JPH10314570A - 分散剤 - Google Patents

分散剤

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JPH10314570A
JPH10314570A JP9123924A JP12392497A JPH10314570A JP H10314570 A JPH10314570 A JP H10314570A JP 9123924 A JP9123924 A JP 9123924A JP 12392497 A JP12392497 A JP 12392497A JP H10314570 A JPH10314570 A JP H10314570A
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JP
Japan
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water
polymer
dispersing agent
sulfonic acid
acid group
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Pending
Application number
JP9123924A
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English (en)
Inventor
Koji Shintani
孝司 新谷
Akinori Hamada
昭典 浜田
Kazumi Furuta
和美 古田
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Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 極めて優れた分散性能を有し、かつ最終的
な使途において一旦乾燥した後には水に対して再分散性
が無く耐水性に優れるなどの特徴を有する分散剤を提供
することである。 【解決手段】ラジカル共重合反応により得られる水溶性
重合体であって、その重量平均分子量が1,000〜1
0,000であるスルホン酸基含有芳香族系重合体から
なる分散剤を製造し、用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カーボンブラッ
ク、顔料、染料、セメント、農薬などの水性分散体を製
造する際に好適に使用することが出来るスルホン酸基含
有芳香族系重合体分散剤に関するものである。
【0002】
【従来技術】従来、カーボンブラック、炭酸カルシウ
ム、クレー、酸化チタン、アルミナなどの顔料やセメン
ト、石炭、コークスなどを水に分散させて、微粒子化と
共に、流動性を付与することなどを目的として水性分散
剤が一般に広く利用されている。 これらの水性分散剤
としては、例えば、アクリル酸及びその共重合体、α−
オレフィンと無水マレイン酸の共重合体などのカルボン
酸系分散剤、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物
の塩、リグニンスルホン酸塩、メラミンスルホン酸のホ
ルマリン縮合物の塩、スチレン重合体のスルホン化物の
塩、スチレンと無水マレイン酸共重合体のスルホン化物
の塩などのスルホン酸系分散剤が知られている。
【0003】これらの分散剤は、産業上種々の材料の分
散剤として重要であるが、界面活性能、分散性能が未だ
十分とはいえず、とりわけ最終的な使途において、これ
らの分散剤が本来水溶性であるがために、耐水性が不足
しているなどの課題があるのが現状である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、極めて優れ
た分散性能を有し、かつ最終的な使途において一旦乾燥
した後には水に対して再分散性が無く耐水性に優れるな
どの特徴を有する分散剤を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明等は、このような
背景の下、鋭意検討し本発明を完成するに至った。即ち
本発明は、下記繰り返し単位1及び2を構成要素として
ラジカル共重合反応により得られる水溶性重合体であ
り、その重量平均分子量が1,000〜10,000で
あるスルホン酸基含有芳香族系重合体からなる分散剤で
ある。
【0006】
【化2】
【0007】以下、本発明を詳細に説明する。
【0008】本発明の水溶性のスルホン酸基含有芳香族
系重合体は、繰り返し単位1及び2の構成要素からなる
ものであって、該重合体を使用した水性分散体は、優れ
た分散性があり、その使途において一旦乾燥した後には
水に対して再分散性が無く、耐水性に優れるものであ
る。
【0009】本発明のスルホン酸基含有芳香族系重合体
を構成する繰り返し単位1の単量体としては、スチレ
ン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンなどを挙げる
ことができる。また、繰り返し単位2の単量体は、p−
スチレンスルホン酸の塩であり、例えば、ナトリウム、
カリウムなどのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、モノ
エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノー
ルアミンなどの塩を挙げることができる。
【0010】本発明の水溶性のスルホン酸基含有芳香族
系重合体は、その重合体の重量平均分子量は1,000
〜10,000であればよく、分散性と再分散性(耐水
性)をバランス良く得るには2,000〜8,000が
好ましい。重量平均分子量が1,000未満の場合は、
顕著な耐水性が得られにくく、10,000を越える場
合は、水性分散体の粘度が上がり顕著な分散効果が得ら
れず好ましくない。
【0011】本発明における繰り返し単位1及び繰り返
し単位2を構成要素としてラジカル共重合反応により得
られる水溶性重合体のスルホン酸基含有芳香族系重合体
は、一旦乾燥した後に水を添加しても極めて再分散しに
くく、耐水性等から、繰り返し単位1が25〜75モル
%及び繰り返し単位2が75〜25モル%であるものが
好ましい。
【0012】本発明の水溶性のスルホン酸基含有芳香族
系重合体は、その構成要素である繰り返し単位1及び繰
り返し単位2を与える夫々の単量体を用いて、所望の構
成比率において通常のラジカル重合方法で製造できる。
例えば、p−スチレンスルホン酸ナトリウムとスチレン
を、アルコール水溶液中で、通常のラジカル重合開始
剤、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の
過硫酸塩、あるいはキュメンハイドロペルオキシド、t
−ブチルハイドロペルオキシドのような有機過酸化物、
2,2−アゾビスアミジノプロパン塩酸塩、2,2−ア
ゾビスイソブチロニトリル等のアゾビス系開始剤等と共
に、各成分を一括あるいは部分的にまたは連続的に、撹
拌下の重合容器に導入して重合し、重合終了後アルコー
ルを蒸留回収する方法で得られる。また得られた重合体
は、p−スチレンスルホン酸を原料とする場合、重合終
了後、水酸化カリウム、アンモニア水、モノエタノール
アミン等と反応させ、それぞれの塩を得ることができ
る。
【0013】本発明の水溶性のスルホン酸基含有芳香族
系重合体からなる分散剤は、通常20重量%以上、好例
としては50重量%以上の顔料等の固形分を含有する水
性分散体を調製する場合、顔料等の固形分に対して0.
