JP3259005B2 - Dispersant, surface-treated fine particles and method of using dispersant - Google Patents

Dispersant, surface-treated fine particles and method of using dispersant

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JP3259005B2 JP18657990A JP18657990A JP3259005B2 JP 3259005 B2 JP3259005 B2 JP 3259005B2 JP 18657990 A JP18657990 A JP 18657990A JP 18657990 A JP18657990 A JP 18657990A JP 3259005 B2 JP3259005 B2 JP 3259005B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、分散剤に関し、更に詳しくは、有機媒体、
ポリマー等の媒体に、微粒子状物質、例えば充填剤、補
強剤、磁性粉、顔料等の無機微粒子、または有機顔料や
単繊維チョップ等の有機微粒子を均一に分散させ、かつ
再凝集を防止するための分散剤に関する。
The present invention relates to a dispersant, and more particularly, to an organic medium,
In a medium such as a polymer, a fine particle substance, for example, a filler, a reinforcing agent, a magnetic powder, an inorganic fine particle such as a pigment, or an organic fine particle or an organic fine particle such as a single fiber chop to uniformly disperse and prevent reaggregation. Of a dispersant.

また、本発明は、分散剤の使用方法に関する。 The invention also relates to the use of the dispersant.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

塗料や印刷インキなどの各種の被覆用組成物におい
て、酸化チタンや酸化亜鉛等の粒子状の無機物質が顔料
として配合されており、また、粒子状の有機物質が顔料
や塗膜改質剤として用いられている。ゴムやプラスチッ
ク等のポリマーには、炭酸カルシウムやシリカ等の無機
物質が補強剤や充填剤として用いられ、また、単繊維の
チョップ、粒状ポリマーなどの有機微粒子が補強剤、表
面処理剤として配合されている。
In various coating compositions such as paints and printing inks, particulate inorganic substances such as titanium oxide and zinc oxide are blended as pigments, and particulate organic substances are used as pigments and coating modifiers. Used. Inorganic substances such as calcium carbonate and silica are used as reinforcing agents and fillers in polymers such as rubber and plastics, and organic fine particles such as single fiber chops and granular polymers are compounded as reinforcing agents and surface treatment agents. ing.

このように、有機媒体やポリマー中に、粒子状無機物
質や有機微粒子を配合することは、広範な分野において
行なわれている。
As described above, the compounding of a particulate inorganic substance and organic fine particles into an organic medium and a polymer has been performed in a wide range of fields.

ところで、いずれの場合にも、高性能を得るには、有
機媒体またはポリマー中に、微粒子状無機物質あるいは
有機微粒子を均一に分散させることが必要である。そこ
で、分散性あるいは両者の界面での接着性等を改善する
目的で、種々の分散剤やカップリング剤が提案されてい
る。
In any case, in order to obtain high performance, it is necessary to uniformly disperse the particulate inorganic substance or the organic fine particles in the organic medium or the polymer. Therefore, various dispersants and coupling agents have been proposed for the purpose of improving the dispersibility or the adhesion at the interface between the two.

それらの中には、例えば、シランカップリング剤やチ
タンカップリング剤あるいは脂肪酸の金属塩等がある。
これらの化合物の使用により微粒子状物質とポリマーと
の界面における接着性等は改善されるが、分散性の向上
作用に関しては充分とはいえず、また、適用可能な微粒
子状物質の種類も限定されるという問題点がある。
Among them are, for example, silane coupling agents, titanium coupling agents, metal salts of fatty acids, and the like.
The use of these compounds improves the adhesiveness at the interface between the particulate matter and the polymer, but does not sufficiently improve the dispersibility, and also limits the types of applicable particulate matter. There is a problem that.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

本発明の目的は、各種の微粒子状無機物質および/ま
たは微粒子状有機物質に対して適用でき、有機媒体ある
いはポリマー等の媒体への微粒子状物質の分散性を改善
する新規な分散剤を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a novel dispersant which can be applied to various kinds of fine inorganic substances and / or fine organic substances, and improves the dispersibility of the fine substances in a medium such as an organic medium or a polymer. It is in.

本発明の他の目的は、上記分散剤で処理され、有機媒
体やポリマー等の媒体への分散性が改善された微粒子状
物質を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a particulate substance which has been treated with the above dispersant and has improved dispersibility in a medium such as an organic medium or a polymer.

また、本発明の目的は、上記分散剤の使用方法を提供
することにある。
Another object of the present invention is to provide a method for using the above dispersant.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究した結
果、分子中(分子鎖中または分子鎖末端)に特定のヘテ
ロ環構造を導入した構造の化合物が、有機媒体またはポ
リマーへの各種無機物質および有機微粒子の分散剤とし
て優れた作用を示すことを見出した。
The present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object. As a result, a compound having a structure in which a specific heterocyclic structure is introduced into a molecule (in a molecular chain or at a terminal of a molecular chain) can be converted into an organic medium or various inorganic compounds into a polymer. They have been found to exhibit excellent action as dispersants for substances and organic fine particles.

