JP2002362952A - Production process of cement dispersant - Google Patents

Production process of cement dispersant

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JP2002362952A
JP2002362952A JP2001176633A JP2001176633A JP2002362952A JP 2002362952 A JP2002362952 A JP 2002362952A JP 2001176633 A JP2001176633 A JP 2001176633A JP 2001176633 A JP2001176633 A JP 2001176633A JP 2002362952 A JP2002362952 A JP 2002362952A
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JP
Japan
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meth
acrylate
reaction
glycol mono
monomer
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Application number
JP2001176633A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhisa Tsukada
和久 塚田
Masaki Ishimori
正樹 石森
Hiroshi Nakanishi
博 中西
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Taiheiyo Cement Corp
Original Assignee
Taiheiyo Cement Corp
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  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a high-performance cement dispersant having a narrow molecular weight distribution in a short time with simple operation without requiring any special device. SOLUTION: This production process of the (meth)acrylic acid-based cement dispersant comprises charging all reactant materials which include a monomer mixture containing a polyalkyleneglycol mono(meth)acrylate-based monomer and (meth)acrylic acid, a polymerization initiator and water, into a reaction vessel so that the solid concentration in the resulting mixture of all the reactant materials is 50-90 wt.%, and subjecting the charged reactant material mixture to reaction at a 42-70 deg.C polymerization temperature, preferably, while raising the temperature stepwise.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高濃度で性能の高
い(メタ)アクリル酸系セメント分散剤を高い生産性で
製造する方法に関する。
The present invention relates to a method for producing a (meth) acrylic acid-based cement dispersant having high concentration and high performance with high productivity.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
(メタ)アクリル酸系セメント分散剤〔(メタ)アクリ
ル酸とポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレ
ートから合成されるポリマー〕の製造方法として、有機
溶剤を溶媒として用いる方法(特公昭59-18338号公報)
が開示されているが、有機溶剤の回収が必要であり、生
産性と安全性に問題があった。さらに、単量体混合物又
は単量体混合物と連鎖移動剤との混合物を、水を含む反
応容器に滴下する方法(特開平9-86990号公報);およ
び単量体混合物と連鎖移動剤の混合物を、水を含む反応
容器に滴下する方法において、混合物溶液の滴下前と滴
下後に連鎖移動剤を滴下する方法(特開2000-159555号
公報)が開示されているが、反応熱の除去効率を高める
ために、水で固形分濃度10〜50%に希釈した状態で合成
されるため、生産効率が低いという問題点があった。
2. Description of the Related Art As a conventional method for producing a (meth) acrylic acid-based cement dispersant (a polymer synthesized from (meth) acrylic acid and polyalkylene glycol mono (meth) acrylate), Method using an organic solvent as a solvent (JP-B-59-18338)
However, recovery of the organic solvent is required, and there is a problem in productivity and safety. Further, a method of dropping a monomer mixture or a mixture of a monomer mixture and a chain transfer agent into a reaction vessel containing water (JP-A-9-86990); and a mixture of a monomer mixture and a chain transfer agent In a reaction vessel containing water, a method of dropping a chain transfer agent before and after dropping a mixture solution (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-159555) is disclosed. In order to increase the concentration, the compound is synthesized in a state of being diluted with water to a solid concentration of 10 to 50%, so that there is a problem that the production efficiency is low.

【0003】ポリカルボン酸系セメント分散剤を工業的
に安価に製造するためには、高濃度で製造することが重
要である。高濃度重合法として、槽型反応器に単量体混
合物と連鎖移動剤を仕込み、固形分濃度50%以上で重合
開始剤を滴下する方法(特開2000-16849号公報)が開示
されているが、この製造方法では、得られた重合体の分
子量分布がブロードになり、減水性能が低下するという
問題点があった。
In order to industrially and inexpensively produce a polycarboxylic acid cement dispersant, it is important to produce it at a high concentration. As a high-concentration polymerization method, a method has been disclosed in which a monomer mixture and a chain transfer agent are charged into a tank reactor, and a polymerization initiator is dropped at a solid content concentration of 50% or more (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-16849). However, in this production method, there was a problem that the molecular weight distribution of the obtained polymer was broad and the water reducing performance was reduced.

