[go: up one dir, main page]

RU2780325C1 - Surface-modified nanodiamond, a dispersed composition of nanodiamonds and a method for the production of surface-modified nanodiamond - Google Patents

Surface-modified nanodiamond, a dispersed composition of nanodiamonds and a method for the production of surface-modified nanodiamond Download PDF

Info

Publication number
RU2780325C1
RU2780325C1 RU2021122427A RU2021122427A RU2780325C1 RU 2780325 C1 RU2780325 C1 RU 2780325C1 RU 2021122427 A RU2021122427 A RU 2021122427A RU 2021122427 A RU2021122427 A RU 2021122427A RU 2780325 C1 RU2780325 C1 RU 2780325C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nanodiamond
group
modified
particles
modified nanodiamond
Prior art date
Application number
RU2021122427A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Даисуке ШИРО
Ацуси КУМЕ
Original Assignee
Дайсел Корпорэйшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дайсел Корпорэйшн filed Critical Дайсел Корпорэйшн
Application granted granted Critical
Publication of RU2780325C1 publication Critical patent/RU2780325C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: nanotechnology.
SUBSTANCE: invention relates to the chemical industry and nanotechnology. The surface-modified nanodiamond contains nanodiamond particles and surface-modifying groups having a polyoxyalkylene chain and a silicon atom. To obtain a surface-modified nanodiamond, a nanodiamond particle is introduced into reaction with a silane binder containing a polyoxyalkylene chain. The surface-modified nanodiamond together with zirconium dioxide attached to it is used in the composite. To obtain a dispersed composition, the specified surface-modified nanodiamond is dispersed in a dispersion medium, while zirconium dioxide can be additionally introduced.
EFFECT: use of a silane binding agent having a polyoxyalkylene chain ensures the safety and high productivity of obtaining a surface-modified nanodiamond.
9 cl, 1 dwg, 8 ex

Description

Область техникиTechnical field

[0001][0001]

Настоящее изобретение относится к поверхностно-модифицированному наноалмазу, дисперсной композиции наноалмаза и способу производства поверхностно-модифицированного наноалмаза. В частности, настоящее изобретение относится к поверхностно-модифицированному наноалмазу, дисперсной композиции наноалмаза, включающей упомянутый выше поверхностно-модифицированный наноалмаз, и способу производства упомянутого выше поверхностно-модифицированного наноалмаза. Настоящая патентная заявка испрашивает приоритет японской патентной заявки № 2019-040189, поданной в Японии 6 марта 2019 г., содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.The present invention relates to a surface-modified nanodiamond, a particulate nanodiamond composition, and a method for producing a surface-modified nanodiamond. In particular, the present invention relates to a surface-modified nanodiamond, a particulate nanodiamond composition comprising the above-mentioned surface-modified nanodiamond, and a method for producing the above-mentioned surface-modified nanodiamond. This patent application claims priority to Japanese Patent Application No. 2019-040189 filed in Japan on March 6, 2019, the contents of which are incorporated herein by reference.

Уровень техникиState of the art

[0002][0002]

Наноразмерные тонкодисперсные вещества, как известно, обладают новыми характеристиками, которые не могут быть достигнуты в объемном состоянии. Например, частицы наноалмаза (то есть, наноразмерные алмазные частицы) проявляют механическую прочность, высокий показатель преломления, теплопроводность, изоляционные свойства, противоокислительные свойства и действие, способствующее кристаллизации смол, и т.п. Однако наноалмазные частицы, как правило, имеют большую долю поверхностных атомов, сумма ван-дер-ваальсовых сил, которая может действовать между поверхностными атомами соседних частиц, велика, и обычно происходит агрегация. Кроме того, в случае наноалмазных частиц кулоновское взаимодействие между кристаллическими поверхностями соседних кристаллов может вносить вклад в агглютинацию, которая представляет собой явление, при котором частицы образуют довольно прочный кластер. Таким образом, чрезвычайно трудно диспергировать наноалмазные частицы так, чтобы они находились в состоянии первичных частиц в органическом растворителе или в смоле. Поэтому поверхность наноалмазных частиц модифицируют, с тем чтобы придать диспергируемость наноалмазным частицам для подавления агрегации.Nanosized finely dispersed substances are known to have new characteristics that cannot be achieved in the bulk state. For example, nanodiamond particles (i.e., nanosized diamond particles) exhibit mechanical strength, high refractive index, thermal conductivity, insulating properties, anti-oxidation properties, and resin crystallization-promoting properties, and the like. However, nanodiamond particles usually have a large proportion of surface atoms, the sum of van der Waals forces that can act between the surface atoms of neighboring particles is large, and aggregation usually occurs. In addition, in the case of nanodiamond particles, the Coulomb interaction between the crystal surfaces of adjacent crystals can contribute to agglutination, which is a phenomenon in which the particles form a fairly strong cluster. Thus, it is extremely difficult to disperse nanodiamond particles so that they are in the state of primary particles in an organic solvent or resin. Therefore, the surface of the nanodiamond particles is modified so as to impart dispersibility to the nanodiamond particles to suppress aggregation.

[0003][0003]

В качестве поверхностно-модифицированных наноалмазов известны, например, наноалмазы, модифицированные по поверхности полиэтиленгликолевыми цепочками (поверхностно-модифицированные полиэтиленгликолевыми цепочками наноалмазы). Поверхностная модификация полиэтиленгликолевыми цепочками может придавать наноалмазам амфипатичность.As surface-modified nanodiamonds, for example, nanodiamonds modified on the surface with polyethylene glycol chains (surface-modified nanodiamonds with polyethylene glycol chains) are known. Surface modification with polyethylene glycol chains can make nanodiamonds amphipathic.

[0004][0004]

Например, непатентный документ 1 раскрывает способ производства наноалмаза, модифицированного по поверхности полиэтиленгликолевыми цепочками, путем введения наноалмаза, имеющего на поверхности гидроксильную группу, в реакцию с тионилхлоридом с образованием хлорангидрида на поверхности наноалмаза и введения спирта или амина, имеющего цепочку полиэтиленгликоля, в последующую реакцию.For example, Non-Patent Document 1 discloses a method for producing a nanodiamond surface modified with polyethylene glycol chains by reacting a nanodiamond having a hydroxyl group on the surface with thionyl chloride to form an acid chloride on the surface of the nanodiamond and introducing an alcohol or an amine having a polyethylene glycol chain into the subsequent reaction.

[0005][0005]

Кроме того, непатентный документ 1 раскрывает способ производства наноалмаза, поверхностно-модифицированного с помощью поли-(PEGMA), путем проведения реакции наноалмаза с 2-бромизобутирилбромидом с введением брома на поверхность наноалмаза и подвергая метакрилат метилового эфир полиэтилен-гликоля (PEGMA) последующей реакции и полимеризации.In addition, Non-Patent Document 1 discloses a method for producing a nanodiamond surface-modified with poly-(PEGMA) by reacting the nanodiamond with 2-bromoisobutyryl bromide to introduce bromine onto the surface of the nanodiamond and subjecting polyethylene glycol methyl ester (PEGMA) methacrylate to the subsequent reaction, and polymerization.

Кроме того, непатентный документ 2 раскрывает способ производства наноалмаза, поверхностно-модифицированного поли-(PEGMA), путем введения конкретно определенной цепочки агента передачи цепи на поверхность наноалмаза и последующего взаимодействия и полимеризации PEGMA.In addition, Non-Patent Document 2 discloses a method for producing a nanodiamond surface-modified poly-(PEGMA) by introducing a specifically defined chain of a chain transfer agent onto the surface of the nanodiamond and then reacting and polymerizing the PEGMA.

[0006][0006]

Кроме того, патентный документ 1, являющийся наиболее близким аналогом настоящего изобретения, раскрывает поверхностно-модифицированный наноалмаз и способ его производства, а также дисперсную композицию, содержащую поверхностно-модифицированный наноалмаз. Группы, модифицирующие поверхность наноалмаза в патентном документе 1, содержат атом кремния и концевую N-замещенную или незамещенную аминогруппу, которые связаны алкиленовой группой. Такие группы, как сообщается в патентном документе 1, обладают хорошей реакционной способностью по отношению к другим соединениям и диспергируемостью в дисперсионных средах и смолах. Однако в патентном документе 1 не раскрываются модифицирующие поверхность наноалмаза группы, содержащие полиоксиалкиленовую цепочку.In addition, Patent Document 1, which is the closest analogue of the present invention, discloses a surface-modified nanodiamond and a method for its production, as well as a particulate composition containing a surface-modified nanodiamond. The nanodiamond surface modifying groups in Patent Document 1 contain a silicon atom and a terminal N-substituted or unsubstituted amino group, which are linked by an alkylene group. Such groups are reported in Patent Document 1 to have good reactivity with other compounds and dispersibility in dispersion media and resins. However, Patent Document 1 does not disclose nanodiamond surface modifying groups containing a polyoxyalkylene chain.

Список цитированияCitation list

Непатентные документыNon-Patent Documents

[0007][0007]

Непатентный документ 1: Zhang, Xiaoyong. et al., Polymer, 53, 3178-3184: 2012.Non-Patent Document 1: Zhang, Xiaoyong. et al., Polymer, 53, 3178-3184: 2012.

Непатентный документ 2: Zhang, Xiaoyong et al., Applied Surface Science 357, 2147-2153: 2015.Non-Patent Document 2: Zhang, Xiaoyong et al., Applied Surface Science 357, 2147-2153: 2015.

Патентные документыPatent Documents

Патентный документ 1: WO 2018/186382 A1 (DAICEL CORP.), 11.10.2018.Patent Document 1: WO 2018/186382 A1 (DAICEL CORP.), 10/11/2018.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Техническая задачаTechnical task

[0008][0008]

Однако реакция с тионилхлоридом, раскрытая в непатентном документе 1, является опасной. Более того, время реакции, как правило, является продолжительным. Кроме того, способ с использованием PEGMA, раскрытый в непатентных документах 1 и 2, имеет проблемы контролирования реакции в связи с реакцией полимеризации. Как описано выше, при производстве известными способами наноалмаза, модифицированного по поверхности полиэтиленгликолевыми цепочками, имеют место такие проблемы, как опасность и плохая производительность.However, the reaction with thionyl chloride disclosed in Non-Patent Document 1 is dangerous. Moreover, the reaction time is generally long. In addition, the PEGMA method disclosed in Non-Patent Documents 1 and 2 has reaction control problems due to the polymerization reaction. As described above, in the production of nanodiamond surface-modified with polyethylene glycol chains by known methods, there are problems such as hazard and poor productivity.

[0009][0009]

Таким образом, цель настоящего изобретения состоит в создании поверхностно-модифицированного полиоксиалкиленовыми цепочками наноалмаза, который превосходен с точки зрения безопасности во время производства и с точки зрения производительности. Кроме того, другая цель настоящего изобретения состоит в разработке дисперсной композиции наноалмаза, в которой диспергирован вышеупомянутый поверхностно-модифицированный наноалмаз. Кроме того, еще одна цель настоящего изобретения состоит в разработке способа производства наноалмаза, поверхностно-модифицированного полиоксиалкиленовыми цепочками, который является прекрасным с точки зрения безопасности и производительности.Thus, it is an object of the present invention to provide a polyoxyalkylene chain surface-modified nanodiamond that is excellent in terms of safety during production and in terms of productivity. In addition, another object of the present invention is to develop a particulate nanodiamond composition in which the aforementioned surface-modified nanodiamond is dispersed. In addition, another object of the present invention is to provide a method for producing nanodiamond surface-modified with polyoxyalkylene chains, which is excellent in terms of safety and productivity.

Решение задачиThe solution of the problem

[0010][0010]

В результате тщательных исследований для достижения упомянутых выше целей установлено, что использование силанового связующего агента, имеющего полиоксиалкиленовую цепочку, в качестве содержащего полиоксиалкиленовую цепочку исходного материала, который поверхностно модифицирует наноалмаз, дает возможность производить поверхностно-модифицированный полиоксиалкиленом наноалмаз способом, который обеспечивает прекрасную безопасность во время производства и прекрасную производительность. Настоящее изобретение выполнено на основе этих открытий.As a result of careful studies to achieve the above objects, it has been found that the use of a silane coupling agent having a polyoxyalkylene chain as a polyoxyalkylene chain-containing raw material that surface-modifies nanodiamond makes it possible to produce a surface-modified polyoxyalkylene nanodiamond in a manner that provides excellent safety during production and excellent performance. The present invention has been made on the basis of these discoveries.

[0011][0011]

Говоря конкретнее, настоящее изобретение предлагает поверхностно-модифицированный наноалмаз, включающий частицу наноалмаза и модифицирующую поверхность группу, имеющую a полиоксиалкиленовую цепочку и атом кремния, где наноалмазная частица модифицирована по поверхности модифицирующей поверхность группой.More specifically, the present invention provides a surface-modified nanodiamond comprising a nanodiamond particle and a surface-modifying group having a polyoxyalkylene chain and a silicon atom, wherein the nanodiamond particle is surface-modified with a surface-modifying group.

[0012][0012]

Модифицирующая поверхность группа предпочтительно содержит уретановую связь.The surface modifying group preferably contains a urethane bond.

[0013][0013]

Полиоксиалкиленовая цепочка модифицирующей поверхность группы предпочтительно имеет среднечисленную молекулярную массу 500 или больше в качестве полиоксиалкилена.The polyoxyalkylene chain of the surface modifying group preferably has a number average molecular weight of 500 or more as a polyoxyalkylene.

[0014][0014]

Модифицирующая поверхность группа представляет собой предпочтительно одну или несколько групп, выбираемых из группы, состоящей из групп, представленных формулой (1), групп, представленных формулой (2), и групп, представленных формулой (3):The surface modifying group is preferably one or more groups selected from the group consisting of groups represented by formula (1), groups represented by formula (2), and groups represented by formula (3):

[Химическая формула 1][Chemical Formula 1]

Figure 00000001
Figure 00000001

В формулах (1)-(3) заместитель R1 означает атом водорода или алифатическую углеводородную группу. Заместитель R2 означает алкиленовую группу, и когда их несколько, любые заместители R2 могут быть одинаковыми или разными. Каждый из заместителей R3 и R4, которые могут быть одинаковыми или разными, означает атом водорода, алифатическую углеводородную группу, имеющую от 1 до 3 атомов углерода, или группу, представленную формулой (a). X означает простую связь или связующую группу. n означает целое число 2 или больше. Связи, показанные волнистой линией в формулах (1)-(3), связаны с поверхностью наноалмазной частицы:In formulas (1)-(3), R 1 is a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group. The R 2 substituent is an alkylene group, and when there is more than one, any R 2 substituents may be the same or different. Each of R 3 and R 4 , which may be the same or different, represents a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, or a group represented by formula (a). X means a single bond or linking group. n means an integer 2 or more. The bonds shown by the wavy line in formulas (1)-(3) are related to the surface of the nanodiamond particle:

[Химическая формула 2][Chemical formula 2]

Figure 00000002
Figure 00000002

В формуле (a) заместитель RA означает фрагмент [-X-(O-R2)n-OR1] формул (1)-(3), упомянутых выше. Заместители R5 и R6, которые могут быть одинаковыми или разными, каждый означает атом водорода или алифатическую углеводородную группу, имеющую от 1 до 3 атомов углерода. Каждый из индексов l и m, которые могут быть одинаковыми или разными, означает целое число 0 или больше. Связь, проходящая влево от атома кремния, соединяется с атомом кислорода. Связь, показанная волнистой линией в формуле (a), соединена с поверхностью наноалмазной частицы. Порядок связывания составляющего звена, обозначенного l, и составляющего звена, обозначенного m, не ограничен. В случае, где один из l и m представляет собой целое число 1 или больше, тогда как другой представляет собой целое число 2 или больше, способ связывания составляющего звена, обозначенного l, и составляющего звена, обозначенного m, может быть любым из статистического, чередующегося и блочного.In the formula (a) substituent R A means the fragment [-X-(OR 2 ) n -OR 1 ] of the formulas (1)-(3) mentioned above. The substituents R 5 and R 6 , which may be the same or different, each represent a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms. Each of the indexes l and m, which may be the same or different, means an integer of 0 or more. The bond to the left of the silicon atom connects to the oxygen atom. The bond shown by the wavy line in formula (a) is connected to the surface of the nanodiamond particle. The order of linking the component link, denoted l, and the component link, denoted m, is not limited. In the case where one of l and m is an integer of 1 or more, while the other is an integer of 2 or more, the method of linking the component indicated by l and the component indicated by m may be any of random, alternating and block.

[0015][0015]

Упоминавшийся выше X включает уретановую связь.X mentioned above includes a urethane bond.

[0016][0016]

Кроме того, настоящее изобретение предлагает композит поверхностно-модифицированного наноалмаза, включающий упомянутый выше поверхностно-модифицированный наноалмаз и диоксид циркония, прикрепленный к поверхностно-модифицированному наноалмазу.In addition, the present invention provides a surface-modified nanodiamond composite comprising the above-mentioned surface-modified nanodiamond and zirconia attached to the surface-modified nanodiamond.

[0017][0017]

Кроме того, настоящее изобретение предлагает дисперсную композицию наноалмаза, включающую дисперсионную среду, при этом упомянутый выше поверхностно-модифицированный наноалмаз, диспергирован в дисперсионной среде.In addition, the present invention provides a particulate nanodiamond composition comprising a dispersion medium, wherein the surface-modified nanodiamond mentioned above is dispersed in the dispersion medium.

[0018][0018]

Дисперсная композиция наноалмаза, упомянутая выше, может также содержать диоксид циркония.The nanodiamond particulate composition mentioned above may also contain zirconium dioxide.

[0019][0019]

Кроме того, настоящее изобретение предлагает способ производства вышеупомянутого поверхностно-модифицированного наноалмаза, и этот способ включает модификацию путем введения наноалмазной частицы в реакцию с содержащим полиоксиалкиленовую цепочку силановым связующим агентом.In addition, the present invention provides a method for producing the aforementioned surface-modified nanodiamond, and this method includes modification by reacting the nanodiamond particle with a polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent.

Положительные эффекты изобретенияPositive effects of the invention

[0020][0020]

Поверхностно-модифицированный наноалмаз в соответствии с настоящим изобретением, в котором полиоксиалкиленовая цепочка модифицирует поверхность, может быть произведен способом, обеспечивающим прекрасную безопасность во время производства и прекрасную производительность.The surface-modified nanodiamond according to the present invention, in which the polyoxyalkylene chain modifies the surface, can be produced in a manner that provides excellent safety during production and excellent productivity.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

[0021][0021]

ФИГ. 1 представляет собой увеличенную схематичную диаграмму, иллюстрирующую пример поверхностно-модифицированного наноалмаза в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, где поверхностно-модифицированный НА (ND) [1] имеет модифицирующую поверхность группу [3], включающую содержащую полиоксиалкиленовую цепочку группу [4], на поверхности НА частицы [2] (показана не полностью).FIG. 1 is an enlarged schematic diagram illustrating an example of a surface-modified nanodiamond according to an embodiment of the present invention, where the surface-modified HA (ND) [1] has a surface-modifying group [3] including a polyoxyalkylene chain-containing group [4], on surface of the ND particle [2] (not shown in full).

