JPH10158674A - Production of electroviscous fluid composition - Google Patents
Production of electroviscous fluid compositionInfo
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- JPH10158674A JPH10158674A JP31931796A JP31931796A JPH10158674A JP H10158674 A JPH10158674 A JP H10158674A JP 31931796 A JP31931796 A JP 31931796A JP 31931796 A JP31931796 A JP 31931796A JP H10158674 A JPH10158674 A JP H10158674A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電気粘性流体組成物
の製造法に関するものである。更に詳しくは、比較的弱
い電場を印加することによっても大きなせん断応力を発
生し、その際に流れる電流密度が小さく、且つ発生した
せん断応力および電流密度の経時安定性に優れた電気粘
性流体組成物の製造法に関するものである。The present invention relates to a method for producing an electrorheological fluid composition. More specifically, an electrorheological fluid composition that generates a large shear stress even when a relatively weak electric field is applied, the current density flowing at that time is small, and the generated shear stress and the current density are excellent in stability over time. The method relates to a method for producing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】電気粘性流体とは、例えば絶縁性分散媒
中に固体粒子を分散・懸濁して得られる流体であって、
そのレオロジー的あるいは流れ性質が電場変化を加える
ことにより粘塑性型の性質に変わる流体であり、一般に
外部電場を印加した際に粘度が著しく上昇し、大きいせ
ん断応力を誘起する、いわゆるウィンズロー効果を示す
流体として知られている。このウィンズロー効果は応答
性が速いという特徴を有するため、電気粘性流体はクラ
ッチ、ブレーキ等のトルク伝達用アクチュエータ、エン
ジンマウント、ダンパー、バルブ等の制御用アクチュエ
ータ、電気粘性流体インクジェット等への応用が試みら
れている。2. Description of the Related Art An electrorheological fluid is a fluid obtained by dispersing and suspending solid particles in an insulating dispersion medium, for example.
A fluid whose rheological or flow properties change to viscoplastic properties by applying an electric field change.In general, the viscosity increases significantly when an external electric field is applied, and the so-called Winslow effect, which induces a large shear stress. Fluid known as Since the Winslow effect has the characteristic of quick response, the electrorheological fluid is applied to actuators for torque transmission such as clutches and brakes, actuators for controlling engine mounts, dampers, valves, etc., and electrorheological fluid inkjet. Attempted.
【0003】従来、電気粘性流体組成物としては、シリ
コーンオイル、塩化ジフェニル、トランス油等の絶縁油
中に、セルロース、でんぷん、大豆カゼイン、シリカゲ
ル、ポリスチレン系イオン交換樹脂、ポリアクリル酸塩
架橋体等の固体粒子を分散させたものが知られている。[0003] Conventionally, as an electrorheological fluid composition, cellulose, starch, soybean casein, silica gel, polystyrene ion exchange resin, crosslinked polyacrylate, etc. in insulating oils such as silicone oil, diphenyl chloride, and trans oil. Are known in which solid particles are dispersed.
【0004】しかしながら、セルロース、でんぷんや大
豆カゼインを分散相として用いた電気粘性流体組成物
は、電場を印加した際に得られるせん断応力が小さいと
いう問題点があり、ポリアクリル酸塩架橋体を分散相と
して用いた電気粘性流体組成物は、比較的弱い電場を印
加しただけでは実用上充分なせん断応力が誘起されない
という問題点があった。[0004] However, the electrorheological fluid composition using cellulose, starch or soybean casein as a disperse phase has a problem that the shear stress obtained when an electric field is applied is small. The electrorheological fluid composition used as a phase has a problem that a practically sufficient shear stress is not induced only by applying a relatively weak electric field.
【0005】また、ポリスチレン系イオン交換樹脂の一
つであるポリスチレンスルホン酸のアルカリ金属塩型の
イオン交換樹脂を分散相として用いた電気粘性流体組成
物は、比較的弱い電場の印加によっても大きなせん断応
力を発生するが、その際に流れる電流密度が大きく、且
つ発生したせん断応力および電流密度の経時安定性に乏
しいという問題点があった。Further, an electrorheological fluid composition using an alkali metal salt type ion exchange resin of polystyrene sulfonic acid, which is one of polystyrene ion exchange resins, as a disperse phase has a large shear force even when a relatively weak electric field is applied. Although a stress is generated, there has been a problem that the current density flowing at that time is large, and the generated shear stress and the current density have poor temporal stability.
【0006】一方、スチレンとジビニルベンゼンを主成
分とする重合架橋体を、スルホン化剤に硫酸を用いてス
ルホン化することにより得られるスルホン化重合体粒子
を分散相として用いた電気粘性流体組成物について検討
した結果、この電気粘性流体組成物も比較的弱い電場の
印加によって大きなせん断応力を発生するが、その際に
流れる電流密度が大きく、且つ発生したせん断応力およ
び電流密度の経時安定性に乏しいという問題点があっ
た。On the other hand, an electrorheological fluid composition using, as a disperse phase, a sulfonated polymer particle obtained by sulfonating a polymerized crosslinked product containing styrene and divinylbenzene as main components using sulfuric acid as a sulfonating agent. As a result of studying, the electrorheological fluid composition also generates a large shear stress when a relatively weak electric field is applied, but the current density flowing at that time is large, and the generated shear stress and the current density have poor stability over time. There was a problem.
【0007】我々は、ビニル芳香族化合物とポリビニル
化合物を主成分とし、必要に応じてその他のビニル化合
物を加えたモノマー混合物の重合架橋体をスルホン化し
て得られるスルホン化重合体からなる分散相粒子を電気
絶縁性分散媒中に分散させた電気粘性流体の性能を評価
したところ、前記の重合架橋体のスルホン化行程でその
方法を工夫すると優れた性能を示すことを見出した。す
なわち、重合架橋体のスルホン化に際して、重合架橋体
100重量部に対して150重量部以上の発煙硫酸でス
ルホン化することにより、比較的弱い電場を印加するこ
とによっても大きなせん断応力を発生し、その際に流れ
る電流密度が小さく、且つ発生したせん断応力および電
流密度の経時安定性に優れた電気粘性流体組成物が得ら
れることを見出した(特願平2−139873)。We have developed a dispersed phase particle comprising a sulfonated polymer obtained by sulfonating a polymerized crosslinked product of a monomer mixture containing a vinyl aromatic compound and a polyvinyl compound as main components and further adding other vinyl compounds as required. Was evaluated in the electrorheological fluid in which was dispersed in an electrically insulating dispersion medium. As a result, it was found that an excellent performance was exhibited when the method was devised in the sulfonation step of the polymer crosslinked product. That is, during the sulfonation of the polymer crosslinked product, a large shear stress is generated even by applying a relatively weak electric field by sulfonating with 150 parts by weight or more of fuming sulfuric acid with respect to 100 parts by weight of the polymer crosslinked product. It has been found that an electrorheological fluid composition having a small current density flowing at that time and having excellent stability over time of generated shear stress and current density can be obtained (Japanese Patent Application No. 2-139873).
【0008】しかしながら、我々は前記のスルホン化方
法においてはスルホン化の反応熱を抑え、反応系の温度
制御を行うことが困難であり、反応を制御するためには
反応時間を長くする必要があり、工業的プロセスとして
は効率的でないといった問題点があること。また、重合
架橋体を仕込むにあたり低温で撹拌を行うため反応混合
物の粘度が増大し、強力な撹拌が必要となり工業上不利
であるといった問題点があることを見出した。However, in the above-mentioned sulfonation method, it is difficult to control the heat of the sulfonation reaction and to control the temperature of the reaction system, and it is necessary to lengthen the reaction time to control the reaction. And that it is not efficient as an industrial process. Further, they have found that there is a problem in that the viscosity of the reaction mixture is increased because stirring is performed at a low temperature when the polymerized crosslinked product is charged, and strong stirring is required, which is industrially disadvantageous.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の電気
粘性流体組成物が有していた上記の問題点を解決するも
のである。したがって本発明の目的は、比較的弱い電場
の印加によっても大きなせん断応力が発生し、その際に
流れる電流密度が小さく、且つ発生したせん断応力およ
び電流密度の経時安定性にも優れた電気粘性流体組成物
を、必要な反応時間が短く、強力な撹拌の必要のない工
業的プロセスとして効率的な製造法によって提供するこ
とにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems of conventional electrorheological fluid compositions. Therefore, an object of the present invention is to provide an electrorheological fluid in which a large shear stress is generated even when a relatively weak electric field is applied, the current density flowing at that time is small, and the generated shear stress and the current density have excellent stability over time. The object of the present invention is to provide a composition by an efficient production method as an industrial process that requires a short reaction time and does not require strong stirring.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するために鋭意検討した結果、重合架橋体を特
定温度範囲にあるスルホン化剤中に投入し、スルホン化
することにより、比較的弱い電場の印加によっても大き
なせん断応力が発生し、その際に流れる電流密度が小さ
く、且つ発生したせん断応力および電流密度の経時安定
性にも優れた電気粘性流体組成物が得られ、且つ同製造
法が、必要な反応時間が短く、強力な撹拌の必要のない
工業的プロセスとして効率的な製造法であるということ
を見出し、本発明を完成させるに至った。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, the polymerized crosslinked product has been put into a sulfonating agent within a specific temperature range and sulfonated. Even when a relatively weak electric field is applied, a large shear stress is generated, a current density flowing at that time is small, and an electrorheological fluid composition excellent in stability of generated shear stress and current density with time is obtained. In addition, they have found that this production method is an efficient production method as an industrial process that requires a short reaction time and does not require strong stirring, and has completed the present invention.
【0011】すなわち、本発明の目的は、スルホン化重
合体からなる分散相粒子を絶縁性分散媒中に分散させて
なる組成物であって、該スルホン化重合体が、ビニル系
重合架橋体を30℃以上90℃未満の温度範囲にあるス
ルホン化剤中に投入し、スルホン化することにより得ら
れることを特徴とする電気粘性流体組成物の製造法によ
り達成される。[0011] That is, an object of the present invention is a composition obtained by dispersing dispersed phase particles comprising a sulfonated polymer in an insulating dispersion medium, wherein the sulfonated polymer is a vinyl polymer crosslinked product. It is achieved by a method for producing an electrorheological fluid composition characterized by being obtained by being charged into a sulfonating agent in a temperature range of 30 ° C. or more and less than 90 ° C. and sulfonated.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
いて詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
【0013】本発明は、スルホン酸基で置換された芳香
族環を有するスルホン化重合体からなる分散相粒子を絶
縁性分散媒中に分散させてなる組成物であって、スルホ
ン化重合体が、ビニル系重合架橋体、好ましくはビニル
芳香族化合物とポリビニル化合物を主成分とし必要に応
じてその他のビニル化合物を加えたモノマー混合物の重
合架橋体を、30℃以上90℃未満の温度範囲にあるス
ルホン化剤中に投入し、スルホン化することにより得ら
れることを特徴とする電気粘性流体組成物に関するもの
である。[0013] The present invention is a composition obtained by dispersing dispersed phase particles comprising a sulfonated polymer having an aromatic ring substituted with a sulfonic acid group in an insulating dispersion medium. A crosslinked polymer of a vinyl polymer, preferably a polymer crosslinked product of a monomer mixture containing a vinyl aromatic compound and a polyvinyl compound as main components and further adding other vinyl compounds as needed, in a temperature range of 30 ° C. or more and less than 90 ° C. The present invention relates to an electrorheological fluid composition obtained by being charged into a sulfonating agent and sulfonated.
