JPH0223602A - Water-based magnetic fluid composition and method for its production - Google Patents
Water-based magnetic fluid composition and method for its productionInfo
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- JPH0223602A JPH0223602A JP63173493A JP17349388A JPH0223602A JP H0223602 A JPH0223602 A JP H0223602A JP 63173493 A JP63173493 A JP 63173493A JP 17349388 A JP17349388 A JP 17349388A JP H0223602 A JPH0223602 A JP H0223602A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、強磁性体微粒子を分散媒である水中に分散剤
を介して安定に分散させてなる水ヘース磁性流体組成物
とその製造方法に関し、特に加水分解反応を利用して、
分散剤を強磁性体微粒子の表面に化学結合させることで
、非常に安定した水ベースの磁性流体組成物とその効率
的な製造方法を提供するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a water-Heath magnetic fluid composition in which ferromagnetic fine particles are stably dispersed in water as a dispersion medium via a dispersant, and a method for producing the same. Regarding, especially using hydrolysis reaction,
By chemically bonding a dispersant to the surface of ferromagnetic particles, we provide a highly stable water-based ferrofluid composition and an efficient method for producing the same.
〔従来の技術]
従来の水を分散媒とした磁性流体としては、特公昭5
、!−40069号公報に記載されたものがある。これ
は、湿式法により得た強磁性酸化物微粉末の表面に、水
相でまず不飽和脂肪酸あるいはその塩類を主成分とする
界面活性剤(第1の界面活性剤)の単分子吸着層を形成
させた後、さらに二層目に、陰イオン型あるいは非イオ
ン型界面活性剤(第2の界面活性剤)を配向吸着させて
、強磁性体微粒子を水中に安定に分散させることにより
、水ベースの磁性流体を得るものである。[Prior art] As a conventional magnetic fluid using water as a dispersion medium,
,! There is one described in the -40069 publication. In this method, a monomolecular adsorption layer of a surfactant (first surfactant) whose main component is an unsaturated fatty acid or its salt is first applied in an aqueous phase to the surface of a fine ferromagnetic oxide powder obtained by a wet method. After the formation, an anionic or nonionic surfactant (second surfactant) is oriented and adsorbed in the second layer to stably disperse the ferromagnetic particles in water. The base magnetic fluid is obtained.
しかしながら、上記従来の水を分散媒とした磁性流体に
は、以下のような種々の問題点があった。However, the conventional magnetic fluid using water as a dispersion medium has various problems as described below.
■ 第2の界面活性剤の吸着は、吸着力が非常に弱い物
理吸着であり、(第1の界面活性剤との親油基同士の相
互作用によるファンデルワールス力に基づく)簡単に脱
着してしまい易く、長期間にわたって強磁性体微粒子の
安定した分散を保つことが困難である。■ The adsorption of the second surfactant is physical adsorption with a very weak adsorption force, and is easily desorbed (based on van der Waals forces due to interaction between lipophilic groups with the first surfactant). It is difficult to maintain stable dispersion of ferromagnetic particles over a long period of time.
■ 温度変化により第2の界面活性剤の水への溶解度が
変化するため、第2の界面活性剤のうちバルク中に存在
する過剰の分と二層目に吸着する分との平衡が温度に大
きく依存する。すなわち、温度の変化により第2の界面
活性剤が脱着してしまい、強磁性体微粒子の分散安定性
が悪くなる可能性がある。■ Since the solubility of the second surfactant in water changes due to temperature changes, the equilibrium between the excess of the second surfactant present in the bulk and the amount adsorbed in the second layer changes with temperature. Much depends. That is, the second surfactant may be desorbed due to a change in temperature, and the dispersion stability of the ferromagnetic fine particles may deteriorate.
■ 過剰に水中に存在する第2の界面活性剤によって磁
性流体自体が簡単に泡立つので、取扱いが困難である。(2) The magnetic fluid itself easily foams due to the excessive amount of the second surfactant present in the water, making it difficult to handle.
