[发明专利]包含聚异丁烯基的分散体及其用途

说明书

本申请要求2007年1月31日提交的临时申请60/898,555的权益。在此引入该申请的公开内容作为参考。

相关申请的交叉参考

[0001]  本发明的主题涉及下列美国专利申请：11/583,439、11/524,471和与本申请在相同日提交并且题为“具有独特光学性能的疏水金属和金属氧化物粒子”的申请。在此引入这些专利申请的公开内容作为参考。

技术领域

[0002]  本发明涉及使用聚异丁烯基琥珀酸酐(PIBSA)和相关的化合物来分散各种粒子和纳米粒子。PIBSA与胺或醇的反应产物用于金属加工工业以制备油包水乳液，该乳液可用作切割流体和用于油工业在汽车添加剂中作为清洁剂以分散碳沉积物。

背景技术

[0003]  在本领域中各种分散剂和表面处理剂是已知的，例如公开在US 2003/0032679、US 2004/0209782、WO 87/05924和US5,266,081中。在此引入上述专利和专利申请的公开内容作为参考。

[0004]这些分散剂一般使用较高含量的这些试剂，以便获得稳定性，并且作为结果，流变学性能经常受到不利影响。在本领域需要不具有这些问题的金属氧化物的纳米粒子和/或微米粒子的粒子和/或具有金属氧化物表面的粒子的稳定分散体，以及制备这些分散体的方法。

发明内容

[0005]  本发明通过使用聚异丁烯基琥珀酸酐(PIBSA)和相关化合物作为分散剂解决了常规分散体所伴随的问题。本发明涉及这样的发现，即PIBSA作为金属氧化物粒子(包括在宽范围液体中的纳米粒子)的分散剂是有效的，令人惊讶的是即使在较低含量时也如此。这种液体的实例包含选自甲苯、二甲苯、矿物精油、己烷和苯氧基异丙醇的至少一员。不希望受任何理论或解释的约束，据信对于许多金属氧化物表面，包括氧化铝、氧化锌、ITO、氧化锆或氧化钛的至少一种，酸酐或二酸基团用作良好的锚固基团。还相信在其中其它锚固基团是更有效的(例如用于贵金属表面的硫醇)的其它情况下，可以使用反应性酸酐基团以引入交替的官能度。这些PIBSA衍生物也可以与市售分散剂组合使用以降低总体分散剂负载量。

[0006]  本发明一方面涉及一种组合物，该组合物包含粒子在至少一种有机液体中的分散体。该组合物包含：

a)基于分散体的总重量，约0.1wt％-约25wt％的至少一种分散剂，其包含以下结构式：

其中X具有1-1000的值；

或该分子的反应产物，如具有以下结构式的那些：

或

或

b)基于分散体的总重量，约1wt％-约90wt％的包含选自下列粒子的至少一员的粒子：金属氧化物粒子、具有金属或金属氧化物表面的粒子及其混合物(例如粒度为约1nm-约2000nm的粒子)；和

c)基于分散体的总重量，约10wt％-约90wt％的至少一种选自下列化合物的有机液体：芳族或脂族烃、酮、酯、羧酸、醇、胺、酰胺、醚等。

[0007]  本发明的分散体可以通过诸如球磨、搅拌珠磨、均化器、辊磨和超声波浴的任何合适的方法制备。

[0008]  虽然本发明的分散剂可以用于分散宽泛范围的粒子，但是金属氧化物的纳米粒子，特别是锌、锆、铈、钛、铝、铟和锡的氧化物的纳米粒子及其混合物是具有重要商业应用的示例性纳米粒子。纳米氧化锆、氧化铈和氧化铝可用于抗划伤涂料和传热流体。另外，已采用氧化铝薄层钝化的铝金属纳米粒子可用于发展能量材料。氧化铟锡(ITO)纳米粒子可用于透明导电涂层、热管理层和静电荷耗散。氧化锌和氧化钛可用于紫外阻挡应用，包括遮光剂、纺织品和涂料。金属氧化物粒子、纳米粒子和/或具有金属氧化物表面的纳米粒子的其它应用包括例如磁性材料、多相催化剂、调色剂组合物和陶瓷。

[0009]  为了易于使用分散体母料或在完全配制的组合物中提供纳米粒子和/或微米粒子，希望粒子分散在各种液体和聚合物基体中。分散体的质量应该与其预期用途相当。例如，在诸如某些油墨和涂料的许多应用中不希望存在颜色。另外，分散体一般是稳定的，因此不必在即将使用前制备，但可以在制备后储存。根据配制的组合物的应用，本发明组合物可以包含约0.5wt％-约90wt％的配制的组合物的成分。