JPH0413018B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は無機充填剤の分散性改質剤に関し、さ
らに詳しくは、無機充填剤を有機媒質中に分散す
るにあたり、その分散性を改良する有機チタン化
合物改質剤に関する。 無機充填剤は塗料、印刷インキ、接着剤、高分
子化合物等の有機媒質中への分散性が悪く、これ
を多量に用いた場合、種々の欠点を生ずる。たと
えば塗料、印刷インキでは増粘、分離、光沢低
下、接着剤では増粘、分離、高分子化合物では強
度低下などである。 このような問題点を解決する方法としては、無
機充填剤を用いるとき有機媒質中に界面活性剤や
金属石ケンを添加したり、有機シラン系化合物や
有機アルミニウム化合物で処理する方法、あるい
は有機チタン系化合物で処理する方法などが知ら
れている。 しかし、これらの方法はいずれも無機充填剤の
分散性改良効果があるものの、処理方法、使用
量、効果などから総合的に評価した場合、必ずし
も十分に満足すべき性能のものは得られておら
ず、さらに有効な方法の提供が要望されていた。 本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので
あり、本発明者らは、処理方法が簡単で、かつ効
果の優れた分散性改質剤を提供すべく、鋭意研究
した結果、特定の有機チタン化合物を用いること
により、その目的に効果的であることを見い出
し、本発明を完成するに至つた。 すなわち、本発明は、下記の一般式〔〕で表
わされる有機チタン化合物からなる無機充填剤の
分散性改質剤に関するものである。 Ti（OR）_4-X〔（−OR′）−_oOR″〕_X ……〔〕 （式中、 Ｒは炭素数１ないし８の１価の炭化水素基 R′は炭素数２ないし４の２価の炭化水素基 R″は炭素数４ないし22の１価の炭化水素基 Ｘは１ないし３の統計的平均値 ｎは１ないし20の統計的平均値 である。） 本発明の有機チタン化合物が目的とする分散性
改良効果を有する理由は明確ではないが、一般式
〔〕においてOR基が無機充填剤の吸着水と反
応し、（−OR′）−_oOR″基が有機媒質と親和し、そ
の結果として無機充填剤と有機媒質の親和性を高
め、分散性を改良するものと考えられる。 一般式〔〕において４−ＸおよびＸはOR基
および（−OR′）−_oOR″基のそれぞれの１分子あた
りの存在割合を示すが、Ｘ＝４すなわち、OR基
が存在しないものは、目的とする効果は極めて小
さい。また、Ｘ＝１〜３でOR基のＲが長鎖のも
のも効果が小さく、このことはOR基の反応性が
弱いためと考えられる。一方、（−OR′）−_oOR″基
は充填剤の表面に親油性を付与する基と考えら
れ、長鎖であることが必要であるが、逆に余り長
鎖すぎるとOR基の反応性を低下させる。従つ
て、エーテル結合の親油性とOR基の反応性を合
せて考慮しなければならない。 以上のような理由から、一般式〔〕におい
て、Ｒは炭素数１ないし８の１価の炭化水素基か
ら選ばれ、実用上イソプロピル基、ｎ−ブチル
基、sec−ブチル基、イソブチル基などが好まし
い。また、R′，R″，ｎは前記規定範囲の中から
選ばれ、好ましい例としては、例えばR′はエチ
レン基、イソプロピレン基などがあり、R″はオ
クチル基、ラウリル基、ミリスチル基、セチル
基、バルミチル基、オレイル基、ステアリル基、
オクチルフエニル基、ノニルフエニル基などであ
り、ｎは２ないし10である。 また、一般式〔〕において、Ｘは本発明の有
機チタン化合物が無機充填剤の吸着水と反応する
強さと、付与しようとする親油性とのバランスを
考慮して決定される。すなわち、１分子あたりの
平均値としてＸは１ないし３、好ましくは２ない
し３である。Ｘの平均値が１未満では親油性が乏
しくなり、３を超えるとOR基が少なくなつて吸
着水との反応が乏しくなるために好ましくない。 本発明において用いられる有機チタネート化合
物は、例えば、次に示す如く、Ti（OR）₄にR″O
（R′O）_oＨを反応させることにより容易に得るこ
とができる。 Ti（OR）₄＋R″O（R′O）_oＨ→ Ti（OR）₃〔（OR′）_oOR″〕＋ROH Ti（OR）₄＋2R″O（R′O）_oＨ→ Ti（OR）₂〔（OR′）_oOR″〕₂＋2ROH Ti（OR）₄＋3R″O（R′O）_oＨ→ Ti（OR）〔（OR′）_oOR″〕₃＋3ROH ここでいうTi（OR）₄はテトラアルコキシチタ
ンであり、具体的な例として例えばTi（OC₃H₇）
_４，Ti（OC₄H₉）₄などである。 また、R″O（R′O）_oＨとして、例えばC₁₂H₂₅Ｏ
（C₂H₄Ｏ）₆Ｈ、