【0014】本発明で言うスルホン酸基とは、水等の極
性溶媒の存在において陽イオンを遊離して自身はスルホ
ン酸イオンとなるものであり、水等の極性溶剤の存在に
おいて遊離する陽イオンとしては特に制限はない。The sulfonic acid group referred to in the present invention is a cation which releases a cation in the presence of a polar solvent such as water and turns itself into a sulfonic acid ion, and a cation released in the presence of a polar solvent such as water. There is no particular limitation.
【0015】本発明に用いられる分散相粒子を構成する
スルホン化重合体は、ビニル系重合架橋体、好ましくは
ビニル芳香族化合物とポリビニル化合物を主成分とし必
要に応じてその他のビニル化合物を加えたモノマー混合
物の重合架橋体をスルホン化して得られるが、30℃以
上90℃未満の温度範囲にあるスルホン化剤中にビニル
系重合架橋体を連続的、もしくは断続的に投入し、スル
ホン化することが必要である。従来慣用されてきた硫酸
をスルホン化剤として単独で用いて得られたスルホン化
重合体粒子を分散相粒子としてなる電気粘性流体組成物
は、比較的弱い電場を印加することによって大きなせん
断応力を発生するが、その際に流れる電流密度が大き
く、且つ発生したせん断応力および電流密度の経時安定
性に乏しいという問題点があった。また、重合架橋体1
00重量部に対して、150重量部以上の発煙硫酸をス
ルホン化剤として用いて得られたスルホン化重合体粒子
を分散相粒子としてなる電気粘性流体組成物は、前記し
た各種性能に優れた電気粘性流体組成物であるが、前記
のスルホン化方法においてはスルホン化の反応熱を抑
え、反応系の温度制御を行うことが困難であり、反応を
制御するためには反応時間を長くする必要があり、工業
的プロセスとしては効率的でないといった問題点があ
り、また、ビニル系重合架橋体を仕込むにあたり低温で
撹拌を行うため反応混合物の粘度が増大し、強力な撹拌
が必要となり工業上不利であるといった問題があった。
しかし、ビニル系重合架橋体を、30℃以上90℃未満
の温度範囲にあるスルホン化剤中に投入し、スルホン化
した場合、前記した各種性能に優れた電気粘性流体組成
物を与える分散相粒子に好適なスルホン化重合体が得ら
れる。The sulfonated polymer constituting the dispersed phase particles used in the present invention is a crosslinked vinyl polymer, preferably containing a vinyl aromatic compound and a polyvinyl compound as main components, and further adding other vinyl compounds as needed. Obtained by sulfonating a polymerized crosslinked product of a monomer mixture, and continuously or intermittently introducing a vinylic polymerized crosslinked product into a sulfonating agent having a temperature range of 30 ° C. or more and less than 90 ° C. to perform sulfonation. is required. Conventionally used electrorheological fluid compositions using sulfonated polymer particles as dispersed phase particles, obtained by using sulfuric acid alone as a sulfonating agent, generate large shear stress by applying a relatively weak electric field. However, there was a problem that the current density flowing at that time was large, and the generated shear stress and current density were poor in stability over time. In addition, the polymer crosslinked product 1
The electrorheological fluid composition comprising the sulfonated polymer particles obtained by using 150 parts by weight or more of fuming sulfuric acid as the sulfonating agent as the dispersed phase particles with respect to 00 parts by weight as the dispersed phase particles, Although it is a viscous fluid composition, in the above-mentioned sulfonation method, it is difficult to control the reaction heat of the sulfonation and to control the temperature of the reaction system, and it is necessary to lengthen the reaction time to control the reaction. There is a problem that it is not efficient as an industrial process.In addition, the viscosity of the reaction mixture increases because stirring is performed at a low temperature in preparing the vinyl polymer crosslinked product, and strong stirring is required, which is industrially disadvantageous. There was a problem that there was.
However, when the vinyl polymer crosslinked product is put into a sulfonating agent in a temperature range of 30 ° C. or more and less than 90 ° C. and is sulfonated, the dispersed phase particles which give the above-described electrorheological fluid composition excellent in various performances are provided. Thus, a sulfonated polymer suitable for is obtained.
【0016】なお、本発明においてビニル系重合架橋体
をスルホン化するに際し、ビニル系重合架橋体を、30
℃以上90℃未満の温度範囲にあるスルホン化剤中に投
入し、該温度範囲でスルホン化する限り、使用するスル
ホン化剤に特に制限はなく、例えば、発煙硫酸、クロロ
硫酸、三酸化硫黄、硫酸などを挙げることができ、これ
らの中から一種または二種以上用いることができるが、
特に発煙硫酸をスルホン化剤として用いることが好まし
い。In the present invention, when the vinyl-based polymer cross-linked product is sulfonated, the vinyl-based polymer cross-linked product is
There is no particular limitation on the sulfonating agent to be used as long as it is put into a sulfonating agent in a temperature range of not less than 90 ° C. and less than 90 ° C. and sulfonates in the temperature range. For example, fuming sulfuric acid, chlorosulfuric acid, sulfur trioxide, Sulfuric acid and the like can be mentioned, and one or more of these can be used,
Particularly, fuming sulfuric acid is preferably used as the sulfonating agent.
【0017】発煙硫酸を用いる場合、発煙硫酸中の三酸
化硫黄の割合が10〜70重量%であることが好まし
い。三酸化硫黄の割合が10重量%未満の場合および7
0重量%を越える場合には、調製された電気粘性流体組
成物は比較的弱い電場を印加することによって大きなせ
ん断応力を発生するが、その際に流れる電流密度が大き
く、且つ発生したせん断応力および電流密度の経時安定
性に乏しいという問題点が起こることがある。When fuming sulfuric acid is used, the proportion of sulfur trioxide in the fuming sulfuric acid is preferably from 10 to 70% by weight. When the proportion of sulfur trioxide is less than 10% by weight and 7
If it exceeds 0% by weight, the prepared electrorheological fluid composition generates a large shear stress by applying a relatively weak electric field, but the current density flowing at that time is large, and the generated shear stress and There may be a problem that the temporal stability of the current density is poor.
【0018】本発明で使用することのできるモノマー混
合物の構成成分は、ビニル芳香族化合物が50.0〜9
9.9モル%、ポリビニル化合物が0.1〜50.0モ
ル%の範囲であることが好ましい。ビニル芳香族化合物
の構成割合が50.0モル%未満であったりポリビニル
化合物の構成割合が50.0モル%を越える場合、スル
ホン化反応が進行しにくくなったり、得られたスルホン
化重合体粒子を用いた電気粘性流体組成物に電場を印加
した際に大きなせん断応力が得られないという問題点が
起こることがある。また、ビニル芳香族化合物の構成割
合が99.9モル%を越えたり、ポリビニル化合物の構
成割合が0.1モル%未満の場合、重合により得られた
ビニル系重合架橋体をスルホン化した際に粒子同士の付
着が起こるという問題点が起こることがある。The component of the monomer mixture that can be used in the present invention is a vinyl aromatic compound containing 50.0 to 9
Preferably, 9.9 mol% and the polyvinyl compound content are in the range of 0.1 to 50.0 mol%. When the constituent ratio of the vinyl aromatic compound is less than 50.0 mol% or the constituent ratio of the polyvinyl compound exceeds 50.0 mol%, the sulfonation reaction does not easily proceed or the obtained sulfonated polymer particles are obtained. When an electric field is applied to the electrorheological fluid composition using the composition, there may be a problem that a large shear stress cannot be obtained. When the constituent ratio of the vinyl aromatic compound exceeds 99.9 mol% or the constituent ratio of the polyvinyl compound is less than 0.1 mol%, when the vinyl-based polymer crosslinked product obtained by polymerization is sulfonated, There may be a problem that particles adhere to each other.
【0019】本発明で使用することのできるビニル芳香
族化合物としては、例えばスチレン、ビニルナフタレ
ン、ビニルアントラセン、ビニルフェナントレンなどの
ビニル芳香族炭化水素;メチルスチレン、エチルスチレ
ン、プロピルスチレン、ブチルスチレン、ペンチルスチ
レン、ヘキシルスチレンなどのモノアルキルスチレン化
合物;ジメチルスチレン、ジエチルスチレン、ジプロピ
ルスチレン、メチルエチルスチレン、メチルプロピルス
チレン、メチルヘキシルスチレン、エチルブチルスチレ
ン、エチルプロピルスチレン、エチルヘキシルスチレ
ン、プロピルブチルスチレンなどのジアルキルスチレン
化合物;トリメチルスチレン、トリエチルスチレン、ト
リプロピルスチレン、メチルジエチルスチレン、ジメチ
ルエチルスチレン、メチルエチルプロピルスチレン、メ
チルジプロピルスチレン、ジメチルプロピルスチレン、
エチルジプロピルスチレン、ジエチルプロピルスチレン
などのトリアルキルスチレン化合物;ビニルメチルナフ
タレン、ビニルエチルナフタレン、ビニルプロピルナフ
タレンなどのビニルモノアルキルナフタレン化合物;ビ
ニルジメチルナフタレン、ビニルジエチルナフタレン、
ビニルジプロピルナフタレン、ビニルメチルエチルナフ
タレンなどのビニルジアルキルナフタレン化合物;ビニ
ルトリメチルナフタレン、ビニルトリエチルナフタレ
ン、ビニルトリプロピルナフタレン、ビニルメチルジエ
チルナフタレン、ビニルジメチルエチルナフタレン、ビ
ニルメチルエチルプロピルナフタレンなどのビニルトリ
アルキルナフタレン化合物;クロロスチレン、ブロモス
チレン、フルオロスチレン、クロロメチルスチレン、ク
ロロエチルスチレン、クロロプロピルスチレン、クロロ
ジメチルスチレン、ブロモメチルスチレン、ブロモエチ
ルスチレン、フルオロメチルスチレン、フルオロエチル
スチレン、ビニルクロロナフタレン、ビニルブロモナフ
タレンなどのハロゲン化ビニル芳香族化合物:メトキシ
スチレン、ジメトキシスチレン、トリメトキシスチレ
ン、エトキシスチレン、ジエトキシスチレン、トリエト
キシスチレン、プロピルオキシスチレン、ジプロピルオ
キシスチレン、フェノキシスチレン、メトキシメチルス
チレン、メトキシエチルスチレン、メトキシプロピルス
チレン、エトキシメチルスチレン、エトキシエチルスチ
レン、プロピルオキシメチルスチレン、プロピルオキシ
エチルスチレン、メトキシジメチルスチレン、メトキシ
ジエチルスチレン、フェノキシジメチルスチレン、フェ
ノキシジエチルスチレン、メトキシクロロスチレン、メ
トキシブロモスチレン、ビニルメトキシナフタレン、ビ
ニルジメトキシナフタレン、ビニルエトキシナフタレ
ン、ビニルジエトキシナフタレン、ビニルメトキシメチ
ルナフタレン、ビニルメトキシジメチルナフタレン、ビ
ニルジメトキシメチルナフタレン、ビニルメトキシクロ
ロナフタレン、ビニルジメトキシクロロナフタレンなど
のアルコキシ化もしくはアリールオキシ化ビニル芳香族
化合物等を挙げることができ、これらの中から一種また
は二種以上を用いることができる。Examples of the vinyl aromatic compound which can be used in the present invention include vinyl aromatic hydrocarbons such as styrene, vinyl naphthalene, vinyl anthracene and vinyl phenanthrene; methyl styrene, ethyl styrene, propyl styrene, butyl styrene, pentyl Monoalkylstyrene compounds such as styrene and hexylstyrene; dialkyl such as dimethylstyrene, diethylstyrene, dipropylstyrene, methylethylstyrene, methylpropylstyrene, methylhexylstyrene, ethylbutylstyrene, ethylpropylstyrene, ethylhexylstyrene and propylbutylstyrene Styrene compounds: trimethylstyrene, triethylstyrene, tripropylstyrene, methyldiethylstyrene, dimethylethylstyrene, Le ethylpropyl styrene, methyl dipropyl styrene, dimethyl propyl styrene,
Trialkylstyrene compounds such as ethyldipropylstyrene and diethylpropylstyrene; vinylmonoalkylnaphthalene compounds such as vinylmethylnaphthalene, vinylethylnaphthalene and vinylpropylnaphthalene; vinyldimethylnaphthalene and vinyldiethylnaphthalene;
Vinyl dialkyl naphthalene compounds such as vinyl dipropyl naphthalene and vinyl methyl ethyl naphthalene; vinyl trialkyl naphthalene such as vinyl trimethyl naphthalene, vinyl triethyl naphthalene, vinyl tripropyl naphthalene, vinyl methyl diethyl naphthalene, vinyl dimethyl ethyl naphthalene, and vinyl methyl ethyl propyl naphthalene Compound; chlorostyrene, bromostyrene, fluorostyrene, chloromethylstyrene, chloroethylstyrene, chloropropylstyrene, chlorodimethylstyrene, bromomethylstyrene, bromoethylstyrene, fluoromethylstyrene, fluoroethylstyrene, vinylchloronaphthalene, vinylbromonaphthalene Halogenated vinyl aromatic compounds such as: methoxystyrene, dimethoxy Styrene, trimethoxystyrene, ethoxystyrene, diethoxystyrene, triethoxystyrene, propyloxystyrene, dipropyloxystyrene, phenoxystyrene, methoxymethylstyrene, methoxyethylstyrene, methoxypropylstyrene, ethoxymethylstyrene, ethoxyethylstyrene, propyl Oxymethylstyrene, propyloxyethylstyrene, methoxydimethylstyrene, methoxydiethylstyrene, phenoxydimethylstyrene, phenoxydiethylstyrene, methoxychlorostyrene, methoxybromostyrene, vinylmethoxynaphthalene, vinyldimethoxynaphthalene, vinylethoxynaphthalene, vinyldiethoxynaphthalene, Vinylmethoxymethylnaphthalene, vinylmethoxydimethylna Array type, vinyl dimethoxymethyl naphthalene, vinyl methoxy chloronaphthalene, mention may be made of alkoxylation or aryloxy vinyl aromatic compounds such as vinyl dimethoxy-chloronaphthalene may be used one or two or more out of these.
