyalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or R 1 , Any two or more of R 2 and R 3 may be combined with the nitrogen atom to which they are bonded to form a ring.
上記式[1]で表される官能基の例としては、例えば下記式[A]乃至式[M]で表される基を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。 Examples of the functional group represented by the above formula [1] include, but are not limited to, groups represented by the following formulas [A] to [M].
上記式[A]乃至[M]で表される官能基を有する化合物からなるアゾ系重合開始剤としては、下記式[2]で表される重合開始剤を挙げることができる。 Examples of the azo polymerization initiator composed of a compound having a functional group represented by the above formulas [A] to [M] include a polymerization initiator represented by the following formula [2].
式[2]中、R1,R2及びR3は前記式[1]で定義されたものを表し、R4及びR5は
それぞれ独立して、炭素原子数1乃至6のアルキル基を表す。
In the formula [2], R 1 , R 2 and R 3 represent those defined in the formula [1], and R 4 and R 5 each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. .
上記式[2]で表されるアゾ系重合開始剤としては、例えば以下の(1)〜(2)に示す化合物を挙げることができる。
(1)環状アゾアミジン化合物:
2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジスルフェートジヒドレート、2,2’−アゾビス[2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]−プロパン]ジヒドロクロリド、2,2'−アゾビス[2−(2−イ
ミダゾリン−2−イル)プロパン]、2,2’−アゾビス(1−イミノ−1−ピロリジノ
−2−メチルプロパン)ジヒドロクロリド等。
(2)アゾアミジン化合物:
2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]テトラヒドレート等。
Examples of the azo polymerization initiator represented by the formula [2] include compounds shown in the following (1) to (2).
(1) Cyclic azoamidine compound:
2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] disulfate dihydrate, 2,2′-azobis [2- [1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolin-2-yl] -propane] dihydrochloride, 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) ) Propane], 2,2′-azobis (1-imino-1-pyrrolidino-2-methylpropane) dihydrochloride and the like.
(2) Azoamidine compound:
2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2′-azobis [N- (2-carboxyethyl) -2-methylpropionamidine] tetrahydrate, and the like.
上記アゾ系重合開始剤の中でも、ヘテロ環アミン構造を含む2,2'−アゾビス[2−
(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]又は2,2’−アゾビス(1−イミノ−1−ピロリジノ−2−メチルプロパン)ジヒドロクロリドが特に好ましい。
Among the azo polymerization initiators, 2,2′-azobis [2-
(2-Imidazolin-2-yl) propane] or 2,2′-azobis (1-imino-1-pyrrolidino-2-methylpropane) dihydrochloride is particularly preferred.
前記重合開始剤Bは、前記モノマーAに対して、5モル%乃至200モル%の量で使用され、好ましくは15モル%乃至200モル%、より好ましくは15モル%乃至170モル%、さらに好ましくは50モル%乃至100モル%の量で使用される。 The polymerization initiator B is used in an amount of 5 mol% to 200 mol% with respect to the monomer A, preferably 15 mol% to 200 mol%, more preferably 15 mol% to 170 mol%, still more preferably. Is used in an amount of 50 mol% to 100 mol%.
本発明における金属微粒子分散剤は、前述の分子内に2個以上のラジカル重合性二重結合を有するモノマーAに加えて、分子内に少なくとも1個のラジカル重合性二重結合を有するモノマーCを用い、該モノマーA及び該モノマーCの合計モルに対して、5モル%以上200モル%以下の量の前述のアミノ官能基又はイミノ官能基を有する重合開始剤Bの存在下で重合させることにより得られる高分岐ポリマーからなる金属微粒子分散剤も対象とする。 The metal fine particle dispersant in the present invention includes a monomer C having at least one radical polymerizable double bond in the molecule in addition to the monomer A having two or more radical polymerizable double bonds in the molecule. And polymerizing in the presence of the polymerization initiator B having the aforementioned amino functional group or imino functional group in an amount of 5 mol% or more and 200 mol% or less with respect to the total mol of the monomer A and the monomer C. The fine metal particle dispersant comprising the resulting highly branched polymer is also targeted.
上記分子内に少なくとも1個のラジカル重合性二重結合を有するモノマーCは、好ましくはビニル基又は(メタ)アクリル基の何れか一方を少なくとも1つ有することが好ましい。
このようなモノマーCとしては、例えば、以下の(C1)乃至(C3)に示した有機化合物が例示される。
(C1)(メタ)アクリル化合物:
(C1−1)(メタ)アクリル酸類;(メタ)アクリル酸、イタコン酸、2−トリフルオロメチルアクリル酸、2−エチルアクリル酸、2−プロピルアクリル酸、2−ブロモメチルアクリル酸、2−アセトアミドアクリル酸、2−エチルアクリロイルクロリド、3,3−ジメチル(メタ)アクリロイルクロリド。
(C1−2)(メタ)アクリル酸エステル類;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−ブトキシエチル(メタ)アクリレート、2−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、モノ−2−(メタ)アクリロイルオキシエチルサクシネート、ビス[2−(メタ)アクリロイルオキシエチル]ホスフェート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルアセトアセテート、2−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、[2−(メタ)アクリロイルオキシエチル]トリメチルアンモニウムクロリド、2−イソシアナトエチル(メタ)アクリレート、2−[9H−カルバゾール−9−イル]エチル(
メタ)アクリレート、ビニル(メタ)アクリレート、3−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、4−tert−ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、(R)−α―(メタ)アクリロイルオキシ−β,β−ジメチル−γ−ブチロラクトン、2−ナフチル(メタ)アクリレート、エチレングリコールメチルエーテル(メタ)アクリレート、エチレングリコールシクロペンテニルエーテル(メタ)アクリレート、エチレングリコールフェニルエーテル(メタ)アクリレート、エチレングリコール(メタ)アクリレート
ホスフェート、ジエチレングリコールエチルエーテル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコール 2−エチルヘキシルエーテル(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールアリルエーテル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールメチルエーテルプロポキシレート(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールメチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールフェニルエーテル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールメチルエーテル(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール 4−ノニルフェニルエーテル(メタ)アクリレート、エチル 2−エチルアクリレート、ベンジル 2−エチルアクリレート、エチル 2−プロピルアクリレート、ベンジル 2−プロピルアクリレート、メチル 2−アセトアミドアクリレート、エチル cis−2−シアノアクリレート、ビニルクロトネート、ビニルシンナメート、イソプロピルシンナメート、イソブチルシンナメート、tert−ブチルシンナメート、イソアミルシンナメート、エチル 2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート、2−エチルヘキシル 2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート。
(C1−3)エポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル類;グリシジル(メタ)アクリレート。
(C1−4)ヒドロキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル類;2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−(4−ベンゾイル−3−ヒドロキシフェノキシ)エチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル 2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフタレート、カプロラクトン 2−(メタ)アクリロイルオキシエチルエステルヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メチル 3−ヒドロキシ−2−メチレンブチレート。(C1−5)ハロゲン含有(メタ)アクリル酸エステル類;ペンタブロモベンジル(メタ)アクリレート、ペンタブロモフェニル(メタ)アクリレート、メチル 2―ブロモアクリレート、tert−ブチル 2−ブロモアクリレート、メチル 2−ブロモメチルアクリレート、エチル 2−ブロモメチルアクリレート。
(C1−6)ケイ素含有(メタ)アクリル酸エステル類;エチル 2−トリメチルシリルメチルアクリレート、3−トリメトキシシリルプロピル(メタ)アクリレート、2−トリメチルシリルオキシエチル(メタ)アクリレート、3−[トリス(トリメチルシロキシ)シリル]プロピル(メタ)アクリレート、トリメチルシリル(メタ)アクリレート。
(C1−7)イオウ含有(メタ)アクリル酸エステル類;2−メチルチオエチル(メタ)アクリレート。
(C1−8)(メタ)アクリルアミド類;(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−トリス(ヒドロキシメチル)メチル(メタ)アクリルアミドN−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソブチルオキシメチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−[3−ジメチルアミノプロピ
ル](メタ)アクリルアミド、3−((メタ)アクリロイルアミノ)プロピルトリメチル
アンモニウムクロリド、N−tert−ブチル(メタ)アクリルアミド、4−(メタ)アクリロイルモルホリン、N−フェニル(メタ)アクリルアミド、2−アクリルアミドグリコール酸、2−アクリルアミド−2−メチル−1−プロパンスルホン酸。
(C2)(メタ)アクリロニトリル類:
(メタ)アクリロニトリル、2−クロロアクリロニトリル、1−シアノビニルアセテート。
(C3)ビニル化合物:
(C3−1)スチレン類;スチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,5−ジメチルスチレン、2,4,6−トリメチルスチレン、3
,4−ジメトキシスチレン、4−ベンジルオキシ−3−メトキシスチレン、4−エトキシスチレン、4−tert−ブチルスチレン、4−tert−ブトキシスチレン、4−アセトキシスチレン、2−トリフルオロメチルスチレン、3−トリフルオロメチルスチレン、4−トリフルオロメチルスチレン、3,5−ビス(トリフルオロメチル)スチレン、4−ビニルアニリン、4−ビニルアニソール、N,N−ジメチルビニルベンジルアミン、4−ビニルビフェニル、2−フルオロスチレン、3−フルオロスチレン、4−フルオロスチレン、2,6−ジフルオロスチレン、2,3,4,5,6−ペンタフルオロスチレン、2−クロロスチレン、3−クロロスチレン、4−クロロスチレン、2,6−ジクロロスチレン、2−ブロモスチレン、3−ブロモスチレン、4−ブロモスチレン、3−ニトロスチレン、3−ビニル安息香酸、4−ビニル安息香酸、tert−ブチル 4−ビニルフェニルカーボネート、4−スチレンスルホン酸、4−ビニルフェニルボロン酸、α−メチルスチレン、α,2−ジメチルスチレン、1,3−ジイソプロペニルベンゼン、4−クロロ−α−メチルスチレン、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン、2−イソプロペニルアニリン、3−イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート、1−フェニル−1−トリメチルシロキシエチレン、α−ブロモスチレン、1−ビニルナフタレン、2−ビニルナフタレン、9−ビニルアントラセン。
(C3−2)含窒素ヘテロ環ビニル化合物;N−ビニルイミダゾール、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、9−ビニルカルバゾール、1−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニルフタルイミド、N−ビニルカプロラクトン。
(C3−3)ビニルエステル類;ビニルアセテート、ビニルトリフルオロアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルピバレート、ビニルデカノエート、ビニルネオデカノエート、ビニルステアレート、ビニルベンゾエート。
(C3−4)ビニルエーテル類;4−ビニルオキシメチルシクロヘキシルメチルベンゾエート、エチルビニルエーテル、2−クロロエチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、4−ビニルオキシブチルベンゾエート、イソブチルビニルエーテル、tert−ブチルビニルエーテル、tert−ペンチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、ビニルオキシトリメチルシラン、1,4−ブタンジオールビニルエーテル、1,4−シクロヘキサンジメタノールビニルエーテル、エチレングリコールビニルエーテル、エチレングリコールブチルビニルエーテル、ジエチレングリコールビニルエーテル、エチル 1−プロペニルエーテル。
(C3−5)その他ビニル化合物;塩化ビニリデン、cis−1,3−ジクロロ−1−プロペン、2−メチル−2−ビニルオキシラン、ビニルシクロペンタン、ビニルシクロヘキサン、4−ビニル−1−シクロヘキサノン、5−ビニル−2−ノルボルネン、ビニルフェロセン、ビニルトリメチルシラン、ビニルトリメトキシシラン、N−ビニルホルムアミド、N−メチル−N−ビニルアセトアミド、臭化ビニル、エチルビニルスルフィド、メチルビニルスルホン、ビニルスルホン酸、ビニルホスホン酸、trans−4,4’−ジフルオロカルコン。
The monomer C having at least one radical polymerizable double bond in the molecule preferably has at least one of either a vinyl group or a (meth) acryl group.
