JPH0422434A - 微粒子シリカスラリー分散剤 - Google Patents

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】 亙ＪＬし例ｍ年月− 本発明は、微粒子シリカスラリーの分散安定性を改善す
る分散剤に関する。

従来勿艮生 微粒子シリカは、フェロシリコンやシリコンメタルの製
造時に発生するガスを集塵することにより産業副産物と
して得られ、コンクリート混和剤、合成樹脂用フィラー
、農薬用バインダーなどとして広く用いられている。し
かし、これらの用途において微粒子シリカをそのまま使
用すると、粉塵の飛散による環境汚染や、珪肺等の作業
衛生上好ましくない問題を生じる。

そこで、微粒子シリカを水スラリーとして取り扱うこと
が試みられ、スラリー化のための各種分散安定方法が提
案されている。

例えば特開昭６１ｉ１８１３０号公報には、微粒子シリ
カ分散剤として、ポリカルボン酸またはその塩、あるい
はこれらとβ−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物
とを組み合わせて使用することにより、長時間保存後に
おける沈降物やハードケーキの生成を防止することが提
案されている。

また、特開昭６２−２７０４１４号公報には、ナフタレ
ンスルホン酸ホルムアルデヒド縮金物、ポリアクリル酸
等の陰イオン分散剤と、アミノカルボン酸等のキレート
剤とを併用することにより、微粒子シリカ水スラリーの
安定性を改善することが報告されている。

しかしながら、上記分散剤を用いて微粒子シリカ水スラ
リーを調製しても、沈降物の発生はある程度防止できる
ものの、スラリーの撹拌を停止すると直ちに増粘が始ま
り、流動性の良好なスラリーが得られないという問題が
あった。

明が　　しようとする課 本発明は、長時間保存後にも、沈降物の発生が防止され
、しかも流動性が良好な微粒子シリカスラリーが調製で
きる分散剤を提供するものである。

充泄ＬＩＬ腹 本発明の微粒子シリカスラリー分散剤は、以下の（ａ）
および（ｂ）成分を併用したことを特徴とする。

（ａ）カルボキシル基を有するアニオン性ポリマーまた
はその塩。

（ｂ）芳香族基を有する低分子量スルホン酸化合物。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。

（ａ）成分のアニオン性ポリマーとしては、分子内にカ
ルボキシル基を有するものが用いられ、アクリル酸、メ
タクリル酸、（無水）マレイン酸、フマル酸、イタコン
酸等のホモポリマーおよびこれらのコポリマー、あるい
は、これらモノマーとヒドロキシ（メタ）アクリレート
、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシ
プロピル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリルアミ
ド、スチレンスルホン酸、スルホエチルアクリレート、
２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸等
とのコポリマーが挙げられる。

これらの中でも特に、アクリル酸またはメタクリル酸の
ポモポリマー、アクリル酸とメタクリル酸とのコポリマ
ーあるいは、アクリル酸またはメタクリル酸と２−アク
リルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸とのコポリ
マーが好ましい。

（ａ）成分のアニオン性ポリマーの重量平均分子量は、
１　、０００〜５万が好適であり、好ましくは２，００
０〜２万である。

また、（ａ）成分のアニオン性ポリマーは、そのカルボ
キシル基が酸の形でも、アルカリ金属、アルカリ土類金
属、アミン等の塩の形でもよい。

（ａ）成分のアニオン性ポリマーは、通常の公知のラジ
カル重合法により得ることができる。

例えば、過硫酸塩、過酸化水素等のラジカル開始剤を用
い、連鎖移動剤として低級アルコール、チオール、次亜
リン酸またはその塩を用い、水、あるいは水−アルコー
ル、水−アセトン混合溶媒を使用して重合することがで
きる。

