JP2008106238A - Method for manufacturing copolymer having polyalkylene glycol chain - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリアルキレングリコール鎖を有する共重合体の製造方法および該共重合体を与える不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a copolymer having a polyalkylene glycol chain, and a method for producing an unsaturated polyalkylene glycol ether monomer that gives the copolymer.
昨今のコンクリート業界では、コンクリート建造物の耐久性と強度の向上が強く求められ、単位水量の低減が重要な課題である。特に、ポリカルボン酸系のセメント分散剤については、従来のナフタレン系などのセメント分散剤に比べて、高い減水性能を発揮することから、多くの提案がある。 In the recent concrete industry, improvement in durability and strength of concrete buildings is strongly demanded, and reduction of unit water volume is an important issue. In particular, polycarboxylic acid-based cement dispersants have many proposals because they exhibit higher water reduction performance than conventional naphthalene-based cement dispersants.
例えば、特許文献1には、不飽和カルボン酸系単量体と不飽和アルコール系単量体とを特定の比率で用いて得られた共重合体が提案されているが、セメント分散剤としての性能は不充分なものであった。また、特許文献2には、不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体とマレイン酸系単量体とを特定の比率で用いて得られた共重合体が提案されているが、両方の単量体の共重合性などの問題から、充分な分散性能を得るために必要な添加量が多く、特に高減水率領域での分散性能が満足できるレベルのものは得られていないのが現状である。
本出願人は、少ない添加量で高い分散性を示し、特に高減水率領域においても優れた分散性能を示すセメント混和剤用共重合体を提供すべく、鋭意検討した結果、鎖長を限定した特定の不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体と不飽和モノカルボン酸系単量体とを用い、これらを特定条件で重合させて得られる共重合体が、少ない添加量で高い分散性能を発揮しうることを見出し、すでに特許を取得している(特許文献3を参照)。 As a result of intensive studies aimed at providing a copolymer for a cement admixture exhibiting high dispersibility with a small addition amount and exhibiting excellent dispersion performance even in a high water reduction rate region, the present applicant has limited the chain length. Copolymers obtained by polymerizing specific unsaturated polyalkylene glycol ether monomers and unsaturated monocarboxylic acid monomers under specific conditions exhibit high dispersion performance with a small addition amount We have found that this is possible and have already obtained a patent (see Patent Document 3).
上述した状況の下、本発明が解決すべき課題は、さらに向上した無機物の分散性能を有し、かつモルタルやコンクリートなどのセメント組成物に良好な状態を与えるポリアルキレングリコール鎖を有する共重合体の製造方法、および、そのような共重合体の原料となる不飽和単量体の製造方法を提供することにある。 Under the circumstances described above, the problem to be solved by the present invention is a copolymer having a polyalkylene glycol chain that has further improved inorganic dispersion performance and gives a good state to a cement composition such as mortar and concrete. And a method for producing an unsaturated monomer as a raw material for such a copolymer.
本発明者らは、種々検討の結果、不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体を製造する場合、原料である不飽和アルコールには、不飽和アルデヒドが不純物として含まれており、不飽和アルコールにアルキレンオキシドを付加させる際に変性を起こして着色の原因になることや、不飽和アルコールに含まれる水の存在により、不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体が熱分解を起こして、ポリアルキレングリコールやジエン化合物などの不純物が生じること、さらに特に驚くべきことに、これらのポリアルキレングリコールやジエン化合物などの不純物の存在が、最終的に得られた共重合体をセメント混和剤に用いた場合に、さらに向上した無機物の分散性能やモルタルなどに良好な状態をもたらすことを見出し、本発明を完成した。 As a result of various studies, the inventors of the present invention, when producing an unsaturated polyalkylene glycol ether monomer, include unsaturated aldehyde as an impurity in the unsaturated alcohol as a raw material. When an alkylene oxide is added, it causes modification to cause coloring, and the presence of water contained in the unsaturated alcohol causes thermal degradation of the unsaturated polyalkylene glycol ether monomer, resulting in polyalkylene glycol. In particular, the presence of impurities such as polyalkylene glycols and diene compounds is surprising when the finally obtained copolymer is used as a cement admixture. Further, the present invention has found that the improved inorganic dispersion performance and mortar provide a good state, and the present invention. Completed.
すなわち、本発明は、下記式(1): That is, the present invention provides the following formula (1):
[式中、R1、R2およびR3は、互いに独立して、水素原子またはメチル基を表し、R4は水素原子または炭素数1〜20の炭化水素基を表し、AOは炭素数2〜18のオキシアルキレン基を表し、nはオキシアルキレン基の平均付加モル数であって、1〜300の数を表し、nが2以上の場合、複数個のAOは同一であっても異なっていてもよく、Xは炭素数1〜6のアルキレン基を表し、mは0または1である]
で示される不飽和ポリアルキレングリコール系単量体と不飽和モノカルボン酸系単量体とを含有する単量体成分を重合させることにより、ポリアルキレングリコール鎖を有する共重合体を製造する方法であって、該不飽和ポリアルキレングリコール系単量体の少なくとも一部として、ポリアルキレングリコールを1〜20質量%含有する不飽和ポリアルキレングリコール系単量体を、該単量体成分の合計量に対して、10質量%以上用いることを特徴とする製造方法を提供する。この製造方法では、好ましくは、前記不飽和ポリアルキレングリコール系単量体の少なくとも一部として、イソプレンを質量基準で100〜10,000ppm含有する不飽和ポリアルキレングリコール系単量体を用いる。また、前記不飽和モノカルボン酸系単量体は、好ましくは、(メタ)アクリル酸系単量体を含む単量体であって、該(メタ)アクリル酸系単量体中における(メタ)アクリル酸ダイマー含有量は、(メタ)アクリル酸系単量体に対して、好ましくは、5質量%以下である。なお、前記共重合体は、好ましくは、セメント混和剤用共重合体である。
また、本発明は、下記式(2):
[Wherein, R 1 , R 2 and R 3 independently represent a hydrogen atom or a methyl group, R 4 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and AO represents 2 carbon atoms. -18 represents an oxyalkylene group, n represents the average number of moles added of the oxyalkylene group, represents a number of 1 to 300, and when n is 2 or more, a plurality of AOs are the same or different. X represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and m is 0 or 1.]
A method for producing a copolymer having a polyalkylene glycol chain by polymerizing a monomer component containing an unsaturated polyalkylene glycol monomer and an unsaturated monocarboxylic acid monomer represented by The unsaturated polyalkylene glycol monomer containing 1 to 20% by mass of polyalkylene glycol as at least a part of the unsaturated polyalkylene glycol monomer is added to the total amount of the monomer components. On the other hand, the manufacturing method characterized by using 10 mass% or more is provided. In this production method, an unsaturated polyalkylene glycol monomer containing 100 to 10,000 ppm of isoprene on a mass basis is preferably used as at least part of the unsaturated polyalkylene glycol monomer. The unsaturated monocarboxylic acid monomer is preferably a monomer containing a (meth) acrylic acid monomer, and the (meth) acrylic monomer in the (meth) acrylic monomer. The acrylic acid dimer content is preferably 5% by mass or less with respect to the (meth) acrylic acid monomer. The copolymer is preferably a cement admixture copolymer.
The present invention also provides the following formula (2):
[式中、R1、R2およびR3は、互いに独立して、水素原子またはメチル基を表し、Xは炭素数1〜6のアルキレン基を表し、mは0または1である]
で示される不飽和アルコールにアルキレンオキシドを付加することにより、下記式(1):
[Wherein R 1 , R 2 and R 3 independently represent a hydrogen atom or a methyl group, X represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and m is 0 or 1]
By adding an alkylene oxide to the unsaturated alcohol represented by the following formula (1):
[式中、R1、R2およびR3は、互いに独立して、水素原子またはメチル基を表し、R4は水素原子または炭素数1〜20の炭化水素基を表し、AOは炭素数2〜18のオキシアルキレン基を表し、nはオキシアルキレン基の平均付加モル数であって、1〜300の数を表し、nが2以上の場合、複数個のAOは同一であっても異なっていてもよく、Xは炭素数1〜6のアルキレン基を表し、mは0または1である]
で示される不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体を製造する方法であって、該不飽和アルコールの少なくとも一部として、水を質量基準で100〜10,000ppm含有する不飽和アルコールを用いることを特徴とする製造方法、および、この製造方法によって得られる不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体を提供する。
さらに、本発明は、下記式(2):
[Wherein, R 1 , R 2 and R 3 independently represent a hydrogen atom or a methyl group, R 4 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and AO represents 2 carbon atoms. -18 represents an oxyalkylene group, n represents the average number of moles added of the oxyalkylene group, represents a number of 1 to 300, and when n is 2 or more, a plurality of AOs are the same or different. X represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and m is 0 or 1.]
A method for producing an unsaturated polyalkylene glycol ether monomer represented by the formula (1), wherein an unsaturated alcohol containing 100 to 10,000 ppm of water on a mass basis is used as at least a part of the unsaturated alcohol. Provided are a production method characterized by this, and an unsaturated polyalkylene glycol ether monomer obtained by this production method.
Furthermore, the present invention provides the following formula (2):
[式中、R1、R2およびR3は、互いに独立して、水素原子またはメチル基を表し、Xは炭素数1〜6のアルキレン基を表し、mは0または1である]
で示される不飽和アルコールにアルキレンオキシドを付加することにより、下記式(1):
[Wherein R 1 , R 2 and R 3 independently represent a hydrogen atom or a methyl group, X represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and m is 0 or 1]
By adding an alkylene oxide to the unsaturated alcohol represented by the following formula (1):
[式中、R1、R2およびR3は、互いに独立して、水素原子またはメチル基を表し、R4は水素原子または炭素数1〜20の炭化水素基を表し、AOは炭素数2〜18のオキシアルキレン基を表し、nはオキシアルキレン基の平均付加モル数であって、1〜300の数を表し、nが2以上の場合、複数個のAOは同一であっても異なっていてもよく、Xは炭素数1〜6のアルキレン基を表し、mは0または1である]
で示される不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体を製造し、該不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体と不飽和モノカルボン酸系単量体とを含有する単量体成分を重合させることにより、ポリアルキレングリコール鎖を有する共重合体を製造する方法であって、前記不飽和アルコールの少なくとも一部として、水を質量基準で100〜10,000ppm含有する不飽和アルコールを用い、かつ前記不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体の少なくとも一部として、ポリアルキレングリコールを1〜20質量%含有する不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体を、前記単量体成分の合計量に対して、10質量%以上用いることを特徴とする製造方法を提供する。なお、前記共重合体は、好ましくは、セメント混和剤用共重合体である。
[Wherein, R 1 , R 2 and R 3 independently represent a hydrogen atom or a methyl group, R 4 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and AO represents 2 carbon atoms. -18 represents an oxyalkylene group, n represents the average number of moles added of the oxyalkylene group, represents a number of 1 to 300, and when n is 2 or more, a plurality of AOs are the same or different. X represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and m is 0 or 1.]
The unsaturated polyalkylene glycol ether monomer represented by the formula (1) is produced, and the monomer component containing the unsaturated polyalkylene glycol ether monomer and the unsaturated monocarboxylic acid monomer is polymerized. To produce a copolymer having a polyalkylene glycol chain, wherein as the at least part of the unsaturated alcohol, an unsaturated alcohol containing 100 to 10,000 ppm of water on a mass basis is used, and the unsaturated alcohol is used. As at least a part of the saturated polyalkylene glycol ether monomer, an unsaturated polyalkylene glycol ether monomer containing 1 to 20% by mass of polyalkylene glycol, with respect to the total amount of the monomer components, A production method characterized by using 10% by mass or more is provided. The copolymer is preferably a cement admixture copolymer.
本発明によれば、ポリアルキレングリコール鎖を有する共重合体を製造するにあたり、原料である不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体の少なくとも一部として、所定量のポリアルキレングリコールを含有する不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体を用いるので、得られる共重合体もポリアルキレングリコールを含有する。それゆえ、このような共重合体をセメント混和剤に用いた場合には、無機物の分散性能が向上し、モルタルの状態が良好となる。また、原料である不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体の少なくとも一部として、所定量のイソプレンを含有する不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体を用いて、共重合体を製造するにあたり、このイソプレンが架橋剤として作用し、得られる共重合体の分子量が増大する。それゆえ、このような共重合体を用いたモルタルの状態やセメントの分散保持性が向上する。また、不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体を製造するにあたり、原料である不飽和アルコールの少なくとも一部として、所定量の水を含有する不飽和アルコールを用いるので、この水とアルキレンオキシドとが反応してポリアルキレングリコールが生成する。それゆえ、得られる不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体がポリアルキレングリコールを含有することになる。それゆえ、上記したように、このような不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体から得られた共重合体を用いたモルタルの状態が良好となる。 According to the present invention, in producing a copolymer having a polyalkylene glycol chain, an unsaturated compound containing a predetermined amount of polyalkylene glycol as at least a part of the unsaturated polyalkylene glycol ether monomer as a raw material. Since a polyalkylene glycol ether monomer is used, the copolymer obtained also contains polyalkylene glycol. Therefore, when such a copolymer is used as a cement admixture, the dispersibility of the inorganic substance is improved and the mortar state is improved. In addition, in producing a copolymer using an unsaturated polyalkylene glycol ether monomer containing a predetermined amount of isoprene as at least a part of the raw material unsaturated polyalkylene glycol ether monomer, This isoprene acts as a crosslinking agent, increasing the molecular weight of the resulting copolymer. Therefore, the state of mortar using such a copolymer and the dispersion retention of cement are improved. Further, in the production of the unsaturated polyalkylene glycol ether monomer, an unsaturated alcohol containing a predetermined amount of water is used as at least a part of the unsaturated alcohol as a raw material. Reaction produces polyalkylene glycol. Therefore, the unsaturated polyalkylene glycol ether monomer obtained contains polyalkylene glycol. Therefore, as described above, the mortar state using the copolymer obtained from such an unsaturated polyalkylene glycol ether monomer is improved.
≪共重合体の製造方法≫
本発明による共重合体の製造方法は、下記式(1):
≪Method for producing copolymer≫
The method for producing a copolymer according to the present invention comprises the following formula (1):
[式中、R1、R2およびR3は、互いに独立して、水素原子またはメチル基を表し、R4は水素原子または炭素数1〜20の炭化水素基を表し、AOは炭素数2〜18のオキシアルキレン基を表し、nはオキシアルキレン基の平均付加モル数であって、1〜300の数を表し、nが2以上の場合、複数個のAOは同一であっても異なっていてもよく、Xは炭素数1〜6のアルキレン基を表し、mは0または1である]
で示される不飽和ポリアルキレングリコール系単量体と不飽和モノカルボン酸系単量体とを含有する単量体成分を重合させることにより、ポリアルキレングリコール鎖を有する共重合体を製造する方法であって、該不飽和ポリアルキレングリコール系単量体の少なくとも一部として、ポリアルキレングリコールを1〜20質量%含有する不飽和ポリアルキレングリコール系単量体を、該単量体成分の合計量に対して、10質量%以上用いることを特徴とする。
[Wherein, R 1 , R 2 and R 3 independently represent a hydrogen atom or a methyl group, R 4 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and AO represents 2 carbon atoms. -18 represents an oxyalkylene group, n represents the average number of moles added of the oxyalkylene group, represents a number of 1 to 300, and when n is 2 or more, a plurality of AOs are the same or different. X represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and m is 0 or 1.]
A method for producing a copolymer having a polyalkylene glycol chain by polymerizing a monomer component containing an unsaturated polyalkylene glycol monomer and an unsaturated monocarboxylic acid monomer represented by The unsaturated polyalkylene glycol monomer containing 1 to 20% by mass of polyalkylene glycol as at least a part of the unsaturated polyalkylene glycol monomer is added to the total amount of the monomer components. On the other hand, it is characterized by using 10% by mass or more.
上記のような製造方法において、前記不飽和ポリアルキレングリコール系単量体の少なくとも一部として、好ましくは、イソプレンを質量基準で100〜10,000ppm含有する不飽和ポリアルキレングリコール系単量体を用いる。 In the production method as described above, an unsaturated polyalkylene glycol-based monomer containing 100 to 10,000 ppm of isoprene on a mass basis is preferably used as at least a part of the unsaturated polyalkylene glycol-based monomer. .
また、前記不飽和モノカルボン酸系単量体は、好ましくは、(メタ)アクリル酸系単量体を含む単量体であって、該(メタ)アクリル酸系単量体中における(メタ)アクリル酸ダイマー含有量は、(メタ)アクリル酸系単量体に対して、好ましくは、5質量%以下である。 The unsaturated monocarboxylic acid monomer is preferably a monomer containing a (meth) acrylic acid monomer, and the (meth) acrylic monomer in the (meth) acrylic monomer. The acrylic acid dimer content is preferably 5% by mass or less with respect to the (meth) acrylic acid monomer.
