JP4152697B2

JP4152697B2 - 分散剤

Info

Publication number: JP4152697B2
Application number: JP2002250350A
Authority: JP
Inventors: 洋一石橋
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2022-08-29
Also published as: JP2004082077A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂又は油中での無機粉末の分散性を向上させるのに有用な分散剤及びそれを含有する樹脂組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
顔料や充填剤等の無機粉末を樹脂や油中に分散させた組成物が種々の分野に使用されている。
【０００３】
しかし、このような組成物は、無機粉末が樹脂や油中で凝集する傾向にあり、着色性の低下、色むら、耐衝撃性等の物性を劣化させ、製品価値を著しく損ねている。
【０００４】
このような問題点を解決するため、特許文献１には、トリメチロールプロパンのアルキレンオキシド付加物又はそのスルホン化物、及びグリセリンのアルキレンオキシド付加物又はそのスルホン化物から選ばれる少なくとも１種の化合物からなる分散剤が開示されている。しかしながら、近年無機粉末の一次平均粒径が微細になってきており、それに伴い無機粉末の分散が不十分となり、特に一次平均粒径が０．５μｍ以下になると、樹脂への高分散化が困難になっている。
【０００５】
【特許文献１】
特公昭５２−２９３３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、一次平均粒径が微細な無機粉末でも分散性が良好であり、樹脂や油中での高分散化を達成することができる分散剤を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（ａ）多価アルコールのポリアルキレンオキシド付加物８０〜９９重量％、（ｂ）１価アルコールのポリアルキレンオキシド付加物０．５〜１０重量％、及び（ｃ）ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル０．５〜１０重量％を含有する分散剤、特に無機粉末用分散剤、並びにこの分散剤を含有する樹脂組成物を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
［（ａ）成分］
本発明の（ａ）成分である多価アルコールのポリアルキレンオキシド付加物としては、２〜６価アルコールのポリアルキレンオキシド付加物が好ましい。
【０００９】
本発明の（ａ）成分を構成する多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール等の２価アルコール類、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、１，２，６−ヘキサントリオール等の３価アルコール類、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、エリスリトール、キシリトール、ソルビタン等の４〜６価のアルコール類等が挙げられる。このうち疎水性−親水性のバランスが良好で、また無機粉末に吸着後、立体的反発力効果が大きく、無機粉末の高分散化が図れる観点から、３価アルコール類が好ましく、グリセリンが更に好ましい。
【００１０】
多価アルコールに付加するアルキレンオキシド（以下ＡＯという）としては、エチレンオキシド（以下ＥＯという）及びプロピレンオキシド（以下ＰＯという）から選ばれる少なくとも１種が好ましく、ＥＯとＰＯの混合付加が更に好ましい。混合付加の場合の付加形態はブロック付加でもランダム付加でもよく、樹脂との相溶性を向上させる観点から、ブロック付加がより好ましい。ＥＯとＰＯの付加順序は多価アルコールにＥＯを付加した後、ＰＯを付加する形態（以下、多価アルコール（ＥＯ）（ＰＯ）と略記する）でも、多価アルコールにＰＯを付加した後、ＥＯを付加する形態（以下、多価アルコール（ＰＯ）（ＥＯ）と略記する）でも構わないが、無機粉末への吸着性を向上させる観点から、多価アルコール（ＰＯ）（ＥＯ）の方が好ましい。多価アルコールに付加するＡＯの総付加モル数は、樹脂との相溶化を向上させる観点から、４５〜１３０モルが好ましく、５５〜１２０モルがより好ましく、６５〜１１０モルが特に好ましい。ＰＯとＥＯの付加モル比は、ＰＯ／ＥＯ＝５０／５０〜９５／５が好ましく、ＰＯ／ＥＯ＝６５／３５〜９０／１０がより好ましい。
