(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
2-ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートとジカルボン酸とを反応させてなる一般式（１）で表されるモノマーと（メタ）アクリル酸との共重合体（共重合体の平均分子量は５０００〜５００００である。）の塩を含有するセラミックス粉末水スラリー用分散剤。
【化１】
0004068174.tif 000004
（式中、Ｒ１は、水素又はメチル基を示し、Ｒ２は、炭素数２〜３のアルキレン基、Ｒ３は、炭素数２〜４のアルキレン基を示す）
【請求項２】
セラミックスが、アルミナ、ジルコニア、窒化珪素、窒化アルミニウム及び炭化珪素である請求項１に記載のセラミックス粉末水スラリー用分散剤。
【請求項３】
ジカルボン酸が、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸及びこれらの無水物である請求項１又は２に記載のセラミックス粉末水スラリー用分散剤。
【請求項４】
請求項１において、共重合体の塩が、アルカリ金属、アルキルアミン、アルカノールアミン、及びアンモニアの塩であるセラミックス粉末水スラリー用分散剤。
【請求項５】
請求項１、請求項２、請求項３、または請求項４に記載のセラミックス粉末水スラリー用分散剤とセラミックス粉末を含有する水スラリー組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラッミクス粉末を高濃度に、流動性が良好で、安定に水に分散させる分散剤、及び該分散剤を含有するセラミックス粉末の水スラリー組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セラミックス粉末の水スラリーを焼結等の処理を行い、各種目的にあったセラミックス成形体の調製が行われている。良好な成形体を得るためには、スラリー中のセラミックス粉末の含有量を多くするとともに、スラリーの良好な流動性と安定性が要求されている。セラミックス粉末が経時的に凝集、沈澱が起こると、粘度の増加等をきたし安定したセラミックス成形体が得られない。この要望に答えるための分散剤が種々検討されている。
【０００３】
特開昭６３−１１９３４号には、シクロアミジン類の塩が提案されており、特開昭５７−１９６７６９号には、ポリアクリル酸やリグニンスルホン酸の塩等が提案されている。また特開昭６３−１５６０５５号には、重合性芳香族スルホン酸系モノマーのホモポリマーもしくは他の共重合体とのコポリマーの塩が提案されている。しかしながらこれらはいずれも十分な流動性、または安定性が得られていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、水スラリー中のセラミックス粉末の濃度の向上と良好な流動性、更に安定性をもたらす分散剤を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、2-ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートの重合体とジカルボン酸とを反応させてなる一般式（１）で表されるモノマーの重合体の塩を含有するセラミックス粉末水スラリー用分散剤を提供する。
【０００６】
【化３】
0004068174.tif 000002
（式中、Ｒ1は、水素又はメチル基を示し、Ｒ2は、炭素数３〜４のアルキレン基、Ｒ3は、炭素数３〜４のアルキレン基を示す）
更に、2-ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートとジカルボン酸とを反応させてなる一般式（１）で表されるモノマーと、該モノマーと共重合可能なモノマーとの共重合体の塩を含有するセラミックス粉末水スラリー用分散剤を提供する。
更には、上記分散剤とセラミックス粉末を含有する水スラリー組成物を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のいう2-ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートとしては、アルキルの部分の炭素数が２から３のものであり、例えば、2-ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、2-ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等が挙げられる。
2-ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートと反応させるジカルボン酸は、炭素数が４から６の飽和脂肪族ジカルボン酸、不飽和脂肪族ジカルボン酸、及びそれらの無水物である。例示すると、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、及びそれらの無水物が挙げられる。
【０００８】
2-ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートとジカルボン酸との反応は、公知の方法が用いられる。即ち、有機溶媒中で2-ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートとジカルボン酸を酸あるいはアルカリ触媒下で脱水縮合させるか、あるいは有機溶媒中で2-ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートとジカルボン酸無水物とを反応させることによって得られる。
【０００９】
2-ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートとジカルボン酸とを反応させてなる一般式（１）のモノマーの重合は、従来の方法を用いることができる。即ち、窒素雰囲気下において有機溶媒中に該モノマーを溶解させ、これを加熱攪拌することによって重合体が得られる。
使用する有機溶媒として、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、テトラヒドロフラン、N,N-ジメチルホルムアミド、アセトン等が例示される。特に好ましくはベンゼン、トルエン、エチルベンゼンが挙げられる。