As such a monomer C, the organic compound shown to the following (C1) thru | or (C3) is illustrated, for example.
(C1) (Meth) acrylic compound:
(C1-1) (meth) acrylic acids; (meth) acrylic acid, itaconic acid, 2-trifluoromethylacrylic acid, 2-ethylacrylic acid, 2-propylacrylic acid, 2-bromomethylacrylic acid, 2-acetamide Acrylic acid, 2-ethylacryloyl chloride, 3,3-dimethyl (meth) acryloyl chloride.
(C1-2) (meth) acrylic acid esters; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, 2-butoxyethyl (meth) acrylate, 2-carboxyethyl (meth) Acrylate, mono-2- (meth) acryloyloxyethyl succinate, bis [2- (meth) acryloyloxyethyl] phosphate, 2- (meth) acryloyloxyethyl acetoacetate, 2-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, 2 -Diethylaminoethyl (meth) acrylate, [2- (meth) acryloyloxyethyl] trimethylammonium chloride, 2-isocyanatoethyl (meth) acrylate, 2- [9H-carbazol-9-yl] ethyl (
(Meth) acrylate, vinyl (meth) acrylate, 3-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) Acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, 4-tert-butylcyclohexyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, octadecyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate Tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, (R) -α- (meth) acryloyloxy-β, β-dimethyl-γ-butyrolactone, 2-naphthyl (meth) acrylate, Tylene glycol methyl ether (meth) acrylate, ethylene glycol cyclopentenyl ether (meth) acrylate, ethylene glycol phenyl ether (meth) acrylate, ethylene glycol (meth) acrylate phosphate, diethylene glycol ethyl ether (meth) acrylate, diethylene glycol 2-ethylhexyl ether ( (Meth) acrylate, dipropylene glycol allyl ether (meth) acrylate, neopentyl glycol methyl ether propoxylate (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol methyl ether (meth) acrylate, polyethylene glycol phenyl ether (meth) Acrylate, polypropylene glycol Rudi (meth) acrylate, polypropylene glycol methyl ether (meth) acrylate, polypropylene glycol 4-nonylphenyl ether (meth) acrylate, ethyl 2-ethyl acrylate, benzyl 2-ethyl acrylate, ethyl 2-propyl acrylate, benzyl 2-propyl acrylate , Methyl 2-acetamidoacrylate, ethyl cis-2-cyanoacrylate, vinyl crotonate, vinyl cinnamate, isopropyl cinnamate, isobutyl cinnamate, tert-butyl cinnamate, isoamyl cinnamate, ethyl 2-cyano-3,3- Diphenyl acrylate, 2-ethylhexyl 2-cyano-3,3-diphenyl acrylate.
(C1-3) Epoxy group-containing (meth) acrylic acid esters; glycidyl (meth) acrylate.
(C1-4) hydroxy group-containing (meth) acrylic acid esters; 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2- (4-benzoyl-3-hydroxyphenoxy) ethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl 2- ( (Meth) acryloyloxyethyl phthalate, caprolactone 2- (meth) acryloyloxyethyl ester hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-chloro-2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, 3-acryloyloxy-2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate , Methyl 3-hydroxy-2-methylene-butyrate. (C1-5) Halogen-containing (meth) acrylic acid esters; pentabromobenzyl (meth) acrylate, pentabromophenyl (meth) acrylate, methyl 2-bromoacrylate, tert-butyl 2-bromoacrylate, methyl 2-bromomethyl Acrylate, ethyl 2-bromomethyl acrylate.
(C1-6) silicon-containing (meth) acrylic acid esters; ethyl 2-trimethylsilylmethyl acrylate, 3-trimethoxysilylpropyl (meth) acrylate, 2-trimethylsilyloxyethyl (meth) acrylate, 3- [tris (trimethylsiloxy) ) Silyl] propyl (meth) acrylate, trimethylsilyl (meth) acrylate.
(C1-7) Sulfur-containing (meth) acrylic acid esters; 2-methylthioethyl (meth) acrylate.
(C1-8) (meth) acrylamides; (meth) acrylamide, diacetone (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N-hydroxymethyl (meth) acrylamide, N-tris (hydroxymethyl) methyl ( (Meth) acrylamide N-butoxymethyl (meth) acrylamide, N-isobutyloxymethyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N- [3-dimethylaminopropyl] (meth) acrylamide, 3-((meth) Acryloylamino) propyltrimethylammonium chloride, N-tert-butyl (meth) acrylamide, 4- (meth) acryloylmorpholine, N-phenyl (meth) acrylamide, 2-acrylamide glycolic acid, 2-acrylamide 2-methyl-1-propanesulfonic acid.
(C2) (Meth) acrylonitriles:
(Meth) acrylonitrile, 2-chloroacrylonitrile, 1-cyanovinyl acetate.
(C3) Vinyl compound:
(C3-1) styrenes; styrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, 2,5-dimethylstyrene, 2,4,6-trimethylstyrene, 3
, 4-dimethoxystyrene, 4-benzyloxy-3-methoxystyrene, 4-ethoxystyrene, 4-tert-butylstyrene, 4-tert-butoxystyrene, 4-acetoxystyrene, 2-trifluoromethylstyrene, 3-trimethyl Fluoromethylstyrene, 4-trifluoromethylstyrene, 3,5-bis (trifluoromethyl) styrene, 4-vinylaniline, 4-vinylanisole, N, N-dimethylvinylbenzylamine, 4-vinylbiphenyl, 2-fluoro Styrene, 3-fluorostyrene, 4-fluorostyrene, 2,6-difluorostyrene, 2,3,4,5,6-pentafluorostyrene, 2-chlorostyrene, 3-chlorostyrene, 4-chlorostyrene, 2, 6-dichlorostyrene, 2-bromostyrene, 3- Lomostyrene, 4-bromostyrene, 3-nitrostyrene, 3-vinylbenzoic acid, 4-vinylbenzoic acid, tert-butyl 4-vinylphenyl carbonate, 4-styrenesulfonic acid, 4-vinylphenylboronic acid, α-methylstyrene , Α, 2-dimethylstyrene, 1,3-diisopropenylbenzene, 4-chloro-α-methylstyrene, 2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene, 2-isopropenylaniline, 3-isopropenyl -Α, α-dimethylbenzyl isocyanate, 1-phenyl-1-trimethylsiloxyethylene, α-bromostyrene, 1-vinylnaphthalene, 2-vinylnaphthalene, 9-vinylanthracene.
(C3-2) nitrogen-containing heterocyclic vinyl compound; N-vinylimidazole, 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, 9-vinylcarbazole, 1-vinyl-2-pyrrolidone, N-vinylphthalimide, N-vinylcaprolactone.
(C3-3) Vinyl esters; vinyl acetate, vinyl trifluoroacetate, vinyl propionate, vinyl pivalate, vinyl decanoate, vinyl neodecanoate, vinyl stearate, vinyl benzoate.
(C3-4) vinyl ethers; 4-vinyloxymethylcyclohexylmethyl benzoate, ethyl vinyl ether, 2-chloroethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, butyl vinyl ether, 4-vinyloxybutyl benzoate, isobutyl vinyl ether, tert-butyl vinyl ether, tert-pentyl Vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, 2-ethylhexyl vinyl ether, octadecyl vinyl ether, dodecyl vinyl ether, vinyloxytrimethylsilane, 1,4-butanediol vinyl ether, 1,4-cyclohexanedimethanol vinyl ether, ethylene glycol vinyl ether, ethylene glycol butyl vinyl ether, diethylene glycol vinyl ether, Ethyl 1 -Propenyl ether.
(C3-5) Other vinyl compounds; vinylidene chloride, cis-1,3-dichloro-1-propene, 2-methyl-2-vinyloxirane, vinylcyclopentane, vinylcyclohexane, 4-vinyl-1-cyclohexanone, 5- Vinyl-2-norbornene, vinyl ferrocene, vinyltrimethylsilane, vinyltrimethoxysilane, N-vinylformamide, N-methyl-N-vinylacetamide, vinyl bromide, ethyl vinyl sulfide, methyl vinyl sulfone, vinyl sulfonic acid, vinyl phosphone Acid, trans-4,4′-difluorochalcone.
これら化合物のうち、好ましいものとしては、上記(C1)群、(C2)群、(C3−1)群及び(C3−2)群に記載の化合物であり、特に好ましいものとしては(C1−2)群の(メタ)アクリル酸エステル類、(C1−4)群のヒドロキシ(メタ)アクリル酸エステル類、(C3−1)群のスチレン類及び(C3−2)群の含窒素ヘテロ環ビニル化合物であり、より好ましいものとしてはメチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、スチレン、2−ビニルナフタレン、N−ビニルイミダゾール、2−ビニルピリジン、1−ビニル−2−ピロリドンである。 Among these compounds, preferred are the compounds described in the above (C1) group, (C2) group, (C3-1) group and (C3-2) group, and particularly preferred are (C1-2). ) Group (meth) acrylic acid esters, (C1-4) group hydroxy (meth) acrylic acid esters, (C3-1) group styrenes and (C3-2) group nitrogen-containing heterocyclic vinyl compounds. More preferred are methyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, styrene, 2-vinylnaphthalene, N-vinylimidazole, 2-vinylpyridine, and 1-vinyl-2-pyrrolidone.
