JP7216341B2 - Aqueous dispersant and aqueous dispersion composition - Google Patents
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Description
本発明は、水中における優れた顔料分散性およびチクソトロピー性を付与可能な分散剤、およびそれを含んでなる水系分散体組成物に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a dispersant capable of imparting excellent pigment dispersibility and thixotropy in water, and an aqueous dispersion composition comprising the same.
有機顔料あるいは無機顔料を水中に分散させた水系分散体組成物は塗料、印刷インキ、カラーフィルター用レジストなどに利用されており、顔料を微粒に分散させることにより、高い着色力、鮮明な色調等を持たせている。しかし、分散安定性に乏しい有機顔料やカーボンブラック等の顔料は、微粒に分散させても再度凝集してしまい、色調の低下や粘度上昇を引き起こす。そこで分散状態を安定させるために分散剤が用いられる。 Aqueous dispersion compositions in which organic pigments or inorganic pigments are dispersed in water are used for paints, printing inks, resists for color filters, etc. By dispersing pigments into fine particles, high coloring power, clear color tone, etc. I have However, pigments such as organic pigments and carbon black, which have poor dispersion stability, aggregate again even when dispersed into fine particles, causing a decrease in color tone and an increase in viscosity. Therefore, a dispersant is used to stabilize the dispersed state.
さらに、近年では、高度に微細化した顔料が用いられるため、より顔料の表面エネルギーが高くなり、従来の顔料分散剤では十分な粘度低下や分散安定性が得られない場合が多く、より微細な顔料分散に適した分散剤が開発されている。例えば、これらの分散安定性の乏しい顔料を容易に分散安定化させる分散剤として、特許文献１のような酸性官能基とベンゾイソインドール誘導体を含む分散剤や、特許文献２のような顔料親和性の高いペリレン骨格を有する分散剤が報告されており、有機顔料やカーボンブラックに対する高い分散安定性や組成物の粘度低下を達成している。 Furthermore, in recent years, highly fine pigments have been used, so the surface energy of the pigments has become higher, and in many cases, conventional pigment dispersants cannot provide sufficient viscosity reduction or dispersion stability. Dispersants suitable for pigment dispersion have been developed. For example, as a dispersant for easily dispersing and stabilizing these pigments with poor dispersion stability, a dispersant containing an acidic functional group and a benzoisoindole derivative as in Patent Document 1, or a pigment-affinity dispersant as in Patent Document 2 is used. A dispersant having a high perylene skeleton has been reported, and achieves high dispersion stability for organic pigments and carbon black and viscosity reduction of the composition.
しかし、これら分散剤を用いた場合、組成物の粘度低下とともにチクソトロピー性も低下する傾向がある。塗料やインキ用途においては、組成物が適度なチクソトロピー性を持たないと塗工後に垂れが生じる等の問題が起こる。そこで、しばしば分散剤とともに粘性調整剤やチクソトロピック剤を併用することで組成物にチクソトロピー性を与えている（特許文献３、特許文献４）。 However, when these dispersants are used, the viscosity of the composition tends to decrease and the thixotropy tends to decrease. In paint and ink applications, if the composition does not have appropriate thixotropy, problems such as dripping after coating will occur. Therefore, thixotropic properties are imparted to the composition by often using a viscosity modifier or a thixotropic agent together with the dispersant (Patent Documents 3 and 4).
特許文献３、４記載のような添加剤を併用する場合、双方の相性が悪いと分散不良を生じる可能性があり、添加剤の組み合わせを最適化する必要があった。また、分散する顔料種によって、好適な分散剤が異なるため、その度に用いる粘性調整剤やチクソトロピック剤も最適なものを選定する必要があった。 When additives such as those described in Patent Documents 3 and 4 are used in combination, poor compatibility between the two may result in poor dispersion, and it has been necessary to optimize the combination of additives. Moreover, since the suitable dispersant differs depending on the type of pigment to be dispersed, it is necessary to select the optimum viscosity modifier and thixotropic agent to be used each time.
そのため、添加剤の組み合わせを変更した際の相性の不一致による分散不良を防ぐことが可能な、一剤で分散性およびチクソトロピー性を付与可能な水系分散剤の開発が望まれる。 Therefore, it is desired to develop an aqueous dispersant capable of imparting dispersibility and thixotropy with a single agent, which can prevent poor dispersion due to incompatibility when the combination of additives is changed.
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、添加剤の組み合わせを変更した際の相性の不一致による分散不良が起こりにくい、分散性およびチクソトロピー性を付与可能な分散剤を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to provide a dispersant capable of imparting dispersibility and thixotropy, which is less likely to cause poor dispersion due to incompatibility when the combination of additives is changed. is to provide
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、特定成分から構成される共重合体を分散剤として用いることで、一剤で分散性およびチクソトロピー性を付与できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors have made intensive studies to solve the above problems, and as a result, found that by using a copolymer composed of specific components as a dispersant, dispersibility and thixotropy can be imparted with a single agent. , have completed the present invention.
