JP2007169372A - Water-swellable sealing material - Google Patents

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Hisakazu Tanaka
寿計 田中
Yoshiki Hasegawa
義起 長谷川
Masatoshi Matsuo
真俊 松尾
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water-swellable sealing material exhibiting high swellability and stable swellability for a long term to water containing much polyvalent metal ion, such as cement water and calcium chloride water and little eluating fraction to aqueous liquids. <P>SOLUTION: The water-swellable sealing material comprises rubber (A) and a water-swellable material (B) comprising a polymer crosslinked copolymer particle obtained by copolymerizing a mixture of monomers, comprising (i) 20-60 mol.% mixture of sulfonic group-containing acrylamide monomers, containing unneutralized-sulfonic group-containing acrylamide monomer (a) and neutralized-sulfonic group-containing acrylamide monomer (b) at a molar ratio (a)/(b) of from 20/80 to 60/40, (ii) 35-79 mol.% acrylamide monomer and (iii) ≤5 mol.% unneutralized (meth)acrylic acid monomer. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、水膨潤性シール材に関する。更に詳しくは、セメント水、塩化カルシウム水等多価金属イオンを高濃度に含有する水に対し高い膨潤性を示し、長期にわたり安定した膨潤性を示し、水性液体への溶出分が少ない、土木工事や建築工事における止水材などとして有用な水膨潤性シール材に関するものである。   The present invention relates to a water-swellable sealing material. In more detail, civil engineering works that show high swellability to water containing a high concentration of polyvalent metal ions such as cement water and calcium chloride water, stable swelling over a long period of time, and little elution into aqueous liquids The present invention relates to a water-swellable sealing material useful as a waterproofing material in construction work.

熱可塑性樹脂やゴムに吸水性樹脂を含有させ水膨潤性シール材を調製し、これを土木工事や建築工事などの止水材として使用する技術が数多く提案されている。しかしながら、これらは耐塩水性の問題から、硬水や海水などの多価金属イオンを含有する水溶液に長期にわたり接すると膨潤率が低下し、十分な止水効果を発揮できないという欠点があった。   Many techniques have been proposed in which a water-swellable sealing material is prepared by containing a water-absorbing resin in a thermoplastic resin or rubber, and this is used as a water-stopping material for civil engineering or construction work. However, due to the problem of salt water resistance, there is a drawback that the swelling rate is lowered when a long-term contact with an aqueous solution containing a polyvalent metal ion such as hard water or seawater and a sufficient water-stopping effect cannot be exhibited.

このような問題を解消するために、スルホアルキル(メタ)アクリレートや2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等からなる吸水材が提案され(例えば特許文献1および2参照)、それをゴム等に用いた耐塩性の膨潤剤(水膨潤性シール材)が提案されている(例えば特許文献3、4および5参照)。また、長期間水中へ浸漬した場合の溶出を改善するためにウレタンプレポリマーとそれら膨潤剤を混合することが提案されている(特許文献6および7)。   In order to solve such a problem, a water-absorbing material composed of sulfoalkyl (meth) acrylate, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid or the like has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2), which is used as rubber or the like. A salt-resistant swelling agent (water-swellable sealing material) used has been proposed (see, for example, Patent Documents 3, 4, and 5). Moreover, in order to improve the elution at the time of being immersed in water for a long time, mixing a urethane prepolymer and these swelling agents is proposed (patent documents 6 and 7).

近年、水膨潤性シール材を都市部海底トンネルや地下鉄工事におけるコンクリートセグメント材として使用する場合、多価金属イオンを含有する水、中でもセメント水に対するよりいっそう高い膨潤性と経時安定性に対する要求が高まっている。   In recent years, when water-swellable sealing materials are used as concrete segment materials in urban submarine tunnels and subway construction, there is an increasing demand for higher swelling and stability over time for water containing polyvalent metal ions, especially cement water. ing.

かかる要求があるにもかかわらず、前記のスルホアルキル(メタ)アクリレートや2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等からなる吸水材を用いた耐塩性膨潤剤の場合には、セメント水に対する膨潤性および経時安定性は充分ではなかった。このため、前記吸水材を、セメント水に対する高い膨潤性を要求される地下鉄工事におけるコンクリートセグメント材として用いた場合、十分な性能が得られない場合が見られた。   In spite of such a requirement, in the case of a salt-resistant swelling agent using a water-absorbing material composed of the aforementioned sulfoalkyl (meth) acrylate, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, etc., the swelling property against cement water And the stability over time was not sufficient. For this reason, when the said water absorbing material was used as a concrete segment material in the subway construction which requires the high swelling property with respect to cement water, the case where sufficient performance was not obtained was seen.

特開昭61−36309号公報JP-A-61-36309 特開昭62−144748号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-144748 特開昭61−31450号公報JP-A-61-31450 特開平3−157455号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-157455 特開平6−1886号公報JP-A-6-1886 特開平2−155953号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-155953 特開平2−155954号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-155554

本発明の目的は、セメント水、塩化カルシウム水等多価金属イオンを高濃度に含有する水に対し高い膨潤性、および長期にわたり安定した膨潤性を示し、水性液体への溶出分が少ない、水膨潤性シール材を提供することにある。   The object of the present invention is to exhibit high swellability with respect to water containing a high concentration of polyvalent metal ions such as cement water and calcium chloride water, and stable swellability over a long period of time. The object is to provide a swellable sealing material.

本発明者等は、前記課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、特定の単量体の混合物が、特定割合において多価金属イオンを含む水溶液のうち特にセメント水に対し高い吸水性と共にゲル形態保持性及びゲル強度に優れ、そのような特定の単量体の混合物を特定割合で調整した水膨潤性物質をゴムに添加して調整した水膨潤性シール材がセメント水、塩化カルシウム水等多価金属イオンを高濃度に含有する水に対し高い膨潤性を示し、長期にわたり安定した膨潤性を示し、水性液体への溶出分が少ないことを見出すに及んで、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a mixture of specific monomers has a high water absorption particularly in cement water among aqueous solutions containing polyvalent metal ions in a specific ratio. A water-swellable sealing material prepared by adding a water-swellable substance prepared by adding a mixture of such specific monomers at a specific ratio to rubber and having excellent gel shape retention and gel strength is cement water, calcium chloride water. The present invention is completed by finding high swellability with respect to water containing a high concentration of equivalent metal ions, showing stable swellability over a long period of time, and less elution into an aqueous liquid. It came.

即ち、本発明は、ゴム(A)と、
(i)スルホン酸基が中和されていないスルホン酸基含有アクリルアミド単量体(a)とスルホン酸基が中和されているスルホン酸基含有アクリルアミド単量体(b)とを、前記(A)/前記(B)が20/80〜60/40となるモル比で含んでなるスルホン酸基含有アクリルアミド単量体の混合物20〜60モル%、
(ii)アクリルアミド系単量体35〜79モル%、
(iii)中和されていない(メタ)アクリル酸単量体5モル%以下
を含む前記単量体の混合物を、
共重合して得られる高分子架橋共重合体粒子からなる水膨潤性物質(B)とを含有することを特徴とする水膨潤性シール材を提供するものである。
That is, the present invention relates to rubber (A),
(I) The sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (a) in which the sulfonic acid group is not neutralized and the sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (b) in which the sulfonic acid group is neutralized are ) / 20-60 mol% of a mixture of sulfonic acid group-containing acrylamide monomers comprising (B) in a molar ratio of 20 / 80-60 / 40,
(Ii) acrylamide monomer 35-79 mol%,
(iii) a mixture of said monomers containing 5 mol% or less of unneutralized (meth) acrylic acid monomer,
A water-swellable sealing material comprising a water-swellable substance (B) comprising polymer crosslinked copolymer particles obtained by copolymerization is provided.

本発明の水膨潤性シール材は、セメント水、塩化カルシウム水等多価金属イオンを高濃度に含有する水に対し高い膨潤性を示し、長期にわたり安定した膨潤性を示し、水性液体への溶出分が少ないので、土木工事や建築工事における止水材などとして利用可能である。   The water-swellable sealing material of the present invention exhibits high swellability with respect to water containing a high concentration of polyvalent metal ions such as cement water and calcium chloride water, and exhibits stable swellability over a long period of time. Since there are few minutes, it can be used as a waterproofing material in civil engineering and construction work.

次いで、本発明を実施するにあたり、必要な事項を具体的に述べる。
本発明の水膨潤性シール材に用いるゴム(A)としては、例えばポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン‐ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、イソプレン‐イソブチレンゴム、エチレン‐プロピレン共重合ゴムなどの合成ゴムや塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン、エチレン‐酢酸ビニル共重合体、軟質ポリ塩化ビニル、ポリウレタンなどのゴム弾性を有する合成樹脂や天然ゴムなどが挙げられ、特に合成ゴム又はそれと天然ゴムとの混合物が好ましい。これらは単独でも、また2種以上を組み合わせて用いてもよい。合成ゴムとしてはクロロプレンゴム、スチレン‐ブタジエンゴムが好ましい。
Next, details necessary for carrying out the present invention will be described in detail.
Examples of the rubber (A) used in the water-swellable sealing material of the present invention include synthetic rubber such as polybutadiene rubber, polyisoprene rubber, styrene-butadiene rubber, chloroprene rubber, isoprene-isobutylene rubber, ethylene-propylene copolymer rubber, and chlorine. Synthetic rubber or synthetic rubber having rubber elasticity such as sulfonated polyethylene, chlorosulfonated polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, soft polyvinyl chloride, polyurethane, etc. are mentioned, and synthetic rubber or a mixture thereof with natural rubber is particularly preferable. . These may be used alone or in combination of two or more. As the synthetic rubber, chloroprene rubber and styrene-butadiene rubber are preferable.