前記高分岐ポリマーは、前述のモノマーAに対して所定量の重合開始剤Bの存在下で重合させて得られ、該重合方法としては公知の方法、例えば溶液重合、分散重合、沈殿重合、及び塊状重合等が挙げられ、中でも溶液重合又は沈殿重合が好ましい。特に分子量制御
の点から、有機溶媒中での溶液重合によって反応を実施することが好ましい。
The hyperbranched polymer is obtained by polymerizing the aforementioned monomer A in the presence of a predetermined amount of a polymerization initiator B. As the polymerization method, known methods such as solution polymerization, dispersion polymerization, precipitation polymerization, and Examples include bulk polymerization, and among them, solution polymerization or precipitation polymerization is preferable. In particular, it is preferable to carry out the reaction by solution polymerization in an organic solvent from the viewpoint of molecular weight control.
このとき用いられる有機溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、テトラリン等の芳香族炭化水素系溶媒;n−ヘキサン、n−ヘプタン、ミネラルスピリット、シクロヘキサン等の脂肪族又は脂環式炭化水素系溶媒;塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチル、メチレンジクロリド、クロロホルム、四塩化炭素、トリクロロエチレン、パークロロエチレン、オルトジクロロベンゼン等のハロゲン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、メトキシブチルアセテート、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル系又はエステルエーテル系溶媒;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエーテル系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジ−n−ブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒;メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、2−エチルヘキシルアルコール、ベンジルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、乳酸エチル等のアルコール系溶媒;N,N’−ジメチルホルムアミド、N,N’−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等のアミド系溶媒;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒;酢酸、プロピオン酸等の脂肪族カルボン酸系溶媒、並びにこれらの2種以上の混合溶媒が挙げられる。 Examples of organic solvents used here include aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, and tetralin; aliphatic or alicyclic hydrocarbon solvents such as n-hexane, n-heptane, mineral spirit, and cyclohexane Solvent: Halogen solvents such as methyl chloride, methyl bromide, methyl iodide, methylene dichloride, chloroform, carbon tetrachloride, trichloroethylene, perchloroethylene, orthodichlorobenzene; ethyl acetate, butyl acetate, methoxybutyl acetate, methyl cellosolve acetate , Ethyl cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, etc. ester or ester ether solvents; diethyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, methyl cellosolve, ethyl celloso Ether solvents such as butyl, cellosolve, propylene glycol monomethyl ether; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, di-n-butyl ketone, cyclohexanone; methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, iso Alcohol solvents such as butanol, tert-butanol, 2-ethylhexyl alcohol, benzyl alcohol, ethylene glycol, propylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, ethyl lactate; N, N′-dimethylformamide, N, N′-dimethylacetamide, N -Amide solvents such as methyl-2-pyrrolidone; Sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide; Aliphatic carboxylic acid solvents such as acetic acid and propionic acid And mixed solvents of two or more thereof.
これらのうち好ましいものは、芳香族炭化水素系溶媒、ハロゲン系溶媒、エステル系溶媒、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、アルコール系溶媒、アミド系溶媒、脂肪族カルボン酸系溶媒等であり、特に好ましいものはベンゼン、トルエン、キシレン、オルトジクロロベンゼン、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、テトラヒドロフラン、ジオキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、N,N’−ジメチルホルムアミド、N,N’−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン及び酢酸であり、最も好ましいものは、n−プロパノール、n−ブタノール、エチレングリコール、N,N’−ジメチルホルムアミド、N,N’−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン及び酢酸である。 Among these, preferred are aromatic hydrocarbon solvents, halogen solvents, ester solvents, ether solvents, ketone solvents, alcohol solvents, amide solvents, aliphatic carboxylic acid solvents, and the like. Benzene, toluene, xylene, orthodichlorobenzene, ethyl acetate, butyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, tetrahydrofuran, dioxane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol , Tert-butanol, ethylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, N, N′-dimethylformamide, N, N′-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone and An acid, most preferred are n- propanol, n- butanol, ethylene glycol, N, N'-dimethylformamide, N, N'-dimethylacetamide, N- methyl-2-pyrrolidone and acetic acid.
上記重合反応を有機溶媒の存在下で行う場合、重合反応物全体における有機溶媒の含量は前記モノマーAの1質量部に対し、好ましくは5乃至120質量部、さらに好ましくは10乃至110質量部、最も好ましくは30乃至100質量部である。 When the polymerization reaction is performed in the presence of an organic solvent, the content of the organic solvent in the entire polymerization reaction product is preferably 5 to 120 parts by weight, more preferably 10 to 110 parts by weight, with respect to 1 part by weight of the monomer A. Most preferably, it is 30 to 100 parts by mass.
重合反応は常圧、加圧密閉下、又は減圧下で行われ、装置及び操作の簡便さから常圧下で行うのが好ましい。また、N2等の不活性ガス雰囲気下で行うのが好ましい。
重合温度は、反応混合物の沸点以下であれば任意であるが、重合効率と分子量調節の点から、好ましくは50℃以上200℃以下、さらに好ましくは80℃以上150℃以下、より好ましくは80℃以上120℃以下である。
より好ましくは、重合反応の温度は前述の重合開始剤Bの10時間半減期温度より20℃以上高い温度で実施され、より具体的には、前記モノマーA(所望によりさらにモノマーC)、前記重合開始剤B及び有機溶媒を含む溶液を、該重合開始剤Bの10時間半減期温度より20℃以上高い温度に保たれた該有機溶媒中へ滴下することにより、重合反応を行うことが好ましい。また、さらにより好ましくは反応圧力下での前記有機溶媒の還流温度で重合反応を実施することが好ましい。
反応時間は、反応温度や、モノマーA及び重合開始剤Bの種類及び割合、有機溶媒種等によって変動するものであるため一概には規定できないが、好ましくは30分以上720
分以下、さらに好ましくは40分以上540分以下である。
The polymerization reaction is carried out under normal pressure, under pressure and under pressure, or under reduced pressure, and is preferably carried out under normal pressure in view of simplicity of the apparatus and operation. Further, preferably carried out in an atmosphere of inert gas such as N 2.
The polymerization temperature is arbitrary as long as it is not higher than the boiling point of the reaction mixture, but from the viewpoint of polymerization efficiency and molecular weight control, it is preferably 50 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. The temperature is 120 ° C. or lower.
More preferably, the temperature of the polymerization reaction is carried out at a temperature that is 20 ° C. or more higher than the 10-hour half-life temperature of the polymerization initiator B, and more specifically, the monomer A (more monomer C if desired), The polymerization reaction is preferably carried out by dropping a solution containing the initiator B and the organic solvent into the organic solvent maintained at a temperature 20 ° C. or more higher than the 10-hour half-life temperature of the polymerization initiator B. It is even more preferable to carry out the polymerization reaction at the reflux temperature of the organic solvent under a reaction pressure.
The reaction time varies depending on the reaction temperature, the types and ratios of the monomer A and the polymerization initiator B, the type of organic solvent, etc., and thus cannot be defined unconditionally, but preferably 30 minutes or more and 720
Minutes or less, more preferably 40 minutes or more and 540 minutes or less.
より好ましくは、特定の酸の存在下で、有機溶媒中での溶液重合を実施することが好ましい。なお、前述したように酢酸を有機溶媒として使用して溶液重合を行うことは好ましいが、臭気等の観点から重合溶媒として用いることは実用上困難といえることから、実際には、特定の酸を前記重合開始剤Bに対して100モル%乃至400モル%の量で存在させて、重合を行うことが望ましい。 More preferably, solution polymerization in an organic solvent is carried out in the presence of a specific acid. Although it is preferable to perform solution polymerization using acetic acid as an organic solvent as described above, it can be said that it is practically difficult to use as a polymerization solvent from the viewpoint of odor and the like. It is desirable to carry out the polymerization in the presence of 100 mol% to 400 mol% with respect to the polymerization initiator B.
ここで使用できる酸としては以下のものを挙げることができる。
・無機酸:塩酸、硫酸、リン酸、臭化水素酸等。
・芳香族カルボン酸:安息香酸、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸、ベンゼンペンタカルボン酸、メリット酸、アニス酸、トルイル酸、プロピル安息香酸、プロポキシ安息香酸、ヒドロキシ安息香酸、n−オクチル安息香酸、n−オクチルオキシ安息香酸、ヘキシル安息香酸、ヘキシルオキシ安息香酸、ヘプチル安息香酸、ヘプチルオキシ安息香酸、エチル安息香酸、エトキシ安息香酸、n−ブチル安息香酸、sec−ブチル安息香酸、tert−ブチル安息香酸、ブトキシ安息香酸、ブロモ安息香酸、ベンジルオキシ安息香酸、アミル安息香酸、アミルオキシ安息香酸、アミノ安息香酸、アセチル安息香酸、アセトキシ安息香酸、ナフタレンカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、アントラセンカルボン酸、アントラセンジカルボン酸、アントラキノンカルボン酸、アントラキノンジカルボン酸、ピレンカルボン酸、ピレンジカルボン酸、p−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等。
・脂肪族カルボン酸:酢酸、トリフルオロ酢酸、吉草酸、ウンデカン酸、トリデカン酸、トリコサン酸、ステアリン酸、プロピオン酸、ペンタデカン酸、ペンタコサン酸、パルミチン酸、ノナン酸、ノナデカン酸、ノナコサン酸、オクタン酸、オクタコサン酸、ヘプタコサン酸、ヘンエイコサン酸、ミリスチン酸、メリシン酸、リグリノセリン酸、ラウリン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、ヘプタデカン酸、デカン酸、セロチン酸、酪酸、ベヘン酸、アラキジン酸、オレイン酸、リノレン酸、リノール酸、エルカ酸、エライジン酸、アラキドン酸等。
・アミノ酸:L−バリン、L−トリプトファン、L−セリン、L−プロリン、L−フェニルアラニン、L−オルニチン、L−ロイシン、L−イソロイシン、L−ヒスチジン、L−グルタミン、L−システイン、L−アスパラギン、L−アラニン、L−チロシン、L−トレオニン、L−リシン、L−アルギニン、L−グリシン及びこれらアミノ酸の窒素原子がアセチル保護、ブトキシカルボニル保護、カルボベンゾキシ保護されたもの等、又はこれらのD体等。
The following can be mentioned as an acid which can be used here.
Inorganic acids: hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, hydrobromic acid, etc.
