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JPH0744101B2 - Water-based magnetic fluid composition and method for producing the same - Google Patents
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JPH0744101B2 - Water-based magnetic fluid composition and method for producing the same - Google Patents

Water-based magnetic fluid composition and method for producing the same

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JPH0744101B2
JPH0744101B2 JP63173493A JP17349388A JPH0744101B2 JP H0744101 B2 JPH0744101 B2 JP H0744101B2 JP 63173493 A JP63173493 A JP 63173493A JP 17349388 A JP17349388 A JP 17349388A JP H0744101 B2 JPH0744101 B2 JP H0744101B2
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ferromagnetic fine
coupling agent
magnetic fluid
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俊一 矢部
敦 横内
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    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/44Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、強磁性体微粒子を分散媒である水中に分散剤
を介して安定に分散させてなる水ベース磁性流体組成物
とその製造方法に関し、特に加水分解反応を利用して、
分散剤を強磁性体微粒子の表面に化学結合させること
で、非常に安定した水ベースの磁性流体組成物とその効
率的な製造方法を提供するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a water-based magnetic fluid composition obtained by stably dispersing ferromagnetic fine particles in water as a dispersion medium through a dispersant, and a method for producing the same. Regarding, especially utilizing the hydrolysis reaction,
By chemically bonding a dispersant to the surface of ferromagnetic fine particles, a very stable water-based magnetic fluid composition and an efficient production method thereof are provided.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の水を分散媒とした磁性流体としては、特公昭54−
40069号公報に記載されたものがある。これは、湿式法
により得た強磁性酸化微粉末の表面に、水相でまず不飽
和脂肪酸あるいはその塩類を主成分とする界面活性剤
(第1の界面活性剤)の単分子吸着層を形成させた後、
さらに二層目に、陰イオン型あるいは非イオン型界面活
性剤(第2の界面活性剤)を配向吸着させて、強磁性体
微粒子を水中に安定に分散させることにより、水ベース
の磁性流体を得るものである。
As a conventional magnetic fluid using water as a dispersion medium, Japanese Patent Publication No.
There is one described in Japanese Patent No. 40069. In the aqueous phase, a monomolecular adsorption layer of a surfactant (first surfactant) containing unsaturated fatty acid or its salt as a main component is first formed on the surface of the ferromagnetic oxide fine powder obtained by the wet method. After letting
Further, an anionic or nonionic surface active agent (second surface active agent) is oriented and adsorbed on the second layer to stably disperse the ferromagnetic fine particles in water, thereby forming a water-based magnetic fluid. I will get it.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

しかしながら、上記従来の水を分散媒とした磁性流体に
は、以下のような種々の問題点があった。
However, the conventional magnetic fluid using water as the dispersion medium has various problems as described below.

第2の界面活性剤の吸着は、吸着力が非常に弱い物
理吸着であり、(第1の界面活性剤との親油基同士の相
互作用によるファンデルワールス力に基づく)簡単に脱
着してしまい易く、長期間にわたって強磁性体微粒子の
安定した分散を保つことが困難である。
The adsorption of the second surfactant is physical adsorption, which has a very weak adsorption force, and can be easily desorbed (based on the van der Waals force due to the interaction of the lipophilic groups with the first surfactant). It is easy to cause this, and it is difficult to maintain a stable dispersion of the ferromagnetic fine particles for a long period of time.

温度変化により第2の界面活性剤の水への溶解度が
変化するため、第2の界面活性剤のうちバルク中に存在
する過剰の分と二層目に吸着する分との平衡が温度に大
きく依存する。すなわち、温度の変化により第2の界面
活性剤が脱着してしまい、強磁性体微粒子の分散安定性
が悪くなる可能性がある。
Since the solubility of the second surfactant in water changes due to the temperature change, the equilibrium between the excess amount of the second surfactant present in the bulk and the adsorbed amount in the second layer is large in temperature. Dependent. That is, the second surfactant may be desorbed due to the change in temperature, and the dispersion stability of the ferromagnetic fine particles may be deteriorated.