Описание вариантов осуществленияDescription of Embodiments

[0022][0022]

Поверхностно-модифицированный наноалмазSurface modified nanodiamond

Поверхностно-модифицированный наноалмаз в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения (далее наноалмаз может быть назван как «НА» («ND»)) включает наноалмазные частицы и модифицирующую поверхность группу, имеющую полиоксиалкиленовую цепочку и атом кремния, причем модифицирующая поверхность группа модифицирует поверхность наноалмазной частицы. Следует отметить, что в этом описании вышеупомянутая группа, имеющая полиоксиалкиленовую цепочку и атом кремния, может быть названа «модифицирующей поверхность группой в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения». Поверхностно-модифицированный НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения может иметь только один тип модифицирующих поверхность групп в соответствии с настоящим изобретением или может иметь два или несколько их типов.A surface-modified nanodiamond according to an embodiment of the present invention (hereinafter, nanodiamond may be referred to as "ND") includes nanodiamond particles and a surface-modifying group having a polyoxyalkylene chain and a silicon atom, wherein the surface-modifying group modifies the surface of the nanodiamond particle . It should be noted that in this description, the aforementioned group having a polyoxyalkylene chain and a silicon atom may be referred to as a "surface-modifying group according to an embodiment of the present invention". The surface-modified HA according to an embodiment of the present invention may have only one type of surface-modifying groups according to the present invention, or may have two or more types thereof.

[0023][0023]

ФИГ. 1 представляет собой увеличенную схематичную диаграмму, иллюстрирующую пример поверхностно-модифицированного НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, где поверхностно-модифицированный НА [1] имеет модифицирующую поверхность группу (модифицирующую поверхность группу в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения) [3], включающую содержащую полиоксиалкиленовую цепочку группу [4], на поверхности НА частицы [2].FIG. 1 is an enlarged schematic diagram illustrating an example of a surface-modified HA according to an embodiment of the present invention, wherein the surface-modified HA [1] has a surface-modifying group (a surface-modifying group according to an embodiment of the present invention) [3], including a group containing a polyoxyalkylene chain [4] on the surface of an ND particle [2].

[0024][0024]

НА частица, составляющая поверхностно-модифицированный НА, предпочтительно содержит первичную частицу наноалмаза. Кроме того, может быть включена вторичная частица, в которой агрегировано (агглютинировано) от нескольких до десятков первичных частиц. Более того, поверхность поверхностно-модифицированного НА может иметь одну или несколько других поверхностных функциональных групп (например, аминогруппу, гидроксильную группу и карбоксильную группу) помимо модифицирующей поверхность группы в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.The HA particle constituting the surface-modified HA preferably contains a primary nanodiamond particle. In addition, a secondary particle may be included in which several to tens of primary particles are aggregated (agglutinated). Moreover, the surface of the surface-modified HA may have one or more other surface functional groups (eg, an amino group, a hydroxyl group, and a carboxyl group) in addition to the surface-modifying group according to an embodiment of the present invention.

[0025][0025]

В качестве упомянутых выше НА частиц может быть использован, например, детонационный НА (то есть, НА, произведенный детонационным способом), и НА высокотемпературного способа высокой под высоким давлением (то есть, НА, произведенный способом при высокой температуре и высоком давлении). Из них с точки зрения превосходной диспергируемости в дисперсионной среде, то есть, с точки зрения того, чтобы диаметр частиц первичной частицы составлял одноцифровой нанометр, предпочтителен детонационный НА.As the above-mentioned HA particles, for example, detonation HA (i.e., HA produced by a detonation method) and HA of a high temperature, high pressure process (i.e., HA produced by a high temperature and high pressure method) can be used. Of these, from the point of view of excellent dispersibility in the dispersion medium, that is, from the point of view that the particle diameter of the primary particle is one digit nanometer, detonation HA is preferable.

[0026][0026]

Детонационный НА, упомянутый выше, включает детонационный НА воздушного охлаждения (то есть, НА, произведенный детонационным способом с воздушным охлаждением) и детонационный НА водяного охлаждения (то есть, НА, произведенный детонационным способом с водяным охлаждением). Из них детонационный НА воздушного охлаждения предпочтителен с точки зрения получения более мелких первичных частиц по сравнению с детонационным НА водяного охлаждения.The detonation HA mentioned above includes air-cooled detonation HA (ie, air-cooled detonation HA) and water-cooled detonation HA (ie, water-cooled detonation HA). Of these, air-cooled detonation HA is preferable in terms of obtaining smaller primary particles compared to water-cooled detonation HA.

[0027][0027]

Модифицирующая поверхность группа в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения представляет собой группу, имеющую полиоксиалкиленовую цепочку и атом кремния. В модифицирующей поверхность группе в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения атом кремния, упомянутый выше, предпочтительно находится между полиоксиалкиленовой цепочкой и НА частицей, которая поверхностно-модифицирована. Атом кремния, упомянутый выше, в модифицирующей поверхность группе в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения предпочтительно присутствует в виде связи Si-O. Поверхностно-модифицированный НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения предпочтительно имеет структуру, где атом кремния в модифицирующей поверхность группе в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения связан с НА частицей с помощью атома кислорода, вставленного между ними.The surface modifying group according to an embodiment of the present invention is a group having a polyoxyalkylene chain and a silicon atom. In the surface-modifying group according to an embodiment of the present invention, the silicon atom mentioned above is preferably located between the polyoxyalkylene chain and the HA particle which is surface-modified. The silicon atom mentioned above in the surface modifying group according to an embodiment of the present invention is preferably present as a Si-O bond. The surface-modified HA according to an embodiment of the present invention preferably has a structure where a silicon atom in the surface-modifying group according to an embodiment of the present invention is bonded to the HA particle with an oxygen atom inserted between them.

[0028][0028]

Примеры вышеупомянутой полиоксиалкиленовой цепочки включают полиэтиленгликолевую цепочку, полипропиленгликолевую цепочку, политетраметиленгликолевую цепочку и полибутиленгликолевую цепочку. Кроме того, в каждой модифицирующей поверхность группе в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения полиоксиалкиленовая цепочка может быть составлена только из одного типа оксиалкилена или составлена из двух или более типов оксиалкиленов. Примеры полиоксиалкиленовой цепочки, составленной из двух или более оксиалкиленов, включают полиэтиленгликоль-полипропиленгликолевую цепочку. В случае, где модифицирующая поверхность группа в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения составлена из двух или более оксиалкиленов, связанная форма из двух или более оксиалкиленов, может быть статистической, чередующейся или блочной формой.Examples of the above polyoxyalkylene chain include a polyethylene glycol chain, a polypropylene glycol chain, a polytetramethylene glycol chain, and a polybutylene glycol chain. In addition, in each surface-modifying group according to an embodiment of the present invention, the polyoxyalkylene chain may be composed of only one type of oxyalkylene, or composed of two or more types of oxyalkylenes. Examples of a polyoxyalkylene chain composed of two or more oxyalkylenes include a polyethylene glycol-polypropylene glycol chain. In the case where the surface modifying group according to an embodiment of the present invention is composed of two or more oxyalkylenes, the bonded form of the two or more oxyalkylenes may be a random, alternating, or block form.

[0029][0029]

Модифицирующая поверхность группа по варианту осуществления настоящего изобретения предпочтительно имеет структуру, где окончание полиоксиалкиленовой цепочки закрыто алифатической углеводородной группой. Более конкретно, атом водорода в гидроксильной группе на одном из окончаний полиоксиалкиленовой цепочки предпочтительно замещен алифатической углеводородной группой.The surface modifying group of an embodiment of the present invention preferably has a structure where the end of the polyoxyalkylene chain is closed with an aliphatic hydrocarbon group. More specifically, the hydrogen atom in the hydroxyl group at one end of the polyoxyalkylene chain is preferably substituted with an aliphatic hydrocarbon group.

[0030][0030]

Алифатическая углеводородная группа, с помощью которой закрыто окончание полиоксиалкиленовой цепочки, предпочтительно представляет сбой алифатическую углеводородную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, более предпочтительно алифатическую углеводородную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода. Примеры алифатической углеводородной группы, имеющей от 1 до 10 атомов углерода, включают линейные или разветвленные алкильные группы, такие как метильная группа, этильная группа, пропильная группа, изопропильная группа, бутильная группа, изобутильная группа, втор-бутильная группа, трет-бутильная группа, пентильная группа, гексильная группа, гептильная группа, октильная группа, 2-этилгексильная группа и децильная группа; линейные или разветвленные алкенильные группы, такие как винильная и аллильная группы; и алкинильные группы, такие как этинильная группа и пропинильная группа. Из этих групп предпочтительны линейные или разветвленные алкильные группы.The aliphatic hydrocarbon group with which the end of the polyoxyalkylene chain is closed is preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. Examples of the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include straight or branched alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a 2-ethylhexyl group, and a decyl group; linear or branched alkenyl groups such as vinyl and allyl groups; and alkynyl groups such as an ethynyl group and a propynyl group. Of these groups, linear or branched alkyl groups are preferred.

[0031][0031]

Полиоксиалкиленовая цепочка в модифицирующей поверхность группе по варианту осуществления настоящего изобретения имеет среднечисленную молекулярную массу как полиоксиалкилен, предпочтительно 100 или больше (например, от 100 до 10000), более предпочтительно 200 или больше (например, от 200 до 5000), даже более предпочтительно 300 или больше (например, от 300 до 4000), даже более предпочтительно 400 или больше (например, от 400 до 2500), особенно предпочтительно 500 или больше (например, от 500 до 3000).The polyoxyalkylene chain in the surface modifying group of an embodiment of the present invention has a number average molecular weight as polyoxyalkylene, preferably 100 or more (e.g., 100 to 10,000), more preferably 200 or more (e.g., 200 to 5,000), even more preferably 300 or more (eg 300 to 4000), even more preferably 400 or more (eg 400 to 2500), particularly preferably 500 or more (eg 500 to 3000).

[0032][0032]

Средняя степень полимеризации (среднечисленная степень полимеризации) оксиалкиленовых групп в полиоксиалкиленовой цепочке составляет предпочтительно от 2 до 50, более предпочтительно от 4 до 45, даже более предпочтительно от 6 до 40. Когда средняя степень полимеризации составляет 2 или больше, стерическое затруднение между модифицирующими поверхность группами в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения достаточно, и диспергирование в дисперсионной среде облегчается. Когда n составляет 50 или меньше, модифицирующие поверхность группы в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения удерживаются от переплетения, и диспергирование в дисперсионной среде облегчается. Кроме того, свойства как алмазного материала с меньшей вероятностью будут ухудшены.The average polymerization degree (number average polymerization degree) of the oxyalkylene groups in the polyoxyalkylene chain is preferably 2 to 50, more preferably 4 to 45, even more preferably 6 to 40. When the average polymerization degree is 2 or more, the steric hindrance between the surface modifying groups according to an embodiment of the present invention, it is sufficient and dispersion in the dispersion medium is facilitated. When n is 50 or less, the surface modifying groups according to an embodiment of the present invention are kept from intertwining, and dispersion in the dispersion medium is facilitated. In addition, properties as a diamond material are less likely to be degraded.

[0033][0033]

Модифицирующая поверхность группа в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения предпочтительно включает уретановую связь. Вышеупомянутая уретановая связь предпочтительно находится между атомом кремния и полиоксиалкиленовой цепочкой в модифицирующей поверхность группе в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.The surface modifying group according to an embodiment of the present invention preferably includes a urethane bond. The aforementioned urethane bond is preferably between the silicon atom and the polyoxyalkylene chain in the surface modifying group according to an embodiment of the present invention.

[0034][0034]

Модифицирующая поверхность группа в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения предпочтительно представляет собой одну или несколько групп, выбираемых из группы, состоящей из групп, представленных ниже формулой (1), групп, представленных ниже формулой (2), и групп, представленных формулой ниже (3). Связи, показанные волнистой линией в формулах (1)-(3), соединены с поверхностями наноалмазных частиц.The surface modifying group according to an embodiment of the present invention is preferably one or more groups selected from the group consisting of the groups represented by the formula (1) below, the groups represented by the formula (2) below, and the groups represented by the formula (3) below ). The bonds shown by the wavy line in formulas (1)-(3) are connected to the surfaces of nanodiamond particles.

[0035][0035]

[Химическая формула 3][Chemical Formula 3]

Figure 00000001
Figure 00000001

[0036][0036]

В формулах (1)-(3), упомянутых выше, заместитель R1 означает атом водорода или алифатическую углеводородную группу. Алифатическая углеводородная группа, упомянутая выше, предпочтительно представляет собой алифатическую углеводородную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода, более предпочтительно алифатическую углеводородную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода. Примеры алифатической углеводородной группы, имеющей от 1 до 10 атомов углерода, включают линейные или разветвленные алкильные группы, такие как метильная группа, этильная группа, пропильная группа, изопропильная группа, бутильная группа, изобутильная группа, втор-бутильная группа, трет-бутильная группа, пентильная группа, гексильная группа, гептильная группа, октильная группа, 2-этилгексильная группа и децильная группа; линейные или разветвленные алкенильные группы, такие как винильная и аллильная группы; и алкинильные группы, такие как этинильная группа и пропинильная группа. Из этих групп предпочтительны линейные или разветвленные алкильные группы.In the formulas (1)-(3) mentioned above, the substituent R 1 means a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group. The aliphatic hydrocarbon group mentioned above is preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. Examples of the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include straight or branched alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a 2-ethylhexyl group, and a decyl group; linear or branched alkenyl groups such as vinyl and allyl groups; and alkynyl groups such as an ethynyl group and a propynyl group. Of these groups, linear or branched alkyl groups are preferred.

[0037][0037]

В формулах (1)-(3), упомянутых выше, заместитель R2 означает алкиленовую группу и предпочтительно представляет собой алкиленовую группу, имеющую от 1 до 4 атомов углерода. Примеры алкиленовой группы, имеющей от 1 до 4 атомов углерода, включают этиленовую группу, изопропиленовую группу, изобутиленовую группу и тетраметиленовую группу. Из них предпочтительны этиленовая группа и изопропиленовая группа. Множество любых заместителей R2 могут быть одинаковыми или разными. В случае, где множество из R2 являются разными, форма связывания оксиалкиленовых цепочек (-O-R2), упомянутых выше, может представлять собой статистическую, чередующуюся или блочную форму.In the formulas (1) to (3) mentioned above, R 2 is an alkylene group, and is preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. Examples of an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms include an ethylene group, an isopropylene group, an isobutylene group, and a tetramethylene group. Of these, an ethylene group and an isopropylene group are preferable. The plurality of any R 2 substituents may be the same or different. In the case where a plurality of R 2 are different, the linkage form of the oxyalkylene chains (-OR 2 ) mentioned above may be random, alternating or block form.

[0038][0038]

В формулах (1)-(3), упомянутых, n означает среднюю степень полимеризации (среднечисленную степень полимеризации) оксиалкиленовых цепочек (-O-R2) и представляет собой целое число 2 или больше. Индекс n предпочтительно представляет собой целое число от 2 до 50, более предпочтительно целое число от 4 до 45, даже более предпочтительно целое число от 6 до 40. Когда n равно 2 или больше, стерическое затруднение между модифицирующими поверхность группами в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения достаточно, и диспергирование в дисперсионной среде упрощается. Когда n равно 50 или меньше, модифицирующие поверхность группы в соответствии с вариантом настоящего изобретения удерживаются от переплетения, и диспергирование в дисперсионной среде упрощается. Кроме того, свойства как алмазного материала с меньшей вероятностью будут ухудшены.In the formulas (1) to (3) mentioned, n means the average degree of polymerization (number average degree of polymerization) of oxyalkylene chains (-OR 2 ) and is an integer of 2 or more. The index n is preferably an integer from 2 to 50, more preferably an integer from 4 to 45, even more preferably an integer from 6 to 40. When n is 2 or more, the steric hindrance between surface modifying groups according to an embodiment of the present the invention is sufficient, and dispersion in the dispersion medium is simplified. When n is 50 or less, the surface modifying groups according to an embodiment of the present invention are kept from intertwining, and dispersion in the dispersion medium is facilitated. In addition, properties as a diamond material are less likely to be degraded.

[0039][0039]

В формулах (1)-(3), упомянутых выше, X означает простую связь или связующую группу (двухвалентную группу, имеющую один или несколько атомов). Примеры связующей группы включают двухвалентную углеводородную группу, уретановую связь, карбонильную группу, простую эфирную связь, сложноэфирную связь, карбонатную группу, амидную группу и группу, в которой соединены одна или несколько групп и связей.In the formulas (1)-(3) mentioned above, X means a single bond or a linking group (a divalent group having one or more atoms). Examples of the linking group include a divalent hydrocarbon group, a urethane bond, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, a carbonate group, an amide group, and a group in which one or more groups and bonds are connected.

[0040][0040]

Примеры двухвалентной углеводородной группы включают линейную или разветвленную алкиленовую группу, имеющую от 1 до 18 атомов углерода, и двухвалентную алициклическую углеводородную группу. Примеры линейной или разветвленной алкиленовой группы, имеющей от 1 до 18 атомов углерода, включают метиленовую группу, метилметиленовую группу, диметилметиленовую группу, этиленовую группу, пропиленовую группу и триметиленовую группу. Примеры двухвалентной алициклической углеводородной группы включают циклоалкиленовую группу (в том числе циклоалкилиденовую группу), такую как 1,2-циклопентиленовая группа, 1,3-циклопентиленовая группа, циклопентилиденовая группа, 1,2-циклогексиленовая группа, 1,3-циклогексиленовая группа, 1,4-циклогексиленовая группа и циклогексилиденовая группа. Число атомов углерода в двухвалентной углеводородной группе составляет предпочтительно от 1 до 10, более предпочтительно от 2 до 6.Examples of the divalent hydrocarbon group include a linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms and a divalent alicyclic hydrocarbon group. Examples of a linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms include a methylene group, a methylmethylene group, a dimethylmethylene group, an ethylene group, a propylene group, and a trimethylene group. Examples of the divalent alicyclic hydrocarbon group include a cycloalkylene group (including a cycloalkylidene group) such as a 1,2-cyclopentylene group, a 1,3-cyclopentylene group, a cyclopentylidene group, a 1,2-cyclohexylene group, a 1,3-cyclohexylene group, 1 ,4-cyclohexylene group; and cyclohexylidene group. The number of carbon atoms in the divalent hydrocarbon group is preferably 1 to 10, more preferably 2 to 6.

[0041][0041]

Связующая группа в вышеупомянутом X предпочтительно включает, в частности, уретановую связь и более предпочтительно группу, в которой уретановая связь связана с двухвалентной углеводородной группой (особенно линейной или разветвленной алкиленовой группой). Кроме того, атомы кремния и двухвалентные углеводородные группы (в частности, линейные или разветвленные алкиленовые группы) в X в формулах (1)-(3), упомянутых выше, предпочтительно связаны непосредственно. То есть, X представляет собой предпочтительно -(CH2)k-NH-C(=O)- (C на левом конце и C на правом конце связаны соответственно с атомом кремния и O в полиоксиалкиленовой цепочке). Следует отметить, что в упомянутых выше формулах k означает целое число от 1 до 18 и предпочтительно целое число от 1 до 6, более предпочтительно целое число от 1 до 3.The linking group in the above X preferably includes, in particular, a urethane bond, and more preferably a group in which the urethane bond is bonded to a divalent hydrocarbon group (especially a linear or branched alkylene group). In addition, silicon atoms and divalent hydrocarbon groups (particularly straight or branched alkylene groups) in X in the formulas (1) to (3) mentioned above are preferably directly bonded. That is, X is preferably -(CH 2 ) k -NH-C(=O)- (C at the left end and C at the right end are linked respectively to silicon and O in the polyoxyalkylene chain). It should be noted that in the above formulas, k is an integer from 1 to 18 and preferably an integer from 1 to 6, more preferably an integer from 1 to 3.