また、該化合物は、無機および/または有機微粒子が
添加された系の粘度上昇を抑えるため、加工性、搬送性
あるいは充填性などが改善されることを見出した。
In addition, it has been found that the compound suppresses an increase in the viscosity of a system to which inorganic and / or organic fine particles are added, so that processability, transportability, filling property, and the like are improved.

本発明は、これらの知見に基づいて完成するに至った
ものである。
The present invention has been completed based on these findings.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

かくして、本発明によれば、オキサゾロン基、オキサ
ジニウムイオンおよびオキサゾロニウムイオンから選択
される官能基を有する重合性単量体の重合体を含有する
媒体に微粒子状物質を分散させるための分散剤が提供さ
れる。
Thus, according to the present invention, a dispersant for dispersing a particulate material in a medium containing a polymer of a polymerizable monomer having a functional group selected from oxazolone groups, oxazinium ions and oxazolonium ions Is provided.

また、本発明によれば、該分散剤で表面処理された微
粒子状物質が提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a particulate substance surface-treated with the dispersant.

さらに、本発明によれば、微粒子状物質を該分散剤と
媒体中で混合することを特徴とする分散剤の使用方法が
提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a method for using a dispersant, which comprises mixing the particulate matter with the dispersant in a medium.

以下、本発明の構成について詳述する。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail.

(分散剤) オキサゾロン基含有重合性単量体の重合体 本発明の分散剤は分子中にオキサゾロン基〔一般式
(2)〕を有する重合体であり、これらの基は重合体中
0.01〜10重量%程度含まれているのが好ましい。
(Dispersant) Polymer of oxazolone group-containing polymerizable monomer The dispersant of the present invention is a polymer having an oxazolone group [general formula (2)] in the molecule, and these groups are contained in the polymer.
It is preferably contained in an amount of about 0.01 to 10% by weight.

(式中R1〜R4は水素または置換基を表わす。) オキサジニウムイオンまたはオキサゾロニウムイオン含
有重合性単量体の重合体 本発明の分散剤は分子中にオキサジニウムイオン構造
〔一般式(3)〕またはオキサゾロニウムイオン構造
〔一般式(4)〕を有する重合体であり、これらのイオ
ン構造は重合体中0.01〜10重量%程度含まれているのが
好ましい。
(Wherein, R 1 to R 4 represent hydrogen or a substituent.) Polymer of Oxazinium Ion or Oxazolonium Ion-Containing Polymerizable Monomer The dispersant of the present invention has an oxazinium ion structure [general formula] (3)] or a polymer having an oxazolonium ionic structure [general formula (4)], and the ionic structure is preferably contained in the polymer in an amount of about 0.01 to 10% by weight.

(式中R1〜R4は水素または置換基、R5は置換基、Zは親
電子性基を表わす。) 分散剤の製造方法 本発明の前記の構造を有する分散剤は (1) オキサゾロン基、オキサジニウムイオン含有基
およびオキサゾロニウムイオン含有基を有する重合性単
量体を必要により他の重合性単量体とともに重合する方
法、 (2) 一般式(1)で示されるオキサジン基あるいは
一般式(2)で示されるオキサゾロン基を有する重合体
をアルキル化剤等で処理し、該基中の窒素原子を第4級
アンモニウム化してオキサジニウムイオンあるいはオキ
サゾロニウムイオンを生成せしめる方法等がある。
(Wherein R 1 to R 4 are hydrogen or a substituent, R 5 is a substituent, and Z is an electrophilic group.) Method for producing dispersant The dispersant of the present invention having the above structure is (1) oxazolone A method of polymerizing a polymerizable monomer having a group, an oxazinium ion-containing group and an oxazolonium ion-containing group together with another polymerizable monomer as necessary, (2) an oxazine group represented by the general formula (1) or A method comprising treating a polymer having an oxazolone group represented by the general formula (2) with an alkylating agent or the like, and converting a nitrogen atom in the group into a quaternary ammonium to generate an oxazinium ion or an oxazolonium ion. is there.

オキサジン基を有する重合性単量体としては、2−ビ
ニル−2−オキサジン、2−ビニル−4−メチル−2−
オキサジン、2−ビニル−4−エチル−2−オキサジ
ン、2−イソプロペニル−2−オキサジン、2−イソプ
ロペニル−4−メチル−2−オキサジン、2−イソプロ
ペニル−4−エチル−2−オキサジン、2−イソプロペ
ニル−4,5−ジメチル−2−オキサジン等が挙げられ
る。
Examples of the polymerizable monomer having an oxazine group include 2-vinyl-2-oxazine, 2-vinyl-4-methyl-2-
Oxazine, 2-vinyl-4-ethyl-2-oxazine, 2-isopropenyl-2-oxazine, 2-isopropenyl-4-methyl-2-oxazine, 2-isopropenyl-4-ethyl-2-oxazine, 2 -Isopropenyl-4,5-dimethyl-2-oxazine and the like.

