JPH0620527B2 - 粉体−水系スラリ−用分散剤 - Google Patents

粉体−水系スラリ−用分散剤

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JPH0620527B2
JPH0620527B2 JP60263140A JP26314085A JPH0620527B2 JP H0620527 B2 JPH0620527 B2 JP H0620527B2 JP 60263140 A JP60263140 A JP 60263140A JP 26314085 A JP26314085 A JP 26314085A JP H0620527 B2 JPH0620527 B2 JP H0620527B2
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salt
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和俊 寺田
寿昭 佐藤
淳之介 山内
卓司 岡谷
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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は粉体(本発明においては、粉体とは石炭を除く
粉体を意味する。以下の記載についても同じ。)の水系
スラリー用分散剤に関する。さらに詳しくは、粉体の水
系スラリーの流動性を改善した新規な分散剤に関する。
従来より固体粉体を水等に分散させ、スラリーとして取
り扱う手法は各種産業分野において利用されている。例
えば、セラミツクス工業においては、セラミツクスの微
粉末を水系スラリー化したのち、押出し、鋳込み、シー
ト等の成型法で成型する方法や水系スラリーをいつたん
顆粒状とし、加圧成型する方法が一般的である。また、
有機顔料、無機顔料の水系スラリーは塗料、コーテイン
グ等の分野で巾広く利用されている。
一般に粉体を水スラリー化する場合、粉体の濡れを改善
し、分散性を改良する目的で、分散剤が添加されるが、
分散剤の分散性が悪いと、スラリー粘度が上昇するばか
りでなく、粉体が凝集して、成型物、塗膜等の物性を著
しく悪化させる。従つて分散剤の分散性能の向上が、多
くの産業分野で求められている。
また近年、省エネルギーの観点から、後の乾燥工程の省
力化のため、粉体−水スラリーをより高濃度化しようと
する動きや、コスト低下や分散剤による成形体、塗膜等
の性能悪化を防ぐため、分散剤の低添加量化を計ろうと
する傾向が顕著である。さらに、近年めざましく発展し
ている電子工業用などの分野では、粉体の超微粒子化が
はかられ、分散剤の分散性能に対する要求もより厳しい
ものになつてきている。
B.従来の技術 従来より粉体の水系スラリーに対しては各種の分散剤が
用いられている。例えば、高級脂肪酸石ケン・アルキル
硫酸塩等のアニオン系界面活性剤、第四級アンモニウム
塩等のカチオン形界面活性剤、ポリエチレングリコール
アルキルエーテル・ポリエチレングリコール脂肪酸エス
テル等のノニオン系界面活性剤、ポリビニルアルコー
ル、ポリアクリル酸塩類、スチレン−無水マレイン酸共
重合体類、ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物等
が代表例である。これらの分散剤は各種産業分野におい
て実用に供されている。
しかるに、近年の粉体の多様化、前述のような粉体の高
濃度化、あるいは小粒径化の傾向に対して既存の分散剤
では必ずしも満足すべき結果が得られていないのが現状
である。
C.発明が解決しようとする問題点 本発明は上記した如く、すぐれた分散性を有し、粉体−
水系スラリーの高濃度化、低粘度化、及び微小粒径粉体
の高分散水系スラリーを可能にする新規な分散剤を提供
するものである。
D.問題点を解決するための手段 本発明者らは分散性のすぐれた粉体−水系スラリーにつ
いて鋭意検討した結果、一般式 〔nは1又は2〕で表わされる重合体を有効成分として
含有することを特徴とする粉体−水系スラリー用分散剤 〔但し、Rは炭素数3〜70の炭化水素基を表わし、P
は下記構造単位Aを1モル%以上含み、構造単位Bを0.4
モル%以上含み、構造単位Cを0.1〜40モル%含み、重
合度が10以上3500以下の重合体を表わす。
ここでRはH又は炭素数1〜6の炭化水素基、 RはH又は炭素数1〜10の炭化水素基、 RはH又はCH、 RはH、CH、CHCOOH(アンモニウム塩又
は金属塩を含む)又はCN、 XはH、COOH(アンモニウム塩又は金属塩を含む)
又はCONH、 YはCOOH(アンモニウム塩又は金属塩を含む)、 SOH(アンモニウム塩又は金属塩を含む)、 OSOH(アンモニウム塩又は金属塩を含む)、 CHSOH(アンモニウム塩又は金属塩を含む)、 CONHC(CHCHSOH(アンモニウム