【0004】さらに、単量体混合物を予め反応器に仕込
み、重合開始後に残りの単量体混合物を反応器に投入す
る方法(特開2001-2734号公報)も提案されているが、
この製造方法では、モノマー混合槽、定量供給装置等が
必要になるため、装置コストが高くなること、および重
合温度80℃で反応させているため、分散力の低いポリ
マーが生成し、セメント分散剤としての性能が低下す
る、という問題があった。
Further, a method has been proposed in which a monomer mixture is charged in a reactor in advance, and the remaining monomer mixture is charged into the reactor after the start of polymerization (JP-A-2001-2734).
In this production method, a monomer mixing tank, a quantitative supply device, and the like are required, so that the cost of the device is increased, and since the reaction is performed at a polymerization temperature of 80 ° C., a polymer having a low dispersing power is generated, and a cement dispersing agent is produced. However, there is a problem that the performance of the device is reduced.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】かかる実情において本発
明者らは、鋭意研究を重ねた結果、予想外にも、単量体
混合物に予め重合開始剤を添加して反応を行うと、分子
量分布がシャープに(狭く)なり、性能の高いセメント
分散剤が得られることを見出し、本発明を完成した。
Under such circumstances, the present inventors have conducted intensive studies and found that unexpectedly, when a polymerization initiator is added to a monomer mixture in advance and the reaction is carried out, the molecular weight distribution is reduced. Has been found to be sharp (narrow) and a high-performance cement dispersant can be obtained, and the present invention has been completed.

【0006】すなわち本発明は、ポリアルキレングリコ
ールモノ(メタ)アクリル酸エステル系単量体及び(メ
タ)アクリル酸を含有する単量体混合物、重合開始剤お
よび水を、固形分濃度50〜90重量%となるように反応容
器内に一度に仕込み、重合温度42〜70℃で反応させるこ
とを特徴とする(メタ)アクリル酸系セメント分散剤の
製造方法を提供するものである。本発明はまた、ポリア
ルキレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステル系
単量体及び(メタ)アクリル酸を含有する単量体混合
物、重合開始剤および水を、固形分濃度50〜90重量%と
なるように反応容器内に一度に仕込み、重合温度42〜70
℃を段階的に上げて反応させることを特徴とする(メ
タ)アクリル酸系セメント分散剤の製造方法を提供する
ものである。
That is, according to the present invention, a polyalkylene glycol mono (meth) acrylate monomer and a monomer mixture containing (meth) acrylic acid, a polymerization initiator and water are mixed at a solid concentration of 50 to 90% by weight. % At a time in a reaction vessel and reacted at a polymerization temperature of 42 to 70 ° C. to provide a method for producing a (meth) acrylic acid-based cement dispersant. The present invention also provides a polyalkylene glycol mono (meth) acrylate ester-based monomer and a monomer mixture containing (meth) acrylic acid, a polymerization initiator, and water at a solid concentration of 50 to 90% by weight. So that the polymerization temperature is 42-70
It is intended to provide a method for producing a (meth) acrylic acid-based cement dispersant, wherein the reaction is carried out by increasing the temperature stepwise.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明で用いられる単量体混合物
は、ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリル酸
エステル系単量体(以下、単量体Aという)及び(メ
タ)アクリル酸(以下、単量体Bという)を必須成分と
し、更に、これらと共重合可能な他の単量体(以下、単
量体Cという)を含むものでもよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The monomer mixture used in the present invention comprises a polyalkylene glycol mono (meth) acrylate monomer (hereinafter referred to as monomer A) and a (meth) acrylic acid (hereinafter referred to as monomer A). A monomer B) may be used as an essential component, and may further contain another monomer copolymerizable therewith (hereinafter, referred to as a monomer C).