オキサゾロン基を有する重合性単量体としては、2−
ビニル−5−オキサゾロン、2−ビニル−4−メチル−
5−オキサゾロン、2−ビニル−4−エチル−5−オキ
サゾロン、2−イソプロペニル−5−オキサゾロン、2
−イソプロペニル−4−メチル−5−オキサゾロン、2
−イソプロペニル−4−エチル−5−オキサゾロン、2
−イソプロペニル−4,4−ジメチル−5−オキサゾロン
等が挙げられる。
Examples of the polymerizable monomer having an oxazolone group include 2-
Vinyl-5-oxazolone, 2-vinyl-4-methyl-
5-oxazolone, 2-vinyl-4-ethyl-5-oxazolone, 2-isopropenyl-5-oxazolone,
-Isopropenyl-4-methyl-5-oxazolone, 2
-Isopropenyl-4-ethyl-5-oxazolone, 2
-Isopropenyl-4,4-dimethyl-5-oxazolone and the like.

オキサジニウムイオン構造を有する重合性単量体とし
てはN−メチル−2−ビニル−2−オキサジニウム塩、
N−メチル−2−イソプロペニル−2−オキサジニウム
塩、N−メチル−2−ビニル−4−メチル−2−オキサ
ジニウム塩、N−メチル−2−イソプロペニル−4−メ
チル−2−オキサジニウム塩等が挙げられる。
Examples of the polymerizable monomer having an oxazinium ion structure include N-methyl-2-vinyl-2-oxazinium salt,
N-methyl-2-isopropenyl-2-oxazinium salt, N-methyl-2-vinyl-4-methyl-2-oxazinium salt, N-methyl-2-isopropenyl-4-methyl-2-oxazinium salt and the like No.

オキサゾロニウムイオン構造を有する重合性単量体と
しては前記のオキサゾロン基を有する重合性単量体のオ
キサゾロニウムイオン塩等が挙げられる。
Examples of the polymerizable monomer having an oxazolonium ion structure include the oxazolonium ion salts of the above-described polymerizable monomer having an oxazolone group.

これらの単量体とともに必要により使用される単量体
としては、共重合しうるものであれば特に制限されず、
例えばスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシス
チレン等のスチレン系モノマー;アクリル酸、アクリル
酸メチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ステアリル、
メタアクリル酸、メタアクリル酸メチル等のアクリル酸
あるいはメタクリル酸系モノマー;エチレン、プロピレ
ン、塩化ビニル、酢酸ビニル、アクリルアミド、アクリ
ロニトリル、N−ビニルピロリドン等が挙げられ、これ
らの1種または2種以上が用いられる。
The monomer used as required together with these monomers is not particularly limited as long as it can be copolymerized,
For example, styrene monomers such as styrene, p-methylstyrene and p-methoxystyrene; acrylic acid, methyl acrylate, butyl acrylate, stearyl acrylate,
Acrylic acid or methacrylic acid-based monomers such as methacrylic acid and methyl methacrylate; ethylene, propylene, vinyl chloride, vinyl acetate, acrylamide, acrylonitrile, N-vinylpyrrolidone, etc., and one or more of these are used. Used.

重合に用いる重合開始剤としては、通常に用いられる
油溶性の過酸化物系あるいはアゾ系開始剤が利用でき
る。例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、メ
チルエチルケトンパーオキサイド、キユメンハイドロパ
ーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド等の
過酸化物系開始剤、2,2′−アゾビスイソブチロニトリ
ル、2,2′−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリ
ル)、2,2′−アゾビス−2,3,3−トリメチルブチロニト
リル、1,1′−アゾビス−(シクロヘキサン−1−カル
ボニトリル)、4,4′−3アゾビス−4−シアノバレリ
ン酸、ジメチル−2,2′−アゾビスイソブチレート等の
過酸化物系開始剤がある。また、通常のアニオン重合触
媒(例えば有機リチウム化合物等)も使用することがで
きる。
As the polymerization initiator used for the polymerization, oil-soluble peroxide-based or azo-based initiators that are generally used can be used. For example, peroxide initiators such as benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2 '-Azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis-2,3,3-trimethylbutyronitrile, 1,1'-azobis- (cyclohexane-1-carbonitrile), 4, There are peroxide initiators such as 4'-3 azobis-4-cyanovalerate and dimethyl-2,2'-azobisisobutyrate. Further, a usual anion polymerization catalyst (for example, an organic lithium compound or the like) can also be used.

重合溶剤としては過酸化物系開始剤を使用する場合に
は、アセトニトリル、ニトロメタン、トルエン、ベンゼ
ン、キシレン等が、アニオン重合触媒を使用する場合に
は通常該触媒に対して不活性な溶剤が使用される。重合
は通常−20℃〜150℃の温度で行われる。
When a peroxide initiator is used as the polymerization solvent, acetonitrile, nitromethane, toluene, benzene, xylene, or the like is used.When an anion polymerization catalyst is used, a solvent which is generally inert to the catalyst is used. Is done. The polymerization is usually carried out at a temperature between -20C and 150C.

オキサジン基をオキサジニウムイオンにまたオキサゾ
ロン基をオキサゾロニウムイオンにするにはアルキルハ
ライド、p−トルエンスルホン酸メチル、ジメチル硫酸
等のN−アルキル化剤が使用される。なおこの方法によ
り重合体鎖中に該イオンが導入されるが、一部該イオン
が導入されていない官能基が含まれていても構わない。
An N-alkylating agent such as an alkyl halide, methyl p-toluenesulfonate, or dimethyl sulfate is used to convert the oxazine group into an oxazinium ion and the oxazolone group into an oxazolonium ion. Although this ion is introduced into the polymer chain by this method, a functional group to which the ion has not been introduced may be partially contained.