また本発明の水膨潤性シール材に用いる水膨潤性物質(B)は、特定の割合の単量体の混合物を架橋剤の存在下で共重合して得られる高分子架橋共重合体粒子からなるものである。
かかる単量体の組成は、(i)スルホン酸基が中和されていないスルホン酸基含有アクリルアミド単量体(a)及びスルホン酸基が中和されているスルホン酸基含有アクリルアミド単量体(b)を、前記(a)/前記(b)が20/80〜60/40となるモル比で含んでなるスルホン酸基含有アクリルアミド単量体の混合物20〜60モル%、(ii)アクリルアミド系単量体35〜79モル%、(iii)中和されていない(メタ)アクリル酸単量体5モル%以下の単量体からなるものである。
The water-swellable substance (B) used in the water-swellable sealing material of the present invention is obtained from polymer cross-linked copolymer particles obtained by copolymerizing a mixture of monomers in a specific ratio in the presence of a cross-linking agent. It will be.
The composition of such a monomer includes (i) a sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (a) in which the sulfonic acid group is not neutralized and a sulfonic acid group-containing acrylamide monomer in which the sulfonic acid group is neutralized ( 20) to 60 mol% of a sulfonic acid group-containing acrylamide monomer comprising (a) / (b) in a molar ratio of 20/80 to 60/40, (ii) an acrylamide system It consists of a monomer of 35 to 79 mol%, and (iii) an unneutralized (meth) acrylic acid monomer of 5 mol% or less.

前記スルホン酸基が中和されていないスルホン酸基含有アクリルアミド単量体(a)としては、例えば一般式(1)   Examples of the sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (a) in which the sulfonic acid group is not neutralized include, for example, the general formula (1)

Figure 2007169372
(式中、Rは、水素原子又はメチル基、Xは-NH-、Rは直鎖状または分岐鎖状の炭素原子数が2〜4のアルキレン基を示す。)で表される化合物が挙げられ、この一般式(1)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2007169372
(Wherein R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, X represents —NH—, and R 2 represents a linear or branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms). It is preferable that it is a compound represented by this general formula (1).

一般式(1)で表されるスルホン酸基含有アクリルアミド単量体(a)としては、具体的には例えば、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−メタクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等を挙げることができる。この中でも2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸であることが特に好ましい。   Specific examples of the sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (a) represented by the general formula (1) include 2-acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid and 2-methacrylamide-2-methylpropanesulfone. An acid etc. can be mentioned. Of these, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid is particularly preferable.

前記のスルホン酸基が中和されているスルホン酸基含有アクリルアミド単量体(b)としては、例えば一般式(2)   Examples of the sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (b) in which the sulfonic acid group is neutralized include, for example, the general formula (2)

Figure 2007169372
Figure 2007169372

(式中、Rは、水素原子又はメチル基、Xは-NH-、Rは直鎖状または分岐鎖状の炭素原子数2〜4のアルキレン基、Yはアルカリ金属、アルカリ土類金属又はアンモニウム基を示す。)で表される化合物が挙げられ、この一般式(2)で表される化合物であることが好ましい。 (In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, X is —NH—, R 2 is a linear or branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, Y is an alkali metal or alkaline earth metal) Or an ammonium group.), And a compound represented by the general formula (2) is preferable.

一般式(2)で表されるスルホン酸基含有アクリルアミド単量体(b)としては、具体的には例えば、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−メタアクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩等が挙げられる。アルカリ金属塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、ルビジウム塩等が挙げられ、アルカリ土類金属塩としては、カルシウム塩、マグネシウム塩等が挙げられる。これらのうち、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸のナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、ルビジウム塩といったアルカリ金属塩が特に好ましい。   Specific examples of the sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (b) represented by the general formula (2) include 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid and 2-methacrylamide-2-methylpropanesulfone. Examples include alkali metal salts such as acids, alkaline earth metal salts, and ammonium salts. Examples of the alkali metal salt include sodium salt, potassium salt, lithium salt, and rubidium salt. Examples of the alkaline earth metal salt include calcium salt and magnesium salt. Of these, alkali metal salts such as sodium salt, potassium salt, lithium salt and rubidium salt of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid are particularly preferable.

本発明に用いる高分子架橋共重合体粒子は、(i)スルホン酸基が中和されていないスルホン酸基含有アクリルアミド単量体(a)及びスルホン酸基が中和されているスルホン酸基含有アクリルアミド単量体(b)を前記(a)/前記(b)が20/80〜60/40のモル比で共重合させることにより、1%セメント水に対する吸水率を55g/g以上に制御することができる。
中和されているスルホン酸基含有アクリルアミド単量体(b)のモル比が40未満である場合、1%セメント水の吸水率が低くなり要求を満たさなくなる。また、中和されているスルホン酸基含有アクリルアミド単量体(b)のモル比が80を越える場合、セメント水の吸水率が改善しないばかりか、吸水ゲルの強度が低下する要因となる。
The polymer cross-linked copolymer particles used in the present invention include (i) a sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (a) whose sulfonic acid group is not neutralized and a sulfonic acid group-containing neutralized sulfonic acid group. By copolymerizing the acrylamide monomer (b) at a molar ratio of (a) / (b) of 20/80 to 60/40, the water absorption with respect to 1% cement water is controlled to 55 g / g or more. be able to.
When the molar ratio of the neutralized sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (b) is less than 40, the water absorption rate of 1% cement water becomes low and the requirement is not satisfied. Moreover, when the molar ratio of the neutralized sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (b) exceeds 80, not only the water absorption rate of cement water is improved, but also the strength of the water absorbing gel is lowered.

前記スルホン酸基含有アクリルアミド単量体(a)及びスルホン酸基含有アクリルアミド単量体(b)は、異なる種類を使用しても、或いは同じ種類のものを使用してもよい。前記(a)及び(b)を中和の点以外では相違しない1種類のスルホン酸基含有アクリルアミド単量体を使用する場合は、スルホン酸基の中和率を40〜80%に調製することにより、(a)/(b)=20/80〜60/40のモル比に調製することができるので好ましい。   The sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (a) and the sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (b) may be different types or the same type. When using one type of sulfonic acid group-containing acrylamide monomer that is different from the above (a) and (b) except for neutralization, the neutralization rate of the sulfonic acid group should be adjusted to 40 to 80%. Is preferable because it can be prepared at a molar ratio of (a) / (b) = 20/80 to 60/40.

前記スルホン酸基含有アクリルアミド単量体(a)及び(b)を前記モル比で含んでなるスルホン酸基含有アクリルアミド単量体の混合物(i)は、原料の単量体混合物中20〜60モル%含有するものである。20〜60モル%含有することにより、1%セメント水に対する吸水率を55g/g以上に制御することができる。このうち、20〜50モル%含むことが好ましい。   The mixture (i) of the sulfonic acid group-containing acrylamide monomer comprising the sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (a) and (b) in the molar ratio is 20 to 60 mol in the raw material monomer mixture. % Content. By containing 20 to 60 mol%, the water absorption with respect to 1% cement water can be controlled to 55 g / g or more. Among these, it is preferable to contain 20-50 mol%.

前記スルホン酸基含有アクリルアミド単量体の混合物(i)の含有量が、20モル%未満である場合にはセメント水の吸水率が低くなり要求を満たさなくなる。また、前記単量体の混合物(i)の含有量が60モル%を越える場合には、重合性の問題から共重合体分子量の低下が起こり、共重合体粒子に吸水させた際、水糊状となりゲル強度の低下につながる要因となるとともに、他の材料に添加して使用した場合、成分の溶出に繋がるので好ましくない。また、得られる共重合体粒子の流動性が損なわれ粒子同士が凝集しやすくなるなど取り扱いにくいものとなる。   When the content of the mixture (i) of the sulfonic acid group-containing acrylamide monomer is less than 20 mol%, the water absorption of the cement water becomes low and the requirement is not satisfied. Further, when the content of the monomer mixture (i) exceeds 60 mol%, the molecular weight of the copolymer is lowered due to polymerizability, and when the water is absorbed by the copolymer particles, It becomes a factor that leads to a decrease in gel strength, and when added to other materials, it leads to elution of components, which is not preferable. Further, the fluidity of the resulting copolymer particles is impaired, and the particles are difficult to handle, such as the particles tend to aggregate.

前記アクリルアミド系単量体(ii)は、原料単量体の混合物中35〜79モル%、好ましくは49〜79モル%含有するものである。その具体例としては、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。これらのうち、(メタ)アクリルアミドが好ましい。   The acrylamide monomer (ii) is contained in the raw material monomer mixture in an amount of 35 to 79 mol%, preferably 49 to 79 mol%. Specific examples thereof include (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide and the like. Of these, (meth) acrylamide is preferred.

前記中和されていない(メタ)アクリル酸単量体(iii)としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸を挙げることが出来る。(メタ)アクリル酸単量体は、原料単量体の混合物中の5モル%以下含み、好ましくは1モル%以下含むものである。(メタ)アクリル酸単量体は5モル%以下含有することにより、吸水ゲル強度を高く保持したままセメント水の吸水率を増加させることができる。(メタ)アクリル酸単量体が5モル%を越える場合、セメント水の吸水率が低くなると共に、長期に吸水させた場合セメント水の吸水率が安定せず変化するなどの問題点が発生する。また、これを防止するためスルホン酸基含有アクリルアミド単量体(i)の使用量を増加させた場合、共重合体粒子に吸水させた際に水糊状となり、ゲル強度の低下を引き起こすと共に他の材料に添加して使用した場合に成分の溶出に繋がる問題があり好ましくない。   Examples of the non-neutralized (meth) acrylic acid monomer (iii) include acrylic acid and methacrylic acid. The (meth) acrylic acid monomer is contained in an amount of 5 mol% or less, preferably 1 mol% or less in the mixture of raw material monomers. By containing the (meth) acrylic acid monomer in an amount of 5 mol% or less, the water absorption rate of the cement water can be increased while keeping the water absorption gel strength high. When the (meth) acrylic acid monomer exceeds 5 mol%, the water absorption of the cement water becomes low, and when the water is absorbed for a long time, the water absorption of the cement water changes unstably and changes. . Further, when the amount of the sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (i) is increased in order to prevent this, it becomes a water paste when the copolymer particles absorb water, causing a decrease in gel strength and others. When added to the above materials, there is a problem that leads to elution of components, which is not preferable.