[0042][0042]

В формуле (1), упомянутой выше, заместители R3 и R4, которые могут быть одинаковыми или разными, каждый означает атом водорода, алифатическую углеводородную группу, имеющую от 1 до 3 атомов углерода, или группу, представленную ниже формулой (a). Примеры вышеупомянутой алифатической углеводородной группы, имеющей от 1 до 3 атомов углерода, включают линейные или разветвленные алкильные группы, такие как метильная, этильная, пропильная и изопропильная группы; линейные или разветвленные алкенильные группы, такие как винильная и аллильная группы; и алкинильные группы, такие как этинильная группа и пропинильная группа. Из этих групп предпочтительны линейные или разветвленные алкильные группы. Следует отметить, что заместитель R3 в формуле (2) представляет собой те же самые группы, как и заместитель R3 в формуле (1).In the formula (1) mentioned above, the substituents R 3 and R 4 , which may be the same or different, each represent a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, or a group represented by formula (a) below. Examples of the above aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms include linear or branched alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl and isopropyl groups; linear or branched alkenyl groups such as vinyl and allyl groups; and alkynyl groups such as an ethynyl group and a propynyl group. Of these groups, linear or branched alkyl groups are preferred. Note that the R 3 substituent in formula (2) is the same group as the R 3 substituent in formula (1).

[0043][0043]

[Химическая формула 4][Chemical formula 4]

Figure 00000002
Figure 00000002

[0044][0044]

В формуле (a), упомянутой выше, заместитель RA означает фрагмент [-X-(O-R2)n-OR1]. X, R1, R2 и n в RA каждый имеет те же значения, как и значения, проиллюстрированные и описанные в формулах (1)-(3), упомянутых выше, и их предпочтительные аспекты те же самые. Кроме того, форма связывания при наличии двух или нескольких (O-R2) также такая же, как описано выше. Следует отметить, что связь, проходящая слева от атома кремния, соединена с атомом кислорода. Связь, показанная волнистой линией в формуле (a), соединяется с поверхностью наноалмазной частицы.In the formula (a) mentioned above, the substituent R A means the fragment [-X-(OR 2 ) n -OR 1 ]. X, R 1 , R 2 and n in R A each have the same meanings as those illustrated and described in the formulas (1)-(3) mentioned above, and their preferred aspects are the same. In addition, the form of binding in the presence of two or more (OR 2 ) is also the same as described above. It should be noted that the bond passing to the left of the silicon atom is connected to the oxygen atom. The bond shown by the wavy line in formula (a) is bonded to the surface of the nanodiamond particle.

[0045][0045]

В формуле (a), упомянутой выше, заместители R5 и R6, которые могут быть одинаковыми или разными, каждый означает атом водорода или алифатическую углеводородную группу, имеющую от 1 до 3 атомов углерода. Примеры вышеупомянутой алифатической углеводородной группы, имеющей от 1 до 3 атомов углерода, включают линейные или разветвленные алкильные группы, такие как метильная, этильная, пропильная и изопропильная группы; линейные или разветвленные алкенильные группы, такие как винильная и аллильная группы; и алкинильные группы, такие как этинильная группа и пропинильная группа. Из этих групп предпочтительны линейные или разветвленные алкильные группы.In the formula (a) mentioned above, the substituents R 5 and R 6 , which may be the same or different, each represent a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms. Examples of the above aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms include linear or branched alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl and isopropyl groups; linear or branched alkenyl groups such as vinyl and allyl groups; and alkynyl groups such as an ethynyl group and a propynyl group. Of these groups, linear or branched alkyl groups are preferred.

[0046][0046]

В формуле (a), упомянутой выше, индексы l и m, которые могут быть одинаковыми или разными, каждый означает целое число 0 или больше. Порядок связывания составляющего звена, обозначенного l, и составляющего звена, обозначенного m, особенно не ограничен. Более конкретно, атом кремния в формуле (a), который должен быть связан с атомом кислорода в формуле (1) или (2), может представлять собой атом кремния в составляющем звене, обозначенном l, или может быть атомом кремния в составляющем звене, обозначенном m. Аналогично, атом кислорода в формуле (a), который должен быть связан с заместителем R6 в формуле (a), может быть атомом кислорода в составляющем звене, обозначенном l, или может быть атомом кислорода в составляющем звене, обозначенном m. Кроме того, в случае, где один из l и m представляет собой целое число 1 или больше, тогда как другой представляет собой целое число 2 или больше, связанная форма составляющего звена, обозначенного l, и составляющего звена, обозначенного m, может быть любой из статистической, чередующейся и блочной.In the formula (a) mentioned above, the indices l and m, which may be the same or different, each represent an integer of 0 or more. The linking order of the subunit denoted l and the subunit denoted m is not particularly limited. More specifically, the silicon atom in formula (a) to be bonded to the oxygen atom in formula (1) or (2) may be the silicon atom in the subunit denoted l, or may be the silicon atom in the subunit denoted m. Similarly, the oxygen atom in formula (a) to be bonded to the R 6 substituent in formula (a) may be the oxygen atom in the subunit denoted l, or may be the oxygen atom in the subunit denoted m. In addition, in the case where one of l and m is an integer 1 or more, while the other is an integer 2 or more, the associated form of the constituent unit indicated by l and the constituent unit indicated by m may be any of statistical, interleaved and block.

[0047][0047]

В случае, где поверхностно-модифицированный НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения имеет множество R1-R6, X, l, m или n, множество R1-R6, X, l, m и n могут быть одинаковыми или разными.In the case where the surface-modified HA according to an embodiment of the present invention has a plurality of R 1 -R 6 , X, l, m or n, the plurality of R 1 -R 6 , X, l, m and n may be the same or different .

[0048][0048]

Следует отметить, что в формулах (1) и (2), упомянутых выше, структура, в которой заместители R3 и R4 представляют собой атомы водорода, указывает на структуру, в которой непрореагировавшая алкоксисилильная группа в модифицирующей поверхность группе по варианту осуществления настоящего изобретения, связанная с НА частицей, гидролизована и т.п. Кроме того, структура, в которой заместители R3 и R4 представляют собой алифатические углеводородные группы, имеющие от 1 до 3 атомов углерода, указывает на структуру, в которой непрореагировавшая алкоксисилильная группа остается в модифицирующей поверхность группе в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, связанной с НА частицей. Кроме того, структура, в которой заместители R3 и R4 представляет собой группы, представленные формулой (a), упомянутой выше, указывает на структуру, полученную при взаимодействии непрореагировавшей алкоксисилильной группы в модифицирующей поверхность группе по варианту осуществления настоящего изобретения, связанной с НА частицей, и другой алкоксисилильной группы в модифицирующей поверхность группе по варианту осуществления настоящего изобретения, связанной с непрореагировавшим содержащим полиоксиалкиленовую цепочку силановым связующим агентом, описанным позднее, и/или НА частицей, путем конденсации дегидратацией и т.п.It should be noted that in the formulas (1) and (2) mentioned above, the structure in which the R 3 and R 4 substituents are hydrogen atoms indicates the structure in which the unreacted alkoxysilyl group in the surface modifying group of the embodiment of the present invention associated with the HA particle is hydrolyzed, and the like. In addition, the structure in which the R 3 and R 4 substituents are aliphatic hydrocarbon groups having 1 to 3 carbon atoms indicates a structure in which the unreacted alkoxysilyl group remains in the surface modifying group according to the embodiment of the present invention, linked with an HA particle. In addition, the structure in which the substituents R 3 and R 4 are the groups represented by the formula (a) mentioned above indicates the structure obtained by reacting the unreacted alkoxysilyl group in the surface modifying group of the embodiment of the present invention associated with the HA particle , and another alkoxysilyl group in the surface-modifying group of an embodiment of the present invention bonded to the unreacted polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent described later and/or the HA particle by dehydration condensation and the like.

[0049][0049]

Поверхностно-модифицированный НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения может иметь прикрепленный (присоединенный) диоксид циркония. Поверхностно-модифицированный наноалмаз в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения с прикрепленным к нему диоксидом циркония может быть назван «композитом поверхностно-модифицированного наноалмаза в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения». Более конкретно, композит поверхностно-модифицированного НА по варианту осуществления настоящего изобретения включает поверхностно-модифицированный наноалмаз в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения и диоксид циркония, прикрепленный к поверхностно-модифицированному наноалмазу в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что прикрепленное состояние диоксида циркония может представлять собой физическое прикрепление (связывание, адгезия или т.п.), может представлять собой химическое прикрепление (ковалентное связывание с НА частицей или модифицирующей поверхность группой в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, ковалентное связывание с модифицирующими поверхность группами по настоящему изобретению, связывание за счет межмолекулярных сил, водородное связывание, ионное связывание или т.п.) или может быть и тем и другим. Может быть использован только один тип диоксида циркония или могут быть использованы два или несколько типов диоксида циркония.The surface-modified HA according to an embodiment of the present invention may have zirconia attached (attached). A surface-modified nanodiamond according to an embodiment of the present invention with zirconia attached thereto may be referred to as a "surface-modified nanodiamond composite according to an embodiment of the present invention". More specifically, the surface-modified HA composite of an embodiment of the present invention comprises a surface-modified nanodiamond according to an embodiment of the present invention and zirconia attached to a surface-modified nanodiamond according to an embodiment of the present invention. It should be noted that the attached state of zirconia may be physical attachment (bonding, adhesion, or the like), may be chemical attachment (covalent bonding to the HA particle or surface modifying group according to an embodiment of the present invention, covalent bonding to modifying the surface groups of the present invention, bonding due to intermolecular forces, hydrogen bonding, ionic bonding, or the like), or may be both. Only one type of zirconia may be used, or two or more types of zirconia may be used.

[0050][0050]

Поверхностно-модифицированный НА по варианту осуществления настоящего изобретения будет проявлять амфипатичность таким образом, что модифицирующая поверхность группа по варианту осуществления настоящего изобретения модифицирует поверхности гидрофильных НА частиц, демонстрируя сродство как к воде, так и к органическим растворителям, или обеспечивает диспергируемость относительно разных дисперсионных сред и сродство к смоле таким образом, что полярность НА частиц регулируется за счет разветвленной структуры полиоксиалкиленовой цепочки или длины алкиленовой цепочки. По этой причине поверхностно-модифицированный НА может быть использован в областях инженерного применения, таких как полирующие средства для CMP, материалы для правки поверхностей, коррозионностойкие материалы для покрытия электродов для топливных ячеек, материалы для формирования слоя поверхностного покрытия высокой твердости для режущего инструмента и т.п., и материалы с высокой термостойкостью и высокой теплопроводностью. Кроме того, поверхностно-модифицированный НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения также проявляет высокую диспергируемость условиях высокого солевого режима и приемлем для применения в медицинской области.The surface-modified HA of an embodiment of the present invention will exhibit amphipathicity such that the surface-modifying group of an embodiment of the present invention modifies the surfaces of hydrophilic HA particles, exhibiting affinity for both water and organic solvents, or provides dispersibility with respect to different dispersion media and resin affinity such that the polarity of the HA particles is controlled by the branched structure of the polyoxyalkylene chain or the length of the alkylene chain. For this reason, surface-modified HA can be used in engineering applications such as CMP polishes, surface dressing materials, corrosion-resistant electrode coating materials for fuel cells, high hardness surface coating materials for cutting tools, etc. etc., and materials with high temperature resistance and high thermal conductivity. In addition, the surface-modified HA according to an embodiment of the present invention also exhibits high dispersibility under high salt conditions and is acceptable for use in the medical field.

[0051][0051]

Размер частиц (D50) поверхностно-модифицированного НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения составляет, например, 400 нм или меньше, предпочтительно 300 нм или меньше, более предпочтительно 100 нм или меньше и даже более предпочтительно 50 нм или меньше. Нижняя граница размера частиц (D50) поверхностно-модифицированного НА равна, например, 5 нм. Кроме того того, размер частиц (D90) составляет, например, 500 нм или меньше, предпочтительно 180 нм или меньше, более предпочтительно 170 нм или меньше. Нижняя граница размера частиц (D90) поверхностно-модифицированных НА равна, например, 50 нм. Меньший размер частиц поверхностно-модифицированного НА предпочтителен с точки зрения достижения высокой прозрачности композитного материала, описанного ниже. Следует отметить, что (средний) размер частиц поверхностно-модифицированного НА может быть измерен с помощью метода динамического рассеяния света.The particle size (D50) of the surface-modified HA according to an embodiment of the present invention is, for example, 400 nm or less, preferably 300 nm or less, more preferably 100 nm or less, and even more preferably 50 nm or less. The lower limit of particle size (D50) of surface-modified HA is, for example, 5 nm. In addition, the particle size (D90) is, for example, 500 nm or less, preferably 180 nm or less, more preferably 170 nm or less. The lower limit of particle size (D90) of surface-modified NA is, for example, 50 nm. The smaller particle size of surface-modified HA is preferred in terms of achieving high transparency of the composite material described below. It should be noted that the (average) particle size of the surface-modified HA can be measured using the dynamic light scattering method.

[0052][0052]

Дисперсная композиция наноалмазаDispersed composition of nanodiamond

Дисперсная композиция наноалмаза (ND дисперсная композиция) в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения включает дисперсионную среду и поверхностно-модифицированный НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, диспергированный в дисперсионной среде.The nanodiamond particulate composition (ND particulate composition) according to an embodiment of the present invention includes a dispersion medium and a surface-modified HA according to an embodiment of the present invention dispersed in the dispersion medium.

[0053][0053]

Дисперсионная среда, упомянутая выше, представляет собой среду для диспергирования поверхностно-модифицированного НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, и примеры дисперсионной среды включают воду, органические растворители и ионные жидкости. Может быть использован только один тип дисперсионной среды или может быть использовано два или более типов дисперсионных сред.The dispersion medium mentioned above is a dispersion medium for surface-modified HA according to an embodiment of the present invention, and examples of the dispersion medium include water, organic solvents, and ionic liquids. Only one type of dispersion medium may be used, or two or more types of dispersion media may be used.

[0054][0054]

Примеры органических растворителей, упомянутых выше, включают алифатические углеводородные растворители, такие как гексан, гептан и октан (особенно линейные насыщенные алифатические углеводородные растворители); ароматические углеводородные растворители, такие как бензол, толуол и ксилол; алициклические углеводородные растворители, такие как циклогексан и метилциклогексан; апротонные полярные растворители, такие как диметилформамид (ДМФА (DMF)), диметилацетамид, N-метилпирролидон и диметилсульфоксид; галогенированные углеводородные растворители, такие как хлороформ, дихлорметан, дихлорэтан, тетрахлорид углерода, хлорбензол и трифторметилбензол; линейные или циклические простые эфиры, такие как диэтиловый эфир, диизопропиловый эфир, диметоксиэтан, тетрагидрофуран (ТГФ (THF)) и диоксан; сложные эфиры, такие как этилацетат и бутилацетат; линейные кетоны, такие как метилэтилкетон (МЭК (MEK)) и метилизобутилкетон; и нитрилы, такие как ацетонитрил. Из этих растворителей простые циклические эфиры или линейные кетоны предпочтительны, так как они особенно превосходны с точки зрения диспергируемости поверхностно-модифицированного НА по варианту осуществления настоящего изобретения, и особенно предпочтительны линейные кетоны.Examples of the organic solvents mentioned above include aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, heptane and octane (especially linear saturated aliphatic hydrocarbon solvents); aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene and xylene; alicyclic hydrocarbon solvents such as cyclohexane and methylcyclohexane; aprotic polar solvents such as dimethylformamide (DMF (DMF)), dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and dimethylsulfoxide; halogenated hydrocarbon solvents such as chloroform, dichloromethane, dichloroethane, carbon tetrachloride, chlorobenzene and trifluoromethylbenzene; linear or cyclic ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether, dimethoxyethane, tetrahydrofuran (THF (THF)) and dioxane; esters such as ethyl acetate and butyl acetate; linear ketones such as methyl ethyl ketone (MEK) and methyl isobutyl ketone; and nitriles such as acetonitrile. Of these solvents, cyclic ethers or linear ketones are preferred because they are particularly excellent in terms of dispersibility of the surface-modified HA of an embodiment of the present invention, and linear ketones are especially preferred.

[0055][0055]

Дисперсная композиция НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения может включать диоксид циркония. В случае, где дисперсная композиция НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения включает диоксид циркония, дисперсная композиция НА по варианту осуществления настоящего изобретения может включать поверхностно-модифицированный НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения и диоксид циркония отдельно или в виде композита поверхностно-модифицированного НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Может быть использован только один тип диоксида циркония или могут быть использованы два или более типов диоксида циркония.The HA particulate composition according to an embodiment of the present invention may include zirconia. In the case where the HA particulate composition according to an embodiment of the present invention includes zirconia, the HA particulate composition according to an embodiment of the present invention may include surface-modified HA according to an embodiment of the present invention and zirconia alone or as a composite of surface-modified ON in accordance with an embodiment of the present invention. Only one type of zirconia may be used, or two or more types of zirconia may be used.

[0056][0056]

Относительное содержание НА частиц в дисперсной композиции НА по варианту осуществления настоящего изобретения особенно не ограничено, но составляет, например, от 0,1 масс.ч./млн до 10% масс.The relative content of HA particles in the HA particulate composition according to the embodiment of the present invention is not particularly limited, but is, for example, from 0.1 wt.h./million to 10% of the mass.

[0057][0057]

Относительное содержание НА частиц, упомянутое выше, может быть рассчитано из поглощения при 350 нм. Следует отметить, что в случае, где относительное содержание поверхностно-модифицированного НА означает низкую концентрацию (например, меньше или равную 2000 масс.ч./млн), соединение, в котором НА частицы поверхностно-модифицированы, может быть обнаружено с помощью высокочастотной эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой (эмиссионная спектроскопия ICP), а процентное содержание может быть определено на основании обнаруженного количества.The relative abundance of HA particles mentioned above can be calculated from the absorbance at 350 nm. It should be noted that in the case where the relative content of surface-modified HA means a low concentration (for example, less than or equal to 2000 ppm mass), the compound in which the HA particles are surface-modified can be detected using high-frequency emission spectroscopy. with inductively coupled plasma (ICP emission spectroscopy), and the percentage can be determined based on the amount detected.

[0058][0058]

Содержание дисперсионной среды в дисперсной композиции НА по варианту осуществления настоящего изобретения составляет, например, от 90 до 99,9999% масс. Необходимо отметить, что верхняя граница равна 100% масс.The content of the dispersion medium in the dispersed HA composition according to the embodiment of the present invention is, for example, from 90 to 99.9999% of the mass. It should be noted that the upper limit is equal to 100% of the mass.