(微粒子状物質) 本発明が対象とする微粒子状物質は粉粒体状、フレー
ク状あるいは繊維状の形状を有する無機及び有機の物質
である。粒径は特に制限しないが、通常、0.1mm以下、
好ましくは0.01〜50μmである。
(Particulate matter) The particulate matter targeted by the present invention is an inorganic or organic substance having a granular form, a flake form or a fibrous form. The particle size is not particularly limited, but is usually 0.1 mm or less,
Preferably it is 0.01 to 50 μm.

無機微粒子の具体例としては、例えば、無機補強材と
しての金属、クレー、カーボンブラック、炭酸カルシウ
ム、硫酸バリウム、シリカ、雲母、ガラスおよびアスベ
スト等;反応性無機材料としての亜鉛、マグネシウム、
鉛、アルミニウム等の金属化合物等。無機顔料としての
二酸化チタン、酸化鉄(ベンガラを含む)、顔料カーボ
ン、クロム酸亜鉛等;無機充填材としての酸化亜鉛、酸
化マグネシウム、酸化アンチモン、バリウムフェライ
ト、ストロンチウムフェライト、酸化ベリリウム、軽
石、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、塩基性
炭酸マグネシウム、ドロマイト、ドーソナイト、硫酸カ
ルシウム、タルク、マイカ、ガラスバルーン、シラスバ
ルーン、ガラスパウダー、ガラス繊維、ケイ酸カルシウ
ム、モンモロナイト、ベントナイト、炭素繊維、チタン
酸バリウム、酸化スズ、ホウ酸亜鉛、炭化ケイ素繊維、
チタン酸ジルコニウム等;が挙げられる。
Specific examples of the inorganic fine particles include, for example, metals as inorganic reinforcing materials, clay, carbon black, calcium carbonate, barium sulfate, silica, mica, glass and asbestos; zinc, magnesium as reactive inorganic materials,
Metal compounds such as lead and aluminum. Titanium dioxide, iron oxide (including redwood), pigment carbon, zinc chromate, etc. as inorganic pigments; zinc oxide, magnesium oxide, antimony oxide, barium ferrite, strontium ferrite, strontium ferrite, beryllium oxide, pumice, hydroxide as inorganic filler Aluminum, magnesium hydroxide, basic magnesium carbonate, dolomite, dawsonite, calcium sulfate, talc, mica, glass balloon, shirasu balloon, glass powder, glass fiber, calcium silicate, montmoronite, bentonite, carbon fiber, barium titanate , Tin oxide, zinc borate, silicon carbide fiber,
And zirconium titanate.

有機微粒子の具体例としては、アントラセン、ピレ
ン、フェロセン、等の低分子量有機化合物、ピッチ等の
石油やナフサの常圧或いは減圧蒸留残さ油分、アスファ
ルテン等;アゾ顔料、媒染染料系レーキ、フタロシアニ
ン系顔料、有機蛍光顔料等の有機顔料;ベンゾグアナミ
ン樹脂、メタクリル酸樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミ
ド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンオキサイ
ド、フェノール系熱硬化性樹脂等の微粒子;アラミド繊
維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維等の単繊維のチ
ョップ等が挙げられる。
Specific examples of the organic fine particles include low molecular weight organic compounds such as anthracene, pyrene, and ferrocene; oils such as pitch and petroleum and naphtha at normal or reduced pressure; asphaltenes; azo pigments, mordant dye lakes, and phthalocyanine pigments And organic pigments such as organic fluorescent pigments; fine particles such as benzoguanamine resin, methacrylic acid resin, silicone resin, polyamide resin, polyester resin, polyphenylene oxide and phenolic thermosetting resin; single fibers such as aramid fiber, polyester fiber and polyamide fiber And the like.