過剰に水中に依存する第2の界面活性剤によって磁
性流体自体が簡単に泡立つので、取扱いが困難である。
It is difficult to handle because the ferrofluid itself easily foams due to the second surfactant that relies excessively on water.

少量の油や極性溶媒が磁性流体に混入することで、
二層目に吸着している界面活性剤、さらには一層目に吸
着している界面活性剤の脱着が起こる。その結果、分散
している強磁性体微粒子が沈澱してしまったり、磁性流
体自体が乳化してしまったりする可能性がある。
By mixing a small amount of oil or polar solvent into the magnetic fluid,
Desorption of the surfactant adsorbed on the second layer and further the surfactant adsorbed on the first layer occurs. As a result, the dispersed ferromagnetic fine particles may be precipitated or the magnetic fluid itself may be emulsified.

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされた
ものであり、界面活性剤として親水基と共に少なくとも
1個の加水分解性基を有するカップリング剤を用い、そ
の加水分解性基と水との反応生成物を介してカップリン
グ剤を強磁性体微粒子の表面に化学結合せしめることに
より、本来親水性である強磁性体微粒子表面を容易には
着脱しないカップリング剤で被覆して、より一層安定に
水中に分散させることにより、上記従来の問題点を解決
することを目的としている。
The present invention has been made by paying attention to such a conventional problem, and a coupling agent having at least one hydrolyzable group together with a hydrophilic group is used as a surfactant. By chemically coupling the coupling agent to the surface of the ferromagnetic fine particles through the reaction product with water, the surface of the ferromagnetic fine particles, which is originally hydrophilic, is coated with a coupling agent that is not easily removable, The object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems by more stably dispersing in water.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

上記の目的を達成する本発明の水ベース磁性流体組成物
は、水を分散媒とし、強磁性体微粒子を分散質とする水
ベース磁性流体組成物において、親水基と少なくとも1
個の加水分解性基とを有するカップリング剤を、その加
水分解性基の反応生成物を介して、前記強磁性体微粒子
の表面に化学結合せしめたものである。
The water-based magnetic fluid composition of the present invention which achieves the above object is a water-based magnetic fluid composition containing water as a dispersion medium and ferromagnetic fine particles as a dispersoid, and at least one hydrophilic group.
A coupling agent having one hydrolyzable group is chemically bonded to the surface of the ferromagnetic fine particles via a reaction product of the hydrolyzable group.

カップリング剤の加水分解性の基はアルコキシ基が好適
である。
The hydrolyzable group of the coupling agent is preferably an alkoxy group.

又、本発明の水ベース磁性流体の製造方法は、強磁性体
微粒子に、水と、親水基の他に少なくとも1個の加水分
解性基を有するカップリング剤とを加えて加水分解性基
を加水分解せしめ、その反応生成物を介して前記カップ
リング剤を強磁性微粒子の表面に化学結合させることに
より、強磁性体微粒子が水分散媒中に均一に分散された
中間媒体を得る工程と、該中間媒体中の分散性の悪い強
磁性体微粒子を分離し、その後、前記加水分解反応の複
生成物と少なくとも一部の水とを蒸発分離する工程とを
包含するものである。
Further, in the method for producing a water-based magnetic fluid of the present invention, water and a coupling agent having at least one hydrolyzable group in addition to a hydrophilic group are added to ferromagnetic fine particles to form a hydrolyzable group. Hydrolyzing, by chemically bonding the coupling agent to the surface of the ferromagnetic fine particles via the reaction product, to obtain an intermediate medium in which ferromagnetic fine particles are uniformly dispersed in an aqueous dispersion medium, The step of separating ferromagnetic fine particles having poor dispersibility in the intermediate medium, and thereafter evaporating and separating the double product of the hydrolysis reaction and at least part of water is included.