[0059][0059]

Относительное содержание диоксида циркония в дисперсной композиции НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения составляет, например, от 0,001 до 10% масс., предпочтительно от 0,01 до 1,0% масс., более предпочтительно от 0,05 до 0,5% масс.The relative content of zirconia in the HA particulate composition according to an embodiment of the present invention is, for example, 0.001 to 10% by mass, preferably 0.01 to 1.0% by mass, more preferably 0.05 to 0.5 % wt.

[0060][0060]

Относительное содержание диоксида циркония может быть определено на основании измеренного количества Zr, определенного с помощью высокочастотной эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой (эмиссионная спектроскопия ICP), с использованием в качестве эталона дисперсии, для которой известно относительное содержание Zr.The relative content of zirconia can be determined based on the measured amount of Zr determined by inductively coupled plasma high frequency emission spectroscopy (ICP emission spectroscopy), using as a reference a dispersion for which the relative content of Zr is known.

[0061][0061]

Массовое отношение (первый/последний) диоксида циркония к частицам поверхностно-модифицированного НА в дисперсной композиции НА по варианту осуществления настоящего изобретения составляет, например, от 0,01 до 1,0, предпочтительно от 0,05 до 0,75, более предпочтительно от 0,1 до 0,5. Когда массовое отношение составляет 0,2 или больше, эффект от включения диоксида циркония может быть более выраженным. Когда массовое отношение составляет 3,0 или меньше, эффект частиц поверхностно-модифицированного НА может быть более выраженным.The weight ratio (first/last) of zirconia to surface-modified HA particles in the HA particulate composition of an embodiment of the present invention is, for example, from 0.01 to 1.0, preferably from 0.05 to 0.75, more preferably from 0.1 to 0.5. When the weight ratio is 0.2 or more, the effect of incorporating zirconia may be more pronounced. When the weight ratio is 3.0 or less, the effect of the surface-modified HA particles can be more pronounced.

[0062][0062]

Дисперсная композиция НА по варианту осуществления настоящего изобретения может включать только поверхностно-модифицированный НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения и дисперсионную среду или может содержать другие компоненты. Примеры других компонентов включают, помимо описанного выше диоксида циркония, поверхностно-активные вещества, загустители, связующие агенты, дисперсанты, ингибиторы образования ржавчины, ингибиторы коррозии, понизители температуры замерзания, противопенные агенты, противоизносные присадки, антисептики и красители. Относительное содержание других компонентов к общему количеству дисперсной композиции НА по варианту осуществления настоящего изобретения составляет, например, 30% масс. или меньше, предпочтительно 20% масс. или меньше, более предпочтительно 10% масс. или меньше, даже более предпочтительно 5% масс. или меньше, особенно предпочтительно 1% масс. или меньше. Соответственно, общее относительное содержание поверхностно-модифицированного НА и дисперсионной среды к общему количеству дисперсной композиции НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения составляет, например, 70% масс. или больше, предпочтительно 80% масс. или больше, более предпочтительно 90% масс. или больше, даже более предпочтительно 95% масс. или больше, особенно предпочтительно 99% масс. или больше.The HA particulate composition according to an embodiment of the present invention may only include the surface-modified HA according to an embodiment of the present invention and the dispersion medium, or may contain other components. Examples of other components include, in addition to the zirconia described above, surfactants, thickeners, binders, dispersants, rust inhibitors, corrosion inhibitors, freezing point depressants, antifoam agents, antiwear additives, antiseptics, and colorants. The relative content of other components to the total amount of the dispersed composition ON according to the embodiment of the present invention is, for example, 30% of the mass. or less, preferably 20% of the mass. or less, more preferably 10% of the mass. or less, even more preferably 5% of the mass. or less, particularly preferably 1% of the mass. or less. Accordingly, the total relative content of surface-modified HA and the dispersion medium to the total amount of the dispersed HA composition in accordance with an embodiment of the present invention is, for example, 70 wt%. or more, preferably 80% of the mass. or more, more preferably 90% of the mass. or more, even more preferably 95% of the mass. or more, particularly preferably 99% of the mass. or more.

[0063][0063]

Дисперсная композиция НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения включает поверхностно-модифицированный НА по варианту осуществления настоящего изобретения в высокодисперсном состоянии. Средний размер частиц (D50) НА частиц в дисперсной композиции НА по варианту осуществления настоящего изобретения составляет, например, 100 нм или меньше, предпочтительно 60 нм или меньше, более предпочтительно 50 нм или меньше, даже более предпочтительно 30 нм или меньше. Нижняя граница среднего размера диспергированных частиц упомянутых выше НА частиц равна, например, 10 нм.The HA particulate composition according to an embodiment of the present invention includes the surface-modified HA according to an embodiment of the present invention in a highly dispersed state. The average particle size (D50) of the HA particles in the HA particulate composition of the present invention is, for example, 100 nm or less, preferably 60 nm or less, more preferably 50 nm or less, even more preferably 30 nm or less. The lower limit of the average size of the dispersed particles of the above-mentioned HA particles is, for example, 10 nm.

[0064][0064]

Дисперсная композиция НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения имеет значение мутности предпочтительно 5 или меньше, более предпочтительно 3 или меньше, даже более предпочтительно 1 или меньше. Дисперсная композиция НА по варианту осуществления настоящего изобретения превосходна с точки зрения диспергируемости поверхностно-модифицированного НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, и, следовательно, способна давать дисперсную композицию НА с вышеупомянутым значением мутности. Значение мутности может быть измерено по стандарту JIS K 7136.The HA particulate composition according to an embodiment of the present invention has a haze value of preferably 5 or less, more preferably 3 or less, even more preferably 1 or less. The HA particulate composition of an embodiment of the present invention is excellent in terms of dispersibility of the surface-modified HA according to an embodiment of the present invention, and is therefore capable of producing an HA particulate composition with the above haze value. The haze value can be measured according to JIS K 7136.

[0065][0065]

Дисперсная композиция НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения предпочтительно может быть использована, например, в качестве добавки к композитным материалам для придания характеристик тонких НА частиц (таких как, например, механическая прочность, высокий показатель преломления, теплопроводность, изолирующие свойства, противоокислительные свойства, стимулирующее кристаллизацию действие и подавляющее дендриты действие) смоле или т.п. (например, фотоотверждаемым смолам и термопластичным смолам). Кроме того, композиция, полученная путем добавления к смоле дисперсной композиции НА по варианту осуществления настоящего изобретения, предпочтительно может быть использована в качестве такого материала, как функциональный гибридный материал, термически функциональный (теплостойкий, теплоаккумулирующий, тепло/электропроводящий, теплоизоляционный и т.п.) материал, фотонный материал (органический электролюминесцентный (EL) элемент, светодиод (LED), жидкокристаллический дисплей, оптический диск и т.п.), био/биосовместимый материал, материал покрытия, пленочный материал (такой как пленка с твердым покрытием для сенсорного экрана, различных дисплеев и т.п., и термобарьерная пленка), листовой материал, экранирующий материал (такой как прозрачный экран пропускающего типа), материал-наполнитель (такой как наполнители для теплового излучения или для улучшения механических свойств), материал термостойкой пластиковой подложки (такой как подложка для гибкого дисплея) и материал для литий-ионных батарей. Кроме того, дисперсная композиция НА по варианту осуществления настоящего изобретения также предпочтительно может быть использована для медицинских областей применения и в качестве снижающего трение средства или смазывающего вещества, наносимого на скользящую часть или т.п. механической детали (например, автомобиля или самолета).The HA particulate composition according to an embodiment of the present invention can preferably be used, for example, as an additive to composite materials to impart characteristics of fine HA particles (such as, for example, mechanical strength, high refractive index, thermal conductivity, insulating properties, antioxidant properties, a crystallization-promoting action and a dendritic-suppressing action) resin or the like. (for example, photocurable resins and thermoplastic resins). In addition, the composition obtained by adding the HA particulate composition of the present invention to the resin can preferably be used as a material such as a functional hybrid material, thermally functional (heat resistant, heat storage, heat/electrical conductive, heat insulating, etc.). ) material, photonic material (organic electroluminescent (EL) element, light-emitting diode (LED), liquid crystal display, optical disc, etc.), bio/biocompatible material, coating material, film material (such as hard coating film for touch screen , various displays, etc., and thermal barrier film), sheet material, shielding material (such as a transmissive type transparent screen), filler material (such as fillers for heat radiation or to improve mechanical properties), heat-resistant plastic substrate material ( such as flexible display substrate) and material for lithium-ion batteries containers. In addition, the HA particulate composition of an embodiment of the present invention can also be preferably used for medical applications and as a friction reducing agent or lubricant applied to a sliding portion or the like. mechanical part (for example, a car or an airplane).

[0066][0066]

Способ производства поверхностно-модифицированного наноалмаза и наноалмазной дисперсной композицииMethod for the production of surface-modified nanodiamond and nanodiamond dispersed composition

Поверхностно-модифицированный НА по варианту осуществления настоящего изобретения может быть произведен, например, путем модификации взаимодействующих НА частиц и содержащего полиоксиалкиленовую цепочку силанового связующего агента.The surface-modified HA of an embodiment of the present invention can be produced, for example, by modifying interacting HA particles and a polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent.

[0067][0067]

Частицы НА, которые реагируют с силановым связующим агентом предпочтительно имеют на поверхности гидроксильные группы. Следует отметить, что частицы НА, которые не модифицированы по поверхности, как правило, имеют на поверхности гидроксильные группы (-OH). В качестве частиц НА можно использовать только один тип НА частиц или могут быть использованы два или более типов НА частиц.The HA particles which react with the silane coupling agent preferably have hydroxyl groups on the surface. It should be noted that HA particles that are not surface modified tend to have hydroxyl groups (-OH) on the surface. As HA particles, only one type of HA particles may be used, or two or more types of HA particles may be used.

[0068][0068]

Содержащий полиоксиалкиленовую цепочку силановый связующий агент предпочтительно означает соединение, представленное ниже формулой (1’). В качестве содержащего полиоксиалкиленовую цепочку силанового связующего агента может быть использован только один силановый связующий агент или могут быть использованы два или более типов силановых связующих агентов.The polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent is preferably a compound represented by formula (1') below. As the polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent, only one silane coupling agent may be used, or two or more types of silane coupling agents may be used.

[0069][0069]

[Химическая формула 5][Chemical Formula 5]

Figure 00000003
Figure 00000003

[0070][0070]

В приведенной выше формуле (1’) R1, R2, X и n каждый имеют те же значения, что и значения, показанные и описанные в формулах (1)-(3), упомянутых выше, и их предпочтительные аспекты также являются такими же. В случае использования двух или нескольких соединений, представленных формулой (1’), множество R1, R2, X и n могут быть одинаковыми или разными.In the above formula (1'), R 1 , R 2 , X and n each have the same meanings as those shown and described in the formulas (1) to (3) mentioned above, and their preferred aspects are also same. When two or more compounds represented by formula (1') are used, the plurality of R 1 , R 2 , X and n may be the same or different.

[0071][0071]

В приведенной выше формуле (1’) заместители R7, которые могут быть одинаковыми или разными, означают алифатическую углеводородную группу, имеющую от 1 до 3 атомов углерода. Примеры вышеупомянутой алифатической углеводородной группы, имеющей от 1 до 3 атомов углерода, включают линейные или разветвленные алкильные группы, такие как метильная, этильная, пропильная и изопропильная группы; линейные или разветвленные алкенильные группы, такие как винильная и аллильная группы; и алкинильные группы, такие как этинильная группа и пропинильная группа. Из этих групп предпочтительны линейные или разветвленные алкильные группы.In the above formula (1'), the R 7 substituents, which may be the same or different, represent an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms. Examples of the above aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms include linear or branched alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl and isopropyl groups; linear or branched alkenyl groups such as vinyl and allyl groups; and alkynyl groups such as an ethynyl group and a propynyl group. Of these groups, linear or branched alkyl groups are preferred.

[0072][0072]

Вышеупомянутую модификацию предпочтительно проводят в растворителе. Примеры растворителя, упомянутого выше, включают растворители, указанные и описанные в качестве дисперсионной среды, упомянутой выше. Из этих растворителей предпочтителен растворитель для использования в описанный выше дисперсной композиции НА, циклический простой эфир (например, ТГФ) и линейный кетон (например, МЭК, МИБК (MIBK)). В качестве вышеупомянутого растворителя может быть использован только один тип растворителя или могут быть использованы два или более типов растворителей.The above modification is preferably carried out in a solvent. Examples of the solvent mentioned above include the solvents mentioned and described as the dispersion medium mentioned above. Of these solvents, the preferred solvent for use in the dispersion composition described above is HA, a cyclic ether (eg, THF), and a linear ketone (eg, MEK, MIBK). As the above solvent, only one type of solvent may be used, or two or more types of solvent may be used.

[0073][0073]

Вышеупомянутую модификацию проводят таким образом, при котором в реакционном сосуде перемешивают смешанный раствор, содержащий высушенный наноалмаз, силановый связующий агент и растворитель.The above modification is carried out in such a manner that a mixed solution containing the dried nanodiamond, the silane coupling agent and the solvent is stirred in the reaction vessel.

[0074][0074]

В вышеупомянутой модификации в случае, когда агрегаты (агглютинаты) НА частиц с НА частицами, агглютинированными с образованием вторичных частиц, включены в НА частицы, реакция между содержащим полиоксиалкиленовую цепочку силановым связующим агентом и НА частицами может развиваться при дезинтеграции или диспергировании НА частиц. Следовательно, агрегаты НА частиц могут быть разрушены до первичных частиц, поверхность НА первичных частиц может быть модифицирована и диспергируемость НА частиц может быть улучшена.In the aforementioned modification, in the case where aggregates (agglutinates) of HA particles with HA particles agglutinated to form secondary particles are incorporated into HA particles, a reaction between the polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent and the HA particles can proceed upon disintegration or dispersion of the HA particles. Therefore, aggregates of HA particles can be broken down into primary particles, the surface of HA primary particles can be modified, and the dispersibility of HA particles can be improved.

[0075][0075]

Примеры способа дезинтеграции или диспергирования НА частиц включают способы, которые обрабатывают НА частицы с использованием смесителя с большими режущими усилиями, смесителя с большими сдвиговыми усилиями, смесителя-гомогенизатора, шаровой мельницы, бисерной мельницы, гомогенизатора высокого давления, ультразвукового гомогенизатора, коллоидной мельницы или струйной мельницы. Из них предпочтительной является реализация ультразвуковой обработки в присутствии измельчающей среды (такой как, например, шарики из диоксида циркония). Следует отметить, что использование шариков из диоксида циркония в качестве измельчающей среды в результате делает возможным получение композита поверхностно-модифицированного НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения и дисперсной композиции НА, содержащей диоксид циркония. Ультразвуковая обработка вызывает кавитацию (микропузырьки), и толчок струи, возникший во время разрушения кавитации, придает измельчающей среде достаточно большую кинетическую энергию. Затем измельчающая среда сталкивается с НА агрегатами и дает ударную энергию для высвобождения НА частиц из НА агрегатов (дезинтеграция). Силановый связующий агент затем действует на диссоциированные НА частицы и связывается с ними. В случае, где НА частицы включают НА агглютинаты, образованные путем агглютинации НА частиц, НА агглютинаты могут быть дезинтегрированы с образованием первичных частиц, поверхность НА первичных частиц может быть модифицирована и могут быть получены поверхностно-модифицированные НА с прекрасной диспергируемостью.Examples of the method for disintegrating or dispersing HA particles include methods that process HA particles using a high shear mixer, high shear mixer, homomixer, ball mill, bead mill, high pressure homogenizer, ultrasonic homogenizer, colloid mill, or jet mill . Of these, it is preferable to implement the ultrasonic treatment in the presence of a grinding medium (such as, for example, zirconia beads). It should be noted that the use of zirconia beads as the grinding medium results in the production of a composite of surface-modified HA according to an embodiment of the present invention and a particulate composition of HA containing zirconia. The ultrasonic treatment causes cavitation (microbubbles) and the jet shock that occurs during the destruction of the cavitation imparts a sufficiently large kinetic energy to the grinding medium. The grinding medium then collides with the HA aggregates and provides impact energy to release the HA particles from the HA aggregates (disintegration). The silane coupling agent then acts on and binds to the dissociated HA particles. In the case where the HA particles include HA agglutinates formed by agglutination of the HA particles, the HA agglutinates can be disintegrated to form primary particles, the surface of the HA primary particles can be modified, and surface-modified HA with excellent dispersibility can be obtained.

[0076][0076]

Диаметр измельчающей среды (такой как шарики диоксида циркония) составляет, например, от 15 до 500 мкм, предпочтительно от 15 до 300 мкм и особенно предпочтительно от 15 до 100 мкм.The diameter of the grinding media (such as zirconia beads) is, for example, 15 to 500 µm, preferably 15 to 300 µm, and particularly preferably 15 to 100 µm.

[0077][0077]

Отношение НА частиц к силановому связующему агенту (первые:последний, массовое отношение), подаваемых для взаимодействия, составляет, например, от 2:1 до 1:80. Более того, концентрация НА частиц в растворителе составляет, например, от 0,5 до 10% масс., и концентрация силанового связующего агента в растворителе составляет, например, от 5 до 60% масс.The ratio of HA particles to silane coupling agent (first:last, weight ratio) fed to the interaction is, for example, from 2:1 to 1:80. Moreover, the concentration of HA particles in the solvent is, for example, 0.5 to 10% by mass, and the concentration of the silane coupling agent in the solvent is, for example, 5 to 60% by mass.

[0078][0078]

Время взаимодействия НА частиц и силанового связующего агента составляет, например, от 4 до 20 час. Более того, реакция предпочтительно происходит при отведении выделяемого тепла с использованием воды со льдом или т.п.The interaction time of the HA particles and the silane coupling agent is, for example, from 4 to 20 hours. Moreover, the reaction preferably occurs while removing the generated heat using ice water or the like.

[0079][0079]

Как описано выше, получают поверхностно-модифицированный НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения и дисперсную композицию НА в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, в которой поверхностно-модифицированный НА по варианту осуществления настоящего изобретения диспергирован в дисперсионной среде. Следует отметить, что в случае, где по окончанию реакции остаются НА агглютинаты, жидкость, образовавшуюся после завершения реакции, выдерживают в покое, надосадочную жидкость предпочтительно собирают и используют в качестве дисперсной композиции НА. Кроме того, в случае, где растворитель, который предпочтителен для реакции в случае поверхностной обработки, используют при модификации, как только дисперсия поверхностно-модифицированного НА частиц получена, дисперсионную среду в дисперсии отгоняют с помощью испарителя или т.п., после чего вновь смешивают с новой дисперсионной средой и перемешивают. Другими словами, дисперсная композиция НА по варианту осуществления настоящего изобретения также может быть произведена посредством замены растворителя.As described above, a surface-modified HA according to an embodiment of the present invention and an HA particulate composition according to an embodiment of the present invention in which the surface-modified HA according to an embodiment of the present invention is dispersed in a dispersion medium are obtained. It should be noted that in the case where HA agglutinates remain at the end of the reaction, the liquid formed after the completion of the reaction is kept at rest, the supernatant is preferably collected and used as the dispersion composition of HA. In addition, in the case where a solvent that is preferable for the reaction in the case of surface treatment is used in the modification, once the dispersion of surface-modified HA particles is obtained, the dispersion medium in the dispersion is distilled off with an evaporator or the like, after which it is mixed again. with a new dispersion medium and mix. In other words, the HA particulate composition according to the embodiment of the present invention can also be produced by changing the solvent.