本発明に用いる高分子架橋共重合体粒子を、(i)前記スルホン酸基含有アクリルアミド単量体(a)及び(b)の混合物が20〜50モル%、(ii)アクリルアミド系単量体が49〜79モル%、(iii)中和されていないアクリル酸単量体1モル%以下含む単量体混合物を共重合して得ることにより、吸水率、ゲル強度、ゲル形態保持性といった全ての性能をさらに向上させることが可能になる。   The polymer cross-linked copolymer particles used in the present invention include (i) a mixture of the sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (a) and (b) in an amount of 20 to 50 mol%, and (ii) an acrylamide monomer. By copolymerizing a monomer mixture containing 49 to 79 mol%, (iii) 1 mol% or less of an unneutralized acrylic acid monomer, all water absorption, gel strength, gel shape retention, etc. The performance can be further improved.

前記高分子架橋共重合体粒子は、好ましくは平均粒径1〜50μmで、より好ましくは10〜30μmのものである。1μm未満の場合、高分子架橋共重合体粒子はままこになりやすく取り扱いが困難となり、また50μmを越える場合、ゴムに添加し水膨潤性シール材を調製した際外観が損なわれるほか、水膨潤性シール材の物理的機械的強度が低下する原因となる。   The polymer crosslinked copolymer particles preferably have an average particle size of 1 to 50 μm, more preferably 10 to 30 μm. If it is less than 1 μm, the polymer cross-linked copolymer particles tend to remain untreated and difficult to handle, and if it exceeds 50 μm, the appearance of the water-swellable sealing material added to the rubber is impaired, and water swelling This causes a decrease in the physical and mechanical strength of the sealing material.

前記単量体の混合物が重合した重合体同士は、架橋剤を使用せずとも自己架橋する場合があるが、架橋剤を使用して架橋させることが、吸水性に優れた共重合体粒子を製造する上で好ましい。   Polymers obtained by polymerizing a mixture of the monomers may self-crosslink without using a crosslinking agent, but crosslinking using a crosslinking agent may result in copolymer particles having excellent water absorption. It is preferable in manufacturing.

架橋剤としては、2個以上のエチレン性不飽和結合を有する単量体、前記単量体混合物中の単量体の有する官能基と反応する官能基を2個以上有する化合物が挙げられる。
かかる2個以上のエチレン性不飽和結合を有する単量体としては、例えばジ(メタ)アクリル酸エステル、トリ(メタ)アクリル酸エステル、ビスアクリルアミドなどが好ましく挙げられる。ジ(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えばエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジ(メタ)アクリル酸カルバミルエステルなどが挙げられる。
Examples of the crosslinking agent include a monomer having two or more ethylenically unsaturated bonds and a compound having two or more functional groups that react with the functional group of the monomer in the monomer mixture.
Preferred examples of the monomer having two or more ethylenically unsaturated bonds include di (meth) acrylic acid ester, tri (meth) acrylic acid ester, and bisacrylamide. Examples of di (meth) acrylic acid esters include ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, di (meth) acrylic acid carb Examples include mill esters.

トリ(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えばトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリストールトリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
ビスアクリルアミドとしては、例えばN,N'−メチレンビスアクリルアミド、N,N'−エチレンビスアクリルアミドなどが挙げられる。これらのなかでも、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミドを使用することが好ましい。
Examples of the tri (meth) acrylic acid ester include trimethylolpropane tri (meth) acrylate and pentaerythritol tri (meth) acrylate.
Examples of bisacrylamide include N, N′-methylenebisacrylamide and N, N′-ethylenebisacrylamide. Among these, it is preferable to use ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, and N, N′-methylenebis (meth) acrylamide.

また、前記単量体の混合物中の単量体の有する官能基と反応する官能基を2個以上有する化合物としては、(メタ)アクリル酸の有するカルボキシル基と反応する官能基を2個以上有する化合物が挙げられる。具体的には、例えばエポキシ基を2個以上有する化合物、イソシアネート基を2個以上有する化合物等が挙げられ、なかでもジグリシジルエーテル化合物を使用することが特に好ましい。   Moreover, as a compound which has two or more functional groups which react with the functional group which the monomer in the said mixture of monomers has, it has two or more functional groups which react with the carboxyl group which (meth) acrylic acid has Compounds. Specifically, for example, a compound having two or more epoxy groups, a compound having two or more isocyanate groups, and the like are used, and it is particularly preferable to use a diglycidyl ether compound.

エポキシ基を2個以上有する化合物としては、例えばエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンジグリシジルエーテル、ポリグリセリンジグリシジルエーテル等が挙げられ、なかでもエチレングリコールジグリシジルエーテルを使用することが好ましい。   Examples of the compound having two or more epoxy groups include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, glycerin diglycidyl ether, and polyglycerin diglycidyl ether. Of these, ethylene glycol diglycidyl ether is preferably used.

イソシアネート基を2個以上有する化合物としては、例えば2,4−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。   Examples of the compound having two or more isocyanate groups include 2,4-tolylene diisocyanate and hexamethylene diisocyanate.

前記2個以上のエチレン性不飽和結合を有する単量体及び前記(メタ)アクリル酸の有するカルボキシル基と反応する官能基を2個以上有する化合物は、前記単量体混合物100モル%に対して好ましくは0.001〜1モル%、より好ましくは0.01〜0.1モル%の範囲内で使用する。0.001〜1モル%の範囲であれば、所望の吸水性能が得られると共に充分な架橋構造が得ることができる。   The monomer having two or more ethylenically unsaturated bonds and the compound having two or more functional groups that react with the carboxyl group of the (meth) acrylic acid are based on 100 mol% of the monomer mixture. Preferably it is used within the range of 0.001 to 1 mol%, more preferably 0.01 to 0.1 mol%. If it is the range of 0.001-1 mol%, while sufficient water absorption performance will be obtained, sufficient crosslinked structure can be obtained.

本発明の水膨潤性シール材に用いる高分子架橋共重合体粒子は、従来から知られている重合方法により製造することができ、例えば、双椀型ニーダー中で攪拌しながら重合する方法、容器中で注型重合する方法、駆動するベルト上で連続的に静置重合する方法、逆相懸濁重合法等を挙げることができる。具体的には、前記(a)と前記(b)を前記モル比で含んでなるスルホン酸基含有アクリルアミド単量体の混合物(i)20〜60モル%、(ii)アクリルアミド系単量体35〜79モル%、(iii)5モル%以下からなる中和されていない(メタ)アクリル酸単量体からなる単量体の混合物を、架橋剤、界面活性剤の存在下で、ラジカル重合開始剤を用いて重合を行う。中でも、逆相懸濁重合法は、界面活性剤を用いることにより、疎水性有機溶媒中に水溶性エチレン性不飽和単量体を分散させて重合を行うことができることから、容易に所望の平均粒子径の高分子架橋体粒子が得られる点で好ましい。   The polymer cross-linked copolymer particles used in the water-swellable sealing material of the present invention can be produced by a conventionally known polymerization method, for example, a method of polymerizing while stirring in a twin-type kneader, a container Among them, there are a method of cast polymerization, a method of continuous stationary polymerization on a driving belt, a reverse phase suspension polymerization method, and the like. Specifically, a mixture of sulfonic acid group-containing acrylamide monomers comprising (a) and (b) in the molar ratio (i) 20 to 60 mol%, (ii) acrylamide monomer 35 Radical polymerization is initiated in the presence of a crosslinking agent and a surfactant in a mixture of non-neutralized (meth) acrylic acid monomers consisting of ˜79 mol% and (iii) 5 mol% or less Polymerization is performed using an agent. Among these, the reverse-phase suspension polymerization method can perform polymerization by dispersing a water-soluble ethylenically unsaturated monomer in a hydrophobic organic solvent by using a surfactant. This is preferred in that crosslinked polymer particles having a particle size can be obtained.

逆相懸濁重合法のより具体的な方法としては、次の方法が挙げられる。
スルホン酸基が中和されていないスルホン酸基含有アクリルアミド単量体(a)及びスルホン酸基が中和されているスルホン酸基含有アクリルアミド単量体(b)を必要に応じ重合禁止剤を溶解した水に秤量添加することによりこれらを溶解させる。または、中和されていないスルホン酸基含有アクリルアミド単量体(a)を、必要に応じ重合禁止剤を含み中和剤を溶解した水溶液中に秤量添加することにより、これを中和溶解させる。これにアクリルアミド系単量体(ii)及び(メタ)アクリル酸単量体(iii)を添加溶解せしめる。続いて、架橋剤、ラジカル重合開始剤、及び必要に応じてチオール類、チオール酸類、第2級アルコール類、アミン類、次亜りん酸塩類等の水溶性連鎖移動剤を添加し、必要に応じ窒素等の不活性ガスを導入して脱気することにより単量体水溶液の調製を行う。
一方、重合装置内で界面活性剤を疎水性有機溶媒に入れ、必要ならば若干加温し溶解せしめ、窒素等不活性ガスを導入し、脱気を行う。その疎水性有機溶媒中に上記単量体水溶液を添加し、攪拌下、昇温を開始する。この間に反応系の単量体水溶液は微細な液滴となって疎水性有機溶媒中に分散しながら懸濁する。昇温とともにやがて発熱が起こり重合が開始される。
The following method is mentioned as a more specific method of the reverse phase suspension polymerization method.
A sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (a) in which the sulfonic acid group is not neutralized and a sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (b) in which the sulfonic acid group is neutralized are dissolved as necessary. These are dissolved by weighing them into the water. Alternatively, the sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (a) that has not been neutralized is weighed and added to an aqueous solution containing a polymerization inhibitor and dissolved in a neutralizer, if necessary, to neutralize and dissolve it. Acrylamide monomer (ii) and (meth) acrylic acid monomer (iii) are added and dissolved therein. Subsequently, a crosslinking agent, a radical polymerization initiator, and if necessary, a water-soluble chain transfer agent such as thiols, thiolic acids, secondary alcohols, amines, hypophosphites, etc. are added, if necessary A monomer aqueous solution is prepared by introducing an inert gas such as nitrogen and degassing.
On the other hand, a surfactant is placed in a hydrophobic organic solvent in the polymerization apparatus, and if necessary, heated and dissolved slightly, and an inert gas such as nitrogen is introduced to perform deaeration. The monomer aqueous solution is added to the hydrophobic organic solvent, and heating is started with stirring. During this period, the aqueous monomer solution in the reaction system becomes fine droplets and is suspended while being dispersed in the hydrophobic organic solvent. Over time, heat generation occurs and the polymerization starts.