さらに又、強磁性体微粒子に、水と、親水基の他に少な
くとも1個の加水分解性基を有し、該加水分解性基の反
応生成物を介して前記強磁性体微粒子の表面に化学結合
するカップリング剤とを加え、その後直ちに水の沸点以
上に加熱し、表面を前記カップリング剤で被覆された強
磁性体微粒子を得る工程と、該強磁性体微粒子に水を加
えて混合物とする工程と、該混合物中の分散性の悪い強
磁性体微粒子を分離する工程と、を包含するものであっ
てもよい。
Further, the ferromagnetic fine particles have water and at least one hydrolyzable group in addition to the hydrophilic group, and the surface of the ferromagnetic fine particles is chemically bonded through the reaction product of the hydrolyzable group. A step of adding a coupling agent to be bonded, and immediately thereafter heating to a boiling point of water or higher to obtain ferromagnetic fine particles whose surface is coated with the coupling agent; and adding water to the ferromagnetic fine particles to form a mixture. And the step of separating the ferromagnetic fine particles having poor dispersibility in the mixture.

〔作用〕[Action]

分散質である強磁性体微粒子はその表面に−OH基を有し
ている。これに対して、カップリング剤は、その分子の
一端側の加水分解性基が水中で加水分解して−OH基を生
じる。この加水分解で生成した−OH基と強磁性体微粒子
面の−OH基との間に脱水縮合反応が行われる。これによ
り、カップリング剤は粒子表面に強固に化学結合すると
共に、反対端の親水基を外側に向けて粒子表面を覆う。
その結果、強磁性体微粒子は、分散媒である水中に極め
て安定に分散する。
The ferromagnetic fine particles, which are dispersoids, have -OH groups on their surfaces. On the other hand, in the coupling agent, the hydrolyzable group on one end side of the molecule is hydrolyzed in water to generate an -OH group. A dehydration condensation reaction is performed between the -OH group generated by this hydrolysis and the -OH group on the surface of the ferromagnetic fine particles. As a result, the coupling agent strongly bonds chemically to the particle surface and covers the particle surface with the hydrophilic group at the opposite end facing outward.
As a result, the ferromagnetic fine particles are extremely stably dispersed in water as a dispersion medium.

以下、本発明の磁性流体組成物とその製造方法を詳細に
説明する。
Hereinafter, the magnetic fluid composition of the present invention and the method for producing the same will be described in detail.

本発明の強磁性体微粒子の分散剤は、構造中に親水基と
して作用する極性基と、親油基(疎水基)として作用す
る非極性基とを含む従来の界面活性剤とは、微粒子との
結合のしかた、その作用機構が異なっている。
The dispersant for ferromagnetic fine particles of the present invention is a conventional surfactant containing a polar group acting as a hydrophilic group in the structure and a non-polar group acting as a lipophilic group (hydrophobic group), and is a fine particle. The binding mechanism and the mechanism of action are different.

すなわち、本発明の分散剤は、例えば一般式YRSiX
表されるシランカップリング剤を用いる。ここに式中n
=1〜3、Xはメトキシ基(CH3O−)やエトキシ基(C2
H5O−)等のアルコキシ基からなる加水分解性の基、R
はエチレンジアミンその他の炭化水素鎖、Yはカルボン
酸塩基性塩、第4級アンモニウム塩、イソチオウロニウ
ム塩等からなる親水基である。ただし親水基は、陰イオ
ン型,陽イオン型,非イオン型のいずれでもよく、その
数も1つ以上であってよい。
That is, as the dispersant of the present invention, for example, a silane coupling agent represented by the general formula YRSiX n is used. Where n in the formula
= 1 to 3 and X is a methoxy group (CH 3 O-) or an ethoxy group (C 2
H 5 O-) hydrolyzable groups consisting of alkoxy group such as, R
Is a hydrocarbon chain of ethylenediamine or the like, and Y is a hydrophilic group composed of a carboxylic acid basic salt, a quaternary ammonium salt, an isothiouronium salt, or the like. However, the hydrophilic group may be any of anionic type, cationic type, and nonionic type, and the number thereof may be one or more.

このようなシランカップリング剤として、具体的には、
例えば次のようなものが好ましい。
As such a silane coupling agent, specifically,
For example, the following is preferable.