【0008】ポリアルキレングリコールモノ(メタ)ア
クリル酸エステル系単量体(単量体A)としては、例え
ば、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレー
ト、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレー
ト、ポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレー
ト、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコール
モノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールポ
リブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリ
プロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メ
タ)アクリレート、ポリエチレングリコールポリプロピ
レングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)ア
クリレート、メトキシポリエチレングリコールモノ(メ
タ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコール
モノ(メタ)アクリレート、メトキシポリブチレングリ
コールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレ
ングリコールポリプロピレングリコールモノ(メタ)ア
クリレート、メトキシポリエチレングリコールポリブチ
レングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポ
リプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ
(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコー
ルポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモ
ノ(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコ
ールモノ(メタ)アクリレート、エトキシポリプロピレ
ングリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシポリ
ブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキ
シポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモ
ノ(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコ
ールポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレー
ト、エトキシポリプロピレングリコールポリブチレング
リコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシポリエチ
レングリコールポリプロピレングリコールポリブチレン
グリコールモノ(メタ)アクリレート、1-プロポキシポ
リエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2-プ
ロポキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレ
ート、1-ブトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)
アクリレート、2-ブトキシポリエチレングリコールモノ
(メタ)アクリレート、2-メチル-1-プロポキシポリエ
チレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2-メチル
-2-プロポキシポリエチレングリコールモノ(メタ)ア
クリレート、シクロヘキソキシポリエチレングリコール
モノ(メタ)アクリレート、1-オクトキシポリエチレン
グリコールモノ(メタ)アクリレート、2-エチル-1-ヘ
キサノキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリ
レート、ノニルアルコキシポリエチレングリコールモノ
(メタ)アクリレート、ラウリルアルコキシポリエチレ
ングリコールモノ(メタ)アクリレート、セチルアルコ
キシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレー
ト、ステアリルアルコキシポリエチレングリコールモノ
(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコ
ールモノ(メタ)アクリレート、フェニルメトキシポリ
エチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メチル
フェノキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリ
レート、p-エチルフェノキシポリエチレングリコールモ
ノ(メタ)アクリレート、ジメチルフェノキシポリエチ
レングリコールモノ(メタ)アクリレート、p-t-ブチル
フェノキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリ
レート、ノニルフェノキシポリエチレングリコールモノ
(メタ)アクリレート、ドデシルフェノキシポリエチレ
ングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェニルフェ
ノキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレー
ト、ナフキトシポリエチレングリコールモノ(メタ)ア
クリレート等を挙げることができ、これらはいずれかを
単独で又は2種以上を組合わせて使用することができ
る。
Examples of the polyalkylene glycol mono (meth) acrylate monomer (monomer A) include, for example, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, and polybutylene glycol mono (meth) acrylate. A) acrylate, polyethylene glycol polypropylene glycol mono (meth) acrylate, polyethylene glycol polybutylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol polybutylene glycol mono (meth) acrylate, polyethylene glycol polypropylene glycol polybutylene glycol mono (meth) acrylate, methoxypolyethylene Glycol mono (meth) acrylate, methoxy polypropylene glycol mono (meth) acryle Methoxypolybutylene glycol mono (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol polypropylene glycol mono (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol polybutylene glycol mono (meth) acrylate, methoxypolypropylene glycol polybutylene glycol mono (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol Polypropylene glycol polybutylene glycol mono (meth) acrylate, ethoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, ethoxy polypropylene glycol mono (meth) acrylate, ethoxy polybutylene glycol mono (meth) acrylate, ethoxy polyethylene glycol polypropylene glycol mono (meth) acrylate, Ethoxypolyer Lenglycol polybutylene glycol mono (meth) acrylate, ethoxy polypropylene glycol polybutylene glycol mono (meth) acrylate, ethoxy polyethylene glycol polypropylene glycol polybutylene glycol mono (meth) acrylate, 1-propoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, 2- Propoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, 1-butoxy polyethylene glycol mono (meth)
Acrylate, 2-butoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, 2-methyl-1-propoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, 2-methyl
2-propoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, cyclohexoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, 1-octoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, 2-ethyl-1-hexanoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate , Nonylalkoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, lauryl alkoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, cetyl alkoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, stearyl alkoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, phenoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, Phenylmethoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, methylphenoxy polyethylene glycol Recohol mono (meth) acrylate, p-ethylphenoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, dimethylphenoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, pt-butylphenoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, nonylphenoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate , Dodecylphenoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, phenylphenoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, naphthoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Can be used together.

【0009】本発明の製造方法により得られるセメント
添加剤は、セメントに吸着後、単量体A由来のポリアル
キレングリコール鎖の親水性と立体反発により、強力な
セメント分散性を発揮するものと考えられる。その観点
からは、ポリアルキレングリコール鎖には、親水性の高
いオキシエチレン基を多く導入することが好ましく、単
量体Aとしてメトキシポリエチレングリコールモノ(メ
タ)アクリレート、特にメトキシポリエチレングリコー
ルモノメタクリレートを用いるのが好ましい。また、ポ
リアルキレングリコール鎖が長すぎると、溶解に長時間
を要することになるため、オキシアルキレン基の平均付
加モル数は、5〜70、更には10〜40、特に23〜25が好ま
しい。
[0009] The cement additive obtained by the production method of the present invention is considered to exhibit strong cement dispersibility due to the hydrophilicity and steric repulsion of the polyalkylene glycol chain derived from the monomer A after being adsorbed on the cement. Can be From this viewpoint, it is preferable to introduce a large amount of highly hydrophilic oxyethylene groups into the polyalkylene glycol chain, and use methoxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate, particularly methoxypolyethylene glycol monomethacrylate as the monomer A. Is preferred. On the other hand, if the polyalkylene glycol chain is too long, it takes a long time to dissolve. Therefore, the average number of moles of the added oxyalkylene group is 5 to 70, preferably 10 to 40, and particularly preferably 23 to 25.

【0010】(メタ)アクリル酸(単量体B)として
は、アクリル酸及びメタクリル酸のいずれでもよく、い
ずれかを単独で又は両者を組合わせて使用することがで
きるが、メタクリル酸が好ましい。単量体Bをアルカリ
で中和すると、反応速度が低下し、未反応モノマーや分
散能が低い低分子ポリマーが増加する傾向がある。この
ためその中和率は0%であることが好ましい。従って、
反応系にアルカリ金属水酸化物等の中和剤を添加するこ
となく反応を行うのが好ましい。
As the (meth) acrylic acid (monomer B), either acrylic acid or methacrylic acid may be used, and either one may be used alone or a combination of both may be used, but methacrylic acid is preferred. When the monomer B is neutralized with an alkali, the reaction rate decreases, and unreacted monomers and low-molecular polymers having low dispersibility tend to increase. Therefore, the neutralization ratio is preferably 0%. Therefore,
The reaction is preferably performed without adding a neutralizing agent such as an alkali metal hydroxide to the reaction system.

