JPH03188103A - 微粒粉体を媒体に分散させる分散剤 - Google Patents

微粒粉体を媒体に分散させる分散剤

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JPH03188103A
JPH03188103A JP2335718A JP33571890A JPH03188103A JP H03188103 A JPH03188103 A JP H03188103A JP 2335718 A JP2335718 A JP 2335718A JP 33571890 A JP33571890 A JP 33571890A JP H03188103 A JPH03188103 A JP H03188103A
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polymer
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liquid
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Kokichi Aonuma
青沼 光吉
Hiroshi Watanabe
浩志 渡辺
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  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な微粒粉体の分散剤に関するものである。
従来からポリブタジェンやブタジェン−スチレン共重合
体等の共役ジエン系重合体鎖の末端に−OH基や−CO
OH基が結合した、いわゆるテレキーリック液状重合体
が知られており、分子鎖末端の官能基の反応性を利用し
た種々の分野への応用が検討されている。
本発明者等は官能性液状重合体について種々検討した結
果特定の方法で得られる液状官能性重合体は従来の官能
性液状重合には見られぬ種々の補強剤、充てん剤、磁性
体等の微粒粉体の分散性を改善する特性を有することを
見い出し本発明を完成するに到った。
本発明は、微粒粉体の媒体に分散させる新規な分散剤を
提供せんとするものである。
かかる本発明によれば分子中に−M)I基(式中M記と
同じ)を共に有する原子団が分子鎖末端及び/又はそれ
以外の分子鎖中に結合した液状重合体であり、その製法
は特に限定されない。
製法としては、アルカリ金属及び/アルカリ土類金属含
有液状不飽和重合体と特定の化合物を反応させる方法が
代表例として示される。特定の化(式中Mは0又はSを
表わす)を有する化合物、中R+、Riは水素又は置換
基を表わす)を有する原子団が、分子鎖末端及び/又は
それ以外の分子鎖中に結合した官能性液状重合体を含有
することを特徴とする微粒粉体を媒体に分散させる分散
剤が提供される。
本発明で使用する官能性液状重合体は一〇H基又(式中
RI、Rzは水素又は置換基を表わす)を有し、−C−
M−結合(式中Mは0又はSを表わ1 す)を環内に含む芳香族系化合物及び()\)一般式、
R:1−C−+CH=CH+、、R,C式中Mは01 又はSを、nは整数を、R3,R4は少なくとも水素又
は置換基を表わす)を有する原子団を表わす〕で示され
−る化合物から選択される少なくとも1種の化合物が使
用される。
この反応で使用されるアルカリ金属及び/又はアルカリ
土類金属含有液状不飽和重合体はアルカリ金属及び/又
はアルカリ土類金属基材触媒を用いて共役ジエン系モノ
マー等を重合あるいは共重合して得られる液状ジエン系
重合体鎖末端にアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金
属が結合している液状重合体及び重合方法(溶液重合、
乳化重合等)の如何を問わず、液状重合体に二重結合を
有する不飽和重合体に後反応でアルカリ金属及び/又は
アルカリ土類金属を付加させた液状重合体である。
ジエン系液状重合体1,3−ブタジェン、イソプレン、
1,3−ペンタジェン、2.3−ジメチル−1,3−ブ
タジェン、■、3−へキサジエンなどが含まれる共役ジ
エンモノマーを用いた液状重合体あるいは共役ジエンモ
ノマーと共重合可能なスチレン、α−メチルスチレン、
ビニルトルエン、ビニルナフタレン、ジビニルヘンゼン
、トリビニルベンゼン、ジビニルナフタレンナトカ含マ
れる芳香族ビニル化合物、アクリロニトリルなどの不飽
和ニトリル、(メタ)アクリル酸のエステル類、ビニル