すなわち、本発明は以下の（１）、（２）である。
（１） 下記単量体(a)および下記単量体(b)の共重合体からなる水系分散剤であって、前記単量体(a)と前記単量体(b)との組成比((a)：(b))がモル％で４０：６０～９０：１０であり、かつ前記共重合体の重量平均分子量が５，０００～５０，０００であることを特徴とする、水系分散剤。
単量体(a)
式(1)で表されるポリオキシアルキレン誘導体
R1O(AO)nR2 (1)
(式(1)において、
R1は、炭素数1～4の炭化水素基を示し、
R2は、二重結合を１つ有する炭素数3～4の不飽和炭化水素基を示し、
AOは炭素数2～3のオキシアルキレン基の1種又は2種以上を示し、
nはオキシアルキレン基の平均付加モル数であって、１～１００の実数を示す。)
単量体(b)
式(2)で表されるN-置換マレイミド
(1) An aqueous dispersant comprising a copolymer of the following monomer (a) and the following monomer (b), wherein the composition ratio between the monomer (a) and the monomer (b) ((a):(b)) is 40:60 to 90:10 in mol%, and the weight average molecular weight of the copolymer is 5,000 to 50,000. agent.
monomer (a)
Polyoxyalkylene derivative represented by formula (1)
R1O(AO) nR2 ( 1 )
(In formula (1),
R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms,
R 2 represents an unsaturated hydrocarbon group having 3 to 4 carbon atoms and one double bond,
AO represents one or more oxyalkylene groups having 2 to 3 carbon atoms,
n is the average number of added moles of oxyalkylene groups and is a real number of 1-100. )
monomer (b)
N-substituted maleimide represented by formula (2)
（２） 顔料、水および(１)の水系分散剤を含有し、前記顔料１質量部に対して、水の含有量が１～１００質量部であり、水系分散剤の含有量が０．１～１００質量部であることを特徴とする、水系分散体組成物。 (2) Contains a pigment, water, and the aqueous dispersant of (1), wherein the water content is 1 to 100 parts by mass per 1 part by mass of the pigment, and the content of the aqueous dispersant is 0.1 An aqueous dispersion composition, characterized in that it is ~100 parts by mass.
本発明によれば、添加剤の組み合わせを変更した際の相性の不一致による分散不良が起こりにくい、分散性およびチクソトロピー性を付与した水系分散体組成物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an aqueous dispersion composition imparted with dispersibility and thixotropy, which hardly causes poor dispersion due to incompatibility when the combination of additives is changed.
以下、本発明の水系分散剤および水系分散体組成物の実施形態について順次説明する。 Hereinafter, embodiments of the aqueous dispersant and the aqueous dispersion composition of the present invention will be described in order.
（水系分散剤）
本発明の分散剤は、単量体(a)および単量体（b)を必須の構成単位とし、単量体(c)を任意の構成単位として含む、重量平均分子量が５,０００～５０,０００の共重合体からなる。
(Aqueous dispersant)
The dispersant of the present invention comprises a monomer (a) and a monomer (b) as essential structural units and a monomer (c) as an optional structural unit, and has a weight average molecular weight of 5,000 to 50. ,000 copolymer.
単量体（a）は、式(1)で表されるポリオキシアルキレン誘導体である。
R1O(AO)nR2 ・・・(1)
式(1)中、R1は炭素数１～４の炭化水素基を示し、直鎖状及び分枝状のいずれの形態であってもよい。R1としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec－ブチル基、tert－ブチル基などが挙げられ、中でも好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、更に好ましくはブチル基である。
Monomer (a) is a polyoxyalkylene derivative represented by formula (1).
R1O (AO) nR2 ( 1 )
In formula (1), R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms and may be linear or branched. R 1 includes, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, etc. Among them, methyl group, ethyl group and propyl group are preferred. , a butyl group, more preferably a butyl group.
R2は二重結合を１つ有する炭素数３～４の不飽和炭化水素基を示し、例えば、アリル基、メタリル基などが挙げられ、好ましくはアリル基である。 R 2 represents an unsaturated hydrocarbon group having 3 to 4 carbon atoms and one double bond, such as allyl group and methallyl group, preferably allyl group.
ＡＯは炭素数２～３のオキシアルキレン基を示すが、オキシアルキレン基は直鎖状及び分枝状のいずれの形態であってもよい。また、ＡＯは１種であっても、２種であってもよく、ＡＯが２種のとき、その付加形式はランダム状であっても、ブロック状であってもよい。ＡＯとしては、例えば、オキシエチレン基、オキシプロピレン基などが挙げられる。分散性の観点から、オキシエチレン基または、オキシエチレン基とオキシプロピレン基の２種類をランダム状に付加することが好ましく、オキシエチレン基がより好ましい。オキシエチレン基とオキシプロピレン基の２種類をランダム状に付加する場合には、オキシエチレン基とオキシプロピレン基の組成比は、モル％（オキシエチレン基：オキシプロピレン基）で、３０～９０：７０～１０が好ましく、５０～７０：５０～３０がより好ましい。 AO represents an oxyalkylene group having 2 to 3 carbon atoms, and the oxyalkylene group may be linear or branched. Also, one or two types of AO may be used, and when there are two types of AO, the addition form may be random or block-like. AO includes, for example, an oxyethylene group, an oxypropylene group, and the like. From the viewpoint of dispersibility, it is preferable to randomly add an oxyethylene group or an oxyethylene group and an oxypropylene group, and an oxyethylene group is more preferable. When two types of oxyethylene groups and oxypropylene groups are added at random, the composition ratio of the oxyethylene groups and the oxypropylene groups is 30 to 90:70 in terms of mol% (oxyethylene groups:oxypropylene groups). ~10 is preferred, and 50-70:50-30 is more preferred.
