JPH03188934A - 酸化鉄―水スラリー用分散剤 - Google Patents
酸化鉄―水スラリー用分散剤Info
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- JPH03188934A JPH03188934A JP1329939A JP32993989A JPH03188934A JP H03188934 A JPH03188934 A JP H03188934A JP 1329939 A JP1329939 A JP 1329939A JP 32993989 A JP32993989 A JP 32993989A JP H03188934 A JPH03188934 A JP H03188934A
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- Japan
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- iron oxide
- dispersant
- slurry
- water slurry
- water
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- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、静置安定性が良好であり輸送に適した流動性
を示す酸化鉄−水スラリー用の分散剤に関するものであ
る。
を示す酸化鉄−水スラリー用の分散剤に関するものであ
る。
重油、石炭等の燃焼用の助剤として酸化鉄を用いる際、
配管の摩耗が少ないこと、流量の制御が容易であること
等の利点のため、該酸化鉄は水スラリーとして輸送する
ことが望ましいとされている。しかし、酸化鉄−水スラ
リーを調製しておくと酸化鉄が沈降性を示すために貯蔵
容器内での沈降および貯蔵容器からの排出不良の問題あ
るいは流送配管内での沈降閉塞、流送不安定等の問題が
生じるという欠点がある。これらの問題を解決するため
に、これまでに分散剤としてアルキル硫酸エステル塩等
の界面活性剤やカルボキシメチルセルロース、ポリアク
リルアミド、アラビアゴム等の安定化剤が用いられてき
た。しかしながら、酸化鉄粒子と水との著しい密度差の
ため、このような分散剤をスラリーに添加しても粒子の
沈降を防止するには至らず、上記の問題点に対する充分
な解決策とはなっていなかった。
配管の摩耗が少ないこと、流量の制御が容易であること
等の利点のため、該酸化鉄は水スラリーとして輸送する
ことが望ましいとされている。しかし、酸化鉄−水スラ
リーを調製しておくと酸化鉄が沈降性を示すために貯蔵
容器内での沈降および貯蔵容器からの排出不良の問題あ
るいは流送配管内での沈降閉塞、流送不安定等の問題が
生じるという欠点がある。これらの問題を解決するため
に、これまでに分散剤としてアルキル硫酸エステル塩等
の界面活性剤やカルボキシメチルセルロース、ポリアク
リルアミド、アラビアゴム等の安定化剤が用いられてき
た。しかしながら、酸化鉄粒子と水との著しい密度差の
ため、このような分散剤をスラリーに添加しても粒子の
沈降を防止するには至らず、上記の問題点に対する充分
な解決策とはなっていなかった。
従って、本発明は酸化鉄−水スラリーの静置保存時の酸
化鉄粒子の沈降を防止し、かつスラリーが送液可能な流
動性を示す酸化鉄−水スラリーを調製できる分散剤を提
供することを目的とする。
化鉄粒子の沈降を防止し、かつスラリーが送液可能な流
動性を示す酸化鉄−水スラリーを調製できる分散剤を提
供することを目的とする。
本発明は、不飽和カルボン酸(塩)モノマーと不飽和カ
ルボン酸エステルモノマーとの共重合体を酸化鉄−水ス
ラリーに添加すると静置安定性と流動性がともに良好な
スラリーが得られるとの知見に基づいてなされたのであ
る。
ルボン酸エステルモノマーとの共重合体を酸化鉄−水ス
ラリーに添加すると静置安定性と流動性がともに良好な
スラリーが得られるとの知見に基づいてなされたのであ
る。
すなわち、本発明は、 一般式〔■〕 :CH2=C−
C00M ・・・ 〔■〕(式中、R’は水素又
は炭素数1〜3のアルキル基、Mはカチオンを示す。) で表わされる不飽和カルボン酸又はその塩と、一般式〔
■〕 : (式中、R2は水素又は炭素数1〜3のアルキル基、R
3は炭素数1〜8のアルキル基、アルケニル基、アリー
ル基又はアルキルアリール基を示す。) で表わされる不飽和カルボン酸エステルとの共重合体を
含有することを特徴とする、酸化鉄−水スラリー用分散