1重量%〜10重量%の添加で水性分散体の粘度低減効
果を発現するという特徴を有する。
【0014】本発明の分散剤は、セメント、石炭、コー
クスなどに、水溶液、固形状、粉末状などのいずれの形
態で添加しても良い。また水、分散剤、顔料などの配合
の順番は特に制限はない。さらに本発明の分散剤に酸化
防止剤や消泡剤、防黴剤、PH調整剤等を必要に応じて
添加しても良い。本発明の水性分散体の製造には、ボー
ルミルやホモジナイザー、羽根付き撹拌機などの混合機
を使用するが、これらの使用に特に制限はない。また、
顔料等の微粒子が、液体中へ分散すると、粒子がお互い
に触れ合わず滑って動けるようになり、粘度抵抗が減り
粘度が減少するので、水性分散体の製造時における分散
性は、粘度に変えて測定した。
【0015】
【発明の効果】本発明の水溶性のスルホン酸基含有芳香
族系重合体からなる分散剤を使用することにより、高濃
度かつ低粘度の顔料等の水性分散体を好適に製造でき
る。
【0016】さらに特徴的に、本発明の水溶性のスルホ
ン酸基含有芳香族系重合体からなる分散剤を使用すれ
ば、その使途において水性分散体が乾燥した後に、これ
に水を加えても極めて再分散し難い性質を保有してい
る。
【0017】次に、実施例をあげて本発明をさらに詳細
に説明する。
【0018】
【実施例】
参考例1(スルホン酸基含有芳香族系重合体の製造) 撹拌機、冷却器、温度計を付けた1lセパラブルフラス
コを窒素ガスで置換した後、エタノール72g,脱イオ
ン水48gを仕込み、撹拌しつつセパラブルフラスコに
設置した恒温水槽により加熱して70℃に昇温した。
【0019】スチレン11.4gをエタノール414g
に溶解した溶液と、p−スチレンスルホン酸ナトリウム
22.7gを脱イオン水235gに溶解した溶液及び過
硫酸アンモニウム1.7gを脱イオン水60gに溶解し
た重合開始剤水溶液とを夫々8時間で重合容器に添加
し、さらに22時間、70℃で重合を行った。
【0020】反応終了後、エバポレーターにより反応液
からエタノールを回収し、さらに濃縮して30重量%濃
度のスルホン酸基含有芳香族系重合体水溶液を調製し
た。
【0021】スチレンの反応率は、ガスクロマトグラフ
ィで測定し、スチレンの反応率は97.2%であった。
また、p−スチレンスルホン酸ナトリウムの反応率は、
エタノールを回収した後、二重結合への臭素付加による
定法の容量分析法により測定し、反応率は、98.7%
であった。
【0022】尚、ここで得られたスルホン酸基含有芳香
族系重合体の重量平均分子量は、5,300であった。
【0023】実施例に記載するスルホン酸基含有芳香族
系重合体は、夫々対応する単量体を所望の比率でかつ参
考例1の単量体濃度で実施した以外は、同様に重合して
夫々の重合体を調製した。
【0024】参考例2(比較例に使用するスルホン酸基
含有芳香族系重合体の製造) 参考例1に記載した重合設備を用いて重合した。1lセ
パラブルフラスコを窒素ガスで置換した後、脱イオン水
70gを仕込み、90℃に昇温した。
【0025】p−スチレンスルホン酸ナトリウム150
gを脱イオン水690gに溶解した溶液及び過硫酸アン
モニウム15gを脱イオン水90gに溶解した重合開始
剤水溶液とを夫々4時間で重合容器に添加し、さらに5
時間、90℃で重合した。
【0026】p−スチレンスルホン酸ナトリウムの反応
率は、二重結合への臭素付加による定法の容量分析法に
より測定し、反応率は、ほぼ100%であった。
【0027】尚、ここで得られたスルホン酸基含有芳香
族系重合体の重量平均分子量は、6,700であった。
【0028】比較例に記載のメタクリル酸とp−スチレ
ンスルホン酸ナトリウムの共重合体は、本例のp−スチ
レンスルホン酸ナトリウム水溶液の調製に所望の比率で
メタクリル酸を共溶解して同様に重合を行って調製し
た。
【0029】実施例、比較例に記載のスルホン酸基含有
芳香族系重合体の重量平均分子量及び繰り返し単位1と
2の比率の測定は次のようにして行った。
【0030】<重量平均分子量の測定方法>標準物質と
して標準ポリスチレンスルホン酸ナトリウムを用い、分
離カラムとして東ソー(株)製TSK−α6000とT
SK−α3000(7.5mmID×30cm)各1本
を使用し、紫外線検出器(波長235nm)を用いてG
PC法により求めた。
【0031】<繰り返し単位1と繰り返し単位2の比率
の測定方法>夫々の単量体の反応率が、95%以上であ
れば繰り返し単位1、2の比率は、ほぼ重合に使用した
単量体の比率に相似していると考えられるが、元素分析
により重合体の炭素原子と硫黄原子の比率を測定するこ
とにより確認した。
【0032】尚、重合体水溶液に硫酸塩を含む場合に
は、イオンクロマトグラフィーでその量を定量し、硫黄
原子量より差引いて計算した。
【0033】<水性分散体の分散性試験方法>水性分散
体の分散性は、混練した後の水性分散体を、500cc