【0020】本発明で使用することのできるポリビニル
化合物としては、例えばジビニルベンゼン、ジビニルト
ルエン、ジビニルキシレン、ジビニルエチルベンゼン、
ジビニルジエチルベンゼン、ジビニルプロピルベンゼ
ン、ジビニルナフタレン、トリビニルベンゼン、トリビ
ニルトルエン、トリビニルキシレン、トリビニルナフタ
レンなどのポリビニル芳香族炭化水素;エチレングリコ
ールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ
(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ
(メタ)アクリレート、N,N−メチレンビスアクリル
アミド、マレイン酸ジアリル、アジピン酸ジアリルなど
のポリビニル脂肪族化合物等を挙げることができ、これ
らの中から一種または二種以上を用いることができる。Examples of the polyvinyl compound that can be used in the present invention include divinylbenzene, divinyltoluene, divinylxylene, divinylethylbenzene,
Polyvinyl aromatic hydrocarbons such as divinyldiethylbenzene, divinylpropylbenzene, divinylnaphthalene, trivinylbenzene, trivinyltoluene, trivinylxylene, and trivinylnaphthalene; ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, and trimethylol Examples thereof include polyvinyl aliphatic compounds such as propane tri (meth) acrylate, N, N-methylenebisacrylamide, diallyl maleate, and diallyl adipate, and one or more of these can be used.
【0021】本発明におけるモノマー混合物には、必要
に応じてビニル芳香環化合物やポリビニル化合物以外の
ビニル化合物を配合することができ、その構成割合は5
0モル%以下であることが望ましい。このようなその他
のビニル化合物としては、例えばエチレン、プロピレ
ン、イソプレン、ブタジエン、塩化ビニル、クロロプレ
ンなどのオレフィン系炭化水素またはこれらのハロゲン
置換体;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)
アクリレートなどの不飽和カルボン酸のエステル化合
物;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどの1価のカル
ボン酸のビニルエステル化合物;(メタ)アクリルアミ
ド、ジアセトンアクリルアミド、メチロール化(メタ)
アクリルアミドなどの不飽和アミド化合物またはその誘
導体;(メタ)アクリロニトリル、クロトンニトリルな
どの不飽和シアン化合物;(メタ)アリルアルコール、
クロトンアルコールなどの不飽和アルコール化合物;
(メタ)アクリル酸などの不飽和一塩基酸;マレイン
酸、フマル酸、イタコン酸などの不飽和二塩基酸;マレ
イン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノエチルエス
テルなどの1価のアルコールと不飽和二塩基酸とのモノ
エステル化合物等を挙げることができ、これらの中から
一種または二種以上用いることができる。In the monomer mixture of the present invention, if necessary, a vinyl compound other than a vinyl aromatic ring compound or a polyvinyl compound can be blended.
It is desirably 0 mol% or less. Examples of such other vinyl compounds include, for example, olefinic hydrocarbons such as ethylene, propylene, isoprene, butadiene, vinyl chloride, and chloroprene or halogen-substituted products thereof; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth)
Ester compounds of unsaturated carboxylic acids such as acrylates; vinyl ester compounds of monovalent carboxylic acids such as vinyl acetate and vinyl propionate; (meth) acrylamide, diacetone acrylamide, methylolated (meth)
Unsaturated amide compounds such as acrylamide or derivatives thereof; unsaturated cyanide compounds such as (meth) acrylonitrile and crotonnitrile; (meth) allyl alcohol;
Unsaturated alcohol compounds such as croton alcohol;
Unsaturated monobasic acids such as (meth) acrylic acid; unsaturated dibasic acids such as maleic acid, fumaric acid and itaconic acid; monohydric alcohols such as monomethyl maleate and monoethyl maleate and unsaturated dibasic Monoester compounds with an acid can be used, and one or more of these can be used.
【0022】本発明で用いられる分散相粒子の形状は、
球状あるいは楕円球状であることが好ましい。分散相粒
子の形状が球状あるいは楕円球状以外の形状の場合に
は、調製された電気粘性流体組成物に電場を印加した際
に大きなせん断応力が得られないという問題点や電場を
印加し続けた状態での経時安定性が乏しくなるという問
題点が起こることがある。The shape of the dispersed phase particles used in the present invention is as follows:
It is preferably spherical or elliptical spherical. In the case where the shape of the dispersed phase particles is other than spherical or elliptical spherical, the problem that a large shear stress cannot be obtained when an electric field is applied to the prepared electrorheological fluid composition or the electric field was continuously applied. There may be a problem that the stability over time in the state is poor.
【0023】本発明で用いられる分散相粒子の平均粒子
径は0.1〜100μm、特に1〜50μmの範囲にあ
ることが好ましい。本発明の電気粘性流体組成物におい
ては、分散相の粒子径が小さくなるに従い調製された電
気粘性流体組成物に電場を印加した際に得られるせん断
応力が小さくなる傾向にあり、分散相粒子の平均粒子径
が0.1μm未満の場合には、調製された電気粘性流体
組成物に電場を印加した際に大きなせん断応力が得られ
ないという問題点が起こることがある。また、分散相粒
子の平均粒子径が100μmを越える場合には、調製さ
れた電気粘性流体組成物にある一定の電場を印加した際
に得られるせん断応力値が不規則となり、安定しにくい
という問題点が起こることがある。The average particle size of the dispersed phase particles used in the present invention is preferably in the range of 0.1 to 100 μm, particularly preferably 1 to 50 μm. In the electrorheological fluid composition of the present invention, the shear stress obtained when an electric field is applied to the prepared electrorheological fluid composition tends to decrease as the particle size of the dispersed phase decreases, When the average particle diameter is less than 0.1 μm, a problem may occur that a large shear stress cannot be obtained when an electric field is applied to the prepared electrorheological fluid composition. Further, when the average particle diameter of the dispersed phase particles exceeds 100 μm, the shear stress value obtained when a certain electric field is applied to the prepared electrorheological fluid composition becomes irregular, and it is difficult to stabilize. A point may occur.
【0024】本発明においてスルホン化重合体を得る際
の中間体として用いられるビニル系重合架橋体を製造す
る方法としては、特に制限はなく、既知の重合方法を採
用すればよい。重合方法としては、例えば懸濁重合法、
乳化重合法、分散重合法、溶液重合法、塊状重合法等の
方法を挙げることができるが、分散相粒子として好適な
球状あるいは楕円球状のビニル系重合架橋体が容易に得
られることから、懸濁重合法や乳化重合法が好ましい。In the present invention, there is no particular limitation on the method for producing a vinyl polymer crosslinked product used as an intermediate for obtaining a sulfonated polymer, and any known polymerization method may be employed. As the polymerization method, for example, a suspension polymerization method,
Examples of the method include an emulsion polymerization method, a dispersion polymerization method, a solution polymerization method, and a bulk polymerization method.However, a spherical or oval spherical vinyl polymer crosslinked product suitable as dispersed phase particles can be easily obtained. A turbid polymerization method or an emulsion polymerization method is preferred.
【0025】本発明で用いられるビニル系重合架橋体を
製造する際に重合法として懸濁重合法を用いる場合、重
合の条件に特に制限はない。When a suspension polymerization method is used as the polymerization method for producing the crosslinked vinyl polymer used in the present invention, the conditions for the polymerization are not particularly limited.
【0026】懸濁重合の分散媒としては、通常、水など
が用いられる。As a dispersion medium for suspension polymerization, water or the like is usually used.
【0027】懸濁重合の分散剤としては、例えばポリビ
ニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、スチレ
ン−無水マレイン酸共重合体のアンモニウム塩、ベント
ナイト、ポリ(メタ)アクリル酸ナトリウム、ポリ(ジ
アリルメチルアンモニウムクロライド)などの公知のも
のが使用できる。Examples of the dispersant for suspension polymerization include polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose, ammonium salts of styrene-maleic anhydride copolymer, bentonite, sodium poly (meth) acrylate, poly (diallylmethylammonium chloride) and the like. Known ones can be used.