ピリジンなどとの液状共重合体などが挙げられるが、こ
れらに限定はされない。具体的には液状ポリブタジェン
、液状ポリイソプレン、液状ブタジェン−イソプレン共
重合体、液状ブタジェン−スチレン共重合体などが例示
できる。液状重合体中の共役ジエン単位部分のミクロ構
造は1.4−結合、1,2−結合、3,4−結合等のい
ずれであっても本発明の効果は変らない。液状ジエン系
重合体の末端にアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属
が結合した液状ジエン系重合体は前記した液状ジエンモ
ノマーを該金属基材触媒で重合して得たもので、少なく
とも重合体鎖の一端に該金属の結合したものである。ア
ルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属基材触媒、重合
溶剤、ランダマイザー、共役ジエン単位の゛ミクロ構造
調整剤など通常使用されているものがそのまま使用でき
、特に制限されない。
上記の方法で得られる液状重合体が微粒粉体の分散性改
善能を発揮するためには数平均分子量は少なくとも50
0は必要であり、500未満では前記の効果は得られに
くい。好ましくは1000〜10.000の範囲である
液状重合体を製造するために使用するアルカリ金属及び
/又はアルカリ土類金属基材触媒の使用量は通常モノマ
ー100重量部当り10〜200ミリモルの範囲である
。極性化合物の使用量は通常アルカリ金属及び/又はア
ルカリ土類金属触媒1モルに対して0−10モルの範囲
である。
また、後反応でアルカリ金属又はアルカリ土類金属を付
加させた液状不飽和重合体は、アルカリ金属基材触媒、
アルカリ土類金属基材触媒、Ziegler触媒などを
用いた客演重合、レドックス型触媒等を用いた乳化重合
など通常の重合方法によって前記した共役ジエンモノマ
ーあるいは共役ジエンモノマーおよびこれと共重合可能
なモノマーとを重合又は共重合させて得られるジエン系
液状(共)重合体(具体的には液状ポリブタジェン、液
状ポリイソプレン、液状ブタジェン−スチレン共重合体
、液状ブタジェン−イソプレン共重合体、液状ポリペン
タジェン、液状ブタジェン−ピペリレン共重合体、液状
ブタジェン−プロピレン交互共重合体など、ポリペンテ
ナマー、ポリオクテナマー等のシクロオレフィン系液状
重合体など)にアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属
を付加させたものである。共役ジエン単位部分のミクロ
構造が本発明の効果に影響しないことは前記と同様であ
る。液状重合体の数平均分子量も前記と同様であり50
0以上は必要である。好ましくは1000〜10,00
0である。
液状不飽和重合体へのアルカリ金属及び/又はアルカリ
土類金属の付加は通常実施されている方法が用いられ、
例えば液状不飽和重合体を炭化水素溶媒中で、通常のア
ルカリ金属基材触媒とエーテル化合物、アミン化合物、
ホスフィン化合物等の極性化合物の存在下に30〜i 
o o ’cの温度で数十分〜数十時間の条件で付加反
応させる。アルカリ金属触媒の使用量は液状不飽和重合
体100g当り通常0.1〜lOミリモルの範囲でよく
、0.1ミリモル未満では微粒粉体の分散能は得られず
、lOミリモルを越える重合体の架橋、切断等の副反応
が生じ該効果が減殺される。
極性化合物はアルカリ金属基材触媒1モルに対して通常
0.1〜10モル、好ましくは0.5〜2モルである。
アルカリ土類金属触媒についても同様である。重合およ
び付加反応に使用されるアルカリ金属基材触媒、アルカ
リ土類金属基材触媒、溶剤及び極性化合物を例示するな
らば以下のとおりである。
アルカリ金属基材触媒は通常の溶液重合に使用されるリ
チウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム
金属またはこれらの炭化水素化合物又は極性化合物との
錯体である。例えば、エチルリチウム、n−プチルリウ
ム、5ec−ブチルリチウム、フェニルリチウム、2−
ナフチルリチウム12−ブチル−フェニルリチウム、1
.4−ジリチオ−ブテン−2、ナトリウムナフタレン・
ナトリウムビフェニル、カリウム−テトラヒドロフラン
錯体、カリウムジェトキシエタン錯体、α−メチルスチ
レンテトラマーのナトリウム塩等である。
アルカリ土類金属基材触媒は特開昭51−115590
 ;特開昭52−9090.17591.30543.