重合開始後、発熱の状態によっては適宜冷却もしくは加熱を行う。重合反応温度は、好ましくは60〜100℃、より好ましくは60〜80℃の範囲である。   After the start of polymerization, depending on the state of heat generation, cooling or heating is appropriately performed. The polymerization reaction temperature is preferably in the range of 60 to 100 ° C, more preferably 60 to 80 ° C.

本発明に用いる水膨潤性物質は、高分子架橋共重合体粒子の1次粒子同士の融着を防止したり機械的安定性及び熱的安定性を高める目的で、ショ糖脂肪酸エステルを添加してもよい。ショ糖脂肪酸エステルとしては、前記と同様のものを使用することができる。この中でもモノエステルを主成分とし、ジエステル、トリエステルの組成により、HLBが1〜11であるショ糖ステアリン酸エステルが好ましい。   The water-swellable substance used in the present invention is added with a sucrose fatty acid ester for the purpose of preventing fusion between primary particles of the polymer crosslinked copolymer particles and enhancing mechanical stability and thermal stability. May be. As the sucrose fatty acid ester, the same ones as described above can be used. Among these, a sucrose stearate having a monoester as a main component and an HLB of 1 to 11 is preferred depending on the composition of diester and triester.

本発明に用いる水膨潤性物質は、カルシウム塩、マグネシウム塩等の多価金属イオンを含む水溶液のうち、特にセメント水に対する吸水性が高く、1%セメント水に対する吸水率が55g/g以上、好ましくは60g/g以上のものである。また同時に、高いゲル形態保持性、及びゲル強度を有するものである。   The water-swellable substance used in the present invention has a particularly high water absorbency with respect to cement water among aqueous solutions containing polyvalent metal ions such as calcium salts and magnesium salts, and preferably has a water absorbency with respect to 1% cement water of 55 g / g or more. Is 60 g / g or more. At the same time, it has high gel form retention and gel strength.

水膨潤性物質としては、上記の水膨潤性物質に上記以外の水膨潤性物質を併用して使用することができる。上記以外の水膨潤性物質としては、親水性ウレタンプレポリマー、ポリマー化された親水性ウレタンプレポリマー、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロースなどが挙げられるが、そのなかでも、親水性ポリウレタンプレポリマーまたはポリマー化された親水性ウレタンプレポリマーが好ましい。   As the water swellable substance, a water swellable substance other than the above can be used in combination with the above water swellable substance. Examples of water-swellable substances other than the above include hydrophilic urethane prepolymers, polymerized hydrophilic urethane prepolymers, carboxymethylcellulose, polyvinyl alcohol, hydroxyethylcellulose, methylcellulose, and the like. Polymers or polymerized hydrophilic urethane prepolymers are preferred.

親水性ウレタンプレポリマーは、一般式(3)   The hydrophilic urethane prepolymer has the general formula (3)

Figure 2007169372

(式中(OR)はオキシエチレン基と炭素原子数3〜4のアルキレン基を有するオキシアルキレン基からなるポリオキシアルキル鎖、nは2から2000の整数、mは1〜8の整数)で表される多価アルコールとポリイソシアネートとを反応させて得られる末端イソシアネート基含有の低分子量ポリウレタン化合物を意味する。
Figure 2007169372

(Wherein (OR 4 ) is a polyoxyalkyl chain comprising an oxyethylene group and an oxyalkylene group having an alkylene group having 3 to 4 carbon atoms, n is an integer of 2 to 2000, and m is an integer of 1 to 8) It means a low molecular weight polyurethane compound containing a terminal isocyanate group obtained by reacting the polyhydric alcohol represented with polyisocyanate.

一般式(3)で表される多価アルコールとしては、例えばポリオキシプロピレングリコール、ポリ(オキシプロピレン)ポリ(オキシエチレン)グリコール、ポリ(オキシテトラメチレン)グリコールなどのジオール類、ポリ(オキシプロピレン)トリオール、ポリ(オキシプロピレン)ポリ(オキシエチレン)トリオール、ポリ(オキシプロピレン)ポリ(オキシエチレン)ポリ(オキシプロピレン)トリオール等のトリオール類、ソルビトール、ペンタエリスリトール、庶糖などを挙げることができる。   Examples of the polyhydric alcohol represented by the general formula (3) include diols such as polyoxypropylene glycol, poly (oxypropylene) poly (oxyethylene) glycol, poly (oxytetramethylene) glycol, and poly (oxypropylene). Examples include triols such as triol, poly (oxypropylene) poly (oxyethylene) triol, poly (oxypropylene) poly (oxyethylene) poly (oxypropylene) triol, sorbitol, pentaerythritol, and sucrose.

またイソシアネート化合物としては、2,4−トリレンジイソシアネート、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネート、トリデンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、1,4−ブタンジイソシアネート、1,6−ヘキサンジイソシアネート、3,3'−ジメチルジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソシアネート及びこれらの異性体又は水素添加物などを例示できる。   Examples of the isocyanate compound include 2,4-tolylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, dianisidine diisocyanate, tolden diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, metaxylylene diisocyanate, 1,4-butane diisocyanate, 1,6- Examples thereof include hexane diisocyanate, 3,3′-dimethyldiphenylmethane diisocyanate, 1,5-naphthylene diisocyanate and isomers or hydrogenated products thereof.

前記単量体の混合物を、架橋剤の存在下で共重合して得られる高分子架橋共重合体粒子と該親水性ポリウレタンプレポリマーを予め混合させておくことにより、該親水性ポリウレタンプレポリマーの末端イソシアネート基と高分子架橋共重合体粒子中のカルボン酸基及びスルホン酸基が反応し、ペースト状となるので、ゴムと容易に混合することができる。   By previously mixing the polymer crosslinked copolymer particles obtained by copolymerizing the monomer mixture in the presence of a crosslinking agent and the hydrophilic polyurethane prepolymer, the hydrophilic polyurethane prepolymer is mixed. Since the terminal isocyanate group reacts with the carboxylic acid group and sulfonic acid group in the polymer crosslinked copolymer particles to form a paste, it can be easily mixed with rubber.

また、該親水性ポリウレタンプレポリマーは、高分子架橋共重合体粒子と混合する際、または予めオクチル酸錫、ジブチル錫ジラウレート等の重金属化合物若しくは3,3’−ジクロ−4,4’−ジアミノジフェニルメタン(MOCA)等のアミン類などの硬化触媒又は通常用いられているポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、アルコール類若しくはアミノアルコール等の硬化促進剤を用いて予めポリマー化されていてもよい。   In addition, the hydrophilic polyurethane prepolymer is mixed with the polymer crosslinked copolymer particles, or in advance, a heavy metal compound such as tin octylate or dibutyltin dilaurate, or 3,3′-dichro-4,4′-diaminodiphenylmethane. It may be polymerized in advance using a curing catalyst such as amines such as (MOCA) or a curing accelerator such as polyester polyol, polyether polyol, alcohols or amino alcohol which are usually used.

本発明の水膨潤性シール材は、前記ゴム(A)と水膨潤性物質(B)とを重量比で95:5〜50:50の割合で混合することにより得ることができる。水膨潤性物質の割合が5重量%未満では得られる水膨潤性シール材の吸水・膨潤性が低下するし、また50重量%を超えると、得られる水膨潤性ゴムの強度が低下したり、溶出分が多くなったりする。
(A)(B)両者の混合分散は、水膨潤性物質をゴムに機械的な方法で均一に分散させることにより行われることが好ましい。分散方法については特に制限はないが、例えば練りロール、オーブンロール、ニーダーやバンバリーミキサーなどの通常用いられる混合装置によるのが好ましい。
The water-swellable sealing material of the present invention can be obtained by mixing the rubber (A) and the water-swellable substance (B) at a weight ratio of 95: 5 to 50:50. If the ratio of the water-swellable substance is less than 5% by weight, the water-swelling / swelling property of the resulting water-swellable sealing material will decrease, and if it exceeds 50% by weight, the strength of the resulting water-swellable rubber will decrease, The amount of elution increases.
(A) (B) Both are preferably mixed and dispersed by uniformly dispersing the water-swellable substance in rubber by a mechanical method. Although there is no restriction | limiting in particular about the dispersion method, For example, it is preferable to use the mixing apparatus used normally, such as a kneading roll, an oven roll, a kneader, and a Banbury mixer.

本発明の水膨潤性シール材には、その目的をそこなわない範囲で、前記ゴム(A)及び水膨潤性物質(B)の必須成分以外に、必要に応じ、加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤、無機充填剤、補強剤、軟化剤、可塑剤、着色剤、紫外線吸収剤などを添加することができる。
これらの添加物は、前記必須成分と同時に混合してもよいし、また順次混合してもよい。また、本発明の水膨潤性シール材は、必要により押出成形、プレス成形又は加硫成形などの成形を行ってから使用してもよい。その際本発明の水膨潤性シール材は所定形状に成型されても良い。
In the water-swellable sealing material of the present invention, in addition to the essential components of the rubber (A) and the water-swellable substance (B), a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator are added as necessary, as long as the purpose is not lost. Agents, vulcanization aids, inorganic fillers, reinforcing agents, softeners, plasticizers, colorants, ultraviolet absorbers, and the like can be added.
These additives may be mixed simultaneously with the essential components, or may be mixed sequentially. Further, the water-swellable sealing material of the present invention may be used after performing molding such as extrusion molding, press molding or vulcanization molding, if necessary. At that time, the water-swellable sealing material of the present invention may be molded into a predetermined shape.