Aromatic carboxylic acids: benzoic acid, trimellitic acid, trimesic acid, pyromellitic acid, benzenepentacarboxylic acid, merit acid, anisic acid, toluic acid, propylbenzoic acid, propoxybenzoic acid, hydroxybenzoic acid, n-octylbenzoic acid Acid, n-octyloxybenzoic acid, hexylbenzoic acid, hexyloxybenzoic acid, heptylbenzoic acid, heptyloxybenzoic acid, ethylbenzoic acid, ethoxybenzoic acid, n-butylbenzoic acid, sec-butylbenzoic acid, tert-butyl Benzoic acid, Butoxybenzoic acid, Bromobenzoic acid, Benzyloxybenzoic acid, Amylbenzoic acid, Amyloxybenzoic acid, Aminobenzoic acid, Acetylbenzoic acid, Acetoxybenzoic acid, Naphthalenecarboxylic acid, Naphthalenedicarboxylic acid, Anthracenecarboxylic acid, Anthracenedi Carboxylic acid, anthraquinone carboxylic acid, anthraquinone dicarboxylic acid, pyrene carboxylic acid, Pi dicarboxylic acid, p- toluenesulfonic acid, and trifluoromethanesulfonic acid.
Aliphatic carboxylic acid: acetic acid, trifluoroacetic acid, valeric acid, undecanoic acid, tridecanoic acid, tricosanoic acid, stearic acid, propionic acid, pentadecanoic acid, pentacosanoic acid, palmitic acid, nonanoic acid, nonadecanoic acid, nonacosanoic acid, octanoic acid , Octacosanoic acid, heptacosanoic acid, heneicosanoic acid, myristic acid, melicinic acid, ligrinoceric acid, lauric acid, hexanoic acid, heptanoic acid, heptadecanoic acid, decanoic acid, serotic acid, butyric acid, behenic acid, arachidic acid, oleic acid, linolenic acid Linoleic acid, erucic acid, elaidic acid, arachidonic acid and the like.
Amino acids: L-valine, L-tryptophan, L-serine, L-proline, L-phenylalanine, L-ornithine, L-leucine, L-isoleucine, L-histidine, L-glutamine, L-cysteine, L-asparagine , L-alanine, L-tyrosine, L-threonine, L-lysine, L-arginine, L-glycine and those whose nitrogen atoms are acetyl protected, butoxycarbonyl protected, carbobenzoxy protected, etc., or these D body etc.
上記酸の中でも、芳香族カルボン酸群が好ましく、最も好ましくは安息香酸である。 Among the above acids, the aromatic carboxylic acid group is preferable, and benzoic acid is most preferable.
酸存在下で重合させた場合、重合反応終了後に塩基で中和させることが好ましく、このとき用いられる塩基としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム又は水酸化セシウム等が挙げられる。 When the polymerization is carried out in the presence of an acid, it is preferably neutralized with a base after the completion of the polymerization reaction. Examples of the base used at this time include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, cesium hydroxide and the like.
重合反応の終了後、得られた高分岐ポリマーを任意の方法で回収し、必要に応じて洗浄等の後処理を行う。反応溶液から高分子を回収する方法としては、再沈殿等の方法が挙げられる。 After completion of the polymerization reaction, the obtained hyperbranched polymer is recovered by an arbitrary method, and post-treatment such as washing is performed as necessary. Examples of a method for recovering the polymer from the reaction solution include a method such as reprecipitation.
得られた高分岐ポリマーの1次粒子の平均粒子径は、好ましくは1nm以上100nm以下、さらに好ましくは5nm以上50nm以下である。 The average particle diameter of the primary particles of the obtained hyperbranched polymer is preferably 1 nm to 100 nm, more preferably 5 nm to 50 nm.
<金属微粒子分散剤と金属微粒子を含む組成物>
本発明は前述の高分岐ポリマーからなる金属微粒子分散剤と金属微粒子を含む組成物に
も関する。
なお上記組成物において、金属微粒子分散剤と金属微粒子が複合体を形成していることが好ましい。ここで複合体とは、金属微粒子分散剤である前記高分岐ポリマーが有するアミノ官能基又はイミノ官能基の作用により、金属微粒子に接触又は近接した状態で両者が共存し、粒子状の形態を為すものであり、言い換えると、金属微粒子分散剤(高分岐ポリマー)のアミノ官能基又はイミノ官能基が金属微粒子に付着又は配位した構造を有する複合体であると表現される。
従って、本発明における「複合体」には、上述のように金属微粒子と金属微粒子分散剤(高分岐ポリマー)が結合して一つの複合体を形成しているものだけでなく、金属微粒子と金属微粒子分散剤(高分岐ポリマー)が結合部分を形成することなく、夫々独立して存在しているものも含まれていてもよい。
<Composition Containing Metal Fine Particle Dispersant and Metal Fine Particle>
The present invention also relates to a composition comprising a metal fine particle dispersant comprising the aforementioned hyperbranched polymer and metal fine particles.
In the above composition, the metal fine particle dispersant and the metal fine particles preferably form a composite. Here, the composite means that the hyper-branched polymer, which is a metal fine particle dispersant, coexists in the state of being in contact with or close to the metal fine particles due to the action of the amino functional group or imino functional group, and forms a particulate form. In other words, it is expressed as a composite having a structure in which the amino functional group or imino functional group of the metal fine particle dispersant (hyperbranched polymer) is attached to or coordinated with the metal fine particles.
Therefore, in the “composite” in the present invention, not only the metal fine particles and the metal fine particle dispersant (hyperbranched polymer) are combined to form one composite as described above, but also the metal fine particles and the metal The fine particle dispersant (hyperbranched polymer) may be present independently without forming a bonding portion.
前記金属微粒子は、金属塩の水溶液に還元剤を添加し、金属イオンを還元することによって得られる。なお本発明においては、前記金属微粒子分散剤(高分岐ポリマー)を溶解した溶液に金属塩の水溶液及び還元剤を添加し、金属イオンを還元することによって前記複合体を調製できる。 The metal fine particles can be obtained by adding a reducing agent to an aqueous metal salt solution to reduce metal ions. In the present invention, the complex can be prepared by adding an aqueous solution of a metal salt and a reducing agent to a solution in which the fine metal particle dispersant (highly branched polymer) is dissolved, and reducing metal ions.
前記金属微粒子として用いられる金属は特に限定されず、例えば、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、カドミウム、インジウム、スズ、アンチモン、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金、水銀、タリウム、鉛及びビスマス等を挙げることができる。中でも、金、銀、白金、銅、ニッケル、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム及びイリジウムが好ましく、さらに金、銀、白金及び銅が特に好ましい。
金属塩としては、例えば塩化金酸、硝酸銀、硫酸銅、硝酸銅、塩化第一白金、Pt(dba)2[dba=ジベンジリデンアセトン]、Pt(cod)2[cod=1,5−シクロオクタジエン]、PtMe2(cod)、塩化パラジウム、酢酸パラジウム、硝酸パラ
ジウム、Pd2(dba)3(CHCl3)]、Pd(dba)2、塩化ロジウム、酢酸ロジウム、塩化ルテニウム、酢酸ルテニウム、Ru(cod)(cot)[cot=シクロオクタトリエン]、塩化イリジウム、酢酸イリジウム、Ni(cod)2等が挙げられる。
The metal used as the metal fine particles is not particularly limited. For example, scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, gallium, germanium, yttrium, zirconium, niobium, molybdenum, ruthenium, rhodium. Palladium, silver, cadmium, indium, tin, antimony, hafnium, tantalum, tungsten, rhenium, osmium, iridium, platinum, gold, mercury, thallium, lead, bismuth, and the like. Of these, gold, silver, platinum, copper, nickel, ruthenium, rhodium, palladium, osmium and iridium are preferable, and gold, silver, platinum and copper are particularly preferable.
Examples of the metal salt include chloroauric acid, silver nitrate, copper sulfate, copper nitrate, platinum chloride, Pt (dba) 2 [dba = dibenzylideneacetone], Pt (cod) 2 [cod = 1,5-cycloocta Diene], PtMe 2 (cod), palladium chloride, palladium acetate, palladium nitrate, Pd 2 (dba) 3 (CHCl 3 )], Pd (dba) 2 , rhodium chloride, rhodium acetate, ruthenium chloride, ruthenium acetate, Ru ( cod) (cot) [cot = cyclooctatriene], iridium chloride, iridium acetate, Ni (cod) 2 and the like.
上記金属イオンを還元する方法としては、例えば、高圧水銀灯により光照射する方法、還元作用を有する化合物を添加する方法等を挙げることができる。このうち、還元作用を有する化合物(所謂還元剤)を添加する方法が、特別な装置を必要とせず、製造上有利である。
上記還元剤としては、通常使用される各種のものを使用することができ、例えば、従来、還元剤として使用されている水素化ホウ素ナトリウム等のアルカリ金属水素化ホウ素塩、ヒドラジン化合物、クエン酸又はその塩、コハク酸又はその塩、アスコルビン酸又はその塩等を使用することができる。
上記還元剤の添加量は、上記金属イオン1molに対して1乃至50molが好ましい。1mol未満であると、還元が充分に行われず、50molを超えると、対凝集安定性が低下する。より好ましくは、1.5乃至10molである。
なお金属微粒子の平均粒子径は1乃至50nmが好ましく、さらには3乃至20nmが好ましい。
Examples of the method for reducing the metal ion include a method of irradiating light with a high-pressure mercury lamp, a method of adding a compound having a reducing action, and the like. Of these, the method of adding a compound having a reducing action (so-called reducing agent) is advantageous in production because it does not require a special apparatus.
As the above reducing agent, various commonly used ones can be used. For example, alkali metal borohydride salts such as sodium borohydride conventionally used as reducing agents, hydrazine compounds, citric acid or The salt, succinic acid or its salt, ascorbic acid or its salt, etc. can be used.
The addition amount of the reducing agent is preferably 1 to 50 mol with respect to 1 mol of the metal ion. If the amount is less than 1 mol, the reduction is not sufficiently performed, and if it exceeds 50 mol, the stability against aggregation is lowered. More preferably, it is 1.5 to 10 mol.
The average particle diameter of the metal fine particles is preferably 1 to 50 nm, and more preferably 3 to 20 nm.
本発明の上記組成物において、特に前記複合体の形成にあたり、金属塩と金属微粒子分散剤(高分岐ポリマー)との割合は、金属塩100質量部に対して金属微粒子分散剤20乃至1,000質量部が好ましい。20質量部未満であると、上記金属微粒子の分散性が不充分であり、1,000質量部を超えると、金属微粒子に付着又は配位していない金属
微粒子分散剤の含有量が多くなり、金属微粒子の特性を発現する物性等に不具合が生じやすくなる。より好ましくは、50乃至500質量部である。
In the composition of the present invention, particularly in forming the composite, the ratio of the metal salt to the metal fine particle dispersant (hyperbranched polymer) is 20 to 1,000 metal fine particle dispersants per 100 parts by mass of the metal salt. Part by mass is preferred. When the amount is less than 20 parts by mass, the dispersibility of the metal fine particles is insufficient, and when the amount exceeds 1,000 parts by mass, the content of the metal fine particle dispersant not attached to or coordinated with the metal fine particles increases. Problems are likely to occur in the physical properties that express the characteristics of the metal fine particles. More preferably, it is 50 to 500 parts by mass.