[0080][0080]

Следует отметить, что НА частицы могут быть произведены, например, детонационным способом. Примеры детонационного способа включают детонационный способ с воздушным охлаждением и детонационный способ с водяным охлаждением. Из них предпочтителен детонационный способ с воздушным охлаждением с точки зрения способности давать НА частицы, имеющие более мелкие первичные частицы, по сравнению со детонационным способом с водяным охлаждением.It should be noted that HA particles can be produced, for example, by detonation. Examples of the detonation method include an air-cooled detonation method and a water-cooled detonation method. Of these, the air-cooled detonation method is preferred in terms of the ability to produce HA particles having finer primary particles compared to the water-cooled detonation method.

[0081][0081]

Кроме того, детонация может быть выполнена в атмосфере воздуха или может быть проведена в атмосфере инертного газа, такой как атмосфера азота, атмосфера аргона или атмосфера диоксида углерода.In addition, the detonation may be carried out in an air atmosphere, or may be carried out in an inert gas atmosphere such as a nitrogen atmosphere, an argon atmosphere, or a carbon dioxide atmosphere.

[0082][0082]

Пример способа производства НА частиц описан ниже; однако НА частицы, используемые в варианте осуществления настоящего изобретения не ограничены частицами, полученными с помощью приведенного ниже способа производства.An example of a method for producing HA particles is described below; however, the HA particles used in the embodiment of the present invention are not limited to particles obtained by the following production method.

[0083][0083]

ФормированиеFormation

Вначале, формованное взрывчатое вещество, скрепленное с электрическим детонатором, помещают внутрь устойчивого к высокому давлению сосуда для детонации, и сосуд герметично закрывают в состоянии, где внутри сосуда сосуществуют газ атмосферного состава при нормальном давлении и используемое взрывчатое вещество. Сосуд, например, выполнен из железа, и объем сосуда составляет, например, от 0,5 до 40 м3. Смесь тринитротолуола (TNT) и циклотриметилентринитрамина, то есть, гексогена (RDX), может быть использована в качестве взрывчатого вещества. Массовое отношение TNT к RDX (TNT:RDX) находится, например, в интервале от 40:60 до 60:40.First, a molded explosive bonded to an electric detonator is placed inside a high-pressure resistant detonation vessel, and the vessel is hermetically sealed in a state where normal-pressure atmospheric composition gas and the explosive used coexist inside the vessel. The vessel is, for example, made of iron, and the volume of the vessel is, for example, 0.5 to 40 m 3 . A mixture of trinitrotoluene (TNT) and cyclotrimethylenetrinitramine, i.e. RDX, can be used as an explosive. The weight ratio of TNT to RDX (TNT:RDX) is, for example, in the range from 40:60 to 60:40.

[0084][0084]

Затем при формировании инициируют детонатор для детонации взрывчатого вещества в сосуде. «Детонация» относится к взрыву, в том числе к взрывам, связанным с химической реакцией, при которой поверхность пламени, где происходит реакция, перемещается с высокой скоростью, превышающей скорость звука. Во время детонации используемое взрывчатое вещество подвергается частично неполному горению и высвобождает углерод, и этот углерод используется как исходный материал для производства НА частиц за счет действия давления и энергии ударных волн, которые возникают при взрыве. Вследствие кулоновского взаимодействия между кристаллическими плоскостями, а также ван-дер-ваальсовых сил между соседними первичными частицами или кристаллитами, произведенные НА частицы подвергаются очень прочной агрегации с образованием агглютинатов.The detonator is then triggered during formation to detonate the explosive in the vessel. "Detonation" refers to an explosion, including explosions associated with a chemical reaction in which the surface of the flame where the reaction occurs moves at a high speed, greater than the speed of sound. During detonation, the explosive used undergoes partial combustion and releases carbon, and this carbon is used as a starting material for the production of HA particles due to the action of pressure and energy of shock waves that arise during the explosion. Due to the Coulomb interaction between the crystal planes, as well as van der Waals forces between adjacent primary particles or crystallites, the ND-produced particles undergo very strong aggregation to form agglutinates.

[0085][0085]

Далее при формировании сосуд и его внутреннее пространство выдерживают в покое в течение примерно 24 часов при комнатной температуре и тем самым охлаждают. После охлаждения неочищенный продукт из НА частиц (включающий сажу и агглютинаты НА частиц, образованных как описано выше), прилипший к внутренней стенке сосуда, соскабливают шпателем и в результате собирают неочищенный продукт из НА частиц. Описанным выше способом может быть получен неочищенный продукт из НА частиц (неочищенный продукт НА частиц). Кроме того, за счет выполнения описанного выше процесса формирования наноалмазов несколько раз по мере необходимости может быть получено желаемое количество неочищенного продукта из НА частиц.Further, during formation, the vessel and its interior are kept at rest for about 24 hours at room temperature and thereby cooled. After cooling, the crude HA particle product (comprising the soot and HA particle agglutinates formed as described above) adhering to the inner wall of the vessel is scraped off with a spatula, and as a result, the crude HA particle product is collected. By the method described above, a crude product from HA particles (crude product of HA particles) can be obtained. In addition, by performing the nanodiamond formation process described above several times as needed, a desired amount of crude product from the HA particles can be obtained.

[0086][0086]

Кислотная обработкаacid treatment

При кислотной обработке сильная кислота действует на неочищенный продукт из НА частиц, который является исходным материалом, например, в водном растворителе, для удаления оксида металла. Неочищенный продукт НА частиц, полученный детонационным методом, имеет тенденцию включать оксид металла, и оксидом металла является оксид Fe, Co, Ni или т.п., полученный из сосуда или т.п., используемого в детонационном способе. Оксид металла может быть растворен и удален из неочищенного продукта НА частиц, например, при действии на него сильной кислоты в водном растворителе. Сильной кислотой, используемой при кислотной обработке, предпочтительно является минеральная кислота, и ее примеры включают соляную кислоту, фтористоводородную кислоту, серную кислоту, азотную кислоту и царскую водку. Может быть использован единственный тип сильной кислоты или могут быть использованы два или несколько типов сильных кислот. Концентрация сильной кислоты, используемая при кислотной обработке, составляет, например, от 1 до 50% масс. Температура кислотной обработке составляет, например, от 70 до 150°C. Продолжительность кислотной обработки составляет, например, от 0,1 до 24 часов. Кроме того, кислотная обработка может быть проведена при пониженном давлении, при атмосферном давлении или под давлением. После такой кислотной обработки твердое содержимое (состоящее из наноалмазных агглютинатов) промывают водой, например, декантированием. Предпочтительно твердое вещество промывают водой многократным декантированием, пока pH осадочного раствора не достигнет, например, значения от 2 до 3. Если содержание оксида металла в неочищенном продукте НА частиц, полученном детонационным способом, невелико, описанная выше кислотная обработка может быть исключена.In acid treatment, a strong acid acts on the crude product of the HA particles, which is the raw material, for example, in an aqueous solvent, to remove the metal oxide. The crude HA particle product obtained by the detonation method tends to include a metal oxide, and the metal oxide is an oxide of Fe, Co, Ni or the like obtained from a vessel or the like used in the detonation method. The metal oxide can be dissolved and removed from the crude product of the HA particles, for example by treating it with a strong acid in an aqueous solvent. The strong acid used in the acid treatment is preferably a mineral acid, and examples thereof include hydrochloric acid, hydrofluoric acid, sulfuric acid, nitric acid, and aqua regia. A single type of strong acid may be used, or two or more types of strong acids may be used. The concentration of strong acid used in the acid treatment is, for example, from 1 to 50 wt%. The acid treatment temperature is, for example, 70 to 150°C. The duration of the acid treatment is, for example, from 0.1 to 24 hours. In addition, the acid treatment can be carried out under reduced pressure, at atmospheric pressure, or under pressure. After such an acid treatment, the solid content (consisting of nanodiamond agglutinates) is washed with water, for example by decanting. Preferably, the solid is washed with water by multiple decantations until the pH of the precipitated solution reaches, for example, a value of 2 to 3. If the metal oxide content of the crude HA particle product obtained by the detonation process is low, the acid treatment described above can be omitted.

[0087][0087]

Окислительная обработкаOxidative treatment

Окислительная обработка представляет собой процесс удаления графита из неочищенного продукта НА частиц с использованием окисляющего агента. Неочищенный продукт НА частиц, полученный детонационным способом, включает графит, и этот графит образуется из углерода, который не образовал кристаллы НА частиц, причем этот углерод представляет собой углерод, высвобожденный в результате частично неполного сгорания используемого взрывчатого вещества. Графит может быть удален из неочищенного продукта НА частиц за счет действия окисляющего агента на продукт в водном растворителе. Более того, за счет действия окисляющего агента на продукт на поверхность НА частиц может быть введена кислородсодержащая группа, такая как карбоксильная группа или гидроксильная группа.Oxidation treatment is a process for removing graphite from the crude product of HA particles using an oxidizing agent. The crude product of the HA particles produced by the detonation process includes graphite, and this graphite is formed from carbon that has not crystallized the HA particles, this carbon being the carbon released as a result of the partially incomplete combustion of the explosive used. Graphite can be removed from the crude product of the HA particles by exposing the product to an oxidizing agent in an aqueous solvent. Moreover, due to the action of the oxidizing agent on the product, an oxygen-containing group, such as a carboxyl group or a hydroxyl group, can be introduced onto the surface of the HA particles.

[0088][0088]

Примеры окисляющего агента, используемого при окислительной обработке, включают хромовую кислоту, хромовый ангидрид, дихромовую кислоту, марганцевую кислоту, перхлорную кислоту, азотную кислоту и их смеси, смешанную кислоту, по меньшей мере, из одной кислоты, выбранной из них, и другой кислоты (например, серной кислоты) и их солей. Из них смешанную кислоту (в частности, смешанную кислоту из серной кислоты и азотной кислоты) используют предпочтительно, так как такая смешанная кислота является экологически безопасной и показывает прекрасные характеристики при окислении и удалении графита.Examples of the oxidizing agent used in the oxidizing treatment include chromic acid, chromic anhydride, dichromic acid, permanganic acid, perchloric acid, nitric acid, and mixtures thereof, a mixed acid of at least one acid selected from them, and another acid ( e.g. sulfuric acid) and their salts. Of these, a mixed acid (particularly a mixed acid of sulfuric acid and nitric acid) is preferably used because such a mixed acid is environmentally friendly and exhibits excellent performance in oxidizing and removing graphite.

[0089][0089]

Отношение смешения серной кислоты к азотной кислоте (первая/последняя, массовое отношение) в выше описанной смешанной кислоте составляет предпочтительно, например, от 60:40 до 95:5, так как, когда отношение смешения находится в этом интервале, графит может быть эффективно окислен и удален, например, при температуре 130°C или выше (особенно предпочтительно при 150°C или выше, при этом верхняя граница равна, например, 200°C) даже при давлении, близком к нормальному давлению (например, от 0,5 до 2 атм). Нижняя граница отношения смешения предпочтительно равна 65:35 и более предпочтительно 70:30. Верхняя граница отношения смешения предпочтительно равна 90:10, более предпочтительно 85:15 и еще более предпочтительно 80:20. Когда отношение смешения составляет не менее чем 60:40, содержание серной кислоты, имеющей высокую температуру кипения, является высоким, и поэтому температура реакции становится, например, 120°C или выше при давлении, близком к нормальному давлению, и, следовательно, эффективность удаления графита, как правило, улучшается. Когда отношение смешения меньше, чем или равно 95:5, азотная кислота, которая в значительной степени способствует окислению графита, содержится в большем количестве, и, следовательно, эффективность удаления графита, как правило, улучшается.The mixing ratio of sulfuric acid to nitric acid (first/last, weight ratio) in the above-described mixed acid is preferably 60:40 to 95:5, for example, because when the mixing ratio is in this range, graphite can be effectively oxidized. and removed, for example, at a temperature of 130°C or higher (particularly preferably at 150°C or higher, while the upper limit is, for example, 200°C) even at a pressure close to normal pressure (for example, from 0.5 to 2 atm). The lower limit of the mixing ratio is preferably 65:35 and more preferably 70:30. The upper limit of the mixing ratio is preferably 90:10, more preferably 85:15 and even more preferably 80:20. When the mixing ratio is not less than 60:40, the content of sulfuric acid having a high boiling point is high, and therefore the reaction temperature becomes, for example, 120° C. or higher at a pressure close to normal pressure, and hence the removal efficiency graphite is generally improved. When the mixing ratio is less than or equal to 95:5, nitric acid, which contributes greatly to the oxidation of graphite, is contained in a larger amount, and hence the graphite removal efficiency is generally improved.

[0090][0090]

Используемое количество окисляющего агента (в частности, смешанной кислоты) составляет, например, от 10 до 50 масс.ч., предпочтительно от 15 до 40 масс.ч. и особенно предпочтительно от 20 до 40 масс.ч. на 1 масс.ч. неочищенного продукта НА частиц. Кроме того, используемое количество серной кислоты в смешанной кислоте составляет, например, от 5 до 48 масс.ч., предпочтительно от 10 до 35 масс.ч. и более предпочтительно от 15 до 30 масс.ч. на 1 масс.ч. неочищенного продукта НА частиц. Кроме того, используемое количество азотной кислоты в смешанной кислоте составляет, например, от 2 до 20 масс.ч., предпочтительно от 4 до 10 масс.ч. и более предпочтительно от 5 до 8 масс.ч. на 1 масс.ч. неочищенного продукта НА частиц.The amount of oxidizing agent (particularly a mixed acid) used is, for example, 10 to 50 parts by mass, preferably 15 to 40 parts by mass. and particularly preferably from 20 to 40 wt.h. per 1 wt.h. crude product ON particles. In addition, the amount of sulfuric acid used in the mixed acid is, for example, 5 to 48 parts by mass, preferably 10 to 35 parts by mass. and more preferably from 15 to 30 wt.h. per 1 wt.h. crude product ON particles. In addition, the amount of nitric acid used in the mixed acid is, for example, 2 to 20 parts by mass, preferably 4 to 10 parts by mass. and more preferably from 5 to 8 wt.h. per 1 wt.h. crude product ON particles.

[0091][0091]

Кроме того, при использовании смешанной кислоты в качестве окисляющего агента вместе со смешанной кислотой может быть использован катализатор. При использовании катализатора эффективность удаления графита может быть дополнительно улучшена. Примеры катализатора включают карбонат меди (II). Используемое количество катализатора составляет, например, приблизительно от 0,01 до 10 масс.ч. на 100 масс.ч. неочищенного продукта НА частиц.In addition, when using a mixed acid as an oxidizing agent, a catalyst can be used along with the mixed acid. By using a catalyst, the graphite removal efficiency can be further improved. Examples of the catalyst include copper(II) carbonate. The amount of catalyst used is, for example, from about 0.01 to 10 parts by weight. per 100 wt.h. crude product ON particles.

[0092][0092]

Температура окислительной обработки находится в интервале, например, от 100 до 200°C. Продолжительность окислительной обработки составляет, например, от 1 до 24 часов. Окислительная обработка может быть проведена при пониженном давлении, при атмосферном давлении или под давлением.The temperature of the oxidative treatment is in the range, for example, from 100 to 200°C. The duration of the oxidative treatment is, for example, from 1 to 24 hours. The oxidative treatment may be carried out under reduced pressure, at atmospheric pressure, or under pressure.

[0093][0093]

Обработка щелочью и перекисью водородаTreatment with alkali and hydrogen peroxide

Когда оксид металла удален не полностью и остается на частицах НА даже после описанной выше кислотной обработки, образуются агглютинаты (вторичные частиц) из-за очень сильного взаимодействия между первичными частицами, приводя к агрегации. В таком случае обеспечивают воздействие щелочи и пероксида водорода на частицы НА в водном растворителе. Следовательно, оксид металла, остающийся на частицах НА, может быть удален и может быть простимулировано отделение первичных частиц от агглютинатов. Примеры щелочи, используемый при такой обработке, включают гидроксид натрия, аммиак и гидроксид калия. При обработке щелочью и пероксидом водорода концентрация щелочи составляет, например, от 0,1 до 10% масс., концентрация пероксида водорода составляет, например, от 1 до 15% масс., температура при обработке находится в интервале, например, от 40 до 100°C, а время обработки составляет, например, от 0,5 до 5 часов. Кроме того, обработка щелочью и пероксидом водорода может быть проведена при пониженном давлении, при атмосферном давлении или под давлением.When the metal oxide is not completely removed and remains on the HA particles even after the acid treatment described above, agglutinates (secondary particles) are formed due to the very strong interaction between the primary particles, leading to aggregation. In this case, alkali and hydrogen peroxide are exposed to the HA particles in an aqueous solvent. Therefore, the metal oxide remaining on the HA particles can be removed and the separation of the primary particles from the agglutinates can be promoted. Examples of the alkali used in this treatment include sodium hydroxide, ammonia and potassium hydroxide. When treating with alkali and hydrogen peroxide, the concentration of alkali is, for example, from 0.1 to 10% by mass, the concentration of hydrogen peroxide is, for example, from 1 to 15% by mass, the temperature during treatment is in the range, for example, from 40 to 100 °C, and the processing time is, for example, from 0.5 to 5 hours. In addition, the treatment with alkali and hydrogen peroxide can be carried out under reduced pressure, at atmospheric pressure, or under pressure.

[0094][0094]

После описанных выше окислительной обработки или обработки щелочью и пероксидом водорода предпочтительно удалять надосадочную жидкость, например, декантированием. Кроме того, при декантации твердое содержимое предпочтительно промывают водой. Надосадочная жидкость после начальной промывки водой окрашена, и поэтому твердое содержимое предпочтительно промывают водой многократно, пока надосадочная жидкость не станет визуально прозрачной.After the above-described oxidative treatment or treatment with alkali and hydrogen peroxide, it is preferable to remove the supernatant liquid, for example, by decanting. In addition, during decantation, the solid content is preferably washed with water. The supernatant is colored after the initial water wash, and therefore the solid content is preferably washed with water repeatedly until the supernatant is visually clear.

[0095][0095]

Дезинтегрирующая обработкаDisintegrating treatment

Частицы НА могут быть подвергнуты дезинтегрирующей обработке при необходимости. Дезинтегрирующая обработка может быть проведена с использованием, например, смесителя с большими режущими усилиями, смесителя с большими сдвиговыми усилиями, смесителя-гомогенизатора, шаровой мельницы, бисерной мельницы, гомогенизатора высокого давления, ультразвукового гомогенизатора или коллоидной мельницы. Следует отметить, что дезинтегрирующая обработка может быть проведена мокрым способом (например, дезинтегрирующая обработка в суспендированном состоянии в воде или т.п.) или может быть проведена сухим способом. Когда дезинтегрирующую обработку проводят сухим способом сушку предпочтительно проводят перед дезинтегрирующей обработкой. Кроме того, в случае проведения окислительной обработки или обработки гидрированием дезинтегрирующая обработка может быть проведена после такой обработки.The HA particles can be subjected to a disintegrating treatment if necessary. The disintegrating treatment can be carried out using, for example, a high shear mixer, high shear mixer, homomixer, ball mill, bead mill, high pressure homogenizer, ultrasonic homogenizer or colloid mill. It should be noted that the disintegration treatment may be carried out by a wet method (for example, a disintegration treatment in a suspended state in water or the like) or may be carried out by a dry method. When the disintegration treatment is carried out in a dry manner, drying is preferably carried out before the disintegration treatment. In addition, in the case of carrying out an oxidizing treatment or a hydrogenation treatment, a disintegrating treatment may be carried out after such treatment.