【0011】上記単量体A、Bと共重合可能なその他の
単量体(単量体C)としては、例えば、炭素数1〜20の
脂肪族アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル;
マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸等の不飽和ジカル
ボン酸、これらの1価金属塩、2価金属塩、アンモニウ
ム塩及び有機アミン塩;マレイン酸、フマル酸、シトラ
コン酸等の不飽和ジカルボン酸と、炭素数1〜20の脂肪
族アルコール、炭素数2〜4のグリコール又はこれらの
グリコールの付加モル数2〜300の(アルコキシ)ポリ
アルキレングリコールとのモノエステル又はジエステ
ル;(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアルキ
ルアミド等の不飽和アミド類;酢酸ビニル、プロピオン
酸ビニル等のビニルエステル類;スチレン等の芳香族ビ
ニル類;(メタ)アリルスルホン酸、スルホエチル(メ
タ)アクリレート、2-メチルプロパンスルホン酸(メ
タ)アクリルアミド、スチレンスルホン酸等の不飽和ス
ルホン酸類、これらの1価金属塩、2価金属塩、アンモ
ニウム塩及び有機アミン塩等が挙げられ、これらはいず
れかを単独で又は2種以上を組合せて使用することがで
きる。
The other monomer (monomer C) copolymerizable with the monomers A and B includes, for example, an ester of an aliphatic alcohol having 1 to 20 carbon atoms and (meth) acrylic acid;
Maleic acid, fumaric acid, unsaturated dicarboxylic acids such as citraconic acid, monovalent metal salts, divalent metal salts, ammonium salts and organic amine salts thereof; maleic acid, fumaric acid, unsaturated dicarboxylic acids such as citraconic acid; C1-20 aliphatic alcohols, C2-4 glycols or monoesters or diesters of these glycols with (alkoxy) polyalkylene glycols having an addition mole number of 2 to 300; (meth) acrylamide, (meth) Unsaturated amides such as acrylalkylamide; vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; aromatic vinyls such as styrene; (meth) allylsulfonic acid, sulfoethyl (meth) acrylate, 2-methylpropanesulfonic acid ( Unsaturated sulfonic acids such as (meth) acrylamide and styrene sulfonic acid; Examples thereof include metal salts, divalent metal salts, ammonium salts, and organic amine salts, and any of these may be used alone or in combination of two or more.

【0012】単量体混合物中の単量体A、単量体B及び
単量体Cの比率としては、総単量体重量中、単量体Aは
5〜98重量%、更に25〜96重量%、特に40〜94重量%が
好ましく、単量体Bは95〜2重量%、更に75〜4重量
%、特に60〜6重量%が好ましく、単量体Cは0〜50重
量%、更に0〜30重量%、特に0〜10重量%が好まし
い。単量体混合物は、そのままの状態で用いてもよく、
また水溶液として用いてもよい。
The ratio of the monomer A, the monomer B and the monomer C in the monomer mixture is 5 to 98% by weight based on the total weight of the monomers, and 25 to 96% by weight. % By weight, especially 40 to 94% by weight, monomer B is 95 to 2% by weight, more preferably 75 to 4% by weight, particularly preferably 60 to 6% by weight, monomer C is 0 to 50% by weight, Further, it is preferably 0 to 30% by weight, particularly preferably 0 to 10% by weight. The monomer mixture may be used as it is,
It may be used as an aqueous solution.

【0013】本発明では連鎖移動剤を使用するのが好ま
しく、これを使用する場合、反応開始前に単量体混合物
と共に反応器に仕込む。連鎖移動剤としては、例えばメ
ルカプトエタノール、チオグリセロール、チオグリコー
ル酸、2-メルカプトプロピオン酸、3-メルカプトプロピ
オン酸、チオリンゴ酸、チオグリコール酸オクチル、3-
メルカプトプロピオン酸オクチル、2-メルカプトエタン
スルホン酸等のチオール系化合物等が挙げられ、これら
はいずれかを単独で又は2種以上を組合わせて使用する
ことができる。連鎖移動剤は単量体混合物の全重量の1
5重量%までの量、好ましくは0.5〜10重量%の量
で使用される。連鎖移動剤は、そのままの状態で用いて
もよく、また水溶液として用いてもよい。
In the present invention, it is preferable to use a chain transfer agent, and when this is used, it is charged into a reactor together with the monomer mixture before the start of the reaction. Examples of the chain transfer agent include mercaptoethanol, thioglycerol, thioglycolic acid, 2-mercaptopropionic acid, 3-mercaptopropionic acid, thiomalic acid, octyl thioglycolate,
Examples thereof include thiol compounds such as octyl mercaptopropionate and 2-mercaptoethanesulfonic acid, and any of these can be used alone or in combination of two or more. The chain transfer agent is 1% of the total weight of the monomer mixture.
It is used in an amount of up to 5% by weight, preferably in an amount of 0.5 to 10% by weight. The chain transfer agent may be used as it is, or may be used as an aqueous solution.