上記組成物は、さらに水又は上記分散剤(高分岐ポリマー)の溶解能を有する有機溶媒を含んでいてもよい。この場合、金属微粒子、又は金属微粒子と金属微粒子分散剤から形成される複合体が有機溶媒中で分散した状態にあることが望ましい。
このような有機溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン(THF)、ジエチルエーテル、ジメトキシエタン(DME)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ブチルセロソルブ、γ−ブチロラクトン等のエーテル系化合物、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)等のエステル系化合物、塩化メチレン、クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)などのアミド系化合物、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系化合物、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノール、乳酸エチル等のアルコール類、n−ヘプタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素類等が挙げられ、これら有機溶媒は、一種単独で又は二種以上混合して用いることができる。
The composition may further contain an organic solvent capable of dissolving water or the dispersant (highly branched polymer). In this case, it is desirable that the metal fine particles or the complex formed from the metal fine particles and the metal fine particle dispersant is dispersed in an organic solvent.
Examples of such an organic solvent include tetrahydrofuran (THF), diethyl ether, dimethoxyethane (DME), propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, butyl cellosolve, γ-butyrolactone, and the like. Ether compounds, ester compounds such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and chloroform, N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAc), N -Amide compounds such as methyl-2-pyrrolidone (NMP), and ketone compounds such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone Alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-propanol, and ethyl lactate, aliphatic hydrocarbons such as n-heptane, n-hexane, and cyclohexane, and aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and ethylbenzene These organic solvents can be used singly or in combination of two or more.
上記溶媒に分散させる濃度は任意であるが、例えば前記複合体の総質量(合計質量)に対して、前記複合体濃度は0.05乃至50質量%であり、好ましくは0.1乃至40質量%である。 The concentration to be dispersed in the solvent is arbitrary. For example, the concentration of the complex is 0.05 to 50% by mass, preferably 0.1 to 40% by mass with respect to the total mass (total mass) of the complex. %.
また上記組成物において、さらに水又は有機溶媒に可溶な架橋剤又は光重合開始剤を含んでいてもよい。 Further, the composition may further contain a crosslinking agent or photopolymerization initiator that is soluble in water or an organic solvent.
本発明における架橋剤としては、重合性の部位を分子内に一個以上、好ましくは一個乃至六個有する化合物であれば特に制限はない。重合性の部位としては、ラジカル重合性の部位であるエチレン性不飽和結合、あるいは、カチオン重合性の部位であるエポキシ環やオキセタン環等の環状エーテル構造等が挙げられる。
これらの重合性部位を有する化合物として、例えば、多官能エポキシ化合物が挙げられる。
The crosslinking agent in the present invention is not particularly limited as long as it is a compound having one or more, preferably 1 to 6, polymerizable sites in the molecule. Examples of the polymerizable moiety include an ethylenically unsaturated bond that is a radical polymerizable moiety or a cyclic ether structure such as an epoxy ring or an oxetane ring that is a cationic polymerizable moiety.
Examples of the compound having these polymerizable sites include polyfunctional epoxy compounds.
前記多官能エポキシ化合物としては、分子内にエポキシ基を2個以上含有するものであれば良く、特に制限されるものではないが、例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ダイマー酸グリシジルエステル型エポキシ樹脂、ポリアルキレンエーテル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルトクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、複素環含有エポキシ樹脂、ジグリシジルエポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ハロゲン化ビスフェノールA型エポキシ樹脂、等が好適に使用され、1種以上が混合して用いられる。
なお、この一部に反応性希釈剤として用いる分子中に1個のエポキシ基を含む化合物が含まれても良い。
The polyfunctional epoxy compound is not particularly limited as long as it contains two or more epoxy groups in the molecule. For example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type Epoxy resin, dimer acid glycidyl ester type epoxy resin, polyalkylene ether type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, orthocresol novolac type epoxy resin, biphenyl type epoxy resin, dicyclopentadiene type epoxy resin, naphthol type epoxy resin, naphthalene type An epoxy resin, an alicyclic epoxy resin, a heterocyclic ring-containing epoxy resin, a diglycidyl epoxy resin, a glycidylamine type epoxy resin, a halogenated bisphenol A type epoxy resin, and the like are preferably used. Mixed and used in.
In addition, a compound containing one epoxy group may be contained in a part of the molecule used as a reactive diluent.
本発明の上記組成物における架橋剤の含量は、金属微粒子分散剤(高分岐ポリマー)1質量部に対し、好ましくは0.1乃至100質量部、より好ましくは1乃至10質量部である。 The content of the crosslinking agent in the composition of the present invention is preferably 0.1 to 100 parts by mass, more preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 1 part by mass of the metal fine particle dispersant (hyperbranched polymer).
光重合開始剤としては、光照射時に活性ラジカルを生成する化合物であれば特に限定されないが、例えば、ベンゾイン系化合物、α−アミノアルキルフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、アジド系化合物、ジアゾ系化合物、o−キノンジアジド系化合物、アシルホスフィンオキサイド系化合物、オキシムエステル系化合物、ベンゾフェノン類、ビスクマリン、ビイミダゾール化合物、有機過酸化物、チタノセン化合物、チオール化合物、ハロゲン化炭化水素化合物、トリクロロメチルトリアジン化合物、あるいはヨードニウム塩化合物、スルホニウム塩化合物などのオニウム塩化合物等が用いられる。光ラジカル重合開始剤は単独で用いてもよいし、必要に応じて二種以上を混合して用いてもよい。 The photopolymerization initiator is not particularly limited as long as it is a compound that generates an active radical when irradiated with light. For example, a benzoin compound, an α-aminoalkylphenone compound, a thioxanthone compound, an azide compound, a diazo compound, o-quinonediazide compounds, acylphosphine oxide compounds, oxime ester compounds, benzophenones, biscoumarins, biimidazole compounds, organic peroxides, titanocene compounds, thiol compounds, halogenated hydrocarbon compounds, trichloromethyltriazine compounds, or Onium salt compounds such as iodonium salt compounds and sulfonium salt compounds are used. A radical photopolymerization initiator may be used alone or in combination of two or more as required.
上記ベンゾイン系化合物としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等を挙げることができる。 Examples of the benzoin-based compound include benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin propyl ether, and benzoin isobutyl ether.
上記α−アミノアルキルフェノン系化合物としては、例えば、2−メチル−1−(4−(メチルチオ)フェニル)−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オン等を挙げることができる。 Examples of the α-aminoalkylphenone compounds include 2-methyl-1- (4- (methylthio) phenyl) -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- ( 4-morpholinophenyl) butan-1-one and the like.
上記チオキサントン系化合物としては、例えば、チオキサントン、1−クロロチオキサントン、2−クロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン等を挙げることができる。 Examples of the thioxanthone compound include thioxanthone, 1-chlorothioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, and 2,4-diethylthioxanthone. Can do.
上記アジド系化合物としては、例えば、p−アジドベンズアルデヒド、p−アジドアセトフェノン、p−アジド安息香酸、p−アジドベンザルアセトフェノン、4,4’−ジアジドカルコン、4,4’−ジアジドジフェニルスルフィド、2,6−ビス(4’−アジドベンザル)−4−メチルシクロヘキサノン、4,4’−ジアジドスチルベン等を挙げることができる。 Examples of the azide compounds include p-azidobenzaldehyde, p-azidoacetophenone, p-azidobenzoic acid, p-azidobenzalacetophenone, 4,4′-diazidochalcone, 4,4′-diazidodiphenyl sulfide. 2,6-bis (4′-azidobenzal) -4-methylcyclohexanone, 4,4′-diazidostilbene, and the like.
上記ジアゾ系化合物としては、例えば、1−ジアゾ−2,5−ジエトキシ−4−p−トリルメルカプトベンゼンボロフルオリド、1−ジアゾ−4−N,N−ジメチルアミノベンゼンクロリド、1−ジアゾ−4−N,N−ジエチルアミノベンゼンボロフルオリド等を挙げることができる。 Examples of the diazo compound include 1-diazo-2,5-diethoxy-4-p-tolylmercaptobenzeneborofluoride, 1-diazo-4-N, N-dimethylaminobenzene chloride, 1-diazo-4. -N, N-diethylaminobenzeneborofluoride and the like can be mentioned.
上記o−キノンジアジド系化合物としては、例えば、1,2−ナフトキノン−ジアジド(2)−4−スルホン酸ナトリウム塩、1,2−ナフトキノン−ジアジド(2)−5−スルホン酸エステル、1,2−ナフトキノン−ジアジド(2)−4−スルホニルクロリド等を挙げることができる。 Examples of the o-quinonediazide compounds include 1,2-naphthoquinone-diazide (2) -4-sulfonic acid sodium salt, 1,2-naphthoquinone-diazide (2) -5-sulfonic acid ester, 1,2- Examples thereof include naphthoquinone-diazide (2) -4-sulfonyl chloride.
上記アシルホスフィンオキサイド系化合物としては、例えば、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等を挙げることができる。 Examples of the acylphosphine oxide compound include bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide and 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide.
上記オキシムエステル系化合物としては、例えば、2−(O−ベンゾイルオキシム)−1−[4−(フェニルチオ)フェニル]−1,2−オクタンジオン、1−(O−アセチルオキシム)−1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]エタノン等を挙げることが出来る。 Examples of the oxime ester compound include 2- (O-benzoyloxime) -1- [4- (phenylthio) phenyl] -1,2-octanedione, 1- (O-acetyloxime) -1- [9. And -ethyl-6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl] ethanone.
上記ベンゾフェノン類としては、例えば、ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、1,4−ジベンゾイルベンゼン、10−ブチル−2−クロロア
クリドン、2−ベンゾイルナフタレン、4−ベンゾイルビフェニル、4−ベンゾイルジフェニルエーテル、ベンジル等を挙げることができる。
Examples of the benzophenones include benzophenone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, 1,4-dibenzoylbenzene, 10-butyl-2-chloroacridone, 2-benzoylnaphthalene, 4-benzoylbiphenyl, 4 -A benzoyl diphenyl ether, benzyl, etc. can be mentioned.
上記ビスクマリンとしては、例えば、3,3’−カルボニルビス(7−(ジエチルアミノ)−2H−クロメン−2−オン)(みどり化学株式会社でBC(CAS[63226−13−1])として市販されている)等を挙げることができる。 Examples of the biscoumarin include 3,3′-carbonylbis (7- (diethylamino) -2H-chromen-2-one) (commercially available from Midori Chemical Co., Ltd. as BC (CAS [63226-13-1]). And the like.