本発明の水膨潤性シール材は、例えばトンネル掘削などの土木工事におけるシールセグメント継手面や建築工事における止水材として好適に供される。   The water-swellable sealing material of the present invention is suitably used as, for example, a seal segment joint surface in civil engineering work such as tunnel excavation and a water-stopping material in building work.

以下に、本発明を実施例と比較例により、一層、具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下において、部及び%は、特にことわりのない限り、全て重量基準であるものとする。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these. In the following, all parts and percentages are based on weight unless otherwise specified.

1%セメント水及び1%塩化カルシウム水は以下の方法により調製した。また本発明の樹脂の諸特性は、以下の方法にて測定した。   1% cement water and 1% calcium chloride water were prepared by the following method. Various properties of the resin of the present invention were measured by the following methods.

[1%セメント水の調製]
1%セメント水は、5Lプラスチックフラスコ内にポルトランドセメント30gを秤量し全体の重さが3kgになるように25℃に保ったイオン交換水を注ぎ入れ、5分間攪拌した後、24時間25℃に放置した。その後上澄み液をろ過することにより調製した。
[Preparation of 1% cement water]
As for 1% cement water, 30 g of Portland cement was weighed in a 5 L plastic flask, and ion-exchanged water maintained at 25 ° C. so that the total weight was 3 kg was poured, stirred for 5 minutes, and then kept at 25 ° C. for 24 hours. I left it alone. Thereafter, the supernatant was prepared by filtering.

[1%塩化カルシウム水の調製]
5Lプラスチックフラスコ内にCaCl・2HOを39.7g秤量し全体の重さが3kgになるようにイオン交換水を注ぎ入れ、CaCl・2HOを溶解させることにより調製した。
[Preparation of 1% calcium chloride water]
39.7 g of CaCl 2 · 2H 2 O was weighed into a 5 L plastic flask, and ion-exchanged water was poured so that the total weight was 3 kg, and the CaCl 2 · 2H 2 O was dissolved.

<測定方法>
[吸水率の測定]
後記参考例で得られた重合体粒子を0.1g秤量した。1%セメント水、1%塩化カルシウム水のそれぞれの液を100gビーカーに秤量し、乾燥樹脂粉末0.1gを添加し、1時間吸水させた。吸引瓶にブフナーロートを取り付け、目開き2.5μmの定性ろ紙(ワットマンNo.5)を装着した。アスピレーターで吸引瓶内を減圧に保った状態で1時間吸水後の前記樹脂と前記水の混合物をブフナーロート中に注ぎ入れた。液分がきれるまでろ過を行った。吸液倍率W(g/g)は、試料の質量a(g)、水切り後の(ゲル樹脂+定性ろ紙+ブフナーロート)の質量b60min(g)、ろ過前の(定性ろ紙+ブフナーロート)の質量c(g)の値から、次式に従って算出した。
<Measurement method>
[Measurement of water absorption]
0.1 g of polymer particles obtained in Reference Examples described later were weighed. Each solution of 1% cement water and 1% calcium chloride water was weighed into a 100 g beaker, 0.1 g of dry resin powder was added, and water was absorbed for 1 hour. A Buchner funnel was attached to the suction bottle, and qualitative filter paper (Whatman No. 5) with an opening of 2.5 μm was attached. The mixture of the resin and the water after water absorption for 1 hour was poured into a Buchner funnel while keeping the suction bottle at a reduced pressure with an aspirator. Filtration was performed until the liquid content was removed. The liquid absorption ratio W (g / g) is the mass a (g) of the sample, the mass b 60min (g) of (gel resin + qualitative filter paper + Buchner funnel) after draining, (qualitative filter paper + Buchner funnel) before filtration It calculated from the value of mass c (g) of according to the following formula.

Figure 2007169372
Figure 2007169372

[平均粒径および粒径分布の測定]
後記参考例で得られた重合体粒子を試料として、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置LA−910(株式会社堀場製作所製)を用い、平均粒径および粒径分布の測定を行った。体積基準で測定されるメジアン径を平均粒子径とした。
[膨潤率の測定]
後記実施例で得られた水膨潤性シール材を、1%セメント水および1%塩化カルシウム水に30日間浸漬後の膨潤率の測定を行った。膨潤率(%)は、膨潤前の試料の質量a(g)、30日間膨潤後の試料質量b(g)から、次式に従って算出した。
[Measurement of average particle size and particle size distribution]
Using the polymer particles obtained in Reference Examples described later as samples, the average particle size and particle size distribution were measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device LA-910 (manufactured by Horiba, Ltd.). The median diameter measured on a volume basis was defined as the average particle diameter.
[Measurement of swelling rate]
The water-swellable sealing material obtained in Examples described later was measured for the swelling rate after being immersed in 1% cement water and 1% calcium chloride water for 30 days. The swelling rate (%) was calculated according to the following formula from the mass a (g) of the sample before swelling and the sample mass b (g) after swelling for 30 days.

Figure 2007169372
Figure 2007169372

《参考例1》
攪拌翼径95mmの3段ピッチドパドル翼、冷却管、温度計を備え付けた、内径130mmの2Lセパラブルフラスコの重合槽にシクロヘキサン750g、レオドールSP−S10V(ソルビタンモノステアレート、HLB=5、花王株式会社製品)10.0gを仕込んだ後、還流冷却脱水管、滴下ロートを備え付け、攪拌速度700rpmで攪拌を開始した。一方、2LのディスカップにTBAS−Q(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、MRCユニテック株式会社製)207g(32.5モル%)を加え、外部より冷却しつつヒドロキシ−テトラメチル-1-ピペリジンオキシルを0.02g含み、水酸化ナトリウム24.0gを溶解した水酸化ナトリウム水溶液410gを滴下してTBAS−Qを60モル%中和することにより、中和されていない2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がモル比で40%、中和されている2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がモル比で60%含有する水溶液の調製をおこなった。この液にアクリルアミド142g(67.3モル%)、アクリル酸0.5g(0.2モル%)、N,N'−メチレンビスアクリルアミド0.15g、過硫酸アンモニウム0.5gを加えて溶解させた後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を追い出した。
<< Reference Example 1 >>
750 g of cyclohexane, Rhedol SP-S10V (sorbitan monostearate, HLB = 5, Kao Corporation) in a polymerization tank of a 130 mm inner diameter 2 L separable flask equipped with a three-stage pitched paddle blade with a stirring blade diameter of 95 mm, a condenser, and a thermometer Product) After charging 10.0 g, a reflux cooling dehydration tube and a dropping funnel were provided, and stirring was started at a stirring speed of 700 rpm. Meanwhile, TBAS-Q (2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, manufactured by MRC Unitech Co., Ltd.) 207 g (32.5 mol%) was added to a 2 L disc, and hydroxy-tetramethyl-1 was cooled from the outside. -Non-neutralized 2-acrylamide-2 by dropping 410 g of an aqueous sodium hydroxide solution containing 0.02 g of piperidine oxyl and dissolving 24.0 g of sodium hydroxide to neutralize 60 mol% of TBAS-Q An aqueous solution containing 40% by mole of methylpropanesulfonic acid and 60% by mole of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid that had been neutralized was prepared. After 142 g (67.3 mol%) of acrylamide, 0.5 g (0.2 mol%) of acrylic acid, 0.15 g of N, N′-methylenebisacrylamide and 0.5 g of ammonium persulfate were added to this solution and dissolved. Nitrogen gas was blown to expel dissolved oxygen.

次に、上述のようにして得られた、重合開始剤および架橋剤を含有する単量体水溶液を上述のシクロヘキサンに添加し、亜硫酸水素ナトリウム0.3gを粉末状態で添加した後、70℃に昇温することにより重合を開始させた。重合による発熱が収まった後、DKエステルF−90(ショ糖ステアリン酸エステル、第一工業製薬株式会社製)を3.0g添加した。攪拌速度700rpmで1時間攪拌しながら、系内の温度を60℃〜70℃の温度に制御した。共沸脱水によって330gの水を抜き出した後、樹脂を取り出し、減圧下、70℃で乾燥させ、重合体粒子Aを得た。この重合体粒子Aの体積基準のメジアン径は20μmでさらさらとした流動性を有した。   Next, the monomer aqueous solution containing the polymerization initiator and the crosslinking agent obtained as described above was added to the above-mentioned cyclohexane, 0.3 g of sodium hydrogen sulfite was added in a powder state, and then the temperature was increased to 70 ° C. Polymerization was started by raising the temperature. After the exotherm due to polymerization had subsided, 3.0 g of DK ester F-90 (sucrose stearate ester, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was added. While stirring at a stirring speed of 700 rpm for 1 hour, the temperature in the system was controlled to a temperature of 60 ° C to 70 ° C. After 330 g of water was extracted by azeotropic dehydration, the resin was taken out and dried at 70 ° C. under reduced pressure to obtain polymer particles A. The volume-based median diameter of the polymer particles A was 20 μm, and the fluidity was smooth.

吸液特性、吸水ゲルの状態を表−2にまとめた。重合体粒子Aはゲル形態保持性に優れるとともに、高いゲル強度、吸水性能が得られた。   The liquid absorption characteristics and the state of the water absorbing gel are summarized in Table 2. The polymer particles A were excellent in gel shape retention, and high gel strength and water absorption performance were obtained.