[0096][0096]

СушкаDrying

Сушку предпочтительно проводят после обработки щелочью и пероксидом водорода. Например, устройство распылительной сушки или испаритель и т.д. используют для испарения жидкого содержимого из содержащего НА частицы раствора, полученного посредством обработки щелочью и пероксидом водорода, после чего полученное твердое содержимое сушат путем нагревания и сушки в сушильном шкафу. Температура нагревания и сушки составляет, например, от 40 до 150°C. В результате такой сушки получают НА частицы.Drying is preferably carried out after treatment with alkali and hydrogen peroxide. For example, spray dryer or evaporator, etc. used for evaporating the liquid content from the solution containing HA particles obtained by treatment with alkali and hydrogen peroxide, after which the obtained solid content is dried by heating and drying in an oven. The heating and drying temperature is, for example, 40 to 150°C. As a result of such drying, HA particles are obtained.

[0097][0097]

Кроме того, при необходимости НА частицы могут быть подвергнуты окислительной обработке (например, окислению кислородом) или восстановительной обработке (например, обработке гидрированием) в газовой фазе, если это необходимо. Путем проведения окислительной обработки в газовой фазе получают НА частицы, имеющие на поверхности большое количество C=O групп. Кроме того, за счет проведения восстановительной обработки в газовой фазе получают НА частицы, имеющие на поверхности большое количество C-H групп.In addition, if necessary, the HA particles can be subjected to an oxidative treatment (eg, oxygen oxidation) or reductive treatment (eg, hydrogenation treatment) in the gas phase, if necessary. By carrying out the oxidative treatment in the gas phase, HA particles are obtained having a large number of C=O groups on the surface. In addition, by carrying out the reduction treatment in the gas phase, HA particles are obtained having a large number of C-H groups on the surface.

ПримерExample

[0098][0098]

Далее настоящее изобретение описано более подробно на основании примеров, но настоящее изобретение не ограничено этими примерами.Hereinafter, the present invention is described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

[0099][0099]

Пример 1Example 1

Поверхностно-модифицированные НА частицы и наноалмазную дисперсную композицию производят следующим способом.Surface-modified HA particles and nanodiamond dispersed composition are produced in the following way.

[0100][0100]

Производство поверхностно-модифицированных НА частицProduction of surface-modified HA particles

В первую очередь проводят формирование наноалмазов детонационным способом. При таком формировании вначале формованное взрывчатое вещество, скрепленное с электрическим детонатором, помещают внутрь сосуда, устойчивого к давлению для детонации, и сосуд герметично закрывают. Сосуд изготовлен из железа и имеет емкость 15 м3. В качестве взрывчатого вещества используют 0,50 кг смеси TNT и RDX. Массовое отношение TNT и RDX (TNT:RDX) во взрывчатом веществе составляет 50:50. Электрический детонатор инициируют для детонации взрывчатого вещества в сосуде (формирование наноалмаза детонационным способом). Затем контейнер и его внутреннее пространство выдерживают в покое в течение 24 часов при комнатной температуре и в результате охлаждают. После охлаждения неочищенный наноалмазный продукт (содержащий агглютинат НА частиц и сажу, образованные при вышеописанном детонационном способе), который прилип к внутренней стенке сосуда, соскребают шпателем и собирают неочищенный наноалмазный продукт.First of all, nanodiamonds are formed by the detonation method. In this formation, first, a molded explosive bonded to an electric detonator is placed inside a detonation pressure-resistant vessel, and the vessel is hermetically sealed. The vessel is made of iron and has a capacity of 15 m 3 . The explosive used is 0.50 kg of a mixture of TNT and RDX. The mass ratio of TNT and RDX (TNT:RDX) in the explosive is 50:50. An electric detonator is initiated to detonate the explosive in the vessel (detonation-forming nanodiamond). The container and its interior are then left alone for 24 hours at room temperature and cooled as a result. After cooling, the crude nanodiamond product (containing the HA particle agglutinate and soot generated by the above detonation method) that has adhered to the inner wall of the vessel is scraped off with a spatula, and the crude nanodiamond product is collected.

[0101][0101]

Неочищенный продукт наноалмазных частиц, полученный путем многократного проведения описанного выше формирования, затем подвергают кислотной обработке. Более конкретно, суспензию, полученную путем добавления 6 л 10%-ной (масс.) соляной кислоты к 200 г неочищенного наноалмазного продукта, подвергают термической обработке при кипячении с обратным холодильником при нормальном давлении в течение 1 часа. Температура нагревания при такой кислотной обработке составляет от 85 до 100°C. Затем после охлаждения твердое вещество (содержащее наноалмазные агглютинаты и сажу) промывают водой путем декантирования. Твердое вещество многократно промывают водой, пока pH осадочного раствора не достигнет значения 2 со стороны низкого pH.The crude product of nanodiamond particles obtained by repeatedly carrying out the above-described formation is then subjected to acid treatment. More specifically, the suspension obtained by adding 6 L of 10% (wt.) hydrochloric acid to 200 g of the crude nanodiamond product is subjected to heat treatment under reflux at normal pressure for 1 hour. The heating temperature in this acid treatment is 85 to 100°C. Then, after cooling, the solid (containing nanodiamond agglutinates and carbon black) is washed with water by decanting. The solid is washed repeatedly with water until the pH of the precipitated solution reaches 2 on the low pH side.

[0102][0102]

Затем проводят окислительную обработку. То есть, 6 л 98%-ной (масс.) серной кислоты и 1 л 69%-ной (масс.) азотной кислоты добавляют к осадочному раствору (содержащему наноалмазный агрегат), полученный путем декантации после кислотной обработки, с получением суспензии и затем суспензию подвергают термической обработке при кипячении с обратным холодильником при нормальном давлении в течение 48 часов. Температура нагревания при такой окислительной обработке составляет от 140 до 160°C. Затем после охлаждения твердое вещество (содержащее наноалмазные агглютинаты) промывают водой путем декантации. Начальная надосадочная жидкость от водной промывки окрашена, поэтому промывку твердого содержимого водой путем декантации повторяют, пока надосадочная жидкость не станет визуально прозрачной.Then an oxidative treatment is carried out. That is, 6 L of 98% (w/w) sulfuric acid and 1 L of 69% (w/w) nitric acid are added to the precipitate solution (containing the nanodiamond aggregate) obtained by decanting after the acid treatment to form a slurry, and then the suspension is subjected to heat treatment at reflux at normal pressure for 48 hours. The heating temperature in such an oxidative treatment is 140 to 160°C. Then, after cooling, the solid (containing nanodiamond agglutinates) is washed with water by decantation. The initial supernatant from the aqueous wash is colored, so washing the solid with water by decantation is repeated until the supernatant is visually clear.

[0103][0103]

Затем осадочный раствор (раствор, содержащий наноалмазный агглютинат), полученный путем описанной выше водной промывки, подвергают сушке с получением высушенного порошка (наноалмазного агглютината). При сушке упаривание досуха, проводимое с помощью испарителя, используют в качестве метода обработки сушкой.Then, the precipitate solution (solution containing nanodiamond agglutinate) obtained by the above-described aqueous washing is subjected to drying to obtain a dried powder (nanodiamond agglutinate). In drying, evaporation to dryness by means of an evaporator is used as the drying treatment method.

[0104][0104]

Затем 10 ммоль полиалкиленгликоля (торговое название «UNIOX M-1000» от компании NOF Corporation) растворяют в 100 мл ТГФ и 60 ммоль триэтиламина медленно добавляют к раствору. Кроме того, к раствору добавляют 10 ммоль изоцианатпропилтриметоксисилана (3-(триметоксисилил)пропилизоцианат) (от компании Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) и с подсоединенной перегонной трубкой смесь вводят в реакцию при 80°C в течение 48 час. По окончании реакции ТГФ отгоняют путем отгонки при пониженном давлении с помощью испарителя, и также удаляют полностью триэтиламин путем выдерживания при 110°C в течение 24 час в вакуумной сушилке. Получают содержащий полиоксиалкиленовую цепочку силановый связующий агент ([(MeO)3SiC3H6NHC(=O)-PEG], окончание: алифатическая углеводородная группа; среднечисленная молекулярная масса в виде полиоксиалкилена: 1000).Then, 10 mmol of polyalkylene glycol (trade name "UNIOX M-1000" from NOF Corporation) was dissolved in 100 ml of THF, and 60 mmol of triethylamine was slowly added to the solution. In addition, 10 mmol of isocyanatepropyltrimethoxysilane (3-(trimethoxysilyl)propylisocyanate) (from Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added to the solution, and with the distillation tube connected, the mixture was reacted at 80°C for 48 hours. After completion of the reaction, THF is distilled off by distillation under reduced pressure with an evaporator, and triethylamine is also completely removed by keeping at 110° C. for 24 hours in a vacuum dryer. A polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent ([(MeO) 3 SiC 3 H 6 NHC(=O)-PEG], ending: aliphatic hydrocarbon group; number average molecular weight as polyoxyalkylene: 1000) is obtained.

[0105][0105]

В реакционном сосуде взвешивают 0,30 г наноалмазного агглютината, полученного посредством упомянутой выше сушки, и добавляют в сосуд 15 см3 метилэтилкетона, 8 г содержащего полиоксиалкиленовую цепочку силанового связующего агента и 15 г шариков диоксида циркония (зарегистрированный товарный знак «YTZ», диаметр 30 мкм, от компании Tosoh Corporation). После добавления НА частицы и силановый связующий агент подвергают ультразвуковой обработке в течение 15 час с использованием ультразвуковой диспергирующей машины (модель «UH-600S» от компании SMT Co., Ltd.) при охлаждении ледяной водой в условиях, где наконечник осциллятора ультразвуковой диспергирующей машины погружен в раствор в реакционном сосуде. В результате наноалмазные частицы и содержащий полиоксиалкиленовую цепочку силановый связующий агент вступают в реакцию. Смесь изначально имеет серый цвет; однако диаметр частиц постепенно становится меньше и состояние дисперсии становится лучше. И, наконец, смесь становится однородной черной жидкостью. Полагают, что это происходит потому, что наноалмазные частицы последовательно разрушается из наноалмазного агрегата (дезинтеграция), содержащий полиоксиалкиленовую цепочку силановый связующий агент действует на диссоциированные наноалмазные частицы и связывается с частицами, и поверхностно-модифицированные наноалмазные частицы устойчиво диспергируются в толуольном растворителе. Полученную дисперсию подвергают центрифугированию в условиях 13000 g в течение 15 минут с получением надосадочной жидкости. В результате получают дисперсию поверхностно-модифицированного наноалмаза. В полученной дисперсии поверхностно-модифицированного наноалмаза медианный размер (размер частиц D50) поверхностно-модифицированных наноалмазных частиц, измеренный упомянутым выше методом, равен 32 нм.In a reaction vessel, 0.30 g of the nanodiamond agglutinate obtained by the above drying was weighed, and 15 cm µm, from Tosoh Corporation). After adding the HA, the particles and the silane coupling agent were ultrasonicated for 15 hours using an ultrasonic dispersing machine (Model "UH-600S" from SMT Co., Ltd.) under ice water cooling under conditions where the tip of the oscillator of the ultrasonic dispersing machine was immersed. into the solution in the reaction vessel. As a result, the nanodiamond particles and the silane coupling agent containing the polyoxyalkylene chain react. The mixture initially has a gray color; however, the particle diameter gradually becomes smaller and the dispersion state becomes better. And finally, the mixture becomes a homogeneous black liquid. It is believed that this occurs because the nanodiamond particles are sequentially destroyed from the nanodiamond aggregate (disintegration), the polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent acts on the dissociated nanodiamond particles and binds to the particles, and the surface-modified nanodiamond particles are stably dispersed in the toluene solvent. The resulting dispersion is subjected to centrifugation at 13,000 g for 15 minutes to obtain a supernatant. As a result, a dispersion of surface-modified nanodiamond is obtained. In the resulting dispersion of surface-modified nanodiamond, the median size (particle size D50) of surface-modified nanodiamond particles measured by the above-mentioned method is 32 nm.

[0106][0106]

Затем после добавления 5 мл ацетонитрила к 1 мл полученной дисперсии поверхностно-модифицированного наноалмаза смесь перемешивают в течение 5 мин в ультразвуковом очистителе, и наблюдают за внешним видом после выдерживания в течение одного дня, чтобы установить оптимальное состояние дисперсии, которое сохраняется. Кроме того, в случае, где N-метилпирролидон используют вместо ацетонитрила, проводят такую же процедуру, чтобы успешно подтвердить сохранение оптимального состояния дисперсии.Then, after adding 5 ml of acetonitrile to 1 ml of the resulting dispersion of surface-modified nanodiamond, the mixture was stirred for 5 minutes in an ultrasonic cleaner, and the appearance after one day's aging was observed to establish the optimal state of the dispersion, which was maintained. In addition, in the case where N-methylpyrrolidone is used instead of acetonitrile, the same procedure is carried out to successfully confirm the maintenance of the optimum state of the dispersion.

[0107][0107]

Пример 2Example 2

Наноалмазные частицы и содержащий полиоксиалкиленовую цепочку силановый связующий агент вводят в реакцию с помощью ультразвуковой обработки в течение 15 час таким же способом, как в примере 1, за исключением использования 8 г содержащего полиоксиалкиленовую цепочку силанового связующего агента ([(MeO)3SiC3H6NHC(=O)-PEG], окончание: алифатическая углеводородная группа; среднечисленная молекулярная масса в виде полиоксиалкилена: 2000), синтезированного с использованием 10 ммоль «UNIOX M-2000» (торговое название, от компании NOF Corporation) вместо 10 ммоль «UNIOX M-1000» (торговое название, от компании NOF Corporation), используемого при модификации примера 1, и использования 15 см3 тетрагидрофурана вместо 15 см3 метилэтилкетона. После ультразвуковой обработки в течение 15 час полученную дисперсию подвергают центрифугированию в условиях 13000 g в течение 15 мин, получают надосадочную жидкость. Медианный размер (размер частиц D50) поверхностно-модифицированных наноалмазных частиц, измеренный вышеупомянутым методом, равен 80 нм.The nanodiamond particles and the polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent were reacted by sonication for 15 hours in the same manner as in Example 1, except for using 8 g of the polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent ([(MeO) 3 SiC 3 H 6 NHC(=O)-PEG], ending: aliphatic hydrocarbon group; number average molecular weight as polyoxyalkylene: 2000) synthesized using 10 mmol "UNIOX M-2000" (trade name, from NOF Corporation) instead of 10 mmol "UNIOX M-1000" (trade name, from NOF Corporation) used in the modification of example 1, and using 15 cm 3 tetrahydrofuran instead of 15 cm 3 methyl ethyl ketone. After ultrasonic treatment for 15 hours, the resulting dispersion is centrifuged at 13,000 g for 15 minutes to obtain a supernatant. The median size (particle size D50) of surface-modified nanodiamond particles measured by the above method is 80 nm.

[0108][0108]

Затем после добавления 5 мл ацетонитрила к 1 мл полученной дисперсии поверхностно-модифицированного наноалмаза смесь перемешивают в течение 5 мин в ультразвуковом очистителе и наблюдают за внешним видом после выдерживания в течение одного дня, чтобы установить оптимальное состояние дисперсии, которое сохраняется. Кроме того, в случае, где N-метилпирролидон используют вместо ацетонитрила, проводят такую же процедуру, чтобы успешно подтвердить сохранение оптимального состояния дисперсии.Then, after adding 5 ml of acetonitrile to 1 ml of the resulting dispersion of surface-modified nanodiamond, the mixture was stirred for 5 minutes in an ultrasonic cleaner, and the appearance after one day's aging was observed to establish the optimal state of the dispersion, which was maintained. In addition, in the case where N-methylpyrrolidone is used instead of acetonitrile, the same procedure is carried out to successfully confirm the maintenance of the optimum state of the dispersion.

[0109][0109]

Пример 3Example 3

Наноалмазные частицы и содержащий полиоксиалкиленовую цепочку силановый связующий агент вводят в реакцию с помощью ультразвуковой обработки в течение 15 час таким же способом, как в примере 1, за исключением использования 4 г содержащего полиоксиалкиленовую цепочку силанового связующего агента ([(MeO)3SiC3H6NHC(=O)-PPG], окончание: алифатическая углеводородная группа; среднечисленная молекулярная масса в виде полиоксиалкилена: 700), синтезированного с использованием 10 ммоль «UNILUBE MB-7» (торговое название, от компании NOF Corporation) вместо 10 ммоль «UNIOX M-1000» (торговое название, от компании NOF Corporation), используемого при модификации примера 1. После ультразвуковой обработки в течение 15 час полученную дисперсию подвергают центрифугированию в условиях 13000 g в течение 15 мин, получают надосадочную жидкость. Медианный размер (размер частиц D50) поверхностно-модифицированных наноалмазных частиц, измеренный описанным выше методом после 15-часовой ультразвуковой обработки, равен 35 нм.The nanodiamond particles and the polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent were reacted by sonication for 15 hours in the same manner as in Example 1, except for using 4 g of the polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent ([(MeO) 3 SiC 3 H 6 NHC(=O)-PPG], ending: aliphatic hydrocarbon group; number average molecular weight as polyoxyalkylene: 700) synthesized using 10 mmol "UNILUBE MB-7" (trade name, from NOF Corporation) instead of 10 mmol "UNIOX M-1000" (trade name, from NOF Corporation) used in the modification of Example 1. After sonication for 15 hours, the resulting dispersion was centrifuged at 13,000 g for 15 minutes to obtain a supernatant. The median size (particle size D50) of surface-modified nanodiamond particles, measured by the method described above after 15 hours of ultrasonic treatment, is 35 nm.

[0110][0110]

Затем после добавления 5 мл ацетонитрила к 1 мл полученной дисперсии поверхностно-модифицированного наноалмаза смесь перемешивают в течение 5 мин в ультразвуковом очистителе и наблюдают за внешним видом после выдерживания в течение одного дня, чтобы установить оптимальное состояние дисперсии, которое сохраняется. Кроме того, в случае, где N-метилпирролидон используют вместо ацетонитрила, проводят такую же процедуру, чтобы успешно подтвердить сохранение оптимального состояния дисперсии.Then, after adding 5 ml of acetonitrile to 1 ml of the resulting dispersion of surface-modified nanodiamond, the mixture was stirred for 5 minutes in an ultrasonic cleaner, and the appearance after one day's aging was observed to establish the optimal state of the dispersion, which was maintained. In addition, in the case where N-methylpyrrolidone is used instead of acetonitrile, the same procedure is carried out to successfully confirm the maintenance of the optimum state of the dispersion.