以下、本発明によるポリアルキレングリコール鎖を有する共重合体の製造方法について詳しく説明する。なお、ポリアルキレングリコール鎖を有する共重合体(以下「共重合体」ということがある。)を製造する方法としては、本発明の製造方法が一般的であるが、これに限定されるものではない。例えば、不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体に代えて、アルキレンオキシドまたはポリアルキレングリコールを付加する前の単量体、すなわち、3−メチル−3−ブテン−1−オール、3−メチル−2−ブテン−1−オール、2−メチル−3−ブテン−2−オールなどの不飽和アルコールを用い、これを重合開始剤の存在下で、不飽和モノカルボン酸系単量体と共重合させた後(必要に応じて、これら単量体と共重合可能なその他の単量体をさらに共重合させてもよい)、アルキレンオキシドを平均1〜300モル付加するか、あるいは、平均付加モル数1〜300のアルコキシポリアルキレングリコールを反応させる方法によっても本発明の共重合体を得ることができる。 Hereinafter, the method for producing a copolymer having a polyalkylene glycol chain according to the present invention will be described in detail. The production method of the present invention is generally used as a method for producing a copolymer having a polyalkylene glycol chain (hereinafter sometimes referred to as “copolymer”), but the method is not limited thereto. Absent. For example, instead of an unsaturated polyalkylene glycol ether monomer, a monomer before addition of alkylene oxide or polyalkylene glycol, that is, 3-methyl-3-buten-1-ol, 3-methyl-2 -Unsaturated alcohol such as buten-1-ol and 2-methyl-3-buten-2-ol was used and copolymerized with an unsaturated monocarboxylic acid monomer in the presence of a polymerization initiator. After (if necessary, other monomers copolymerizable with these monomers may be further copolymerized), an average of 1 to 300 moles of alkylene oxide is added, or an average number of moles added is 1 The copolymer of the present invention can also be obtained by a method of reacting ~ 300 alkoxy polyalkylene glycol.
本発明による共重合体の製造方法は、不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体(以下「単量体(a)」ということがある。)と不飽和モノカルボン酸系単量体(以下「単量体(b)」ということがある。)とを含有する単量体成分を重合することを包含する。この単量体成分は、さらに他の単量体(c)を含有していてもよい。 The method for producing a copolymer according to the present invention comprises an unsaturated polyalkylene glycol ether monomer (hereinafter sometimes referred to as “monomer (a)”) and an unsaturated monocarboxylic acid monomer (hereinafter referred to as “monomer (a)”). Polymerization of the monomer component containing the monomer (b) ”. This monomer component may further contain another monomer (c).
単量体(a)としては、例えば、3−メチル−3−ブテン−1−オール、3−メチル−2−ブテン−1−オール、2−メチル−3−ブテン−2−オール、2−メチル−2−ブテン−1−オール、2−メチル−3−ブテン−1−オール、アリルアルコール、メタリルアルコールなどの不飽和アルコールにアルキレンオキシドを1〜300モル付加した化合物などが挙げられる。これらの化合物は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの化合物のうち、3−メチル−3−ブテン−1−オール(イソプレノール)にアルキレンオキシドを1〜300モル付加した化合物が特に好適である。 Examples of the monomer (a) include 3-methyl-3-buten-1-ol, 3-methyl-2-buten-1-ol, 2-methyl-3-buten-2-ol, and 2-methyl. Examples include compounds obtained by adding 1 to 300 mol of alkylene oxide to unsaturated alcohols such as 2-buten-1-ol, 2-methyl-3-buten-1-ol, allyl alcohol, and methallyl alcohol. These compounds may be used alone or in combination of two or more. Among these compounds, a compound obtained by adding 1 to 300 mol of alkylene oxide to 3-methyl-3-buten-1-ol (isoprenol) is particularly preferable.
なお、アルキレンオキシドとしては、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシドなどから選択される任意の2種類以上のアルキレンオキシドを付加させてもよく、その場合、ランダム付加、ブロック付加、交互付加などのいずれでもよい。また、不飽和アルコールに付加したアルキレンオキシドの末端は、水素原子または炭素数1〜20の炭化水素基である。ここで、炭素原子数1〜20の炭化水素基としては、例えば、炭素原子数1〜20のアルキル基(脂肪族もしくは脂環式アルキル基)、炭素原子数6〜20のアリール基、例えば、フェニル基、アルキルフェニル基、フェニルアルキル基、(アルキル)フェニル基で置換されたフェニル基、ナフチル基などが挙げられる。 As the alkylene oxide, for example, any two or more types of alkylene oxide selected from ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, styrene oxide and the like may be added. In that case, random addition, block addition, and alternate addition Any of these may be used. Moreover, the terminal of the alkylene oxide added to unsaturated alcohol is a hydrogen atom or a C1-C20 hydrocarbon group. Here, as the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (aliphatic or alicyclic alkyl group), an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, for example, Examples thereof include a phenyl group, an alkylphenyl group, a phenylalkyl group, a phenyl group substituted with a (alkyl) phenyl group, and a naphthyl group.
オキシアルキレン基の平均付加モル数は、1〜300である。平均付加モル数が減少すると単量体(a)の親水性が低下し、逆に、平均付加モル数が増大すると単量体(a)の反応性が低下する。それゆえ、オキシアルキレン基の平均付加モル数は、好ましくは10〜300、より好ましくは20〜300、さらに好ましくは20〜200、特に好ましくは25〜200である。 The average added mole number of the oxyalkylene group is 1 to 300. When the average added mole number decreases, the hydrophilicity of the monomer (a) decreases, and conversely, when the average added mole number increases, the reactivity of the monomer (a) decreases. Therefore, the average added mole number of the oxyalkylene group is preferably 10 to 300, more preferably 20 to 300, still more preferably 20 to 200, and particularly preferably 25 to 200.
オキシアルキレン基の炭素数は、2〜18の範囲内であり、好ましくは2〜8の範囲内、より好ましくは2〜4の範囲内である。 The carbon number of the oxyalkylene group is in the range of 2-18, preferably in the range of 2-8, more preferably in the range of 2-4.
なお、単量体(a)を1種類で用いる場合には、親水性と疎水性とのバランス確保のため、オキシアルキレン基中にオキシエチレン基を必須成分として含むことが好ましく、さらに50モル%以上はオキシエチレン基であることが好ましい。単量体(a)を2種類以上で用いる場合は、いずれか1種類の単量体(a)のオキシアルキレン基中にオキシエチレン基を必須成分として含むことが好ましい。 When one kind of monomer (a) is used, it is preferable to include an oxyethylene group as an essential component in the oxyalkylene group in order to ensure a balance between hydrophilicity and hydrophobicity, and further 50 mol%. The above is preferably an oxyethylene group. When using 2 or more types of monomers (a), it is preferable to include an oxyethylene group as an essential component in the oxyalkylene group of any one type of monomer (a).
このような単量体(a)のオキシアルキレン基部分としては、具体的には、例えば、ポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、ポリエチレングリコールモノ(3−メチル−2−ブテニル)エーテル、ポリエチレングリコールモノ(2−メチル−3−ブテニル)エーテル、ポリエチレングリコールモノ(2−メチル−2−ブテニル)エーテル、ポリエチレングリコールモノ(1,1−ジメチル−2−プロペニル)エーテル、ポリエチレンポリプロピレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、メトキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、エトキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、1−プロポキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、シクロヘキシルオキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、1−オクチルオキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、ノニルアルコキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル3−ブテニル)エーテル、ラウリルアルコキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、ステアリルアルコキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、フェノキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテル、ナフトキシポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテルなどが挙げられる。 Specific examples of the oxyalkylene group moiety of the monomer (a) include polyethylene glycol mono (3-methyl-3-butenyl) ether and polyethylene glycol mono (3-methyl-2-butenyl). Ether, polyethylene glycol mono (2-methyl-3-butenyl) ether, polyethylene glycol mono (2-methyl-2-butenyl) ether, polyethylene glycol mono (1,1-dimethyl-2-propenyl) ether, polyethylene polypropylene glycol mono (3-methyl-3-butenyl) ether, methoxypolyethylene glycol mono (3-methyl-3-butenyl) ether, ethoxypolyethylene glycol mono (3-methyl-3-butenyl) ether, 1-propoxypolyethylene glycol mono 3-methyl-3-butenyl) ether, cyclohexyloxypolyethylene glycol mono (3-methyl-3-butenyl) ether, 1-octyloxypolyethylene glycol mono (3-methyl-3-butenyl) ether, nonylalkoxypolyethylene glycol mono ( 3-methyl 3-butenyl) ether, lauryl alkoxy polyethylene glycol mono (3-methyl-3-butenyl) ether, stearyl alkoxy polyethylene glycol mono (3-methyl-3-butenyl) ether, phenoxy polyethylene glycol mono (3-methyl- 3-butenyl) ether, naphthoxypolyethylene glycol mono (3-methyl-3-butenyl) ether, and the like.
単量体(b)としては、例えば、下記式(3): As the monomer (b), for example, the following formula (3):
[式中、R5、R6およびR7は、互いに独立して、水素原子またはメチル基を表し、Mは、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、第4級アンモニウム塩基、有機アミン塩基、または炭素数1〜20の炭化水素基を表す]
で示されるカルボキシル基含有不飽和単量体、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、およびこれらの一価金属塩、二価金属塩、第4級アンモニウム塩、有機アミン塩などの(メタ)アクリル酸系単量体;などが挙げられる。これらの単量体(b)は、単独で用いても2種類以上を併用してもよい。これらの単量体(b)のうち、重合性の点から、アクリル酸、メタクリル酸、およびこれらの塩が好ましく、アクリル酸およびその塩がより好ましい。
[Wherein, R 5 , R 6 and R 7 each independently represent a hydrogen atom or a methyl group, and M represents a hydrogen atom, an alkali metal, an alkaline earth metal, a quaternary ammonium base, or an organic amine base. Or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms]
In particular, an acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, and their monovalent metal salts, divalent metal salts, quaternary ammonium salts, organic amine salts, etc. (Meth) acrylic acid monomers; and the like. These monomers (b) may be used alone or in combination of two or more. Among these monomers (b), acrylic acid, methacrylic acid, and salts thereof are preferable from the viewpoint of polymerizability, and acrylic acid and salts thereof are more preferable.
単量体(b)として使用される(メタ)アクリル酸系単量体としては、(メタ)アクリル酸ダイマーを含む形態でも用いることができる。ここで、「(メタ)アクリル酸ダイマー」とは、2分子の(メタ)アクリル酸が付加反応して生成する二量体などを意味し、例えば、β−アクリロキシプロパン酸、β−メタクリロキシイソブタン酸、β−メタクリロキシプロパン酸およびβ−アクリロキシイソブタン酸、ならびにこれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩および有機アミン塩などの塩形成物がある。これらのうち、セメント分散性能の向上を考慮すると、アクリル酸および/またはアクリル酸の塩形成物を単量体成分(b)として使用することが好ましい。それゆえ、上記態様によると、アクリル酸および/またはアクリル酸の塩形成物中に、これらのダイマーである、β−アクリロキシプロパン酸および/またはβ−アクリロキシプロパン酸のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩および有機アミン塩などの塩形成物の含有量が、(メタ)アクリル酸系単量体に対して、5質量%以下であることが好ましい。(メタ)アクリル酸ダイマーの含有量が5質量%を超えると、得られる共重合体のセメント分散性能が低下する。この理由は明らかではないが、(メタ)アクリル酸ダイマーの存在により、得られる共重合体の形態が所望の形態とは異なるものとなるためと推測される。このため、(メタ)アクリル酸系単量体中に含まれる(メタ)アクリル酸ダイマーの含有量は、(メタ)アクリル酸系単量体に対して、5質量%以下(すなわち、0〜5質量%)である必要があるが、好ましくは0〜3質量%、より好ましくは0〜1質量%である。(メタ)アクリル酸ダイマーの含有量は、なるべく少ないことが好ましいので、上記範囲では、この下限を0質量%としたが、商業的に容易に入手可能な(メタ)アクリル酸の場合では、(メタ)アクリル酸ダイマーの含有量は、(メタ)アクリル酸に対して、好ましくは0.01〜5質量%、より好ましくは0.01〜3質量%、さらにより好ましくは0.01〜1質量%である。 As a (meth) acrylic-acid type monomer used as a monomer (b), the form containing a (meth) acrylic-acid dimer can also be used. Here, the “(meth) acrylic acid dimer” means a dimer formed by addition reaction of two molecules of (meth) acrylic acid, such as β-acryloxypropanoic acid or β-methacryloxy. There are salt-formers such as isobutanoic acid, β-methacryloxypropanoic acid and β-acryloxyisobutanoic acid, and alkali metal salts, alkaline earth metal salts and organic amine salts thereof. Among these, it is preferable to use acrylic acid and / or a salt-formation product of acrylic acid as the monomer component (b) in consideration of improvement in cement dispersion performance. Therefore, according to the above embodiment, in the salt formation product of acrylic acid and / or acrylic acid, these dimers, β-acryloxypropanoic acid and / or β-acryloxypropanoic acid alkali metal salt, alkaline earth The content of salt-forming substances such as metal salt and organic amine salt is preferably 5% by mass or less based on the (meth) acrylic acid monomer. When the content of the (meth) acrylic acid dimer exceeds 5% by mass, the cement dispersion performance of the resulting copolymer is lowered. The reason for this is not clear, but it is presumed that the presence of the (meth) acrylic acid dimer makes the resulting copolymer form different from the desired form. Therefore, the content of the (meth) acrylic acid dimer contained in the (meth) acrylic acid monomer is 5% by mass or less (that is, 0 to 5 with respect to the (meth) acrylic acid monomer). Mass%), but preferably 0 to 3 mass%, more preferably 0 to 1 mass%. Since the content of (meth) acrylic acid dimer is preferably as small as possible, in this range, the lower limit was set to 0% by mass. However, in the case of (meth) acrylic acid that is readily commercially available, The content of the (meth) acrylic acid dimer is preferably 0.01 to 5% by mass, more preferably 0.01 to 3% by mass, and still more preferably 0.01 to 1% by mass with respect to (meth) acrylic acid. %.
また、単量体成分(b)としてアクリル酸を用いる場合には、該アクリル酸中に含まれる不純物は少ないほど好ましい。具体的には、フルフラールの含有量が1,000ppm以下、ベンズアルデヒドの含有量が500ppm以下などであることが好ましく;フルフラールの含有量が100ppm以下、ベンズアルデヒドの含有量が100ppm以下などであることがより好ましく;フルフラールの含有量が50ppm以下、ベンズアルデヒドの含有量が50ppm以下などであることがさらにより好ましく;フルフラールの含有量が10ppm以下、ベンズアルデヒドの含有量が10ppm以下などであることが特に好ましい。なお、アクリル酸中にマレイン酸が含まれてもよいが、このような場合にアクリル酸中に不純物として存在するマレイン酸の含有量は、好ましくは500ppm以下、より好ましくは50ppm以下である。一方、必要に応じて、単量体成分(b)として、マレイン酸を積極的に配合してもよい。また、(メタ)アクリル酸ダイマーは(メタ)アクリル酸系単量体の保存中に生成することがあり、このような生成を防ぐために、(メタ)アクリル酸系単量体を、重合反応に使用するまでは、40℃以下、より好ましくは30℃以下に保存することが好ましい。 Moreover, when using acrylic acid as a monomer component (b), it is so preferable that there are few impurities contained in this acrylic acid. Specifically, the content of furfural is preferably 1,000 ppm or less and the content of benzaldehyde is preferably 500 ppm or less; the content of furfural is 100 ppm or less and the content of benzaldehyde is 100 ppm or less. More preferably; the content of furfural is 50 ppm or less, the content of benzaldehyde is 50 ppm or less; and the content of furfural is 10 ppm or less, and the content of benzaldehyde is particularly preferably 10 ppm or less. Although maleic acid may be contained in acrylic acid, the content of maleic acid present as an impurity in acrylic acid in such a case is preferably 500 ppm or less, more preferably 50 ppm or less. On the other hand, if necessary, maleic acid may be positively blended as the monomer component (b). In addition, (meth) acrylic acid dimer may be generated during storage of (meth) acrylic acid monomer, and in order to prevent such formation, (meth) acrylic acid monomer is used in the polymerization reaction. Until use, it is preferable to store at 40 ° C. or lower, more preferably 30 ° C. or lower.