塩又は金属塩を含む)、 またはCONHCHCHCH (CH
をそれぞれ表わす。〕 を用いることにより、上記の目的が達成されることを見
出し、本発明を完成させたものである。
本発明において用いられる一般式 〔nは1又は2〕で表わされる重合体に関し、Pは上記
の構造単位Aを1モル%以上含み、構造単位Bを0.4モル
%以上含み、構造単位Cを0.1〜40モル%含み、重合度
が10以上3500以下の重合体であり、構造単位Aとして
は具体的にはビニルアルコール、α−メチルビニルアル
コール、α−エチルビニルアルコール、α−プロピルビ
ニルアルコール等が、構造単位Bとしては酢酸ビニル、
ギ酸ビニル、プロピオン酸ビニルおよびこれらのα置換
体等があげられる。
また構造単位Cとしてはアクリル酸、メタクリル酸又は
クロトン酸(それぞれアンモニウム塩又はNa、K等の金
属塩を含む);マレイン酸又はイタコン酸(それぞれモ
ノアルキルエステル、アンモニウム塩又はNa、K等の金
属塩を含む);ビニルスルホン酸、ビニル硫酸、アリル
スルホン酸、メタリルスルホン酸、2−アクリルアミド
−3−メチルプロパンスルホン酸又は2−メタクリルア
ミド−3−メチルプロパンスルホン酸(それぞれアンモ
ニウム酸又はNa、K等の金属塩を含む);アクリルアミ
ドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド又はメタク
リルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロリド等
の水中でイオン解離をする単量体単位があげられる。
これらの中で構造単位Aとしてはビニルアルコール単位
が、構造単位Bとしては酢酸ビニル単位が、また構造単
位Cとしてはカルボン酸(アンモニウム塩又はNa、K等
の金属塩を含む)やスルホン酸(アンモニウム塩又はN
a、K等の金属塩を含む)がより好ましい構造単位であ
る。
重合体Pを構成する上記の如き構造単位のうち、Aの含
量は1モル%以上であり、Bの含量は0.4モル%以上であ
り、Cの含量は0.1〜40モル%以上である。Cの含量が
0.1モル%未満ではイオン性基導入による分散安定化効
果が小さく、一方40モル%より大になると粘度の低下
効果が小さい。またCの含量が0.1〜1モル%の時に
は、一般式 で表わされる重合体が水溶性である為に、Aの含量は5
0〜99.95モル%であるのが好ましい。
重合体Pの重合度は3500以下、好ましくは2000以
下、更に好ましくは1000以下、最も好ましくは500以
下である。下限は10以上である。
本発明の一般式 で表わされる重合体は、水溶性から水分散性まで広い範
囲の程度の水溶性を有するものであり、水溶性のものの
みならず、水分散性のものも本発明に於いて好適に用い
得る。
その意味で前記重合体Pは、一般式 で表わされる重合体が水溶性又は水分散性である限りに
おいて、上記構造単位A、B、C以外の構造単位を含む
ことも何らさしつかえなく、これらの構造単位としては
例えばエチレン、プロピレン、イソブテン、アクリロニ
トリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−ビニ
ルピロリドン、塩化ビニル又はフツ化ビニル単位等が挙
げられる。
また一般式 で表わされる重合体に関し、Rは炭素数3〜70、好ま
しくは8〜50、更に好ましくは8〜40の炭化水素基
である。炭素数3以下ではR基の効果が認められず、炭
素数70以上になるとR基相互間の会合が強くなつてや
はり十分な効果が得られない。
R基として具体的には、n−プロピル、n−ブチル、n
−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニ
ル、n−デシル、n−ドデシル、n−テトラデシル、n
−ヘキサデシル、n−オクタデシル、n−エイコシルな
どの直鎖アルキル基、t−ブチル、t−オクチル、t−
ドデシルのような分枝したアルキル基、フエニルトルイ
ルもしくはナフチルなどのアリール基、置換アリール
基、シクロヘキシルもしくはシクロオクチルなどのシク
ロアルキル基、またはヘキサメチレン基もしくはデカメ
チレン基等のアルキレン基があげられる。またこれらの
炭化水素基の水素原子の一部がCl、BrまたはFのハロゲ
ン原子で置換されたものも含まれる。
本発明の一般式 〔nは1又は2〕で表わされる重合体の製造方法に関し
ては特に制限はないが、酢酸ビニル等のビニルエステル
を主体とするモノマーおよび前記の構造単位Cを生成す
るモノマーの共重合を、炭素数3から70の間の炭化水
素基Rを有するチオールの存在下に実施し、場合によつ
てはこれをけん化処理することによつて得る方法が最も