【式】、C₁₃H₃₇ Ｏ（C₃H₆Ｏ）₄Ｈ、

【式】などであり、 脂肪アルコールまたはアルキルフエノールにアル
キレンオキサイドを付加することにより得られ
る。 本発明の有機チタネート化合物は単独あるいは
二種以上の混合系で用いても有効で、有機媒質に
予め加えておいてもよいし、有機媒質に無機充填
剤を混合する時に加えてもよく、また無機充填剤
の表面に予めコーテイング処理しておいてもよ
く、特にその使用方法は限定されるものではな
い。 本発明の有機チタネート化合物の使用量は無機
充填剤100重量部に対して0.1ないし５重量部、好
ましくは0.5〜２重量部である。0.1重量部以下で
はその効果は小さく、また５重量部以上加えても
効果の増加は認められない。 本発明の有機チタン化合物によつて分散性が改
質される無機充填剤としては、例えば炭酸カルシ
ウム、カオリン、マイカ、シリカ、二酸化チタ
ン、タルク、カーボンブラツク、硫酸バリウム、
炭酸マグネシウム、ガラス繊維、ウオラストナイ
トなどである。 本発明の有機チタン化合物により分散性が改良
された無機充填剤は、塗料、印刷インキ、接着
剤、成形加工用の高分子化合物など、広範囲の有
機媒質に応用することができる。この有機媒体と
しては、例えばアマニ油、キリ油、大豆油、脱水
ヒマシ油、マレイン化油、ロジン、ロジンエステ
ル、アクリル樹脂、フエノール樹脂、キシレン樹
脂、アルキツド樹脂、塩化ゴム、環化ゴム、ニト
ロセルロース、ポリエーテルポリオール、ポリエ
ステルポリオール、ポリエチレン樹脂、ポリプロ
ピレン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、ジオクチ
ルフタレート、ジオクチルアゼレートなどであ
る。 本発明の有機チタン化合物は無機充填剤を有機
媒質中に分散するにあたり、その分散性を改良す
る改質剤であり、実用上の効果は数多く認めら
れ、例えば塗料や印刷インキにおいては、(1)光沢
や隠ぺい力の増大、(2)粘度の低下、(3)溶剤（希釈
剤）の節減、(4)充填剤の充填比率の増加、(5)製造
時の混合時間の短縮、 また成形加工用高分子化合物においては、(1)流
動性の向上、(2)充填剤の充填比率の増加、(3)製品
の物理的性質の改善、(4)混合時間の短縮などの効
果が認められる。 以下、本発明を実施例により具体的に説明する
が、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるも
のではない。なお、例中の部および％は重量部お
よび重量％を示す。 製造例 １ 攪拌機、温度計、冷却器を備えた三ツ口フラス
コの中に、

【式】284ｇ（１モル） と、

【式】1188ｇ （３モル）を入れ、室温で30分間攪拌したところ
発熱反応して反応液温が42℃まで昇温した。次い
で、60℃に加熱して２時間反応した後、さらに75
℃に加熱し、減圧下で生成したイソプロピルアル
コールを留去して油状液体の 有機チタン化合物（Ｔ−１）を1292ｇ得た。 製造例 ２ 製造例１と同様にTi（OC₄H₉）₄340ｇ（１モル）
と

【式】924ｇ（３ モル）を三ツ口フラスコに入れ、室温で30分間攪
拌したところ発熱反応して反応液温が50℃まで昇
温した。次いで60℃に加熱して２時間反応した
後、さらに85℃に加熱し、減圧下で生成したｎ−
ブチルアルコールを留去して油状液体の 有機チタン化合物（Ｔ−２）を1042ｇ得た。 製造例 ３ 製造例１と同様にTi（OC₄H₉）₄340ｇ（１モル）
と

【式】616ｇ（２ モル）を三ツ口フラスコに入れ、室温で30分間攪
拌したところ発熱反応して反応液温が45℃まで昇
温した。次いで60℃に加熱して２時間反応した
後、さらに85℃に加熱し、減圧下で生成したｎ−
ブチルアルコールを留去して油状液体の 有機チタン化合物（Ｔ−３）を808ｇ得た。 製造例 ４ 製造例１と同様にTi（OC₄H₉）₄340ｇ（１モル）
とC₁₂H₂₅Ｏ（C₂H₄Ｏ）₅H812ｇ（２モル）を三ツ
口フラスコに入れ、室温で30分間攪拌したところ
発熱反応して反応液温が40℃まで昇温した。次い
で、60℃に加熱して２時間反応した後、さらに85
℃に加熱し、減圧下で生成したｎ−ブチルアルコ
ールを留去して油状液体のTi（OC₄H₉）₂〔（OC₂
H₄Ｏ）₅OC₁₂H₂₅〕₂有機チタン化合物（Ｔ−４）を
1004ｇ得た。 製造例 ５ 製造例１と同様にTi（OC₄H₉）₄340ｇ（１モル）
と