【0014】本発明の製造方法に使用される重合開始剤
としては、例えば、アンモニア又はアルカリ金属の過硫
酸塩;過酸化水素;2,2'-アゾビス(2-アミジノプロパ
ン)二塩酸塩等のアゾアミジン化合物などの水溶性の重
合開始剤が挙げられ、これらはいずれかを単独で又は2
種以上を組合わせて使用することができる。また、上記
重合開始剤とともに亜硫酸水素ナトリウム、モール塩、
アスコルビン酸等の促進剤を併用してもよい。重合開始
剤の使用量は、単量体混合物の全重量の0.5〜10重
量%、好ましくは1〜5重量%の量で使用される。重合
開始剤は、液体状、粉末状のいずれでもよい。これらを
そのままの状態で用いてもよく、予め希釈して重合開始
剤含有水溶液を調製して用いてもよい。粉末状の重合開
始剤をそのまま用いると、反応系中で均一に溶解させる
のに時間を要することがあるため、重合開始剤含有水溶
液を調製して用いることが好ましい。
The polymerization initiator used in the production method of the present invention includes, for example, ammonia or an alkali metal persulfate; hydrogen peroxide; 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride and the like. And water-soluble polymerization initiators such as azoamidine compounds.
More than one species can be used in combination. Also, sodium hydrogen sulfite, Mohr salt, together with the polymerization initiator,
An accelerator such as ascorbic acid may be used in combination. The polymerization initiator is used in an amount of 0.5 to 10% by weight, preferably 1 to 5% by weight based on the total weight of the monomer mixture. The polymerization initiator may be liquid or powder. These may be used as they are, or may be diluted beforehand to prepare and use a polymerization initiator-containing aqueous solution. If the powdered polymerization initiator is used as it is, it may take time to uniformly dissolve it in the reaction system. Therefore, it is preferable to prepare and use a polymerization initiator-containing aqueous solution.

【0015】本発明の製造方法における固形分濃度、す
なわち反応液中の水を除いた固形分の濃度は、低濃度で
あると反応時間が長くなり、未反応モノマーが残存し易
く、更に、合成時の生産性や乾燥粉末化の効率が低下す
るため、50〜90重量%であることが必要であり、好まし
くは60〜90重量%、特に好ましくは60〜85重量%であ
る。本発明の反応系には、水以外の溶媒、即ち有機溶媒
は実質的に含まない。
When the solid concentration in the production method of the present invention, that is, the solid content excluding water in the reaction solution, is low, the reaction time is prolonged, unreacted monomer is apt to remain, and Since the productivity at the time and the efficiency of dry powdering decrease, it is necessary to be 50 to 90% by weight, preferably 60 to 90% by weight, particularly preferably 60 to 85% by weight. The reaction system of the present invention contains substantially no solvent other than water, that is, no organic solvent.

【0016】重合温度は、通常42〜70℃であり、好まし
くは45〜65℃である。重合温度が42℃未満では重合反応
が生起しない。一方70℃を超えると、様々な分子量のポ
リマーが生成し易くなり、分散力の低いポリマーの生成
割合が増加するため、セメント分散剤としての性能が低
下する。
[0016] The polymerization temperature is usually 42 to 70 ° C, preferably 45 to 65 ° C. If the polymerization temperature is lower than 42 ° C., no polymerization reaction occurs. On the other hand, when the temperature exceeds 70 ° C., polymers having various molecular weights are easily produced, and the production ratio of the polymer having a low dispersing power is increased, so that the performance as a cement dispersant is reduced.

【0017】本発明の好ましい態様では、段階的に重合
温度を上げて反応させる。即ち、反応原料を一度に反応
容器に仕込んだ後、42〜52℃、好ましくは45〜50℃、の
温度で少なくとも20分間、好ましくは30分〜60分
間反応させ、次に55〜70℃の温度、好ましくは60〜65℃
に昇温して、30分以上反応させる。温度の制御は、例
えば、槽型反応器を用いる場合は、ジャケット温度を調
整して反応熱を制御することにより行うことができる。
In a preferred embodiment of the present invention, the reaction is carried out by increasing the polymerization temperature stepwise. That is, after charging the reaction raw materials into the reaction vessel at one time, the reaction is carried out at a temperature of 42 to 52 ° C, preferably 45 to 50 ° C for at least 20 minutes, preferably 30 to 60 minutes, and then at 55 to 70 ° C. Temperature, preferably 60-65 ° C
And react for 30 minutes or more. For example, when a tank reactor is used, the temperature can be controlled by adjusting the jacket temperature to control the heat of reaction.