好ましい。
本発明の一般式 〔nは1又は2〕で表わされる重合体を有効成分として
含有する分散剤の粉体−水系スラリーへの添加量は、粉
体の種類や粒度(分布)等により異なるが、スラリー中
の粉体に対し0.01〜5.0重量%、好ましくは0.0
5〜2.0重量%である。0.01重量%以下では分散そ
のものが不十分であり、一方5.0重量%以上入れても
効果の上昇は認められず、むしろ凝集や沈降を生じやす
い傾向となる。
本発明の分散剤は粉体が水不溶性であれば粉体の種類に
よつて特に制限をうけることはなく、広範囲の有機粉
体、無機粉体に適用できる。特に無機粉体に対しては顕
著な効果が得られる。有機粉体としては例えば、アゾ
系、トリフェニルメタン系、キノリン系、アントラキノ
ン系、フタロシアニン系等の有機顔料、メラミン樹脂、
フエノール樹脂等の樹脂粉末等が、無機粉体としては例
えば、カドミウムイエロー、ベンガラ、クロムイエロ
ー、グンジヨウ、鉛白、チタン白、カーボンブラツク、
水酸化アルミニウム、クレー、タルク等の無機顔料及び
アルミナ、シリカ、チタン酸バリウム、炭酸マグネシウ
ム、炭酸カルシウム、石英粉、珪酸カルシウム等の無機
粉体、γ−Fe2O2、Co被着γ−Fe2O3、メタル粉、Ni−Zn
系・Mn−Zn系等のソフトフエライト、CrO2等の磁性粉
体、炭化珪素等の金属炭化物、窒化珪素等の金属窒化
物、ホウ化チタン等の金属ホウ化物、金属硫化物、金属
リン化物等の無機粉体等が代表例としてあげられる。
該分散剤の粉体−水スラリーへの添加方法は特に制限は
なく、たとえば粉体を分散させるべき水中に予め分散剤
を添加混合し、これに粉体を加えて混合する方法等が、
また粉体を湿式粉砕する場合には、粉砕時に添加するこ
とも、粉砕中もしくは粉砕後に添加することもできる。
スラリーの媒体としては、水単独でもよく、目的に応じ
て水可溶性の有機溶剤、例えばアルコール等を水と混合
して用いても良い。
本発明の分散剤は他の界面活性剤、湿潤剤、保護コロイ
ドまたはバインダーとして作用するポリマーたとえば通
常のポリビニルアルコール系重合体やセルロース誘導体
と併用して使用することももちろん差しつかえない。
E.作用および発明の効果 本発明の一般式 〔nは1又は2〕で表わされる重合体を有効成分として
含有する分散剤が極めて広範囲の粉体に対して有効に作
用する機構については明らかではないが、該重合体が界
面活性を示し、かつ粉体の種類、表面の状態に応じて、
分散剤の親水性−疎水性のバランス、アニオン性、カチ
オン性等のイオン性の程度、及び保護コロイド層の厚み
等の諸条件を分子構造を変えることできわめて広範囲に
調整しうる点が考えられる。
F.実施例 以下に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらに何ら限定されるものではない。なお以下で
「部」、「%」は特にことわりのない限り「重量部」、
「重量%」を意味する。
(A)一般式 〔nは1又は2〕で表わされる重合体の合成例 重合容器に酢酸ビニル2400部、メタノール600
部、アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ソ
ーダ10部を仕込み、窒素雰囲気下で60℃に加温した
後、n−ドデシルメルカプタン2.5部、アゾビスイソ
ブチロニトリル1.2部を加えて重合を開始した。重合
開始後3時間にわたつて、n−ドデシルメルカプタン3
3部を含む酢酸メチル溶液60部及びアクリルアミド−
2−メチルプロパンスルホン酸ソーダの25%メタノー
ル溶液420部を均一に添加した。重合中の重合溶液の
温度は60〜62℃であつた。3時間後に冷却して重合
を停止した。この時の重合率は53%であつた。メタノ
ール蒸気により残存する酢酸ビニルモノマー及び酢酸メ
チルを除去して、末端にn−ドデシル基を有する(酢酸
ビニル−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン
酸ソーダ共重合体)の60%メタノール溶液を得た。こ
の溶液に40℃にてNaOHのメタノール溶液をNaOHと酢酸
ビニルのモル比が0.01となるよう添加して、ケン化
反応を行なつた。得られたゲル様物を粉砕後、メタノー
ルで充分洗浄し、乾燥して、末端にn−ドデシル基を有
するポリビニールアルコール系共重合体を得た。この共
重合体の重合度は粘度測定より98であり、酢酸ビニル
単位のケン化度は90.8モル%であつた。また窒素含
量より求めたアクリルアミド−2−メチルプロパンスル
ホン酸ソーダ変性量は3.0モル%であつた。これを重
合体〔A〕とする。
以下同様の方法で重合体〔B〕〜〔J〕を合成した。重合
体の詳細を表1に示す。
実施例1〜6及び比較例1〜4 (B)銅−フタロシアニン粉末−水スラリーの調整法およ