N−[(3−トリメトキシシリル)プロピル] エチレンジアミン三酢酸ソーダ塩 トリメトキシシリルプロピルイソチオウロニウムク
ロリド N−トリメトキシシリルプロピルトリ−N−ブチル
アンモニウムブロライド 上記シランカップリング剤は、アルコキシ基Xが、水溶
液中,空気中の水分,または無機物表面に吸着された水
分により加水分解してシラノール基を生成し、YRSi(O
H)になる。一方強磁性体微粒子Mは、その表面に−O
H基を有している(M−OH)。そこで両者の間に脱水縮
合反応が生じて、メタシロキサン結合(Si−O−M)に
より化学的に結合するものと考えられる。
N-[(3-trimethoxysilyl) propyl] ethylenediamine triacetic acid sodium salt Trimethoxysilylpropyl isothiouronium chloride N-trimethoxysilylpropyl tri-N-butylammonium bromide In the silane coupling agent, the alkoxy group X is hydrolyzed by water in an aqueous solution, air in water, or water adsorbed on the surface of an inorganic material to generate a silanol group, and YRSi (O
H) n . On the other hand, the ferromagnetic fine particles M have -O on their surface.
It has an H group (M-OH). Therefore, it is considered that a dehydration condensation reaction occurs between the two and they are chemically bonded by a metasiloxane bond (Si-OM).

本発明の分散剤としてのカップリング剤の添加量は、強
磁性体微粒子表面を単分子膜で完全に被覆する量が最適
であり、したがって、カップリング剤の強磁性体微粒子
に対する最小被覆面積と強磁性体微粒子の表面積とから
次式で算出できる。
The addition amount of the coupling agent as the dispersant of the present invention is optimally such that the surface of the ferromagnetic fine particles is completely covered with a monomolecular film. It can be calculated from the surface area of the ferromagnetic fine particles by the following formula.

カップリング剤添加量 =(強磁性体微粒子の重量×比表面積) /カップリング剤の最小被覆面積 ここで、カップリング剤の最小被覆面積の大きさは、例
えばシランカップリング剤の場合、1分子あたりの被覆
面積が13Åであり、したがって1gあたりは(13Å×
6.02×1023)/分子量から求められ。ここに6.02×1023
はアボガドロ数である。
Amount of coupling agent added = (weight of ferromagnetic fine particles × specific surface area) / minimum coating area of coupling agent Here, the size of the minimum coating area of the coupling agent is, for example, one molecule in the case of a silane coupling agent. The coated area per unit is 13Å 2 , so per 1g is (13Å 2 ×
6.02 × 10 23 ) / determined from the molecular weight. 6.02 × 10 23 here
Is the Avogadro number.

実際の工程では、強磁性体微粒子の比表面積,水分含有
量,シランの加水分解性,膜形成状態の違いを考慮し
て、強磁性体微粒子に対して適宜の量のシランカップリ
ング剤を添加し、処理状態を調べた上で添加量を増減す
る。
In the actual process, an appropriate amount of silane coupling agent is added to the ferromagnetic particles in consideration of the specific surface area of the ferromagnetic particles, the water content, the hydrolyzability of silane, and the difference in the film formation state. Then, the amount of addition is increased or decreased after checking the treatment state.

本発明の強磁性体微粒子としては、周知の湿式法により
コロイド状水懸濁液(スラリー)として得られるものを
用いてよい。ここに湿式法とは、第1鉄イオンと第2鉄
イオンを1:2の割合で含む酸性溶液にアルカリを加え、p
H9程度以上とし、適宜な温度下で熟成することによりマ
グネタイトコロイドを得るものである。また、水もしく
は有機溶媒中でマグネタイト粉末をボールミル粉砕する
いわゆる湿式粉砕法で得られたものでもよい。さらに、
その他、乾式法で得られたものであってもよい。
As the ferromagnetic fine particles of the present invention, those obtained as a colloidal aqueous suspension (slurry) by a well-known wet method may be used. Here, the wet method is a method in which an alkali is added to an acidic solution containing ferrous ions and ferric ions in a ratio of 1: 2, p
A magnetite colloid is obtained by aging at an appropriate temperature and at about H9 or higher. Further, it may be one obtained by a so-called wet pulverization method in which magnetite powder is pulverized by a ball mill in water or an organic solvent. further,
Alternatively, it may be obtained by a dry method.