上記ビイミダゾール化合物としては、例えば、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラキス(3,4,5−トリメトキシフェニル)−1,2’−ビイミダゾール、2,2’−ビス(2−クロロフェニル)−4,4’,5,5’−テトラフェニル−1,2’−ビイミダゾール等を挙げることができる。 Examples of the biimidazole compound include 2,2′-bis (2-chlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetrakis (3,4,5-trimethoxyphenyl) -1,2′-biphenyl. Examples thereof include imidazole and 2,2′-bis (2-chlorophenyl) -4,4 ′, 5,5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole.
光重合開始剤としては、例えば、365nmに吸収を持つ公知の光重合開始剤、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタン−1−オン(チバ・ジャパン(株)、商品名:IRGACURE 369)が好適に用いられる。 Examples of the photopolymerization initiator include a known photopolymerization initiator having absorption at 365 nm, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) butan-1-one (Ciba Japan Ltd.). ), Trade name: IRGACURE 369) is preferably used.
本発明の上記組成物における光重合開始剤の使用量は、金属微粒子複合体中の金属1質量部に対し、好ましくは0.1乃至20質量部、より好ましくは0.5乃至10質量部である。 The amount of the photopolymerization initiator used in the composition of the present invention is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.5 to 10 parts by mass with respect to 1 part by mass of the metal in the metal fine particle composite. is there.
さらに本発明の組成物において、前記有機溶媒に可溶な汎用合成樹脂を混合し、汎用合成樹脂と複合化させたものとしても良い。汎用合成樹脂の例としては、PE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、EVA(エチレン−酢酸ビニル共重合体)、EEA(エチレン−アクリル酸エチル共重合体)などのポリオレフィン系樹脂;PS(ポリスチレン)、HIPS(ハイインパクトポリスチレン)、AS(アクリロニトリル−スチレン共重合体)、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体)、MS(メタクリル酸メチル−スチレン共重合体)などのポリスチレン系樹脂;ポリカーボネート樹脂;塩化ビニル樹脂;ポリアミド樹脂;ポリイミド樹脂;PMMA(ポリメチルメタクリレート)などの(メタ)アクリル樹脂;PET(ポリエチレンテレフタレート)、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、PLA(ポリ乳酸)、ポリ−3−ヒドロキシ酪酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート/アジペートなどのポリエステル樹脂;ポリフェニレンエーテル樹脂;変性ポリフェニレンエーテル樹脂;ポリアセタール樹脂;ポリスルホン樹脂;ポリフェニレンサルファイド樹脂;ポリビニルアルコール樹脂;ポリグルコール酸;変性でんぷん;酢酸セルロース、三酢酸セルロース;キチン、キトサン;リグニン等の熱可塑性樹脂、並びに、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。
本発明の組成物における上記汎用合成樹脂の含量は、前記金属微粒子複合体の1質量部に対し、好ましくは5乃至1,000質量部、さらに好ましくは10乃至100質量部である。
Furthermore, in the composition of the present invention, a general-purpose synthetic resin soluble in the organic solvent may be mixed and combined with the general-purpose synthetic resin. Examples of general-purpose synthetic resin include polyolefin resins such as PE (polyethylene), PP (polypropylene), EVA (ethylene-vinyl acetate copolymer), EEA (ethylene-ethyl acrylate copolymer); PS (polystyrene) Polystyrene resins such as HIPS (high impact polystyrene), AS (acrylonitrile-styrene copolymer), ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer), MS (methyl methacrylate-styrene copolymer); polycarbonate resin; Polyvinyl resin; Polyamide resin; (Meth) acrylic resin such as PMMA (polymethyl methacrylate); PET (polyethylene terephthalate), polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene naphthalate , PLA (polylactic acid), poly-3-hydroxybutyric acid, polycaprolactone, polybutylene succinate, polyethylene succinate / adipate and other polyester resins; polyphenylene ether resins; modified polyphenylene ether resins; polyacetal resins; polysulfone resins; Polyvinyl alcohol resin; polyglycolic acid; modified starch; cellulose acetate, cellulose triacetate; chitin, chitosan; thermoplastic resin such as lignin; phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, polyurethane resin, epoxy Examples thereof include thermosetting resins such as resins.
The content of the general-purpose synthetic resin in the composition of the present invention is preferably 5 to 1,000 parts by mass, more preferably 10 to 100 parts by mass with respect to 1 part by mass of the metal fine particle composite.
<薄膜及び硬化膜>
上記金属微粒子と金属微粒子分散剤を含む組成物より薄膜を形成する具体的な方法としては、金属微粒子と金属微粒子分散剤を含む組成物を前述の有機溶媒等に溶解又は分散してワニスの形態(膜形成材料)とし、これをPET、ガラス、ITOなどの適当な基材上にキャスト法、スピンコート法、バーコート法、ロールコート法、ディップコート法などの適宜な方法により、塗布・乾燥して薄膜を形成することが可能である。これらの塗布方法の中でもスピンコート法が好ましい。スピンコート法を用いる場合には、単時間で塗布することができるために、揮発性の高い溶液であっても利用でき、また、均一性の高い塗布を行うことができるという利点がある。
溶媒の乾燥法としては、特に限定されるものではなく、例えば、ホットプレートやオーブンを用いて、適切な雰囲気下、すなわち大気、窒素等の不活性ガス、真空中等で蒸発させればよい。これにより、均一な成膜面を有する薄膜を得ることが可能である。焼成温度は、溶媒を蒸発させることができれば特に限定されないが、40〜250℃で行うことが好ましい。この場合、より高い均一成膜性を発現させたり、基材上で反応を進行させたりする目的で、2段階以上の温度変化をつけてもよい。
<Thin film and cured film>
As a specific method for forming a thin film from the composition containing the metal fine particles and the metal fine particle dispersant, the composition containing the metal fine particles and the metal fine particle dispersant is dissolved or dispersed in the aforementioned organic solvent or the like to form a varnish. (Film-forming material), and this is coated and dried on an appropriate base material such as PET, glass, ITO by an appropriate method such as a casting method, a spin coating method, a bar coating method, a roll coating method, or a dip coating method. Thus, a thin film can be formed. Among these coating methods, the spin coating method is preferable. In the case of using the spin coating method, since it can be applied in a single time, even a highly volatile solution can be used, and there is an advantage that highly uniform application can be performed.
The method for drying the solvent is not particularly limited. For example, the solvent may be evaporated in a suitable atmosphere, that is, in an inert gas such as air or nitrogen, in a vacuum, or the like using a hot plate or an oven. Thereby, a thin film having a uniform film formation surface can be obtained. Although a calcination temperature will not be specifically limited if a solvent can be evaporated, It is preferable to carry out at 40-250 degreeC. In this case, two or more stages of temperature changes may be applied for the purpose of developing higher uniform film forming properties or allowing the reaction to proceed on the substrate.
このようにして形成された薄膜の厚さは特に限定されないが、通常0.01μm乃至50μm、好ましくは0.05μm乃至20μmである。 The thickness of the thin film thus formed is not particularly limited, but is usually 0.01 μm to 50 μm, preferably 0.05 μm to 20 μm.
なお、前記組成物において架橋剤又は光重合開始剤を含む場合には、塗膜後に熱処理や紫外線等の光照射処理を行うことにより、硬化膜を形成することができる。 In addition, when a crosslinking agent or a photopolymerization initiator is included in the composition, a cured film can be formed by performing heat treatment or light irradiation treatment such as ultraviolet rays after the coating film.
このようにして得られた薄膜又は硬化膜は、導電性ペースト、透明導電膜、高密度記録材料、有機EL素子の正孔注入層又は正孔輸送層、遮光フィルター、化学センサー、触媒等に好適に用いることができる。 The thin film or cured film thus obtained is suitable for conductive pastes, transparent conductive films, high-density recording materials, hole injection layers or hole transport layers of organic EL elements, light shielding filters, chemical sensors, catalysts, etc. Can be used.
以下、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
なお、実施例において、試料の調製及び物性の分析に用いた装置及び条件は、以下の通りである。
(1)GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)
装置:昭和電工(株)製 GPC−101
カラム:昭和電工(株)製 LF−804×3
カラム温度:60℃
溶媒:20mM LiBr添加NMP
流量:0.6mL/分
検出器:UV(280nm)
(2)1H NMRスペクトル及び13C NMRスペクトル
装置:日本電子データム(株)製 JNM−ECA700
溶媒:CDCl3
内部標準:テトラメチルシラン
(3)動的光散乱光度計(DLS)
装置:大塚電子(株)製 FDLS−3000
(4)透過型電子顕微鏡(TEM)
装置:(株)日立製作所製 H−8000
(5)誘導結合プラズマ発光分析装置(ICP−OES)
装置:SIIナノテクノロジー(株)Vista Pro
(6)示差熱天秤(TG-DTA)
装置:(株)リガク製 TG-8120
温度:25℃〜120℃まで15℃/分にて昇温、120℃で5分間保持、120℃〜25℃まで冷却した後、700℃まで10℃/分にて昇温した。
尚、700℃での重量を金属微粒子中の金属重量として算出した。
(7)微細形状測定機(SURF−CORDER)
装置:(株)小坂研究所製 ET−4000A
(8)スピンコーター
装置:ミカサ(株) MS−A100
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to the following Example.
In the examples, the apparatus and conditions used for sample preparation and physical property analysis are as follows.
(1) GPC (gel permeation chromatography)
Equipment: GPC-101 manufactured by Showa Denko K.K.
Column: Showa Denko LF-804 × 3
Column temperature: 60 ° C
Solvent: NMP with 20 mM LiBr added
Flow rate: 0.6 mL / min Detector: UV (280 nm)
(2) 1 H NMR spectrum and 13 C NMR spectrum Device: JNM-ECA700 manufactured by JEOL Datum Co., Ltd.
Solvent: CDCl 3
Internal standard: Tetramethylsilane (3) Dynamic light scattering photometer (DLS)
Device: FDLS-3000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
(4) Transmission electron microscope (TEM)
Apparatus: H-8000 manufactured by Hitachi, Ltd.
(5) Inductively coupled plasma optical emission spectrometer (ICP-OES)
Apparatus: SII Nano Technology Co., Ltd. Vista Pro
(6) Differential thermal balance (TG-DTA)
Equipment: TG-8120 manufactured by Rigaku Corporation
Temperature: Temperature was raised from 25 ° C. to 120 ° C. at 15 ° C./min, held at 120 ° C. for 5 minutes, cooled to 120 ° C. to 25 ° C., and then heated to 700 ° C. at 10 ° C./min.
The weight at 700 ° C. was calculated as the metal weight in the metal fine particles.