nはオキシアルキレン基の平均付加モル数であって、１～１００を示す。ポリオキシアルキレン誘導体は、分散剤の構造中で、分散体に吸着した際に立体反発部位として作用する。分散性の観点から、AOの平均付加モル数は５～５０が好ましく、２０～４０がより好ましい。nが１００を超えると、粘度が高くなり扱い難くなる。 n is the average number of added moles of the oxyalkylene group and is 1-100. The polyoxyalkylene derivative acts as a steric repulsion site in the structure of the dispersant when adsorbed to the dispersion. From the viewpoint of dispersibility, the average number of added moles of AO is preferably 5-50, more preferably 20-40. When n exceeds 100, the viscosity becomes high and it becomes difficult to handle.
単量体（a）のポリオキシアルキレン誘導体は、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテルに不飽和炭化水素基を導入しても、ポリオキシアルキレンモノアルケニルエーテルに炭化水素基を導入してもよい。すなわち、炭素数が１～４の炭化水素基を有するアルコールに炭素数２～３のアルキレンオキシドを付加重合させた後、炭素数３～４の不飽和炭化水素基を有するモノハロゲン化不飽和炭化水素とのエーテル化反応によりポリオキシアルキレン誘導体を得る、あるいは、炭素数３～４の不飽和炭化水素基を有するアルコールに炭素数２～３のアルキレンオキシドを付加重合させた後、炭素数が１～４の炭化水素基を有するモノハロゲン化炭化水素とのエーテル化反応によりポリオキシアルキレン誘導体を得ることができる。
また、単量体（a）は、単独で又は２種以上組み合わせて使用することができる。
The polyoxyalkylene derivative of the monomer (a) may be a polyoxyalkylene monoalkyl ether into which an unsaturated hydrocarbon group is introduced, or a polyoxyalkylene monoalkenyl ether into which a hydrocarbon group is introduced. That is, after addition polymerization of an alkylene oxide having 2 to 3 carbon atoms to an alcohol having a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, a monohalogenated unsaturated hydrocarbon having an unsaturated hydrocarbon group having 3 to 4 carbon atoms is obtained. Obtaining a polyoxyalkylene derivative by an etherification reaction with hydrogen, or addition polymerization of an alkylene oxide having 2 to 3 carbon atoms to an alcohol having an unsaturated hydrocarbon group having 3 to 4 carbon atoms, followed by 1 carbon atom Polyoxyalkylene derivatives can be obtained by etherification reactions with monohalogenated hydrocarbons having ∼4 hydrocarbon groups.
Moreover, monomer (a) can be used individually or in combination of 2 or more types.
単量体（b）は式(2)
R3は通常、脂肪族炭化水素基および芳香族炭化水素基であり、芳香族炭化水素基を有するN－置換マレイミドがより好ましい。芳香族炭化水素基を有するN－置換マレイミドとしては、Ｎ－フェニルマレイミド、Ｎ－クロロフェニルマレイミド、Ｎ－メチルフェニルマレイミド、Ｎ－カルボキシフェニルマレイミド、Ｎ－ナフチルマレイミド等が挙げられ、分散性およびチクソトロピー性の観点からＮ－フェニルマレイミドが好ましい。
また、単量体(b)は、単独又は２種類以上組み合わせて使用することができる。
R 3 is typically an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group, with N-substituted maleimides having an aromatic hydrocarbon group being more preferred. N-substituted maleimides having an aromatic hydrocarbon group include N-phenylmaleimide, N-chlorophenylmaleimide, N-methylphenylmaleimide, N-carboxyphenylmaleimide, N-naphthylmaleimide and the like, and have good dispersibility and thixotropic properties. from the viewpoint of N-phenylmaleimide is preferred.
Moreover, the monomer (b) can be used alone or in combination of two or more.
本発明の単量体(a)および単量体(b)を含む単量体混合物から共重合体を得るためには、上述した単量体成分を重合すればよく、各単量体の配合割合は、分散性およびチクソトロピー性の観点から(a)および(b)がモル％で(a)：(b)＝４０：６０～９０：１０であることが好ましく、５０：５０～９０：１０であることが更に好ましく、７０：３０～９０：１０がより好ましい。上記範囲外の場合、分散性およびチクソトロピー性が低下する。 In order to obtain a copolymer from the monomer mixture containing the monomer (a) and the monomer (b) of the present invention, the above-described monomer components may be polymerized. From the viewpoint of dispersibility and thixotropy, the ratio of (a) and (b) in mol% is preferably (a):(b) = 40:60 to 90:10, 50:50 to 90:10 and more preferably 70:30 to 90:10. Outside the above range, the dispersibility and thixotropic properties are lowered.