48910.98077 。
特開昭56−112916  ;特開昭57−1001
46等の公報に開示されているバリウム、ストロンチウ
ム、カルシウム等の化合物を主成分とする触媒系が挙げ
られるが、これらに限定されない。
重合反応およびアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金
属の付加反応は炭化水素溶剤またはテトラヒドロフラン
、テトラヒドロビラン、ジオキサンなどの該金属基材触
媒を破壊しない溶剤中で行なわれる。適当な炭化水素溶
剤としては、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂環族
炭化水素から選ばれ、n−ブタン、i−ブタン、n−ペ
ンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、1−ブテン、
シス−2−ブテン、2−ヘキセン、ベンゼン、トルエン
、キシレン、エチルベンゼンなどが好ましい。
また、これらの溶剤は2種類以上を混合して使用するこ
ともできる。ジエン系モノマー単位のミクロ構造あるい
は共役ジエンモノマーと共重合させる芳香族ビニル七ツ
マ−の共重合体鎖中の分布を調節するために及び該金属
付加時に使用される極性化合物としてはテトラヒドロフ
ラン、ジエチルエーテル、ジオキサン、ジエチレングリ
コールジメチルエーテルなどのエーテル化合物、テトラ
メチルエチレンジアミン、トリメチルアミン、トリエチ
ルアミン、ピリジン、キヌクリジン等のアミン化合物、
トリフェニルホスフィンなどのホスフィン化合物などの
極性化合物を挙げることができる。
本発明でアルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属含有
液状不飽和重合体と反応させる化合物ははSを表わす)
を有する化合物、(ロ)分子中には水素又は置換基を表
わす)を有し、 −C−M−結合(式中MはO又はSを表わす)を(I 環内に含む芳香族系化合物、あるいは(ハ)一般弐 R
,−C+CH=CH−)−、R,(式中MはOI 又はSを、nは整数を、R3,R4は少な(とも水素又
は置換基を表わす)を有する原子団を表わす]で示され
る化合物であり、上記の要件を満足する化合物であれば
特に制限されない。化合物S)を有する化合物としては
N、N−ジメチルアセトアミド、N、N−ジメチルホル
ムアミド、N。
N−ジメチル−N′−エチルアミノアセトアミド、N、
N−ジメチルプロピオンアミド、N、N−ジメチル−4
−ピリジルアミド、N、N−ジメチルベンズアミド、N
’、N’−(p−ジメチルアミノ)ベンズアミド、N、
N−ジメチル−N′(p−エチルアミノ)ベンズアミド
、N、N−ジメチル−8−キノリカルボキシアミド、N
N−ジメチル−p−アミノ−ベンザルアセトアミド、N
、N−ジエチル尿素、N、N、N’N′−テトラメチル
尿素、N、N、N’  N’テトラエチル尿素、N、N
’ −ジメチルエチレン尿素、N−メチル−ε−カプロ
ラクタム、3.3−ジフェニル−1−イソインドリノン
等及びこれらの対応の含硫黄化合物が挙げられる。
化合物(ロ)はラクトン化合物及びその対応のチオラク
トン化合物であり、該化合物は少な(と及びR2は同じ
でも、異なってもよく水素あるいは置換基であり、R1
とR2はピリジン環等の環としてはアミノ基、アルキル
アミノ基、ジアルキルアミノ基、ピリジル基等が挙げら
れる。化合物(ロ)の例としてはマラカイトグリーンラ
クトン、クリスタルバイオレットラクトン、3.3−ビ
ス(p−ジエチルアミノフェニル)フタリド、3−ジエ
チルアミノ−6−メチルフルオラン、3.6−ヒス(ジ
エチルアミノ)フルオラン−T−アニリノラクタム、2
−(3,6−ビス(ジエチルアミノ)−9−アニリノキ
サンチル〕安息香酸ラクタム等及びこれらの対応の含硫
黄化合物が挙げられる。
化合物(ハ)は前記の骨格と少なくとも1個のれない。