《参考例2》
水酸化ナトリウム30.0gを溶解した水酸化ナトリウム水溶液410gを滴下してTBAS−Qを75モル%中和することにより、中和されていない2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がモル比で25%、中和されている2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がモル比で75%含有する水溶液の調製をおこなった以外は実施例1と同様の操作により重合体粒子Bの調製を行った。1次粒子同士が凝集しない状態で粒子が得られた。この重合体粒子Bの体積基準のメジアン径は16μmでさらさらとした流動性を有した。吸液特性、吸水ゲルの状態を表−2にまとめた。重合体粒子Bはゲル形態保持性に優れるとともに、高いゲル強度、吸液性能が得られた。
<< Reference Example 2 >>
By adding 410 g of an aqueous sodium hydroxide solution in which 30.0 g of sodium hydroxide was added dropwise to neutralize 75 mol% of TBAS-Q, the unneutralized 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid was in a molar ratio. Preparation of polymer particles B was carried out in the same manner as in Example 1 except that an aqueous solution containing 25% of a neutralized 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid in a molar ratio of 75% was prepared. It was. Particles were obtained in a state where the primary particles did not aggregate. The volume-based median diameter of the polymer particles B was 16 μm, and the fluidity was smooth. The liquid absorption characteristics and the state of the water absorbing gel are summarized in Table 2. The polymer particles B were excellent in gel shape retention, and high gel strength and liquid absorption performance were obtained.

《参考例3》
TBAS−Q280g(56.7モル%)を加え、外部より冷却しつつヒドロキシ−テトラメチル-1-ピペリジンオキシルを0.03g含み、水酸化ナトリウム29.8gを溶解した水酸化ナトリウム水溶液410gを滴下してTBAS−Qを55モル%中和することにより、中和されていない2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がモル比で45%、中和されている2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がモル比で55%含有する水溶液の調製をおこなった。この液にアクリルアミド66.1g(39.1モル%)、アクリル酸7.2g(4.2モル%)、N,N'−メチレンビスアクリルアミド0.15g、過硫酸アンモニウム0.5gを加えて溶解させた後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を追い出すことにより調製した重合開始剤および架橋剤を含有する単量体水溶液を用いた他は実施例1と同様の操作により重合体粒子Cの調製を行った。1次粒子同士が凝集しない状態で粒子が得られた。この重合体粒子Cの体積基準のメジアン径は17μmあった。吸液特性、吸水ゲルの状態を表−2にまとめた。重合体粒子Cは流動性がやや重く吸水ゲルにやや流動性が見られるものの、高いゲル強度、吸液性能が得られた。
<< Reference Example 3 >>
TBAS-Q (280 g, 56.7 mol%) was added, and 410 g of an aqueous sodium hydroxide solution containing 0.03 g of hydroxy-tetramethyl-1-piperidineoxyl and 29.8 g of sodium hydroxide was added dropwise while cooling from the outside. By neutralizing 55 mol% of TBAS-Q, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfone neutralized with a non-neutralized 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid at a molar ratio of 45% An aqueous solution containing 55% acid by mole was prepared. 66.1 g (39.1 mol%) of acrylamide, 7.2 g (4.2 mol%) of acrylic acid, 0.15 g of N, N′-methylenebisacrylamide and 0.5 g of ammonium persulfate are added to this solution and dissolved. Thereafter, polymer particles C were prepared by the same operation as in Example 1 except that a monomer aqueous solution containing a polymerization initiator and a crosslinking agent prepared by blowing nitrogen gas and expelling dissolved oxygen was used. It was. Particles were obtained in a state where the primary particles did not aggregate. The volume-based median diameter of the polymer particles C was 17 μm. The liquid absorption characteristics and the state of the water absorbing gel are summarized in Table 2. Although the polymer particles C were somewhat heavy and the water-absorbing gel was somewhat fluid, high gel strength and liquid absorption performance were obtained.

《参考例4》
水酸化ナトリウム16.0gを溶解した水酸化ナトリウム水溶液410gを滴下してTBAS−Qを40モル%中和することにより、中和されていない2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がモル比で60%、中和されている2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がモル比で40%含有する水溶液の調製をおこなった以外は実施例1と同様の操作により重合体粒子Dの調製を行った。1次粒子同士が凝集しない状態で粒子が得られた。この重合体粒子Dの体積基準のメジアン径は18μmでさらさらとした流動性を有した。吸液特性、吸水ゲルの状態を表−2にまとめた。重合体粒子Dはゲル形態保持性に優れるとともに、高いゲル強度、吸液性能が得られてた。
<< Reference Example 4 >>
By dropping 410 g of an aqueous sodium hydroxide solution in which 16.0 g of sodium hydroxide was dissolved to neutralize TBAS-Q by 40 mol%, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid that was not neutralized was in a molar ratio. Preparation of polymer particles D was carried out in the same manner as in Example 1, except that an aqueous solution containing 60% by moles of neutralized 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid was contained in a molar ratio of 40%. It was. Particles were obtained in a state where the primary particles did not aggregate. The volume-based median diameter of the polymer particles D was 18 μm, and the fluidity was smooth. The liquid absorption characteristics and the state of the water absorbing gel are summarized in Table 2. The polymer particles D were excellent in gel shape retention, and high gel strength and liquid absorption performance were obtained.

《参考例5》
攪拌翼径95mmの3段ピッチドパドル翼、冷却管、温度計を備え付けた、内径130mmの2Lセパラブルフラスコの重合槽にシクロヘキサン750g、レオドールSP−S10Vを10.0gを仕込んだ後、還流冷却脱水管、滴下ロートを備え付け、攪拌速度700rpmで攪拌を開始した。一方、2LのディスカップにTBAS−Q194g(28.2モル%)を加え、外部より冷却しつつヒドロキシ−テトラメチル-1-ピペリジンオキシルを0.02g含み、水酸化ナトリウム24.0gを溶解した水酸化ナトリウム水溶液410gを滴下してTBAS−Qを60モル%中和することにより、中和されていない2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がモル比で40%、中和されている2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がモル比で60%含有する水溶液の調製をおこなった。この液にアクリルアミド146g(62.0モル%)、アクリル酸23.4g(9.8モル%)、N,N'−メチレンビスアクリルアミド0.15g、過硫酸アンモニウム0.5gを加えて溶解させた後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を追い出した。
<< Reference Example 5 >>
A polymerization tank of a 2-liter separable flask having an inner diameter of 130 mm, equipped with a three-stage pitched paddle blade with a stirring blade diameter of 95 mm, a cooling tube, and a thermometer was charged with 750 g of cyclohexane and 10.0 g of Rheodor SP-S10V, and then a reflux cooling dehydration tube A dropping funnel was provided, and stirring was started at a stirring speed of 700 rpm. On the other hand, TBAS-Q 194 g (28.2 mol%) was added to a 2 L disc, 0.02 g of hydroxy-tetramethyl-1-piperidineoxyl was dissolved while cooling from the outside, and 24.0 g of sodium hydroxide was dissolved. By adding dropwise 410 g of an aqueous sodium oxide solution to neutralize 60 mol% of TBAS-Q, the neutralized 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid is neutralized at a molar ratio of 2- An aqueous solution containing 60% of acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid by molar ratio was prepared. After 146 g (62.0 mol%) of acrylamide, 23.4 g (9.8 mol%) of acrylic acid, 0.15 g of N, N′-methylenebisacrylamide and 0.5 g of ammonium persulfate were added to this solution and dissolved. Nitrogen gas was blown to expel dissolved oxygen.

次に、上述のようにして得られた、重合開始剤および架橋剤を含有する単量体水溶液を上述のシクロヘキサンに添加し、亜硫酸水素ナトリウム0.3gを粉末状態で添加した後、70℃に昇温することにより重合を開始させた。重合による発熱が収まった後、攪拌速度700rpmで1時間攪拌しながら、系内の温度を60℃〜70℃の温度に制御した。共沸脱水によって330gの水を抜き出した後、樹脂を取り出し、減圧下、70℃で乾燥させ、重合体粒子Eを得た。この重合体粒子Eの吸液特性、吸水ゲルの状態を表−2にまとめた。重合体粒子Eの流動性はやや重く、吸水ゲルにやや流動性が見られた。また、ゲル強度も若干弱く、吸液特性においては特にセメント水の吸水率が低かった。   Next, the monomer aqueous solution containing the polymerization initiator and the crosslinking agent obtained as described above was added to the above-mentioned cyclohexane, 0.3 g of sodium hydrogen sulfite was added in a powder state, and then the temperature was increased to 70 ° C. Polymerization was started by raising the temperature. After the exotherm due to polymerization had subsided, the temperature in the system was controlled at a temperature of 60 ° C. to 70 ° C. while stirring at 700 rpm for 1 hour. After 330 g of water was extracted by azeotropic dehydration, the resin was taken out and dried at 70 ° C. under reduced pressure to obtain polymer particles E. The liquid absorption characteristics of this polymer particle E and the state of the water absorbing gel are summarized in Table 2. The fluidity of the polymer particles E was slightly heavy, and a slight fluidity was observed in the water-absorbing gel. Further, the gel strength was slightly weak and the water absorption rate of cement water was particularly low in the liquid absorption characteristics.

《参考例6》
水酸化ナトリウム12.0gを溶解した水酸化ナトリウム水溶液410gを滴下してTBAS−Qを30モル%中和することにより、中和されていない2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がモル比で70%、中和されている2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がモル比で30%含有する水溶液の調製をおこなった他は参考例5と同様の操作により重合体粒子Fの調製を行った。重合体粒子Fの吸液特性、吸水ゲルの状態を表−2にまとめた。重合体粒子Fの流動性はやや重く、吸水ゲルにやや流動性が見られた。また、ゲル強度も若干弱く、吸水倍率も相対的に低かった。
<< Reference Example 6 >>
By dropping 410 g of an aqueous sodium hydroxide solution in which 12.0 g of sodium hydroxide was dissolved to neutralize TBAS-Q by 30 mol%, unneutralized 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid was in a molar ratio. Preparation of polymer particles F was carried out in the same manner as in Reference Example 5 except that an aqueous solution containing 70% of neutralized 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid in a molar ratio of 30% was prepared. It was. The liquid absorption characteristics of the polymer particles F and the state of the water absorption gel are summarized in Table 2. The fluidity of the polymer particles F was slightly heavy, and a slight fluidity was observed in the water-absorbing gel. Further, the gel strength was slightly weak and the water absorption ratio was relatively low.