■ 少量の油や極性溶媒が磁性流体に混入することで、
二層目に吸着している界面活性剤、さらには−層目に吸
着している界面活性剤の脱着が起こる。その結果、分散
している強磁性体微粒子が沈澱してしまったり、磁性流
体自体が乳化してしまったりする可能性がある。■ When a small amount of oil or polar solvent mixes with the magnetic fluid,
Desorption occurs of the surfactant adsorbed on the second layer and furthermore on the surfactant adsorbed on the -layer. As a result, the dispersed ferromagnetic fine particles may settle, or the magnetic fluid itself may become emulsified.
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
ものであり、界面活性剤として親水基と共に少なくとも
1個の加水分解性基を有する力・ノブリング剤を用い、
その加水分解性基と水との反応生成物を介してカップリ
ング剤を強磁性体微粒子の表面に化学結合せしめること
により、本来親水性である強磁性体微粒子表面を容易に
は着脱しないカップリング剤で被覆して、より一層安定
に水中に分散させることにより、上記従来の問題点を解
決することを目的としている。The present invention was made by focusing on such conventional problems, and uses a force/knobbling agent having at least one hydrolyzable group as well as a hydrophilic group as a surfactant.
By chemically bonding the coupling agent to the surface of the ferromagnetic fine particles through the reaction product of the hydrolyzable group and water, coupling is achieved that does not easily attach or detach from the surface of the ferromagnetic fine particles, which are inherently hydrophilic. The purpose of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems by coating it with an agent and dispersing it in water more stably.
上記の目的を達成する本発明の水ヘース磁性流体組成物
は、水を分散媒とし、強磁性体微粒子を分散質とする水
ヘース磁性流体組成物において、親水基と少なくとも1
個の加水分解性基とを有するカップリング剤を、その加
水分解性基の反応生成物を介して、前記強磁性体微粒子
の表面に化学結合せしめたものである。The water-Heath magnetic fluid composition of the present invention, which achieves the above object, has a water-Heath magnetic fluid composition in which water is used as a dispersion medium and ferromagnetic fine particles are used as a dispersoid.
A coupling agent having a hydrolyzable group is chemically bonded to the surface of the ferromagnetic fine particles via a reaction product of the hydrolyzable group.
カップリング剤の加水分解性の基はアルコキシ基が好適
である。The hydrolyzable group of the coupling agent is preferably an alkoxy group.
又、本発明の水ペース磁性流体の製造方法は、強磁性体
微粒子に、水と、親水基の他に少なくとも1個の加水分
解性基を有するカップリング剤とを加えて加水分解性基
を加水分解せしめ、その反応生成物を介して前記カップ
リング剤を強磁性微粒子の表面に化学結合させることに
より、強磁性体微粒子が水分散媒中に均一に分散された
中間媒体を得る工程と、該中間媒体中の分散性の悪い強
磁性体微粒子を分離し、その後、前記加水分解反応の複
生成物と少なくとも一部の水とを蒸発分離する工程とを
包含するものである。Further, the method for producing a water-based magnetic fluid of the present invention includes adding water and a coupling agent having at least one hydrolyzable group in addition to a hydrophilic group to ferromagnetic fine particles to form a hydrolyzable group. Hydrolyzing and chemically bonding the coupling agent to the surface of the ferromagnetic particles via the reaction product, thereby obtaining an intermediate medium in which the ferromagnetic particles are uniformly dispersed in an aqueous dispersion medium; This method includes the steps of separating ferromagnetic fine particles with poor dispersibility in the intermediate medium, and then evaporating and separating the by-product of the hydrolysis reaction and at least a portion of the water.