【0028】懸濁重合の重合開始剤としては、例えば過
酸化ベンゾイル、第三級ブチルヒドロキシパーオキサイ
ド、過酸化クメン、過酸化ラウロイル、過酸化メチルエ
チルケトン、第三級ブチルパーフタレイト、カプロイル
パーオキサイドなどの過酸化物;アゾイソブチロニトリ
ル、アゾイソブチルアミド、2,2’−アゾビス(2,
4−ジメチルマレロニトリル)、アゾビス(α−ジメチ
ルバレロニトリル)、アゾビス(α−メチルブチロニト
リル)などのアゾ化合物等を挙げることができ、これら
の中から一種または二種以上用いることができる。その
使用量は、モノマー混合物100重量部当り0.1〜1
0重量部、好ましくは1〜5重量部である。Examples of the polymerization initiator for suspension polymerization include benzoyl peroxide, tertiary butyl hydroxy peroxide, cumene peroxide, lauroyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, tertiary butyl perphthalate, and caproyl peroxide. Peroxides such as azoisobutyronitrile, azoisobutylamide, 2,2′-azobis (2,
Examples include azo compounds such as 4-dimethylmaleronitrile), azobis (α-dimethylvaleronitrile), and azobis (α-methylbutyronitrile), and one or more of these can be used. The amount used is 0.1 to 1 per 100 parts by weight of the monomer mixture.
0 parts by weight, preferably 1 to 5 parts by weight.
【0029】懸濁重合の際に必要に応じて公知の乳化重
合禁止剤を使用して微粒の発生を抑えることができる。In suspension polymerization, if necessary, a known emulsion polymerization inhibitor can be used to suppress the generation of fine particles.
【0030】懸濁重合は、通常、50〜100℃の範囲
内の温度にて2〜30時間、好ましくは3〜10時間程
度で行われる。The suspension polymerization is usually carried out at a temperature in the range of 50 to 100 ° C. for 2 to 30 hours, preferably about 3 to 10 hours.
【0031】懸濁重合の操作としては、例えば水および
分散剤などを仕込み、これに撹拌下に重合開始剤を溶解
させたモノマーの混合物を加え、分散機や撹拌装置を用
いて粒子径規制を行った後、懸濁状態下に所定温度にて
実施する。As for the operation of suspension polymerization, for example, water and a dispersant are charged, a mixture of monomers in which a polymerization initiator is dissolved is added thereto with stirring, and the particle size is regulated using a disperser or a stirrer. After that, the reaction is carried out at a predetermined temperature in a suspended state.
【0032】本発明で用いられるビニル系重合架橋体を
製造する際に乳化重合法を用いる場合、重合の条件に特
に制限はない。When an emulsion polymerization method is used to produce the crosslinked vinyl polymer used in the present invention, the conditions for the polymerization are not particularly limited.
【0033】乳化重合の溶媒としては、通常、水などが
用いられる。As the solvent for the emulsion polymerization, water or the like is usually used.
【0034】乳化重合の乳化剤としては、例えばラウリ
ルスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンステアリ
ン酸エステルなどの界面活性剤等の公知のものが使用で
きる。As the emulsifier for the emulsion polymerization, known emulsifiers such as a surfactant such as sodium lauryl sulfonate and polyoxyethylene stearate can be used.
【0035】乳化重合の重合開始剤としては、通常、過
硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどの公知のもの
が使用できる。As the polymerization initiator for the emulsion polymerization, generally known ones such as sodium persulfate and ammonium persulfate can be used.
【0036】乳化重合は、通常、50〜100℃の範囲
内の温度にて2〜40時間、好ましくは3〜10時間程
度で行われる。The emulsion polymerization is usually carried out at a temperature in the range of 50 to 100 ° C. for 2 to 40 hours, preferably about 3 to 10 hours.
【0037】乳化重合の操作としては、例えばシード重
合法、一活仕込重合法、モノマー添加重合法、エマルシ
ョン添加重合法等の公知の方法を用いることができる。As the operation of the emulsion polymerization, known methods such as a seed polymerization method, a single charge polymerization method, a monomer addition polymerization method and an emulsion addition polymerization method can be used.
【0038】シード重合法を行うには、通常、まず反応
容器に種粒子、水および乳化剤等を投入し、撹拌下に均
一分散状態とした後、モノマー混合物の一部または必要
に応じて全部を添加する。次いで、所定の温度に加熱し
た後、重合開始剤を添加し、反応を開始させる。更に、
モノマー混合物の残りを連続的あるいは断続的に添加
し、乳化状態下に所定温度にて実施する。In order to perform the seed polymerization method, usually, first, seed particles, water, an emulsifier, and the like are charged into a reaction vessel, and the mixture is uniformly dispersed with stirring. Added. Next, after heating to a predetermined temperature, a polymerization initiator is added to start the reaction. Furthermore,
The remainder of the monomer mixture is added continuously or intermittently, and the emulsification is carried out at a predetermined temperature.
【0039】本発明で用いられるビニル系重合架橋体
は、ゲル型と称される実質的に非多孔質の重合架橋体で
もよく、また、重合の際に得られる重合架橋体に多孔性
を付与する公知の多孔質形成剤、例えば膨潤性の有機溶
剤、非膨潤性の有機溶剤、モノマーに溶解し得る線状重
合体あるいはこれらの混合物等の共存下にモノマー混合
物を重合して得られる多孔質重合架橋体であってもよ
い。The crosslinked vinyl polymer used in the present invention may be a substantially non-porous crosslinked polymer called a gel type, or may impart porosity to the crosslinked polymer obtained at the time of polymerization. Known porous forming agents, for example, a swellable organic solvent, a non-swellable organic solvent, a linear polymer soluble in a monomer, or a porous polymer obtained by polymerizing a monomer mixture in the presence of a mixture thereof. It may be a crosslinked polymer.
【0040】本発明で用いられる分散相粒子を構成する
スルホン化重合体の粒子は、ビニル系重合架橋体をスル
ホン化し必要に応じて適当な粒子径に粉砕または造粒す
ることによって得られる。また、ビニル系重合架橋体と
して懸濁重合法や乳化重合法で得られた粒子状のものを
用いれば、スルホン化によって本発明における分散相粒
子として好適なスルホン化重合体の粒子を容易に得るこ
とができるので好ましい。The particles of the sulfonated polymer constituting the dispersed phase particles used in the present invention can be obtained by sulfonating a vinyl polymer crosslinked product and pulverizing or granulating to an appropriate particle size as required. In addition, when a particulate polymer obtained by a suspension polymerization method or an emulsion polymerization method is used as the vinyl-based polymer crosslinked product, sulfonated polymer particles suitable as the dispersed phase particles in the present invention can be easily obtained by sulfonation. It is preferable because it can be used.
【0041】スルホン化の反応は、無溶剤下あるいはビ
ニル系重合架橋体に対して非膨潤性の溶剤の存在下ある
いはビニル系重合架橋体に対して膨潤性の溶剤の存在下
に行うことができる。The sulfonation reaction can be carried out without a solvent or in the presence of a solvent that does not swell with respect to the crosslinked vinyl polymer or in the presence of a solvent that swells with respect to the crosslinked vinyl polymer. .
【0042】ビニル系重合架橋体に対して非膨潤性の溶
剤としては、ビニル系重合架橋体を膨潤させず、かつス
ルホン化剤に対して不活性な溶剤であればよく、例えば
ヘキサン、シクロヘキサン、リグロインなどの脂肪族炭
化水素などを挙げることができる。The solvent which does not swell with respect to the crosslinked vinyl polymer may be any solvent which does not swell the crosslinked vinyl polymer and is inert to the sulfonating agent. Examples thereof include aliphatic hydrocarbons such as ligroin.
【0043】ビニル系重合架橋体に対して膨潤性の溶剤
としては、ビニル系重合架橋体を膨潤させ、かつスルホ
ン化剤に対して不活性な溶剤であればよく、例えばエチ
レンジクロライド、トリクロロエチレン、テトラクロロ
エタン、ニトロベンゼン、プロピレンクロライド、四塩
化炭素等を挙げることができる。The solvent which swells with respect to the crosslinked vinyl polymer may be any solvent which swells the crosslinked vinyl polymer and is inactive with respect to the sulfonating agent. Examples of the solvent include ethylene dichloride, trichloroethylene and tetrachloroethylene. Chloroethane, nitrobenzene, propylene chloride, carbon tetrachloride and the like can be mentioned.
【0044】これらの溶剤の使用量は、ビニル系重合架
橋体100重量部に対して1000重量部以下の範囲内
であることが好ましい。The use amount of these solvents is preferably within a range of 1,000 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the crosslinked vinyl polymer.
【0045】スルホン化反応は、30〜90℃、好まし
くは40〜80℃の範囲内の温度で0.3〜100時
間、好ましくは0.5〜10時間程度で行われるが、好
ましいスルホン化の条件としては、ビニル系重合架橋体
を30℃以上90℃未満の温度範囲にある発煙硫酸中に
連続的、もしくは断続的に投入し、更に該温度範囲で3
0分間以上保持する方法を挙げることができる。The sulfonation reaction is carried out at a temperature in the range of 30 to 90 ° C., preferably 40 to 80 ° C. for 0.3 to 100 hours, preferably about 0.5 to 10 hours. The condition is that the vinyl polymer crosslinked product is continuously or intermittently charged into fuming sulfuric acid having a temperature range of 30 ° C. or more and less than 90 ° C.
A method of holding for 0 minute or more can be mentioned.
【0046】このようにビニル系重合架橋体をスルホン
化して得られるスルホン化重合体の粒子は、スルホン化
剤と分離された後、粒子中に残存する酸等を除去するた
めに多量の水で十分に洗浄するのがよい。次いで、必要
に応じて中和あるいはイオン交換等の方法によりスルホ
ン酸基の陽イオンをプロトンから適当な陽イオン種に換
えることができる。The particles of the sulfonated polymer obtained by sulfonating the crosslinked vinyl polymer are separated from the sulfonating agent and then treated with a large amount of water in order to remove the acid remaining in the particles. It is good to wash thoroughly. Then, if necessary, the cation of the sulfonic acid group can be changed from a proton to a suitable cation species by a method such as neutralization or ion exchange.
【0047】本発明で用いられる分散相粒子を構成する
スルホン化重合体中に存在するスルホン酸基の陽イオン
としては、特に制限はなく、例えば水素;リチウム、ナ
トリウム、カリウムなどのアルカリ金属;マグネシウ
ム、カルシウム等のアルカリ土類金属;アルミニウムな
どの IIIA族金属;スズ、鉛等のIVA族金属;亜鉛、
鉄、銅、コバルト、ニッケルなどの遷移金属等のカチオ
ン種、あるいはアンモニウム、有機4級アンモニウム、
ピリジニウム、グアジニウム等を挙げることができ、こ
れらの中から一種または二種以上用いることができる。The cation of the sulfonic acid group present in the sulfonated polymer constituting the dispersed phase particles used in the present invention is not particularly limited, and is, for example, hydrogen; an alkali metal such as lithium, sodium and potassium; Alkaline earth metals such as calcium and calcium; Group IIIA metals such as aluminum; Group IVA metals such as tin and lead; zinc;
Cationic species such as transition metals such as iron, copper, cobalt and nickel, or ammonium, organic quaternary ammonium,
Examples thereof include pyridinium and guadinium, and one or more of these can be used.