単量体(a)および/または単量体(b)と共重合可能な単量体(c)としては、具体的には、例えば、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、ならびにこれらの一価金属塩、二価金属塩、第4級アンモニウム塩、有機アミン塩などの不飽和ジカルボン酸系単量体;前記不飽和ジカルボン酸系単量体と炭素原子数1〜30のアルコールとのハーフエステル、ジエステル類;前記不飽和ジカルボン酸系単量体と炭素原子数1〜30のアミンとのハーフアミド、ジアミド類;前記アルコールやアミンに炭素原子数2〜18のアルキレンオキシドを1〜500モル付加させたアルキル(ポリ)アルキレングリコールと前記不飽和ジカルボン酸系単量体とのハーフエステル、ジエステル類;前記不飽和ジカルボン酸系単量体と炭素原子数2〜18のグリコールもしくはこれらのグリコールの付加モル数2〜500のポリアルキレングリコールとのハーフエステル、ジエステル類;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルクロトネート、エチルクロトネート、プロピルクロトネートなどの不飽和モノカルボン酸類と炭素原子数1〜30のアルコールとのエステル類;炭素数1〜30のアルコールに炭素数2〜18のアルキレンオキシドを1〜500モル付加させたアルコキシ(ポリ)アルキレングリコールと(メタ)アクリル酸などの不飽和モノカルボン酸類とのエステル類;(ポリ)エチレングリコールモノメタクリレート、(ポリ)プロピレングリコールモノメタクリレート、(ポリ)ブチレングリコールモノメタクリレートなどの、(メタ)アクリル酸などの不飽和モノカルボン酸類への炭素原子数2〜18のアルキレンオキシドの1〜500モル付加物類;マレアミド酸と炭素原子数2〜18のグリコールもしくはこれらのグリコールの付加モル数2〜500のポリアルキレングリコールとのハーフアミド類;トリエチレングリコールジ(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、(ポリ)エチレングリコール(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの(ポリ)アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート類;ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレートなどの二官能(メタ)アクリレート類;トリエチレングリコールジマレート、ポリエチレングリコールジマレートなどの(ポリ)アルキレングリコールジマレート類;ビニルスルホネート、(メタ)アリルスルホネート、2−(メタ)アクリロキシエチルスルホネート、3−(メタ)アクリロキシプロピルスルホネート、3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルスルホネート、3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルスルホフェニルエーテル、3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルオキシスルホベンゾエート、4−(メタ)アクリロキシブチルスルホネート、(メタ)アクリルアミドメチルスルホン酸、(メタ)アクリルアミドエチルスルホン酸、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などの不飽和スルホン酸類、ならびにそれらの一価金属塩、二価金属塩、第4級アンモニウム塩および有機アミン塩;メチル(メタ)アクリルアミドのように不飽和モノカルボン酸類と炭素原子数1〜30のアミンとのアミド類;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−メチルスチレンなどのビニル芳香族類;1,4−ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、1,5−ペンタンジオールモノ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート等のアルカンジオールモノ(メタ)アクリレート類;ブタジエン、イソプレン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2−クロル−1,3−ブタジエンなどのジエン類;(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアルキルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミドなどの不飽和アミド類;(メタ)アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリルなどの不飽和シアン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどの不飽和エステル類;(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸メチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸ジブチルアミノエチル、ビニルピリジンなどの不飽和アミン類;ジビニルベンゼンなどのジビニル芳香族類;トリアリルシアヌレートなどのシアヌレート類;(メタ)アリルアルコール、グリシジル(メタ)アリルエーテルなどのアリル類;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどの不飽和アミノ化合物類;メトキシポリエチレングリコールモノビニルエーテル、ポリエチレングリコールモノビニルエーテル、メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテルなどのビニルエーテルまたはアリルエーテル類;ポリジメチルシロキサンプロピルアミノマレインアミド酸、ポリジメチルシロキサンアミノプロピレンアミノマレインアミド酸、ポリジメチルシロキサン−ビス−(プロピルアミノマレインアミド酸)、ポリジメチルシロキサン−ビス−(ジプロピレンアミノマレインアミド酸)、ポリジメチルシロキサン−(1−プロピル−3−アクリレート)、ポリジメチルシロキサン−(1−プロピル−3−メタクリレート)、ポリジメチルシロキサン−ビス−(1−プロピル−3−アクリレート)、ポリジメチルシロキサン−ビス−(1−プロピル−3−メタクリレート)などのシロキサン誘導体;などが挙げられる。これらの単量体(c)は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの単量体(c)のうち、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレートなどの不飽和モノカルボン酸と炭素数1〜30のアルコールとのエステル類が好ましい。 Specific examples of the monomer (c) copolymerizable with the monomer (a) and / or the monomer (b) include maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, and citracone. Acids, and unsaturated dicarboxylic acid monomers such as these monovalent metal salts, divalent metal salts, quaternary ammonium salts, and organic amine salts; Half esters and diesters with 30 alcohols; half amides and diamides of the unsaturated dicarboxylic acid monomers and amines having 1 to 30 carbon atoms; alkylenes having 2 to 18 carbon atoms in the alcohols and amines Half esters and diesters of an alkyl (poly) alkylene glycol to which 1 to 500 moles of oxide are added and the unsaturated dicarboxylic acid monomer; the unsaturated dicarboxylic acid single monomer Half-esters and diesters of glycerides with glycols having 2 to 18 carbon atoms or polyalkylene glycols having 2 to 500 addition moles of these glycols; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate , Esters of unsaturated monocarboxylic acids such as glycidyl (meth) acrylate, methyl crotonate, ethyl crotonate, and propyl crotonate with alcohols having 1 to 30 carbon atoms; alcohols having 1 to 30 carbon atoms and 2 carbon atoms Esters of alkoxy (poly) alkylene glycol to which 1 to 500 moles of alkylene oxide of -18 are added and unsaturated monocarboxylic acids such as (meth) acrylic acid; (poly) ethylene glycol monomethacrylate, (poly) propylene glycol mono 1-500 molar adducts of alkylene oxides of 2-18 carbon atoms to unsaturated monocarboxylic acids such as (meth) acrylic acid, such as tacrylate, (poly) butylene glycol monomethacrylate; maleamic acid and carbon atoms Half amides of 2-18 glycols or polyalkylene glycols having an addition mole number of these glycols of 2 to 500; triethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di ( (Poly) alkylene glycol di (meth) acrylates such as (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol (poly) propylene glycol di (meth) acrylate; hexanediol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri ( Bifunctional (meth) acrylates such as (meth) acrylate and trimethylolpropane di (meth) acrylate; (poly) alkylene glycol dimaleates such as triethylene glycol dimaleate and polyethylene glycol dimaleate; vinyl sulfonate and (meth) allyl Sulfonate, 2- (meth) acryloxyethyl sulfonate, 3- (meth) acryloxypropyl sulfonate, 3- (meth) acryloxy-2-hydroxypropyl sulfonate, 3- (meth) acryloxy-2-hydroxypropylsulfophenyl ether, 3- (meth) acryloxy-2-hydroxypropyloxysulfobenzoate, 4- (meth) acryloxybutylsulfonate, (meth) acrylamide methylsulfonic acid, (meth) acrylamide Unsaturated sulfonic acids such as til sulfonic acid, 2-methylpropane sulfonic acid (meth) acrylamide, styrene sulfonic acid, and their monovalent metal salts, divalent metal salts, quaternary ammonium salts and organic amine salts; methyl (meta ) Amides of unsaturated monocarboxylic acids and amines having 1 to 30 carbon atoms such as acrylamide; vinyl aromatics such as styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, p-methylstyrene; 1,4-butane Alkanediol mono (meth) acrylates such as diol mono (meth) acrylate, 1,5-pentanediol mono (meth) acrylate, 1,6-hexanediol mono (meth) acrylate; butadiene, isoprene, 2-methyl-1 , 3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene, etc. Ens; unsaturated amides such as (meth) acrylamide, (meth) acrylalkylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide; (meth) acrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, etc. Unsaturated cyanides; unsaturated esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; aminoethyl (meth) acrylate, methylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethyl (meth) acrylate Unsaturated amines such as aminopropyl, dibutylaminoethyl (meth) acrylate, and vinylpyridine; divinyl aromatics such as divinylbenzene; cyanurates such as triallyl cyanurate; (meth) allyl alcohol, glycidyl (meth) allyl Such as ether Ryls; unsaturated amino compounds such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate; vinyl ethers such as methoxypolyethylene glycol monovinyl ether, polyethylene glycol monovinyl ether, methoxypolyethylene glycol mono (meth) allyl ether, polyethylene glycol mono (meth) allyl ether Or allyl ethers; polydimethylsiloxane propylaminomaleamic acid, polydimethylsiloxane aminopropyleneaminomaleamic acid, polydimethylsiloxane-bis- (propylaminomaleamic acid), polydimethylsiloxane-bis- (dipropyleneaminomaleamide) Acid), polydimethylsiloxane- (1-propyl-3-acrylate), polydimethylsiloxane- (1-propylene) And siloxane derivatives such as polydimethylsiloxane-bis- (1-propyl-3-acrylate) and polydimethylsiloxane-bis- (1-propyl-3-methacrylate). These monomers (c) may be used alone or in combination of two or more. Among these monomers (c), esters of unsaturated monocarboxylic acids such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate and alcohols having 1 to 30 carbon atoms are preferable.
重合反応は、溶液重合や塊状重合などの従来公知の方法で行なうことができる。溶液重合は、回分式または連続式のいずれでも行なうことができる。使用可能な溶媒としては、水;メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコールなどの低級アルコール類;ベンゼン、トルエン、キシレン、n−ヘキサン、シクロヘキサンなどの芳香族もしくは脂肪族炭化水素類;酢酸エチルなどのエステル類;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類;テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサンなどの環状エーテル類;などが挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの溶媒のうち、原料の単量体および得られる共重合体の溶解性から、水および炭素数1〜4の低級アルコールよりなる群から選択される少なくとも1種を用いることが好ましく、その中でも水を溶媒に用いるのが、脱溶剤工程を省略できる点でより好ましい。 The polymerization reaction can be performed by a conventionally known method such as solution polymerization or bulk polymerization. The solution polymerization can be performed either batchwise or continuously. Usable solvents include water; lower alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol and isopropyl alcohol; aromatic or aliphatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, n-hexane and cyclohexane; esters such as ethyl acetate Ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; cyclic ethers such as tetrahydrofuran and 1,4-dioxane; and the like. These solvents may be used alone or in combination of two or more. Of these solvents, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of water and lower alcohols having 1 to 4 carbon atoms because of the solubility of the raw material monomers and the resulting copolymer. It is more preferable to use water as a solvent because the solvent removal step can be omitted.
本発明による共重合体の製造方法においては、重合反応の際に連鎖移動剤を用いるか、あるいは、重合した後に、pHを5以上に調整することが好ましい。連鎖移動剤の使用および/またはpH調整を行なうことによって、例えば、セメント混和剤として優れた性能を発揮する共重合体を効果的に得ることができる。重合反応の際に連鎖移動剤を用いると、得られる共重合体の分子量調整が容易となる。特に、全単量体の使用量が、重合時に使用する原料の全量に対して、30質量%以上となる高濃度で重合反応を行う場合、連鎖移動剤を用いることが有効である。 In the method for producing a copolymer according to the present invention, it is preferable to use a chain transfer agent in the polymerization reaction or to adjust the pH to 5 or more after polymerization. By using a chain transfer agent and / or adjusting the pH, for example, a copolymer that exhibits excellent performance as a cement admixture can be effectively obtained. If a chain transfer agent is used in the polymerization reaction, the molecular weight of the resulting copolymer can be easily adjusted. In particular, it is effective to use a chain transfer agent when the polymerization reaction is performed at a high concentration of 30% by mass or more based on the total amount of raw materials used during polymerization.
連鎖移動剤としては、共重合体の分子量調整ができる限り、特に限定されるものではないが、具体的には、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、n−ドデシルメルカプタン、オクチルメルカプタン、ブチルチオグリコレートなどのチオール系化合物;四塩化炭素、塩化メチレン、ブロモホルム、ブロモトリクロロエタンなどのハロゲン化物;イソプロパノールなどの第2級アルコール;亜リン酸、次亜リン酸、およびその塩(次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウムなど)や、亜硫酸、亜硫酸水素、亜二チオン酸、メタ重亜硫酸、およびその塩(亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素カリウム、亜二チオン酸ナトリウム、亜二チオン酸カリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸カリウムなど)の低級酸化物およびその塩;などを用いることができる。 The chain transfer agent is not particularly limited as long as the molecular weight of the copolymer can be adjusted. Specifically, for example, mercaptoethanol, thioglycerol, thioglycolic acid, 2-mercaptopropionic acid, 3- Thiol compounds such as mercaptopropionic acid, thiomalic acid, octyl thioglycolate, octyl 3-mercaptopropionate, 2-mercaptoethanesulfonic acid, n-dodecyl mercaptan, octyl mercaptan, butylthioglycolate; carbon tetrachloride, methylene chloride Halides such as bromoform and bromotrichloroethane; secondary alcohols such as isopropanol; phosphorous acid, hypophosphorous acid and salts thereof (sodium hypophosphite, potassium hypophosphite, etc.), sulfurous acid, hydrogensulfite , Dithionite, meta Lower oxides and salts of sulfurous acid and its salts (sodium sulfite, potassium sulfite, sodium bisulfite, potassium hydrogen sulfite, sodium dithionite, potassium dithionite, sodium metabisulfite, potassium metabisulfite, etc.) Can be used.
さらに、連鎖移動性が高い単量体も連鎖移動剤として用いることができ、具体的には、例えば、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸などのα,β−不飽和ジカルボン酸化合物、およびその誘導体、ならびにそれらの塩(さらに詳しくは、誘導体の例としては、例えば、炭素数1〜30のアルコールとのハーフエステル類;炭素数1〜30のアミンとのハーフアミド類;炭素数1〜30のアミノアルコールとのハーフアミド類もしくはハーフエステル類;前記アルコールに炭素数2〜18のアルキレンオキシドを平均1〜300モル付加させた化合物(x)とのハーフエステル類;前記化合物(x)の片末端の水酸基をアミノ化した化合物とのハーフアミド類;炭素数2〜18のグリコールもしくはこれらグリコールの平均付加モル数2〜300のポリアルキレングリコールとのハーフエステル類;炭素数2〜18のグリコールもしくはこれらグリコールの平均付加モル数2〜300のポリアルキレングリコールとマレアミド酸とのハーフアミド類;などが挙げられ、塩の例としては、例えば、一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩などが挙げられる。);アリルアルコール、アリルスルホン酸(塩)などのアリル化合物、およびそれらの平均付加モル数2〜300で炭素数2〜18のアルキレンオキシド付加物;メタリルアルコール、メタリルスルホン酸(塩)などのメタリル化合物、およびそれらの平均付加モル数2〜300で炭素数2〜18のアルキレンオキシド付加物;などが挙げられる。 Furthermore, a monomer having a high chain transfer property can also be used as a chain transfer agent. Specifically, for example, α, β-unsaturated dicarboxylic acid compounds such as maleic acid, fumaric acid and citraconic acid, and derivatives thereof And salts thereof (more specifically, examples of derivatives include, for example, half esters with alcohols having 1 to 30 carbon atoms; half amides with amines having 1 to 30 carbon atoms; Half-amides or half-esters with amino alcohols; Half-esters with compounds (x) obtained by adding an average of 1 to 300 moles of alkylene oxide having 2 to 18 carbon atoms to the alcohols; One end of the compound (x) A half amide with a compound in which a hydroxyl group is aminated; a glycol having 2 to 18 carbon atoms or an average addition mole number of these glycols of 2 to 30 Examples of salts include half esters with 0 polyalkylene glycols; half amides of glycols having 2 to 18 carbon atoms or polyalkylene glycols having an average addition mole number of these glycols of 2 to 300 and maleamic acid; Examples thereof include monovalent metal salts, divalent metal salts, ammonium salts, organic amine salts, etc.); allyl compounds such as allyl alcohol and allyl sulfonic acid (salt), and the average number of added moles thereof is 2 -300 to C2-C18 alkylene oxide adducts; methallyl compounds such as methallyl alcohol and methallyl sulfonic acid (salt), and addition of C2-C18 alkylene oxides with an average addition mole number of 2 to 300 Thing; etc. are mentioned.
なお、上記の連鎖移動剤は、いずれも単独で用いても2種以上を併用してもよい。 In addition, said chain transfer agent may be used individually or may use 2 or more types together.
連鎖移動剤は、重合反応の際に、常に反応系中に存在するようにすることが好ましい。特に、連鎖移動剤としてチオール系連鎖移動剤あるいは低級酸化物およびその塩を用いる場合には、連鎖移動剤を一括投入せずに、滴下などにより連続的に投入するか、分割投入するなど、長時間かけて添加することが有効である。反応の初期と後半とで、モノマーに対する連鎖移動剤の濃度が極端に異なって、反応後半で連鎖移動剤が不足する場合には、共重合体の分子量が極端に大きくなり、例えば、セメント混和剤として性能が低下する。 It is preferable that the chain transfer agent is always present in the reaction system during the polymerization reaction. In particular, when a thiol chain transfer agent or a lower oxide and a salt thereof are used as the chain transfer agent, the chain transfer agent is continuously added by dropping or the like without adding the chain transfer agent all at once, It is effective to add over time. If the concentration of the chain transfer agent relative to the monomer is extremely different between the initial and second half of the reaction, and the chain transfer agent is insufficient in the second half of the reaction, the molecular weight of the copolymer becomes extremely large. As the performance decreases.
連鎖移動剤を反応系中に供給する際には、単量体(b)や過酸化物などの酸性の原料と異なるラインで供給することが好ましく、特に連鎖移動剤としてチオール系連鎖移動剤あるいは低級酸化物およびその塩を用いる場合には、酸性原料と異なるラインで供給することが有効である。例えば、チオール系連鎖移動剤を単量体(b)と同じラインで供給した場合、連鎖移動剤が反応開始剤として単量体(b)に作用して部分的に重合が起こり、単独重合体が発生しやすくなり、例えば、セメント混和剤としての性能が低下する。また、低級酸化物およびその塩を過酸化物と同じラインで供給した場合、低級酸化物およびその塩と過酸化物が反応し、過酸化物が反応開始剤として作用する前に、活性を失ってしまうことになる。 When supplying the chain transfer agent into the reaction system, it is preferable to supply the chain transfer agent in a line different from the acidic raw material such as the monomer (b) or peroxide. When using lower oxides and salts thereof, it is effective to supply them on a line different from the acidic raw material. For example, when a thiol chain transfer agent is supplied in the same line as the monomer (b), the chain transfer agent acts on the monomer (b) as a reaction initiator to cause partial polymerization, resulting in a homopolymer. For example, the performance as a cement admixture decreases. In addition, when the lower oxide and its salt are supplied in the same line as the peroxide, the lower oxide and its salt react with the peroxide, and the activity is lost before the peroxide acts as a reaction initiator. It will end up.
重合反応により得られた共重合体は、取り扱い性の観点から、pHを5以上に調整しておくことが好ましいが、重合反応をpH5以上で行なった場合、重合率の低下が起こると同時に、共重合性が悪くなり、例えば、セメント混和剤用共重合体として分散性が低下するため、pH5未満で重合反応を行い、重合した後に、pHを5以上に調整することが好ましい。pHの調整は、例えば、一価金属および二価金属の水酸化物および炭酸塩などの無機塩;アンモニア;有機アミン;などのアルカリ性物質を用いて行なうことができる。連鎖移動剤を用いる場合には、得られた共重合体をそのまま、例えば、セメント混和剤の主成分として用いることもできる。 The copolymer obtained by the polymerization reaction is preferably adjusted to a pH of 5 or more from the viewpoint of handleability. However, when the polymerization reaction is performed at a pH of 5 or more, the polymerization rate decreases, Since the copolymerizability deteriorates and, for example, the dispersibility decreases as a copolymer for cement admixture, it is preferable to perform the polymerization reaction at a pH of less than 5 and adjust the pH to 5 or more after polymerization. The pH can be adjusted using, for example, an alkaline substance such as inorganic salts such as monovalent metal and divalent metal hydroxides and carbonates; ammonia; organic amines; When a chain transfer agent is used, the obtained copolymer can be used as it is, for example, as a main component of a cement admixture.