また、マグネタイト以外にマンガンフェライト,ニッケ
ルフェライト,コバルトフェライトもしくはこれらと亜
鉛の複合フェライトやバリウムフェライトなどの強磁性
体微粒子や、鉄,コバルト等の強磁性の金属微粒子を用
いることもできる。
In addition to magnetite, it is possible to use ferromagnetic fine particles such as manganese ferrite, nickel ferrite, cobalt ferrite, composite ferrite of these and zinc, barium ferrite, or ferromagnetic metal fine particles such as iron or cobalt.

強磁性体微粒子の含有量は、従来一般的に用いられてい
る体積比で1〜20%の範囲は勿論のこと、溶媒として水
を用いた中間媒体を経由して製造することにより、更に
高濃度に調整することも可能にある。
The content of the ferromagnetic fine particles is not only in the range of 1 to 20% by volume ratio that has been generally used in the past, but it can be further increased by producing via an intermediate medium using water as a solvent. It is also possible to adjust the concentration.

本発明の工程は、先ず、強磁性体微粒子に、水と、上記
カップリング剤とを加えて、その加水分解性基を加水分
解させ、反応生成物を介してカップリング剤を強磁性体
微粒子の表面に化学結合させて中間媒体を得る。次い
で、この中間媒体中の分散性の悪い粒子を遠心分離し、
その後中間媒体中の水と加水分解生成物であるアルコー
ルとを減圧除去して一旦乾燥させ、これに分散媒として
の水を加えて所定濃度の水ベース磁性流体を得る。もし
くは、上記遠心分離した中間媒体を減圧下に加熱し、加
水分解生成物のアルコールと一部の水を蒸発せしめるこ
とにより、所定濃度に濃縮した水ベース磁性流体を得て
もよい。
In the process of the present invention, first, water and the above-mentioned coupling agent are added to ferromagnetic fine particles to hydrolyze the hydrolyzable group, and the coupling agent is added to the ferromagnetic fine particles via the reaction product. Chemically bond to the surface of to obtain an intermediate medium. Then, the particles with poor dispersibility in this intermediate medium are centrifuged,
Thereafter, water in the intermediate medium and alcohol as a hydrolysis product are removed under reduced pressure and once dried, water as a dispersion medium is added to this to obtain a water-based magnetic fluid having a predetermined concentration. Alternatively, the centrifugally separated intermediate medium may be heated under reduced pressure to evaporate the alcohol as a hydrolysis product and a part of water to obtain a water-based magnetic fluid concentrated to a predetermined concentration.

或いはまた、中間媒体を遠心分離機にかける前に、減圧
下に加熱して一旦乾燥させ、その後この乾燥粒子に水を
加えて分散溶液としたものを遠心分離機にかけて、分散
性の悪い粒子を分離除去してもよい。さらに高濃度の水
ベース磁性流体を得るには、上記のようにして分散性の
悪い粒子を分離除去したものを、再び一旦乾燥してから
所定の水を加えて濃度の高いものとしてもよく、もしく
は乾燥させることなく加熱濃縮して濃度の高い水ベース
磁性流体を得てもよい。
Alternatively, before the intermediate medium is subjected to a centrifuge, it is heated under reduced pressure to be dried once, and then water is added to the dried particles to form a dispersion solution, which is then subjected to a centrifuge to remove particles having poor dispersibility. It may be separated and removed. In order to obtain a water-based magnetic fluid having a higher concentration, it is also possible to separate and remove particles having poor dispersibility as described above, once again dry it, and then add predetermined water to obtain a high concentration, Alternatively, the water-based magnetic fluid having a high concentration may be obtained by heating and concentrating without drying.