反応温度は、一般的に５０〜１５０℃である。特に好ましくは６０〜１２０℃である。反応時間は、一般的に１〜６時間である。
【００１０】
一般式（１）で表されるモノマーと共重合可能なモノマーとして主なものは、（メタ）アクリル酸及びこれらのエステル化物、無水マレイン酸、スチレン、スチレンスルホン酸及びこの塩、イソブテン、ブタジエン、4-ビニルピリジン、N-ビニルピロリドン、等が例示される。好ましくは（メタ）アクリル酸及びこれらのエステル化物、無水マレイン酸、スチレンスルホン酸でる。更に好ましくは（メタ）アクリル酸である。
【００１１】
本発明の共重合は、一般式（１）のモノマーの単独重合と同様の条件により行うことができる。この共重合のモル比率は、（一般式（１）のモノマー）：（共重合可能なモノマー）＝０．１：９．９〜８：２が例示される。好ましくは、０．１：９．９〜５：５である。更に好ましくは、０．１：９．９〜３：７である。この範囲で相乗効果がみられる。
【００１２】
上記単独重合体及び共重合体の平均分子量は、2,000〜200,000が例示される。好ましくは、5,000〜100,000である。更に好ましくは、5,000〜50,000である。
【００１３】
上記（共）重合体の塩としては、アルカリ金属、アルキルアミン、アルカノールアミン及びアンモニアの塩が挙げられる。アルカリ金属としては、Li、Na、Kが例示される。アルキルアミンは、モノ、ジ、及びトリアルキルアミンのいずれでもよく、好ましくは水への溶解性から低級のアルキルアミンが好ましい。アルカノールアミンとしては、モノエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、N-ブチルエタノールアミン、ジエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、N-エチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、N,N-ジブチルエタノールアミン、等が挙げられる。更に好ましくは、アンモニウム塩である。
【００１４】
本発明で使用できるセラミックス粉末としては特に制限されるものではないが、例えば、酸化物系（アルミナ、ジルコニア等）、窒化物系（窒化珪素、窒化アルミニウム等）、炭化物（炭化珪素等）、ホウ化物等のいずれにも適用でき、特に酸化物系が好ましい。
使用されるセラミックス粉末の粒子径は、限定されるものではないが一般に１００ミクロン以下である。好ましくは５０ミクロン以下である。
【００１５】
本発明の分散剤の使用量は、セラミックス粉末の重量に対して０．０１〜５．０重量％であり、好ましくは０．０５〜２．０重量％である。
水スラリー中のセラミックス粉末の濃度は、５０〜９０重量％であり、好ましくは６０〜８８重量％である。
【００１６】
水スラリーの製造方法は従来の方法が用いられ、例えばボールミルにセラミックス粉体、分散剤、及び水を加え、これを混合攪拌することによって得られる。
【００１７】
その他、添加剤として通常使用されているポリアクリル酸、アクリル樹脂、セルロース、ポリビニルアルコール等の結合剤、モンモリロナイト、カオリナイト等の陶土、キサンタンガム、カルボキシメチルセルロース等の増粘剤を添加してもよい。
【００１８】
【作用】
本発明で用いる重合体及び共重合体の塩は、セラミックス粒子表面に吸着することにより粒子表面をより親水性にする。更に吸着膜により大きな立体膜を形成することから、粒子を良好に分散し凝集を防ぐことができる。従ってスラリーの見掛け粘度が低下し、流動性の良好な安定度の高いセラミックス粉末スラリーが得られる。
【００１９】
【実施例】
実施例１
環流冷却管及び窒素導入管を付けた３００mlの４口フラスコに、2-ヒドロキシエチルアクリレート-コハク酸エステル２g、アクリル酸１８g、アザイソビスブチロニトリル０．５５g、及びトルエン２５０mlを入れる。この中に窒素を導入しながら８０℃まで加熱し、3時間反応させた。反応液を室温まで冷却した後、これを2,5-ビス（t-ブチル）ヒドロキノン０．５５gを溶かした３００mlベンゼン溶液中に注いだ。これを２時間攪拌した後、濾過を行う。得られた固体を乾燥させ、これを水に溶かし、アンモニア水を添加して共重合体のアンモニウム塩（分散剤１）とした。得られた共重合体の平均分子量は約１０，０００であった。
【００２０】
実施例２
実施例１と同様の方法により、2ーヒドロキシエチルアクリレートーコハク酸エステル２ｇとメタクリル酸１８ｇとを共重合させ、アンモニア水により中和させて共重合体のアンモニウム塩（分散剤２）を得た。得られた共重合体の平均分子量は、約１０，０００であった。
【００２１】
実施例３
実施例１と同様の方法により、2ーヒドロキシエチルアクリレートーコハク酸エステル４gとメタクリル酸１６gとを共重合させ、アンモンニア水により中和させて共重合体のアンモニウム塩（分散剤３）を得た。得られた共重合体の平均分子量は、約１０，０００であった。
【００２２】
実施例４〜６
２リットルのアルミナ製ボールミルに、アルミナ８５重量％、分散剤（分散剤１、分散剤２及び分散剤３）をアルミナに対して１重量％、残り水を加えて２０時間混合攪拌を行い、アルミナのスラリーを得た。得られたアルミナスラリーは、Haake製二重円筒型レオメータ（RV-2）により粘度測定を行った。更に、得られたスラリーの安定性を調べるために、スラリーをサンプル瓶にいれて２４時間静置後のスラリーの分層状態を確認した。結果を表１に示した。
注：表１中の安定性の評価の欄の○は、分層が見られない、×は、分層が見られたことを示す
【００２３】
【表１】
0004068174.tif 000003
【００２４】
比較例１〜４
比較例として表１に示した分散剤を用いて実施例４と同様の方法によりアルミナスラリーを調製し、粘度測定と、靜置安定性の評価を行った。結果を表１に示した。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のセラミックス粉末分散剤は、高濃度で、流動性も良好で、安定性も良好な水スラリーを提供する。