また、本発明の共重合体には、所望により、単量体(a)及び単量体(b)と共重合可能な単量体(c）を含ませることが出来る。単量体(c)としては、例えば、スチレン、酢酸ビニル、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、イソブチレン、ジイソブチレン、ビニルシクロヘキサンなどのエチレン性不飽和結合を有する化合物や、無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸塩およびマレイン酸エステルなどのマレイン酸系化合物が挙げられる。分散性の観点から、マレイン酸系化合物を用いるのが好ましく、更に好ましくは無水マレイン酸である。
また、単量体(c)は単独又は２種類以上組み合わせて使用することができる。
Further, the copolymer of the present invention can optionally contain a monomer (c) copolymerizable with the monomer (a) and the monomer (b). Examples of the monomer (c) include styrene, vinyl acetate, vinylsulfonic acid, allylsulfonic acid, methallylsulfonic acid, acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid ester, methacrylic acid ester, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide , methacrylamide, isobutylene, diisobutylene, and vinylcyclohexane, and maleic compounds such as maleic anhydride, maleic acid, maleic acid salts, and maleic acid esters. From the viewpoint of dispersibility, it is preferable to use a maleic acid-based compound, more preferably maleic anhydride.
Also, the monomer (c) can be used alone or in combination of two or more.
単量体(c)の含有量は、分散性およびチクソトロピー性の観点から、単量体(a)と単量体(b)との合計量を１００モル部としたとき、０～６０モル部が好ましく、４０～６０モル部がより好ましい。 From the viewpoint of dispersibility and thixotropy, the content of the monomer (c) is 0 to 60 mol parts when the total amount of the monomers (a) and (b) is 100 mol parts. is preferred, and 40 to 60 mole parts is more preferred.
また、共重合体の重合型式は溶液重合や塊状重合などの公知の方法で行うことができ、特に限定されるものではない。すなわち、重合反応は無溶媒下又は溶媒存在下で行なうことが可能であるが、重合反応を溶媒存在下で行なう場合には、水； メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール類； アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類； テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル類、ｎ－へキサン、２－エチルへキサン、メチルシクロへキサン等の脂肪族炭化水素類； トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類などを使用することができ、トルエン、メチルシクロヘキサンが好適に使用される。溶媒の使用量は、単量体の全重量に対して、通常１～５０重量％、好ましくは５～３０重量％である。反応に使用した溶媒は蒸留等の操作によって除去するか、あるいはそのまま製品の一部として使用することもできる。なお、溶液重合は回分式や連続式で行うことができる。 Moreover, the polymerization type of the copolymer can be carried out by known methods such as solution polymerization and bulk polymerization, and is not particularly limited. That is, the polymerization reaction can be carried out in the absence of a solvent or in the presence of a solvent. When the polymerization reaction is carried out in the presence of a solvent, water; alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol and isopropyl alcohol; acetone; Ketones such as methyl ethyl ketone; Cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; Aliphatic hydrocarbons such as n-hexane, 2-ethylhexane and methylcyclohexane; Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene. Toluene and methylcyclohexane are preferably used. The amount of solvent used is generally 1-50% by weight, preferably 5-30% by weight, based on the total weight of the monomers. The solvent used in the reaction can be removed by an operation such as distillation, or can be used as it is as part of the product. In addition, solution polymerization can be performed in a batch system or a continuous system.
重合開始剤としては、ベンゾイルペルオキシドなどの過酸化物系開始剤、２,２'－アゾビス(イソ酪酸)ジメチルなどのアゾ系重合開始剤； 過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウムなどの過硫酸系開始剤等が挙げられる。また、必要に応じて、連鎖移動剤を併用してもよい。また、重合温度は、通常５０～１３０℃、好ましくは６０～９０℃
であり、重合時間は、通常５～２５時間、好ましくは５～１０時間である。
Examples of polymerization initiators include peroxide-based initiators such as benzoyl peroxide, azo-based polymerization initiators such as dimethyl 2,2'-azobis(isobutyrate); persulfate-based initiators such as ammonium persulfate and sodium persulfate. is mentioned. Moreover, you may use a chain transfer agent together as needed. Further, the polymerization temperature is usually 50 to 130°C, preferably 60 to 90°C.
and the polymerization time is usually 5 to 25 hours, preferably 5 to 10 hours.