【００１１】
［（ｂ）成分］
本発明の（ｂ）成分である１価アルコールのポリアルキレンオキシド付加物を構成する１価アルコールとしては、炭素数１０〜２４の１価アルコール、炭素数１〜１０のアルキル基を有する単環フェノール類、炭素数１〜１０のアルキル基を有する多環フェノール類、炭素数１〜１０のアルキル基を有する縮合多環芳香族アルコール類、スチレン化フェノール等が挙げられる。これらの中では、樹脂との相溶性を向上させる観点から、炭素数１０〜２４の１価アルコールが好ましく、さらに炭素数１２〜１８の１価アルコールが好ましい。
【００１２】
１価アルコールに付加するＡＯとしては、ＥＯ及びＰＯから選ばれる少なくとも１種が好ましく、ＥＯ単独付加、あるいはＥＯとＰＯの混合付加が更に好ましい。混合付加の場合の付加形態はブロック付加でもランダム付加でもよく、樹脂との相溶性を向上させる観点から、ブロック付加がより好ましい。ＥＯとＰＯの付加順序は１価アルコールにＥＯを付加した後、ＰＯを付加する形態（以下、１価アルコール（ＥＯ）（ＰＯ）と略記する）でも、１価アルコールにＰＯを付加した後、ＥＯを付加する形態（以下、１価アルコール（ＰＯ）（ＥＯ）と略記する）でも構わない。１価アルコールに付加するＡＯの総付加モル数は、（ａ）成分との相溶性向上の観点から、５〜５０モルが好ましく、１０〜４０モルがより好ましく、１５〜３０モルが特に好ましい。ＰＯとＥＯの付加モル比は、無機粉末への吸着性を向上させる観点から、ＰＯ／ＥＯ＝０／１００〜４５／５５が好ましく、ＰＯ／ＥＯ＝２／９８〜４０／６０がより好ましく、ＰＯ／ＥＯ＝５／９５〜３０／７０が特に好ましい。
【００１３】
［（ｃ）成分］
本発明の（ｃ）成分であるポリオキシアルキレン脂肪酸エステルを構成する脂肪酸エステルとしては、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビトール脂肪酸エステル、グリコール脂肪酸エステル等が挙げられ、（ａ）成分との相溶性向上の観点から、ソルビタン脂肪酸エステルが好ましい。また、脂肪酸は、炭素数１２〜２４、特に炭素数１２〜１８の脂肪酸が好ましい。エステルはモノ体、ジ体、トリ体、もしくはこれらの混合体でも構わないが、モノ体が好ましい。
【００１４】
脂肪酸エステルに付加するＡＯとしては、ＥＯ及びＰＯから選ばれる少なくとも１種が好ましく、ＥＯが更に好ましい。ＡＯの付加モル数は５〜３０が好ましい。
【００１５】
［分散剤］
本発明の分散剤中の（ａ）成分の含有量は、８０〜９９重量％であり、９０〜９７質量％が好ましい。（ｂ）成分の含有量は、０．５〜１０重量％であり、１．５〜５重量％が好ましい。（ｃ）成分の含有量は、０．５〜１０重量％であり、１．５〜５重量％が好ましい。
【００１６】
本発明の分散剤には、本発明の効果を損なわない範囲で、他の分散剤、例えば脂肪酸、アミン、脂肪酸エステル、高級アルコール、脂肪酸アミド、脂肪酸のアルキレンオキシド付加物、アミンのアルキレンオキシド付加物等を併用してもよい。
【００１７】
本発明の分散剤は、樹脂又は油中での無機粉末の分散性を向上させるのに特に有用である。無機粉末としては、顔料、充填剤、研磨剤等が挙げられ、具体的には、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム等の炭酸塩、カオリン、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、クレー、タルク、マイカ、セリサイト、ベントナイト等のケイ酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の硫酸塩、シリカ、アルミナ、マグネシア、三酸化アンチモン、酸化チタン（チタン白）、ホワイトカーボン、ケイソウ土、酸化鉄等の金属酸化物、水酸化アルミニウム、水酸化鉄等の金属水酸化物、その他、ベンガラ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、ジルコニア、チタン酸バリウム、カーボンブラック、グラファイト、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等が挙げられ、炭酸カルシウム、チタン白、ベンガラ、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等の顔料が好ましい。
