JPS63264129A - フアインセラミツクス用分散剤 - Google Patents

フアインセラミツクス用分散剤

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JPS63264129A
JPS63264129A JP62100410A JP10041087A JPS63264129A JP S63264129 A JPS63264129 A JP S63264129A JP 62100410 A JP62100410 A JP 62100410A JP 10041087 A JP10041087 A JP 10041087A JP S63264129 A JPS63264129 A JP S63264129A
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JP
Japan
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maleic anhydride
dispersant
olefin
fine ceramics
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Toshimitsu Kawame
敏充 河目
Atsushi Oishi
大石 厚志
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  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はすぐれた性能を有するファインセラミックス用
分散剤に関する。
(従来の技術) 天然のケイ酸塩を主成分とする陶磁器、ガラス、セメン
ト、耐火物などのセラミックスは古くから知られており
、大量生産されているが、セラミックスが本来有するす
ぐれた耐熱性、機械的強度、電磁気特性、耐食性、寸法
精度などを精密に制御することは不可能であった。とこ
ろが、近年、添加物の調整により純度制御可能な高純度
の各種金属元素の酸化物、炭化物、窒化物などの粉末を
化学的に調整し、これを高圧焼結などの新処理技術を用
いて処理することにより工作精度が高く各種の特性にす
ぐれたセラミックスが得られるようになり、注目でれて
いる。このセラミックスはニューセラミックス又はファ
インセラミックスと呼ばれており、集積回路基盤、サー
ミスター、ガスセンサー、切削工具1人工骨、人工歯、
耐熱構造材などへの応用例が知られている。ファインセ
ラミックスの原料粉末は成形物の均質性や強度を向上さ
せるために粒径を小さくしており、このために水でスラ
リー化して使用する場合に均一な分散状態を得ることが
困難である。スラリー化に際し分散剤を少量添加するこ
とにより、低粘度で流動性のすぐれた分散液を調製する
ことが試みられており、この目的の念めにポリアクリル
酸のNH4塩、カル〆キシメチルセルロースのNH4塩
、スチレン−無水マレイン酸共重合体のNH4塩等が従
来用いられているが、近年ファインセラミックス粉体が
益々高純度化、微粒化する傾向があるために必ずしも充
分な分散性能が得られるとは限らず、成形工程の作業性
が悪化しtす、得られた成形物の物性が不充分になるこ
とが多い。
(発明が解決しようとする問題点) しかして本発明の目的は、7アインセラミツクス粉体の
高濃度でかつ安定性のよい水分散液を得るために、ファ
インセラミックス粉体の水スラリー化に際して添加する
有用な分散剤を提供することにある。
(問題点を解決するための手段〕 本発明によれば、上記目的は、α−オレフィンに基づく
構造単位(1)と無水マレイン酸に基づく構造単位(I
I)を主体とし、かつ主鎖中に一般式(式中8は炭素数
8〜30の炭化水素基を示し。
nは0またはlの整数を示す) で表わされる構造単位(ffl)を前記無水マレイン酸
に基づく構造単位(II)に対するモル比で0.005
〜0.2の割合で含有する重合体のアルカリ金属塩、ア
ルカリ土類金属塩またはアンモニウム塩ヲ有効成分とし
て含有するファインセラミックス用分散剤によって達成
される。
前記構造単位(Iff)を表わす一般式中、Rは炭素数
8〜30の炭化水素基を表わし、その例としてはn−オ
クチル、ローノニル、n−ドデシル%n−ヘキサデシル
、n−オクタデシル、n−エイコシル、n−トコシル等
の直鎖状アルキル基、および2−エチルヘキシル、t−