さらに又、強磁性体微粒子に、水と、親水基の他に少な
くとも1個の加水分解性基を有し、該加水分解性基の反
応生成物を介して前記強磁性体微粒子の表面に化学結合
するカップリング剤とを加え、その後直ちに水の沸点以
上に加熱し、表面を前記カップリング剤で被覆された強
磁性体微粒子を得る工程と、該強磁性体微粒子に水を加
えて混合物とする工程と、該混合物中の分散性の悪い強
磁性体微粒子を分離する工程と、を包含するものであっ
てもよい。Furthermore, the ferromagnetic fine particles have at least one hydrolyzable group in addition to water and a hydrophilic group, and the surface of the ferromagnetic fine particles is chemically bonded to the surface of the ferromagnetic fine particles through a reaction product of the hydrolyzable group. A step of adding a coupling agent to be bonded and immediately thereafter heating above the boiling point of water to obtain ferromagnetic fine particles whose surfaces are coated with the coupling agent; and adding water to the ferromagnetic fine particles to form a mixture. The method may include a step of separating ferromagnetic fine particles having poor dispersibility from the mixture.
分散質である強磁性体微粒子はその表面に一〇H基を有
している。これに対して、カップリング剤は、その分子
の一端側の加水分解性基が水中で加水分解して一〇 H
基を生じる。この加水分解で生成した一〇H基と強磁性
体微粒子面の一〇H基との間に脱水縮合反応が行われる
。これにより、カップリング剤は粒子表面に強固に化学
結合すると共に、反対端の親水基を外側に向けて粒子表
面を覆う。その結果、強磁性体微粒子は、分散媒である
水中に極めて安定に分散する。The ferromagnetic fine particles, which are dispersoids, have 10H groups on their surfaces. On the other hand, in a coupling agent, the hydrolyzable group at one end of the molecule is hydrolyzed in water to form 10 H
give rise to a group. A dehydration condensation reaction occurs between the 10H groups generated by this hydrolysis and the 10H groups on the surface of the ferromagnetic fine particles. As a result, the coupling agent is strongly chemically bonded to the particle surface and covers the particle surface with the hydrophilic group at the opposite end facing outward. As a result, the ferromagnetic fine particles are extremely stably dispersed in water, which is a dispersion medium.
以下、本発明の磁性流体組成物とその製造方法を詳細に
説明する。Hereinafter, the magnetic fluid composition of the present invention and its manufacturing method will be explained in detail.
本発明の強磁性体微粒子の分散剤は、構造中に親水基と
して作用Vる極性基と、親油基(疎水基)として作用す
る非極性基とを含む従来の界面活性剤とは、微粒子との
結合のしかた、その作用機構が異なっている。The dispersant for ferromagnetic fine particles of the present invention is different from conventional surfactants, which contain a polar group that acts as a hydrophilic group and a non-polar group that acts as a lipophilic group (hydrophobic group) in the structure. The way they are combined with each other and their mechanism of action are different.
すなわち、本発明の分散剤は、例えば一般式YR3iX
++で表されるシランカップ」Jング剤を用いる。ここ
に式中rr=1〜3、Xはメトキシ基(CH30−)や
エトキシ基(C2H5O−)等のアルコキシ基からなる
加水分解性の基、Rはエチレンジアミンその他の炭化水
素鎖、Yはカルボン酸塩基性塩、第4級アンモニウム塩
、イソチオウロニウム塩等からなる親水基である。ただ
し親水基は、陰イオン型、陽イオン型、非イオン型のい
ずれでもよく、その数も1つ以上であってよい。That is, the dispersant of the present invention has the general formula YR3iX, for example.
A silane cup represented by ++ is used. In the formula, rr=1 to 3, X is a hydrolyzable group consisting of an alkoxy group such as a methoxy group (CH30-) or an ethoxy group (C2H5O-), R is an ethylenediamine or other hydrocarbon chain, and Y is a carboxylic acid It is a hydrophilic group consisting of basic salts, quaternary ammonium salts, isothiouronium salts, etc. However, the hydrophilic group may be anionic, cationic, or nonionic, and the number thereof may be one or more.
このようなシランカップリング剤として、具体的には、
例えば次のようなものが好ましい。Specifically, as such a silane coupling agent,
For example, the following are preferred.