《参考例7》
水酸化ナトリウム40.0gを溶解した水酸化ナトリウム水溶液410gを滴下してTBAS−Qを100モル%中和することにより、中和されていない2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がモル比で0%、中和されている2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がモル比で100%含有する水溶液の調製をおこなった他は参考例5と同様の操作により重合体粒子Gの調製を行った。重合体粒子Gの吸液特性、吸水ゲルの状態を表−2にまとめた。重合体粒子Gの流動性はやや重く、吸水ゲルはやや水糊状態で流動性が強く、ゲル強度が弱いものであった。吸水倍率も相対的に低かった。
<< Reference Example 7 >>
By adding 410 g of an aqueous sodium hydroxide solution in which 40.0 g of sodium hydroxide was added dropwise to neutralize TBAS-Q to 100 mol%, unneutralized 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid was in a molar ratio. The polymer particles G were prepared in the same manner as in Reference Example 5 except that an aqueous solution containing 0% and neutralized 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid in a molar ratio of 100% was prepared. It was. The liquid absorption characteristics of the polymer particles G and the state of the water absorbing gel are summarized in Table 2. The fluidity of the polymer particles G was slightly heavy, and the water-absorbent gel was slightly water-glue and had high fluidity and low gel strength. The water absorption ratio was also relatively low.

《参考例8》
TBAS−Q137g(17.7モル%)を加え、外部より冷却しつつヒドロキシ−テトラメチル-1-ピペリジンオキシルを0.02g含み、水酸化ナトリウム15.9gを溶解した水酸化ナトリウム水溶液410gを滴下してTBAS−Qを60モル%中和することにより、中和されていない2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がモル比で40%、中和されている2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がモル比で60%含有する水溶液の調製をおこなった。この液にアクリルアミド219g(82.3モル%)、N,N'−メチレンビスアクリルアミド0.15g、過硫酸アンモニウム0.5gを加えて溶解させた後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を追い出すことにより調製した重合開始剤および架橋剤を含有する単量体水溶液を用いた他は参考例5と同様の操作により重合体粒子Hの調製を行った。重合体粒子Hの吸液特性、吸水ゲルの状態を表−2にまとめた。重合体粒子Hの流動性はやや重く、吸水ゲルは流動性が強く、ゲル強度が弱いものであった。吸水率も相対的に低かった。
<< Reference Example 8 >>
TBAS-Q (137 g, 17.7 mol%) was added, and 410 g of aqueous sodium hydroxide solution containing 0.02 g of hydroxy-tetramethyl-1-piperidineoxyl and 15.9 g of sodium hydroxide was added dropwise while cooling from the outside. By neutralizing 60 mol% of TBAS-Q, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfone neutralized with 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid that is not neutralized by 40% in molar ratio An aqueous solution containing 60% acid by mole was prepared. Prepared by adding 219 g (82.3 mol%) of acrylamide, 0.15 g of N, N′-methylenebisacrylamide and 0.5 g of ammonium persulfate to this solution and then blowing out nitrogen to blow out dissolved oxygen. Polymer particles H were prepared in the same manner as in Reference Example 5 except that the monomer aqueous solution containing the polymerization initiator and the crosslinking agent was used. The liquid absorption characteristics of the polymer particles H and the state of the water absorbing gel are summarized in Table 2. The fluidity of the polymer particles H was somewhat heavy, and the water-absorbing gel had a strong fluidity and a low gel strength. The water absorption rate was also relatively low.

《参考例9》
TBAS−Q300g(70.0モル%)を加え、外部より冷却しつつヒドロキシ−テトラメチル-1-ピペリジンオキシルを0.02g含み、水酸化ナトリウム34.8gを溶解した水酸化ナトリウム水溶液410gを滴下してTBAS−Qを60モル%中和することにより、中和されていない2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がモル比で40%、中和されている2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がモル比で60%含有する水溶液の調製をおこなった。この液にアクリルアミド44.9g(30.0モル%)、N,N'−メチレンビスアクリルアミド0.15g、過硫酸アンモニウム0.5gを加えて溶解させた後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を追い出すことにより調製した重合開始剤および架橋剤を含有する単量体水溶液を用いた他は参考例5と同様の操作により重合体粒子Iの調製を行った。重合体粒子Lの吸液特性、吸水ゲルの状態を表−2にまとめた。重合体粒子Iの樹脂粒子はもそもそとした外観を呈し流動性が非常に悪いものであった。また、吸水ゲルはやや水糊状態で流動性が強く、ゲル強度が弱いものであった。
<< Reference Example 9 >>
TBAS-Q (300 g, 70.0 mol%) was added, and 410 g of an aqueous sodium hydroxide solution containing 0.02 g of hydroxy-tetramethyl-1-piperidineoxyl and 34.8 g of sodium hydroxide was added dropwise while cooling from the outside. By neutralizing 60% by mole of TBAS-Q, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfone in which 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid that has not been neutralized is neutralized by 40% in a molar ratio An aqueous solution containing 60% acid by mole was prepared. Add 44.9 g (30.0 mol%) of acrylamide, 0.15 g of N, N′-methylenebisacrylamide and 0.5 g of ammonium persulfate to this solution and dissolve, then blow out nitrogen gas to drive out dissolved oxygen. Polymer particles I were prepared in the same manner as in Reference Example 5 except that a monomer aqueous solution containing a polymerization initiator and a crosslinking agent prepared in the above was used. The liquid absorption characteristics of the polymer particles L and the state of the water absorbing gel are summarized in Table 2. The resin particles of the polymer particles I had an original appearance and very poor fluidity. Further, the water-absorbing gel was slightly water-glue and strong in fluidity and weak in gel strength.

《参考例10》
TBAS−Q290g(60.2モル%)、アクリル酸34.0g(20.3モル%)を加え、外部より冷却しつつヒドロキシ−テトラメチル-1-ピペリジンオキシルを0.02g含み、水酸化ナトリウム70.2gを溶解した水酸化ナトリウム水溶液410gを滴下してTBAS−Qを100モル%中和することにより、中和されていない2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がモル比で0%、中和されている2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がモル比で100%含有する水溶液の調製をおこなった。また、このときアクリル酸の75%が同時に中和された。この液にアクリルアミド32.0g(19.4モル%)、N,N'−メチレンビスアクリルアミド0.15g、過硫酸アンモニウム0.5gを加えて溶解させた後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を追い出すことにより調製した重合開始剤および架橋剤を含有する単量体水溶液を用いた他は参考例1と同様の操作により重合体粒子Jの調製を行った。この重合体粒子Jの吸液特性を表−2にまとめた。重合体粒子Jの流動性はやや重く、吸水ゲルはやや水糊状態で流動性が強く、ゲル強度が弱いものであった。吸液特性においては特にCaCl水の吸水率が低かった。
<< Reference Example 10 >>
TBAS-Q (290 g, 60.2 mol%) and acrylic acid (34.0 g, 20.3 mol%) were added, and 0.02 g of hydroxy-tetramethyl-1-piperidineoxyl was added while cooling from the outside. By adding 410 g of an aqueous solution of sodium hydroxide in which 2 g was dissolved dropwise to neutralize TBAS-Q to 100 mol%, non-neutralized 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid had a molar ratio of 0%, An aqueous solution containing 100% molar ratio of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid was prepared. At this time, 75% of acrylic acid was simultaneously neutralized. Add 32.0 g (19.4 mol%) of acrylamide, 0.15 g of N, N′-methylenebisacrylamide, and 0.5 g of ammonium persulfate to this solution and dissolve it, then blow out nitrogen gas to drive out dissolved oxygen. Polymer particles J were prepared in the same manner as in Reference Example 1 except that a monomer aqueous solution containing a polymerization initiator and a crosslinking agent prepared in the above was used. The liquid absorption characteristics of the polymer particles J are summarized in Table 2. The fluidity of the polymer particles J was slightly heavy, and the water-absorbent gel was slightly water-glue and had high fluidity and low gel strength. In the liquid absorption characteristics, the water absorption rate of CaCl 2 water was particularly low.

《参考例11》
TBAS−Q15.5g(3.0モル%)、アクリル酸48.6g(27.0モル%)を加え、外部より冷却しつつヒドロキシ−テトラメチル-1-ピペリジンオキシルを0.01g含み、水酸化ナトリウム30.0gを溶解した水酸化ナトリウム水溶液410gを滴下してTBAS−Qを100モル%中和することにより、中和されていない2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がモル比で0%、中和されている2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸がモル比で100%含有する水溶液の調製をおこなった。また、このときアクリル酸の100%が同時に中和された。この液にアクリルアミド
125g(70.0モル%)、N,N'−メチレンビスアクリルアミド0.78g、過硫酸アンモニウム0.5gを加えて溶解させた後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を追い出
すことにより調製した重合開始剤および架橋剤を含有する単量体水溶液を用いた他は参考例5と同様の操作により重合体粒子Kの調製を行った。この重合体粒子Kの吸液特性を表−2にまとめた。重合体粒子Kの流動性はやや重く、吸水ゲルは流動性が強く、ゲル強度が弱いものであった。吸水率も低かった。
<< Reference Example 11 >>
TBAS-Q (15.5 g, 3.0 mol%) and acrylic acid (48.6 g, 27.0 mol%) were added. While cooling from the outside, 0.01 g of hydroxy-tetramethyl-1-piperidineoxyl was added, and hydroxylated. By dropping 410 g of an aqueous sodium hydroxide solution in which 30.0 g of sodium was dissolved to neutralize TBAS-Q to 100 mol%, the unneutralized 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid was 0% in molar ratio. An aqueous solution containing neutralized 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid in a molar ratio of 100% was prepared. At this time, 100% of acrylic acid was simultaneously neutralized. Prepared by adding 125 g (70.0 mol%) of acrylamide, 0.78 g of N, N'-methylenebisacrylamide, and 0.5 g of ammonium persulfate to this solution and then dissolving the oxygen by blowing in nitrogen gas. Polymer particles K were prepared in the same manner as in Reference Example 5 except that the monomer aqueous solution containing the polymerization initiator and the crosslinking agent was used. The liquid absorption characteristics of the polymer particles K are summarized in Table 2. The fluidity of the polymer particles K was slightly heavy, and the water-absorbing gel had a strong fluidity and a low gel strength. The water absorption rate was also low.