剤を提供する。
C00M ・・・ 〔■〕(式中、R’は水素又
は炭素数1〜3のアルキル基、Mはカチオンを示す。) で表わされる不飽和カルボン酸又はその塩と、一般式〔
■〕 : (式中、R2は水素又は炭素数1〜3のアルキル基、R
3は炭素数1〜8のアルキル基、アルケニル基、アリー
ル基又はアルキルアリール基を示す。) で表わされる不飽和カルボン酸エステルとの共重合体を
含有することを特徴とする、酸化鉄−水スラリー用分散
剤を提供する。
本発明において、一般式[1,]で表わされるモノマー
を1種又は2種以上使用することができ、同様に一般式
〔■〕で表わされるエステルモノマーも1種又は2種以
上使用することができる。尚、本発明の分散剤である共
重合体としては一般式CI+のモノマー/一般式〔■〕
のモノマーとの共重合比(モル比)が好ましくは25/
75、〜75/25より好ましくは30/70〜501
50のものが好適である。又、共重合体の1%水溶液の
粘度(25℃)は、60cp以上、好ましくは100c
p以上のものが好適である。尚、一般式〔I〕と[IN
のモノマーの共重合の形態は任意とすることができ、ブ
ロック共重合体、ランダム共重合体をあげることができ
る。
を1種又は2種以上使用することができ、同様に一般式
〔■〕で表わされるエステルモノマーも1種又は2種以
上使用することができる。尚、本発明の分散剤である共
重合体としては一般式CI+のモノマー/一般式〔■〕
のモノマーとの共重合比(モル比)が好ましくは25/
75、〜75/25より好ましくは30/70〜501
50のものが好適である。又、共重合体の1%水溶液の
粘度(25℃)は、60cp以上、好ましくは100c
p以上のものが好適である。尚、一般式〔I〕と[IN
のモノマーの共重合の形態は任意とすることができ、ブ
ロック共重合体、ランダム共重合体をあげることができ
る。
上記一般式〔I〕においてR1は水素ないし01〜C3
のアルキル基であり、炭素数がこれ以上大きくなると満
足な性能を示さない。またMはカチオンであり、好まし
くはHないしアルカリ金属、アルカリ土類金属、アミン
(例えばモノエタノールアミン、ジェタノールアミ、ト
リエタノールアミンなど)である。一方、一般式[11
]においてR2は水素ないし01〜C3のアルキル基で
あり、R3は01〜C8のアルキル基、アルケニル基、
アリール基、アルキルアリール基である。
のアルキル基であり、炭素数がこれ以上大きくなると満
足な性能を示さない。またMはカチオンであり、好まし
くはHないしアルカリ金属、アルカリ土類金属、アミン
(例えばモノエタノールアミン、ジェタノールアミ、ト
リエタノールアミンなど)である。一方、一般式[11
]においてR2は水素ないし01〜C3のアルキル基で
あり、R3は01〜C8のアルキル基、アルケニル基、
アリール基、アルキルアリール基である。
ここでアリール基としては炭素数6〜12、アルキルア
リール基としては炭素数7〜20が好ましい。つまり、
炭素数がこれ以上大きくなると性能の低下あるいは水へ
の溶解性の低下がみられるからである。
リール基としては炭素数7〜20が好ましい。つまり、
炭素数がこれ以上大きくなると性能の低下あるいは水へ
の溶解性の低下がみられるからである。
一般式〔I〕で表わされるモノマーとしては、アクリル
酸、メタクリル酸、エタクリル酸などをあげることがで
き、最も望ましくはメタクリル酸である。
酸、メタクリル酸、エタクリル酸などをあげることがで
き、最も望ましくはメタクリル酸である。
また、一般式[II)で表わされるモノマーとしては、
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチ
ル、アクリル酸2エチルヘキシル、メタクリル酸エチル
等をあげることができるが、最も望ましくはアクリル酸
エチルである。尚共重合体中には、これらの千ツマ−の
他に不飽和カルボン酸誘導体等の不飽和エチレン系モノ
マーを性能を損わない範囲内で共重合させることが可能
である。
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチ
ル、アクリル酸2エチルヘキシル、メタクリル酸エチル
等をあげることができるが、最も望ましくはアクリル酸
エチルである。尚共重合体中には、これらの千ツマ−の
他に不飽和カルボン酸誘導体等の不飽和エチレン系モノ
マーを性能を損わない範囲内で共重合させることが可能
である。
本発明の共重合体は種々の重合法による合成が可能であ
るが、最も容易には乳化重合法により合成できる。この