重合開始剤としては、通常のラジカル重合開始剤を用いることができる。水溶液重合を行なう場合のラジカル重合開始剤としては、例えば、過酸化物として、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウムなどの過硫酸塩;過酸化水素;などが使用され、アゾ系開始剤として、2,2’−アゾビス−2−メチルプロピオンアミジン塩酸塩などのアゾアミジン化合物、2,2’−アゾビス−2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン塩酸塩などの環状アゾアミジン化合物、2−カルバモイルアゾイソブチロニトリル;などが使用される。 As the polymerization initiator, a normal radical polymerization initiator can be used. Examples of radical polymerization initiators used in aqueous solution polymerization include peroxides such as persulfates such as ammonium persulfate, sodium persulfate, and potassium persulfate; hydrogen peroxide; and the like as azo initiators. Azoamidine compounds such as 2,2′-azobis-2-methylpropionamidine hydrochloride, cyclic azoamidine compounds such as 2,2′-azobis-2- (2-imidazolin-2-yl) propane hydrochloride, 2-carbamoyl Azoisobutyronitrile; and the like are used.
また、低級アルコール類、芳香族もしくは脂肪族炭化水素類、エステル類、ケトン類などを溶媒とする溶液重合や塊状重合を行なう場合のラジカル重合開始剤としては、例えば、過酸化物として、ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、ナトリウムペルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシドなどが使用され、アゾ系開始剤として、アゾビスイソブチロニトリルなどが使用される。さらに、水−低級アルコール混合溶媒を用いる場合には、上記のラジカル重合開始剤の中から適宜選択して使用することができる。また、塊状重合は、50〜200℃の温度範囲内で行われる。 In addition, as a radical polymerization initiator in the case of performing solution polymerization or bulk polymerization using lower alcohols, aromatic or aliphatic hydrocarbons, esters, ketones or the like as solvents, for example, peroxides, benzoyl peroxide , Lauroyl peroxide, sodium peroxide, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide and the like are used, and azobisisobutyronitrile and the like are used as the azo initiator. Furthermore, when a water-lower alcohol mixed solvent is used, it can be appropriately selected from the above radical polymerization initiators. The bulk polymerization is performed within a temperature range of 50 to 200 ° C.
重合反応の際には、上記の過酸化物と還元剤とを併用するレドックス系重合開始剤で重合を開始させることが好ましい。 In the polymerization reaction, it is preferable to start the polymerization with a redox polymerization initiator in which the peroxide and the reducing agent are used in combination.
還元剤としては、一般的な還元剤であれば、特に限定されるものではないが、例えば、モール塩に代表されるような、鉄(II)、スズ(II)、チタン(III)、クロム(II)、V(II)、Cu(II)などの低原子価状態にある金属の塩類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ヒドロキシルアミン、ヒドロキシルアミン塩酸塩、ヒドラジンなどのアミン化合物およびその塩;亜二チオン酸ナトリウム、ホルムアルデヒドナトリウムスルホキシレート、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム二水和物などのほか、−SH、−SO2H、−NHNH2、−COCH(OH)−などの基を含む有機化合物およびその塩;亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、メタ二亜硫酸塩などのアルカリ金属亜硫酸塩や、次亜リン酸、次亜リン酸ナトリウム、ヒドロ亜硫酸ナトリウム、次亜硝酸ナトリウムなどの低級酸化物およびその塩;D−フルクトース、D−グルコースなどの転化糖;チオウレア、二酸化チオウレアなどのチオウレア化合物;L−アスコルビン酸(塩)、L−アスコルビン酸エステル、エリソルビン酸(塩)、エリソルビン酸エステル;などが挙げられる。 The reducing agent is not particularly limited as long as it is a general reducing agent. For example, iron (II), tin (II), titanium (III), chromium, and the like represented by mole salts. (II), salts of metals in a low valence state such as V (II), Cu (II); amine compounds such as monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, hydroxylamine, hydroxylamine hydrochloride, hydrazine and the like include groups such as - sodium dithionite, sodium formaldehyde sulfoxylate, in addition, such as sodium hydroxy methane sulfinate dihydrate, -SH, -SO 2 H, -NHNH 2, -COCH (OH); salt Organic compounds and salts thereof; alkalis such as sodium sulfite, sodium bisulfite, metabisulfite Metal sulfites, lower oxides and salts thereof such as hypophosphorous acid, sodium hypophosphite, sodium hydrosulfite, sodium hyponitrite; invert sugars such as D-fructose and D-glucose; thiourea, thiourea dioxide, etc. Thiourea compounds; L-ascorbic acid (salt), L-ascorbic acid ester, erythorbic acid (salt), erythorbic acid ester; and the like.
過酸化物と還元剤との組合せの具体例としては、例えば、ベンゾイルパーオキシドとアミンとの組合せ、クメンハイドロパーオキシドと鉄(II)、Cu(II)などの金属化合物との組合せが挙げられる。特に、水溶性の過酸過物と還元剤との組合せが好ましく、例えば、過酸化水素とL−アスコルビン酸との組合せ、過酸化水素とエリソルビン酸との組合せ、過酸化水素とモール塩との組合せ、過硫酸ナトリウムと亜硫酸水素ナトリウムとの組合せが特に好ましい。特に好ましい組合せは、過酸化水素とL−アスコルビン酸との組合せである。 Specific examples of the combination of the peroxide and the reducing agent include, for example, a combination of benzoyl peroxide and an amine, and a combination of cumene hydroperoxide and a metal compound such as iron (II) or Cu (II). . In particular, a combination of a water-soluble peracid peroxide and a reducing agent is preferable. For example, a combination of hydrogen peroxide and L-ascorbic acid, a combination of hydrogen peroxide and erythorbic acid, a combination of hydrogen peroxide and a mol salt. The combination of sodium persulfate and sodium bisulfite is particularly preferred. A particularly preferred combination is a combination of hydrogen peroxide and L-ascorbic acid.
過酸化物の使用量は、単量体成分の合計量に対して、好ましくは0.01モル%以上、より好ましくは0.1モル%以上、さらに好ましくは0.5モル%以上、さらに好ましくは1モル%以上であり、また、好ましくは30モル%以下、より好ましくは20モル%以下、さらに好ましくは10モル%以下、さらに好ましくは5モル%以下である。過酸化物の使用量が0.01モル%未満であると、未反応の単量体が多くなることがある。逆に、過酸化物の使用量が30モル%を超えると、オリゴマー部分が多いポリカルボン酸が得られることがある。 The amount of peroxide used is preferably 0.01 mol% or more, more preferably 0.1 mol% or more, still more preferably 0.5 mol% or more, further preferably, relative to the total amount of monomer components. Is 1 mol% or more, preferably 30 mol% or less, more preferably 20 mol% or less, still more preferably 10 mol% or less, and further preferably 5 mol% or less. If the amount of peroxide used is less than 0.01 mol%, the amount of unreacted monomer may increase. On the other hand, when the amount of peroxide used exceeds 30 mol%, a polycarboxylic acid having a large number of oligomer parts may be obtained.
還元剤の使用量は、過酸化物に対して、好ましくは0.1モル%以上、より好ましくは1モル%以上、さらに好ましくは5モル%以上、さらに好ましくは10モル%以上、さらに好ましくは25モル%以上、さらに好ましくは50モル%以上であり、また、好ましくは500モル%以下、より好ましくは300モル%以下、さらに好ましくは200モル%以下、さらに好ましくは100モル%以下である。還元剤の使用量が0.1モル%未満であると、活性ラジカルが充分に発生せず、未反応単量体が多くなることがある。逆に、還元剤の使用量が500モル%を超えると、過酸化水素と反応せずに残存する還元剤が多くなることがある。 The amount of the reducing agent used is preferably 0.1 mol% or more, more preferably 1 mol% or more, still more preferably 5 mol% or more, still more preferably 10 mol% or more, more preferably with respect to the peroxide. It is 25 mol% or more, more preferably 50 mol% or more, preferably 500 mol% or less, more preferably 300 mol% or less, still more preferably 200 mol% or less, still more preferably 100 mol% or less. When the amount of the reducing agent used is less than 0.1 mol%, active radicals are not sufficiently generated, and the amount of unreacted monomers may increase. On the other hand, when the amount of the reducing agent used exceeds 500 mol%, the reducing agent remaining without reacting with hydrogen peroxide may increase.
重合反応の際には、過酸化物と還元剤のうちの少なくとも一方が、常に反応系中に存在するようにすることが好ましい。具体的には、過酸化物と還元剤を同時に一括投入しなければよく、例えば、両者を滴下などにより連続的に投入するか、分割投入するなど、長時間かけて添加すればよい。過酸化物と還元剤を同時に一括投入した場合には、過酸化物と還元剤が急激に反応するため、投入直後には、多量の反応熱のため反応制御が困難になり、しかも、その後、急激にラジカル濃度が減少するため、未反応モノマーが多量に残存することになる。さらに、反応の初期と後半とでは、モノマーに対するラジカル濃度が極端に異なるため、分子量分布が極端に大きくなり、例えば、セメント混和剤としての性能が低下することになる。なお、一方を投入してから、他方の投入を開始するまでの時間は、5時間以内とするのが好ましく、より好ましくは3時間以内、特に好ましくは1時間以内である。 In the polymerization reaction, it is preferable that at least one of the peroxide and the reducing agent is always present in the reaction system. Specifically, the peroxide and the reducing agent need not be added all at once. For example, they may be added over a long period of time, for example, by dropping them continuously or by adding them separately. When the peroxide and reducing agent are simultaneously added at once, the peroxide and reducing agent react rapidly, and immediately after the addition, reaction control becomes difficult due to a large amount of reaction heat. Since the radical concentration rapidly decreases, a large amount of unreacted monomer remains. Furthermore, since the radical concentration with respect to the monomer is extremely different between the initial stage and the latter half of the reaction, the molecular weight distribution becomes extremely large. For example, the performance as a cement admixture is lowered. In addition, it is preferable that the time from the introduction of one to the start of the other is within 5 hours, more preferably within 3 hours, and particularly preferably within 1 hour.
重合反応の際には、単量体の高い反応性を得るために、ラジカル重合開始剤の半減期が好ましくは0.5〜500時間、より好ましくは1〜300時間、さらに好ましくは3〜150時間となる温度で重合反応を行うことが必要であり、例えば、過硫酸塩を開始剤とした場合、重合反応の温度は40〜100℃の範囲内が適当であるが、42〜98℃の範囲内が好ましく、45〜90℃の範囲内がより好ましく、50〜80℃の範囲内がさらに好ましい。また、過酸化水素とL−アスコルビン酸(塩)とを組み合わせて開始剤とした場合、重合反応の温度は30〜100℃の範囲内が適当であるが、35〜98℃の範囲内が好ましく、40〜95℃の範囲内がより好ましく、42〜90℃の範囲内がさらに好ましく、45〜85℃の範囲内がさらに好ましい。重合反応の時間は、0.5〜10時間の範囲内が適当であるが、好ましくは0.5〜8時間、より好ましくは1〜6時間の範囲内がよい。重合反応の時間が、この範囲より、長すぎたり短すぎたりすると、重合率の低下や生産性の低下をもたらし好ましくない。 In the polymerization reaction, in order to obtain high reactivity of the monomer, the half-life of the radical polymerization initiator is preferably 0.5 to 500 hours, more preferably 1 to 300 hours, still more preferably 3 to 150. For example, when persulfate is used as an initiator, the temperature of the polymerization reaction is suitably in the range of 40 to 100 ° C., but it is 42 to 98 ° C. Within the range, preferably within the range of 45 to 90 ° C, more preferably within the range of 50 to 80 ° C. When the initiator is a combination of hydrogen peroxide and L-ascorbic acid (salt), the temperature of the polymerization reaction is suitably in the range of 30-100 ° C, but preferably in the range of 35-98 ° C. Within the range of 40-95 ° C, more preferably within the range of 42-90 ° C, even more preferably within the range of 45-85 ° C. The time for the polymerization reaction is suitably in the range of 0.5 to 10 hours, preferably 0.5 to 8 hours, more preferably 1 to 6 hours. If the time for the polymerization reaction is too long or too short from this range, it is not preferable because the polymerization rate is lowered and the productivity is lowered.
重合反応の際における全単量体の使用量は、原料の全量に対して、20〜95質量%、好ましくは30〜93質量%、より好ましくは40〜90質量%の範囲内がよく、使用量がこの範囲より多すぎたり少なすぎたりすると、重合率の低下や生産性の低下をもたらし好ましくない。 The amount of all monomers used in the polymerization reaction is 20 to 95% by mass, preferably 30 to 93% by mass, more preferably 40 to 90% by mass, based on the total amount of raw materials. If the amount is too much or too little than this range, the polymerization rate and productivity are lowered, which is not preferable.
単量体成分を重合する際の各単量体の反応容器への投入方法としては、重合工程において、単量体(b)の反応容器への累積投入割合(単量体(b)の全投入量に対する、投入済みの単量体(b)の質量%)に対し、単量体(a)の反応容器への累積投入割合(単量体(a)の全投入量に対する、投入済みの単量体(a)の質量%)が多い時点が存在することが好ましい。具体的には、例えば、以下の方法が例示される。 As a method for charging each monomer into the reaction vessel at the time of polymerizing the monomer component, in the polymerization step, the cumulative charging rate of the monomer (b) into the reaction vessel (total amount of the monomer (b) The cumulative charge ratio of the monomer (a) to the reaction vessel (mass% of the charged monomer (b) with respect to the charged quantity) It is preferable that there is a point in time when the amount of the monomer (a) is large. Specifically, for example, the following method is exemplified.
1.単量体(a)の全量を重合開始前に反応容器に一括投入し、重合開始剤の反応容器への投入開始以後に単量体(b)の全量を反応容器に分割もしくは連続投入する方法。 1. A method in which the entire amount of the monomer (a) is collectively charged into the reaction vessel before the polymerization is started, and the entire amount of the monomer (b) is divided or continuously charged into the reaction vessel after the polymerization initiator has been charged into the reaction vessel. .
2.単量体(a)の全量と単量体(b)の一部を重合開始前に反応容器に投入し、重合開始剤の反応容器への投入開始以後に単量体(b)の残りを反応容器に分割もしくは連続投入する方法。 2. The whole amount of monomer (a) and a part of monomer (b) are charged into the reaction vessel before the start of polymerization, and the remainder of monomer (b) is removed after the start of the polymerization initiator into the reaction vessel. A method of dividing or continuously charging into a reaction vessel.
3.単量体(a)の一部を重合開始前に反応容器に投入し、重合開始剤の反応容器への投入開始以後に単量体(a)の残りと単量体(b)の全量を反応容器に分割もしくは連続投入する方法。 3. A part of the monomer (a) is put into the reaction vessel before the start of polymerization, and the remainder of the monomer (a) and the total amount of the monomer (b) are added after the start of the introduction of the polymerization initiator into the reaction vessel. A method of dividing or continuously charging into a reaction vessel.
4.単量体(a)の一部と単量体(b)の一部を重合開始前に反応容器に投入し、重合開始剤の反応容器への投入開始以後に単量体(a)の残りと単量体(b)の残りを反応容器に分割もしくは連続投入し、かつ、単量体(a)の反応容器への投入終了時点に対して単量体(b)の反応容器への投入終了時点が遅れる方法。 4). A part of the monomer (a) and a part of the monomer (b) are charged into the reaction vessel before the start of polymerization, and the remainder of the monomer (a) after the start of charging the polymerization initiator into the reaction vessel And the remainder of the monomer (b) is divided or continuously charged into the reaction vessel, and the monomer (b) is charged into the reaction vessel at the point when the monomer (a) is charged into the reaction vessel. A way to delay the end point.
5.単量体(a)の一部と単量体(b)の一部を重合開始前に反応容器に投入し、重合開始剤の反応容器への投入開始以後に単量体(a)の残りと単量体(b)の残りを反応容器に分割もしくは連続投入し、かつ、単量体(b)の反応容器への累積投入割合(単量体(b)の全投入量に対する、投入済みの単量体(b)の質量%)に対し、単量体(a)の反応容器への累積投入割合(単量体(a)の全投入量に対する、投入済みの単量体(a)の質量%)が多い時点が存在する方法。 5. A part of the monomer (a) and a part of the monomer (b) are charged into the reaction vessel before the start of polymerization, and the remainder of the monomer (a) after the start of charging the polymerization initiator into the reaction vessel And the remainder of the monomer (b) are divided or continuously charged into the reaction vessel, and the cumulative charge ratio of the monomer (b) to the reaction vessel (the amount already charged relative to the total amount of monomer (b) charged) Of the monomer (a) to the reaction vessel (according to the total mass of the monomer (a)). In which there is a point in time when there is a large mass%).
6.重合開始剤の反応容器への投入開始以後に単量体(a)の全量と単量体(b)の全量を反応容器に分割もしくは連続投入し、かつ、単量体(b)の反応容器への累積投入割合(単量体(b)の全投入量に対する、投入済みの単量体(b)の質量%)に対し、単量体(a)の反応容器への累積投入割合(単量体(a)の全投入量に対する、投入済みの単量体(a)の質量%)が多い時点が存在する方法。 6). After the start of charging the polymerization initiator into the reaction vessel, the whole amount of monomer (a) and the whole amount of monomer (b) are divided or continuously charged into the reaction vessel, and the monomer (b) reaction vessel Cumulative charge ratio of monomer (a) to the reaction vessel (single mass% of monomer (b) already charged relative to the total charge of monomer (b)) A method in which there is a point in time when there is a large amount of the monomer (a) already charged relative to the total charge of the monomer (a).