のビーカーに移しとり、25℃にて調整後、B型粘度計
を使用して測定した。
【0034】<水性分散体の再分散性試験方法>水性分
散体を直径3cmの円筒状ガラス容器に、容器の底辺が
満遍なく一様に塗れる量の水性分散体をとり、室温で2
4時間乾燥した後、容器の壁を伝わせて静かに水を加え
て、顔料乾燥物の分散状態を観察した。
【0035】 評価基準は、水を加えた直後に自然放置で直ちに再分散するもの :× 水を加えた直後に自然放置で小片が浮遊するもの :△ 水を加えた後、自然放置で全く再分散しないもの :○ として評価した。
【0036】次に本発明の実施例中(A〜D)、比較例
中(イ〜ハ)で使用する分散剤の共重合体組成と重量平
均分子量を表1にまとめて示す。
【0037】
【表1】
【0038】実施例1(酸化チタン水性分散体の分散試
験) 酸化チタン粉末は石原産業(株)製のR−550を用い
た。内容積950mlの広口瓶に酸化チタン450g、
水445gを秤量し、50重量%水溶液とした表1の分
散剤A〜Dを所定量まで添加して添加の都度、ペースト
を混練りした後、超音波洗浄器を用いてペーストを処理
し、夫々分散体の粘度をB型粘度計を使用して25℃で
測定した。再分散性は、0.6重量%添加分散体で測定
した。測定結果を表2に示す。
【0039】
【表2】
【0040】比較例1 分散剤を表1のイ〜ハを用いた以外は全て実施例1と同
様に処理した水性分散体の粘度及び再分散性を測定し
た。測定結果を表2に示す。
【0041】実施例2(ハードクレー水性分散体の分散
試験) ハードクレー粉末は、米国 Southeastern社製のクラウ
ンクレーを用いた。内容積950mlの広口瓶にクラウ
ンクレー450g、水445gを秤量し、50重量%水
溶液とした表1の分散剤A〜Dを所定量まで添加して添
加の都度、ペーストを混練りした後、超音波洗浄器を用
いてペーストを処理し、夫々分散体の粘度をB型粘度計
を使用して25℃で測定した。
【0042】再分散性は、1.2重量%添加分散体で測
定した。測定結果を表3に示す。
【0043】
【表3】
【0044】比較例2 分散剤を表1のイ〜ハを用いた以外は全て実施例2と同
様に処理した水性分散体の粘度及び再分散性を測定し
た。測定結果を表3に示す。
【0045】実施例3(カーボンブラックの分散試験) カーボンブラックは、三菱化学(株)製の#40を用い
た。内容積950mlの広口瓶にカーボンブラック17
0g、水605g及びエチレングリコール50gを秤量
し、21重量%水溶液とした表1の分散剤A〜Dを所定
量まで添加して添加の都度、ペーストを混練りした後、
超音波洗浄器を用いてペーストを処理し、夫々分散体の
粘度をB型粘度計を使用して25℃で測定した。
【0046】再分散性は、7重量%添加分散体で測定し
た。測定結果を表4に示す。
【0047】
【表4】
【0048】比較例3 分散剤を表1のイ〜ハを用いた以外は全て実施例3と同
様に処理した水性分散体の粘度及び再分散性を測定し
た。測定結果を表4に示す。
【0049】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記繰り返し単位1及び2を構成要素とし
    てラジカル共重合反応により得られる水溶性重合体であ
    り、その重量平均分子量が1,000〜10,000で
    あるスルホン酸基含有芳香族系重合体からなる分散剤。 【化1】 (式中、Mは、水素、アルカリ金属、NH4、エタノー
    ルアミン類を表し、R1及びR2は、水素原子、ハロゲン
    原子または置換されていても良いメチル基を表す。)
  2. 【請求項2】ラジカル共重合反応により得られる水溶性
    重合体において、上記繰り返し単位1が25〜75モル
    %、繰り返し単位2が75〜25モル%であるスルホン
    酸基含有芳香族系重合体からなる請求項1記載の分散
    剤。
JP9123924A 1997-05-14 1997-05-14 分散剤 Pending JPH10314570A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011074185A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Daicen Membrane Systems Ltd スチレン系ポリマー

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011074185A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Daicen Membrane Systems Ltd スチレン系ポリマー

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