(媒体) 本発明における媒体は上記の微粒子状物質が溶解せ
ず、また相溶しにくいものであれば特に限定されず、液
体ないし固体の媒体が含まれる。具体例としては、水、
テトラヒドロフラン、アセトニトリル、ベンゼン、トル
エン、キシレン、ヘキサン、メチルエチルケトン、アセ
トン、酢酸エチル、アルコール等の各種溶剤;公知のカ
ルナバワックス、モンタンワックス、パラフィンワック
ス、マイクロクリスタリンワックス、酸化ワックス、低
分子量ポリエチレンワックス、低分子量ポリプロピレン
ワックス等の天然又は合成ワックス;各種潤滑油用の礦
油系基油、α−オレフィン系合成基由等;芳香族系、ナ
フテン系、パラフィン系のプロセス油、軽油、作動油;
ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート等の可塑
剤;オリゴマーないし高分子量の重合体類、例えば塩化
ビニル重合体、塩化ビニル・塩化ビニリデン共重合体等
の塩化ビニル系樹脂;酢酸ビニル重合体、エチレン・酢
酸ビニル共重合体、酢酸ビニル・メタアクリル酸メチル
共重合体等のビニルエステル系樹脂;(メタ)アクリル
酸エステル(共)重合体、(メタ)アクリル酸エステル
・アクリロニトリル共重合体、(メタ)アクリル酸エス
テル・スチレン共重合体等の(メタ)アクリル酸エステ
ル系樹脂;ポリスチレン、ABS樹脂、AS樹脂等のスチレ
ン系樹脂、ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン、ポリイ
ソプレン、ポリブタジエンの部分水素化物、ポリイソプ
レンの部分水素化物等のオレフィン系樹脂;ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポ
リエステル等の汎用エンプラ;セルロースアセテート、
ニトロセルロース等のセルロース誘導体;シリコン樹
脂;アクリル樹脂;アルキッド樹脂、フエノール樹脂、
エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン
樹脂;天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、
エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、スチレン
−ブタジエンジ及びトリブロック共重合体、アクリロニ
トリル−ブタジエン共重合体等のエラストマーおよびそ
れらの部分水素化物が挙げられるが、これらの例に限定
されるものではない。
(Medium) The medium in the present invention is not particularly limited as long as the above-mentioned particulate matter does not dissolve or is hardly compatible, and includes a liquid or solid medium. Specific examples include water,
Various solvents such as tetrahydrofuran, acetonitrile, benzene, toluene, xylene, hexane, methyl ethyl ketone, acetone, ethyl acetate, and alcohol; known carnauba wax, montan wax, paraffin wax, microcrystalline wax, oxide wax, low molecular weight polyethylene wax, and low molecular weight Natural or synthetic waxes such as polypropylene wax; mineral base oils for various lubricating oils, α-olefin synthetic bases, etc .; aromatic, naphthenic, paraffinic process oils, light oils, hydraulic oils;
Plasticizers such as dioctyl phthalate and dibutyl phthalate; oligomers or high molecular weight polymers such as vinyl chloride resins, vinyl chloride resins such as vinyl chloride / vinylidene chloride copolymer; vinyl acetate polymers, ethylene / vinyl acetate Polymers, vinyl ester resins such as vinyl acetate / methyl methacrylate copolymer; (meth) acrylate (co) polymer, (meth) acrylate / acrylonitrile copolymer, (meth) acrylate・ (Meth) acrylic ester based resin such as styrene copolymer; styrene based resin such as polystyrene, ABS resin, AS resin, polyethylene, chlorinated polyethylene, polypropylene, polyisobutylene, polybutadiene, polyisoprene, and partially hydrogenated polybutadiene , Partial hydride of polyisoprene, etc. Olefin resins, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyamide, generic engineering plastics such as polyester, cellulose acetate,
Cellulose derivatives such as nitrocellulose; silicone resin; acrylic resin; alkyd resin, phenol resin,
Epoxy resin, unsaturated polyester resin, polyurethane resin; natural rubber, styrene-butadiene copolymer rubber,
Ethylene-propylene-diene copolymer rubber, styrene-butadiene di- and triblock copolymers, elastomers such as acrylonitrile-butadiene copolymers and their partially hydrides, but are not limited to these examples. Absent.

(分散剤の使用方法) 本発明の上記オキサゾロン基、オキサジニウムイオン
含有基またはオキサゾロニウムイオン含有基を有する重
合体を含む分散剤の使用量は、無機及び/又は有機微粒
子(以下、「被分散物」という)を分散させる媒体の種
類、分散剤中のオキサゾロン基、オキサジニウムイオン
含有基またはオキサゾロニウムイオン含有基の含有量等
によって相違するが、通常、被分散物100重量部当たり
少なくとも0.05重量部、好ましくは0.5〜100重量部、更
に好ましくは3〜50重量部である。
(Method of Using Dispersant) The amount of the dispersant containing the oxazolone group, oxazinium ion-containing group or polymer having an oxazolonium ion-containing group of the present invention is determined by the amount of inorganic and / or organic fine particles (hereinafter referred to as “ Dispersion ") varies depending on the type of medium in which the dispersant is dispersed, the content of the oxazolone group in the dispersant, the content of the oxazinium ion-containing group or the oxazolonium ion-containing group, and is usually at least per 100 parts by weight of the dispersion. It is 0.05 parts by weight, preferably 0.5 to 100 parts by weight, and more preferably 3 to 50 parts by weight.

分散剤の使用方法としては、例えば、次のような方法
がある。
As a method of using the dispersant, for example, the following methods are available.

分散剤を媒体中に予め添加し、ついで、被分散物を
添加する方法。
A method in which a dispersant is added to a medium in advance, and then a substance to be dispersed is added.

分散剤を媒体中に、被分散物と共に添加する方法。 A method in which a dispersant is added to a medium together with a substance to be dispersed.

媒体に、被分散物を添加した後、分散剤を添加し、
混合・撹拌する方法。
After adding the material to be dispersed to the medium, the dispersant is added,
Method of mixing and stirring.

50〜300℃の温度条件下に撹拌混合して、予め分散
剤で表面処理した被分散物を媒体に添加する方法。
A method of stirring and mixing under a temperature condition of 50 to 300 ° C., and adding a substance to be dispersed which has been surface-treated with a dispersant in advance to a medium.