[0111][0111]

Пример 4Example 4

Наноалмазные частицы и содержащий полиоксиалкиленовую цепочку силановый связующий агент вводят в реакцию с помощью ультразвуковой обработки в течение 15 час таким же способом, как в примере 1, за исключением использования 4 г содержащего полиоксиалкиленовую цепочку силанового связующего агента ([(MeO)3SiC3H6NHC(=O)-PPG], окончание: алифатическая углеводородная группа; среднечисленная молекулярная масса в виде полиоксиалкилена: 1000), синтезированного с использованием 10 ммоль «UNILUBE MB-11» (торговое название, от компании NOF Corporation) вместо 10 ммоль «UNIOX M-1000» (торговое название, от компании NOF Corporation), используемого при модификации примера 1. После ультразвуковой обработки в течение 15 час полученную дисперсию подвергают центрифугированию в условиях 13000 g в течение 15 мин, получают надосадочную жидкость. Медианный размер (размер частиц D50) поверхностно-модифицированных наноалмазных частиц, измеренный вышеупомянутым методом, равен 104 нм.The nanodiamond particles and the polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent were reacted by sonication for 15 hours in the same manner as in Example 1, except for using 4 g of the polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent ([(MeO) 3 SiC 3 H 6 NHC(=O)-PPG], ending: aliphatic hydrocarbon group; number average molecular weight as polyoxyalkylene: 1000) synthesized using 10 mmol "UNILUBE MB-11" (trade name, from NOF Corporation) instead of 10 mmol "UNIOX M-1000" (trade name, from NOF Corporation) used in the modification of Example 1. After sonication for 15 hours, the resulting dispersion was centrifuged at 13,000 g for 15 minutes to obtain a supernatant. The median size (particle size D50) of surface-modified nanodiamond particles measured by the above method is 104 nm.

[0112][0112]

Затем после добавления 5 мл ацетонитрила к 1 мл полученной дисперсии поверхностно-модифицированного наноалмаза смесь перемешивают в течение 5 мин в ультразвуковом очистителе и наблюдают за внешним видом после выдерживания в течение одного дня, чтобы установить оптимальное состояние дисперсии, которое сохраняется. Кроме того, в случае, где N-метилпирролидон используют вместо ацетонитрила, проводят такую же процедуру, чтобы успешно подтвердить сохранение оптимального состояния дисперсии.Then, after adding 5 ml of acetonitrile to 1 ml of the resulting dispersion of surface-modified nanodiamond, the mixture was stirred for 5 minutes in an ultrasonic cleaner, and the appearance after one day's aging was observed to establish the optimal state of the dispersion, which was maintained. In addition, in the case where N-methylpyrrolidone is used instead of acetonitrile, the same procedure is carried out to successfully confirm the maintenance of the optimum state of the dispersion.

[0113][0113]

Пример 5Example 5

Наноалмазные частицы и содержащий полиоксиалкиленовую цепочку силановый связующий агент вводят в реакцию с помощью ультразвуковой обработки в течение 15 час таким же способом, как в примере 1, за исключением использования 8 г содержащего полиоксиалкиленовую цепочку силанового связующего агента ([(MeO)3SiC3H6NHC(=O)-PPG], окончание: алифатическая углеводородная группа; среднечисленная молекулярная масса в виде полиоксиалкилена: 2300), синтезированного с использованием 10 ммоль «UNILUBE MB-370» (торговое название, от компании NOF Corporation) вместо 10 ммоль «UNIOX M-1000» (торговое название, от компании NOF Corporation), используемого при модификации примера 1, и использования 15 см3 тетрагидрофурана вместо 15 см3 метилэтилкетона. После ультразвуковой обработки в течение 15 час полученную дисперсию подвергают центрифугированию в условиях 13000 g в течение 15 мин, получают надосадочную жидкость. Медианный размер (размер частиц D50) поверхностно-модифицированных наноалмазных частиц, измеренный вышеупомянутым методом, равен 328 нм.The nanodiamond particles and the polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent were reacted by sonication for 15 hours in the same manner as in Example 1, except for using 8 g of the polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent ([(MeO) 3 SiC 3 H 6 NHC(=O)-PPG], ending: aliphatic hydrocarbon group; number average molecular weight as polyoxyalkylene: 2300) synthesized using 10 mmol "UNILUBE MB-370" (trade name, from NOF Corporation) instead of 10 mmol "UNIOX M-1000" (trade name, from NOF Corporation) used in the modification of example 1, and using 15 cm 3 tetrahydrofuran instead of 15 cm 3 methyl ethyl ketone. After ultrasonic treatment for 15 hours, the resulting dispersion is centrifuged at 13,000 g for 15 minutes to obtain a supernatant. The median size (particle size D50) of surface-modified nanodiamond particles measured by the above method is 328 nm.

[0114][0114]

Затем после добавления 5 мл ацетонитрила к 1 мл полученной дисперсии поверхностно-модифицированного наноалмаза смесь перемешивают в течение 5 мин в ультразвуковом очистителе и наблюдают за внешним видом после выдерживания в течение одного дня, чтобы установить оптимальное состояние дисперсии, которое сохраняется. Кроме того, в случае, где N-метилпирролидон используют вместо ацетонитрила, проводят такую же процедуру, чтобы успешно подтвердить сохранение оптимального состояния дисперсии.Then, after adding 5 ml of acetonitrile to 1 ml of the resulting dispersion of surface-modified nanodiamond, the mixture was stirred for 5 minutes in an ultrasonic cleaner, and the appearance after one day's aging was observed to establish the optimal state of the dispersion, which was maintained. In addition, in the case where N-methylpyrrolidone is used instead of acetonitrile, the same procedure is carried out to successfully confirm the maintenance of the optimum state of the dispersion.

[0115][0115]

Пример 6Example 6

Наноалмазные частицы и содержащий полиоксиалкиленовую цепочку силановый связующий агент вводят в реакцию с помощью ультразвуковой обработки в течение 15 час таким же способом, как в примере 1, за исключением использования 8 г содержащего полиоксиалкиленовую цепочку силанового связующего агента ([(MeO)3SiC3H6NHC(=O)-PPG-PEG], окончание: алифатическая углеводородная группа; среднечисленная молекулярная масса в виде полиоксиалкилена: 550; связанная форма PPG и PEG: блок), синтезированного с использованием 10 ммоль «UNIOX M-550» (торговое название, от компании NOF Corporation) вместо 10 ммоль «UNIOX M-1000» (торговое название, от компании NOF Corporation), используемого при модификации примера 1, и использования 15 см3 тетрагидрофурана вместо 15 см3 метилэтилкетона. После ультразвуковой обработки в течение 15 час полученную дисперсию подвергают центрифугированию в условиях 13000 g в течение 15 мин, получают надосадочную жидкость. Медианный размер (размер частиц D50) поверхностно-модифицированных наноалмазных частиц, измеренный вышеупомянутым методом, равен 48 нм.The nanodiamond particles and the polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent were reacted by sonication for 15 hours in the same manner as in Example 1, except for using 8 g of the polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent ([(MeO) 3 SiC 3 H 6 NHC(=O)-PPG-PEG], ending: aliphatic hydrocarbon group; number average molecular weight as polyoxyalkylene: 550; bound form of PPG and PEG: block), synthesized using 10 mM "UNIOX M-550" (trade name, from NOF Corporation) instead of 10 mmol "UNIOX M-1000" (trade name, from NOF Corporation) used in the modification of example 1, and using 15 cm 3 tetrahydrofuran instead of 15 cm 3 methyl ethyl ketone. After ultrasonic treatment for 15 hours, the resulting dispersion is centrifuged at 13,000 g for 15 minutes to obtain a supernatant. The median size (particle size D50) of surface-modified nanodiamond particles measured by the above method is 48 nm.

[0116][0116]

Затем после добавления 5 мл ацетонитрила к 1 мл полученной дисперсии поверхностно-модифицированного наноалмаза смесь перемешивают в течение 5 мин в ультразвуковом очистителе и наблюдают за внешним видом после выдерживания в течение одного дня, чтобы установить оптимальное состояние дисперсии, которое сохраняется. Кроме того, в случае, где N-метилпирролидон используют вместо ацетонитрила, проводят такую же процедуру, чтобы успешно подтвердить сохранение оптимального состояния дисперсии.Then, after adding 5 ml of acetonitrile to 1 ml of the resulting dispersion of surface-modified nanodiamond, the mixture was stirred for 5 minutes in an ultrasonic cleaner, and the appearance after one day's aging was observed to establish the optimal state of the dispersion, which was maintained. In addition, in the case where N-methylpyrrolidone is used instead of acetonitrile, the same procedure is carried out to successfully confirm the maintenance of the optimum state of the dispersion.

[0117][0117]

Пример 7Example 7

Наноалмазные частицы и содержащий полиоксиалкиленовую цепочку силановый связующий агент вводят в реакцию с помощью ультразвуковой обработки в течение 15 час таким же способом, как в примере 1, за исключением использования 4 г содержащего полиоксиалкиленовую цепочку силанового связующего агента ([(MeO)3SiC3H6NHC(=O)-PPG-PEG], окончание: алифатическая углеводородная группа; среднечисленная молекулярная масса в виде полиоксиалкилена: 1000; связанная форма PPG и PEG: блок), синтезированного с использованием 10 ммоль «UNILUBE 50MB-11» (торговое название, от компании NOF Corporation) вместо 10 ммоль «UNIOX M-1000» (торговое название, от компании NOF Corporation), используемого при модификации примера 1. После ультразвуковой обработки в течение 15 час полученную дисперсию подвергают центрифугированию в условиях 13000 g в течение 15 мин, получают надосадочную жидкость. Медианный размер (размер частиц D50) поверхностно-модифицированных наноалмазных частиц, измеренный вышеупомянутым методом, равен 63 нм.The nanodiamond particles and the polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent were reacted by sonication for 15 hours in the same manner as in Example 1, except for using 4 g of the polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent ([(MeO) 3 SiC 3 H 6 NHC(=O)-PPG-PEG], ending: aliphatic hydrocarbon group; number average molecular weight as polyoxyalkylene: 1000; bound form of PPG and PEG: block), synthesized using 10 mM "UNILUBE 50MB-11" (trade name, from NOF Corporation) instead of 10 mmol "UNIOX M-1000" (trade name, from NOF Corporation) used in the modification of example 1. After ultrasonic treatment for 15 hours, the resulting dispersion was subjected to centrifugation at 13,000 g for 15 minutes, get the supernatant. The median size (particle size D50) of surface-modified nanodiamond particles measured by the above method is 63 nm.

[0118][0118]

Затем после добавления 5 мл ацетонитрила к 1 мл полученной дисперсии поверхностно-модифицированного наноалмаза смесь перемешивают в течение 5 мин в ультразвуковом очистителе и наблюдают за внешним видом после выдерживания в течение одного дня, чтобы установить оптимальное состояние дисперсии, которое сохраняется. Кроме того, в случае, где N-метил-пирролидон используют вместо ацетонитрила, проводят такую же процедуру, чтобы успешно подтвердить сохранение оптимального состояния дисперсии.Then, after adding 5 ml of acetonitrile to 1 ml of the resulting dispersion of surface-modified nanodiamond, the mixture was stirred for 5 minutes in an ultrasonic cleaner, and the appearance after one day's aging was observed to establish the optimal state of the dispersion, which was maintained. In addition, in the case where N-methyl-pyrrolidone is used instead of acetonitrile, the same procedure is carried out to successfully confirm that the dispersion state is maintained in an optimal state.

[0119][0119]

Пример 8Example 8

Наноалмазные частицы и содержащий полиоксиалкиленовую цепочку силановый связующий агент вводят в реакцию с помощью ультразвуковой обработки в течение 15 час таким же способом, как в примере 1, за исключением использования 3 г «Dynasylan 4150» (торговое название, от компании Evonik Industries, [(MeO)3SiC3H6-PEG], окончание: алифатическая углеводородная группа; среднечисленная молекулярная масса в виде полиоксиалкилена: 500) вместо 8 г содержащего полиоксиалкиленовую цепочку силанового связующего агента, используемого в примере 1, и использования 15 см3 тетрагидрофурана вместо 15 см3 метилэтилкетона. После ультразвуковой обработки в течение 15 час полученную дисперсию подвергают центрифугированию в условиях 13000 g в течение 15 мин получают надосадочную жидкость. Медианный размер (размер частиц D50) поверхностно-модифицированных наноалмазных частиц, измеренный вышеупомянутым методом, равен 140 нм.The nanodiamond particles and the polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent were reacted by sonication for 15 hours in the same manner as in Example 1, except for using 3 g of "Dynasylan 4150" (trade name, from Evonik Industries, [(MeO ) 3 SiC 3 H 6 -PEG] ending: aliphatic hydrocarbon group; number average molecular weight as polyoxyalkylene: 500) instead of 8 g of the polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent used in Example 1 and using 15 cm 3 of tetrahydrofuran instead of 15 cm 3 methyl ethyl ketone. After ultrasonic treatment for 15 hours, the resulting dispersion is subjected to centrifugation at 13,000 g for 15 minutes to obtain a supernatant. The median size (particle size D50) of surface-modified nanodiamond particles measured by the above method is 140 nm.

[0120][0120]

Затем после добавления 5 мл ацетонитрила к 1 мл полученной дисперсии поверхностно-модифицированного наноалмаза смесь перемешивают в течение 5 мин в ультразвуковом очистителе, и наблюдают за внешним видом после выдерживания в течение одного дня, чтобы установить оптимальное состояние дисперсии, которое сохраняется. Кроме того, в случае, где N-метилпирролидон используют вместо ацетонитрила, проводят такую же процедуру, чтобы подтвердить, что НА частицы агрегированы и осаждены.Then, after adding 5 ml of acetonitrile to 1 ml of the resulting dispersion of surface-modified nanodiamond, the mixture was stirred for 5 minutes in an ultrasonic cleaner, and the appearance after one day's aging was observed to establish the optimal state of the dispersion, which was maintained. In addition, in the case where N-methylpyrrolidone is used instead of acetonitrile, the same procedure is carried out to confirm that the HA particles are aggregated and precipitated.

[0121][0121]

Сравнительный пример 1Comparative Example 1

Наноалмазные частицы и содержащий алкильную цепочку силановый связующий агент вводят в реакцию с помощью ультразвуковой обработки в течение 15 час таким же способом, как в примере 1, за исключением использования 1,2 г гексил-триметоксисилана вместо 8 г содержащего полиоксиалкиленовую цепочку силанового связующего агента, используемого в примере 1, и использования 15 см3 тетрагидрофурана вместо 15 см3 метилэтилкетона. После ультразвуковой обработки в течение 15 час полученную дисперсию подвергают центрифугированию в условиях 13000 g в течение 15 мин, получают надосадочную жидкость. Медианный размер (размер частиц D50) поверхностно-модифицированных наноалмазных частиц, измеренный вышеупомянутым методом, равен 21 нм.The nanodiamond particles and the alkyl chain-containing silane coupling agent were reacted by sonication for 15 hours in the same manner as in Example 1, except for using 1.2 g of hexyl-trimethoxysilane instead of 8 g of the polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent used in example 1, and using 15 cm 3 tetrahydrofuran instead of 15 cm 3 methyl ethyl ketone. After ultrasonic treatment for 15 hours, the resulting dispersion is centrifuged at 13,000 g for 15 minutes to obtain a supernatant. The median size (particle size D50) of surface-modified nanodiamond particles measured by the above method is 21 nm.

[0122][0122]

Затем после добавления 5 мл ацетонитрила к 1 мл полученной дисперсии поверхностно-модифицированного наноалмаза смесь перемешивают в течение 5 мин в ультразвуковом очистителе и наблюдают за внешним видом после выдерживания в течение одного дня, чтобы подтвердить, что НА частицы агрегированы и осаждены. Кроме того, в случае, где N-метилпирролидон используют вместо ацетонитрила, проводят такую же процедуру, чтобы подтвердить, что НА частицы агрегированы и осаждены.Then, after adding 5 ml of acetonitrile to 1 ml of the obtained surface-modified nanodiamond dispersion, the mixture was stirred for 5 minutes in an ultrasonic cleaner, and the appearance after one day's aging was observed to confirm that the HA particles were aggregated and deposited. In addition, in the case where N-methylpyrrolidone is used instead of acetonitrile, the same procedure is carried out to confirm that the HA particles are aggregated and precipitated.

[0123][0123]

Диаметр частиц D50Particle diameter D50

Медианные размеры (размеры частиц D50) наноалмазных дисперсий в соответствии с примерами и сравнительными примерами, полученных, как описано выше, измеряют из распределений наноалмазных частиц по размерам, полученных с помощью метода динамического рассеяния света. Более конкретно, распределения наноалмазных частиц по размерам определяют методом динамического рассеяния света (бесконтактный метод обратного рассеяния) с помощью прибора «Zetasizer Nano ZS» (торговое название), доступного от компании Malvern Panalytical Ltd.The median sizes (particle sizes D50) of the nanodiamond dispersions according to the Examples and Comparative Examples obtained as described above are measured from the nanodiamond particle size distributions obtained by the dynamic light scattering method. More specifically, nanodiamond particle size distributions are determined by dynamic light scattering (non-contact backscattering method) using a "Zetasizer Nano ZS" (trade name) available from Malvern Panalytical Ltd.

[0124][0124]

Суммируя вышесказанное, ниже описаны конфигурации настоящего изобретения и его варианты.In summary, the configurations of the present invention and variations thereof are described below.

[Примечание 1] Поверхностно-модифицированный наноалмаз, включающий наноалмазную частицу и модифицирующую поверхность группу, имеющую полиоксиалкиленовую цепочку и атом кремния, в котором наноалмазная частица поверхностно модифицирована с помощью модифицирующей поверхность группы.[Note 1] A surface-modified nanodiamond comprising a nanodiamond particle and a surface-modifying group having a polyoxyalkylene chain and a silicon atom, in which the nanodiamond particle is surface-modified with a surface-modifying group.

[Примечание 2] Поверхностно-модифицированный наноалмаз в соответствии с примечанием 1, в котором в модифицирующей поверхность группе атом кремния присутствует в виде связи Si-O.[Note 2] The surface-modified nanodiamond according to Note 1, in which the silicon atom is present as a Si-O bond in the surface-modifying group.

[Примечание 3] Поверхностно-модифицированный наноалмаз в соответствии с примечанием 1 или 2, в котором атом кремния имеет структуру, связанную с наноалмазной частицей, с атомом кислорода, вставленным между ними.[Note 3] A surface-modified nanodiamond according to Note 1 or 2, in which the silicon atom has a structure associated with the nanodiamond particle, with an oxygen atom inserted between them.

[Примечание 4] Поверхностно-модифицированный наноалмаз в соответствии с любым из примечаний 1-3, в котором полиоксиалкиленовая цепочка включает одну или несколько групп, выбираемых из группы, состоящей из полиэтиленгликолевой цепочки, полипропиленгликолевой цепочки, политетраметиленгликолевой цепочки и полибутиленгликолевой цепочки.[Note 4] The surface-modified nanodiamond according to any one of Notes 1 to 3, wherein the polyoxyalkylene chain includes one or more groups selected from the group consisting of a polyethylene glycol chain, a polypropylene glycol chain, a polytetramethylene glycol chain, and a polybutylene glycol chain.

[Примечание 5] Поверхностно-модифицированный наноалмаз в соответствии с любым из примечаний 1-4, в котором модифицирующая поверхность группа имеет структуру с окончанием полиоксиалкиленовой цепочки, закрытым алифатической углеводородной группой.[Note 5] The surface-modified nanodiamond according to any one of Notes 1 to 4, wherein the surface-modifying group has a structure with a polyoxyalkylene chain end closed with an aliphatic hydrocarbon group.