■ N−[(3i−リメトキシシリル)プロピル]エチ
レンジアミン三酢酸ソーダ塩
\
5i(OCHs)s
■ トリメトキシシリルプロピルイソチオウロニ\
CH2CH251(OCH3)s
■ N−トリメトキシシリルプロピルトリーNブチルア
ンモニウムプロライド
CH2N″B U3B r
/
H3
\
CHzSi(○Me):+
上記シランカップリング剤は、アルコキシ基Xが、水溶
液中、空気中の水分、または無機物表面に吸着された水
分により加水分解してシラノール基を生成し、YR3i
(OH) nになる。−力強磁性体微粒子Mは、そ
の表面に一〇H基を有している(M−OH)。そこで両
者の間に脱水縮合反応が生じて、メタシロキサン結合(
Si−0−M)により化学的に結合するものと考えられ
る。■ N-[(3i-rimethoxysilyl)propyl]ethylenediaminetriacetic acid sodium salt\ 5i(OCHs)s ■ Trimethoxysilylpropylisothiouroni\ CH2CH251(OCH3)s ■ N-trimethoxysilylpropyl tri-N-butylammonium pro Ride CH2N″B U3B r / H3 \ CHzSi(○Me): + The above silane coupling agent has a structure in which the alkoxy group YR3i
(OH) It becomes n. - The ferromagnetic fine particles M have 10H groups on their surfaces (M-OH). Therefore, a dehydration condensation reaction occurs between the two, resulting in a metasiloxane bond (
It is thought that they are chemically bonded by Si-0-M).
本発明の分散剤としてのカップリング剤の添加量は、強
磁性体微粒子表面を単分子膜で完全に被覆する量が最適
であり、したがって、カップリング剤の強磁性体微粒子
に対する最小被覆面積と強磁性体微粒子の表面積とから
次式で算出できる。The optimum amount of the coupling agent added as a dispersant of the present invention is such that the surface of the ferromagnetic fine particles is completely covered with a monomolecular film. It can be calculated from the surface area of the ferromagnetic fine particles using the following formula.
カップリング剤添加量−(強磁性体微粒子の重量X比表
面積)/カップリング剤の最小被覆面積ここで、カップ
リング剤の最小被覆面積の大きさは、例えばシランカッ
プリング剤の場合、1分子あたりの被覆面積が13人2
であり、したがって1gあたりは(13人2X6.02
x 1023) /分子量から求められ。ここに6.
02X1023はアボガドロ数である。Amount of coupling agent added - (Weight of ferromagnetic fine particles Covered area per 13 people 2
Therefore, per gram is (13 people 2 x 6.02
x 1023)/determined from the molecular weight. Here 6.
02X1023 is Avogadro's number.
実際の工程では、強磁性体微粒子の比表面積水分含有量
、シランの加水分解性、 lls%形成状態の違いを考
慮して、強磁性体微粒子に対して適宜の量のシランカッ
プリング剤を添加し、処理状態を調べた上で添加量を増
減する。In the actual process, an appropriate amount of silane coupling agent is added to the ferromagnetic particles, taking into account the specific surface area water content of the ferromagnetic particles, the hydrolyzability of silane, and the lls% formation state. Then, increase or decrease the amount added after checking the processing conditions.
本発明の強磁性体微粒子としては、周知の湿式法により
コロイド状水懸濁液(スラリー)として得られるものを
用いてよい。ここに湿式法とは、第1鉄イオンと第2鉄
イオンを1=2の割合で含む酸性溶液にアルカリを加え
、p H9程度以上とし、適宜な温度下で熟成すること
によりマグネタイトコロイドを得るものである。また、
水もしくは有機溶□媒中でマグネタイト粉末をボールミ
ル粉砕するいわゆる湿式粉砕法で得られたものでもよい
。さらに、その他、乾式法で得られたものであってもよ
い。As the ferromagnetic fine particles of the present invention, those obtained as a colloidal aqueous suspension (slurry) by a well-known wet method may be used. The wet method here refers to adding an alkali to an acidic solution containing ferrous ions and ferric ions in a ratio of 1=2, adjusting the pH to about 9 or higher, and aging it at an appropriate temperature to obtain magnetite colloid. It is something. Also,
It may be obtained by a so-called wet pulverization method in which magnetite powder is pulverized in a ball mill in water or an organic solvent. Furthermore, other materials obtained by a dry method may also be used.