上記1〜6に例示する方法により、単量体(a)の重合性が単量体(b)の重合性に対して低いにもかかわらず、単量体(a)と単量体(b)とを効率的に共重合させることが可能となる。なお、単量体(c)の反応容器への投入方法は特に限定されず、全量を反応容器に初期に一括投入する方法、全量を反応容器に分割もしくは連続投入する方法、一部を反応容器に初期に投入し、残りを反応容器に分割もしくは連続投入する方法のいずれでも良い。さらに、単量体(b)および単量体(c)の中和率は特に限定されず、重合開始剤、連鎖移動剤等に影響を及ぼさないように中和率を変えればよい。この様な条件下にて重合反応を行い、反応終了後、必要に応じて中和、濃度調整を行う。 According to the methods exemplified in the above 1 to 6, the monomer (a) and the monomer (b), although the polymerizability of the monomer (a) is lower than the polymerizability of the monomer (b) ) Can be efficiently copolymerized. In addition, the method for charging the monomer (c) into the reaction vessel is not particularly limited, a method in which the entire amount is initially charged into the reaction vessel, a method in which the entire amount is divided or continuously charged into the reaction vessel, and a part of the reaction vessel Any of the methods may be used in which the initial charging is performed and the remainder is divided or continuously charged into the reaction vessel. Furthermore, the neutralization rate of the monomer (b) and the monomer (c) is not particularly limited, and the neutralization rate may be changed so as not to affect the polymerization initiator, the chain transfer agent and the like. The polymerization reaction is carried out under such conditions, and after completion of the reaction, neutralization and concentration adjustment are performed as necessary.
本発明の共重合体を合成する際に用いる各単量体の比率は、単量体(a)および単量体(b)を必須とするものであれば、特に限定されるものではなく、単量体(a)/単量体(b)/単量体(c)=1〜99/1〜99/0〜70(質量%)の範囲内が適当であるが、単量体(a)/単量体(b)/単量体(c)=50〜99/1〜50/0〜49(質量%)の範囲内が好ましく、単量体(a)/単量体(b)/単量体(c)=55〜98/2〜45/0〜40(質量%)の範囲内がより好ましく、単量体(a)/単量体(b)/単量体(c)=60〜97/3〜40/0〜30(質量%)の範囲内がさらに好ましい。ただし、単量体(a)、単量体(b)および単量体(c)の合計量は、100質量%である。また、共重合体の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(以下「GPC」ということがある。)によるポリエチレングリコール換算で、好ましくは10,000以上、より好ましくは15,000以上、さらに好ましくは20,000以上であり、また、好ましくは300,000以下、より好ましくは200,000以下、さらに好ましくは100,000以下、さらに好ましくは80,000以下、さらに好ましくは70,000以下である。これら各単量体の重量比率と重量平均分子量の範囲とを選ぶことで、より高い分散性能を発揮する、例えば、セメント混和剤用共重合体となる。 The ratio of each monomer used when synthesizing the copolymer of the present invention is not particularly limited as long as the monomer (a) and the monomer (b) are essential. The range of monomer (a) / monomer (b) / monomer (c) = 1 to 99/1 to 99/0 to 70 (mass%) is appropriate. ) / Monomer (b) / monomer (c) = preferably within the range of 50 to 99/1 to 50/0 to 49 (mass%), monomer (a) / monomer (b) / Monomer (c) = more preferably within the range of 55 to 98/2 to 45/0 to 40 (mass%), monomer (a) / monomer (b) / monomer (c) = More preferably within the range of 60 to 97/3 to 40/0 to 30 (mass%). However, the total amount of the monomer (a), the monomer (b) and the monomer (c) is 100% by mass. The weight average molecular weight of the copolymer is preferably 10,000 or more, more preferably 15,000 or more, and still more preferably, in terms of polyethylene glycol by gel permeation chromatography (hereinafter sometimes referred to as “GPC”). It is 20,000 or more, preferably 300,000 or less, more preferably 200,000 or less, further preferably 100,000 or less, still more preferably 80,000 or less, and further preferably 70,000 or less. By selecting the weight ratio of these monomers and the range of the weight average molecular weight, for example, a copolymer for cement admixture that exhibits higher dispersion performance is obtained.
上記したように、本発明による共重合体の製造方法においては、単量体(a)の少なくとも一部として、ポリアルキレングリコールを1〜20質量%含有する単量体(a)を、単量体成分の合計量に対して、10質量%以上用いる。なお、単量体(a)のポリアルキレングリコール含有量は、通常は1〜20質量%、好ましくは1.5〜15質量%、より好ましくは2〜10質量%の範囲内である。 As described above, in the method for producing a copolymer according to the present invention, a monomer (a) containing 1 to 20% by mass of a polyalkylene glycol is used as at least a part of the monomer (a). 10 mass% or more is used with respect to the total amount of body components. The polyalkylene glycol content of the monomer (a) is usually in the range of 1 to 20% by mass, preferably 1.5 to 15% by mass, more preferably 2 to 10% by mass.
また、単量体(a)の少なくとも一部として、イソプレンを質量基準で100〜10,000ppm含有する単量体(a)を用いることが好ましい。単量体(a)のイソプレン含有量は、質量基準で、好ましくは100〜10,000ppm、より好ましくは150〜5,000ppm、さらに好ましくは200〜2,500ppmの範囲内である。 Moreover, it is preferable to use the monomer (a) containing 100 to 10,000 ppm of isoprene on a mass basis as at least a part of the monomer (a). The isoprene content of the monomer (a) is preferably in the range of 100 to 10,000 ppm, more preferably 150 to 5,000 ppm, and even more preferably 200 to 2,500 ppm on a mass basis.
このように、単量体(a)の少なくとも一部として、所定量のポリアルキレングリコールやイソプレンを含有する単量体(a)を、単量体成分の合計量に対して、10質量%以上用いることにより、得られた共重合体をセメント混和剤として用いれば、セメントの分散性や分散保持性、モルタルの状態が向上する。 Thus, the monomer (a) containing a predetermined amount of polyalkylene glycol or isoprene as at least a part of the monomer (a) is 10% by mass or more based on the total amount of the monomer components. When the obtained copolymer is used as a cement admixture, the dispersibility and dispersion retention of cement and the state of mortar are improved.
≪不飽和単量体の製造方法≫
本発明による不飽和単量体の製造方法は、下記式(2):
≪Method for producing unsaturated monomer≫
The method for producing an unsaturated monomer according to the present invention comprises the following formula (2):
[式中、R1、R2およびR3は、互いに独立して、水素原子またはメチル基を表し、Xは炭素数1〜6のアルキレン基を表し、mは0または1である]
で示される不飽和アルコールにアルキレンオキシドを付加することにより、下記式(1):
[Wherein R 1 , R 2 and R 3 independently represent a hydrogen atom or a methyl group, X represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and m is 0 or 1]
By adding an alkylene oxide to the unsaturated alcohol represented by the following formula (1):
[式中、R1、R2およびR3は、互いに独立して、水素原子またはメチル基を表し、R4は水素原子または炭素数1〜20の炭化水素基を表し、AOは炭素数2〜18のオキシアルキレン基を表し、nはオキシアルキレン基の平均付加モル数であって、1〜300の数を表し、nが2以上の場合、複数個のAOは同一であっても異なっていてもよく、Xは炭素数1〜6のアルキレン基を表し、mは0または1である]
で示される不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体を製造する方法であって、該不飽和アルコールの少なくとも一部として、水を100〜10,000ppm(質量基準)含有する不飽和アルコールを用いることを特徴とする。
[Wherein, R 1 , R 2 and R 3 independently represent a hydrogen atom or a methyl group, R 4 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and AO represents 2 carbon atoms. -18 represents an oxyalkylene group, n represents the average number of moles added of the oxyalkylene group, represents a number of 1 to 300, and when n is 2 or more, a plurality of AOs are the same or different. X represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and m is 0 or 1.]
A unsaturated alcohol containing 100 to 10,000 ppm (by mass) of water is used as at least a part of the unsaturated alcohol. It is characterized by.
以下、本発明による不飽和単量体の製造方法について詳しく説明する。なお、不飽和単量体とは、不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体を意味するが、ポリアルキレングリコール鎖を有する共重合体の製造方法に関する説明と同様に、単に「単量体(a)」ということがある。また、上記式(2)で示される不飽和アルコールを、単に「不飽和アルコール」ということがある。 Hereinafter, the method for producing an unsaturated monomer according to the present invention will be described in detail. The unsaturated monomer means an unsaturated polyalkylene glycol ether-based monomer. However, as in the description of the method for producing a copolymer having a polyalkylene glycol chain, simply “monomer (a ) ". Further, the unsaturated alcohol represented by the above formula (2) may be simply referred to as “unsaturated alcohol”.
本発明による不飽和単量体の製造方法は、不飽和アルコールにアルキレンオキシドを付加することを包含する。 The method for producing an unsaturated monomer according to the present invention includes adding an alkylene oxide to an unsaturated alcohol.
不飽和アルコールとしては、上記式(2)で示される不飽和アルコールであれば、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、3−メチル−3−ブテン−1−オール、3−メチル−2−ブテン−1−オール、2−メチル−3−ブテン−2−オール、2−メチル−2−ブテン−1−オール、2−メチル−3−ブテン−1−オール、アリルアルコール、メタリルアルコールなどが挙げられる。これらの不飽和アルコールのうち、3−メチル−3−ブテン−1−オール(イソプレノール)が特に好適である。 The unsaturated alcohol is not particularly limited as long as it is an unsaturated alcohol represented by the above formula (2). Specifically, for example, 3-methyl-3-buten-1-ol, 3 -Methyl-2-buten-1-ol, 2-methyl-3-buten-2-ol, 2-methyl-2-buten-1-ol, 2-methyl-3-buten-1-ol, allyl alcohol, And methallyl alcohol. Of these unsaturated alcohols, 3-methyl-3-buten-1-ol (isoprenol) is particularly preferred.
アルキレンオキシドとしては、炭素数2〜18のアルキレンオキシドであれば、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシドなどが挙げられる。これらのアルキレンオキシドは、単独で用いても2種以上を併用してもよい。2種以上のアルキレンオキシドを併用する場合、ランダム付加、ブロック付加、交互付加などのいずれでもよい。また、不飽和アルコールに付加したアルキレンオキシドの末端は、水素原子または炭素数1〜20の炭化水素基である。ここで、炭素原子数1〜20の炭化水素基としては、例えば、炭素原子数1〜20のアルキル基(脂肪族もしくは脂環式アルキル基)、炭素原子数6〜20のアリール基、例えば、フェニル基、アルキルフェニル基、フェニルアルキル基、(アルキル)フェニル基で置換されたフェニル基、ナフチル基などが挙げられる。 The alkylene oxide is not particularly limited as long as it is an alkylene oxide having 2 to 18 carbon atoms. Specific examples thereof include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, and styrene oxide. These alkylene oxides may be used alone or in combination of two or more. When two or more alkylene oxides are used in combination, any of random addition, block addition, alternating addition, and the like may be used. Moreover, the terminal of the alkylene oxide added to unsaturated alcohol is a hydrogen atom or a C1-C20 hydrocarbon group. Here, as the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, for example, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (aliphatic or alicyclic alkyl group), an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, for example, Examples thereof include a phenyl group, an alkylphenyl group, a phenylalkyl group, a phenyl group substituted with a (alkyl) phenyl group, and a naphthyl group.
アルキレンオキシドの平均付加モル数は、1〜300である。平均付加モル数が減少すると単量体(a)の親水性が低下し、逆に、平均付加モル数が増大すると単量体(a)の反応性が低下する。それゆえ、アルキレンオキシドの平均付加モル数は、好ましくは10以上、より好ましくは20以上、さらに好ましくは40以上、さらに好ましくは50以上であり、また、好ましくは300以下、より好ましくは200以下、さらに好ましくは150以下、さらに好ましくは100以下である。 The average added mole number of alkylene oxide is 1 to 300. When the average added mole number decreases, the hydrophilicity of the monomer (a) decreases, and conversely, when the average added mole number increases, the reactivity of the monomer (a) decreases. Therefore, the average number of added moles of alkylene oxide is preferably 10 or more, more preferably 20 or more, still more preferably 40 or more, still more preferably 50 or more, and preferably 300 or less, more preferably 200 or less, More preferably, it is 150 or less, More preferably, it is 100 or less.
アルキレンオキシドの炭素数は、通常は2〜18の範囲内であり、好ましくは2〜8の範囲内、より好ましくは2〜4の範囲内である。 Carbon number of alkylene oxide is usually in the range of 2-18, preferably in the range of 2-8, more preferably in the range of 2-4.
不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体、すなわち単量体(a)としては、ポリアルキレングリコール鎖を有する共重合体の製造方法に関する説明において列挙した上記のような単量体が挙げられる。 Examples of the unsaturated polyalkylene glycol ether monomer, that is, the monomer (a) include the monomers listed above in the description of the method for producing a copolymer having a polyalkylene glycol chain.
付加反応は、従来公知の方法で行うことができ、例えば、不活性ガス雰囲気下、塩基の存在下で、不飽和アルコールとアルキレンオキシドとを混合攪拌すればよい。なお、炭素数が小さいアルキレンオキシドの場合、常温・常圧の下では、気体状であるので、例えば、オートクレーブなどの耐圧容器を用いて、加圧下で付加反応を行う必要がある。 The addition reaction can be performed by a conventionally known method. For example, an unsaturated alcohol and an alkylene oxide may be mixed and stirred in an inert gas atmosphere in the presence of a base. In the case of alkylene oxide having a small number of carbon atoms, it is in a gaseous state at normal temperature and normal pressure, so that it is necessary to perform an addition reaction under pressure using, for example, a pressure vessel such as an autoclave.
不活性ガスとしては、例えば、ヘリウム、アルゴン、窒素などが挙げられる。これらの不活性ガスは、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの不活性ガスのうち、入手しやすさや経済性の観点から、窒素が特に好適である。 As an inert gas, helium, argon, nitrogen etc. are mentioned, for example. These inert gases may be used alone or in combination of two or more. Of these inert gases, nitrogen is particularly preferable from the viewpoint of availability and economy.
塩基としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属;水素化リチウム、水素化ナトリウム、水素化カリウムなどのアルカリ金属水素化物;n−ブチルリチウムなどの有機リチウム化合物;ナトリウムアミド;水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの金属水酸化物;などが挙げられる。これらの塩基は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの塩基のうち、取り扱いやすさや経済性などの観点から、水素化ナトリウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムが特に好適である。 Examples of the base include alkali metals such as lithium, sodium and potassium; alkali metal hydrides such as lithium hydride, sodium hydride and potassium hydride; organolithium compounds such as n-butyllithium; sodium amide; lithium hydroxide Metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide. These bases may be used alone or in combination of two or more. Of these bases, sodium hydride, sodium hydroxide, and potassium hydroxide are particularly preferred from the viewpoints of ease of handling and economy.
付加反応の温度が高くなると、単量体(a)の熱分解が進み、副生するポリエチレングリコールやイソプレンの量が増加するので、これらの不純物が単量体(a)に所定量だけ含まれるように、付加反応の温度を適宜調節する必要がある。それゆえ、付加反応の温度は、好ましくは70℃以上、より好ましくは80℃以上、さらに好ましくは90℃以上、さらに好ましくは100℃以上であり、また、好ましくは180℃以下、より好ましくは170℃以下、さらに好ましくは160℃以下、さらに好ましくは150℃以下、さらに好ましくは140℃以下、さらに好ましくは130℃以下、さらに好ましくは120℃以下である。 When the temperature of the addition reaction increases, the thermal decomposition of the monomer (a) proceeds and the amount of by-produced polyethylene glycol and isoprene increases, so that these impurities are contained in the monomer (a) in a predetermined amount. Thus, it is necessary to adjust the temperature of the addition reaction as appropriate. Therefore, the temperature of the addition reaction is preferably 70 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher, further preferably 90 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, and preferably 180 ° C. or lower, more preferably 170 ° C. ° C or lower, more preferably 160 ° C or lower, more preferably 150 ° C or lower, further preferably 140 ° C or lower, more preferably 130 ° C or lower, and further preferably 120 ° C or lower.
また、付加反応の圧力は、付加反応が円滑に進行するように適宜調節すればよく、特に限定されるものではないが、通常は1.0MPa以下、好ましくは0.9MPa以下、より好ましくは0.8MPa以下である。付加反応の時間は、不飽和アルコールの仕込み量やアルキレンオキシドの添加量に応じて適宜調節すればよく、特に限定されるものではないが、例えば、通常は0.5〜24時間、好ましくは2〜20時間、より好ましくは5〜18時間の範囲内である。 The pressure of the addition reaction may be appropriately adjusted so that the addition reaction proceeds smoothly, and is not particularly limited, but is usually 1.0 MPa or less, preferably 0.9 MPa or less, more preferably 0. .8 MPa or less. The addition reaction time may be appropriately adjusted according to the amount of unsaturated alcohol charged and the amount of alkylene oxide added, and is not particularly limited. For example, it is usually 0.5 to 24 hours, preferably 2 Within 20 hours, more preferably within 5-18 hours.