（ｂ）成分の低分子量スルホン酸化合物としては、芳香
族基を有するものが用いられ、ベンゼンスルホン酸、ト
ルエンスルホン酸、キシレンスルホン酸、ナフタレンス
ルホン酸、フェノールスルホン酸、フェニルフェノール
スルホン酸、ビフェニルスルホン酸、スルホ安息香酸、
スルホサリチル酸、スルホフタル酸ならびにこれらの塩
などが挙げられる。塩としては、アルカリ金属塩、アル
カリ土類金属塩、アミン塩などが用いられる。これらの
中でも特に好ましくは、トルエンスルホン酸、フェノー
ルスルホン酸またはこれらの塩である。このように、′
″低分子量″スルホン酸化合物とは、分子量１０００以
下の化合物でナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮
金物やりゲニンスルホン酸等の重合体を包含しない意味
である。

カルボキシル基を有するアニオン性ポリマー（ａ）と芳
香族基を有する低分子量スルホン酸化合物（ｂ）とは、
重量比で（ａ）／（ｂ）＝１０／９０〜９０／１０で併
用することが好ましい。この併用比率が１０／９０より
小さくなると沈降物の発生防止効果が不十分となり、一
方、　９０／１０より大きいと経口での増粘が大きくな
り、流動性が不十分となる点で好ましくない。

（ａ）、（ｂ）両成分は、予め混合して微粒子シリカス
ラリーに添加してもよく、また、別々に添加してもよい
。

微粒子シリカスラリーは、微粒子シリカと水とをホモジ
ナイザー、ミキサー等の公知の分散混合機を用いて混合
することにより得られる。

この際、微粒子シリカと水とを混合後１本発明の（ａ）
　、　（ｂ）両成分を添加してもよいし、また、予め水
中に（ａ）、（ｂ）両成分を添加後、この水と微粒子シ
リカとを混合してもよい。

本発明の分散剤は、（ａ）　、　（ｂ）ＷＪ酸成分合計
量で、微粒子シリカに対して０．３〜５重量％添加する
ことが好ましい。この添加量が少な過ぎる場合は、微粒
子シリカスラリーの静置保存により、経時とともにスラ
リーが増粘して流動性を失なうため好ましくない。一方
、５重量％を超えて配合しても、効果の向上は認められ
ず、コストアップとなるので好ましくない。

本発明の分散剤を用いて調製される微粒子シリカスラリ
ーの濃度は２０〜７５重量％とすることが好適であり、
好ましくは４５〜６５重量％である。

さらに本発明の分散剤では、上記（ａ）、（ｂ）両成分
に加え、必要により、グルコン酸、クエン酸、エチレン
ジアミン４酢酸等のキレート剤、あるいは、ポリスチレ
ンスルホン酸、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチル
−プロパンスルホン酸）またはこれらの塩などを適宜併
用することもできる。

３浬Ｒυ弧泉 本発明の分散剤によれば、（ａ）カルボキシル基を有す
るアニオン性ポリマーまたはその塩と、（ｂ）芳香族基
を有する低分子量スルホン酸化合物とを併用添加するこ
とにより、微粒子シリカの分散性が良好で、長期間静置
保存しても沈降物がなく、しかも増粘が防止されて流動
性に富む水系スラリーが得られる。よって、ハンドリン
グが容易となり微粒子シリカスラリーのポンプ輸送にお
ける輸送コストの削減、ポンプ内でのゲル化防止等に著
効を示す。

失−蓋一史 製造例１ 実施例で用いたアクリル酸／メタクリル酸コポリマーは
、次の方法により合成した。

温度計、撹拌機、マイクロチューブポンプ、ガス導入管
および還流冷却器を備えた１Ωのガラス製反応器に水１
１４ｇを仕込み、撹拌下に反応容器内を窒素置換し、窒
素雰囲気下で９０℃まで加熱した９次いで、８０％アク
リル酸９０．１ｇ、メタクリル酸８６．１ｇおよび次亜
リン酸ナトリウム８．４８ｇからなる混合物と、過硫酸
カリウム２．７０ｇおよび水５０ｇからなる水溶液とを
、３時間にわたって連続的に添加した。添加完了後、１
時間１００℃に温度を保持して重合を完了させ、固形分
４８．１％、重量平均分子量１０，０００のコポリマー
水溶液を得た。