なお、本発明においては分散性の観点から、アゾ系重合開始剤を用いることが好ましく、２,２'－アゾビス(イソ酪酸)ジメチルが特に好ましい。アゾ系開始剤の使用量は、単量体の全重量に対して、通常１～１０モル％ 、好ましくは２～５モル％である。 In the present invention, from the viewpoint of dispersibility, it is preferable to use an azo polymerization initiator, and dimethyl 2,2'-azobis(isobutyrate) is particularly preferable. The amount of the azo initiator used is generally 1-10 mol %, preferably 2-5 mol %, relative to the total weight of the monomers.
また、所望により連鎖移動剤を使用することができる。連鎖移動剤としては、ドデシルメルカプタン、α－メチルスチレンダイマーなどが挙げられ、連鎖移動剤の使用量は、単量体の全重量に対して、通常１～２０モル％である。なお、連鎖移動剤は、単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。 A chain transfer agent can also be used if desired. Examples of the chain transfer agent include dodecyl mercaptan, α-methylstyrene dimer, etc. The amount of the chain transfer agent used is usually 1 to 20 mol % of the total weight of the monomers. In addition, a chain transfer agent can be used individually or in combination of 2 or more types.
共重合体の重量平均分子量（Mw）は５０,０００以下であり、より好ましくは４０,０００以下である。Mwが５０,０００以上のものについては、分散性が低下しその性能を十分に発揮できない。なお、本明細書において、重量平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（GPC）による標準ポリエチレングリコール換算の重量平均分子量をいう。 The weight average molecular weight (Mw) of the copolymer is 50,000 or less, more preferably 40,000 or less. If the Mw is 50,000 or more, the dispersibility is lowered and the performance cannot be exhibited sufficiently. In addition, in this specification, a weight average molecular weight means the weight average molecular weight of standard polyethylene glycol conversion by a gel permeation chromatography (GPC).
（水系分散体組成物）
本発明の水系分散体組成物は、水系分散剤、顔料および水系溶媒を含有する。
(Aqueous dispersion composition)
The aqueous dispersion composition of the present invention contains an aqueous dispersant, a pigment and an aqueous solvent.
水系分散剤の含有量は、顔料１質量部に対して、０．１～１００質量部が好ましく、さらに好ましくは１０～４０質量％である。水系分散剤の含有量が０．１質量部未満であると、十分な分散性が得られないおそれがあり、含有量が１００質量部を超えても含有量に見合う効果が得られないおそれがある。 The content of the aqueous dispersant is preferably 0.1 to 100 parts by weight, more preferably 10 to 40 parts by weight, based on 1 part by weight of the pigment. If the content of the aqueous dispersant is less than 0.1 parts by mass, sufficient dispersibility may not be obtained, and if the content exceeds 100 parts by mass, the effect commensurate with the content may not be obtained. be.
本発明の水系分散体組成物に含まれる顔料としては、有機顔料あるいは無機顔料が挙げられる。 Examples of pigments contained in the aqueous dispersion composition of the present invention include organic pigments and inorganic pigments.
有機顔料としては、例えば、アゾ系、ジアゾ系、縮合アゾ系、チオインジゴ系、インダスロン系、キナクリドン系、アントラキノン系、ベンゾイミダゾロン系、ペニレン系、フタロシアニン系、アントラピリジン系、およびジオキサジン系などのが挙げられる。無機顔料としては、例えば、酸化チタン、硫化亜鉛、鉛白、亜鉛華、リトボン、アンチモンホワイト、塩基性硫酸鉛、塩基性ケイ酸鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、石膏、シリカ、鉄黒、チタンブラック、コバルトバイオレット、バーミリオン、モリブデンオレンジ、鉛丹、ベンガラ、黄鉛、カドミウムイエロー、ジンククロメート、イエローオーカー、酸化クロム、群青、紺青、コバルトブルー、カーボンブラック、炭素繊維、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ（シングルウォールナノチューブ、ダブルウォールナノチューブ、マルチウォールナノチューブ）などが挙げられる。顔料として好ましくは、汎用性の観点からカーボンブラックなどの炭素材料である。顔料の含有量は、水系分散体組成中、通常１～５０質量％である。 Examples of organic pigments include azo, diazo, condensed azo, thioindigo, indathron, quinacridone, anthraquinone, benzimidazolone, penylene, phthalocyanine, anthrapyridine, and dioxazine pigments. is mentioned. Examples of inorganic pigments include titanium oxide, zinc sulfide, lead white, zinc white, litbon, antimony white, basic lead sulfate, basic lead silicate, barium sulfate, calcium carbonate, gypsum, silica, iron black, and titanium black. , cobalt violet, vermilion, molybdenum orange, red lead, red iron oxide, yellow lead, cadmium yellow, zinc chromate, yellow ocher, chromium oxide, ultramarine blue, Prussian blue, cobalt blue, carbon black, carbon fiber, carbon nanofiber, carbon nanotube ( single-wall nanotubes, double-wall nanotubes, multi-wall nanotubes) and the like. A carbon material such as carbon black is preferable as the pigment from the viewpoint of versatility. The pigment content is usually 1 to 50% by mass in the composition of the aqueous dispersion.