不飽和アルコールに付加するアルキレンオキシドの平均付加モル数は、不飽和アルコールの仕込み量とアルキレンオキシドの添加量とにより決定される。しかし、不飽和アルコールに対して、所望量のアルキレンオキシドを一回の反応で付加してもよいし、複数回の反応で付加してもよい。例えば、不飽和アルコールに対して、最初の反応で、所望量より少ないアルキレンオキシドを付加し、得られた不飽和アルコールのアルキレンオキシド付加体に対して、それ以降の反応で、残りの量のアルキレンオキシドを付加してもよい。 The average number of moles of alkylene oxide added to the unsaturated alcohol is determined by the amount of unsaturated alcohol charged and the amount of alkylene oxide added. However, the desired amount of alkylene oxide may be added to the unsaturated alcohol in a single reaction, or may be added in multiple reactions. For example, less alkylene oxide is added in the first reaction to the unsaturated alcohol, and the remaining amount of alkylene is added to the alkylene oxide adduct of the resulting unsaturated alcohol in the subsequent reaction. Oxides may be added.
上記したように、本発明による不飽和単量体の製造方法では、不飽和アルコールにアルキレンオキシドを付加することにより、単量体(a)を製造するにあたり、不飽和アルコールの少なくとも一部として、水を質量基準で100〜10,000ppm含有する不飽和アルコールを用いる。不飽和アルコールの水含有量は、質量基準で、好ましくは100ppm以上、より好ましくは150ppm以上、さらに好ましくは200ppm以上、さらに好ましくは300ppm以上、さらに好ましくは500ppm以上であり、また、好ましくは10,000ppm以下、より好ましくは8,000ppm以下、さらに好ましくは5,000ppm以下、さらに好ましくは2,500ppm以下、さらに好ましくは1,000ppm以下である。 As described above, in the method for producing an unsaturated monomer according to the present invention, when producing the monomer (a) by adding an alkylene oxide to the unsaturated alcohol, at least a part of the unsaturated alcohol, An unsaturated alcohol containing 100 to 10,000 ppm of water on a mass basis is used. The water content of the unsaturated alcohol is preferably 100 ppm or more, more preferably 150 ppm or more, further preferably 200 ppm or more, more preferably 300 ppm or more, further preferably 500 ppm or more, and preferably 10, ppm or more on a mass basis. 000 ppm or less, more preferably 8,000 ppm or less, further preferably 5,000 ppm or less, still more preferably 2,500 ppm or less, and still more preferably 1,000 ppm or less.
このように、不飽和アルコールの少なくとも一部として、所定量の水を含有する不飽和アルコールを用いることにより、不飽和アルコールに対してアルキレンオキシドを付加する際に、不飽和アルコールに含まれる水がアルキレンオキシドと反応して、また、生成した単量体(a)が熱分解して、ポリアルキレングリコールが副生する。所定量のポリアルキレングリコールや、単量体(a)の熱分解により同時に副生するイソプレンを含有する単量体(a)を、単量体成分の合計量に対して、10質量%以上用いることにより、得られた共重合体をセメント混和剤として用いれば、セメントの分散性や分散保持性、モルタルの状態が向上する。 Thus, by using an unsaturated alcohol containing a predetermined amount of water as at least a part of the unsaturated alcohol, when the alkylene oxide is added to the unsaturated alcohol, the water contained in the unsaturated alcohol is reduced. It reacts with the alkylene oxide, and the produced monomer (a) is thermally decomposed to produce polyalkylene glycol as a by-product. A monomer (a) containing a predetermined amount of polyalkylene glycol and isoprene simultaneously by-produced by thermal decomposition of the monomer (a) is used in an amount of 10% by mass or more based on the total amount of the monomer components. Thus, when the obtained copolymer is used as a cement admixture, the dispersibility and dispersion retention of cement and the state of mortar are improved.
なお、不飽和アルコールには、不飽和アルデヒドが不純物として含まれていることがある。例えば、3−メチル−3−ブテン−1−オールには、3−メチル−2−ブテナール(3−メチルクロトンアルデヒド)が不純物として含まれていることがある。このような不飽和アルデヒドが多く含まれると、着色の原因となるので、できる限り少ない方が好ましい。不飽和アルコールに含まれる不飽和アルデヒドの許容量は、好ましくは約0.5質量%以下、より好ましくは0.2質量%以下、さらに好ましくは0.1質量%以下、さらに好ましくは0.07質量%以下、さらに好ましくは0.05質量%以下である。 The unsaturated alcohol may contain an unsaturated aldehyde as an impurity. For example, 3-methyl-3-buten-1-ol may contain 3-methyl-2-butenal (3-methylcrotonaldehyde) as an impurity. When such an unsaturated aldehyde is contained in a large amount, it causes coloring, and therefore it is preferable that the amount is as small as possible. The allowable amount of unsaturated aldehyde contained in the unsaturated alcohol is preferably about 0.5% by mass or less, more preferably 0.2% by mass or less, further preferably 0.1% by mass or less, and further preferably 0.07%. It is not more than mass%, more preferably not more than 0.05 mass%.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例により制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。なお、下記の製造例において、特に断らない限り、「%」および「ppm」は質量基準である。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. It is also possible to implement, and they are all included in the technical scope of the present invention. In the following production examples, “%” and “ppm” are based on mass unless otherwise specified.
まず、不純物であるポリエチレングリコールおよびイソプレンの濃度を測定する方法について説明する。 First, a method for measuring the concentration of impurities such as polyethylene glycol and isoprene will be described.
<ポリエチレングリコールの濃度測定>
ポリエチレングリコールの濃度は、ゲル浸透クロマトグラフィーにより、以下の条件下で測定した。
<Measurement of polyethylene glycol concentration>
The concentration of polyethylene glycol was measured by gel permeation chromatography under the following conditions.
装置:Waters Alliance(2695);
解析ソフト:Waters社製 Empowerプロフェッショナル+GPCオプション;
カラム:Shodex Ashaipak GF−1G−7B+GF−310−HQ;
検出器:示差屈折率計(RI)検出器(Waters 2414);
溶離液:水/アセトニトリル=98/2(質量比)の割合で混合した溶液;
流量:1.0mL/min;
カラム・検出器温度:40℃;
測定時間:30分;
試料注入量:200μL(試料濃度0.1%になるように上記の溶離液で調製);
GPC標準サンプル:GLサイエンス製ポリエチレングリコール Mp=960、1,470、4,020、6,450、11,840;
較正曲線:上記ポリエチレングリコールのMp値を用いて3次式で作成した。
Apparatus: Waters Alliance (2695);
Analysis software: Emper Professional + GPC option from Waters;
Column: Shodex Ashipak GF-1G-7B + GF-310-HQ;
Detector: differential refractometer (RI) detector (Waters 2414);
Eluent: Solution mixed at a ratio of water / acetonitrile = 98/2 (mass ratio);
Flow rate: 1.0 mL / min;
Column / detector temperature: 40 ° C .;
Measurement time: 30 minutes;
Sample injection volume: 200 μL (prepared with the above eluent to a sample concentration of 0.1%);
GPC standard sample: polyethylene glycol manufactured by GL Sciences Mp = 960, 1,470, 4,020, 6,450, 11,840;
Calibration curve: Created by a cubic equation using the Mp value of polyethylene glycol.
<イソプレンの濃度測定>
イソプレンの濃度は、ガスクロマトグラフィーにより、以下の条件下で測定した。
<Measurement of isoprene concentration>
The concentration of isoprene was measured by gas chromatography under the following conditions.
GC−MS:島津製作所製 GC−17A、QP−5000;
ヘッドスペース:パーキンエルマー社製 HS−40;
カラム:J&W社製 DB−1(内径0.32mm×長さ60m×膜厚1μm);
移動相:ヘリウムガス;
流量:130kPa(ヘッドスペース入口レギュレータ);
カラム・検出器温度:40℃;
カラム昇温:80〜250℃まで5℃/minで昇温、250℃で10分間保持した;
注入温度:250℃;
試料注入量:200μL(試料濃度0.1%になるように上記の溶離液で調製);
HSサンプル加熱条件:130℃×10分;
HSニードル、トランス温度:170℃;
GC−MSインターフェース温度:250℃。
GC-MS: Shimadzu GC-17A, QP-5000;
Headspace: HS-40 manufactured by Perkin Elmer;
Column: DB-1 manufactured by J & W (inner diameter 0.32 mm × length 60 m × film thickness 1 μm);
Mobile phase: helium gas;
Flow rate: 130 kPa (headspace inlet regulator);
Column / detector temperature: 40 ° C .;
Column heating: The temperature was raised from 80 to 250 ° C. at 5 ° C./min and held at 250 ° C. for 10 minutes;
Injection temperature: 250 ° C;
Sample injection volume: 200 μL (prepared with the above eluent to a sample concentration of 0.1%);
HS sample heating conditions: 130 ° C. × 10 minutes;
HS needle, transformer temperature: 170 ° C .;
GC-MS interface temperature: 250 ° C.
次に、3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキシドが付加した不飽和アルコールの製造例について説明する。 Next, production examples of unsaturated alcohols in which ethylene oxide is added to 3-methyl-3-buten-1-ol will be described.
≪製造例1≫
温度計、圧力計、攪拌機を備えたオートクレーブに、3−メチル−3−ブテン−1−オール(水分500ppm含有)1,870gおよび水素化ナトリウム3.6gを仕込み、攪拌下でオートクレーブを窒素置換し、窒素雰囲気下で120℃に加熱した。温度を120℃に保持し、初期圧力を0.09MPaに設定して、エチレンオキシド9,560gを15時間かけて添加した。この間、反応温度を120℃±5℃、反応圧力を0.78MPa以下に維持した。さらに1時間、反応温度を維持して、3−メチル−3−ブテン−1−オールに対するエチレンオキシドの付加反応を完結させ、3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキシドが平均10モル付加した不飽和アルコールを11,433g得た。この不飽和アルコールに含まれる不純物の濃度を測定したところ、ポリエチレングリコールが1.5%であり、イソプレンが200ppmであった。
≪Production Example 1≫
Into an autoclave equipped with a thermometer, pressure gauge, and stirrer, was charged 1,870 g of 3-methyl-3-buten-1-ol (containing 500 ppm of water) and 3.6 g of sodium hydride, and the autoclave was purged with nitrogen under stirring. And heated to 120 ° C. under a nitrogen atmosphere. The temperature was maintained at 120 ° C., the initial pressure was set to 0.09 MPa, and 9,560 g of ethylene oxide was added over 15 hours. During this time, the reaction temperature was maintained at 120 ° C. ± 5 ° C., and the reaction pressure was maintained at 0.78 MPa or less. The reaction temperature was further maintained for 1 hour to complete the addition reaction of ethylene oxide to 3-methyl-3-buten-1-ol, and an average of 10 mol of ethylene oxide was added to 3-methyl-3-buten-1-ol. 11,433 g of unsaturated alcohol was obtained. When the concentration of impurities contained in this unsaturated alcohol was measured, it was 1.5% for polyethylene glycol and 200 ppm for isoprene.
≪製造例2≫
温度計、圧力計、攪拌機を備えたオートクレーブに、製造例1で合成した不飽和アルコール1,145gおよび水素化ナトリウム1.2gを仕込み、攪拌下でオートクレーブを窒素置換し、窒素雰囲気下で120℃に加熱した。温度を120℃に保持し、初期圧力を0.16MPaに設定して、エチレンオキシド3,825gを12時間かけて添加した。この間、反応温度を120℃±5℃、反応圧力を0.78MPa以下に維持した。さらに1時間、反応温度を維持して、原料の不飽和アルコールに対するエチレンオキシドの付加反応を完結させ、3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキシドが平均50モル付加した不飽和アルコールを4,970g得た。この不飽和アルコールに含まれる不純物の濃度を測定したところ、ポリエチレングリコールが3.3%であり、イソプレンが500ppmであった。
≪Production Example 2≫
An autoclave equipped with a thermometer, pressure gauge, and stirrer was charged with 1,145 g of the unsaturated alcohol synthesized in Production Example 1 and 1.2 g of sodium hydride, and the autoclave was purged with nitrogen under stirring, and 120 ° C. under a nitrogen atmosphere. Heated. The temperature was maintained at 120 ° C., the initial pressure was set to 0.16 MPa, and 3,825 g of ethylene oxide was added over 12 hours. During this time, the reaction temperature was maintained at 120 ° C. ± 5 ° C., and the reaction pressure was maintained at 0.78 MPa or less. Further, the reaction temperature was maintained for 1 hour to complete the addition reaction of ethylene oxide to the raw material unsaturated alcohol, and an unsaturated alcohol having an average of 50 moles of ethylene oxide added to 3-methyl-3-buten-1-ol was obtained. 970 g was obtained. When the concentration of impurities contained in the unsaturated alcohol was measured, it was 3.3% for polyethylene glycol and 500 ppm for isoprene.
≪製造例3≫
温度計、圧力計、攪拌機を備えたオートクレーブに、製造例1で合成した不飽和アルコール1,145gおよび水素化ナトリウム1.2gを仕込み、攪拌下でオートクレーブを窒素置換し、窒素雰囲気下で140℃に加熱した。温度を140℃に保持し、初期圧力を0.16MPaに設定して、エチレンオキシド3,825gを12時間かけて添加した。この間、反応温度を140℃±5℃、反応圧力を0.78MPa以下に維持した。さらに1時間、反応温度を維持して、原料の不飽和アルコールに対するエチレンオキシドの付加反応を完結させ、3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキシドが平均50モル付加した不飽和アルコールを4,969g得た。この不飽和アルコールに含まれる不純物の濃度を測定したところ、ポリエチレングリコールが7.2%であり、イソプレンが900ppmであった。
≪Production Example 3≫
An autoclave equipped with a thermometer, pressure gauge, and stirrer was charged with 1,145 g of the unsaturated alcohol synthesized in Production Example 1 and 1.2 g of sodium hydride, and the autoclave was purged with nitrogen under stirring, and 140 ° C. under a nitrogen atmosphere. Heated. The temperature was maintained at 140 ° C., the initial pressure was set to 0.16 MPa, and 3,825 g of ethylene oxide was added over 12 hours. During this time, the reaction temperature was maintained at 140 ° C. ± 5 ° C., and the reaction pressure was maintained at 0.78 MPa or less. Further, the reaction temperature was maintained for 1 hour to complete the addition reaction of ethylene oxide to the raw material unsaturated alcohol, and an unsaturated alcohol having an average of 50 moles of ethylene oxide added to 3-methyl-3-buten-1-ol was obtained. 969 g was obtained. When the concentration of impurities contained in the unsaturated alcohol was measured, polyethylene glycol was 7.2% and isoprene was 900 ppm.
≪比較製造例1≫
温度計、圧力計、攪拌機を備えたオートクレーブに、3−メチル−3−ブテン−1−オール1,870gおよび水素化ナトリウム3.6gを仕込み、減圧・加熱して脱水・脱気後、窒素で加圧して窒素置換を行った。温度を120℃に設定し、初期圧力を0.09MPaに設定し、エチレンオキシド9,560gを15時間かけて添加した。この間、反応温度を120℃±5℃、反応圧力を0.78MPa以下に維持した。さらに1時間、反応温度を維持して、3−メチル−3−ブテン−1−オールに対するエチレンオキシドの付加反応を完結させ、3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキシドが平均10モル付加した不飽和アルコールを11,429g得た。この不飽和アルコールに含まれる不純物の濃度を測定したところ、ポリエチレングリコールが0.6%であり、イソプレンが60ppmであった。
≪Comparative Production Example 1≫
An autoclave equipped with a thermometer, pressure gauge, and stirrer was charged with 1,870 g of 3-methyl-3-buten-1-ol and 3.6 g of sodium hydride. Pressurized and replaced with nitrogen. The temperature was set to 120 ° C., the initial pressure was set to 0.09 MPa, and 9,560 g of ethylene oxide was added over 15 hours. During this time, the reaction temperature was maintained at 120 ° C. ± 5 ° C., and the reaction pressure was maintained at 0.78 MPa or less. The reaction temperature was further maintained for 1 hour to complete the addition reaction of ethylene oxide to 3-methyl-3-buten-1-ol, and an average of 10 mol of ethylene oxide was added to 3-methyl-3-buten-1-ol. 11,429 g of unsaturated alcohol was obtained. When the concentration of impurities contained in the unsaturated alcohol was measured, polyethylene glycol was 0.6% and isoprene was 60 ppm.
≪比較製造例2≫
温度計、圧力計、攪拌機を備えたオートクレーブに、比較製造例1で合成した不飽和アルコール1,145gおよび水素化ナトリウム1.2gを仕込み、減圧・加熱して脱水・脱気後、窒素で加圧して窒素置換を行った。温度を120℃に設定し、初期圧力を0.16MPaに設定し、エチレンオキシド3,825gを12時間かけて添加した。この間、反応温度を120℃±5℃、反応圧力を0.78MPa以下に維持した。さらに1時間、反応温度を維持して、原料の不飽和アルコールに対するエチレンオキシドの付加反応を完結させ、3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキシドが平均50モル付加した不飽和アルコールを4,968g得た。この不飽和アルコールに含まれる不純物の濃度を測定したところ、ポリエチレングリコールが0.9%であり、イソプレンが90ppmであった。
≪Comparative Production Example 2≫
An autoclave equipped with a thermometer, pressure gauge, and stirrer was charged with 1,145 g of the unsaturated alcohol synthesized in Comparative Production Example 1 and 1.2 g of sodium hydride, dehydrated and heated, dehydrated and degassed, and then added with nitrogen. And nitrogen substitution was performed. The temperature was set to 120 ° C., the initial pressure was set to 0.16 MPa, and 3,825 g of ethylene oxide was added over 12 hours. During this time, the reaction temperature was maintained at 120 ° C. ± 5 ° C., and the reaction pressure was maintained at 0.78 MPa or less. Further, the reaction temperature was maintained for 1 hour to complete the addition reaction of ethylene oxide to the raw material unsaturated alcohol, and an unsaturated alcohol having an average of 50 moles of ethylene oxide added to 3-methyl-3-buten-1-ol was obtained. 968 g was obtained. When the concentration of impurities contained in the unsaturated alcohol was measured, polyethylene glycol was 0.9% and isoprene was 90 ppm.