【0018】重合開始剤の添加終了後、引き続き温度を
維持又は昇温して、反応を熟成させ、反応活性を低下さ
せるのが好ましい。反応活性が残っていると、得られる
セメント分散剤の経時安定性が低下する原因となる。
After completion of the addition of the polymerization initiator, the temperature is preferably maintained or raised to mature the reaction and reduce the reaction activity. If the reaction activity remains, it causes the stability with time of the obtained cement dispersant to decrease.

【0019】以上のようにして得られた反応液は、その
まま液状のセメント分散剤として使用することができ、
またこの反応液を原料として乾燥し、粉末分散剤として
使用することができる。
The reaction solution obtained as described above can be used as it is as a liquid cement dispersant,
The reaction solution can be dried as a raw material and used as a powder dispersant.

【0020】このようにして得られたセメント分散剤
は、他の公知のセメント混和剤と組み合わせて使用して
もよい。公知のセメント混和剤としては、例えば他のセ
メント分散剤(リグニンスルホン酸塩及びその誘導体、
オキシカルボン酸塩、ポリオール誘導体、ポリオキシエ
チレンアルキルアリールエーテル誘導体、アルキルアリ
ルスルホン酸塩のホルマリン縮合物、メラミンスルホン
酸のホルマリン縮合物、ポリカルボン酸系高分子化合物
等)、空気連行剤、セメント湿潤剤、膨張剤、防水剤、
遅延剤、急結剤、水溶性高分子物質、増粘剤、凝集剤、
乾燥収縮低減剤、強度増進剤、硬化促進剤、消泡剤等を
挙げることができ、これらはいずれかを単独で又は2種
以上を組合せて使用することができる。
The cement dispersant thus obtained may be used in combination with other known cement admixtures. Known cement admixtures include, for example, other cement dispersants (lignin sulfonates and derivatives thereof,
Oxycarboxylate, polyol derivative, polyoxyethylene alkylaryl ether derivative, formalin condensate of alkyl allyl sulfonate, formalin condensate of melamine sulfonic acid, polycarboxylic acid polymer compound, etc.), air entraining agent, cement wet Agent, swelling agent, waterproofing agent,
Retarders, quick-setting agents, water-soluble polymer substances, thickeners, flocculants,
Examples include a drying shrinkage reducing agent, a strength enhancer, a curing accelerator, an antifoaming agent, and the like, and any of these can be used alone or in combination of two or more.

【0021】[0021]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, but it should not be construed that the invention is limited thereto.

【0022】実施例1 300mlの3つ口フラスコに、メトキシポリエチレングリ
コールメタクリレート(n=23)82.2g、メタクリル酸
18.0g、メタリルスルホン酸ソーダ7.7g及び水19.6g
からなる原料を仕込み、攪拌しながら原料を溶解した。
その後、20重量%過硫酸アンモニウム水溶液9.7gを一度
に上記原料に添加した。反応混合物をオイルバスを60
℃に加温し、2時間重合反応を行った。 実施例2〜6 表1に示す反応材料を用いて、実施例1と同様の方法で
重合を行った。 比較例1 表1に示す反応材料で20重量%過硫酸アンモニウム水溶
液以外のものを300mlの3つ口フラスコに仕込み、攪拌
しながら溶解した。その後、オイルバスを60℃に加温
し、20重量%過硫酸アンモニウム水溶液を4時間で滴下
しながら重合を行った。 比較例2〜6 表1に示す反応材料を用いて、比較例1と同様の方法で
重合を行った。
Example 1 In a 300 ml three-necked flask, 82.2 g of methoxypolyethylene glycol methacrylate (n = 23), methacrylic acid
18.0 g, sodium methallyl sulfonate 7.7 g and water 19.6 g
And the raw materials were dissolved with stirring.
Thereafter, 9.7 g of a 20% by weight aqueous solution of ammonium persulfate was added to the above raw materials at once. Transfer the reaction mixture to an oil bath
C. and the polymerization reaction was carried out for 2 hours. Examples 2 to 6 Using the reaction materials shown in Table 1, polymerization was performed in the same manner as in Example 1. Comparative Example 1 The reaction materials shown in Table 1 other than a 20% by weight aqueous solution of ammonium persulfate were charged into a 300 ml three-necked flask and dissolved with stirring. Thereafter, the oil bath was heated to 60 ° C., and polymerization was carried out while dropping a 20% by weight aqueous solution of ammonium persulfate over 4 hours. Comparative Examples 2 to 6 Using the reaction materials shown in Table 1, polymerization was carried out in the same manner as in Comparative Example 1.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】表2に、実施例1〜6および比較例1〜6
における重合濃度(固形分濃度),重合温度、得られた
ポリマーの重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/M
n)、及び下記方法により測定したモルタルフロー値を
示す。
Table 2 shows Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6.
, Polymerization temperature, polymerization temperature, weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer, degree of dispersion (Mw / M
n) and the mortar flow value measured by the following method.