また、マグネタイト以外にマンガンフェライトニッケル
フェライト、コバルトフェライトもしくはこれらと亜鉛
の複合フェライトやバリウムフェライトなどの強磁性体
微粒子や、鉄、コバルト等の強磁性の金属微粒子を用い
ることもできる。In addition to magnetite, ferromagnetic fine particles such as manganese ferrite, nickel ferrite, cobalt ferrite, composite ferrite of these and zinc, and barium ferrite, and ferromagnetic metal fine particles such as iron and cobalt can also be used.
強磁性体微粒子の含有量は、従来−船釣に用いられてい
る体積比で1〜20%の範囲は勿論のこと、溶媒として
水を用いた中間媒体を経由して製造することにより、更
に高濃度に調整することも可能になる。The content of ferromagnetic fine particles is not only in the range of 1 to 20% by volume, which is conventionally used for boat fishing, but also in the range of 1 to 20% by volume, which is conventionally used for boat fishing. It also becomes possible to adjust to a high concentration.
本発明の工程は、先ず、強磁性体微粒子に、水と、上記
カップリング剤とを加えて、その加水分解性基を加水分
解させ、反応生成物を介してカップリング剤を強磁性体
微粒子の表面に化学結合させて中間媒体を得る。次いで
、この中間媒体中の分散性の悪い粒子を遠心分離し、そ
の後中間媒体中の水と加水分解生成物であるアルコール
とを減圧除去して一旦乾燥させ、これに分散媒としての
水を加えて所定濃度の水ベース磁性流体を得る。In the process of the present invention, first, water and the above coupling agent are added to ferromagnetic fine particles to hydrolyze the hydrolyzable groups, and the coupling agent is transferred to the ferromagnetic fine particles through the reaction product. chemically bond to the surface of the material to obtain an intermediate medium. Next, the poorly dispersible particles in this intermediate medium are centrifuged, and then the water in the intermediate medium and the alcohol, which is a hydrolysis product, are removed under reduced pressure and once dried, and water as a dispersion medium is added thereto. to obtain a water-based ferrofluid of a predetermined concentration.
もしくは、上記遠心分離した中間媒体を減圧下に加熱し
、加水分解生成物のアルコールと一部の水を蒸発せしめ
ることにより、所定濃度に濃縮した水ベース磁性流体を
得てもよい。Alternatively, a water-based magnetic fluid concentrated to a predetermined concentration may be obtained by heating the centrifuged intermediate medium under reduced pressure to evaporate the hydrolyzed alcohol and a portion of the water.
或いはまた、中間媒体を遠心分離機にかける前に、減圧
下に加熱して一旦乾燥させ、その後この乾燥粒子に水を
加えて分散溶液としたものを遠心分離機にかけて、分散
性の悪い粒子を分離除去してもよい。さらに高濃度の水
ベース磁性流体を得るには、上記のようにして分散性の
悪い粒子を分離除去したものを、再び一旦乾燥してから
所定の水を加えて濃度の高いものとしてもよく、もしく
は乾燥させることなく加熱濃縮して濃度の高い水ベース
磁性流体を得てもよい。Alternatively, before applying the intermediate medium to a centrifuge, heat it under reduced pressure to dry it, then add water to the dried particles to make a dispersion solution, then apply it to a centrifuge to remove particles with poor dispersibility. It may be separated and removed. In order to obtain a water-based magnetic fluid with an even higher concentration, particles with poor dispersibility may be separated and removed as described above, and after drying again, a predetermined amount of water may be added to obtain a highly concentrated one. Alternatively, a highly concentrated water-based magnetic fluid may be obtained by heating and concentrating without drying.
かくして、強磁性体微粒子の表面に対し、カップリング
剤が、そのアルコキシ基をもってメタシロキサン結合す
ると共に、親水基を外側に向けて単層に被覆し、でなる
水ベース磁性流体が得られる以下に、本発明の詳細な説
明する。In this way, the coupling agent binds metasiloxane with its alkoxy group to the surface of the ferromagnetic fine particles, and coats the surface of the ferromagnetic particles in a single layer with the hydrophilic groups facing outward, resulting in a water-based magnetic fluid. , a detailed description of the invention.