次に、ポリアルキレングリコール鎖を有する重合体の重量平均分子量を測定する方法について説明する。 Next, a method for measuring the weight average molecular weight of a polymer having a polyalkylene glycol chain will be described.
<重合体の重量平均分子量測定>
ポリアルキレングリコール鎖を有する重合体の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィーにより、以下のような条件下で測定した。
<Measurement of weight average molecular weight of polymer>
The weight average molecular weight of the polymer having a polyalkylene glycol chain was measured by gel permeation chromatography under the following conditions.
装置:Waters Alliance(2695);
解析ソフト:Waters社製 Empowerプロフェッショナル+GPCオプション;
使用カラム:東ソー社製 TSKgelガードカラム(内径6.0×40mm)+G4000SWXL+G3000SWXL+G2000SWXL(各内径7.8×300mm);
検出器:示差屈折計(RI)検出器(Waters 2414)、多波長可視紫外(PDA)検出器(Waters 2996);
溶離液:アセトニトリル/50mM酢酸ナトリウムイオン交換水溶液=40/60(vol%)の混合物に酢酸を加えてpH6.0に調整したものを使用した;
流量:1.0mL/min;
カラム・検出器温度:40℃;
測定時間:45分間;
試料液注入量:100μL(試料濃度が0.5wt%になるように上記の溶離液で調整);
GPC標準サンプル:ポリエチレングリコール[ピークトップ分子量(Mp)=272,500、219,300(以上、GLサイエンス製)、107,000、50,000、24,000(以上、東ソー社製)、11,840、6,450、4,250、1,470(以上、GLサイエンス製)の9点を使用];
較正曲線:上記ポリエチレングリコールのMp値を用いて3次式で作成した。
Apparatus: Waters Alliance (2695);
Analysis software: Emper Professional + GPC option from Waters;
Column used: TSKgel guard column manufactured by Tosoh Corporation (inner diameter 6.0 × 40 mm) + G4000SWXL + G3000SWXL + G2000SWXL (each inner diameter 7.8 × 300 mm);
Detector: differential refractometer (RI) detector (Waters 2414), multi-wavelength visible ultraviolet (PDA) detector (Waters 2996);
Eluent: A mixture of acetonitrile / 50 mM sodium acetate ion exchange aqueous solution = 40/60 (vol%) adjusted to pH 6.0 by adding acetic acid was used;
Flow rate: 1.0 mL / min;
Column / detector temperature: 40 ° C .;
Measurement time: 45 minutes;
Sample solution injection volume: 100 μL (adjusted with the above eluent so that the sample concentration is 0.5 wt%);
GPC standard sample: polyethylene glycol [peak top molecular weight (Mp) = 272,500, 219,300 (above, manufactured by GL Sciences), 107,000, 50,000, 24,000 (above, manufactured by Tosoh Corporation), 11, 9 points of 840, 6,450, 4,250, 1,470 (above, manufactured by GL Sciences)];
Calibration curve: Created by a cubic equation using the Mp value of polyethylene glycol.
次に、ポリアルキレングリコール鎖を有する重合体の製造例について説明する。 Next, a production example of a polymer having a polyalkylene glycol chain will be described.
≪製造例4≫
アクリル酸水溶液として、アクリル酸64.64gを水61.85gに溶解させた水溶液を調製した。連鎖移動剤の水溶液として、3−メルカプトプロピオン酸2.14g、L−アルコルビン酸0.99gを水96.87gに溶解させた水溶液を調製した。重合開始剤の水溶液として、30%過酸化水素2.54gを水35.58gに溶解させた水溶液を調製した。
<< Production Example 4 >>
As an acrylic acid aqueous solution, an aqueous solution in which 64.64 g of acrylic acid was dissolved in 61.85 g of water was prepared. As an aqueous solution of a chain transfer agent, an aqueous solution was prepared by dissolving 2.14 g of 3-mercaptopropionic acid and 0.99 g of L-alcorbic acid in 96.87 g of water. As an aqueous solution of the polymerization initiator, an aqueous solution in which 2.54 g of 30% hydrogen peroxide was dissolved in 35.58 g of water was prepared.
まず、ジムロート冷却管、テフロン(登録商標)製の攪拌翼と攪拌シール付の攪拌機、窒素導入管、温度センサーを備えたガラス製反応容器に、製造例2で合成した不飽和単量体(3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキシドが平均50モル付加した不飽和アルコール)484.49g、水250.24gを仕込み、250rpmで攪拌下、窒素を100〜200mL/minで導入しながら58℃に加温した。次いで、重合開始剤の水溶液を反応容器に全量加え、58℃に加温した。次いで、アクリル酸水溶液を3時間、連鎖移動剤の水溶液を3.5時間かけて反応容器に滴下した後、温度を58℃に1時間保持して重合反応を完結させ、重量平均分子量34,300の重合体1の55%水溶液999gを得た。 First, an unsaturated monomer (3) synthesized in Production Example 2 was added to a glass reactor equipped with a Dimroth condenser, a Teflon (registered trademark) stirring blade and a stirrer with a stirring seal, a nitrogen inlet tube, and a temperature sensor. (Unsaturated alcohol in which 50 moles of ethylene oxide was added to methyl-3-buten-1-ol on average) 48.49 g and 250.24 g of water were charged, and while stirring at 250 rpm, nitrogen was introduced at 100 to 200 mL / min. 58 Warmed to ° C. Next, the entire amount of the polymerization initiator aqueous solution was added to the reaction vessel and heated to 58 ° C. Next, an acrylic acid aqueous solution was dropped into the reaction vessel over 3 hours and an aqueous solution of the chain transfer agent over 3.5 hours, and then the temperature was maintained at 58 ° C. for 1 hour to complete the polymerization reaction, and the weight average molecular weight was 34,300. 999 g of a 55% aqueous solution of Polymer 1 was obtained.
≪製造例5≫
アクリル酸水溶液として、アクリル酸64.64gを水61.85gに溶解させた水溶液を調製した。連鎖移動剤の水溶液として、3−メルカプトプロピオン酸2.14g、L−アルコルビン酸0.99gを水96.87gに溶解させた水溶液を調製した。重合開始剤の水溶液として、30%過酸化水素2.54gを水35.58gに溶解させた水溶液を調製した。
≪Production Example 5≫
As an acrylic acid aqueous solution, an aqueous solution in which 64.64 g of acrylic acid was dissolved in 61.85 g of water was prepared. As an aqueous solution of a chain transfer agent, an aqueous solution was prepared by dissolving 2.14 g of 3-mercaptopropionic acid and 0.99 g of L-alcorbic acid in 96.87 g of water. As an aqueous solution of the polymerization initiator, an aqueous solution in which 2.54 g of 30% hydrogen peroxide was dissolved in 35.58 g of water was prepared.
まず、ジムロート冷却管、テフロン(登録商標)製の攪拌翼と攪拌シール付の攪拌機、窒素導入管、温度センサーを備えたガラス製反応容器に、製造例3で合成した不飽和単量体(3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキシドが平均50モル付加した不飽和アルコール)484.49g、水250.24gを仕込み、250rpmで攪拌下、窒素を100〜200mL/minで導入しながら58℃に加温した。次いで、重合開始剤の水溶液を反応容器に全量加え、58℃に加温した。次いで、アクリル酸水溶液を3時間、連鎖移動剤の水溶液を3.5時間かけて反応容器に滴下した後、温度を58℃に1時間保持して重合反応を完結させ、重量平均分子量32,600の重合体2の55%水溶液999gを得た。 First, the unsaturated monomer (3) synthesized in Production Example 3 was added to a glass reaction vessel equipped with a Dimroth condenser, a Teflon (registered trademark) stirring blade and a stirrer with a stirring seal, a nitrogen inlet tube, and a temperature sensor. (Unsaturated alcohol in which 50 moles of ethylene oxide was added to methyl-3-buten-1-ol on average) 48.49 g and 250.24 g of water were charged, and while stirring at 250 rpm, nitrogen was introduced at 100 to 200 mL / min. 58 Warmed to ° C. Next, the entire amount of the polymerization initiator aqueous solution was added to the reaction vessel and heated to 58 ° C. Next, an aqueous acrylic acid solution was dropped into the reaction vessel over 3 hours and an aqueous solution of a chain transfer agent over 3.5 hours, and then the temperature was maintained at 58 ° C. for 1 hour to complete the polymerization reaction, resulting in a weight average molecular weight of 32,600. 999 g of a 55% aqueous solution of Polymer 2 was obtained.
≪比較製造例3≫
アクリル酸水溶液として、アクリル酸64.64gを水61.85gに溶解させた水溶液を調製した。連鎖移動剤の水溶液として、3−メルカプトプロピオン酸2.14g、L−アルコルビン酸0.99gを水96.87gに溶解させた水溶液を調製した。重合開始剤の水溶液として、30%過酸化水素2.54gを水35.58gに溶解させた水溶液を調製した。
≪Comparative Production Example 3≫
As an acrylic acid aqueous solution, an aqueous solution in which 64.64 g of acrylic acid was dissolved in 61.85 g of water was prepared. As an aqueous solution of a chain transfer agent, an aqueous solution was prepared by dissolving 2.14 g of 3-mercaptopropionic acid and 0.99 g of L-alcorbic acid in 96.87 g of water. As an aqueous solution of the polymerization initiator, an aqueous solution in which 2.54 g of 30% hydrogen peroxide was dissolved in 35.58 g of water was prepared.
まず、ジムロート冷却管、テフロン(登録商標)製の攪拌翼と攪拌シール付の攪拌機、窒素導入管、温度センサーを備えたガラス製反応容器に、比較製造例2で合成した不飽和単量体(3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキシドが平均50モル付加した不飽和アルコール)484.49g、水250.24gを仕込み、250rpmで攪拌下、窒素を100〜200mL/minで導入しながら58℃に加温した。次いで、重合開始剤の水溶液を反応容器に全量加え、58℃に加温した。次いで、アクリル酸水溶液を3時間、連鎖移動剤の水溶液を3.5時間かけて反応容器に滴下した後、温度を58℃に1時間保持して重合反応を完結させ、重量平均分子量34,500の比較重合体1の55%水溶液999gを得た。 First, the unsaturated monomer synthesized in Comparative Production Example 2 was added to a glass reaction vessel equipped with a Dimroth condenser, a Teflon (registered trademark) stirring blade and a stirrer with a stirring seal, a nitrogen introduction tube, and a temperature sensor. (Unsaturated alcohol in which 50 mol of ethylene oxide is added to 3-methyl-3-buten-1-ol on average) 484.49 g and 250.24 g of water are charged, and while stirring at 250 rpm, nitrogen is introduced at 100 to 200 mL / min. Warmed to 58 ° C. Next, the entire amount of the polymerization initiator aqueous solution was added to the reaction vessel and heated to 58 ° C. Next, an aqueous acrylic acid solution was dropped into the reaction vessel over 3 hours and an aqueous solution of a chain transfer agent over 3.5 hours, and then the temperature was maintained at 58 ° C. for 1 hour to complete the polymerization reaction, resulting in a weight average molecular weight of 34,500. 999 g of a 55% aqueous solution of Comparative Polymer 1 was obtained.
次に、製造例4、5および比較製造例3で合成した本発明の重合体1、2および比較重合体1を用いて、モルタル試験を行った。 Next, a mortar test was performed using the polymers 1 and 2 of the present invention and the comparative polymer 1 synthesized in Production Examples 4 and 5 and Comparative Production Example 3.
<モルタル試験>
(モルタル配合)
モルタル配合はC/S/W=550/1,350/220(g)とした。ただし、
C:普通ポルトランドセメント(太平洋セメント社製)
S:ISO標準砂(セメント協会製)
W:試料のイオン交換水溶液
(モルタル実験環境)
実験環境は、温度が20℃±1℃、相対湿度が60%±10%とした。
<Mortar test>
(Contains mortar)
The mortar formulation was C / S / W = 550 / 1,350 / 220 (g). However,
C: Ordinary Portland cement (manufactured by Taiheiyo Cement)
S: ISO standard sand (made by Cement Association)
W: Sample ion exchange aqueous solution (mortar experimental environment)
The experimental environment was a temperature of 20 ° C. ± 1 ° C. and a relative humidity of 60% ± 10%.
(モルタル混練、フロー値測定手順)
所定量のポリマー水溶液を量り採り、消泡剤MA−404(ポゾリス物産製)を有姿でポリマー分に対して10wt%加え、さらにイオン交換水を加えて220gとし、充分に均一溶解させた。モルタル混練手順、モルタルフロー値測定手順は、JIS R5201(1997)に準拠した。ミキサーには、ステンレス製ビーター(攪拌羽根)を取り付けたHOBART社製のN−50ミキサーを使用した。
(Mortar kneading, flow value measurement procedure)
A predetermined amount of the polymer aqueous solution was weighed, and 10 wt% of the antifoaming agent MA-404 (manufactured by Pozoris) was added to the polymer, and further ion-exchanged water was added to make 220 g, which was sufficiently uniformly dissolved. The mortar kneading procedure and the mortar flow value measuring procedure were based on JIS R5201 (1997). The mixer used was an N-50 mixer manufactured by HOBART with a stainless beater (stirring blade).
<モルタル試験結果>
本発明の重合体1、2および比較重合体1のモルタル試験結果を表1に示す。
<Results of mortar test>
Table 1 shows the mortar test results of the polymers 1 and 2 and the comparative polymer 1 of the present invention.
表1から明らかなように、本発明の重合体1、2および比較重合体1を添加したモルタルを同一添加量(0.09wt%/C)で比較した場合、PEG含有量が多い不飽和単量体を用いて重合した本発明の重合体1、2の方が比較重合体1よりも直後のフロー値が向上しており、初期分散性に優れている。また、30分後のフロー値から直後のフロー値を引いたΔフロー値も本発明の重合体1、2の方が小さい値となっており、流動性の保持性能にも優れることがわかる。さらに、モルタルの状態も目視ではあるが、比較重合体1よりも本発明の重合体1、2の方がモルタルの粘性が少なく良好な状態を有している。 As is clear from Table 1, when the mortars to which the polymers 1 and 2 of the present invention and the comparative polymer 1 were added were compared at the same addition amount (0.09 wt% / C), the unsaturated unit having a high PEG content. The polymers 1 and 2 of the present invention polymerized using a monomer have a flow value immediately after that of the comparative polymer 1 and are excellent in initial dispersibility. In addition, the Δ flow value obtained by subtracting the immediately following flow value from the flow value after 30 minutes is also smaller in the polymers 1 and 2 of the present invention, indicating that the fluidity retention performance is also excellent. Furthermore, although the state of the mortar is also visually observed, the polymers 1 and 2 of the present invention have a better state with less mortar viscosity than the comparative polymer 1.
かくして、所定量のポリエチレングリコールやイソプレンを含有する不飽和単量体を用いた方が、これらの不純物の含有量が所定量の範囲外である不飽和単量体を用いた場合に比べて、初期分散性、流動性の保持性能に優れ、かつ粘性が少ない良好な状態のモルタルが得られることがわかる。 Thus, using an unsaturated monomer containing a predetermined amount of polyethylene glycol or isoprene, compared to using an unsaturated monomer whose content of these impurities is outside the range of the predetermined amount, It can be seen that a mortar having excellent initial dispersibility and fluidity retention performance and having a low viscosity can be obtained.
≪製造例6≫
温度計、攪拌機、滴下ロート、窒素導入管、還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、製造例2で合成した不飽和単量体(3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキシドが50モル付加した不飽和アルコール)49.37g、イオン交換水25.48gを仕込み、攪拌下で反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で60℃に昇温した後、2%過酸化水素水溶液3.0gを添加し、80%アクリル酸水溶液(単量体(b1))4.08gを1.5時間かけて滴下し、単量体(b1)の滴下終了に引き続き、80%アクリル酸水溶液(単量体(b2))1.92gを1.5時間かけて滴下した。単量体(b1)を滴下すると同時に、3−メルカプトプロピオン酸0.16g、L−アスコルビン酸0.08g、イオン交換水15.91gからなる水溶液を3.5時間かけて滴下した。その後、1時間引き続いて60℃に温度維持した後、冷却して重合を終了した。その後、重合反応温度以下の温度(30℃)で水酸化ナトリウム水溶液を用いて反応溶液をpH7.0に中和し、重量平均分子量が42,000の重合体3の45%水溶液120.4gを得た。
≪Production Example 6≫
In a glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping funnel, a nitrogen inlet tube, and a reflux condenser, the unsaturated monomer synthesized in Production Example 2 (3-methyl-3-buten-1-ol was mixed with ethylene oxide). 50 mol of unsaturated alcohol) (49.37 g) and ion-exchanged water (25.48 g) were charged, the reaction vessel was purged with nitrogen under stirring, and the temperature was raised to 60 ° C. in a nitrogen atmosphere. 3.0 g was added and 4.08 g of 80% acrylic acid aqueous solution (monomer (b1)) was added dropwise over 1.5 hours. Following completion of the dropwise addition of monomer (b1), 80% aqueous acrylic acid solution was added. (Monomer (b2)) 1.92 g was added dropwise over 1.5 hours. At the same time as the monomer (b1) was added dropwise, an aqueous solution consisting of 0.16 g of 3-mercaptopropionic acid, 0.08 g of L-ascorbic acid, and 15.91 g of ion-exchanged water was added dropwise over 3.5 hours. Thereafter, the temperature was maintained at 60 ° C. for 1 hour, followed by cooling to complete the polymerization. Thereafter, the reaction solution was neutralized to pH 7.0 using a sodium hydroxide aqueous solution at a temperature lower than the polymerization reaction temperature (30 ° C.), and 120.4 g of a 45% aqueous solution of polymer 3 having a weight average molecular weight of 42,000 was obtained. Obtained.