【0048】本発明で用いられる分散相粒子は、前記し
たスルホン化重合体の粒子に少量の水を含有しているも
のが好ましい。本発明の電気粘性流体組成物では、分散
相粒子中に微量の水分が含まれることにより、電場を印
加した際に大きなせん断応力が誘起される。The dispersed phase particles used in the present invention are preferably those containing a small amount of water in the above-mentioned sulfonated polymer particles. In the electrorheological fluid composition of the present invention, since a small amount of water is contained in the dispersed phase particles, a large shear stress is induced when an electric field is applied.
【0049】しかし、分散相粒子中の水は、該粒子10
0重量部に対して20重量部以下であることが好まし
い。水が20重量部を越える場合、分散相粒子同士が付
着したり、あるいは調製された電気粘性流体組成物の絶
縁性が減少するため、電場を印加した際に大きな電流が
流れたりして好ましくない。However, the water in the dispersed phase particles is
It is preferably 20 parts by weight or less based on 0 parts by weight. When water exceeds 20 parts by weight, the dispersed phase particles adhere to each other, or the prepared electrorheological fluid composition has a reduced insulating property, so that a large current flows when an electric field is applied, which is not preferable. .
【0050】本発明で使用することのできる絶縁性分散
媒としては、特に制限はなく、例えばポリジメチルシロ
キサン、ポリフェニルメチルシロキサンなどのシリコン
オイル;流動パラフィン、デカン、ドデカン、メチルナ
フタレン、ジメチルナフタレン、エチルナフタレン、ビ
フェニル、デカリン、部分水添されたトリフェニルなど
の炭化水素;ビフェニルエーテルなどのエーテル化合
物;クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベ
ンゼン、ブロモベンゼン、ジブロモベンゼン、クロロナ
フタレン、ジクロロナフタレン、ブロモナフタレン、ク
ロロビフェニル、ジクロロビフェニル、トリクロロビフ
ェニル、ブロモビフェニル、クロロジフェニルメタン、
ジクロロジフェニルメタン、トリクロロジフェニルメタ
ン、ブロモジフェニルメタン、クロロデカン、ジクロロ
デカン、トリクロロデカン、ブロモデカン、クロロドデ
カン、ジクロロドデカン、ブロモドデカンなどのハロゲ
ン化炭化水素;クロロジフェニルエーテル、ジクロロジ
フェニルエーテル、トリクロロジフェニルエーテル、ブ
ロモジフェニルエーテルなどのハロゲン化ジフェニルエ
ーテル化合物;ダイフロイル(ダイキン工業(株)
製)、デムナム(ダイキン工業(株)製)などのフッ化
物;フタル酸ジオクチル、トリメリット酸トリオクチ
ル、セバシン酸ジブチルなどのエステル化合物等を挙げ
ることができ、これらの中から一種または二種以上用い
ることができる。中でも、シリコーンオイル、炭化水素
が好ましい。The insulating dispersion medium that can be used in the present invention is not particularly limited. For example, silicone oils such as polydimethylsiloxane and polyphenylmethylsiloxane; liquid paraffin, decane, dodecane, methylnaphthalene, dimethylnaphthalene, Hydrocarbons such as ethylnaphthalene, biphenyl, decalin and partially hydrogenated triphenyl; ether compounds such as biphenyl ether; chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, bromobenzene, dibromobenzene, chloronaphthalene, dichloronaphthalene, bromonaphthalene, chloro Biphenyl, dichlorobiphenyl, trichlorobiphenyl, bromobiphenyl, chlorodiphenylmethane,
Halogenated hydrocarbons such as dichlorodiphenylmethane, trichlorodiphenylmethane, bromodiphenylmethane, chlorodecane, dichlorodecane, trichlorodecane, bromodecane, chlorododecane, dichlorododecane, and bromododecane; halogenated diphenyl ethers such as chlorodiphenylether, dichlorodiphenylether, trichlorodiphenylether, and bromodiphenylether Compound: Daifoil (Daikin Industries, Ltd.)
And demnum (manufactured by Daikin Industries, Ltd.); ester compounds such as dioctyl phthalate, trioctyl trimellitate, and dibutyl sebacate; and one or more of these are used. be able to. Among them, silicone oil and hydrocarbon are preferred.
【0051】本発明の電気粘性流体組成物は、前記した
分散相粒子を絶縁性分散媒中に分散させてなり、組成物
中における分散相粒子と絶縁性分散媒との比は、前者1
00重量部に対して後者50〜500重量部、好ましく
は100〜400重量部の範囲であることが好ましい。
分散媒の量が500重量部を越える場合、調製された電
気粘性流体組成物に電場を印加した際に得られるせん断
応力が十分大きくならないことがある。また、分散媒の
量が50重量部未満の場合、調製された組成物自体の流
動性が低下して、電気粘性流体としての使用が難しくな
ることがある。The electrorheological fluid composition of the present invention is obtained by dispersing the above-mentioned dispersed phase particles in an insulating dispersion medium, and the ratio of the dispersed phase particles to the insulating dispersion medium in the composition is as follows.
The amount is preferably 50 to 500 parts by weight, more preferably 100 to 400 parts by weight with respect to 00 parts by weight.
When the amount of the dispersion medium exceeds 500 parts by weight, the shear stress obtained when an electric field is applied to the prepared electrorheological fluid composition may not be sufficiently large. In addition, when the amount of the dispersion medium is less than 50 parts by weight, the fluidity of the prepared composition itself is reduced, and it may be difficult to use the composition as an electrorheological fluid.
【0052】本発明では、分散相粒子の分散媒中への分
散性向上や電気粘性流体組成物の粘度調節あるいはせん
断応力向上のために、例えば界面活性剤、高分子分散
剤、高分子増粘剤等の各種添加物を組成物中に添加する
ことができる。In the present invention, for example, a surfactant, a polymer dispersant, and a polymer thickener may be used to improve the dispersibility of the dispersed phase particles in the dispersion medium, adjust the viscosity of the electrorheological fluid composition, or increase the shear stress. Various additives such as agents can be added to the composition.
【0053】[0053]
【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明の範囲がこれら実施例のみに限定されるものではな
い。EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited only to these examples.
【0054】実施例1 撹拌機、還流冷却機および温度計を備えた3リットルの
四つ口セパラブルフラスコに水1.2リットルを仕込
み、クラレポバールPVA−205((株)クラレ製の
ポリビニルアルコール)16.0gを添加・溶解させた
後、更に、スチレン300g、工業用ジビニルベンゼン
(和光純薬工業(株)製、ジビニルベンゼン55重量
%、エチルスチレン35重量%等の混合物)20gおよ
びアゾビスイソブチロニトリル4gからなる混合物を加
えた。その後、600rpmの撹拌速度でフラスコ内の
内容物を分散させ、80℃で8時間重合した。得られた
固形物を濾別し、十分に水洗した後、熱風乾燥器を用い
て80℃で12時間乾燥し、球状のビニル系重合架橋体
{以下、これを重合架橋体(1)という。}285gを
得た。Example 1 Into a 3 liter four-neck separable flask equipped with a stirrer, a reflux condenser and a thermometer, 1.2 liters of water was charged, and Kuraray Poval PVA-205 (polyvinyl alcohol manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was added. After adding and dissolving 16.0 g, 300 g of styrene, 20 g of industrial divinylbenzene (a mixture of 55 wt% of divinylbenzene, 35 wt% of ethylstyrene, etc., manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and azobis A mixture consisting of 4 g of isobutyronitrile was added. Thereafter, the contents in the flask were dispersed at a stirring speed of 600 rpm, and polymerized at 80 ° C. for 8 hours. The obtained solid was separated by filtration, sufficiently washed with water, and dried at 80 ° C. for 12 hours using a hot air drier to obtain a spherical vinyl polymer crosslinked product (hereinafter referred to as polymer crosslinked product (1)). } 285 g was obtained.
【0055】撹拌機、温度計および滴下ロートを備えた
1リットルの四つ口セパラブルフラスコにスルホン化剤
として30重量%発煙硫酸500gを仕込み、撹拌しな
がら加熱し温度を40℃に昇温した。次いで、発煙硫酸
を同温度に保ちながら重合架橋体(1)50g1.5時
間かけて添加し均一な分散液とした後、同温度で3時間
加熱・撹拌し、スルホン化反応を行った。その後、反応
混合物を0℃の水中に注ぎ、濾別した後、水で洗浄し
た。A 1-liter four-neck separable flask equipped with a stirrer, a thermometer and a dropping funnel was charged with 500 g of 30% by weight fuming sulfuric acid as a sulfonating agent, and heated to 40 ° C. while stirring. . Next, 50 g of the polymer crosslinked product (1) was added over 1.5 hours while maintaining fuming sulfuric acid at the same temperature to form a uniform dispersion, followed by heating and stirring at the same temperature for 3 hours to perform a sulfonation reaction. Thereafter, the reaction mixture was poured into water at 0 ° C., filtered, and washed with water.
【0056】得られた固形物を10重量%水酸化ナトリ
ウム水溶液100mlで中和した後、水で十分に洗浄し
た。次いで、真空乾燥機を用いて80℃で10時間乾燥
し、98gの球状のスルホン化重合体からなる分散相粒
子{以下、これを分散相粒子(1)という。}を得た。The obtained solid was neutralized with 100 ml of a 10% by weight aqueous sodium hydroxide solution, and then sufficiently washed with water. Next, it is dried at 80 ° C. for 10 hours using a vacuum dryer, and 98 g of dispersed phase particles composed of a spherical sulfonated polymer is hereinafter referred to as dispersed phase particles (1). I got}.
【0057】得られた分散相粒子(1)の平均粒子計を
粒度分布測定装置((株)島津製作所製、SALD−1
000)を用いて測定したところ、8μm であった。The average particle size of the obtained dispersed phase particles (1) was measured with a particle size distribution analyzer (SALD-1 manufactured by Shimadzu Corporation).
000) was 8 μm.
【0058】分散相粒子(1)のイオン交換容量を中和
滴定法および元素分析法により定量したところ、中和滴
定法では5.1mg当量/g、元素分析法では5.0m
g当量/gであった。When the ion exchange capacity of the dispersed phase particles (1) was determined by a neutralization titration method and an elemental analysis method, the neutralization titration method was 5.1 mg equivalent / g, and the elemental analysis method was 5.0 m equivalent / g.
g equivalent / g.
【0059】分散相粒子(1)中の含水量をカールフィ
ッシャー水分計(京都電子工業(株)製、MKS−3
P)を用いて測定したところ、スルホン化重合体100
重量部に対して2.1重量部であった。(以下の実施例
および比較例における平均粒子径、イオン交換容量およ
び含水量の測定は本実施例と同様に行った。)得られた
分散相粒子(1)30gを信越シリコーンオイルKF9
6−20CS(信越化学工業(株)製のジメチルシリコ
ーンオイル)70g中に混合・分散させ、本発明の電気
粘性流体組成物{以下、これを流体組成物(1)とい
う。}を得た。The water content in the dispersed phase particles (1) was measured using a Karl Fischer moisture meter (MKS-3, manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.).