R1及びRhは化合物(ロ)のR3及びR2と同じであ
る。化合物(ハ)の例としてはP−アミノベンザルアセ
トン、P−アミノベンザルアセトフェノン、p−アミノ
シンナモイル−p′−アミノベンゼン、N、N−(p−
ジエチルアミノ)シンナモイル−N’ 、N’ −(2
−ジメチルアミノ)エチレン、■、3−ビス(4′−ジ
エチルアミノベンザル)アセトン、p−ジメチルアミノ
シンナミリデンアセトン、P−アミノシンナミリデンア
セトフェノン、1,3−ビス(4’−7ミノシンナミリ
デン)−2−プロパン、2−(p=ピリジル)ビニルメ
チルケトン、2−(p−ピリジル)ビニルフェニルケト
ン、4−ベンゾイルピリジン、4−(p’−ジメチルア
ミノベンゾイル)とリジン等及びこれらの対応のチオケ
トン化合物が挙げられる。
前記の化合物の使用量は末端にアルカリ金属又はアルカ
リ土類金属が結合した液状のジエン系重合体を製造する
際に使用するアルカリ金属又はアルカリ土類金属基材触
媒あるいは液状不飽和重合体に該金属を導入する際使用
する該金属基材触媒1モル当り0.05〜10モルであ
り、好ましくは0.2モル乃至2モルである。該化合物
と該金属末端を有する活性重合体または該金属付加した
液状不飽和重合体との反応は迅速に起るので、反応温度
および反応時間は広範囲に選択できるが、一般的には室
温乃至100°C1数秒乃至数時間である。
反応は、該金属含有液状不飽和重合体と該化合物とを接
触させればよく、例えばアルカリ金属基材触媒を用いて
液状ジエン系重合体を重合し、重合反応を終了させた該
重合体溶液中に該化合物を所定量添加する方法、液状不
飽和重合体溶液中でのアルカリ金属付加反応終了後、引
き続いて該化合物を添加して反応させる方法が好ましい
態様として例示できるが、この方法に限定されるもので
はない。反応終了後、官能基の導入された液状不飽和重
合体は反応溶液中から凝固剤の添加あるいはスチーム凝
固など通常の溶液重合によるゴムの製造において使用さ
れる凝固方法がそのまま用いられ、凝固温度も何ら制限
されない。反応系から分離された液状重合体の乾燥も通
常の液状重合体の製造で用いられている乾燥方法が使用
出来、乾燥温度も何ら制限されない。
かくして得られる官能性液状不飽和重合体はOH基又は
SH基ならびに 表わす)を有する特定の原子団が分子鎖の末端及び/又
はそれ以外の分子鎖中に結合した官能性液状重合体であ
る。
上記の方法で得られる本発明の分散剤としての官能性液
状重合体は、カーボンブラックやシリカ等の補強剤、炭
酸カルシウム等の充てん剤、フェライト等の磁性体粉末
、各種顔料等の微粒粉体の溶液中への分散、配合組成物
等への分散を改善させることができるから、種々の高分
子物質あるいは接着剤組成物、顔料マスターバッチ等に
分散剤として添加使用する等種々の媒体への微粒粉体の
分散剤として有用である。
以下実施例により本発明を具体的に説明する。
参考例1 内容積2!のステンレス製重合反応器を洗浄、乾燥し、
乾燥窒素で置換した後に、1.3−ブタジェン150 
g、ベンゼン820 g、ジエチレングリコール・ジメ
チルエーテル(ジグライム)60ミリモル、n−ブチル
リチウム(n−ヘキサン溶液)150ミリモルを添加し
40°Cで1時間重合を行った。重合反応終了後、クリ
スタルバイオレットラクトンを420ミリモル添加し、
20分間撹拌したのち、10ミリリツターのメタノール
を加えて、更に5分間撹拌した。その後、2,6ジーt
−ブチル−p−クレゾール(BIT)2.0重量パーセ
ントのメタノール溶液中に取出し、生成重合体を静置分
離したのち、60°Cで24時間減圧乾燥した。生成重
合体は液状で室温で流動性を有し、エブリオメーターに
よる数平均分子量は1100、赤外分光分析計を用いモ
レローの方法で定量したミクロ構造は シス−1,410,5% トランス−1,417,0% ビニル          72.5%である。