水系溶媒は、顔料の分散性向上、および本発明におけるポリオキシアルキレン誘導体成分との相溶性の観点から、水を必須成分とし、必要に応じて水と混和可能な有機溶媒を配合したものを用いることが出来る。配合する有機溶媒としては、水と任意に混和可能なものが好ましく、具体的にメタノール、エタノール、グリセリン、エチレングリコール等が挙げられる。
なお、本発明の水系分散体組成物における水の含有量は、顔料１質量部に対して１～１００質量部である。ここで、水の含有量と前記水と混和可能な有機溶媒との質量比率は、１：０～１：９であることが好ましく、１：０～１：３がより好ましく、１：０～1：１が特に好ましい。
From the viewpoint of improving the dispersibility of the pigment and compatibility with the polyoxyalkylene derivative component in the present invention, the water-based solvent contains water as an essential component, and if necessary, a water-miscible organic solvent is used. can do The organic solvent to be blended is preferably one that is arbitrarily miscible with water, and specific examples thereof include methanol, ethanol, glycerin, ethylene glycol and the like.
The content of water in the aqueous dispersion composition of the present invention is 1 to 100 parts by mass with respect to 1 part by mass of the pigment. Here, the mass ratio of the water content to the water-miscible organic solvent is preferably 1:0 to 1:9, more preferably 1:0 to 1:3, and 1:0 to 1:1 is particularly preferred.
本発明の水系分散体組成物には、その目的が損なわれない範囲で、他の界面活性剤、バインダー、可塑剤および消泡剤などの各種添加剤を配合させることができる。 Various additives such as other surfactants, binders, plasticizers and antifoaming agents can be added to the aqueous dispersion composition of the present invention as long as the purpose thereof is not impaired.
本発明の水系分散体組成物は、公知の水系分散体組成物の製造方法に準じて製造することができる。例えば、水系分散剤を溶解した水溶液中に分散体を添加した後、室温下にて攪拌し混合する方法、顔料に水および分散剤を添加した後、室温下にて攪拌し混合する方法などが挙げられる。
攪拌、混合、あるいは分散するための分散機器としては、公知の分散機を使用することができる。例えば、ロールミル、ボールミル、ビーズミル、サンドミル、ホモジナイザー、ディスパー、自転公転型ミキサーなどが挙げられる。また超音波発生浴中において分散処理を行うこともできる。
The aqueous dispersion composition of the present invention can be produced according to a known method for producing an aqueous dispersion composition. For example, a method of adding a dispersion to an aqueous solution in which an aqueous dispersant is dissolved and then stirring and mixing at room temperature, a method of adding water and a dispersant to a pigment and then stirring and mixing at room temperature, and the like. mentioned.
A known dispersing machine can be used as a dispersing device for stirring, mixing, or dispersing. Examples include roll mills, ball mills, bead mills, sand mills, homogenizers, dispersers, and rotation-revolution mixers. Dispersion treatment can also be carried out in an ultrasonic bath.
以下、具体例により本発明を説明する。
（分散剤の調製）
（実施例1）
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管を装着した0.3リットルフラスコに、表1のポリオキシアルキレン誘導体165g（0.15モル）、N－フェニルマレイミド29.9g(0.17モル)を加えた。窒素ガス雰囲気下、重合開始剤としての2,2'－アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを3.1g（0.01モル）加え、第1段階：60±5℃にて1時間、第2段階：75±5℃にて4時間、第3段階：85±5℃にて3時間、反応を行い、共重合体を得た。得られた共重合体の分子量をGPCにより測定した結果、重量平均分子量は24,000であった。
The present invention will now be described with reference to specific examples.
(Preparation of dispersant)
(Example 1)
165 g (0.15 mol) of the polyoxyalkylene derivative in Table 1 and 29.9 g (0.17 mol) of N-phenylmaleimide were added to a 0.3-liter flask equipped with a stirrer, thermometer and nitrogen gas inlet tube. Add 3.1 g (0.01 mol) of 2,2'-azobis(isobutyrate)dimethyl as a polymerization initiator under nitrogen gas atmosphere, first step: 60±5°C for 1 hour, second step: 75±5 C. for 4 hours, 3rd step: 85.+-.5.degree. C. for 3 hours to obtain a copolymer. As a result of measuring the molecular weight of the obtained copolymer by GPC, the weight average molecular weight was 24,000.
（実施例2）
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管を装着した0.5リットルフラスコに、表1のポリオキシアルキレン誘導体255g（0.15モル）、無水マレイン酸11.8g（0.12モル）、N－フェニルマレイミド9.0g(0.05モル)を加えた。窒素ガス雰囲気下、重合開始剤としての2,2'－アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを3.1g（0.01モル）加え、第1段階：60±5℃にて1時間、第2段階：75±5℃にて4時間、第3段階：85±5℃にて3時間、反応を行い共重合体を得た。得られた共重合体の分子量をGPCにより測定した結果、重量平均分子量は35,000であった。
(Example 2)
255 g (0.15 mol) of the polyoxyalkylene derivative in Table 1, 11.8 g (0.12 mol) of maleic anhydride, and 9.0 g (0.05 mol) of N-phenylmaleimide were placed in a 0.5-liter flask equipped with a stirrer, thermometer, and nitrogen gas inlet tube. was added. Add 3.1 g (0.01 mol) of 2,2'-azobis(isobutyrate)dimethyl as a polymerization initiator under nitrogen gas atmosphere, first step: 60±5°C for 1 hour, second step: 75±5 C. for 4 hours, and the third stage: 3 hours at 85.+-.5.degree. C. to obtain a copolymer. As a result of measuring the molecular weight of the obtained copolymer by GPC, the weight average molecular weight was 35,000.