P), the sulfonated polymer 100
It was 2.1 parts by weight based on parts by weight. (Measurement of the average particle diameter, ion exchange capacity, and water content in the following Examples and Comparative Examples was performed in the same manner as in this example.) 30 g of the obtained dispersed phase particles (1) was used as Shin-Etsu Silicone Oil KF9.
6-20CS (dimethyl silicone oil manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was mixed and dispersed in 70 g, and the electrorheological fluid composition of the present invention (hereinafter referred to as fluid composition (1)). I got}.
【0060】実施例2 撹拌機、温度計および滴下ロートを備えた1リットルの
四つ口セパラブルフラスコにスルホン化剤として30重
量%発煙硫酸500gを仕込み、撹拌しながら加熱し温
度を60℃に昇温した。次いで、発煙硫酸を同温度に保
ちながら実施例1で得られた重合架橋体(1)50gを
1時間かけて添加し均一な分散液とした後、同温度で2
時間加熱・撹拌し、スルホン化反応を行った。その後、
反応混合物を0℃の水中に注ぎ、濾別した後、水で洗浄
した。Example 2 A 1-liter four-neck separable flask equipped with a stirrer, a thermometer and a dropping funnel was charged with 500 g of 30% by weight fuming sulfuric acid as a sulfonating agent, and heated to 60 ° C. while stirring. The temperature rose. Next, 50 g of the crosslinked polymer (1) obtained in Example 1 was added over 1 hour while maintaining fuming sulfuric acid at the same temperature to form a uniform dispersion.
The mixture was heated and stirred for an hour to perform a sulfonation reaction. afterwards,
The reaction mixture was poured into water at 0 ° C., filtered, and washed with water.
【0061】得られた固形物を10重量%水酸化ナトリ
ウム水溶液100mLで中和した後、水で十分に洗浄し
た。次いで、真空乾燥機を用いて80℃で10時間乾燥
し、96gの球状のスルホン化重合体からなる分散相粒
子{以下、これを分散相粒子(2)という。}を得た。The obtained solid was neutralized with 100 mL of a 10% by weight aqueous sodium hydroxide solution, and then sufficiently washed with water. Next, it is dried at 80 ° C. for 10 hours using a vacuum dryer, and 96 g of dispersed phase particles composed of spherical sulfonated polymer (hereinafter referred to as dispersed phase particles (2)). I got}.
【0062】得られた分散相粒子(2)の平均粒子計を
粒度分布測定装置を用いて測定したところ、8μm であ
った。The average particle size of the obtained dispersed phase particles (2) was measured by using a particle size distribution analyzer to be 8 μm.
【0063】分散相粒子(1)のイオン交換容量を中和
滴定法および元素分析法により定量したところ、中和滴
定法では5.2mg当量/g、元素分析法では5.2m
g当量/gであった。When the ion exchange capacity of the dispersed phase particles (1) was quantified by neutralization titration and elemental analysis, the neutralization titration was 5.2 mg equivalent / g, and the elemental analysis was 5.2 m equivalent / g.
g equivalent / g.
【0064】分散相粒子(2)中の含水量をカールフィ
ッシャー水分計を用いて測定したところ、スルホン化重
合体100重量部に対して2.3重量部であった。The water content in the dispersed phase particles (2) was measured using a Karl Fischer moisture meter, and was 2.3 parts by weight based on 100 parts by weight of the sulfonated polymer.
【0065】得られた分散相粒子(2)30gをサーム
エス900(新日鐵化学(株)製の部分水添されたトリ
フェニル)70g中に混合・分散させ、本発明の電気粘
性流体組成物{以下、これを流体組成物(2)とい
う。}を得た。30 g of the obtained dispersed phase particles (2) were mixed and dispersed in 70 g of THERM S900 (partially hydrogenated triphenyl manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) to obtain an electrorheological fluid composition of the present invention. {Hereinafter, this is referred to as a fluid composition (2). I got}.
【0066】実施例3 撹拌機、還流冷却機および温度計を備えた3リットルの
四つ口セパラブルフラスコに水1.2リットルを仕込
み、クラレポバールPVA−205((株)クラレ製の
ポリビニルアルコール)16.0gを添加・溶解させた
後、更に、スチレン260g、工業用ジビニルベンゼン
(和光純薬工業(株)製、ジビニルベンゼン55重量
%、エチルスチレン35重量%等の混合物)60gおよ
びアゾビスイソブチロニトリル4gからなる混合物を加
えた。その後、600rpmの撹拌速度でフラスコ内の
内容物を分散させ、80℃で8時間重合した。得られた
固形物を濾別し、十分に水洗した後、熱風乾燥器を用い
て80℃で12時間乾燥し、球状のビニル系重合架橋体
{以下、これを重合架橋体(2)という。}282gを
得た。Example 3 Into a 3 liter four-neck separable flask equipped with a stirrer, a reflux condenser and a thermometer, 1.2 liters of water was charged, and Kuraray Povar PVA-205 (polyvinyl alcohol manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was added. ) Was added and dissolved, and then 260 g of styrene, 60 g of industrial divinylbenzene (a mixture of 55 wt% of divinylbenzene, 35 wt% of ethylstyrene, etc., manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and azobis A mixture consisting of 4 g of isobutyronitrile was added. Thereafter, the contents in the flask were dispersed at a stirring speed of 600 rpm, and polymerized at 80 ° C. for 8 hours. The obtained solid was separated by filtration, sufficiently washed with water, and dried at 80 ° C. for 12 hours using a hot air drier to obtain a spherical vinyl-based polymer crosslinked product (hereinafter referred to as polymer crosslinked product (2)). 282 g were obtained.
【0067】撹拌機、温度計および滴下ロートを備えた
1リットルの四つ口セパラブルフラスコにスルホン化剤
として30重量%発煙硫酸500gを仕込み、撹拌しな
がら加熱し温度を80℃に昇温した。次いで、発煙硫酸
を同温度に保ちながら重合架橋体(2)50gを0.5
時間かけて添加し均一な分散液とした後、同温度で1時
間加熱・撹拌し、スルホン化反応を行った。その後、反
応混合物を0℃の水中に注ぎ、濾別した後、水で洗浄し
た。A 1-liter four-neck separable flask equipped with a stirrer, a thermometer and a dropping funnel was charged with 500 g of 30% by weight fuming sulfuric acid as a sulfonating agent, and heated to 80 ° C. while stirring. . Next, 50 g of the crosslinked polymer (2) was added to 0.5 g of fuming sulfuric acid while maintaining the same temperature.
After adding over a period of time to form a uniform dispersion, the mixture was heated and stirred at the same temperature for 1 hour to carry out a sulfonation reaction. Thereafter, the reaction mixture was poured into water at 0 ° C., filtered, and washed with water.
【0068】得られた固形物を10重量%水酸化ナトリ
ウム水溶液100mlで中和した後、水で十分に洗浄し
た。次いで、真空乾燥機を用いて80℃で10時間乾燥
し、102gの球状のスルホン化重合体からなる分散相
粒子{以下、これを分散相粒子(3)という。}を得
た。The obtained solid was neutralized with 100 ml of a 10% by weight aqueous sodium hydroxide solution, and then sufficiently washed with water. Next, it is dried at 80 ° C. for 10 hours using a vacuum dryer, and the dispersed phase particles composed of 102 g of a spherical sulfonated polymer are hereinafter referred to as dispersed phase particles (3). I got}.
【0069】得られた分散相粒子(3)の平均粒子計を
粒度分布測定装置を用いて測定したところ、7μmであ
った。When the average particle size of the obtained dispersed phase particles (3) was measured using a particle size distribution analyzer, it was 7 μm.
【0070】分散相粒子(1)のイオン交換容量を中和
滴定法および元素分析法により定量したところ、中和滴
定法では5.2mg当量/g、元素分析法では5.2m
g当量/gであった。When the ion exchange capacity of the dispersed phase particles (1) was determined by a neutralization titration method and an elemental analysis method, the neutralization titration method was 5.2 mg equivalent / g, and the elemental analysis method was 5.2 m equivalent / g.
g equivalent / g.
【0071】分散相粒子(3)中の含水量をカールフィ
ッシャー水分計を用いて測定したところ、スルホン化重
合体100重量部に対して2.4重量部であった。When the water content in the dispersed phase particles (3) was measured using a Karl Fischer moisture meter, it was 2.4 parts by weight based on 100 parts by weight of the sulfonated polymer.
【0072】得られた分散相粒子(3)30gを信越シ
リコーンオイルKF96−20CS(信越化学工業
(株)製のジメチルシリコーンオイル)70g中に混合
・分散させ、本発明の電気粘性流体組成物{以下、これ
を流体組成物(3)という。}を得た。30 g of the obtained dispersed phase particles (3) were mixed and dispersed in 70 g of Shin-Etsu silicone oil KF96-20CS (dimethyl silicone oil manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and the electrorheological fluid composition of the present invention was used. Hereinafter, this is referred to as a fluid composition (3). I got}.
【0073】実施例4 撹拌機、還流冷却機および温度計を備えた3リットルの
四つ口セパラブルフラスコに水1.2リットルを仕込
み、クラレポバールPVA−205((株)クラレ製の
ポリビニルアルコール)16.0gを添加・溶解させた
後、更に、スチレン220g、クロロスチレン70g、
工業用ジビニルベンゼン(和光純薬工業(株)製、ジビ
ニルベンゼン55重量%、エチルスチレン35重量%等
の混合物)30gおよび過酸化ベンゾイル5gからなる
混合物を加えた。その後、400rpmの撹拌速度でフ
ラスコ内の内容物を分散させ、80℃で8時間重合し
た。得られた固形物を濾別し、十分に水洗した後、熱風
乾燥器を用いて80℃で12時間乾燥し、球状のビニル
系重合架橋体{以下、これを重合架橋体(3)とい
う。}285gを得た。Example 4 1.2 liters of water was charged into a 3 liter four-neck separable flask equipped with a stirrer, a reflux condenser and a thermometer, and charged with Kuraray Povar PVA-205 (polyvinyl alcohol manufactured by Kuraray Co., Ltd.). ) After adding and dissolving 16.0 g, styrene 220 g, chlorostyrene 70 g,
A mixture consisting of 30 g of industrial divinylbenzene (a mixture of 55 wt% of divinylbenzene, 35 wt% of ethylstyrene, etc., manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 5 g of benzoyl peroxide was added. Thereafter, the contents in the flask were dispersed at a stirring speed of 400 rpm, and polymerized at 80 ° C. for 8 hours. The obtained solid was separated by filtration, sufficiently washed with water, and dried at 80 ° C. for 12 hours using a hot air drier to obtain a spherical vinyl-based polymer crosslinked product (hereinafter referred to as polymerized crosslinked product (3)). } 285 g was obtained.
【0074】撹拌機、温度計および滴下ロートを備えた
1リットルの四つ口セパラブルフラスコにスルホン化剤
として30重量%発煙硫酸500gを仕込み、撹拌しな
がら加熱し温度を50℃に昇温した。次いで、発煙硫酸
を同温度に保ちながら重合架橋体(3)50gを1時間
かけて添加し均一な分散液とした後、同温度で3時間加
熱・撹拌し、スルホン化反応を行った。その後、反応混
合物を0℃の水中に注ぎ、濾別した後、水で洗浄した。A 1-liter four-neck separable flask equipped with a stirrer, a thermometer and a dropping funnel was charged with 500 g of 30% by weight fuming sulfuric acid as a sulfonating agent and heated to 50 ° C. while stirring. . Next, while maintaining fuming sulfuric acid at the same temperature, 50 g of the crosslinked polymer (3) was added over 1 hour to form a uniform dispersion, and then heated and stirred at the same temperature for 3 hours to perform a sulfonation reaction. Thereafter, the reaction mixture was poured into water at 0 ° C., filtered, and washed with water.