[実施例1]
まず、硫酸第1鉄と硫酸第2鉄とを、それぞれQ、 3
m o Aづつ含む水溶液1jl!に、6NのNaO
Haqをp H11以上になるまで加えた後、その溶液
を60°Cで30分間熟成して、マグネタイトコロイド
のスラリー液を得た。ついで、室温下で水洗して、この
スラリー中の電界質を除去する。以上は、湿式法により
マグネタイトコロイドを製造する工程である。このよう
にして得たマグネタイトコロイド液を遠心分離してマグ
ネタイトだけを回収したものを80°Cで3時間減圧乾
燥した。[Example 1] First, ferrous sulfate and ferric sulfate were mixed with Q and 3, respectively.
1 jl of aqueous solution containing m o A! , 6N NaO
After adding Haq until the pH reached 11 or higher, the solution was aged at 60°C for 30 minutes to obtain a slurry liquid of magnetite colloid. Then, the electrolyte in this slurry is removed by washing with water at room temperature. The above is a process for producing magnetite colloid by a wet method. The magnetite colloid liquid thus obtained was centrifuged to recover only magnetite, which was dried under reduced pressure at 80°C for 3 hours.
この乾燥したマグネタイト微粒子5.0gに、分散剤と
して、シランカップリング剤のN−[(3トリメトキシ
シリル)プロピル]エチレンジアミン酢酸ソーダ塩3.
0g、及び水12.0 gを加え、ボールミルを用いて
4時間粉砕及び分散操作を行った。このようにして、表
面が上記シラン力・ノブリング剤で被覆されたマグネタ
イト微粒子が水に安定に分散した中間媒体が得られた。To 5.0 g of the dried magnetite fine particles, 3.0 g of silane coupling agent N-[(3trimethoxysilyl)propyl]ethylenediamine sodium acetate was added as a dispersant.
0 g and 12.0 g of water were added, and pulverization and dispersion operations were performed for 4 hours using a ball mill. In this way, an intermediate medium was obtained in which fine magnetite particles whose surfaces were coated with the silane/knobling agent were stably dispersed in water.
この中間媒体を遠心分離機にかけて、8000Gの遠心
力下で30分間処理し、マグネタイト分散粒子のうち比
較的粒径の大きい、分散性の悪い粒子を沈降せしめて除
去する。次に、沈降せずに残ったマグネタイト微粒子が
懸垂している」二澄み液をロータリーエバポレータに移
し、50°Cに保ってシランカップリング剤の加水分解
により生成するメタノールと水を蒸発除去する。This intermediate medium is centrifuged and treated under a centrifugal force of 8000 G for 30 minutes to sediment and remove particles with relatively large diameters and poor dispersibility among the magnetite dispersed particles. Next, the clear liquid in which the fine magnetite particles that remained without settling are suspended is transferred to a rotary evaporator and kept at 50°C to evaporate and remove methanol and water produced by hydrolysis of the silane coupling agent.
さらに80’Cで減圧乾燥して水を蒸発除去し、シラン
カップリング剤で被覆されたマグネタイト微粒子を得た
。次にこのマグネタイト微粒子の8Qwt%の水を添加
して、水中に再分散させた。Further, the product was dried under reduced pressure at 80'C to remove water by evaporation, thereby obtaining fine magnetite particles coated with a silane coupling agent. Next, 8Qwt% of water was added to the magnetite fine particles to redisperse them in water.
これを更に遠心分離機にかけ、8000Gの遠心力下で
30分間処理した。この遠心分離操作によって、非分散
の固形物は取り除かれて、その上部のコロイド液は極め
て安定な磁性流体であった。This was further centrifuged and processed under a centrifugal force of 8000G for 30 minutes. By this centrifugation operation, undispersed solids were removed, and the colloidal liquid above was an extremely stable magnetic fluid.