際、乳化剤としては一般の乳化剤、即ちアルキル硫酸エ
ステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩等のアニオ
ンi生界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル、ポリオキシエチレンアルキルフェノール等のノニオ
ン性界面活性剤あるいはPVA (ポリビニルアルコー
ル)、変性PVA、カルボキシメチルセルロース、ヒド
ロキシエチルセルロース、リン酸塩等の保護コロイド剤
等を1種または2種以上用いることができる。反応開始
剤としては、過硫酸塩、過酸化水素、水溶性アゾアミジ
ン化合物、水溶性アゾアミド化合物などの通常の水溶性
開始剤が用いられるが、過硫酸塩と亜硫酸塩、亜リン酸
塩等のレドックス系開始剤を用いることができる。また
分子量調節のため、連鎖移動剤を併用することも可能で
ある。
るが、最も容易には乳化重合法により合成できる。この
際、乳化剤としては一般の乳化剤、即ちアルキル硫酸エ
ステル塩、アルキルエーテル硫酸エステル塩等のアニオ
ンi生界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル、ポリオキシエチレンアルキルフェノール等のノニオ
ン性界面活性剤あるいはPVA (ポリビニルアルコー
ル)、変性PVA、カルボキシメチルセルロース、ヒド
ロキシエチルセルロース、リン酸塩等の保護コロイド剤
等を1種または2種以上用いることができる。反応開始
剤としては、過硫酸塩、過酸化水素、水溶性アゾアミジ
ン化合物、水溶性アゾアミド化合物などの通常の水溶性
開始剤が用いられるが、過硫酸塩と亜硫酸塩、亜リン酸
塩等のレドックス系開始剤を用いることができる。また
分子量調節のため、連鎖移動剤を併用することも可能で
ある。
反応は千ツマ−の一括添加、分割添加、モノマー液の滴
下、モノマー乳化液の滴下等の方法を用い50〜100
℃にて行なうのがよい。
下、モノマー乳化液の滴下等の方法を用い50〜100
℃にて行なうのがよい。
得られた共重合体は水酸化ナトリウム、ジェタノールア
ミン等の水溶性アルカリにより共重合体中のカルボキシ
ル基の一部あるいは全部を中和し水に溶解して用いるこ
とができる。
ミン等の水溶性アルカリにより共重合体中のカルボキシ
ル基の一部あるいは全部を中和し水に溶解して用いるこ
とができる。
本発明の分散剤を添加してFe2Oa 、Pe3o =
、FeCO3、FeOOH1酢酸鉄などの鉄系添加剤、
好適にはFe2O3、Fe、Olを分散した水スラリー
を調製する。このスラリーには、BaCO3、MnO2
、Mg系腐食防止剤等、各種燃料添加剤を混合すること
ができる。水スラリー中の酸化鉄濃度は10〜70重量
%(以下%と略称する。)、好ましくは30〜50%で
ある。分散剤の添加量は酸化鉄および他の添加剤の総量
に対し0.01〜5%、望ましくは0.2〜2%である
。
、FeCO3、FeOOH1酢酸鉄などの鉄系添加剤、
好適にはFe2O3、Fe、Olを分散した水スラリー
を調製する。このスラリーには、BaCO3、MnO2
、Mg系腐食防止剤等、各種燃料添加剤を混合すること
ができる。水スラリー中の酸化鉄濃度は10〜70重量
%(以下%と略称する。)、好ましくは30〜50%で
ある。分散剤の添加量は酸化鉄および他の添加剤の総量
に対し0.01〜5%、望ましくは0.2〜2%である
。
また酸化鉄粒子の微粒子化あるいはスラリー調製時の撹
拌による分散操作の容易化の目的で本発明の分散剤にア
ニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、低分子カ
ルボン酸塩、スルホン酸塩、リン酸塩、水溶性カルボン
酸系ポリマー、スルホン酸系ポリマー、リン酸系ポリマ
ーおよびグルコース、ラクトース等の糖類、グリセリン
等のアルコール類等を併用することができる。この中で
も特に、低分子カルボン酸塩、水溶性カルボン酸系ポリ
マー、糖類、スルホン酸系ポリマーが好適であり、0.
1〜5%加えるのがよい。
拌による分散操作の容易化の目的で本発明の分散剤にア
ニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、低分子カ
ルボン酸塩、スルホン酸塩、リン酸塩、水溶性カルボン
酸系ポリマー、スルホン酸系ポリマー、リン酸系ポリマ
ーおよびグルコース、ラクトース等の糖類、グリセリン
等のアルコール類等を併用することができる。この中で
も特に、低分子カルボン酸塩、水溶性カルボン酸系ポリ
マー、糖類、スルホン酸系ポリマーが好適であり、0.