Figure 2007169372
Figure 2007169372

Figure 2007169372
Figure 2007169372

《実施例1−4》
成分(A)として参考例1−4の吸水性樹脂50重量部を、成分(B)としてクロロプレンゴム100重量部を、他の成分として、酸化マグネシウム4重量部、酸化亜鉛5重量部、2−メルカプトイミダゾリン1重量部、ステアリン酸1重量部、2,2−メチレンビス−4−メチル−6−第三ブチルフェノール2重量部、炭酸カルシウム20重量部、プロセスオイル15重量部と共に10インチ試験ロールで20分間混練した後、厚さ3.5mmのコンパウンドを得た。このコンパウンドを電熱プレスにより170℃で10分間加硫し、厚さ3mmのシート状の本発明の水膨潤性シール材を得た。本品の膨潤性の特性を表3に示す。
<< Example 1-4 >>
50 parts by weight of the water-absorbent resin of Reference Example 1-4 as the component (A), 100 parts by weight of chloroprene rubber as the component (B), 4 parts by weight of magnesium oxide, 5 parts by weight of zinc oxide, 2- Mercaptoimidazoline 1 part by weight, stearic acid 1 part by weight, 2,2-methylenebis-4-methyl-6-tert-butylphenol 2 parts by weight, calcium carbonate 20 parts by weight and process oil 15 parts by weight on a 10 inch test roll for 20 minutes After kneading, a compound having a thickness of 3.5 mm was obtained. This compound was vulcanized at 170 ° C. for 10 minutes by an electric heating press to obtain a sheet-like water-swellable sealing material of the present invention having a thickness of 3 mm. The swelling properties of this product are shown in Table 3.

《比較例1−7》
成分(A)として参考例5−11の吸水性樹脂50重量部を、成分(B)としてクロロプレンゴム100重量部を、他の成分として、酸化マグネシウム4重量部、酸化亜鉛5重量部、2−メルカプトイミダゾリン1重量部、ステアリン酸1重量部、2,2−メチレンビス−4−メチル−6−第三ブチルフェノール2重量部、炭酸カルシウム20重量部、プロセスオイル15重量部と共に10インチ試験ロールで20分間混練した後、厚さ3.5mmのコンパウンドを得た。このコンパウンドを電熱プレスにより170℃で10分間加硫し、厚さ3mmのシート状の本発明の水膨潤性シール材を得た。本品の膨潤性の特性を表3に示す。
<< Comparative Example 1-7 >>
50 parts by weight of the water-absorbent resin of Reference Example 5-11 as component (A), 100 parts by weight of chloroprene rubber as component (B), 4 parts by weight of magnesium oxide, 5 parts by weight of zinc oxide, 2- Mercaptoimidazoline 1 part by weight, stearic acid 1 part by weight, 2,2-methylenebis-4-methyl-6-tert-butylphenol 2 parts by weight, calcium carbonate 20 parts by weight and process oil 15 parts by weight on a 10 inch test roll for 20 minutes After kneading, a compound having a thickness of 3.5 mm was obtained. This compound was vulcanized at 170 ° C. for 10 minutes by an electric heating press to obtain a sheet-like water-swellable sealing material of the present invention having a thickness of 3 mm. The swelling properties of this product are shown in Table 3.

Figure 2007169372
Figure 2007169372

《実施例5》
成分(A)として参考例1の吸水性樹脂25重量部、および親水性ウレタンプレポリマー25重量部(パンデックスTP−654、大日本インキ化学工業株式会社製)の混合物。成分(B)としてクロロプレンゴム100重量部を、他の成分として、酸化マグネシウム4重量部、酸化亜鉛5重量部、2−メルカプトイミダゾリン1重量部、ステアリン酸1重量部、2,2−メチレンビス−4−メチル−6−第三ブチルフェノール2重量部、炭酸カルシウム20重量部、プロセスオイル15重量部と共に10インチ試験ロールで20分間混練した後、厚さ3.5mmのコンパウンドを得た。このコンパウンドを電熱プレスにより170℃で10分間加硫し、厚さ3mmのシート状の本発明の水膨潤性シール材を得た。本品の膨潤性の特性を表4に示す。
Example 5
A mixture of 25 parts by weight of the water-absorbent resin of Reference Example 1 and 25 parts by weight of a hydrophilic urethane prepolymer (Pandex TP-654, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) as the component (A). 100 parts by weight of chloroprene rubber as component (B), 4 parts by weight of magnesium oxide, 5 parts by weight of zinc oxide, 1 part by weight of 2-mercaptoimidazoline, 1 part by weight of stearic acid, 2,2-methylenebis-4 -After compounding with 2 parts by weight of methyl-6-tert-butylphenol, 20 parts by weight of calcium carbonate and 15 parts by weight of process oil for 20 minutes on a 10 inch test roll, a compound having a thickness of 3.5 mm was obtained. This compound was vulcanized at 170 ° C. for 10 minutes by an electric heating press to obtain a sheet-like water-swellable sealing material of the present invention having a thickness of 3 mm. The swelling properties of this product are shown in Table 4.

Figure 2007169372
Figure 2007169372

Claims (7)

ゴム(A)と、
(i)スルホン酸基が中和されていないスルホン酸基含有アクリルアミド単量体(a)とスルホン酸基が中和されているスルホン酸基含有アクリルアミド単量体(b)とを、前記(a)/前記(b)が20/80〜60/40となるモル比で含んでなるスルホン酸基含有アクリルアミド単量体の混合物20〜60モル%、
(ii)アクリルアミド系単量体35〜79モル%、
(iii)中和されていない(メタ)アクリル酸単量体5モル%以下
を含む前記単量体の混合物を、
共重合して得られる高分子架橋共重合体粒子からなる水膨潤性物質(B)とを含有することを特徴とする水膨潤性シール材。
Rubber (A),
(I) The sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (a) in which the sulfonic acid group is not neutralized and the sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (b) in which the sulfonic acid group is neutralized are ) / 20 to 60 mol% of a mixture of sulfonic acid group-containing acrylamide monomers comprising (b) in a molar ratio of 20/80 to 60/40,
(Ii) acrylamide monomer 35-79 mol%,
(iii) a mixture of said monomers containing 5 mol% or less of unneutralized (meth) acrylic acid monomer,
A water-swellable sealing material comprising a water-swellable substance (B) comprising polymer crosslinked copolymer particles obtained by copolymerization.
前記スルホン酸基含有アクリルアミド単量体(a)が、
一般式(1)
Figure 2007169372
(式中、Rは、水素原子又はメチル基、Xは-NH-、Rは直鎖状または分岐鎖状の炭素原子数2〜4のアルキレン基を示す。)で表される化合物である請求項1記載の水膨潤性シール材。
The sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (a) is
General formula (1)
Figure 2007169372
(Wherein R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, X represents —NH—, and R 2 represents a linear or branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms). The water-swellable sealing material according to claim 1.
前記スルホン酸基含有アクリルアミド単量体(b)が、
一般式(2)
Figure 2007169372
(式中、Rは、水素原子又はメチル基、Xは-NH-、Rは直鎖状または分岐鎖状の炭素原子数2〜4のアルキレン基、Yはアルカリ金属、アルカリ土類金属又はアンモニウム基を示す。)で表される化合物である請求項1記載の水膨潤性シール材。
The sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (b)
General formula (2)
Figure 2007169372
(In the formula, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, X is —NH—, R 2 is a linear or branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, Y is an alkali metal or alkaline earth metal) Or an ammonium group.) The water-swellable sealing material according to claim 1.
単量体の混合物が、前記スルホン酸基含有アクリルアミド単量体の混合物(i)が20〜50モル%、前記アクリルアミド系単量体(ii)が49〜79モル%、前記中和されていない(メタ)アクリル酸単量体(iii)が1モル%以下含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の水膨潤性シール材。 The monomer mixture is 20-50 mol% of the sulfonic acid group-containing acrylamide monomer mixture (i), 49-79 mol% of the acrylamide monomer (ii), and is not neutralized. The water-swellable sealing material according to any one of claims 1 to 3, wherein the (meth) acrylic acid monomer (iii) is contained in an amount of 1 mol% or less. 前記スルホン酸基が中和されているスルホン酸基含有アクリルアミド単量体(b)のスルホン酸基の中和率が、40〜80%である請求項1〜4のいずれか1項に記載の水膨潤性シール材。 The neutralization rate of the sulfonic acid group of the sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (b) in which the sulfonic acid group is neutralized is 40 to 80%, according to any one of claims 1 to 4. Water-swellable sealing material. 前記スルホン酸基が中和されていないスルホン酸基含有アクリルアミド単量体(a)が、スルホン酸基が中和されていない2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸であり、前記スルホン酸基が中和されているスルホン酸基含有アクリルアミド単量体(b)が2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸のアルカリ金属塩である請求項1〜5のいずれか1項に記載の水膨潤性シール材。 The sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (a) in which the sulfonic acid group is not neutralized is 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid in which the sulfonic acid group is not neutralized, and the sulfonic acid group is The water-swellable seal according to any one of claims 1 to 5, wherein the neutralized sulfonic acid group-containing acrylamide monomer (b) is an alkali metal salt of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid. Wood. 前記水膨潤性物質が、前記高分子架橋共重合体粒子および親水性ポリウレタンプレポリマーの混合物からなる請求項1〜6のいずれか1項に記載の水膨潤性シール材。

The water-swellable sealing material according to any one of claims 1 to 6, wherein the water-swellable substance comprises a mixture of the polymer crosslinked copolymer particles and a hydrophilic polyurethane prepolymer.

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