【0025】[0025]

【表2】 [Table 2]

【0026】(モルタルフロー測定方法)分散剤として
は、上記方法で得られた反応液を水で希釈し、固形分濃
度を30重量%に調整して用いた。配合 セメント:500g、小笠砂:500g、水:150g、消泡
剤:CC-118(日本油脂社製)5g(セメントの1重量
%)、分散剤:2.5g(セメントの0.15重量%;固形分
として)練り方 練り鉢にセメント、小笠砂、並びに混和剤と消泡剤の水
溶液を添加し、ホバートミキサーを用いて、90秒間混合
して、モルタルを調製した。フロー値の測定方法 厚さ5mmのみがき板ガラス上にモルタルフローコーンを
置き、調製したモルタルを充填した後、フローコーンを
引き上げる。広がりが静止した後、直角2方向の直径を
測定し、その平均値をフロー値とした。
(Method of measuring mortar flow) As a dispersant, the reaction solution obtained by the above method was diluted with water, and the solid content concentration was adjusted to 30% by weight. Compounded cement: 500 g, Ogasa sand: 500 g, water: 150 g, defoamer: CC-118 (manufactured by NOF Corporation) 5 g (1% by weight of cement), dispersant: 2.5 g (0.15% by weight of cement; solid content) Mixing method ) Cement, Ogasa sand, and an aqueous solution of an admixture and an antifoaming agent were added to a mixing bowl, and mixed for 90 seconds using a Hobart mixer to prepare a mortar. Method of measuring flow value A mortar flow cone is placed on a shingle glass plate having a thickness of 5 mm, and after filling the prepared mortar, the flow cone is pulled up. After the spread stopped, the diameters in two perpendicular directions were measured, and the average value was taken as the flow value.

【0027】実施例7 500mlの3つ口フラスコに、メトキシポリエチレングリ
コールメタクリレート(n=23)224.7g、メタクリル
酸49.2g、メタリルスルホン酸ソーダ21.0g及び水53.6
gからなる原料を仕込み、攪拌しながら原料を溶解し
た。その後、20重量%過硫酸アンモニウム水溶液26.5g
を一度に上記原料に添加し、オイルバスを50℃に加熱
し、重合反応を30分行った。その後オイルバスの温度
を60℃に上げ、重合反応を1時間行った。
Example 7 In a 500 ml three-necked flask, 224.7 g of methoxypolyethylene glycol methacrylate (n = 23), 49.2 g of methacrylic acid, 21.0 g of sodium methallylsulfonate and 53.6 g of water were placed.
g of raw material was charged and the raw material was dissolved with stirring. Then, 26.5 g of 20% by weight ammonium persulfate aqueous solution
Was added to the above raw materials at once, and the oil bath was heated to 50 ° C., and the polymerization reaction was carried out for 30 minutes. Thereafter, the temperature of the oil bath was raised to 60 ° C., and the polymerization reaction was performed for 1 hour.

【0028】実施例8〜10 表3に示す反応材料を用いて、実施例7と同様の方法で
重合を行った。
Examples 8 to 10 Using the reaction materials shown in Table 3, polymerization was carried out in the same manner as in Example 7.

【0029】[0029]

【表3】 [Table 3]

【0030】表4に、実施例7〜10における重合濃度
(固形分濃度),オイルバスと反応溶液の温度差(最大
値)、得られたポリマーの重量平均分子量(Mw)、分
散度(Mw/Mn)、及び上記方法により測定したモル
タルフロー値を示す。
Table 4 shows the polymerization concentration (solid content concentration), the temperature difference between the oil bath and the reaction solution (maximum value), the weight average molecular weight (Mw), and the dispersity (Mw) of the obtained polymer in Examples 7 to 10. / Mn) and the mortar flow value measured by the above method.