（実施例3）
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管を装着した0.5リットルフラスコに、表1のポリオキシアルキレン誘導体255g（0.15モル）、無水マレイン酸12.6g（0.13モル）、N－フェニルマレイミド3.6g(0.02モル)を加えた。窒素ガス雰囲気下、重合開始剤としての2,2'－アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを3.1g（0.01モル）加え、第1段階：60±5℃にて1時間、第2段階：75±5℃にて4時間、第3段階：85±5℃にて3時間、反応を行い共重合体を得た。得られた共重合体の分子量をGPCにより測定した結果、重量平均分子量は35,000であった。
(Example 3)
255 g (0.15 mol) of the polyoxyalkylene derivative in Table 1, 12.6 g (0.13 mol) of maleic anhydride, and 3.6 g (0.02 mol) of N-phenylmaleimide were placed in a 0.5-liter flask equipped with a stirrer, thermometer, and nitrogen gas inlet tube. was added. Add 3.1 g (0.01 mol) of 2,2'-azobis(isobutyrate)dimethyl as a polymerization initiator under nitrogen gas atmosphere, first step: 60±5°C for 1 hour, second step: 75±5 C. for 4 hours, and the third stage: 3 hours at 85.+-.5.degree. C. to obtain a copolymer. As a result of measuring the molecular weight of the obtained copolymer by GPC, the weight average molecular weight was 35,000.
（比較例１）
攪拌機、温度計、窒素ガス導入管を装着した0.5リットルフラスコに、表1のポリオキシアルキレン誘導体255g（0.15モル）、無水マレイン酸16.8g（0.17モル）を加えた。窒素ガス雰囲気下、重合開始剤としての2,2'－アゾビス(イソ酪酸)ジメチルを3.1g（0.01モル）加え、第1段階：85±5℃にて1時間、第2段階：125±5℃にて8時間、反応を行い共重合体を得た。得られた共重合体の分子量をGPCにより測定した結果、重量平均分子量は20,000であった。
(Comparative example 1)
255 g (0.15 mol) of the polyoxyalkylene derivative shown in Table 1 and 16.8 g (0.17 mol) of maleic anhydride were added to a 0.5-liter flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a nitrogen gas inlet tube. Add 3.1 g (0.01 mol) of 2,2'-azobis(isobutyrate)dimethyl as a polymerization initiator under a nitrogen gas atmosphere. C. for 8 hours to obtain a copolymer. As a result of measuring the molecular weight of the obtained copolymer by GPC, the weight average molecular weight was 20,000.
（分散実験）
顔料として、平均粒径が55nmのカーボンブラック（製品名：MA－220、三菱ケミカル社製）を用いて、次のようにして分散体組成物を得た。すなわち、50mLスクリュー管にカーボンブラックを1.5g量り取り、これに表2に示す分散剤0.23g、イオン交換水3.27g、ジルコニアビーズ（φ0.5mm）5.0g（組成物全量に対して当量）を加え、ハイブリットミキサーを用いて、2,000rpmで15分混合・粉砕した。得られた分散体組成物の20℃におけるせん断速度100 (1/s)のときのせん断粘度をレオメーターにて測定し、分散性を評価した。また、チクソトロピーインデックス(TI値)を下記の式より算出した。
TI値＝せん断速度1(1/s)時のせん断粘度/せん断速度0.1
(1/s)時のせん断粘度
(Distributed experiment)
Carbon black (product name: MA-220, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) having an average particle size of 55 nm was used as the pigment, and a dispersion composition was obtained in the following manner. That is, 1.5 g of carbon black was weighed into a 50 mL screw tube, and 0.23 g of the dispersant shown in Table 2, 3.27 g of ion-exchanged water, and 5.0 g of zirconia beads (φ0.5 mm) (equivalent to the total amount of the composition) were added. In addition, they were mixed and pulverized for 15 minutes at 2,000 rpm using a hybrid mixer. The shear viscosity of the obtained dispersion composition at a shear rate of 100 (1/s) at 20° C. was measured with a rheometer to evaluate the dispersibility. Also, the thixotropy index (TI value) was calculated from the following formula.
TI value = shear viscosity at shear rate 1 (1/s)/shear rate 0.1
shear viscosity at (1/s)
なお、分散性およびチクソトロピー性の評価基準は下記のとおりである。
（分散性の評価基準）
せん断粘度100(1/s)のときのせん断粘度を測定し、以下のように評価する。
◎： せん断粘度が15mPa以下で、非常に分散性良好。
○： せん断粘度が40mPa以下で、分散性が良好。
△： せん断粘度が40mPaを超えて、分散性が低い。
The evaluation criteria for dispersibility and thixotropy are as follows.