び評価法 平均粒径1μmに粉砕した銅−フタロシアニン粉末を所
定量の分散剤を含む水溶液と、粉末濃度60%となるよ
う混合し、ホモミキサーにより5000rpmで10分攪拌し
てスラリーを調整した。得られたスラリーの粘度を20
℃でBL型粘度計を用いて回転数30rpmで測定し、分
散性を評価した。結果を表2に示す。
実施例7〜11及び比較例5〜8 (C)アルミナ−水スラリーの調整法および評価法 平均粒径0.6μmのアルミナ粉末を所定量の分散剤を
含む水溶液と、粉末濃度80%となるよう混合し、ホモ
ミキサーにより5000rpmで10分攪拌し、スラリーを調
整した。得られたスラリーの粘度を20℃でBL型回転
粘度計を用いて、回転数30rpmで測定し、分散性を評
価した。結果を表3に示す。
実施例12〜16及び比較例9〜12 (D)Ni系ソフトフエライトスラリーの調整法および評価
法 平均粒径0.5μmのNi系ソフトフエライト粉末を所定
量の分散剤を含む水溶液と粉末濃度72%となるよう混
合し、ホモミキサーにより5000rpmで10分攪拌
し、スラリーを調整した。得られたスラリーの粘度を2
0℃でBL型回転粘度計を用いて、回転数6rpmで測定
し、分散性を評価した。結果を表4に示す。
表2〜4より本発明の分散剤を用いた粉体−水スラリー
は粘度が低く、分散性にすぐれることが明らかである。
比較例13 下記の末端にn−オクチル基を有するアクリル酸のオリ
ゴマー(以下、重合体Kと略記する)を用いたこと以外
は、実施例1〜6と同様にして銅フタロシアニン−水ス
ラリーを調整して評価した。結果を表5に示す。
比較例14 末端にt−ドデシルメルカプタン基を有し、3−メタク
リルオキシ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモ
ニウムクロライド単位の含量が30モル%、メチルメタク
リレート単位の含量が64モル%、ヒドロキシエチルアク
リレートの含量が6モル%である重合度120の重合体(以
下、重合体Lと略記する)を用いたこと以外は、実施例
1〜6と同様にして銅フタロシアニン−水スラリーを調
整して評価した。結果を表5に示す。
比較例15 重合体K(比較例13に記載)を用いたこと以外は、実施
例7〜11と同様にして、アルミナ−水スラリーを調整し
て評価した。結果を表6に示す。
比較例16 重合体L(比較例14に記載)を用いたこと以外は実施例
7〜11と同様にして、アルミナ−水スラリーを調整して
評価した。結果を表6に示す。
比較例17 重合体K(比較例13に記載)を用いたこと以外は、実施
例12〜16と同様にして、Ni系ソフトフエライト−水ス
ラリーを調整して評価した。結果を表7に示す。
比較例18 重合体L(比較例14に記載)を用いたこと以外は、実施
例12〜16と同様にして、Ni系ソフトフエライト−水ス
ラリーを調整して評価した。結果を表7に示す。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09C 3/10 PBX 6904−4J (72)発明者 岡谷 卓司 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内 (56)参考文献 特開 昭60−25537(JP,A) 特開 昭61−238888(JP,A) 特開 昭61−254237(JP,A) 特公 昭47−38080(JP,B1)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式 〔nは1又は2〕で表わされる重合体を有効成分として
    含有することを特徴とする粉体(石炭を除く)−水系ス
    ラリー用分散剤。 〔但し、Rは炭素数3〜70の炭化水素基を表わし、Pは
    下記構造単位Aを1モル%以上含み、構造単位Bを0.4モ
    ル%以上含み、構造単位Cを0.1〜40モル%含み、重合
    度が10以上3500以下の重合体を表わす。 ここRはH又は炭素数1〜6の炭化水素基、RはH又
    は炭素数1〜10の炭化水素基、 RはH又はCH、 RはH、CH、CHCOOH(アンモニウム塩又
    は金属塩を含む)又はCN、 XはH、COOH(アンモニウム塩又は金属塩を含む)
    又はCONH、 YはCOOH(アンモニウム塩又は金属塩を含む)、 SOH(アンモニウム塩又は金属塩を含む)、 OSOH(アンモニウム塩又は金属塩を含む)、 CHSOH(アンモニウム塩又は金属塩を含む)、 CONHC(CHCHSOH(アンモニウム
    塩又は金属塩を含む)、 またはCONHCHCHCH (CH
    をそれぞれ表わす。〕
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