有机无机复合材料的制造方法和光学材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及有机无机复合材料的制造方法W及通过该制造方法得到的光学材料。
【背景技术】
[0002] 有机无机复合材料的领域中，使无机微粒微分散于由有机树脂构成的基质中的有 机无机复合材料即所谓的纳米复合材料由于可W期待例如机械强度、热物性、气体透过性、 光学物性等各种材料物性的显现或提高而受到注目。
[0003] 作为该种纳米复合材料的制造方法，可W举出通过烙融混炼法等使无机微粒直接 地分散于树脂中而复合化的方法；使无机微粒分散于用于形成树脂的聚合性单体中，在无 机微粒的存在下进行聚合反应而得到树脂，从而复合化的方法（In-Situ聚合法）。前者的 方法作为广泛用于工业的聚合物粘±系纳米复合材料的制造方法是主流的方法，后者的方 法作为例如二氧化娃/巧龙系纳米复合材料、粘± /聚締姪系纳米复合材料等的制造方法 而被提出。
[0004] 此外，作为在液体介质中复合化的方法，也提出了使树脂微分散于液体介质中，进 一步使无机微粒分散于该液体介质后，使树脂微粒和无机微粒凝聚而复合化的方法（例 如，参照专利文献1~5)。
[0005] 另一方面，在光学材料领域中，作为替代玻璃的具有高的透射率和折射率、温度所 致的线膨胀或折射率的变化少、热稳定性优异的光学材料，提出了将能够提高折射率、热稳 定性的通过如上述方法制造的纳米复合材料作为原材料来使用（例如，参照专利文献6)。
[0006] 然后，对于光学材料的原材料，为了得到作为光学材料所希望的透明性和均质性， 需要使例如平均粒径为30nm W下的所谓的纳米无机微粒均匀地分散于树脂中。
[0007] 然而，纳米无机微粒一般在树脂中、聚合性单体中或液体介质中均分散状态不稳 定而容易凝聚，因此采用上述任一方法的情况下，W高浓度含有该纳米无机微粒时抑制纳 米无机微粒的凝聚均极其困难。
[000引因此，如上述的W往的方法中，在利用混炼的复合化时或利用铸塑聚合的复合化 时难W防止纳米无机微粒的再凝聚，W折射率或热稳定性优异程度的高浓度在树脂中含有 纳米无机微粒时，难W使该纳米无机微粒充分地分散。此外，烙融混炼法中，为了提高纳米 无机微粒的分散性，需要W可充分地降低树脂粘度的高温长时间混炼，但该种混炼条件中， 难W防止树脂的热分解，所得的树脂变色为黄色，其结果，也存在无法得到所希望的光学特 性等问题。
[0009] 现有技术文献
[0010] 专利文献
[0011] 专利文献1 ;日本特开2008-101049号公报
[0012] 专利文献2 ;日本特开2007-119769号公报
[0013] 专利文献3 ;日本特开2007-113010号公报
[0014] 专利文献4 ;日本特开2005-232257号公报
[0015] 专利文献5;日本特开2006-089523号公报
[0016] 专利文献6 ;日本特开2009-084459号公报
【发明内容】
[0017] 本发明是基于W上情况而完成的，其目的是提供一种有机无机复合材料的制造方 法，其可W得到无机微粒的凝聚被抑制而W高分散性分散于树脂中的有机无机复合材料。 [001引此外，本发明的其它目的是提供一种光学材料，虽然可得到高的折射率和热稳定 性，但无机微粒W高分散性分散于树脂中而确保了高透明性。
[0019] 本发明的有机无机复合材料的制造方法的特征在于，具有：凝聚?烙合工序，即， 在液体介质中，将在无机微粒的表面形成有由树脂构成的被覆层而成的复合粒子凝聚、烙 合。
[0020] 本发明的有机无机复合材料的制造方法中，上述无机微粒的平均粒径优选为 Inm ~30nm。
[0021] 本发明的有机无机复合材料的制造方法中，上述复合粒子优选为在用于形成构成 上述被覆层的树脂的聚合性单体被溶解或分散而成的液体介质中，使无机微粒分散，在该 无机微粒的存在下使上述聚合性单体聚合而生成上述树脂而得到的复合粒子。
[0022] 本发明的有机无机复合材料的制造方法中，构成上述被覆层的树脂优选具有有机 酸基团。
[0023] 本发明的有机无机复合材料的制造方法中，上述有机酸基团优选为駿基。
[0024] 本发明的有机无机复合材料的制造方法中，上述液体介质优选含有阴离子系表面 活性剂和/或非离子系表面活性剂。
[0025] 本发明的有机无机复合材料的制造方法中，优选在上述凝聚?烙合工序中通过在 分散有上述复合粒子的液体介质中，添加由有机盐和/或无机盐构成的凝聚剂而使该复合 粒子凝聚。
[0026] 本发明的有机无机复合材料的制造方法中，优选在上述凝聚?烙合工序中通过加 热至构成上述被覆层的树脂的玻璃化转变温度W上的温度而使该复合粒子彼此烙合。