又同様にしてクリスタルバイオレットラクトンを4−ベ
ンゾイルピリジンに換えた液状重合体も調製した。該重
合体に該化合物が反応していることを確認するために、
高速液体クロマトグラフ(カラムは7.5 mmφ×6
0CI11×2本、充填剤はTSKゲルGMH6、溶離
液はテトラヒドロフラン)に示差屈折計と紫外検出器を
直列で接続し、クロマトグラムの頂点の示差屈折率と3
10nmの紫外吸光度の相対比(以下UV/R1比と略
記する)を求めたところ、クリスタルバイオレットラク
トンを反応させた該重合体はUV/lが2.11であっ
た。一方、4−ベンゾイルピリジンを反応させた該重合
体は紫外吸収を254nmで検出した時のUV/R1が
1.02であった。この結果より、いずれも重合体に結
合していることが確認された。
クリスタルバイオレットラクトンを添加しないこと以外
は上記と同じ方法で重合体を得た。生成重合体は流動性
を有し、UV/R1は0であり、ミクロ構造は下記の通
りである。
シス−1,410,3% トランス−1,417,0% ビニル          72.7%参考例2 クリスタルバイオレットラクトン及び4−ベンゾイルピ
リジンを第1表記載の化合物に置き換える以外は同一の
条件で実施例1を繰返した。参考例1と同様にして25
4nmの紫外吸光度と示差屈折率の相対比がいずれも1
.00〜2.10の間の値を示し、これらの化合物が液
状重合体に反応していることが確認された。
第  1  表 参考例3 内容積21のステンレス製重合反応器を洗浄、乾燥し、
乾燥窒素で置換したのち、1.3−ブタジェン112.
5 g、スチレン37.5 g、ヘンゼン820g、テ
トラヒドロフラン0.75g、n−ブチルリチウム(n
−ヘキサン溶液)150ミリモルを添加し、内容物を撹
拌しなから45°Cで2時間重合を行った。重合反応終
了後に、第2表記載の化合物を250ミリモル添加し、
20分間撹拌し、参考例1と同様の方法で凝固、乾燥し
た。生成重合体はいずれもほぼ数平均分子量1200の
液状で室温で流動性を有していた。ミクロ構造及びスチ
レン含有率は下記の通りである。
スチレン         24.9%シス−1,42
1,3% トランス−1,442,5% ビニル          36.2%第2表 いずれの化合物を添加しないこと以外は上記と同じ方法
で重合体を得た。生成重合体は室温で流動性を有し、ス
チレン含有率及びブタジェン部のミクロ構造は前記と同
一であった。
参考例4 内容積22のステンレス製重合反応器を洗浄、乾燥し、
乾燥窒素で置換した後に、1,3−ブタジェン200g
、n−ヘキサン800gを加え均一に混合した。次に、
n−ブチルリチウム、ジプチルマグネシウム、トリエチ
ルアルミニウム、バリウムジノニルフェノキシドの順に
、触媒組成(モル比)がB a / M g / L 
i / A l = 1 / 1.5/1.5/2とな
り、1,3−ブタジェン/n−ブチルリチウム=1 (
ダラム/ミリモル)になるように添加した。その後50
°Cで15時間重合を行った。重合反応終了後第1表及
び第2表記載の化合物を400ミリモル加え、20分間
撹拌したのち、10ミリリツターのメタノールを加えて
、更に5分間撹拌した。その後、2,6−ジーt−ブチ
ル−P−クレゾール(BHT)2.0重量バーセントの
メタノール溶液中に取出し、生成重合体を凝固した後、
60°Cで24時間減圧乾燥した。
生成重合体は室温で液状で流動性を示し、数平均分子量
は900、赤外分光分析計を用いモレローの方法で定量
したミクロ構造は次の通りであった。
シス−1,417,1% トランス−1,476,9% ビニル           6.0%参考例5 参考例1の官能基を有さぬ液状重合体(比較例)100
gを乾燥ベンゼン1000gに溶解し、これにn−ブチ
ルリチウム100ミリモル及びテトラメチルエチレンジ
アミン100ミリモルを添加し、70°Cで1時間反応