[実施例2]
上記実施例1と同様にして湿式法によりマグネタイトコ
ロイドを製造し、さらに減圧乾燥を行った。その乾燥し
たマグネタイト微粒子8.0gにシランカップリング剤
のトリメキシシリルプロピルイソチオウロニウムクロリ
ド7.6g、水12.0 gを加え、ボールミルを用い
て4時間粉砕及び分散操作を行った。このようにして、
表面が上記のシランカップリング剤で被覆されたマグネ
タイト微粒子が水中安定に分散した中間媒体が得られた
。[Example 2] Magnetite colloid was produced by a wet method in the same manner as in Example 1 above, and further dried under reduced pressure. To 8.0 g of the dried magnetite fine particles, 7.6 g of trimexysilylpropylisothiouronium chloride as a silane coupling agent and 12.0 g of water were added, and pulverization and dispersion were performed using a ball mill for 4 hours. In this way,
An intermediate medium was obtained in which fine magnetite particles whose surfaces were coated with the above silane coupling agent were stably dispersed in water.
次に、この中間媒体をロータリーエバポレータに移し、
90°Cに保ってシランカップリング剤の加水分解によ
り生成するメタノールと水を蒸発除去する。Next, transfer this intermediate medium to a rotary evaporator,
The temperature is maintained at 90°C to remove methanol and water produced by hydrolysis of the silane coupling agent by evaporation.
その後、これに20gの水を加えて再分散させたものを
遠心分離機にかけて8000Gの遠心力下に30分間処
理し、マグネタイト分散粒子のうちの比較的大きな粒径
で分散性の悪い粒子を沈降せしめて除去する。After that, 20g of water was added to this to re-disperse it, which was then placed in a centrifuge and processed under a centrifugal force of 8000G for 30 minutes to precipitate the relatively large particles with poor dispersibility among the magnetite dispersed particles. At least remove it.
得られた磁性流体は極めて安定であった。The obtained magnetic fluid was extremely stable.
本発明によれば、強磁性体を水ベースの分散媒中に安定
に分散させるのに、分散剤として、その分子構造中の一
端側に親水基を有すると共に、他端側に加水分解性の基
を有するカップリング剤を用い、該カップリング剤の加
水分解性基の反応生成物を介して強磁性体微粒子の表面
に化学結合せしめた。そのため、従来のように分散剤が
強磁性体微粒子面に単に物理吸着するものとは異なり、
温度変化や極性溶媒の混入あるいは少量の油などの異物
の混入があっても、容易には脱着せず、長期間にわたり
良好な分散状態を保つという効果が得られる。According to the present invention, in order to stably disperse a ferromagnetic material in a water-based dispersion medium, the dispersant has a hydrophilic group at one end of its molecular structure and a hydrolyzable group at the other end. A coupling agent having a group was used to form a chemical bond to the surface of ferromagnetic fine particles via a reaction product of a hydrolyzable group of the coupling agent. Therefore, unlike conventional methods in which the dispersant simply physically adsorbs to the surface of the ferromagnetic particles,
Even if there is a temperature change, a polar solvent is mixed in, or a small amount of foreign matter such as oil is mixed in, the material is not easily desorbed and maintains a good dispersion state for a long period of time.
また、分散剤の添加量は、強磁性体微粒子の表面に対し
、単分子層を形成する量であるから、従来のように過剰
に水中に存在する界面活性剤により、磁性流体自体が簡
単に泡立つという現象は防止され、取扱いが容易になる
という効果が得られる。In addition, since the amount of dispersant added is such that a monomolecular layer is formed on the surface of the ferromagnetic fine particles, the ferromagnetic fluid itself is easily disintegrated by the surfactant present in excess in water, unlike conventional methods. The phenomenon of foaming is prevented and handling becomes easier.