かくして、強磁性体微粒子の表面に対し、カップリング
剤が、そのアルコキシ基をもってメタシロキサン結合す
ると共に、親水基を外側に向けて単層に被覆してなる水
ベース磁性流体が得られる。
Thus, a water-based magnetic fluid is obtained, in which the coupling agent is bonded to the surface of the ferromagnetic fine particles by a metasiloxane bond with the alkoxy group and the hydrophilic group is coated outward in a single layer.

以下に、本発明の実施例を説明する。Examples of the present invention will be described below.

[実施例1] まず、硫酸第1鉄と硫酸第2鉄とを、それぞれ0.3molづ
つ含む水溶液1に、6NのNaOHaqをpH11以上になるまで
加えた後、その溶液を60℃で30分間熟成して、マグネタ
イトコロイドのスラリー液を得た。ついで、室温下で水
洗して、このスラリー中の電界質を除去する。以上は、
湿式法によりマグネタイトコロイドを製造する工程であ
る。このようにして得たマグネタイトコロイド液を遠心
分離してマグネタイトだけを回収したものを80℃で3時
間減圧乾燥した。
[Example 1] First, 6N NaOH aq was added to an aqueous solution 1 containing 0.3 mol of ferrous sulfate and 0.3 mol of ferric sulfate, respectively, until the pH reached 11 or more, and then the solution was heated at 60 ° C for 30 minutes. By aging, a magnetite colloidal slurry liquid was obtained. Then, the electrolyte is removed from the slurry by washing with water at room temperature. The above is
This is a step of producing a magnetite colloid by a wet method. The magnetite colloidal solution thus obtained was centrifuged to recover only magnetite, which was dried under reduced pressure at 80 ° C. for 3 hours.

この乾燥したマグネタイト微粒子5.0gに、分散剤とし
て、シランカップリング剤のN−[(3−トリメトキシ
シリル)プロピル]エチレンジアミン酢酸ソーダ塩3.0
g、及び水12.0gを加え、ボールミルを用いて4時間粉砕
及び分散操作を行った。このようにして、表面が上記シ
ランカップリング剤で被覆されたマグネタイト微粒子が
水に安定に分散した中間媒体が得られた。
To 5.0 g of the dried magnetite fine particles, as a dispersant, N-[(3-trimethoxysilyl) propyl] ethylenediamineacetic acid sodium salt 3.0 as a silane coupling agent was used.
g and 12.0 g of water were added, and the mixture was pulverized and dispersed for 4 hours using a ball mill. In this way, an intermediate medium was obtained in which the magnetite fine particles whose surface was coated with the silane coupling agent were stably dispersed in water.

この中間媒体を遠心分離機にかけて、8000Gの遠心力下
で30分間処理し、マグネタイト分散粒子のうち比較的粒
径の大きい、分散性の悪い粒子を沈降せしめて除去す
る。次に、沈降せずに残ったマグネタイト微粒子が懸垂
している上澄み液をロータリーエパポレータに移し、50
℃に保ってシランカップリング剤の加水分解により生成
するメタノールと水を蒸発除去する。
This intermediate medium is put into a centrifugal separator and treated for 30 minutes under a centrifugal force of 8000 G, and particles having a relatively large particle size and poor dispersibility among magnetite dispersed particles are sedimented and removed. Next, the supernatant liquid in which the magnetite fine particles remaining without settling are suspended is transferred to a rotary evaporator, and 50
The temperature is kept at ℃ and the methanol and water produced by hydrolysis of the silane coupling agent are removed by evaporation.