【0075】得られた固形物を10重量%水酸化ナトリ
ウム水溶液100mlで中和した後、水で十分に洗浄し
た。次いで、真空乾燥機を用いて80℃で10時間乾燥
し、96gの球状のスルホン化重合体からなる分散相粒
子{以下、これを分散相粒子(4)という。}を得た。The obtained solid was neutralized with 100 ml of a 10% by weight aqueous sodium hydroxide solution, and then sufficiently washed with water. Next, it is dried at 80 ° C. for 10 hours using a vacuum drier, and 96 g of dispersed phase particles composed of a spherical sulfonated polymer is hereinafter referred to as dispersed phase particles (4). I got}.
【0076】得られた分散相粒子(4)の平均粒子計を
粒度分布測定装置を用いて測定したところ、8μm であ
った。The average particle size of the obtained dispersed phase particles (4) was measured with a particle size distribution analyzer to be 8 μm.
【0077】分散相粒子(1)のイオン交換容量を中和
滴定法および元素分析法により定量したところ、中和滴
定法では4.9mg当量/g、元素分析法では4.9m
g当量/gであった。The ion exchange capacity of the dispersed phase particles (1) was quantified by a neutralization titration method and an elemental analysis method. As a result, 4.9 mg equivalent / g in the neutralization titration method and 4.9 m in the elemental analysis method.
g equivalent / g.
【0078】分散相粒子(4)中の含水量をカールフィ
ッシャー水分計を用いて測定したところ、スルホン化重
合体100重量部に対して2.3重量部であった。The water content in the dispersed phase particles (4) was measured using a Karl Fischer moisture meter, and was 2.3 parts by weight based on 100 parts by weight of the sulfonated polymer.
【0079】得られた分散相粒子(4)30gを信越シ
リコーンオイルKF96−20CS(信越化学工業
(株)製のジメチルシリコーンオイル)70g中に混合
・分散させ、本発明の電気粘性流体組成物{以下、これ
を流体組成物(4)という。}を得た。30 g of the obtained dispersed phase particles (4) were mixed and dispersed in 70 g of Shin-Etsu silicone oil KF96-20CS (dimethyl silicone oil manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) to prepare the electrorheological fluid composition of the present invention. Hereinafter, this is referred to as a fluid composition (4). I got}.
【0080】比較例1 撹拌機、温度計および滴下ロートを備えた1リットルの
四つ口セパラブルフラスコにスルホン化剤として30重
量%発煙硫酸500gを仕込み、撹拌しながら加熱し温
度を20℃に昇温した。次いで、発煙硫酸を同温度に保
ちながら実施例1で得られた重合架橋体(1)50gを
2時間かけて添加し均一な分散液とした後、同温度で5
時間加熱・撹拌し、スルホン化反応を行った。その後、
反応混合物を0℃の水中に注ぎ、濾別した後、水で洗浄
した。Comparative Example 1 A 1-liter four-neck separable flask equipped with a stirrer, a thermometer and a dropping funnel was charged with 500 g of 30% by weight fuming sulfuric acid as a sulfonating agent, and heated to 20 ° C. while stirring. The temperature rose. Next, 50 g of the crosslinked polymer (1) obtained in Example 1 was added over 2 hours while maintaining fuming sulfuric acid at the same temperature to form a uniform dispersion.
The mixture was heated and stirred for an hour to perform a sulfonation reaction. afterwards,
The reaction mixture was poured into water at 0 ° C., filtered, and washed with water.
【0081】得られた固形物を10重量%水酸化ナトリ
ウム水溶液100mlで中和した後、水で十分に洗浄し
た。次いで、真空乾燥機を用いて80℃で10時間乾燥
し、92gの球状のスルホン化重合体からなる分散相粒
子{以下、これを比較分散相粒子(1)という。}を得
た。The obtained solid was neutralized with 100 ml of a 10% by weight aqueous sodium hydroxide solution, and then sufficiently washed with water. Next, it is dried at 80 ° C. for 10 hours using a vacuum drier, and 92 g of dispersed phase particles composed of spherical sulfonated polymer (hereinafter referred to as comparative dispersed phase particles (1)). I got}.
【0082】得られた比較分散相粒子(1)の平均粒子
計を粒度分布測定装置を用いて測定したところ、8μm
であった。The average particle size of the obtained comparative dispersed phase particles (1) was measured by using a particle size distribution analyzer to find that the average particle size was 8 μm.
Met.
【0083】比較分散相粒子(1)のイオン交換容量を
中和滴定法および元素分析法により定量したところ、中
和滴定法では2.3mg当量/g、元素分析法では2.
1mg当量/gであった。The ion exchange capacity of the comparative dispersed phase particles (1) was determined by neutralization titration and elemental analysis. The neutralization titration was 2.3 mg equivalent / g, and the elemental analysis was 2.3 mg equivalent / g.
It was 1 mg equivalent / g.
【0084】比較分散相粒子(1)中の含水量をカール
フィッシャー水分計を用いて測定したところ、スルホン
化重合体100重量部に対して1.9重量部であった。
得られた比較分散相粒子(1)30gをサームエス9
00(新日鐵化学(株)製の部分水添されたトリフェニ
ル)70g中に混合・分散させ、本発明の電気粘性流体
組成物{以下、これを比較流体組成物(1)という。}
を得た。The water content in the comparative dispersed phase particles (1) was measured using a Karl Fischer moisture meter, and was 1.9 parts by weight based on 100 parts by weight of the sulfonated polymer.
30 g of the obtained comparative dispersed phase particles (1)
00 (partially hydrogenated triphenyl manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) and mixed and dispersed therein, and the electrorheological fluid composition of the present invention (hereinafter referred to as comparative fluid composition (1)). }
I got
【0085】比較例2 撹拌機、温度計および滴下ロートを備えた2リットルの
四つ口セパラブルフラスコに30重量%発煙硫酸350
gおよびテトラクロロエタン200gを仕込み、撹拌し
ながら氷浴を用いて0℃に冷却した。次いで、実施例3
で得られた重合架橋体(2)50gを1時間かけて添加
し、均一な分散液とした。次いで、氷欲から取り外し、
室温(20℃)で24時間撹拌した後、さらに反応混合
物の温度を80℃に上げた後、同温度で3時間加熱・撹
拌し、スルホン化反応を行った。その後、反応混合物を
0℃の水中に注ぎ、濾別した後、水・アセトンで洗浄し
た。Comparative Example 2 350% by weight of fuming sulfuric acid was placed in a 2 liter four-neck separable flask equipped with a stirrer, a thermometer and a dropping funnel.
g and 200 g of tetrachloroethane, and cooled to 0 ° C. using an ice bath with stirring. Then, Example 3
50 g of the polymer crosslinked product (2) obtained in the above was added over 1 hour to obtain a uniform dispersion. Then remove from the greed,
After stirring at room temperature (20 ° C.) for 24 hours, the temperature of the reaction mixture was further raised to 80 ° C., and the mixture was heated and stirred at the same temperature for 3 hours to perform a sulfonation reaction. Thereafter, the reaction mixture was poured into water at 0 ° C., filtered, and washed with water / acetone.
【0086】得られた固形物を10重量%水酸化ナトリ
ウム水溶液100mlで中和した後、水で十分に洗浄し
た。次いで、真空乾燥機を用いて80℃で10時間乾燥
し、98gの球状のスルホン化重合体からなる分散相粒
子{以下、これを比較分散相粒子(2)という。}を得
た。The obtained solid was neutralized with 100 ml of a 10% by weight aqueous sodium hydroxide solution, and then sufficiently washed with water. Next, it is dried at 80 ° C. for 10 hours using a vacuum drier, and 98 g of dispersed phase particles composed of a spherical sulfonated polymer is hereinafter referred to as comparative dispersed phase particles (2). I got}.
【0087】得られた比較分散相粒子(2)の平均粒子
計を粒度分布測定装置を用いて測定したところ、7μm
であった。When the average particle size of the obtained comparative dispersed phase particles (2) was measured using a particle size distribution analyzer, it was 7 μm.
Met.
【0088】比較分散相粒子(2)のイオン交換容量を
中和滴定法および元素分析法により定量したところ、中
和滴定法では4.9mg当量/g、元素分析法では4.
9mg当量/gであった。The ion exchange capacity of the comparative dispersed phase particles (2) was determined by neutralization titration and elemental analysis. The neutralization titration was 4.9 mg equivalent / g, and the elemental analysis was 4.9 mg equivalent / g.
It was 9 mg equivalent / g.
【0089】比較分散相粒子(2)中の含水量をカール
フィッシャー水分計を用いて測定したところ、スルホン
化重合体100重量部に対して2.1重量部であった。The water content in the comparative dispersed phase particles (2) was measured using a Karl Fischer moisture meter and found to be 2.1 parts by weight based on 100 parts by weight of the sulfonated polymer.
【0090】得られた比較分散相粒子(2)30gを信
越シリコーンオイルKF96−20CS(信越化学工業
(株)製のジメチルシリコーンオイル)70g中に混合
・分散させ、本発明の電気粘性流体組成物{以下、これ
を比較流体組成物(2)という。}を得た。30 g of the obtained comparative dispersed phase particles (2) were mixed and dispersed in 70 g of Shin-Etsu silicone oil KF96-20CS (dimethyl silicone oil manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) to obtain an electrorheological fluid composition of the present invention. {Hereinafter, this is referred to as comparative fluid composition (2). I got}.
【0091】比較例3 撹拌機、温度計および滴下ロートを備えた2リットルの
四つ口セパラブルフラスコに30重量%発煙硫酸500
gを仕込み、撹拌しながら氷浴を用いて0℃に冷却し
た。次いで、実施例3で得られた重合架橋体(2)50
gを1時間かけて添加し、均一な分散液とした。次い
で、氷欲から取り外し、室温(20℃)で15時間撹拌
した後、さらに反応混合物の温度を80℃に上げた後、
同温度で6時間加熱・撹拌し、スルホン化反応を行っ
た。その後、反応混合物を0℃の水中に注ぎ、濾別した
後、水で洗浄した。Comparative Example 3 A 2 liter four-neck separable flask equipped with a stirrer, a thermometer and a dropping funnel was charged with 30% by weight fuming sulfuric acid.
g and cooled to 0 ° C. using an ice bath with stirring. Next, the crosslinked polymer (2) 50 obtained in Example 3 was obtained.
g was added over 1 hour to obtain a uniform dispersion. Then, after removing from the lust and stirring at room temperature (20 ° C.) for 15 hours, the temperature of the reaction mixture was further raised to 80 ° C.,
The mixture was heated and stirred at the same temperature for 6 hours to carry out a sulfonation reaction. Thereafter, the reaction mixture was poured into water at 0 ° C., filtered, and washed with water.