[Примечание 6] Поверхностно-модифицированный наноалмаз в соответствии с примечанием 5, в котором алифатическая углеводородная группа представляет собой алифатическую углеводородную группу, имеющую от 1 до 10 атомов углерода (предпочтительно алифатическую углеводородную группу, имеющую от 1 до 6 атомов углерода, более предпочтительно линейную или разветвленную алкильную группу).[Note 6] The surface-modified nanodiamond according to Note 5, wherein the aliphatic hydrocarbon group is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms (preferably an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably linear or branched alkyl group).

[Примечание 7] Поверхностно-модифицированный наноалмаз в соответствии с любым из примечаний 1-6, в котором модифицирующая поверхность группа включает уретановую связь.[Note 7] The surface-modified nanodiamond according to any one of Notes 1 to 6, wherein the surface-modifying group includes a urethane bond.

[Примечание 8] Поверхностно-модифицированный наноалмаз в соответствии с примечанием 7, имеющий уретановая связь между атомом кремния и полиоксиалкиленовой цепочкой в модифицирующей поверхность группе.[Note 8] A surface-modified nanodiamond according to Note 7 having a urethane bond between a silicon atom and a polyoxyalkylene chain in the surface-modifying group.

[Примечание 9] Поверхностно-модифицированный наноалмаз в соответствии с любым из примечаний 1-8, в котором полиоксиалкиленовая цепочка в модифицирующей поверхность группе имеет, в виде полиоксиалкилена, среднечисленную молекулярную массу 100 или больше (например, от 100 до 10000}, предпочтительно 200 или больше (например, от 200 до 5000), более предпочтительно 300 или больше (например, от 300 до 4000), даже более предпочтительно 400 или больше (например, от 400 до 2500), особенно предпочтительно 500 или больше (например, от 500 до 3000).[Note 9] The surface-modified nanodiamond according to any one of Notes 1 to 8, wherein the polyoxyalkylene chain in the surface-modifying group has, as polyoxyalkylene, a number average molecular weight of 100 or more (e.g., 100 to 10,000}, preferably 200 or more (e.g. 200 to 5000), more preferably 300 or more (e.g. 300 to 4000), even more preferably 400 or more (e.g. 400 to 2500), particularly preferably 500 or more (e.g. 500 to 3000).

[Примечание 10] Поверхностно-модифицированный наноалмаз в соответствии с любым из примечаний 1-9, в котором средняя степень полимеризации (среднечисленная степень полимеризации) оксиалкиленовых групп в полиоксиалкиленовой цепочке составляет от 2 до 50 (предпочтительно от 4 до 45, более предпочтительно от 6 до 40).[Note 10] The surface-modified nanodiamond according to any one of Notes 1 to 9, wherein the average polymerization degree (number average polymerization degree) of the oxyalkylene groups in the polyoxyalkylene chain is 2 to 50 (preferably 4 to 45, more preferably 6 to 40).

[Примечание 11] Поверхностно-модифицированный наноалмаз в соответствии с любым из примечаний 1-10, в котором модифицирующая поверхность группа представляет собой одну или несколько групп, выбираемых из группы, состоящей из групп, представленных формулой (1), групп, представленных формулой (2), и групп, представленных формулой (3):[Note 11] The surface-modified nanodiamond according to any one of Notes 1 to 10, wherein the surface-modifying group is one or more groups selected from the group consisting of groups represented by formula (1), groups represented by formula (2 ), and groups represented by formula (3):

[Химическая формула 1][Chemical Formula 1]

Figure 00000001
Figure 00000001

где в формулах (1)-(3) R1 означает атом водорода или алифатическую углеводородную группу,where in formulas (1)-(3) R 1 means a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group,

R2 означает алкиленовую группу, и, когда их несколько, любые R2 могут быть одинаковыми или разными,R 2 is an alkylene group, and when there is more than one, any R 2 may be the same or different,

каждый из R3 и R4, которые могут быть одинаковыми или разными, означает атом водорода, алифатическую углеводородную группу, имеющую от 1 до 3 атомов углерода, или группу, представленную ниже формулой (a),each of R 3 and R 4 , which may be the same or different, represents a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, or a group represented by formula (a) below,

X означает простую связь или связующую группу,X means a single bond or linking group,

n означает целое число 2 или больше,n means integer 2 or more,

связи, показанные волнистой линией в формулах (1)-(3), присоединены к поверхности наноалмазной частицы:the bonds shown by the wavy line in formulas (1)-(3) are attached to the surface of the nanodiamond particle:

[Химическая формула 2][Chemical Formula 2]

Figure 00000002
Figure 00000002

где в формуле (a) RA означает фрагмент [-X-(O-R2)n-OR1] в формулах (1)-(3), упомянутых выше,where in the formula (a) R A means the fragment [-X-(OR 2 )n-OR 1 ] in the formulas (1)-(3) mentioned above,

каждый из R5 и R6, которые могут быть одинаковыми или разными, означает атом водорода или алифатическую углеводородную группу, имеющую от 1 до 3 атомов углерода,each of R 5 and R 6 , which may be the same or different, represents a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms,

каждый из l и m, которые могут быть одинаковыми или разными, означает целое число 0 или больше,each of l and m, which may be the same or different, means an integer 0 or greater,

связь, проходящая влево от атома кремния, соединяется с атомом кислорода,the bond to the left of the silicon atom connects to the oxygen atom,

связь, показанная волнистой линией в формуле (a), соединена с поверхностью наноалмазной частицы,the bond shown by the wavy line in formula (a) is connected to the surface of the nanodiamond particle,

порядок связывания составляющего звена, обозначенного l, и составляющего звена, обозначенного m, не ограничен,the order of linking the component link, designated l, and the component link, designated m, is not limited,

в случае, где один из l и m представляет собой целое число 1 или больше, тогда как другой представляет собой целое число 2 или больше, способ связывания для составляющего звена, обозначенного l, и составляющего звена, обозначенного m, может быть любым из статистического, чередующегося и блочного.in the case where one of l and m is an integer of 1 or more, while the other is an integer of 2 or more, the linking method for the component indicated by l and the component indicated by m may be any of statistical, alternating and block.

[Примечание 12] Поверхностно-модифицированный наноалмаз в соответствии с примечанием 11, в котором вышеупомянутый X включает уретановую связь.[Note 12] The surface-modified nanodiamond according to Note 11, wherein the aforementioned X includes a urethane bond.

[Примечание 13] Поверхностно-модифицированный наноалмаз в соответствии с любым из примечаний 1-12, в котором наноалмазная частица включает наноалмаз, полученный детонационным способом (предпочтительно наноалмаз, полученный детонационным способом с воздушным охлаждением).[Note 13] The surface modified nanodiamond according to any one of Notes 1 to 12, wherein the nanodiamond particle includes a detonation nanodiamond (preferably an air-cooled detonation nanodiamond).

[Примечание 14] Поверхностно-модифицированный наноалмаз в соответствии с любым из примечаний 1-13, в котором a размер частиц (D50) составляет 400 нм или меньше (предпочтительно 300 нм или меньше, более предпочтительно 100 нм или меньше, даже более предпочтительно 50 нм или меньше).[Note 14] The surface-modified nanodiamond according to any one of Notes 1 to 13, wherein a particle size (D50) is 400 nm or less (preferably 300 nm or less, more preferably 100 nm or less, even more preferably 50 nm or less).

[Примечание 15] Поверхностно-модифицированный наноалмаз в соответствии с любым из примечаний 1-14, в котором размер частиц (D90) составляет 500 нм или меньше (предпочтительно 180 нм или меньше, более предпочтительно 170 нм или меньше).[Note 15] The surface-modified nanodiamond according to any one of Notes 1 to 14, wherein the particle size (D90) is 500 nm or less (preferably 180 nm or less, more preferably 170 nm or less).

[Примечание 16] Композит поверхностно-модифицированного наноалмаза, включающий поверхностно-модифицированный наноалмаз, описанный в любом из примечаний 1-15, и диоксид циркония, прикрепленный к поверхностно-модифицированному наноалмазу.[Note 16] A surface-modified nanodiamond composite comprising the surface-modified nanodiamond described in any one of Notes 1 to 15 and zirconia attached to the surface-modified nanodiamond.

[Примечание 17] Дисперсная композиция наноалмаза, включающая дисперсионную среду и поверхностно-модифицированный наноалмаз, описанный в любом из примечаний 1-15, причем поверхностно-модифицированный наноалмаз диспергирован в дисперсионной среде.[Note 17] A dispersed nanodiamond composition comprising a dispersion medium and a surface-modified nanodiamond described in any one of Notes 1 to 15, wherein the surface-modified nanodiamond is dispersed in the dispersion medium.

[Примечание 18] Дисперсная композиция наноалмаза в соответствии с примечанием 17, также включающая диоксид циркония.[Note 18] The nanodiamond particulate composition according to Note 17, also including zirconia.

[Примечание 19] Способ производства поверхностно-модифицированного наноалмаза, описанного в любом из примечаний 1-15, и этот способ включает модификацию путем введения наноалмазной частицы в реакцию с содержащим полиоксиалкиленовую цепочку силановым связующим агентом.[Note 19] The method for producing the surface-modified nanodiamond described in any one of Notes 1 to 15, and this method includes modification by reacting the nanodiamond particle with a polyoxyalkylene chain-containing silane coupling agent.

Список ссылочных позицийList of reference positions

[0125][0125]

1 Поверхностно-модифицированный наноалмаз1 Surface modified nanodiamond

2 Наноалмазная частица2 Nanodiamond particle

3 Модифицирующая поверхность группа в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения3 Surface modifying group according to an embodiment of the present invention

4 Содержащая полиоксиалкиленовую цепочку группа.4 Polyoxyalkylene chain containing group.

Claims (26)

1. Поверхностно-модифицированный наноалмаз, содержащий наноалмазные частицы и модифицирующие поверхность группы, имеющие полиоксиалкиленовую цепочку и атом кремния, где наноалмазные частицы поверхностно модифицированы с помощью модифицирующих поверхность групп.1. A surface-modified nanodiamond containing nanodiamond particles and surface-modifying groups having a polyoxyalkylene chain and a silicon atom, where the nanodiamond particles are surface-modified with surface-modifying groups. 2. Поверхностно-модифицированный наноалмаз по п. 1, в котором модифицирующая поверхность группа содержит уретановую связь.2. Surface-modified nanodiamond according to claim 1, wherein the surface-modifying group contains a urethane bond. 3. Поверхностно-модифицированный наноалмаз по п. 1 или 2, в котором полиоксиалкиленовая цепочка в модифицирующей поверхность группе имеет среднечисленную молекулярную массу 500 или больше в виде полиоксиалкилена.3. A surface modified nanodiamond according to claim 1 or 2, wherein the polyoxyalkylene chain in the surface modifying group has a number average molecular weight of 500 or more as a polyoxyalkylene. 4. Поверхностно-модифицированный наноалмаз по п. 1 или 3, в котором модифицирующая поверхность группа представляет собой одну или несколько групп, выбираемых из группы, состоящей из групп, представленных формулой (1), групп, представленных формулой (2), и групп, представленных формулой (3):4. The surface-modified nanodiamond according to claim 1 or 3, wherein the surface-modifying group is one or more groups selected from the group consisting of groups represented by formula (1), groups represented by formula (2), and groups represented by formula (3):
Figure 00000004
Figure 00000004
где в формулах (1)-(3)where in formulas (1)-(3) R1 означает атом водорода или алифатическую углеводородную группу,R 1 means a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group, R2 означает алкиленовую группу, и, когда их несколько, любые R2 могут быть одинаковыми или разными,R 2 is an alkylene group, and when there is more than one, any R 2 may be the same or different, каждый из R3 и R4, которые могут быть одинаковыми или разными, означает атом водорода, алифатическую углеводородную группу, имеющую от 1 до 3 атомов углерода, или группу, представленную формулой (a),each of R 3 and R 4 , which may be the same or different, represents a hydrogen atom, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, or a group represented by formula (a), X означает простую связь или связующую группу, или связующую группу, которая представляет собой двухвалентную углеводородную группу, уретановую связь, карбонильную группу, простую эфирную связь, сложноэфирную связь, карбонатную группу, амидную группу и группу, в которой соединены одна или несколько групп и связей,X means a simple bond or a linking group, or a linking group that is a divalent hydrocarbon group, a urethane bond, a carbonyl group, an ether bond, an ester bond, a carbonate group, an amide group, and a group in which one or more groups and bonds are connected, n означает целое число 2 или больше, иn means an integer 2 or more, and связи, показанные волнистой линией в формулах (1)-(3), присоединены к поверхности наноалмазной частицы;the bonds shown by the wavy line in formulas (1)-(3) are attached to the surface of the nanodiamond particle;
Figure 00000005
Figure 00000005
где в формуле (a)where in formula (a) RA означает фрагмент [-X-(O-R2)n-OR1] формул (1)-(3),R A means a fragment [-X-(OR 2 )n-OR 1 ] of formulas (1)-(3), каждый из R5 и R6, которые могут быть одинаковыми или разными, означает атом водорода или алифатическую углеводородную группу, имеющую от 1 до 3 атомов углерода,each of R 5 and R 6 , which may be the same or different, represents a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, каждый из l и m, которые могут быть одинаковыми или разными, означает целое число 0 или больше,each of l and m, which may be the same or different, means an integer 0 or greater, связь, проходящая влево от атома кремния, соединена с атомом кислорода,the bond to the left of the silicon atom is connected to the oxygen atom, связь, показанная волнистой линией в формуле (a), связана с поверхностью наноалмазной частицы,the bond shown by the wavy line in formula (a) is associated with the surface of the nanodiamond particle, порядок связывания составляющего звена, обозначенного l, и составляющего звена, обозначенного m, не ограничен, иthe linking order of the subunit denoted l and the subunit denoted m is not limited, and в случае, где один из l и m представляет собой целое число 1 или больше, тогда как другой представляет собой целое число 2 или больше, способ связывания для составляющего звена, обозначенного l, и составляющего звена, обозначенного m, может быть любым из статистического, чередующегося и блочного.in the case where one of l and m is an integer of 1 or more, while the other is an integer of 2 or more, the linking method for the component indicated by l and the component indicated by m may be any of statistical, alternating and block. 5. Поверхностно-модифицированный наноалмаз по п. 4, в котором X содержит уретановую связь.5. Surface-modified nanodiamond according to claim 4, wherein X contains a urethane bond. 6. Композит поверхностно-модифицированного наноалмаза, содержащий поверхностно-модифицированный наноалмаз по любому из пп. 1-5 и диоксид циркония, прикрепленный к поверхностно-модифицированному наноалмазу.6. Composite surface-modified nanodiamond containing surface-modified nanodiamond according to any one of paragraphs. 1-5 and zirconia attached to a surface-modified nanodiamond. 7. Дисперсная композиция наноалмаза, содержащая дисперсионную среду и поверхностно-модифицированный наноалмаз по любому из пп. 1-5, причем поверхностно-модифицированный наноалмаз диспергирован в дисперсионной среде.7. Dispersed nanodiamond composition containing a dispersion medium and a surface-modified nanodiamond according to any one of paragraphs. 1-5, and the surface-modified nanodiamond is dispersed in a dispersion medium. 8. Дисперсная композиция наноалмаза по п. 7, дополнительно содержащая диоксид циркония.8. Dispersed nanodiamond composition according to claim 7, additionally containing zirconium dioxide. 9. Способ производства поверхностно-модифицированного наноалмаза по любому из пп. 1-5, включающий модификацию путем введения наноалмазной частицы в реакцию с содержащим полиоксиалкиленовую цепочку силановым связующим агентом.9. Method for the production of surface-modified nanodiamond according to any one of paragraphs. 1-5, including modification by introducing a nanodiamond particle into a reaction with a silane coupling agent containing a polyoxyalkylene chain.
RU2021122427A 2019-03-06 2020-02-10 Surface-modified nanodiamond, a dispersed composition of nanodiamonds and a method for the production of surface-modified nanodiamond RU2780325C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-040189 2019-03-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2780325C1 true RU2780325C1 (en) 2022-09-21

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010202458A (en) * 2009-03-03 2010-09-16 Daicel Chem Ind Ltd Surface-modified nanodiamond and production method of the same
US20110172132A1 (en) * 2010-01-12 2011-07-14 Branson Blake T Materials comprising deaggregated diamond nanoparticles
JP2012082103A (en) * 2010-10-12 2012-04-26 Shiga Univ Of Medical Science Surface-modified nanodiamond with controlled size
RU2668437C2 (en) * 2013-05-31 2018-10-01 Карбодеон Лтд Ой Zeta positive hydrogenated nanodiamond powder, zeta positive single-digit hydrogenated nanodiamond dispersion and methods for producing same
WO2018186382A1 (en) * 2017-04-07 2018-10-11 株式会社ダイセル Surface-modified nanodiamond, surface-modified nanodiamond dispersion liquid, and resin dispersion
RU2676975C2 (en) * 2015-12-22 2019-01-14 Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" (АО "НИФХИ им. Л.Я. Карпова") Method for functionalization of surface of detonation nanodiamonds

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010202458A (en) * 2009-03-03 2010-09-16 Daicel Chem Ind Ltd Surface-modified nanodiamond and production method of the same
US20110172132A1 (en) * 2010-01-12 2011-07-14 Branson Blake T Materials comprising deaggregated diamond nanoparticles
JP2012082103A (en) * 2010-10-12 2012-04-26 Shiga Univ Of Medical Science Surface-modified nanodiamond with controlled size
RU2668437C2 (en) * 2013-05-31 2018-10-01 Карбодеон Лтд Ой Zeta positive hydrogenated nanodiamond powder, zeta positive single-digit hydrogenated nanodiamond dispersion and methods for producing same
RU2676975C2 (en) * 2015-12-22 2019-01-14 Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" (АО "НИФХИ им. Л.Я. Карпова") Method for functionalization of surface of detonation nanodiamonds
WO2018186382A1 (en) * 2017-04-07 2018-10-11 株式会社ダイセル Surface-modified nanodiamond, surface-modified nanodiamond dispersion liquid, and resin dispersion

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
НЕВЕРОВСКАЯ А.Ю. и др., Структура дисперсионной среды и седиментационная устойчивость суспензий наноалмазов детонационного синтеза, Физика твёрдого тела, 2004, т. 46, вып. 4, с. 646-648. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2020232494B2 (en) Surface-modified nanodiamond, nanodiamond dispersion composition, and surface-modified nanodiamond production method
JP7094267B2 (en) Surface-modified nanodiamonds, surface-modified nanodiamond dispersions, and resin dispersions
JP7094283B2 (en) Surface-modified nanodiamonds, dispersions containing surface-modified nanodiamonds, and resin dispersions
Etmimi et al. Synthesis and characterization of polystyrene‐graphite nanocomposites via surface RAFT‐mediated miniemulsion polymerization
CN113993612B (en) Surface modified nanodiamond and method for producing surface modified nanodiamond
RU2780325C1 (en) Surface-modified nanodiamond, a dispersed composition of nanodiamonds and a method for the production of surface-modified nanodiamond
CN116761779A (en) Nanodiamond dispersion composition
WO2020095581A1 (en) Nanodiamond-dispersed composition
TWI845495B (en) Nanodiamond particles-deispersed liquid
WO2023022238A1 (en) Nanodiamond aqueous dispersion
TW202235367A (en) Method of manufacturing nanodiamond dispersion composition and nanodiamond dispersion composition