ドデシル等の分岐状アルキル基が挙げられる。なかでも
炭素数lθ〜27、特に12〜25の直鎖状アルキル基
が望ましい。
本発明のファインセラミックス用分散剤を構成する前記
重合体のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩ま念はア
ンモニウム塩(以、下、これらを重合体の塩基性塩と記
すこともある)は通常親水性を有しており、このものは
一般式(IV)CH0 (式中Rは炭素数8〜30の炭化水素基を示し、nは0
まtはlの整数を示す) で表わされる単量体の共存下にα−オレフィンと無水マ
レイン酸とを有機溶媒中で重合することに遁 よって該単量体に基づく構点単位を主鎖中に少量含むα
−オレフィン−無水マレイン酸共重合体をfilial
!L、次いで仁の共重合体を塩基性化合物と反応場せる
ことによりて得ることができる。この重合体の塩基性塩
は水溶性の線状重合体であるとさらに好ましい。
上記重合反応に用りられるα−オレフィンは。
α位に炭素−炭素不飽和二重結合を有する炭素数2〜1
2、好ましくは2〜8の直鎖状または分岐状のオレフィ
ンであり、例えばエチレン、プロピレン、ブテン−1,
ラテン−2,イソブチレン、イソプレン、ペンテン−1
、(ンテンー2,2−メチルー1−ブテン%2−メチル
−2−ブテン、へΦセン−1,2−メチルー1−インテ
ン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペン
テン、2−エチル−1−ブテン、1.3−ヘンタノエン
、1.4−ヘキサゾエン、2.3−ツメチルー2−プテ
ン、ソイソプチリン等を例示することができる。これら
のα−オレフィンは単独で、あるいは2種以上組合せて
用いることができる。これらのなかでも炭素数4のオレ
フィンおよびその混合物(例えば、リターンB−B )
が好ましく、とりわけインブチレンが好ましい。重合反
応が阻害されない範囲内で無水マレイン酸の他にマレイ
ン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、マレイン酸ジ
アルキルエステル、クロルマレイン酸、シトラコン酸等
の無水マレイン酸誘導体を併用してもよい。
前記一般式(F/)で弐わされる化合物の例としては、
メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸n−ドデシル
、メタクリル酸t−ドデシル、メタクリル酸n−ヘキサ
デシル、メタクリル酸n−トコシル、アクリル酸2−エ
チルヘキシル等が挙げられる。
α−オレフィンと無水マレイン酸との共重合に際しては
1通常のラノカル重合触媒を用いることが好ましく、重
合触媒の例として、アゾビスイソブチロニトリル、アゾ
ビス−1−シクロヘキサン−1−カルボニトリル等のア
ゾビス化合物、クメンハイドロ(ルオキシド、ジクミル
ベル−オキシド、t−ブチルハイドロペルオキシド、ベ
ンゾイルペルオキシド、ローロイル(ルオキシド等の過
酸化物が挙げられる。
重合の際に用いられる有tlj1!!媒の例としては。
アセトン、メチルエチルケトン等のケトン、酢酸メチル
、酢酸エチル、プロピオン酸メチル等のエステル、テト
ロヒドロフラン、ジオ中サン等のエーテル、ベンゼン、
キシレン、トルエン、エチルベンゼン、n−ブチルベン
ゼン、t−ブチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、p
−シメン等のアルキルベンゼンが挙げられる。なかでも
炭素数8〜10のアルキルベンゼン、%にエチルベンゼ
ン、イソプロピルベンゼン、p−シメンを使用すると、
高い収率で共重合体が得られること、該共重合体の分子
量が後述するように好ましい範囲となること、等の利点
が得られる。
重合反応にあたり、重合溶媒、反応単量体および重合触
媒の添加は、重合初期に一括して行なっても、あるいは
重合反応進行中疋逐次行なってもよい。
重合温度は、通常0〜160℃の範囲内でよいが、例え
ば前述したように重合溶媒として炭素数8〜10のアル
キルベンゼンを使用する場合には、60〜150℃、好
ましくは80〜130℃の範囲内に設定するのが望まし
い。重合時間は、適宜選ぶことができる。
なお、上記共重合体の重合度の調節には、メルカプタン
等の連鎖移動剤を用いてもよい。
前記塩基性化合物としては、(ハ)リチウム、ナトリウ
ム、カリウム等のアルカリ金属の水酸化物。