さらに80℃で減圧乾燥して水を蒸発除去し、シランカッ
プリング剤で被覆されたマグネタイト微粒子を得た。次
にこのマグネタイト微粒子の80wt%の水を添加して、水
中に再分散させた。これを更に遠心分離機にかけ、8000
Gの遠心力下で30分間処理した。この遠心分離操作によ
って、非分散の固形物は取り除かれて、その上部のコロ
イド液は極めて安定な磁性流体であった。
Further, it was dried under reduced pressure at 80 ° C. to remove water by evaporation to obtain magnetite fine particles coated with a silane coupling agent. Next, 80 wt% water of the magnetite fine particles was added and redispersed in water. This is further centrifuged and 8000
It was processed for 30 minutes under G centrifugal force. By this centrifugation operation, the non-dispersed solid matter was removed, and the colloidal liquid above it was a very stable ferrofluid.

[実施例2] 上記実施例1と同様にして湿式法によりマグネタイトコ
ロイドを製造し、さらに減圧乾燥を行った。その乾燥し
たマグネタイト微粒子8.0gにシランカップリング剤のト
リメキシシリルプロピルイソチオウロニウムクロリド7.
6g,水12.0gを加え、ボールミルを用いて4時間粉砕及び
分散操作を行った。このようにして、表面が上記のシラ
ンカップリング剤で被覆されたマグネタイト微粒子が水
中安定に分散した中間媒体が得られた。
[Example 2] A magnetite colloid was produced by a wet method in the same manner as in Example 1 above, and further dried under reduced pressure. To 8.0 g of the dried magnetite particles, trimexysilylpropylisothiouronium chloride as a silane coupling agent 7.
6 g and 12.0 g of water were added, and the mixture was pulverized and dispersed for 4 hours using a ball mill. Thus, an intermediate medium was obtained in which the magnetite fine particles whose surface was coated with the silane coupling agent were stably dispersed in water.

次に、この中間媒体をロータリーエパポレータに移し、
90℃に保ってシランカップリング剤の加水分解により生
成するメタノールと水を蒸発除去する。
Next, transfer this intermediate medium to a rotary evaporator,
Maintaining at 90 ° C, the methanol and water produced by hydrolysis of the silane coupling agent are removed by evaporation.

その後、これに20gの水を加えて再分散させたものを遠
心分離機にかけて8000Gの遠心力下に30分間処理し、マ
グネタイト分散粒子のうちの比較的大きな粒径で分散性
の悪い粒子を沈降せしめて除去する。
After that, 20 g of water was added and redispersed, and this was treated with a centrifuge for 30 minutes under the centrifugal force of 8000 G to settle the particles with relatively large particle size of the magnetite dispersed particles with poor dispersibility. Remove at least.

得られた磁性流体は極めて安定であった。The magnetic fluid obtained was extremely stable.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、強磁性体を水ベースの分散媒中に安定
に分散させるのに、分散剤として、その分子構造中の一
端側に親水基を有すると共に、他端側に加水分解性の基
を有するカップリング剤を用い、該カップリング剤の加
水分解性基の反応生成物を介して強磁性体微粒子の表面
に化学結合せしめた。そのため、従来のように分散剤が
強磁性体微粒子面に単に物理吸着するものとは異なり、
温度変化や極性溶媒の混入あるいは少量の油などの異物
の混入があっても、容易には脱着せず、長期間にわたり
良好な分散状態を保つという効果が得られる。
According to the present invention, in order to stably disperse a ferromagnetic material in a water-based dispersion medium, a dispersant has a hydrophilic group on one end side in its molecular structure and a hydrolyzable one on the other end side. A coupling agent having a group was used to chemically bond to the surface of the ferromagnetic fine particles via the reaction product of the hydrolyzable group of the coupling agent. Therefore, unlike the conventional one in which the dispersant is simply physically adsorbed on the surface of the ferromagnetic fine particles,
Even if the temperature is changed, the polar solvent is mixed, or a small amount of foreign matter such as oil is mixed, it is not easily desorbed, and the effect of maintaining a good dispersion state for a long period of time can be obtained.