1〜5%加えるのがよい。
本発明の分散剤を用いれば平均粒径0.1〜5μの酸化
鉄粒子が分散安定化された水スラリーを調製することが
できる。この水スラリーは、静置安定性が良好で、貯蔵
庫や配管等における沈殿の生成によるトラブルの発生を
防ぐことができるとともにスラリーの投入流量を制御す
ることも可能となり、取扱いが極めて容易になるという
利点を有する。
鉄粒子が分散安定化された水スラリーを調製することが
できる。この水スラリーは、静置安定性が良好で、貯蔵
庫や配管等における沈殿の生成によるトラブルの発生を
防ぐことができるとともにスラリーの投入流量を制御す
ることも可能となり、取扱いが極めて容易になるという
利点を有する。
従って、本発明の分散剤を添加した酸化鉄−水スラリー
は重油や石炭等の燃焼助剤として幅広く利用できる。
は重油や石炭等の燃焼助剤として幅広く利用できる。
次に本発明を実施例により詳しく説明する。
実施例1
分散剤の製造
単量体成分としてメタクリル酸/アクリル酸エチル−3
3/67(モル比)、乳化剤としてLES−Na(ラウ
リルエーテル硫酸エステルNa塩、EO付加モル数F=
5)及び重合開始剤として過硫酸カリウムを用い、モノ
マーの連続滴下による乳化重合により分散剤を合成した
。
3/67(モル比)、乳化剤としてLES−Na(ラウ
リルエーテル硫酸エステルNa塩、EO付加モル数F=
5)及び重合開始剤として過硫酸カリウムを用い、モノ
マーの連続滴下による乳化重合により分散剤を合成した
。
即ち、還流冷却装置を付した反応釜にLESNa2gと
水250gを加え40℃に昇温後、過硫酸カリウムの1
.13%溶液50gおよびメタクリル酸3gとアクリル
酸エチル7gを反応釜に加えた。窒素気流下25 Or
pmで20分間撹拌して初期乳化を行った後、反応液を
70℃まで昇温し、メタクリル酸57.1 gとアクリ
ル酸エチル132.9gの混合液を2時間かけて連続滴
下しIこ。滴下終了1時間後に過硫酸カリウムの1.1
3%溶液10gを加え、さらに2時間熟成して未反応モ
ノマーを消費させた。次に反応液を冷却後83メツシユ
濾過網で濾過して分散剤(1%、25℃、220cp)
のエマルジョンを得た。
水250gを加え40℃に昇温後、過硫酸カリウムの1
.13%溶液50gおよびメタクリル酸3gとアクリル
酸エチル7gを反応釜に加えた。窒素気流下25 Or
pmで20分間撹拌して初期乳化を行った後、反応液を
70℃まで昇温し、メタクリル酸57.1 gとアクリ
ル酸エチル132.9gの混合液を2時間かけて連続滴
下しIこ。滴下終了1時間後に過硫酸カリウムの1.1
3%溶液10gを加え、さらに2時間熟成して未反応モ
ノマーを消費させた。次に反応液を冷却後83メツシユ
濾過網で濾過して分散剤(1%、25℃、220cp)
のエマルジョンを得た。
分散剤の粘度測定法
得られた共重合体を、その中に含まれる不飽和カルボン
酸に対し、1当量のNaOHで中和後、該共重合体1%
水溶液を調製し、25℃、(iQrpm、1分間の条件
下、B型粘度計にて測定した。
酸に対し、1当量のNaOHで中和後、該共重合体1%
水溶液を調製し、25℃、(iQrpm、1分間の条件
下、B型粘度計にて測定した。
燃焼助剤用酸化鉄スラリーの調製
上記の方法で製造した分散剤を水酸化ナトリウムで中和
後酸化鉄(平均粒径0.3μ)に対し1%0 の割合で添加し、酸化鉄の30%スラリーを調製した。
後酸化鉄(平均粒径0.3μ)に対し1%0 の割合で添加し、酸化鉄の30%スラリーを調製した。
即ち、分散剤エマルジョン1.13gに水102.3g
を加え、さらにIN水酸化ナトリウム溶液を1.57−
加えて撹拌して分散剤を溶解した。
を加え、さらにIN水酸化ナトリウム溶液を1.57−
加えて撹拌して分散剤を溶解した。
次に酸化鉄(■アイロックス エヌ’)−−’T−NK
α)45gを加え、さらに1時間撹拌し酸化鉄スラリー
を得た。
α)45gを加え、さらに1時間撹拌し酸化鉄スラリー
を得た。
スラリー粘度の測定
B型粘度計を用いて25℃、60rpmの1分値を測定
した。
した。
静置安定性の評価
スラリーを室温で静置保存し3日後の沈降率を測定した
。尚比較例としてカルボキシメチルセルロース、ポリア
クリルアミド、ポリアクリル酸を添加した系についても
同様に酸化鉄スラリーを調製して安定性を評価した。
。尚比較例としてカルボキシメチルセルロース、ポリア
クリルアミド、ポリアクリル酸を添加した系についても
同様に酸化鉄スラリーを調製して安定性を評価した。
沈降率測定法について
調製した酸化鉄スラ’J−100−を共栓つき100r
n1.メスシリンダーに入れ室温にて静置保存した。3
日後酸化鉄粒子の沈降により生じた上部分離層の高さを
測定し、系全体の高さに対する分離層の高さの割合いを
算出して沈降率とした。
n1.メスシリンダーに入れ室温にて静置保存した。3
日後酸化鉄粒子の沈降により生じた上部分離層の高さを
測定し、系全体の高さに対する分離層の高さの割合いを
算出して沈降率とした。
測定結果をまとめて表−1に示す。
1
2
実施例2
共重合体合成時のメタクリル酸とアクリル酸エチルの仕
込み比を、モル比にして10/90〜90/10と変化