炭酸塩もしくは有機酸塩、(ロ)カルシウム、マグネシ
ウム、アルミニウム等のアルカリ土類金属の水酸化物、
炭酸塩もしくは有機酸塩、(ハ)アンモニア、に)メチ
ルアミン、エチルアミン、エタノールアミン等の低級ア
ミンが用いられる。特に好ましく用いることができる塩
基性化合物を例示するならば。
水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、
水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、炭酸ナトリウ
ム、炭酸カルシウム、酢酸カリウム、酢酸ナトリウムお
よびアンモニアである。
α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体と塩基性化合
物との反応は、通常、溶媒中、好ましくは水中で常圧、
常温または加熱下に行なわれる。
塩基性化合物の使用量はその種類および反応条件によっ
てかわるが、通常、前記共重合体中に存在する無水マレ
イン酸残基の酸無水物基に対して0.6〜2倍モル量、
またはこれより余剰量である。
これにより、前記α−オレフィン−無水マレイン酸共重
合体中の酸無水物基がカルボキシル基になり、そのカル
ボキシル基全量lに対して0.3〜1.0の割合(以下
、単に中和度と記す)のカルボキシル基が塩となりた水
溶性の共重合体塩が得られる。中和度が小さ過ぎると、
ファインセラミックス用分散剤としての分散効果が充分
に発現しない。
本発明の分散剤が適用されるファインセラミックス原料
の種類について特に制限はなく、従来より知られている
アルミニウム、ケイ素、ジルコニウム、チタン、亜鉛な
どの元素の酸化物のほか。
ケイ素の炭化物や窒化物などを用いることができ、At
20. 、 BaT105. CaTi0g 、 81
02、Z r O2、T 102 、ZnO。
SiC,81,N4  などが例示される1本発明の分
散剤の添加量は、ファインセラミックス粉体の種類や粒
度などにより異なるが、スラリー中のファインセラミッ
クスに対し0.01〜5重量−1好ましくは0.05〜
2.0重tqbである1本発明の分散剤により優れた分
散効果が奏されるのは、α−オレフィン−無水マレイン
酸共重合体の塩基性塩がファインセラミックス粉体表面
に対して親和性を示す基と水に対して親和性を示す基と
を有しており、それらが分散能の点からみ九とき都合よ
く配置されている念めにファインセラミックスに対しす
ぐれた界面活性を発現するためであると推定される。
以下実施例によって本発明を具体的に説明中るが1本発
明はそれらによりて何ら限定されるものではない。
実施例1 攪拌器のついたllのオートクレーブにエチルベンゼン
(重合溶媒)326.0.9を入れ、窒素置換した後、
インブチレン30.9.9を入れ、オートクレーブ内温
(重合温度)105℃に保ち、メチルイソプロピルケト
ン15ONに無水マレイン酸46.511(インブチレ
ン/無水マレイン酸のモル比1.1)、メタクリル酸n
−トコシル10.1.9およびアゾビスイソブチロニト
リル(重合触媒)2.05M1(無水マレイン酸1モル
に対して0.025モルに相当する量)を溶解して得ら
れた逐次仕込溶液を4時間かけて逐次仕込みながら重合
し念。
その後さらに1時間かけて重合を追込んだ後沈澱した重
合体を取出し、濾過乾燥し1重合体粉末を調製し念0重
合率は98.5 %であった。該粉末は、重量平均分子
量が9.800で、メタクリル酸n−トコシルにもとづ
く単位を1分子当り平均3.3含有するイソブチレン−
無水マレイン酸共重合体で60友。
前記粉末10重量部を、アンモニア濃度26.5重量饅
のアンモニア水5.09重量部および水120重量部か
らなる水溶液に添加し、前記共重合体のアンモニウム塩
の水m液を調製した。このアンモニウム塩の中和度は0
.7で6り、その水溶液濃度は9.65重量%であった
。上記共重合体のアンモニウム塩を分散剤として添加し
た水溶液50部処対してアルミナ(昭和軽金属AL−1
608G−4)とチタン酸カルシクム(打出製作所)の
粉末100部をそれぞれ別々に加え、家庭用ミキサーに
て9000回転/分でlO分間混合してファインセラミ
ックス粉体の水スラリーを調製した。このスラリーの粘
度を30℃にてBm粘度計を用いて3 Q rpmで測
定し九。結果を第1表および第2表に示す。
実施例2 実施例1で、tIl製した共重合体粉末を10重量部と