予め、本発明の分散剤で表面処理された被分散物を使
用する場合は、本発明の目的が達成される為には分散剤
の被分散物への表面処理量(付着量)、分散剤の分子量
及び前記の官能基の含量等によって差はあるが、少なく
とも1重量%、好ましくは3重量%以上である。
In the case of using an object to be dispersed which has been previously surface-treated with the dispersant of the present invention, in order to achieve the object of the present invention, the amount of the surface treatment (adhesion amount) of the dispersant to the object to be dispersed, the amount of the dispersant Is at least 1% by weight, preferably 3% by weight or more, although there is a difference depending on the molecular weight of the compound and the content of the functional group.

被分散物の分散剤による表面処理方法は、特に限定さ
れないが、不活性な有機溶媒に分散剤を溶解し、この溶
液に被分散物を浸漬する方法、分散剤の溶液あるいは水
などの不活性媒体を用いた懸濁液を被分散物に塗布する
方法、ドライブレンドする方法等が挙げられる。
The surface treatment method of the dispersant with the dispersant is not particularly limited, but a method of dissolving the dispersant in an inert organic solvent and immersing the dispersant in this solution, a dispersant solution or an inert solution such as water. A method of applying a suspension using a medium to an object to be dispersed, a method of dry blending, and the like can be given.

本発明の分散剤および表面処理された被分散物を用い
て、ポリマー中に被分散物が均一に分散した分散体を製
造するには、ポリマーと被分散物とを充分に混合するこ
とが必要である。好ましい混合条件は、ポリマーの種
類、それが熱可塑性または熱硬化性であるか、その化学
構造等に依存する。
In order to produce a dispersion in which the dispersant is uniformly dispersed in the polymer using the dispersant of the present invention and the surface-treated dispersion, it is necessary to sufficiently mix the polymer and the dispersion. It is. Preferred mixing conditions depend on the type of polymer, whether it is thermoplastic or thermoset, its chemical structure, and the like.

また、分散剤と被分散物とを、通常の型の混練機、例
えば、ヘンシェルミキサー、ホバートミキサー、バンバ
リーミキサー、二重同心スクリュー等を用いて、被分散
物の表面処理をしてからポリマーと混合してもよい。
Further, the dispersant and the material to be dispersed, using a conventional type of kneading machine, for example, Henschel mixer, Hobart mixer, Banbury mixer, double concentric screw, etc., after the surface treatment of the material to be dispersed, and the polymer You may mix.

重合体の加工、例えば、高剪断混合は、一般に重合体
の二次転移温度を大きく越える温度で、望ましくは重合
体が低溶融粘度を有する温度で行われる。例えば、低密
度ポリエチレンは170〜230℃の温度範囲で、高密度ポリ
スチレンは200〜250℃で、ポリスチレンは230〜260℃で
ポリプロピレンは230〜270℃で、エポキシ樹脂は120〜1
50℃で、ナイロン6は244〜292℃で、ABS樹脂(耐衝撃
性−中程度)は244〜292℃で、ポリカーボネートは267
〜361℃で、そしてポリブチレンテレフタレートは260℃
で最も良好に加工される。他の重合体と被分散物とを混
合する温度条件についても、当業者にとって周知である
種類の混合装置が用いられ、例えば、二本ロールミル、
ワーリングブレンダーで混合してもよい。
Processing of the polymer, for example, high shear mixing, is generally performed at a temperature well above the second order transition temperature of the polymer, preferably at a temperature at which the polymer has a low melt viscosity. For example, low-density polyethylene has a temperature range of 170-230 ° C, high-density polystyrene has a temperature of 200-250 ° C, polystyrene has a temperature of 230-260 ° C, polypropylene has a temperature of 230-270 ° C, and epoxy resin has a temperature of 120-1 ° C.
At 50 ° C, nylon 6 is 244-292 ° C, ABS resin (impact-medium) is 244-292 ° C, polycarbonate is 267-292 ° C.
~ 361 ° C, and polybutylene terephthalate at 260 ° C
Is best processed. As for the temperature conditions for mixing the other polymer and the material to be dispersed, a mixing device of a type well known to those skilled in the art is used, for example, a two-roll mill,
You may mix with a Waring blender.

(発明の効果) 本発明の分散剤は、種々の無機及び/または有機微粒
子(被分散物)を媒体へ均一分散することを容易にする
と共に、再凝集を防止する分散安定化機能を有する。
(Effect of the Invention) The dispersant of the present invention has a function of facilitating uniform dispersion of various inorganic and / or organic fine particles (substance to be dispersed) in a medium and a function of stabilizing dispersion to prevent reaggregation.

又、被分散物が添加された系の粘度の上昇を抑えるの
で、混合物の加工性や搬送性或いは被分散物の充填性な
どが改善される。
Further, since the increase in the viscosity of the system to which the substance to be dispersed is added is suppressed, the processability and transportability of the mixture or the filling property of the substance to be dispersed are improved.