(7) Micro shape measuring machine (SURF-CORDER)
Equipment: ET-4000A manufactured by Kosaka Laboratory
(8) Spin coater: Mikasa Corporation MS-A100
また、略記号は以下の意味を表す。
DVB:ジビニルベンゼン(新日鐵化学(株)製 DVB−960)
AIYP:2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン](和光
純薬工業(株)製 VA−061)
MAIB:2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル(大塚化学(株)製 MAIB)
PVP:ポリビニルピロリドン(東京化成工業(株)製 K15(粘度平均分子量10,000))
DMF:N,N−ジメチルホルムアミド
NMP:N−メチル−2−ピロリドン
Abbreviations represent the following meanings.
DVB: Divinylbenzene (DVB-960 manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.)
AIYP: 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] (VA-061 manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
MAIB: Dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate (MAIB manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.)
PVP: Polyvinylpyrrolidone (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. K15 (viscosity average molecular weight 10,000))
DMF: N, N-dimethylformamide NMP: N-methyl-2-pyrrolidone
[実施例1]
<DVB及びAIYPを用いた高分岐ポリマー(HI−DVB)の合成>
500mL反応フラスコに、n−プロパノール120gを仕込み、攪拌しながら5分間窒素を流し込み、n−プロパノールが還流するまで(標準沸点 97℃)加熱した。
別の200mL反応フラスコに、DVB 2.6g(20mmol)、AIYP 3.1g(12mmol、DVBに対して62モル%)、及びn−プロパノール120gを仕込み、攪拌しながら5分間窒素を流し込み窒素置換を行った。
前述の500mL反応フラスコ中の還流してあるn−プロパノール中に、DVB、AIYP及びn−プロパノールが仕込まれた前記200mL反応フラスコから、滴下ポンプを用いて、内容物を90分間かけて滴下した。滴下終了後、1時間熟成させた。
次に、ロータリーエバポレーターを用いてこの反応液からn−プロパノールを留去し、得られた残渣をクロロホルム26gに溶解させた。このポリマー溶液をヘキサン260gに添加して、ポリマーをスラリー状態で沈殿させた。このスラリーを減圧濾過し、得られた固体をクロロホルム26gに再溶解させた。このポリマー溶液をヘキサン260gに添加して、ポリマーをスラリー状態で再沈殿させた。このスラリーを減圧濾過し、真空乾燥して、淡黄色粉末の目的物(HI−DVB)2.5gを得た。
得られた目的物の1H NMR及び13C NMRスペクトルの測定結果を図1及び図2
に示す。
また、目的物のGPCによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは47,000、分散度:Mw/Mnは13.9であった。このポリマーの、13C NMRスペクトルより算出したDVBとAIYPの断片の組成比(モル比)は1.0:0.8、及び動的光散乱光度計による平均粒径は18.4nmと求められた。
[Example 1]
<Synthesis of hyperbranched polymer (HI-DVB) using DVB and AIYP>
A 500 mL reaction flask was charged with 120 g of n-propanol, and nitrogen was poured for 5 minutes while stirring, and the mixture was heated until n-propanol was refluxed (standard boiling point 97 ° C.).
In a separate 200 mL reaction flask, 2.6 g (20 mmol) of DVB, 3.1 g of AIYP (12 mmol, 62 mol% with respect to DVB), and 120 g of n-propanol were charged, and nitrogen was purged for 5 minutes while stirring. went.
The contents were added dropwise from the 200 mL reaction flask charged with DVB, AIYP and n-propanol into the refluxed n-propanol in the 500 mL reaction flask using a dropping pump over 90 minutes. After completion of dropping, the mixture was aged for 1 hour.
Next, n-propanol was distilled off from this reaction solution using a rotary evaporator, and the resulting residue was dissolved in 26 g of chloroform. This polymer solution was added to 260 g of hexane to precipitate the polymer in a slurry state. This slurry was filtered under reduced pressure, and the resulting solid was redissolved in 26 g of chloroform. This polymer solution was added to 260 g of hexane to reprecipitate the polymer in a slurry state. This slurry was filtered under reduced pressure and dried under vacuum to obtain 2.5 g of the desired product (HI-DVB) as a pale yellow powder.
1 and 2 show the measurement results of 1 H NMR and 13 C NMR spectra of the obtained target product.
Shown in
Moreover, the weight average molecular weight Mw measured by polystyrene conversion by GPC of the target object was 47,000, and dispersion degree: Mw / Mn was 13.9. The composition ratio (molar ratio) of DVB and AIYP fragments calculated from the 13 C NMR spectrum of this polymer is 1.0: 0.8, and the average particle diameter determined by a dynamic light scattering photometer is 18.4 nm. It was.
[参考例]
<DVB及びMAIBを用いた高分岐ポリマー(HA−DVB)の合成>
500mL反応フラスコに、トルエン74gを仕込み、撹拌しながら5分間窒素を流し込み、トルエンが還流するまで加熱した(標準沸点 111℃)。
別の200mL反応フラスコに、DVB 3.9g(30mmol)、MAIB 5.5g(24mmol、DVBに対して80モル%)及びトルエン74gを仕込み、撹拌しながら5分間窒素を流し込み窒素置換を行った。
前述の500mL反応フラスコ中の還流状態にいるトルエン中に、DVB、MAIB及びトルエンが仕込まれた前記200mL反応フラスコから、滴下ポンプを用いて、内容物を1.5時間かけて滴下した。滴下終了後、6時間熟成させた。
次に、ロータリーエバポレーターを用いてこの反応液からトルエン121gを留去し、0℃に冷却したメタノール391gに添加して、ポリマーをスラリー状態で沈殿させた。このスラリーを減圧濾過し、真空乾燥して、白色粉末の目的物(HA−DVB)6.1gを得た。
得られた目的物の1H NMR及び13C NMRスペクトルの測定結果を図3及び図4
に示す。
また、目的物のGPCによるポリスチレン換算で測定される重量平均分子量Mwは37,000、分散度:Mw/Mnは2.6であった。
[Reference example]
<Synthesis of hyperbranched polymer (HA-DVB) using DVB and MAIB>
A 500 mL reaction flask was charged with 74 g of toluene, and nitrogen was introduced for 5 minutes while stirring, and the mixture was heated until the toluene was refluxed (standard boiling point 111 ° C.).
In another 200 mL reaction flask, 3.9 g (30 mmol) of DVB, 5.5 g of MAIB (24 mmol, 80 mol% with respect to DVB) and 74 g of toluene were charged, and nitrogen was purged for 5 minutes while stirring.
The contents were added dropwise from the 200 mL reaction flask charged with DVB, MAIB and toluene into the refluxing toluene in the 500 mL reaction flask using a dropping pump over 1.5 hours. After completion of dropping, the mixture was aged for 6 hours.
Next, 121 g of toluene was distilled off from this reaction solution using a rotary evaporator and added to 391 g of methanol cooled to 0 ° C. to precipitate the polymer in a slurry state. This slurry was filtered under reduced pressure and vacuum-dried to obtain 6.1 g of the target product (HA-DVB) as a white powder.
The measurement results of 1 H NMR and 13 C NMR spectra of the obtained target product are shown in FIGS.
Shown in
Moreover, the weight average molecular weight Mw measured by polystyrene conversion by GPC of a target object was 37,000, and dispersion degree: Mw / Mn was 2.6.
[実施例2]
<HI−DVB−金微粒子複合体1(HI−DVB−Au−1)の調製>
実施例1で得られたHI−DVB 100mgをメタノール10mLに溶解させ、室温(およそ25℃)で攪拌しながら0.2mol/L塩化金酸水溶液1mLを加えた。溶液は瞬時に橙色の懸濁となった。さらに1.0mol/L水素化ホウ素ナトリウム水溶液1mLをゆっくりと滴下すると、溶液は次第に濃赤色へと変化した。30分間攪拌を行った後、メタノールを減圧によって留去したのち、pH11の水酸化ナトリウム水溶液によって沈殿を析出させた。これを濾過によって回収し、pHが7になるまでイオン交換水によって洗浄を行った。得られた黒色固体を真空乾燥して、目的とする複合体を得た。
この黒色固体を0.5質量%となるようにn−プロパノールに分散させ、カーボンメッシュグリッドに滴下し、乾燥したサンプルについてTEM観察(図5参照)を行った。図5に示すように、HI−DVB−金微粒子複合体が得られていることが確認された。また、TG−DTAによって、金の重量比率は30質量%であることがわかった。
[Example 2]
<Preparation of HI-DVB-gold fine particle composite 1 (HI-DVB-Au-1)>
100 mg of HI-DVB obtained in Example 1 was dissolved in 10 mL of methanol, and 1 mL of 0.2 mol / L chloroauric acid aqueous solution was added with stirring at room temperature (approximately 25 ° C.). The solution instantly became an orange suspension. Furthermore, when 1 mL of 1.0 mol / L sodium borohydride aqueous solution was slowly dripped, the solution gradually changed to dark red. After stirring for 30 minutes, methanol was distilled off under reduced pressure, and then a precipitate was deposited with an aqueous sodium hydroxide solution having a pH of 11. This was recovered by filtration and washed with ion-exchanged water until the pH reached 7. The obtained black solid was vacuum-dried to obtain the intended composite.
This black solid was dispersed in n-propanol so as to be 0.5% by mass, dropped onto a carbon mesh grid, and the dried sample was subjected to TEM observation (see FIG. 5). As shown in FIG. 5, it was confirmed that the HI-DVB-gold fine particle composite was obtained. Moreover, it turned out that the weight ratio of gold | metal | money is 30 mass% by TG-DTA.
[実施例3]
<HI−DVB−金微粒子複合体2(HI−DVB−Au−2)の調製>
実施例1で得られたHI−DVBの添加量を50mgとした以外は、実施例2と同様にして金微粒子の合成を行った。この黒色固体を0.5wt%となるようにn−プロパノールに分散させ、カーボンメッシュグリッドに滴下し、乾燥したサンプルについてTEM観察(図6参照)を行った。図6に示すように、HI−DVB−金微粒子複合体が得られていることが確認された。また、TG−DTAによって、金の重量比率は41質量%であることがわかった。更にICP-OESによる分析では、42質量%であった。
[Example 3]
<Preparation of HI-DVB-gold fine particle composite 2 (HI-DVB-Au-2)>
Gold fine particles were synthesized in the same manner as in Example 2 except that the amount of HI-DVB obtained in Example 1 was changed to 50 mg. This black solid was dispersed in n-propanol so as to be 0.5 wt%, dropped onto a carbon mesh grid, and the dried sample was subjected to TEM observation (see FIG. 6). As shown in FIG. 6, it was confirmed that the HI-DVB-gold fine particle composite was obtained. Moreover, it turned out that the weight ratio of gold | metal | money is 41 mass% by TG-DTA. Furthermore, it was 42 mass% in the analysis by ICP-OES.