製造例２ 実施例で用いたアクリル酸／２−アクリルアミド−２−
メチルプロパンスルホン酸のコポリマーは下記の方法に
より合成した。

温度計、撹拌機、マイクロチューブポンプ、ガス導入管
および還流冷却器を備えたＩＱのガラス製反応器に水１
６０．３ｇを仕込み、撹拌下に反応容器内を窒素置換し
、窒素雰囲気下で９０℃まで加熱した０次いで、８０％
アクリル酸１２０ｇ、２−アクリルアミド−２−プロパ
ンスルホン酸２４、Ｏｇ、次亜リン酸ナトリウム１２．
３ｇおよび水５０．０ｇからなる混合物と、過硫酸アン
モニウム３．３５ｇおよび水３０．０ｇからなる水溶液
とを、３時間にわたって連続的に添加した。添加終了後
、１時間１００℃に温度を保持して重合を完了させ、固
形分２７．３％、重量平均分子量９　、０００のコポリ
マー水溶液を得た。

実施例１ ２００ｍ　Ｑのガラス製ビーカーに水３５．７５ｇを入
れ、製造例１記載のアクリル酸／メタクリル酸のコポリ
マー水溶液１２．５ｇ（１，０重量％対微粒子シリカ）
と、ｐ−トルエンスルホン酸の３０％水溶液３．００　
ｇ　（１，５重量％対微粒子シリカ）とを、添加、混合
した。

この水溶液に、微粒子シリカとしてＳＦパウダー（日本
重化学工業層）６０−００ｇを加え、スパチュラで撹拌
し、微量のカセイソーダ水溶液にてｐ＋＋を５に調整し
た後、２５℃の恒温槽中で１時間混合して微粒子シリカ
スラリーを得た。このスラリーの粘度をＢＬ型粘度計を
用い、スピンドル６０ｒｐｍ、ロータＮａ　２で測定し
た。形成された初期のスラリーは］、４７ｃｐの粘度を
有していた。

室温で７日間静置後のスラリーの粘度は１６３ｃｐとわ
ずかに増粘していたが、沈降物も無く極めて流動性に富
んでいた。なお、微粒子シリカスラリ−濃度は６０重量
％である。

また、このスラリーの製造直後、静置で１日保存後、７
日保存後の沈降物の有無およびスラリーの流動性を以下
の基準により目視にて判定し、分散安定性を評価した。

これらの評価結果は、実施例２および３の結果とともに
、後記第１表に示した。

“　、　の　無の　　基′” Ｏ：沈降物なし △：わずかに沈降物がある ×：明らかに沈降物がある 分１」１乞丸動１゜ ０：保存ビンを傾けるとスラリーが動くΔ：保存ビンを
傾けるとスラリーが動くが、かなり粘稠 ×：保存ビンを傾けてもスラリーが動かない 実施例２，３ カルボキシル基を有するアニオン性ポリマーおよび芳香
族基を有するスルホン酸化合物の種類ならびに添加量を
変化させ、実施例１と同様にしてスラリーを調製し、製
造直後の粘度および分散安定性を評価した。実施例１の
結果と併せて第１表に示す。なお、微粒子シリカスラリ
ー濃度は、いずれも６０重量％である。

（以下余白） 実施例４，５および比較例１，２ カルボキシル基を有するアニオン性ポリマー（ａ）とし
てアクリル酸／メタクリル酸コポリマー（製造例１）、
芳香族基を有するスルホン酸化１（ｂ）としてＰ−トル
エンスルホン酸を選び、（ａ）と（ｂ）の合計添加量を
２．５重量％対微粒子シリカとし、（ａ）／（ｂ）の割
合を変化させ、実施例１と同様にしてスラリーを調製し
、製造直後のスラリー粘度および経日による分散安定性
を評価した。これらの結果を、実施例１と併せて第２表
に示す。なお、微粒子シリカスラリー濃度はいずれも６
０重量％である。

（以下余白）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、カルボキシル基を有するアニオン性ポリマーまたは
   その塩と、芳香族基を有する低分子量スルホン酸化合物
   とを含むことを特徴とする微粒子シリカスラリー分散剤
   。