本発明の分散剤は、例えば、ボンド磁石や磁気記録媒
体(静電荷像現像用トナー、ディスク、テープ)、磁性
流体等の磁性材料;EMI対応の塗料や成形品;感熱転写イ
ンクや導電インク等のインク;導電、静電用複合材料;
電線や建材などの難燃材料;反射防止材(バックライト
材)、積層放熱板減摩材、FRPやFRTP材料;顔料、染料
や触媒等の分散・安定化剤;潤滑油や重油との分散剤
(スラッジ分散剤や清浄分散剤)としての用途に好適で
ある。
The dispersant of the present invention includes, for example, bonded magnets, magnetic recording media (toner for electrostatic image development, disks, tapes), magnetic materials such as magnetic fluids; paints and molded articles for EMI; thermal transfer inks and conductive inks Ink; conductive and electrostatic composite materials;
Flame-retardant materials such as electric wires and building materials; anti-reflective materials (backlight materials), anti-reflective materials for laminated heat sinks, FRP and FRTP materials; dispersion and stabilizing agents for pigments, dyes and catalysts; dispersion with lubricating oil and heavy oil It is suitable for use as an agent (sludge dispersant or detergent dispersant).

〔実施例〕〔Example〕

以下に実施例、合成実施例および比較例を挙げて本発
明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例
のみに限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, Synthesis Examples, and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

なお、実施例、比較例及び参考例中の部および%は、
特にことわりの限り重量基準である。
In Examples, Comparative Examples and Reference Examples, parts and% are
Unless otherwise stated, it is based on weight.

合成例1 撹拌機、窒素ガス導入管、還流冷却管および温度計を
備えたフラスコにビニルオキサジン3部およびスチレン
97部を溶解したトルエン250部を仕込んだ。さらにベン
ゾンルパーオキサイド10部を添加した。窒素ガスを吹き
込みながら80〜100℃に加熱し、この状態で撹拌しなが
ら5時間重合した。室温にもどして溶媒を蒸発除去した
のち、メタノール500部に注ぎ、凝固したのち乾燥して
官能基としてオキサジン基を有する重合体を得た。この
重合体を分散剤Aとした。
Synthesis Example 1 3 parts of vinyloxazine and styrene were placed in a flask equipped with a stirrer, a nitrogen gas inlet tube, a reflux condenser, and a thermometer.
250 parts of toluene in which 97 parts were dissolved were charged. Further, 10 parts of benzoyl peroxide was added. The mixture was heated to 80 to 100 ° C. while blowing nitrogen gas, and was polymerized for 5 hours with stirring in this state. After returning to room temperature and removing the solvent by evaporation, the mixture was poured into 500 parts of methanol, coagulated, and dried to obtain a polymer having an oxazine group as a functional group. This polymer was used as dispersant A.

合成例2 合成例1において、用いた重合性単量体をスチレン98
部、イソプロペニルオキサゾロン2部とする以外は合成
例1と同じ方法を繰り返して官能基としてオキサゾロン
基を有する重合体を得た。この重合体を分散剤Bとし
た。
Synthesis Example 2 The polymerizable monomer used in Synthesis Example 1 was styrene 98
And a polymer having an oxazolone group as a functional group was obtained by repeating the same method as in Synthesis Example 1 except that the parts were changed to 2 parts of isopropenyloxazolone. This polymer was used as dispersant B.

合成例3 合成例1において、用いた重合性単量体をスチレン70
部、メタクリル酸ステアリル25部、N−メチルイソプロ
ペニルオキサジニウムトシレート5部とする以外は合成
1と同じ方法を繰り返して官能基としてオキサジニウム
イオン構造を有する重合体を得た。この重合体を分散剤
Cとした。
Synthesis Example 3 In Synthesis Example 1, the polymerizable monomer used was styrene 70
, A polymer having an oxazinium ion structure as a functional group was obtained by repeating the same method as in Synthesis 1 except that the amount was 25 parts, stearyl methacrylate 25 parts, and N-methylisopropenyl oxazinium tosylate 5 parts. This polymer was used as Dispersant C.

合成例4 合成例1で得たスチレン−ビニルオキサジン共重合体
100部をベンゼン300部溶解し、メチルクロライド5部、
ヨウ化ナトリウム1部を添加して還流下で12時間反応さ
せた。得られた反応溶液をメタノール1000部に注ぎ再沈
したのち乾燥した。得られた重合体を一部クロロホルム
に溶解し紫外・可視多波長分光検出器(日本分光工社製
MULTI−330)を接続したGPCでポリマー成分の紫外可視
スペクトルを測定したところUVmax=310nmのオキサジニ
ウムに帰因すると思われる吸収を得た。得られた重合体
中にオキサジニウムイオン構造が含まれていることが確
認された。この重合体を分散剤Dとした。
Synthesis Example 4 Styrene-vinyl oxazine copolymer obtained in Synthesis Example 1
Dissolve 100 parts of 300 parts of benzene, 5 parts of methyl chloride,
One part of sodium iodide was added and reacted under reflux for 12 hours. The obtained reaction solution was poured into 1000 parts of methanol, reprecipitated, and then dried. A part of the obtained polymer is dissolved in chloroform, and an ultraviolet / visible multi-wavelength spectral detector (manufactured by JASCO Corporation)
The UV-visible spectrum of the polymer component was measured by GPC to which MULTI-330) was connected, and an absorption attributable to oxazinium having a UVmax of 310 nm was obtained. It was confirmed that the obtained polymer contained an oxazinium ion structure. This polymer was used as Dispersant D.