(Dispersibility evaluation criteria)
The shear viscosity is measured at a shear viscosity of 100 (1/s) and evaluated as follows.
A: The shear viscosity is 15 mPa or less, and the dispersibility is very good.
○: Shear viscosity is 40 mPa or less, and dispersibility is good.
Δ: Shear viscosity exceeds 40 mPa and dispersibility is low.
（チクソトロピー性の評価基準）
◎： TI値5.0以上で、非常に優れたチクソトロピー性を有する。
○： TI値3.0以上で、優れたチクソトロピー性を有する。
△： TI値3.0以下で、チクソトロピー性が低い。
(Evaluation criteria for thixotropy)
⊚: TI value of 5.0 or more and excellent thixotropy.
Good: TI value of 3.0 or more and excellent thixotropy.
Δ: TI value of 3.0 or less, low thixotropy.
なお、比較例2においては、分散剤として、カーボンブラック分散に著効であるBYK Chemie社の「BYK-198」を使用した。 In Comparative Example 2, BYK Chemie's "BYK-198", which is remarkably effective in dispersing carbon black, was used as a dispersant.
本発明に係る実施例１～３の分散体組成物は、せん断粘度が100mPa・s以下と低く、いずれも良好な分散性を示した。また、TI値も大きく、優れたチクソトロピー性を示し、一剤で分散性とチクソトロピー性を付与することが出来た。特に実施例1の分散体組成物はより優れた分散性およびチクソトロピー性を示した。 The dispersion compositions of Examples 1 to 3 according to the present invention had low shear viscosities of 100 mPa·s or less, and all exhibited good dispersibility. In addition, the TI value was large, showing excellent thixotropic properties, and one agent was able to impart dispersibility and thixotropic properties. Especially the dispersion composition of Example 1 showed better dispersibility and thixotropy.
比較例１では、TI値が小さく、十分なチクソトロピー性が得られず、せん断粘度が高く、十分な分散性は得られなかった。
「BYK-198」を用いた比較例２の場合、せん断粘度は低く、良好な分散性を示したが、TI値は低く、チクソトロピー性が得られなかった。
In Comparative Example 1, the TI value was small, sufficient thixotropy was not obtained, shear viscosity was high, and sufficient dispersibility was not obtained.
In the case of Comparative Example 2 using "BYK-198", the shear viscosity was low and good dispersibility was exhibited, but the TI value was low and thixotropy was not obtained.
上記の実施例と比較例の結果から、本発明の分散剤が顔料の水溶液中での分散において、添加剤の組み合わせの最適化が不要な、一剤で分散性およびチクソトロピー性を同時に付与可能な分散剤であることがわかる。
From the results of the above examples and comparative examples, the dispersant of the present invention can simultaneously impart dispersibility and thixotropy with a single agent that does not require optimization of the combination of additives when dispersing pigments in an aqueous solution. It turns out that it is a dispersing agent.
Claims (2)
単量体(a)
式(1)で表されるポリオキシアルキレン誘導体
R1O(AO)nR2 (1)
(式(1)において、
R1は、炭素数1～4の炭化水素基を示し、
R2は、二重結合を１つ有する炭素数3～4の不飽和炭化水素基を示し、
AOは炭素数2～3のオキシアルキレン基の1種又は2種以上を示し、
nはオキシアルキレン基の平均付加モル数であって、１～１００の実数を示す。)
単量体(b)
式(2)で表されるN-置換マレイミド
An aqueous dispersant comprising a copolymer of the following monomer (a) and the following monomer (b), wherein the composition ratio of the monomer (a) and the monomer (b) ((a ):(b)) is 40:60 to 90:10 in mol %, and the weight average molecular weight of the copolymer is 5,000 to 50,000.
monomer (a)
Polyoxyalkylene derivative represented by formula (1)
R1O(AO) nR2 ( 1 )
(In formula (1),
R 1 represents a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms,
R 2 represents an unsaturated hydrocarbon group having 3 to 4 carbon atoms and one double bond,
AO represents one or more oxyalkylene groups having 2 to 3 carbon atoms,
n is the average number of added moles of oxyalkylene groups and is a real number of 1-100. )
monomer (b)
N-substituted maleimide represented by formula (2)
It contains a pigment, water and the aqueous dispersant according to claim 1, the content of water is 1 to 100 parts by mass with respect to 1 part by mass of the pigment, and the content of the aqueous dispersant is 0.1 to 0.1 100 parts by mass of an aqueous dispersion composition.
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| JP2010506984A (en) | 2006-10-19 | 2010-03-04 | ジュート−ヒェミー アクチェンゲゼルシャフト | Amphiphilic graft polymer |
| JP2011505453A (en) | 2007-11-30 | 2011-02-24 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． | Three-dimensionally stabilized latex particles |
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