させた。次いで、第1表記載の化合物150ミリモルを
添加して40分間反応させた後、前記と同様にして乾燥
液状重合体を得た。
実施例1 参考例1〜5で得られた分散剤Logをそれぞれクロロ
ホルム90gに溶解した。この溶液にHAFカーボンブ
ラック5gを添加し、5分間撹拌した後、室温で15分
間静置した。比較例としての官能基を有さぬ分散剤を溶
解した溶液では、いずれもカーボンブラックの一部は液
面に浮き、残りは沈殿し、溶液は透明になった。一方、
本発明の分散剤を溶解した溶液では、カーボンブラック
が溶液中に均一に分散し、溶液は不透明であった。
又、この溶液はいずれも1日放置後もカーボンブラック
の沈降は見られなかった。
このことは本発明の分散剤がカーボンブラックをミクロ
分散させる能力ををすることを示し、カーボンブラック
の分散剤、カーボンブラックと他物質の接着剤、界面活
性側として有効であることを示している。
実施例2 (フェライトの分散) 参考例1で得られた分散剤および参考例3及び4でN−
メチル−ε−カプロラクタムを反応させて得られた分散
剤Logをそれぞれメチルエチルケトン(MEK)及び
酢酸ブチル(BY AC)の1=1混合溶媒90g中に
溶解させ、これに磁性粉(TFezOz ) 100g
とともに、カラスヒーズ(3nu++φ)550gを添
加、さらに上記混合溶媒30gを加えたものを振とうミ
ルで90分間振とう分散させた。その後、上記混合溶媒
を、さらに130g添加希釈して80メツシユスクリー
ンにてガラスピーズを除去して、固形分(T、S)約3
0%の磁性粉塗膜用液を調整した。これらの磁性粉塗膜
用液の粘度測定および塗膜のグロスメーターテストを行
った結果を第3表に示す。
第3表に記したごとく、発明の分散剤を用いた磁性粉塗
膜用溶液は、ドクターブレードでPETフィルム上に塗
布出来る流動性を示すが、それぞれの本発明の分散剤と
ほぼ同一流動性およびミクロ構造を有する比較例の分散
剤(いずれも官能基が導入されていない)を用いて調製
した磁性粉塗膜用溶液は、はとんど流動せず、粘度測定
や、塗工が出来ない状態であった。このことは本発明の
分散剤が、磁性粉の分散性に顕著な寄与をしていること
を示すものである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)分子中に−MH基(式中MはO又はS原子を表わ
    す)及び▲数式、化学式、表等があります▼基(式中R
    _1、R_2は水素又は置換基を表わす)を有する原子
    団が、分子鎖末端及び/又はそれ以外の分子鎖中に結合
    した官能性液状重合体を含有することを特徴とする微粒
    粉体を媒体に分散させる分散剤。
  2. (2)該官能性液状重合体が、 アルカリ金属及び/又はアルカリ土類金属含有液状不飽
    和重合体と(イ)分子中に▲数式、化学式、表等があり
    ます▼ 結合(式中MはO又はSを表わす)を有する化合物、(
    ロ)分子中に少なくとも1個の−N基(式中R_1、R
    _2は水素又は置換基を表わす)を有し、 ▲数式、化学式、表等があります▼結合又は▲数式、化
    学式、表等があります▼結合を環内に含む芳香族系化合
    物、及び(ハ)一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼〔式中MはO又はS
    を、nは整数を、R_3、R_4は少なくともいずれか
    一方が▲数式、化学式、表等があります▼基(式中R_
    5、R_6は水素又は置換基を表わす)を有する原子団
    を表わす〕で示される化合物から選択される少なくとも
    1種の化合物とを反応させて得られる液状不飽和重合体
    である特許請求の範囲第(1)項記載の分散剤。
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