Claims (4)
水ベース磁性流体組成物において、親水基と少なくとも
1個の加水分解性基とを有するカップリング剤を、その
加水分解性基の反応生成物を介して、前記強磁性体微粒
子の表面に化学結合せしめたことを特徴とする水ベース
磁性流体組成物。(1) In a water-based magnetic fluid composition in which water is used as a dispersion medium and ferromagnetic fine particles are used as a dispersoid, a coupling agent having a hydrophilic group and at least one hydrolyzable group is added to the hydrolyzable group. A water-based magnetic fluid composition, characterized in that the water-based magnetic fluid composition is chemically bonded to the surface of the ferromagnetic fine particles via a reaction product of the above.
である請求項(1)記載の水ベース磁性流体組成物。(2) The water-based magnetic fluid composition according to claim 1, wherein the hydrolyzable group of the coupling agent is an alkoxy group.
も1個の加水分解性基を有するカップリング剤とを加え
て加水分解性基を加水分解せしめ、その反応生成物を介
して前記カップリング剤を強磁性微粒子の表面に化学結
合させることにより、強磁性体微粒子が水分散媒中に均
一に分散された中間媒体を得る工程と、該中間媒体中の
分散性の悪い強磁性体微粒子を分離し、その後、前記加
水分解反応の複生成物と少なくとも一部の水とを蒸発分
離する工程とを包含する水ベース磁性流体組成物の製造
方法。(3) Water and a coupling agent having at least one hydrolyzable group in addition to a hydrophilic group are added to the ferromagnetic fine particles to hydrolyze the hydrolyzable group, and the reaction product is A step of chemically bonding the coupling agent to the surface of the ferromagnetic particles to obtain an intermediate medium in which the ferromagnetic particles are uniformly dispersed in an aqueous dispersion medium; A method for producing a water-based magnetic fluid composition comprising the steps of separating body particulates and then evaporating and separating a by-product of the hydrolysis reaction and at least a portion of the water.
も1個の加水分解性基を有し、該加水分解性基の反応生
成物を介して前記強磁性体微粒子の表面に化学結合する
カップリング剤とを加え、その後直ちに水の沸点以上に
加熱し、表面を前記カップリング剤で被覆された強磁性
体微粒子を得る工程と、該強磁性体微粒子に水を加えて
混合物とする工程と、該混合物中の分散性の悪い強磁性
体微粒子を分離する工程と、を包含する水ベース磁性流
体組成物の製造方法。(4) The ferromagnetic fine particles have at least one hydrolyzable group in addition to water and a hydrophilic group, and the surface of the ferromagnetic fine particles is chemically bonded to the surface of the ferromagnetic fine particles through the reaction product of the hydrolyzable group. A step of adding a coupling agent to be bonded and immediately thereafter heating above the boiling point of water to obtain ferromagnetic fine particles whose surfaces are coated with the coupling agent; and adding water to the ferromagnetic fine particles to form a mixture. A method for producing a water-based magnetic fluid composition, comprising the steps of: separating ferromagnetic fine particles having poor dispersibility from the mixture.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63173493A JPH0744101B2 (en) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | Water-based magnetic fluid composition and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
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JP63173493A JPH0744101B2 (en) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | Water-based magnetic fluid composition and method for producing the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0223602A true JPH0223602A (en) | 1990-01-25 |
JPH0744101B2 JPH0744101B2 (en) | 1995-05-15 |
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ID=15961532
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JP63173493A Expired - Lifetime JPH0744101B2 (en) | 1988-07-12 | 1988-07-12 | Water-based magnetic fluid composition and method for producing the same |
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Country | Link |
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JP (1) | JPH0744101B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997036305A1 (en) * | 1996-03-26 | 1997-10-02 | Ferrotec Corporation | Process for producing a magnetic fluid and composition therefor |
-
1988
- 1988-07-12 JP JP63173493A patent/JPH0744101B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO1997036305A1 (en) * | 1996-03-26 | 1997-10-02 | Ferrotec Corporation | Process for producing a magnetic fluid and composition therefor |
US6056889A (en) * | 1996-03-26 | 2000-05-02 | Ferrotec Corporation | Process for producing a magnetic fluid and composition therefor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0744101B2 (en) | 1995-05-15 |
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