させ、その各々を実施例1と同様の方法で合成し、共重
合比の異なる分散剤を得た。これらの分散剤を用い実施
例1と同様の方法で酸化鉄スラリーを調製し、分散性を
評価した。
込み比を、モル比にして10/90〜90/10と変化
させ、その各々を実施例1と同様の方法で合成し、共重
合比の異なる分散剤を得た。これらの分散剤を用い実施
例1と同様の方法で酸化鉄スラリーを調製し、分散性を
評価した。
結果を表−2に示す。
3
4
実施例3
共重合体合成時に反応系に連鎖移動剤として(a)トチ
′シルメルカプタン0.05%あるいは(b)イソプロ
ピルアルコール1.0%を加えて実施例1と同様の方法
で重合を行ない、分子量の異なる分散剤を得た。これら
の分散剤を用いて実施例1と同様の方法で酸化鉄スラリ
ーを調製し、分散性を評価した。結果を表−3に示す。
′シルメルカプタン0.05%あるいは(b)イソプロ
ピルアルコール1.0%を加えて実施例1と同様の方法
で重合を行ない、分子量の異なる分散剤を得た。これら
の分散剤を用いて実施例1と同様の方法で酸化鉄スラリ
ーを調製し、分散性を評価した。結果を表−3に示す。
6
実施例4
実施例1の方法で酸化鉄スラリーを調製する際に撹拌を
容易にする目的で本発明の分散剤と各種添加剤を併用し
た。分散剤と各種添加剤を混合溶解した水溶液に酸化鉄
を投入した時点の撹拌混合しやすさを目視判定し、併用
効果を評価した。結果を表−4に示す。尚、用いた分散
剤は実施例2で合成したメタクリル酸/アクリル酸エチ
ル40/60の共重合体であり、酸化鉄に対し1%添加
した。
容易にする目的で本発明の分散剤と各種添加剤を併用し
た。分散剤と各種添加剤を混合溶解した水溶液に酸化鉄
を投入した時点の撹拌混合しやすさを目視判定し、併用
効果を評価した。結果を表−4に示す。尚、用いた分散
剤は実施例2で合成したメタクリル酸/アクリル酸エチ
ル40/60の共重合体であり、酸化鉄に対し1%添加
した。
8
9
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 一般式〔 I 〕: ▲数式、化学式、表等があります▼・・・〔 I 〕 (式中、R^1は水素又は炭素数1〜3のアルキル基、
Mはカチオンを示す。) で表わされる不飽和カルボン酸又はその塩と、一般式〔
II〕: ▲数式、化学式、表等があります▼・・・〔II〕 (式中、R^2は水素又は炭素数1〜3のアルキル基、
R^3は炭素数1〜8のアルキル基、アルケニル基、ア
リール基又はアルキルアリール基を示す。) で表わされる不飽和カルボン酸エステルとの共重合体を
含有することを特徴とする、酸化鉄−水スラリー用分散
剤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1329939A JPH03188934A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 酸化鉄―水スラリー用分散剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1329939A JPH03188934A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 酸化鉄―水スラリー用分散剤 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03188934A true JPH03188934A (ja) | 1991-08-16 |
Family
ID=18226962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1329939A Pending JPH03188934A (ja) | 1989-12-20 | 1989-12-20 | 酸化鉄―水スラリー用分散剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03188934A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8845767B2 (en) | 2009-02-16 | 2014-09-30 | Innospec Limited | Methods of treating coal to improve combustion and reduce carbon content of fly ash |
-
1989
- 1989-12-20 JP JP1329939A patent/JPH03188934A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8845767B2 (en) | 2009-02-16 | 2014-09-30 | Innospec Limited | Methods of treating coal to improve combustion and reduce carbon content of fly ash |
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