【0031】[0031]

【表4】 [Table 4]

【0032】実施例11及び比較例7:粉末分散剤の製
造 実施例1及び比較例6で得られた反応液(固形分400g
相当)に10重量%水酸化ナトリウム水溶液を添加して、
pHをアルカリ性に調整した後、亜硫酸ソーダ及びトリエ
タノールアミンを固形分に対してそれぞれ1重量%添加
し、過酸化物を中和した。これを処理容積が1Lのニー
ダー型混練攪拌機に入れて温度90℃、30Torrの減圧下、
混練しながら濃縮・乾燥を行った。得られた粉粒体は粉
砕機(マツバラ社製MCG180)で粉砕して、粒径50〜500
μmに調整した。上記の各粉末分散剤の製造において、
乾燥に要した時間及び乾燥減量を表5に示す。
Example 11 and Comparative Example 7: Production of Powder Dispersant The reaction solution obtained in Example 1 and Comparative Example 6 (solid content: 400 g)
10% by weight aqueous sodium hydroxide solution)
After adjusting the pH to alkaline, sodium peroxide and triethanolamine were each added at 1% by weight based on the solid content to neutralize the peroxide. This was put in a kneader-type kneader-stirrer with a processing volume of 1 L, and the temperature was 90 ° C. and the pressure was reduced to 30 Torr.
Concentration and drying were performed while kneading. The obtained powder is pulverized with a pulverizer (MCG180 manufactured by Matsubara Co., Ltd.) to obtain a particle size of 50 to 500.
It was adjusted to μm. In the production of each of the above powder dispersants,
Table 5 shows the time required for drying and the loss on drying.

【0033】[0033]

【表5】 [Table 5]

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、特別な装
置、例えばモノマー混合槽、重合開始剤滴下装置等,を
必要とせずに、簡単な操作で、分子量分布幅の狭い高性
能のセメント分散剤を短時間で製造することができる。
According to the production method of the present invention, a high-performance cement having a narrow molecular weight distribution can be obtained by a simple operation without requiring a special device such as a monomer mixing tank and a polymerization initiator dropping device. The dispersant can be manufactured in a short time.

フロントページの続き (72)発明者 中西 博 千葉県佐倉市大作二丁目4番2号 太平洋 セメント株式会社中央研究所内 Fターム(参考) 4J011 AA06 BB09 HA02 HB02 HB06 4J027 AC03 BA06 CB10 CC02 CD00Continuing from the front page (72) Inventor Hiroshi Nakanishi 2-4-2 Daisaku, Sakura City, Chiba Prefecture Pacific Cement Co., Ltd. Central Research Laboratory F term (reference) 4J011 AA06 BB09 HA02 HB02 HB06 4J027 AC03 BA06 CB10 CC02 CD00

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリアルキレングリコールモノ(メタ)
アクリル酸エステル系単量体及び(メタ)アクリル酸を
含有する単量体混合物、重合開始剤および水を含む反応
材料の全部を固形分濃度50〜90重量%となるように反応
容器内に仕込み、重合温度42〜70℃で反応させることを
特徴とする(メタ)アクリル酸系セメント分散剤の製造
方法。
1. Polyalkylene glycol mono (meth)
A reaction mixture including a monomer mixture containing an acrylate monomer and (meth) acrylic acid, a polymerization initiator and water is charged into a reaction vessel so as to have a solid content concentration of 50 to 90% by weight. A method of producing a (meth) acrylic acid-based cement dispersant, wherein the reaction is carried out at a polymerization temperature of 42 to 70 ° C.
【請求項2】 単量体混合物が、メトキシポリエチレン
グリコールメタクリレート及びメタクリル酸を含有する
ものである請求項1記載の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the monomer mixture contains methoxypolyethylene glycol methacrylate and methacrylic acid.
【請求項3】 ポリアルキレングリコールモノ(メタ)
アクリル酸エステル系単量体及び(メタ)アクリル酸を
含有する単量体混合物、重合開始剤および水を含む反応
材料の全部を固形分濃度50〜90重量%となるように反応
容器内に仕込み、42〜70℃の重合温度を段階的に上げて
反応させることを特徴とする(メタ)アクリル酸系セメ
ント分散剤の製造方法。
3. Polyalkylene glycol mono (meth)
A reaction mixture including a monomer mixture containing an acrylate monomer and (meth) acrylic acid, a polymerization initiator and water is charged into a reaction vessel so as to have a solid content concentration of 50 to 90% by weight. A method for producing a (meth) acrylic acid-based cement dispersant, wherein a polymerization temperature of 42 to 70 ° C. is stepwise raised to cause a reaction.
【請求項4】 重合温度42〜52℃で少なくとも20分反
応させ、次いで55〜70℃に重合温度を上げることを特徴
とする請求項3記載の製造方法。
4. The method according to claim 3, wherein the reaction is carried out at a polymerization temperature of 42 to 52 ° C. for at least 20 minutes, and then the polymerization temperature is raised to 55 to 70 ° C.
【請求項5】 単量体混合物が、メトキシポリエチレン
グリコールメタクリレート及びメタクリル酸を含有する
ものである請求項3又は4記載の製造方法。
5. The production method according to claim 3, wherein the monomer mixture contains methoxypolyethylene glycol methacrylate and methacrylic acid.
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