また、分散剤の添加量は、強磁性体微粒子の表面に対
し、単分子層を形成する量であるから、従来のように過
剰に水中に存在する界面活性剤により、磁性流体自体が
簡単に泡立つという現象は防止され、取扱いが容易にな
るという効果が得られる。
Further, since the amount of the dispersant added is such an amount that a monomolecular layer is formed on the surface of the ferromagnetic fine particles, the magnetic fluid itself can be easily formed by the surfactant existing excessively in water as in the conventional case. The phenomenon of bubbling is prevented, and the effect of facilitating handling is obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // C10M 159/12 (C10M 173/00 159:12) (C10M 173/00 139:04) (C10M 159/12 139:04 125:22) C10N 10:16 20:06 A 30:04 40:14 70:00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location // C10M 159/12 (C10M 173/00 159: 12) (C10M 173/00 139: 04) ( C10M 159/12 139: 04 125: 22) C10N 10:16 20:06 A 30:04 40:14 70:00

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】水を分散媒とし、強磁性体微粒子を分散質
とする水ベース磁性流体組成物において、親水基と少な
くとも1個の加水分解性基とを有するカップリング剤
を、その加水分解性基の反応生成物を介して、前記強磁
性体微粒子の表面に化学結合せしめたことを特徴とする
水ベース磁性流体組成物。
1. A water-based magnetic fluid composition containing water as a dispersion medium and ferromagnetic fine particles as a dispersoid, wherein a coupling agent having a hydrophilic group and at least one hydrolyzable group is hydrolyzed. A water-based magnetic fluid composition characterized in that it is chemically bonded to the surface of the above-mentioned ferromagnetic fine particles through a reaction product of a functional group.
【請求項2】カップリング剤の加水分解性の基がアルコ
キシ基である請求項(1)記載の水ベース磁性流体組成
物。
2. The water-based magnetic fluid composition according to claim 1, wherein the hydrolyzable group of the coupling agent is an alkoxy group.
【請求項3】強磁性体微粒子に、水と、親水基の他に少
なくとも1個の加水分解性基を有するカップリング剤と
を加えて加水分解性基を加水分解せしめ、その反応生成
物を介して前記カップリング剤を強磁性微粒子の表面に
化学結合させることにより、強磁性体微粒子が水分散媒
中に均一に分散された中間媒体を得る工程と、該中間媒
体中の分散性の悪い強磁性体微粒子を分離し、その後、
前記加水分解反応の複生成物と少なくとも一部の水とを
蒸発分離する工程とを包含する水ベース磁性流体組成物
の製造方法。
3. Ferromagnetic fine particles are hydrolyzed by adding water and a coupling agent having at least one hydrolyzable group in addition to a hydrophilic group to hydrolyze the hydrolyzable group. A step of obtaining an intermediate medium in which the ferromagnetic fine particles are uniformly dispersed in an aqueous dispersion medium by chemically bonding the coupling agent to the surface of the ferromagnetic fine particles via the method, and the dispersibility in the intermediate medium is poor. Separate the ferromagnetic particles, then
A method for producing a water-based magnetic fluid composition, which comprises a step of evaporating and separating the multiple product of the hydrolysis reaction and at least a part of water.
【請求項4】強磁性体微粒子に、水と、親水基の他に少
なくとも1個の加水分解性基を有し、該加水分解性基の
反応生成物を介して前記強磁性体微粒子の表面に化学結
合するカップリング剤とを加え、その後直ちに水の沸点
以上に加熱し、表面を前記カップリング剤で被覆された
強磁性体微粒子を得る工程と、該強磁性体微粒子に水を
加えて混合物とする工程と、該混合物中の分散性の悪い
強磁性体微粒子を分離する工程と、を包含する水ベース
磁性流体組成物の製造方法。
4. The ferromagnetic fine particles have water and at least one hydrolyzable group in addition to a hydrophilic group, and the surface of the ferromagnetic fine particles is formed through a reaction product of the hydrolyzable group. And a coupling agent which chemically bonds to, and immediately thereafter heated to a temperature above the boiling point of water to obtain ferromagnetic fine particles whose surface is coated with the coupling agent; and adding water to the ferromagnetic fine particles. A method for producing a water-based magnetic fluid composition, which comprises a step of forming a mixture and a step of separating ferromagnetic fine particles having poor dispersibility in the mixture.
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