【式】1134ｇ（３モル） を三ツ口フラスコに入れ、室温で30分間攪拌した
ところ発熱反応して反応液温が43℃まで昇温し
た。次いで60℃に加熱して２時間反応した後、さ
らに85℃に加熱し、減圧下で生成したｎ−ブチル
アルコールを留去して油状液体の 有機チタン化合物（Ｔ−５）を1252ｇ得た。 実施例１および比較例１，２ Diol−3000（三井日曹ウレタン(株)製ポリエーテ
ルポリオール、商品名）100部、ジオクチルフタ
レート30部、前記製造例１〜５で得られた本発明
の有機チタン化合物（Ｔ−１）〜（Ｔ−５）0.6
部、炭酸カルシウム（白石工業(株)製）を均一に混
合し、25℃における粘度を測定した。その結果を
表−１に示す。 また、本発明の有機チタン化合物を使用しない
混合系についても粘度測定を行い、その結果を比
較例１として表−１に示す。 さらにまた、本発明の有機チタン化合物の代り
にTi（OC₃H₇）（OCOC₁₇H₃₅）₃市販有機チタン化
合物（Ｔ−６）0.6部を用いた混合系についても
粘度測定を行い、その結果を比較例２として表−
１に示す。

【表】 実施例２および比較例３，４ エピコート828（油化シエルエポキシ(株)製エポキ
シ樹脂、商品名）100部、前記製造例１〜３で得
られた本発明の有機チタン化合物（Ｔ−１）〜
（Ｔ−３）0.5部、酸化チタン（石原産業(株)製）50
部を均一に混合し、25℃における粘度を測定し
た。その結果を表−２に示す。 また、本発明の有機チタン化合物を使用しない
混合系についても粘度測定を行い、その結果を比
較例３として表−２に示す。 さらにまた、本発明の有機チタン化合物の代り
にTi（OC₃H₇）（OCOC₁₇H₃₅）₃市販有機チタン化
合物（Ｔ−６）0.5部を用いた混合系についても
粘度測定を行い、その結果を比較例４として表−
２に示す。

【表】 実施例３および比較例５ エピコート828（前出）100部、本発明の有機チ
タン化合物（Ｔ−１）0.5部、酸化チタン（前出）
50部、キシレン37.6部を均一に混合し、25℃にお
ける粘度を測定した。さらにこの混合系の分散安
定性試験を行いこれらの結果を表−３に示す。 また、本発明の有機チタン化合物を使用しない
混合系についても粘度測定および分散安定性試験
を同様に行い、その結果を比較例５として表−３
に示す。

【表】 実施例４および比較例６，７ アクリデイツクＡ−166（大日本インキ化学工業
(株)製アクリル樹脂、商品名）100部、本発明の有
機チタン化合物（Ｔ−２）2.4部、酸化チタン
（前出）240部、キシレン200部を混合し、粘度測
定、レベリング性あるいは塗膜試験を行い、その
結果を表−４に示す。 また、本発明の有機チタン化合物を使用しない
混合系についても同様の試験を行い、その結果を
比較例６として表−４に示す。 さらにまた、本発明の有機チタン化合物の代り
にTi（OC₃H₇）₄・〔Ｐ−（OC₃H₁₇）₂OH〕₂市販有機
チタン化合物（Ｔ−７）2.4部を用いた混合系に
ついても同様の試験を行い、その結果を比較例７
として表−４に示す。 ＜試験方法＞ 鋼板（JIS−Ｇ−3141，SPCC−SB）に混合物
をドクターブレードで乾燥後の膜厚が20〜25μm
になるように塗布し、室温で７日間乾燥した後、
試験を行つた。

【表】

【表】 実施例５および比較例８ ヘンシエルミキサーを用いて炭酸カルシウム
（白石工業(株)製）100部を本発明の有機チタン化合
物（Ｔ−１）１部で処理した後、これをポリエチ
レン樹脂（日本ユニカー(株)製）100部に添加し、
120℃の二本ロールで15分間混練し、粉砕した。 この粉砕物の溶融粘度をメルトインデクサー
（JIS−Ｋ−6760）により測定し、結果を表−５に
示す。 また、この粉砕物を熱プレス（160℃、50Kg／
cm²）により５分間で成型し、アイゾツト衝撃値
（JIS−Ｋ−6740）を測定し、結果を表−５に示
す。 比較のため、本発明の有機チタン化合物を使用
しない混合系についても同様の試験を行い、その
結果を比較例８として表−５に示す。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記の一般式〔〕で表わされる有機チタン
   化合物からなる無機充填剤の分散性改質剤。 Ti（OR）_4-X〔（−OR′）−_oOR″〕_X ……〔〕 （式中、 Ｒは炭素数１ないし８の１価の炭化水素基 R′は炭素数２ないし４の２価の炭化水素基 R″は炭素数４ないし22の１価の炭化水素基 Ｘは１ないし３の統計的平均値 ｎは１ないし20の統計的平均値 である。）