[実施例4]
<HI−DVB−銀微粒子複合体(HI−DVB−Ag)の調製>
実施例1で得られたHI−DVB 50mgをメタノール10mLに溶解させ、室温(およそ25℃)で攪拌しながら0.4mol/L硝酸銀水溶液1mLを加えた。溶液は瞬時に白色の懸濁となった。さらに1.0mol/L水素化ホウ素ナトリウム水溶液1mLをゆっくりと滴下すると、溶液は次第に黄色へと変化した。30分間攪拌を行った後、メタノールを減圧によって留去したのち、pH11の水酸化ナトリウム水溶液によって沈殿を析出させた。これを濾過によって回収し、pHが7になるまでイオン交換水によって洗浄を行った。得られた黒色固体を真空乾燥して、目的とする複合体を得た。
この黒色固体を0.5質量%となるようにn−プロパノールに分散させ、カーボンメッシュグリッドに滴下し、乾燥したサンプルについてTEM観察(図7参照)を行った。図7に示すように、HI−DVB−銀微粒子複合体が得られていることが確認された。また、TG−DTAによって、銀の重量比率は48質量%であることがわかった。更にICP-OESによる分析でも、48質量%であった。
[Example 4]
<Preparation of HI-DVB-silver fine particle composite (HI-DVB-Ag)>
50 mg of HI-DVB obtained in Example 1 was dissolved in 10 mL of methanol, and 1 mL of 0.4 mol / L silver nitrate aqueous solution was added while stirring at room temperature (approximately 25 ° C.). The solution instantly became a white suspension. Furthermore, when 1 mL of 1.0 mol / L sodium borohydride aqueous solution was slowly dripped, the solution gradually changed to yellow. After stirring for 30 minutes, methanol was distilled off under reduced pressure, and then a precipitate was deposited with an aqueous sodium hydroxide solution having a pH of 11. This was recovered by filtration and washed with ion-exchanged water until the pH reached 7. The obtained black solid was vacuum-dried to obtain the intended composite.
This black solid was dispersed in n-propanol so as to be 0.5% by mass, dropped onto a carbon mesh grid, and the dried sample was subjected to TEM observation (see FIG. 7). As shown in FIG. 7, it was confirmed that a HI-DVB-silver fine particle composite was obtained. Moreover, it turned out that the weight ratio of silver is 48 mass% by TG-DTA. Furthermore, it was 48 mass% also in the analysis by ICP-OES.
[比較例1]
<HA−DVB−金微粒子複合体の調製>
参考例で得られたHA−DVB 50mgをテトラヒドロフラン10mLに溶解させ、
室温(およそ25℃)で撹拌しながら0.2mol/L塩化金酸水溶液1mLを加えた。溶液は金色の均一溶液であった。さらに1.0mol/L水酸化ホウ素ナトリウム水溶液1mLをゆっくりと滴下すると、黒色の沈殿が生成するのみであり、HA−DVBによって金微粒子を分散させることはできなかった。
[Comparative Example 1]
<Preparation of HA-DVB-gold fine particle composite>
50 mg of HA-DVB obtained in Reference Example was dissolved in 10 mL of tetrahydrofuran,
While stirring at room temperature (approximately 25 ° C.), 1 mL of 0.2 mol / L chloroauric acid aqueous solution was added. The solution was a golden homogeneous solution. Furthermore, when 1 mL of 1.0 mol / L sodium borohydroxide aqueous solution was slowly dripped, only a black precipitate was produced, and the gold fine particles could not be dispersed by HA-DVB.
[比較例2]
<HA−DVB−銀微粒子複合体の調製>
比較例1で用いた0.2mol/L塩化金酸水溶液の代わりに、0.4mol/L硝酸銀水溶液を用いた以外は同様の操作を行ったが、黒色の沈殿が生成するのみであり、HA−DVBによって銀微粒子を分散させることはできなかった。
[Comparative Example 2]
<Preparation of HA-DVB-silver fine particle composite>
The same operation was performed except that a 0.4 mol / L silver nitrate aqueous solution was used instead of the 0.2 mol / L silver chloroauric acid aqueous solution used in Comparative Example 1, but only a black precipitate was formed. The silver fine particles could not be dispersed by -DVB.
[比較例3]
<PVP−金微粒子複合体(PVP−Au)の調製>
PVP 50mgをメタノール10mLに溶解させ、室温(およそ25℃)で攪拌しながら0.2mol/L塩化金酸水溶液1mLを加えた。溶液は瞬時に橙色の懸濁となった。さらに1.0mol/L水素化ホウ素ナトリウム水溶液1mLをゆっくりと滴下すると、溶液は次第に濃赤色へと変化した。30分間攪拌を行った後、メタノールを減圧によって留去したのち、アセトン100mLを加えることによって沈殿を析出させた。これを濾過によって回収し、更にアセトン100mLによって洗浄を行った。得られた黒色固体を真空乾燥して、目的とするPVP−金微粒子複合体を得た。
この黒色固体を0.5質量%となるようにn−プロパノールに分散させ、カーボンメッシュグリッドに滴下、乾燥したサンプルについてTEM観察を行った。図8に示すように、PVP−金微粒子複合体が得られていることが確認された。また、TG−DTAによって、金の重量比率は62質量%であることがわかった。
[Comparative Example 3]
<Preparation of PVP-gold fine particle composite (PVP-Au)>
50 mg of PVP was dissolved in 10 mL of methanol, and 1 mL of 0.2 mol / L chloroauric acid aqueous solution was added with stirring at room temperature (approximately 25 ° C.). The solution instantly became an orange suspension. Furthermore, when 1 mL of 1.0 mol / L sodium borohydride aqueous solution was slowly dripped, the solution gradually changed to dark red. After stirring for 30 minutes, methanol was distilled off under reduced pressure, and then 100 mL of acetone was added to precipitate a precipitate. This was recovered by filtration and further washed with 100 mL of acetone. The obtained black solid was vacuum-dried to obtain a target PVP-gold fine particle composite.
This black solid was dispersed in n-propanol so as to be 0.5% by mass, and dropped and dried on a carbon mesh grid, and TEM observation was performed. As shown in FIG. 8, it was confirmed that a PVP-gold fine particle composite was obtained. Moreover, it turned out that the weight ratio of gold | metal | money is 62 mass% by TG-DTA.
[実施例5−16]
<金属微粒子分散剤−金属微粒子複合体の熱硬化>
表1に示す金属微粒子分散剤(高分岐ポリマー)−金属微粒子複合体の濃度が2.5質量%となるようにn−プロパノールに溶解させた。得られた溶液を、スピンコーターを用いて800rpm、30秒でガラス基板上(2×2cm)に成膜し、表1に示す温度、時間で熱処理を行った。このときの膜厚を測定し(初期膜厚)、次いで該複合体の良溶媒であるメタノールでガラス基板を洗浄し、80℃で5分間加熱乾燥した後の膜厚を測定した(洗浄後膜厚)。残膜率(%)を、(洗浄後膜厚)÷(初期膜厚)×100によって求めた。結果を表1に示す。
[Example 5-16]
<Thermal curing of metal fine particle dispersant-metal fine particle composite>
It dissolved in n-propanol so that the density | concentration of the metal fine particle dispersing agent (hyperbranched polymer) -metal fine particle complex shown in Table 1 might be 2.5 mass%. The obtained solution was deposited on a glass substrate (2 × 2 cm) at 800 rpm for 30 seconds using a spin coater, and heat-treated at the temperature and time shown in Table 1. The film thickness at this time was measured (initial film thickness), then the glass substrate was washed with methanol which is a good solvent for the composite, and the film thickness after heating and drying at 80 ° C. for 5 minutes was measured (film after washing) Thickness). The remaining film ratio (%) was determined by (film thickness after cleaning) ÷ (initial film thickness) × 100. The results are shown in Table 1.
[比較例4−6]
<PVP金微粒子複合体の熱硬化>
比較例3で得られたPVP−金微粒子複合体を用い、実施例5−16と同様の手法によって残膜率を求めた。結果を表1に合わせて示す。
[Comparative Example 4-6]
<Thermosetting of PVP gold fine particle composite>
Using the PVP-gold fine particle composite obtained in Comparative Example 3, the remaining film ratio was determined by the same method as in Example 5-16. The results are shown in Table 1.
表1に示したとおり、アミノ官能基又はイミノ官能基を末端に有する高分岐ポリマーを金属微粒子分散剤として用いた金微粒子複合体からなる薄膜は、加熱温度が高いほど硬化反応が進行し、良溶媒であるメタノールへ不溶となった(実施例5,6,9,12)。また、銀微粒子複合体においても同様の傾向であった(実施例13〜16)。また、金微粒子複合体においては、熱処理時間が長いほど、硬化反応の進行が確認された(実施例6〜8,9〜11)。
一方、PVPを分散剤とした金微粒子複合体においては、硬化反応の進行は全く確認できなかった(比較例4〜6)。
As shown in Table 1, a thin film composed of a gold fine particle composite using a highly branched polymer having an amino functional group or an imino functional group as a terminal as a metal fine particle dispersant undergoes a curing reaction as the heating temperature increases. The solvent became insoluble in methanol (Examples 5, 6, 9, and 12). Moreover, it was the same tendency also in the silver fine particle composite (Examples 13 to 16). Moreover, in the gold fine particle composite, the progress of the curing reaction was confirmed as the heat treatment time was longer (Examples 6 to 8, 9 to 11).
On the other hand, in the gold fine particle composite using PVP as a dispersant, the progress of the curing reaction could not be confirmed at all (Comparative Examples 4 to 6).
Claims (10)
前記高分岐ポリマーが、分子内に2個以上のラジカル重合性二重結合を有するモノマーAを、該モノマーAに対して5乃至200モル%のアミノ官能基又はイミノ官能基を有する重合開始剤Bの存在下で重合させることにより得られる高分岐ポリマーであり、
前記モノマーAがジビニルベンゼンであり、
前記アミノ官能基又はイミノ官能基を有する重合開始剤Bが、下記式[2]で表される重合開始剤であり、そして
前記金属微粒子が、金、銀、白金及び銅よりなる群より選択される少なくとも1種である、金属微粒子分散剤。
A polymerization initiator B in which the hyperbranched polymer has a monomer A having two or more radically polymerizable double bonds in the molecule and an amino functional group or imino functional group in an amount of 5 to 200 mol% based on the monomer A. Is a hyperbranched polymer obtained by polymerizing in the presence of
The monomer A is divinylbenzene,
The polymerization initiator B having the amino functional group or imino functional group is a polymerization initiator represented by the following formula [2], and the metal fine particles are selected from the group consisting of gold, silver, platinum and copper. A metal fine particle dispersant which is at least one kind.
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