JP5166157B2 - 無機系粒子水性分散液およびその製造方法 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、主成分としての酸化亜鉛と副成分としての酸化アルミニウムとの混合粉末に、ポリカルボン酸ナトリウム塩型のアニオン性高分子界面活性剤と、ポリカルボン酸アンモニウム塩型のアニオン性高分子界面活性剤と、ノニオン性高分子界面活性剤とを添加してなるスラリーが開示されている。
本発明に用いられる無機系粒子は、特に限定されない。例えば、金属粉、ガラス粉、石英粉、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、セラミックス原料粒子、金属酸化物粒子、複合酸化物粒子、金属酸化物の合金の粒子、金属錯体が好ましいものとして挙げられる。
具体的には、例えば、銅、銀、ニッケル、パラジウム、アルミナ、ジルコニア、チタン酸バリウム、フッ化マグネシウム、窒化アルミナ、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ホウ素、ケイ酸塩ガラス、鉛ガラス、CaO・Al2O3・SiO2系無機ガラス、MgO・Al2O3・SiO2系無機ガラス、LiO2・Al2O3・SiO2系無機ガラス;低融点ガラス;種々のカーボンブラック、カーボンナノチューブ;セラミックス原料粒子;酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化アンチモン等の金属酸化物粒子;アンチモン含有酸化スズ、スズ含有酸化インジウム、チタン酸バリウム、アルミ含有酸化亜鉛、酸化アルミニウム含有酸化亜鉛等の複合酸化物の粒子、ジンクピリチオン等の金属錯体等が挙げられる。これら無機系粒子は1種単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのうち、酸化亜鉛又は酸化アルミニウム含有酸化亜鉛が本発明に好適である。酸化アルミニウム含有酸化亜鉛の具体例としては、SEABIO Z−28(大和化学製)が挙げられる。
無機系粒子の平均粒径は、その種類によって大きく異なるが、通常0.1〜10μm、好ましくは0.5〜5μmである。
本発明に用いられる高分子分散剤は、主鎖にカルボキシル基を有する高分子または主鎖にイオン性親水性基とノニオン性親水性基とを有する高分子である。高分子の主鎖は炭素−炭素結合によって連なっているものが好ましい。高分子分散剤の分子量は、性能などの面から、重量平均分子量で10000〜30000の範囲にあるのが好ましい。カルボキシル基またはイオン性親水性基およびノニオン性親水性基は、通常、一本の主鎖に複数有している。
R4は炭素数1〜4のアルキレン基を表す。炭素数が4を超えると原料の入手が困難なため好ましくない。該アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基、ブチレン基が挙げられる。プロピレン基としては、1−プロピレン基、2−プロピレン基が好適であり、ブチレン基としては、1,2−ブチレン基、2,3−ブチレン基が好適である。
pは炭素数2〜4のオキシアルキレン基の平均付加モル数である。pは、1〜150、好ましくは20〜100である。
M1およびM2はそれぞれ独立に水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウムまたは有機アンモニウムを表す。
アルカリ金属としてはリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム等が挙げられる。
アルカリ土類金属としては、マグネシウム、カルシウムが挙げられる。
有機アンモニウムは、有機アミン由来のアンモニウムである。有機アミンとしては、例えば、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルカノールアミン;メチルアミン、ジメチルアミン、トリエチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミンなどのアルキルアミンが挙げられる。好ましくはモノエタノールアミン、メチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミンである。
市販されているものとしては、マリアリムAKM、マリアリムEKM(日本油脂社)を好適な例として挙げられる。
本発明で用いるノニオン性界面活性剤は、親水部にポリオキシアルキレン構造を有するものである。
そのようなノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーやポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー;ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル;ポリオキシエチレンポリオキシプロピレントリスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンジスチリルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリアリールエーテル;ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルアリールエーテル;ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル;ポリオキシエチレントリスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンポリアリールエーテル;ポリオキシエチレンヒマシ油等のポリオキシエチレン植物油;ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油等のポリオキシエチレン硬化植物油;ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンヒマシ油等のポリオキシエチレンポリオキシプロピレン植物油;ポリオキシエチレン脂肪酸エステル;ポリオキシエチレン酸アミド、ポリオキシエチレン脂肪アミン、多価アルコールおよび蔗糖のエステルなどが挙げられる。これらのうち、ポリオキシアルキレン基とアルキル基またはフェニル基とのエーテルが好ましく、特にポリオキシアルキレンアリールフェニルエーテルが好ましい。
ポリオキシアルキレンアリールフェニルエーテルの具体例としては、ポリオキシエチレンモノスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレントリスチリルフェニルエーテル、ポリオキシプロピレントリスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレントリスチリルフェニルエーテル等が挙げられる。
本発明で用いるアニオン性界面活性剤としては、カルボン酸型、スルホン酸型、硫酸エステル型、リン酸エステル型などがある。
これらアニオン性界面活性剤のうち、スルホコハク酸エステル塩およびリン酸エステル塩を用いることが好ましい
表1に示す処方に従って各成分をスリーワンモーターを用いて、600rpmの回転速度で攪拌し、静置後も沈殿物が生じなくなるまで混合した。続いて横型湿式粉砕機(「ダイノーミル」、300ml連続式ベッセル:スイスWAB社製)を用いて、送液量300ml/分にて粉砕を行い、粉砕物を得た。用いたダイノーミルの中を、表2に示す処方の液で洗浄し、該洗浄液と前記粉砕物とを混合攪拌して無機系粒子水性分散液を得た。得られた無機系粒子水性分散液は、平均粒径0.18μm、粘度40mPa・sであり、目視にて分散性を確認したところ、良好な分散性を示した。
水性分散液を二葉科学製プログラム低温度恒温槽に入れ、50℃にて72時間と−15℃にて72時間を1サイクルとする加温加速試験を行った。試験後、目視にて分散性を確認したところ、良好な分散性を示していた。
ポリオキシエチレントリスチリルフェニルエーテル(Soprohor BSU)と、トリスチリルフェニルエーテルフォスフェート・カリウム塩(NewKalgen FS3K)を用いなかった以外は実施例と同じ手法にて水性分散液の調製を試みた。混合困難で水性分散液を得られなかった。
比較例において、酸化亜鉛(SEABIO Z-28)の量を31質量部から20質量部に減らしても、粘度が高く、攪拌混合が困難であった。
Claims (7)
- 水、酸化亜鉛または酸化アルミニウム含有酸化亜鉛、主鎖にカルボキシル基を有する高分子分散剤、ノニオン性界面活性剤、およびアニオン性界面活性剤を含有する無機系粒子水性分散液。
- 水、酸化亜鉛または酸化アルミニウム含有酸化亜鉛、主鎖にカルボキシル基とノニオン性親水性基とを有する高分子分散剤、ノニオン性界面活性剤、およびアニオン性界面活性剤を含有する無機系粒子水性分散液。
- 高分子分散剤が、式(1)で示される単量体に由来する構成単位(A)50〜99質量%、式(2)で示される単量体に由来する構成単位(B)1〜50質量%および共重合可能な他の単量体に由来する構成単位(C)0〜30質量%を有する共重合体である請求項2に記載の無機系粒子水性分散液。
(式中、R1、R2およびR3はそれぞれ独立に水素原子またはメチル基を表し、R4は炭素数1〜4のアルキレン基を表し、R5は水素原子または炭素数1〜22の炭化水素基、AOは炭素数2〜4のオキシアルキレン基の1種または2種以上で、2種以上の場合はブロック状でもランダム状でも良く、pは炭素数2〜4のオキシアルキレン基の平均付加モル数でp=1〜150である。)
(式中、Xは−OM2を表し、M1およびM2はそれぞれ独立に水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニウムまたは有機アンモニウムを表す。M1およびM2のうち少なくとも一つは水素原子である。) - 共重合可能な他の単量体がスチレンを含むものである請求項3に記載の無機系粒子水性分散液。
- ノニオン性界面活性剤は、ポリオキシアルキレン基とアルキル基またはフェニル基とのエーテルである請求項1〜4のいずれか1項に記載の無機系粒子水性分散液。
- アニオン性界面活性剤は、スルホコハク酸エステル塩およびリン酸エステル塩である請求項1〜5のいずれか1項に記載の無機系粒子水性分散液。
- 水、酸化亜鉛または酸化アルミニウム含有酸化亜鉛、主鎖にカルボキシル基を有する高分子分散剤または主鎖にカルボキシル基とノニオン性親水性基とを有する高分子分散剤、ノニオン性界面活性剤、およびアニオン性界面活性剤を、混合撹拌し、粉砕することを含む請求項1〜6のいずれか1項に記載の無機系粒子水性分散液の製造方法。
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