【００１８】
なお、これらの無機粉末の平均粒径は１μｍ以下が好ましく、０．５μｍ以下がさらに好ましい。
【００１９】
［樹脂組成物］
本発明の樹脂組成物を構成する樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂等のスチレン系樹脂、ポリカーボネート等のカーボネート系樹脂、ポリアミド等のアミド系樹脂が挙げられる。
【００２０】
本発明の樹脂組成物中の分散剤の含有量は、樹脂１００重量部に対し、０．０２５〜１００重量部が好ましく、０．０５〜５０重量部が更に好ましい。
【００２１】
本発明の樹脂組成物中に配合される無機粉末の配合量は、樹脂１００重量部に対し、０．０１〜３００重量部が好ましく、０．３〜２００重量部が更に好ましい。また、分散剤は、樹脂組成物中の無機粉末の配合量が多いほど多く配合することが好ましく、無機粉末１００重量部に対し、分散剤を０．０５〜１０重量部、更に０．１〜５重量部、特に０．５〜５重量部配合することが好ましい。
【００２２】
本発明の樹脂組成物を製造する方法は特に限定されず、本発明の分散剤と、無機粉末をそのまま、樹脂と加熱下で混合することが好ましい。混合手段としては、ヘンシェルミキサー、熱三本ロール、その他の公知の加熱可能な混合機を使用することができる。また、射出成形機、押出成形機等の成形機を使用することもできる。
【００２３】
【実施例】
実施例１〜８及び比較例１〜６
ポリエチレン（ジェイレックスＬＤ−ＪＨ７０７Ｎ、ＪＰＯ製）１００重量部に対し、無機粉末として一次平均粒径０．１５μｍの軽質炭酸カルシウム（白石工業（株）ブリリアント１５）５重量部、分散剤として表１に示す本発明品及び比較品をそれぞれ１重量％（対無機粉末）配合し、ヘンシェルミキサーで均一に混合して、樹脂組成物を調製した。次に得られた組成物を射出成形機にて１８０℃で１ｍｍ厚の板に成形し、成形物を得た。得られた成形物について、下記方法で分散性を評価した。結果を表１に示す。
【００２４】
＜分散性評価法＞
成形物を１００気圧、１７０℃で２分間プレスし、薄膜にした後、マイクロスコープ（キーエンス社製）で、マイクロスコープ視野（倍率１００倍）内の無機粉末粒子の分散状態及び平均粒径を観察して、下記基準で評価した。
◎：無機粉末が均一に分散し、平均粒径は１μｍ以下
○：無機粉末が均一に分散し、平均粒径は１μｍより大きく２μｍ以下
△：無機粉末が一部凝集し、平均粒径は２μｍより大きく５μｍ以下
×：無機粉末の凝集が激しく、平均粒径は５μｍより大きい
【００２５】
【表１】

【００２６】
尚、表中、（ＰＯ）、（ＥＯ）の後の数値は付加モル数を示し、（ＰＯ）（ＥＯ）の付加形態はブロックである。つまり、グリセリン（ＰＯ）_m（ＥＯ）_nはグリセリンに対し、始めにＰＯがｍモル付加し、次にＥＯがｎモル付加した化合物である。

Claims

（ａ）３価アルコールのポリアルキレンオキシド付加物８０〜９９重量％、（ｂ）１価アルコールのポリアルキレンオキシド付加物０．５〜１０重量％、及び（ｃ）ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル０．５〜１０重量％を含有する、無機粉末の樹脂又は油中への分散用分散剤。
（ａ）成分の３価アルコールが、グリセリンである請求項１記載の分散剤。
（ｂ）成分の１価アルコールが、炭素数１０〜２４の１価アルコールである請求項１又は２記載の分散剤。
（ｃ）成分が、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルである請求項１〜３いずれか記載の分散剤。
請求項１〜４いずれか記載の分散剤を含有する樹脂組成物。