実施例1 本例は本発明の分散剤によるトルエン中に分散された
種々の無機及び有機微粒子の凝集抑制効果を示す。
Example 1 This example shows the effect of the dispersant of the present invention to suppress the aggregation of various inorganic and organic fine particles dispersed in toluene.

実験は超音波作動下に分散している時の平均粒径(メ
ディアン径D50:粒子径の積算分布の50%に対する粒子
径)と超音波停止してから10分後の平均粒径の比をもっ
て該化合物の分散効果を測定した。なお平均粒径の測定
はレーザ回折型粒度計(セイシン企業社製SK LASER MIC
RON SIZER PRO−7000S)を用いて行った。
The experiment uses the ratio of the average particle size (median diameter D50: particle size to 50% of the cumulative distribution of particle size) when dispersed under ultrasonic operation and the average particle size 10 minutes after ultrasonic cessation. The dispersing effect of the compound was measured. The average particle size was measured using a laser diffraction particle sizer (SK LASER MIC manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.).
RON SIZER PRO-7000S).

粒径の測定条件は下記のとおりである。 The conditions for measuring the particle size are as follows.

無機及び有機微粒子の量 50〜100mg トルエン量 300ml 超音波停止後0分と10分後の粒径の比〔D50(10)/D5
0(0)〕を凝集度とした。各種粒子についての測定結
果を表1に示した。分散剤の添加量は対微粒子の重量分
率で示した。
Amount of inorganic and organic fine particles 50 to 100 mg Toluene amount 300 ml Ratio of particle size 0 minute and 10 minutes after stopping the ultrasonic wave [D50 (10) / D5
0 (0)] was defined as the degree of aggregation. Table 1 shows the measurement results for various particles. The amount of the dispersant added was indicated by the weight fraction of the fine particles.

表1の結果は本発明の分散剤が無機及び有機微粒子の
凝集を防ぎ、分散安定化の効果を有することを明確に示
している。
The results in Table 1 clearly show that the dispersant of the present invention prevents aggregation of inorganic and organic fine particles and has a dispersion stabilizing effect.

実施例2 炭酸カルシウム(日東粉化社製NS#100)を液状エポ
キシ樹脂(シエル化学社製エピマート828)中に分散さ
せたときの粘度をB型粘度計で測定した。結果は表2に
示す。
Example 2 The viscosity when calcium carbonate (NS # 100 manufactured by Nitto Powder Chemical Co., Ltd.) was dispersed in a liquid epoxy resin (Epimart 828 manufactured by Ciel Chemical Co., Ltd.) was measured with a B-type viscometer. The results are shown in Table 2.

分散剤の添加により、液状エポキシ樹脂中の炭酸カル
シウム分散体の粘度低下は約50%〜60%であった。
Addition of the dispersant reduced the viscosity of the calcium carbonate dispersion in the liquid epoxy resin from about 50% to 60%.

実施例3 各種無機微粒子100mgとベンゼン20mlを栓付試験管に
入れ、該分散剤のベンゼン溶液を所定量添加した。1分
間、試験管を激しく振とうしたのち静置した状態での微
粒子の沈降具合を観察した。
Example 3 100 mg of various inorganic fine particles and 20 ml of benzene were put into a test tube with a stopper, and a predetermined amount of a benzene solution of the dispersant was added. After the test tube was vigorously shaken for 1 minute, the sedimentation state of the fine particles in a state where the test tube was allowed to stand was observed.

◎ 1000分でも沈降せず ○ 300分でも沈降せず × 3分内で沈降する 本実験より、該分散剤は無機微粒子の凝集、沈降を防
止する効果を有していることが判る。
◎ Does not settle for 1000 minutes ○ Does not settle for 300 minutes × Settles in 3 minutes This experiment shows that the dispersant has an effect of preventing aggregation and sedimentation of the inorganic fine particles.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】オキサゾロン基、オキサジニウムイオン含
有基およびオキサゾロニウムイオン含有基からなる群か
ら選択される官能基を有する重合性単量体を重合して得
られる重合体を含有することを特徴とする、液体または
固体の媒体に微粒子状物質を分散させるための分散剤。
1. A polymer obtained by polymerizing a polymerizable monomer having a functional group selected from the group consisting of an oxazolone group, an oxazinium ion-containing group and an oxazolonium ion-containing group. A dispersant for dispersing the particulate matter in a liquid or solid medium.
【請求項2】前記重合体が該単量体とこれと共重合可能
な単量体との共重合体である請求項第(1)記載の分散
剤。
2. The dispersant according to claim 1, wherein said polymer is a copolymer of said monomer and a monomer copolymerizable therewith.
【請求項3】微粒子状物質を請求項第(1)または第
(2)記載の分散剤の存在下に、液体または固体の媒体
中で混合することを特徴とする分散剤の使用方法。
3. A method for using a dispersant, comprising mixing a particulate substance in a liquid or solid medium in the presence of the dispersant according to claim 1 or 2.
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