水酸化ナトリウム3.64重量部を蒸留水120重量部
に添加し、実施例1と同様に中和度が0.7で水浴液濃
度t0.4ONt%の本発明の石炭−水スラリー用分散
剤を調製した。
次いで、上記分散剤を用いること以外は実施例1と同様
の方法によりファインセラミックス粉体の水スラリーを
調製した。該スラリーの流動性および安定性を調べ、そ
の結果を第2表に示す。実施例1と同様に流動性の良い
スラリーが得られた。
実施例3〜4 重合温度を第1表に示し九温度とし、かつ逐次仕込溶液
を第1表に示した溶液とし、それを用いること以外は実
施例1と同様の方法により、メタクリル酸エステルを第
三成分とするイソブチレンと無水→レイン酸との共重合
を行ない粉末を調製した。該粉末は!2表に示し比重量
平均分子tを有し、かつ第2表に示したメタクリル酸エ
ステルを第三成分とする共重合体であった。該共重合体
を第2表に示した量のアンモニアと各々反応させ前記共
重合体の水溶液を調製した。
次いで、得られた共重合体水溶液を用い、実施例1と同
様の方法によりファインセラミックス粉末の水スラリー
t−y4製し比。調製し九石炭−水スラリーの流動性を
調べた。その結果を第2表に示す。
比較例1 メタクーリル酸エステルを用いないこと、重合温度を1
05℃とすること、および重合触媒の使用量を2.05
,9とすること以外は実施例3〜4と同様にしてインブ
チレン−無水マレイン酸交互共重合体を製造した。
この共重合体を第1表に示した溶解条件で溶解し次後冥
施例1と同様の方法によ)ファインセラミックス粉体の
水スラリーを調製した。該スラリーの流動性を調べた。
その結果を第2表に示すが実施例1に比べてスラリー〇
粘度が高く流動性に乏しい。
比較例2〜3 分散剤として、市販の分散剤2′m、すなわちアロンA
−30SL (ポリアクリル酸のNH4塩、東亜合成化
学)とセラモCD−14(スチレン−無水マレイン酸共
重合体のブチルエステルのNH4塩)をそれぞれ用い、
実施例1と同様の方法によりファインセラミックス粉体
の水スラリーを調製した。l*スラリー〇粘度測定の結
果を表2に示す、実施例1゜2に示す本発明のα−オレ
フィン−無水マレイン酸共重合の場合に比べて粘度が高
く、スラリーは流動性に乏しかった。
以下余白 (発明の効果) 本発明のファインセラミックス用分散剤は、高濃度で粘
性が低く流動性に優れたファインセラミックス粉体の水
スラリーを与える。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)α−オレフィンに基づく構造単位〔 I 〕と無水
    マレイン酸に基づく構造単位〔II〕を主体とし、かつ主
    鎖中に一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中Rは炭素数8〜30の炭化水素基を示し、nは0
    または1の整数を示す) で表わされる構造単位〔III〕を前記無水マレイン酸に
    基づく構造単位〔II〕に対するモル比で0.005〜0
    .2の割合で含有する重合体のアルカリ金属塩、アルカ
    リ土類金属塩またはアンモニウム塩を有効成分として含
    有することを特徴とするファインセラミックス用分散剤
  2. (2)α−オレフィン−無水マレイン酸共重合体の重量
    平均分子量が1,000〜20,000である特許請求
    の範囲第1項記載のファインセラミックス用分散剤。
  3. (3)α−オレフィンがイソブチレンである特許請求の
    範囲第1項、第2項のいずれかに記載のファインセラミ
    ックス用分散剤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001199722A (ja) * 2000-01-17 2001-07-24 Okutama Kogyo Co Ltd 炭酸カルシウム水性スラリーの製造方法及び炭酸カルシウム水性スラリー
JP2009266976A (ja) * 2008-04-24 2009-11-12 Koa Corp 酸化亜鉛積層チップバリスタの製造方法
CN119119770A (zh) * 2024-09-05 2024-12-13 重庆市化工研究院有限公司 一种还原染料分散剂及其应用和液体预还原还原染料的制备方法

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