[0027] 本发明的光学材料的特征在于，是将通过上述有机无机复合材料的制造方法而得 到的有机无机复合材料作为原材料而得到的。
[002引本发明的有机无机复合材料的制造方法中，上述无机微粒优选为氧化侣、氧化错 或魄酸裡。
[0029] 本发明的光学材料的特征在于，是将通过上述有机无机复合材料的制造方法得到 的有机无机复合材料作为原材料而得到的。
[0030] 本发明的有机无机复合材料的制造方法中，构成上述被覆层的树脂优选为使用具 有脂肪族多环式姪系骨架的单体作为聚合性单体的共聚物树脂。
[0031] 本发明的光学材料的特征在于，是将通过上述有机无机复合材料的制造方法得到 的有机无机复合材料作为原材料而得到的。
[0032] 根据本发明的有机无机复合材料的制造方法，在液体介质中将在无机微粒的表面 形成有由树脂构成的被覆层的复合粒子凝聚、烙合，因此即使在树脂中W高浓度含有无机 微粒的情况下，也能够制作无机微粒彼此的凝聚被抑制而W高分散性分散的有机无机复合 材料。
[0033] 根据本发明的光学材料，由于是将通过上述有机无机复合材料的制造方法得到的 有机无机复合材料作为原材料而得到的光学材料，所W虽然在树脂中W高浓度含有无机微 粒而确保高的折射率和热稳定性，但无机微粒W高分散性分散而确保了高透明性。
【附图说明】
[0034] 图1是用于说明本发明的有机无机复合材料的制造方法的示意图，（a)是复合粒 子的示意图，化）是复合粒子凝聚而得的凝聚体的示意图，（C)是复合粒子烙合而得的烙合 粒子的示意图。
[0035] 符号说明
[0036] 11无机微粒
[0037] 12被覆层
[003引 13复合粒子
[0039] 14凝聚体
[0040] 15烙合粒子
【具体实施方式】
[0041] W下，对本发明详细地进行说明。
[0042] 〔有机无机复合材料的制造方法）
[0043] 本发明的有机无机复合材料的制造方法是具有W下工序的方法：在液体介质中将 在无机微粒的表面形成有由树脂（W下也称为"基质树脂"）构成的被覆层的复合粒子凝 聚、烙合。
[0044] 本发明中，在液体介质中将在无机微粒的表面形成有由基质树脂构成的被覆层的 复合粒子凝聚、烙合，因此即使在该基质树脂中W高浓度含有无机微粒的情况下，也可W制 作无机微粒彼此的凝聚被抑制而W高分散性分散的有机无机复合材料。
[0045] 作为在基质树脂中W高分散性分散无机微粒的理由，推测是；不是直接使无机微 粒分散于液体介质中，而是使具有W无机微粒为核、在其表面形成有由基质树脂构成的被 覆层的构成的复合粒子分散，因此极度抑制了无机微粒彼此的凝聚，进而，认为在液体介质 中没有使该复合粒子在那样高的温度下而是在温和的条件下凝聚、烙合，而使被覆层彼此 烙合，因此可防止树脂的粘度过度地下降而产生无机微粒的再凝聚、或发生树脂的热分解。
[0046] 通过本发明的制造方法而得到的有机无机复合材料可W用作可通过在基质树脂 中W高分散性分散无机微粒而期待优异的效果的所有领域的原材料，没有特别的限定。
[0047] 通过本发明的制造方法而得到的有机无机复合材料例如可W作为管类、片类、膜 类、椿类、纤维类、包装类、衬里类、密封环类、电线被覆、印刷基板等的原材料而使用。尤其 是将使用平均粒径为30nm W下的无机微粒而制造的有机无机复合材料作为原材料而得到 的构件由于透明性优异，可W有效地作为光学材料使用。
[0048] 若具体地示出本发明的有机无机复合材料的制造方法的一个例子，则例如如图1 所示，由W下工序构成：
[0049] (1)复合粒子分散液制备工序，制备在液体介质中将在无机微粒11的表面形成有 由基质树脂构成的被覆层12的复合粒子13分散而成的分散液；
[0050] (2)凝聚?烙合工序，在液体介质中添加凝聚剂使复合粒子13凝聚，使凝聚体14 生长，同时使复合粒子13彼此烙合而得到烙合粒子15 ;
[0051] (3)洗漆工序，将烙合粒子15从液体介质中滤出，从该烙合粒子15除去凝聚剂、凝 聚停止剂、表面活性剂等；
[0化2] (4)干燥工序，干燥进行了洗漆处理的烙合粒子15。
[0化3] 本发明中，液体介质是指由50~100质量％的水和0~50质量％的水溶性的有 机溶剂构成的水系介质。作为水溶性的有机溶剂，只要是不溶解基质树脂的有机溶剂则没 有限定，可W使用甲醇、己醇、异丙醇、了醇、丙酬、甲基己基酬、四氨快喃等。
[0化4] 作为液体介质，从环境适应性优异出发，优选使用水。
[0化5] (1)复合粒子分散液制备工序
[0056] 在液体介质中将复合粒子分散而得的分散液（W下也称为"复合粒子胶乳"）可W 通过一般的乳化聚合法、悬浮聚合