【0092】得られた固形物を10重量%水酸化ナトリ
ウム水溶液100mlで中和した後、水で十分に洗浄し
た。次いで、真空乾燥機を用いて80℃で10時間乾燥
し、89gの球状のスルホン化重合体からなる分散相粒
子{以下、これを比較分散相粒子(3)という。}を得
た。The obtained solid was neutralized with 100 ml of a 10% by weight aqueous sodium hydroxide solution, and then sufficiently washed with water. Next, it is dried at 80 ° C. for 10 hours using a vacuum drier, and 89 g of dispersed phase particles composed of a spherical sulfonated polymer (hereinafter referred to as comparative dispersed phase particles (3)). I got}.
【0093】得られた比較分散相粒子(3)の平均粒子
計を粒度分布測定装置を用いて測定したところ、7μm
であった。The average particle size of the obtained comparative dispersed phase particles (3) was measured by using a particle size distribution analyzer, and found to be 7 μm.
Met.
【0094】分散相粒子(3)のイオン交換容量を中和
滴定法および元素分析法により定量したところ、中和滴
定法では5.1mg当量/g、元素分析法では5.0m
g当量/gであった。The ion exchange capacity of the dispersed phase particles (3) was determined by neutralization titration and elemental analysis. The neutralization titration was 5.1 mg equivalent / g, and the elemental analysis was 5.0 m equivalent / g.
g equivalent / g.
【0095】比較分散相粒子(3)中の含水量をカール
フィッシャー水分計を用いて測定したところ、スルホン
化重合体100重量部に対して2.3重量部であった。The water content in the comparative dispersed phase particles (3) was measured using a Karl Fischer moisture meter, and was 2.3 parts by weight based on 100 parts by weight of the sulfonated polymer.
【0096】得られた比較分散相粒子(3)30gを信
越シリコーンオイルKF96−20CS(信越化学工業
(株)製のジメチルシリコーンオイル)70g中に混合
・分散させ、本発明の電気粘性流体組成物{以下、これ
を比較流体組成物(3)という。}を得た。30 g of the obtained comparative dispersed phase particles (3) were mixed and dispersed in 70 g of Shin-Etsu silicone oil KF96-20CS (dimethyl silicone oil manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) to obtain an electrorheological fluid composition of the present invention. {Hereinafter, this is referred to as comparative fluid composition (3). I got}.
【0097】実施例5 実施例1〜4および比較例1〜3で得られた流体組成物
(1)〜(4)および比較流体組成物(1)〜(3)の
各々を共軸電場付二重円筒形回転粘度計に入れ、内/外
筒間隙1.0mm、せん断速度400s-1、温度25℃
の条件で交流の外部電場4000V/mm(周波数:6
0Hz)を印加した時のせん断応力値(初期値)および
その際に流れる電流密度(初期値)を測定した。Example 5 Each of the fluid compositions (1) to (4) and the comparative fluid compositions (1) to (3) obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 was prepared by applying a coaxial electric field. Put into a double cylindrical rotational viscometer, inner / outer cylinder gap 1.0 mm, shear rate 400 s -1 , temperature 25 ° C
Under an external electric field of 4000 V / mm (frequency: 6
(0 Hz) was applied, and the shear stress value (initial value) and the current density flowing at that time (initial value) were measured.
【0098】また、4000V/mmの外部電場を印加
した状態で、粘度計を25℃にて7日間連続運転を行っ
た後のせん断応力値(7日後値)および電流密度(7日
後値)を測定し、流体組成物の経時安定性を調べた。Further, the shear stress value (value after 7 days) and the current density (value after 7 days) after continuous operation of the viscometer at 25 ° C. for 7 days with an external electric field of 4000 V / mm applied were measured. The fluid composition was measured to determine the stability over time.
【0099】それらの結果を表1に示した。なお、実施
例(1)〜(4)および比較例(1)〜(3)のそれぞ
れにおける仕込み時間を含めた反応時間を表1に併せて
示した。The results are shown in Table 1. In addition, the reaction time including the charging time in each of Examples (1) to (4) and Comparative Examples (1) to (3) is also shown in Table 1.
【0100】電気粘性流体は、比較的弱い電場を印加し
た際に得られるせん断応力値が大きいというせん断応力
特性に優れたものほど、またそのときに流れる電流密度
が小さいという電流特性に優れたものほど好ましく、せ
ん断応力特性と電流特性が共に優れたものが特に好まし
い。そこでせん断応力特性と電流特性を同時に評価して
優劣を判断するパラメータとして、一定の電場を印加し
た際に得られるせん断応力値とそのときに流れる電流密
度の比、即ち(せん断応力値)/(電流密度){以下、
この値をZ値という。}が有効である。つまりせん断応
力特性と電流特性が共に優れた電気粘性流体組成物では
Z値が大きくなる。このZ値の計算結果も表1に示し
た。The electrorheological fluid has a higher shear stress value obtained when a relatively weak electric field is applied, and has a higher shear stress value, and has a lower current density at that time. It is particularly preferable that both the shear stress characteristic and the current characteristic are excellent. Therefore, as a parameter for judging superiority by simultaneously evaluating the shear stress characteristic and the current characteristic, a ratio of a shear stress value obtained when a constant electric field is applied to a current density flowing at that time, that is, (shear stress value) / ( Current density) {
This value is called a Z value. } Is effective. That is, an electrorheological fluid composition having both excellent shear stress characteristics and current characteristics has a large Z value. Table 1 also shows the calculation results of the Z value.
【0101】[0101]
【表1】 [Table 1]
【0102】表1から明らかなように、本発明の流体組
成物(1)〜(4)は、比較的弱い電場の印加によって
も大きなせん断応力が得られるというせん断応力特性に
優れ、その際に流れる電流密度が小さいという電流特性
に優れ、且つ発生したせん断応力および電流密度の経時
安定性に非常に優れていた。また、本発明で得られた流
体組成物(1)〜(4)は、初期においてZ値が1.5
以上であり、せん断応力特性と電流特性の均衡のとれた
電気粘性流体組成物であることが分かった。更に本発明
で得られた流体組成物(1)〜(4)は、7日後におい
てもZ値が1.5以上であり、せん断応力特性と電力特
性の均衡の経時安定性にも優れた電気粘性流体組成物で
あることがわかった。また、スルホン化の反応時間は5
時間以下と、非常に短い反応時間でスルホン化重合体が
得られた。As is clear from Table 1, the fluid compositions (1) to (4) of the present invention are excellent in the shear stress characteristic that a large shear stress can be obtained even when a relatively weak electric field is applied. It was excellent in current characteristics that the flowing current density was small, and was very excellent in stability of generated shear stress and current density over time. The fluid compositions (1) to (4) obtained in the present invention have a Z value of 1.5 at the initial stage.
As described above, it was found that the composition was an electrorheological fluid composition in which the shear stress characteristics and the current characteristics were balanced. Further, the fluid compositions (1) to (4) obtained in the present invention have a Z value of 1.5 or more even after 7 days, and have excellent stability over time in the balance between shear stress characteristics and power characteristics. It was found to be a viscous fluid composition. The reaction time for sulfonation is 5
The sulfonated polymer was obtained in a very short reaction time of less than 10 hours.
【0103】一方、比較流体組成物(1)は、同じ重合
架橋体(1)から得られ、且つ同じ平均粒子径の分散相
粒子から構成される本発明の流体組成物(1)および
(2)に比べ得られたせん断応力値が小さく、且つその
際に流れる電流密度が大きく電流特性にも劣っていた。
また、比較流体組成物(1)は、発生したせん断応力お
よび電流密度の経時安定性が悪く、7時間後には測定不
能となった。しかも、比較流体組成物(1)は初期にお
いてもZ値が0.8であり、せん断応力特性と電流特性
の均衡が本発明の流体組成物に比べ悪かった。On the other hand, the fluid compositions (1) and (2) of the present invention were obtained from the same polymerized crosslinked product (1) and composed of dispersed phase particles having the same average particle size. ), The obtained shear stress value was small, the current density flowing at that time was large, and the current characteristics were inferior.
In addition, the comparative fluid composition (1) was poor in stability over time of the generated shear stress and current density, and could not be measured after 7 hours. Moreover, the Z value of the comparative fluid composition (1) was 0.8 at the beginning, and the balance between the shear stress characteristics and the current characteristics was worse than that of the fluid composition of the present invention.
【0104】また、比較流体組成物(2)および(3)
は、比較的弱い電場の印加によっても大きなせん断応力
が得られ、その際に流れる電流密度も小さく、且つ発生
したせん断応力および電流密度の経時安定性にも優れて
いたが、スルホン化の反応時間が20時間以上と、流体
組成物(1)〜(4)と比較して非常に長い時間が必要
であった。In addition, the comparative fluid compositions (2) and (3)
Although a large shear stress was obtained even by applying a relatively weak electric field, the current density flowing at that time was small, and the generated shear stress and the current density were excellent in stability over time. 20 hours or more, which required a very long time as compared with the fluid compositions (1) to (4).
【0105】[0105]
【発明の効果】本発明によれば、比較的弱い外部電場を
印加した時にでも大きなせん断応力が得られ、且つ発生
したせん断応力および電流密度を長期にわたって維持す
るという経時安定性にも非常に優れた電気粘性流体組成
物を得ることができ、クラッチ、ブレーキ等のトルク伝
達用アクチュエータ、エンジンマウント、ダンパー、バ
ルブ等の制御用アクチュエータ、電気粘性流体インクジ
ェット等へ有効に利用ができる。According to the present invention, a large shear stress can be obtained even when a relatively weak external electric field is applied, and the stability over time of maintaining the generated shear stress and current density for a long period of time is very excellent. An electro-rheological fluid composition can be obtained and can be effectively used for torque transmission actuators such as clutches and brakes, control actuators for engine mounts, dampers, valves, etc., and electro-rheological fluid ink jets.
【0106】また、本発明の方法は反応時間が非常に短
く、工業的プロセスとしても極めて優れたものである。The reaction time of the method of the present invention is very short, and is extremely excellent as an industrial process.
Claims (2)
絶縁性分散媒中に分散させてなる組成物であって、該ス
ルホン化重合体が、ビニル系重合架橋体を30℃以上9
0℃未満の温度範囲にあるスルホン化剤中に投入し、ス
ルホン化することにより得られることを特徴とする電気
粘性流体組成物の製造法。1. A composition comprising dispersed phase particles of a sulfonated polymer dispersed in an insulating dispersion medium, wherein the sulfonated polymer has a cross-linked vinyl polymer at 30 ° C. or higher.
A method for producing an electrorheological fluid composition, which is obtained by charging a sulfonating agent in a temperature range of less than 0 ° C. and sulfonating.
硫酸を用いることにより行われる請求項1記載の電気粘
性流体組成物の製造法。2. The method for producing an electrorheological fluid composition according to claim 1, wherein the sulfonation is performed by using fuming sulfuric acid as a sulfonating agent.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31931796A JPH10158674A (en) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | Production of electroviscous fluid composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31931796A JPH10158674A (en) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | Production of electroviscous fluid composition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10158674A true JPH10158674A (en) | 1998-06-16 |
Family
ID=18108856
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31931796A Withdrawn JPH10158674A (en) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | Production of electroviscous fluid composition |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10158674A (en) |
-
1996
- 1996-11-29 JP JP31931796A patent/JPH10158674A/en not_active Withdrawn
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