≪製造例7≫
温度計、攪拌機、滴下ロート、窒素導入管、還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、製造例3で合成した不飽和単量体(3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキシドが50モル付加した不飽和アルコール)49.37g、イオン交換水25.48gを仕込み、攪拌下で反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で60℃に昇温した後、2%過酸化水素水溶液3.0gを添加し、80%アクリル酸(β−アクリロキシプロパン酸を0.1質量%含む)水溶液(単量体(b1))1.92gを1.5時間かけて滴下し、単量体(b1)の滴下終了に引き続き、80%アクリル酸(β−アクリロキシプロパン酸を0.1質量%含む)水溶液(単量体(b2))4.08gを1.5時間かけて滴下した。単量体(b1)を滴下すると同時に、3−メルカプトプロピオン酸0.16g、L−アスコルビン酸0.08g、イオン交換水15.91gからなる水溶液を3.5時間かけて滴下した。その後、1時間引き続いて60℃に温度維持した後、冷却して重合を終了した。その後、重合反応温度以下の温度(30℃)で水酸化ナトリウム水溶液を用いて反応溶液をpH7.0に中和し、重量平均分子量が41,000の重合体4の45%水溶液120.4gを得た。
≪Production Example 7≫
In a glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping funnel, a nitrogen introduction tube, and a reflux condenser, the unsaturated monomer synthesized in Production Example 3 (3-methyl-3-buten-1-ol was mixed with ethylene oxide). 50 mol of unsaturated alcohol) (49.37 g) and ion-exchanged water (25.48 g) were charged, the reaction vessel was purged with nitrogen under stirring, and the temperature was raised to 60 ° C. in a nitrogen atmosphere. 3.0 g was added, and 1.92 g of 80% acrylic acid (containing 0.1% by mass of β-acryloxypropanoic acid) aqueous solution (monomer (b1)) was added dropwise over 1.5 hours. Subsequent to the completion of dropping of the body (b1), 4.08 g of an 80% acrylic acid (containing 0.1% by mass of β-acryloxypropanoic acid) aqueous solution (monomer (b2)) was dropped over 1.5 hours. . At the same time as the monomer (b1) was added dropwise, an aqueous solution consisting of 0.16 g of 3-mercaptopropionic acid, 0.08 g of L-ascorbic acid, and 15.91 g of ion-exchanged water was added dropwise over 3.5 hours. Thereafter, the temperature was maintained at 60 ° C. for 1 hour, followed by cooling to complete the polymerization. Thereafter, the reaction solution was neutralized to pH 7.0 using a sodium hydroxide aqueous solution at a temperature not higher than the polymerization reaction temperature (30 ° C.), and 120.4 g of 45% aqueous solution of polymer 4 having a weight average molecular weight of 41,000 was obtained. Obtained.
≪製造例8≫
温度計、攪拌機、滴下ロート、窒素導入管、還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、製造例3で合成した不飽和単量体(3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキシドが50モル付加した不飽和アルコール)49.37g、イオン交換水25.48gを仕込み、攪拌下で反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で60℃に昇温した後、2%過酸化水素水溶液3.0gを添加し、80%アクリル酸(β−アクリロキシプロパン酸を2.0質量%含む)水溶液(単量体(b1))1.25gを1.5時間かけて滴下し、単量体(b1)の滴下終了に引き続き、80%アクリル酸(β−アクリロキシプロパン酸を2.0質量%含む)水溶液(単量体(b2))4.75gを1.5時間かけて滴下した。単量体(b1)を滴下すると同時に、3−メルカプトプロピオン酸0.16g、L−アスコルビン酸0.08g、イオン交換水15.91gからなる水溶液を3.5時間かけて滴下した。その後、1時間引き続いて60℃に温度維持した後、冷却して重合を終了した。その後、重合反応温度以下の温度(30℃)で水酸化ナトリウム水溶液を用いて反応溶液をpH7.0に中和し、重量平均分子量が41,000の重合体5の45%水溶液120.4gを得た。
≪Production Example 8≫
In a glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping funnel, a nitrogen inlet tube, and a reflux condenser, the unsaturated monomer synthesized in Production Example 3 (3-methyl-3-buten-1-ol was mixed with ethylene oxide). 50 mol of unsaturated alcohol) (49.37 g) and ion-exchanged water (25.48 g) were charged, the reaction vessel was purged with nitrogen under stirring, and the temperature was raised to 60 ° C. in a nitrogen atmosphere. 3.0 g was added, and 1.25 g of 80% acrylic acid (containing 2.0 mass% β-acryloxypropanoic acid) aqueous solution (monomer (b1)) was added dropwise over 1.5 hours. Subsequent to the completion of the dropwise addition of the body (b1), 4.75 g of an 80% acrylic acid (containing 2.0 mass% β-acryloxypropanoic acid) aqueous solution (monomer (b2)) was added dropwise over 1.5 hours. . At the same time as the monomer (b1) was added dropwise, an aqueous solution consisting of 0.16 g of 3-mercaptopropionic acid, 0.08 g of L-ascorbic acid, and 15.91 g of ion-exchanged water was added dropwise over 3.5 hours. Thereafter, the temperature was maintained at 60 ° C. for 1 hour, followed by cooling to complete the polymerization. Thereafter, the reaction solution was neutralized to pH 7.0 with a sodium hydroxide aqueous solution at a temperature not higher than the polymerization reaction temperature (30 ° C.), and 120.4 g of 45% aqueous solution of polymer 5 having a weight average molecular weight of 41,000 was obtained. Obtained.
≪比較製造例4≫
温度計、攪拌機、滴下ロート、窒素導入管、還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、比較製造例2で合成した不飽和単量体(3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキシドが50モル付加した不飽和アルコール)49.37g、イオン交換水25.48gを仕込み、攪拌下で反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で60℃に昇温した後、2%過酸化水素水溶液3.0gを添加し、80%アクリル酸(β−アクリロキシプロパン酸を5.8質量%含む)水溶液(単量体(b1))1.92gを1.5時間かけて滴下し、単量体(b1)の滴下終了に引き続き、80%アクリル酸(β−アクリロキシプロパン酸を5.8質量%含む)水溶液(単量体(b2))4.08gを1.5時間かけて滴下した。単量体(b1)を滴下すると同時に、3−メルカプトプロピオン酸0.16g、L−アスコルビン酸0.08g、イオン交換水15.91gからなる水溶液を3.5時間かけて滴下した。その後、1時間引き続いて60℃に温度維持した後、冷却して重合を終了した。その後、重合反応温度以下の温度(30℃)で水酸化ナトリウム水溶液を用いて反応溶液をpH7.0に中和し、重量平均分子量が38,000の比較重合体2の45%水溶液120.4gを得た。
≪Comparative Production Example 4≫
The unsaturated monomer (3-methyl-3-buten-1-ol and ethylene oxide synthesized in Comparative Production Example 2) was added to a glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping funnel, a nitrogen inlet tube, and a reflux condenser. Is charged with 50 mol of unsaturated alcohol) and ion exchange water 25.48 g, and the reaction vessel is purged with nitrogen under stirring and heated to 60 ° C. in a nitrogen atmosphere. 3.0 g of an aqueous solution was added, and 1.92 g of an aqueous solution of 80% acrylic acid (containing 5.8% by mass of β-acryloxypropanoic acid) (monomer (b1)) was added dropwise over 1.5 hours. Following completion of the dropping of the monomer (b1), 4.08 g of an 80% acrylic acid (containing 5.8% by mass of β-acryloxypropanoic acid) aqueous solution (monomer (b2)) was dropped over 1.5 hours. did. At the same time as the monomer (b1) was added dropwise, an aqueous solution consisting of 0.16 g of 3-mercaptopropionic acid, 0.08 g of L-ascorbic acid, and 15.91 g of ion-exchanged water was added dropwise over 3.5 hours. Thereafter, the temperature was maintained at 60 ° C. for 1 hour, followed by cooling to complete the polymerization. Thereafter, the reaction solution was neutralized to pH 7.0 using a sodium hydroxide aqueous solution at a temperature not higher than the polymerization reaction temperature (30 ° C.), and 120.4 g of a 45% aqueous solution of comparative polymer 2 having a weight average molecular weight of 38,000. Got.
次に、製造例7および比較製造例4で合成した本発明の重合体4および比較重合体2を用いて、上記と同様にして、モルタル試験を行った。モルタル試験結果を表2に示す。 Next, using the polymer 4 and the comparative polymer 2 of the present invention synthesized in Production Example 7 and Comparative Production Example 4, a mortar test was conducted in the same manner as described above. The mortar test results are shown in Table 2.
表2から明らかなように、製造例7で合成した3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキシドが50モル付加した不飽和アルコールとβ−アクリロキシプロパン酸を0.10質量含むアクリル酸とを用いて重合した本発明の重合体4と、比較製造例2で合成した3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキシドが50モル付加した不飽和アルコールとβ−アクリロキシプロパン酸を5.8質量%含むアクリル酸とを用いて重合した比較重合体2(使用した単量体以外の合成条件は全て同じ)のモルタル試験結果を比較すると、本発明の重合体4の方が混練直後のフロー値に優れ、30分後のフロー値から混練直後のフロー値を引いたΔフロー値も本発明の重合体4の方が優れている。 As apparent from Table 2, acrylic acid containing 0.10 mass of β-acryloxypropanoic acid and unsaturated alcohol obtained by adding 50 mol of ethylene oxide to 3-methyl-3-buten-1-ol synthesized in Production Example 7 And an unsaturated alcohol obtained by adding 50 mol of ethylene oxide to 3-methyl-3-buten-1-ol synthesized in Comparative Production Example 2 and β-acryloxypropanoic acid. Comparing the mortar test results of the comparative polymer 2 polymerized using 5.8% by mass of acrylic acid (all the synthesis conditions other than the monomers used are the same), the polymer 4 of the present invention is kneaded. The flow value immediately after is excellent, and the Δ flow value obtained by subtracting the flow value immediately after kneading from the flow value after 30 minutes is also superior in the polymer 4 of the present invention.
かくして、所定量のポリエチレングリコールやイソプレンを含有する不飽和単量体と、(メタ)アクリル酸ダイマー含有量が所定量以下である不飽和カルボン酸系単量体とを用いた方が、これらの不純物の含有量が所定量の範囲外である不飽和単量体および不飽和カルボン酸系単量体を用いた場合に比べて、初期分散性、流動性の保持性能に優れることがわかる。 Thus, it is more preferable to use an unsaturated monomer containing a predetermined amount of polyethylene glycol or isoprene and an unsaturated carboxylic acid monomer having a (meth) acrylic acid dimer content of a predetermined amount or less. It can be seen that the initial dispersibility and fluidity retention performance are superior compared to the case of using an unsaturated monomer and an unsaturated carboxylic acid monomer whose impurity content is outside the predetermined range.
≪製造例9≫
アクリル酸水溶液として、β−アクリロキシプロパン酸を0.10質量%含むアクリル酸64.64gを水61.85gに溶解させた水溶液を調製した。連鎖移動剤として、3−メルカプトプロピオン酸2.14g、L−アスコルビン酸0.99gを水96.87gに溶解させた水溶液を調製した。重合開始剤の水溶液として、30%過酸化水素2.54gを水35.58gに溶解させた水溶液を調製した。
≪Production Example 9≫
As an acrylic acid aqueous solution, an aqueous solution in which 64.64 g of acrylic acid containing 0.10% by mass of β-acryloxypropanoic acid was dissolved in 61.85 g of water was prepared. As a chain transfer agent, an aqueous solution in which 2.14 g of 3-mercaptopropionic acid and 0.99 g of L-ascorbic acid were dissolved in 96.87 g of water was prepared. As an aqueous solution of the polymerization initiator, an aqueous solution in which 2.54 g of 30% hydrogen peroxide was dissolved in 35.58 g of water was prepared.
冷却管、攪拌機、窒素導入管、温度計、滴下ロートを備えたガラス製反応容器に、製造例2で合成した不飽和単量体(3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキシドが50モル付加した不飽和アルコール)484.49g、水250.24gを仕込み、250rpmで攪拌下、窒素を100〜200mL/minで導入しながら58℃に加温した。次いで、重合開始剤の水溶液を反応容器に全量加え、58℃に加温した。次いで、アクリル酸水溶液を3時間、連鎖移動剤の水溶液を3.5時間かけて反応容器に滴下した後、温度を58℃に1時間保持して重合反応を完結させ、重量平均分子量34,000の重合体6の45%水溶液1,220gを得た。 In a glass reaction vessel equipped with a cooling tube, a stirrer, a nitrogen introducing tube, a thermometer, and a dropping funnel, the unsaturated monomer synthesized in Production Example 2 (3-methyl-3-buten-1-ol was mixed with 50 ethylene oxide). Mole-added unsaturated alcohol) 484.49 g and 250.24 g of water were charged, and the mixture was heated to 58 ° C. while stirring at 250 rpm and introducing nitrogen at 100 to 200 mL / min. Next, the entire amount of the polymerization initiator aqueous solution was added to the reaction vessel and heated to 58 ° C. Subsequently, an acrylic acid aqueous solution was dropped into the reaction vessel over 3 hours and an aqueous solution of a chain transfer agent over 3.5 hours, and then the temperature was maintained at 58 ° C. for 1 hour to complete the polymerization reaction, and the weight average molecular weight 34,000. 1,220 g of 45% aqueous solution of polymer 6 was obtained.
≪製造例10〜14および比較製造例5≫
不飽和単量体(3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキシドが50モル付加した不飽和アルコール)の種類、アクリル酸に含まれるβ−アクリロキシプロパン酸(アクリル酸ダイマー)含有量が下記の表3に示すような割合である原料を用いたこと以外は、製造例9と同様にして、重合体7〜11および比較重合体3の45%水溶液1,220gを得た。
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Kind of unsaturated monomer (unsaturated alcohol in which 50 mol of ethylene oxide is added to 3-methyl-3-buten-1-ol), content of β-acryloxypropanoic acid (acrylic acid dimer) contained in acrylic acid Except having used the raw material which is a ratio as shown in following Table 3, it carried out similarly to manufacture example 9, and obtained 1,220 g of 45% aqueous solution of the polymers 7-11 and the comparison polymer 3.
製造例9、11、13および比較製造例5で合成した本発明の重合体6、8、10および比較重合体3を用いて、上記と同様にして、モルタル試験を行った。モルタル試験結果を表4に示す。 Using the polymers 6, 8, 10 of the present invention synthesized in Production Examples 9, 11, 13 and Comparative Production Example 5 and Comparative Polymer 3, a mortar test was conducted in the same manner as described above. The mortar test results are shown in Table 4.
表4から明らかなように、製造例2で合成した3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキシドが50モル付加した不飽和アルコールとβ−アクリロキシプロパン酸を0.10質量%含むアクリル酸とを用いて重合した本発明の重合体6、製造例2で合成した3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキシドが50モル付加した不飽和アルコールとβ−アクリロキシプロパン酸を4.1質量%含むアクリル酸とを用いて重合した本発明の重合体8、製造例3で合成した3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキシドが50モル付加した不飽和アルコールとβ−アクリロキシプロパン酸を2.0質量%含むアクリル酸とを用いて重合した本発明の重合体10と、比較製造例2で合成した3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキシドが50モル付加した不飽和アルコールとβ−アクリロキシプロパン酸を5.8質量%含むアクリル酸とを用いて重合した比較重合体3(使用した単量体以外の合成条件は全て同じ)とのモルタル試験結果を比較すると、本発明の重合体6、8および10の全てが混練直後のフロー値に優れ、30分後のフロー値から混練直後のフロー値を引いたΔフロー値も全て本発明の重合体6、8および10の方が優れている。 As is clear from Table 4, an acrylic containing 0.10% by mass of unsaturated alcohol obtained by adding 50 moles of ethylene oxide to 3-methyl-3-buten-1-ol synthesized in Production Example 2 and β-acryloxypropanoic acid. Polymer 6 of the present invention polymerized with an acid, 4-methyl-3-buten-1-ol synthesized in Production Example 2 added with 50 mol of ethylene oxide and β-acryloxypropanoic acid 4 Polymer 8 of the present invention polymerized using 1% by mass of acrylic acid, unsaturated alcohol obtained by adding 50 mol of ethylene oxide to 3-methyl-3-buten-1-ol synthesized in Production Example 3, and β- Polymer 10 of the present invention polymerized using acrylic acid containing 2.0% by mass of acryloxypropanoic acid, and 3-methyl-3-butene-1- synthesized in Comparative Production Example 2 Comparative polymer 3 polymerized using an unsaturated alcohol in which 50 mol of ethylene oxide was added to the alcohol and acrylic acid containing 5.8% by mass of β-acryloxypropanoic acid (all synthesis conditions other than the monomers used were When the mortar test results were compared with the same, all of the polymers 6, 8 and 10 of the present invention were excellent in the flow value immediately after kneading, and the Δ flow value obtained by subtracting the flow value immediately after kneading from the flow value after 30 minutes. All of the polymers 6, 8 and 10 of the present invention are superior.
かくして、所定量のポリエチレングリコールやイソプレンを含有する不飽和単量体と、(メタ)アクリル酸ダイマー含有量が所定量以下である不飽和カルボン酸系単量体とを用いた方が、これらの不純物の含有量が所定量の範囲外である不飽和単量体および不飽和カルボン酸系単量体を用いた場合に比べて、初期分散性、流動性の保持性能に優れることがわかる。 Thus, it is more preferable to use an unsaturated monomer containing a predetermined amount of polyethylene glycol or isoprene and an unsaturated carboxylic acid monomer having a (meth) acrylic acid dimer content of a predetermined amount or less. It can be seen that the initial dispersibility and fluidity retention performance are superior compared to the case of using an unsaturated monomer and an unsaturated carboxylic acid monomer whose impurity content is outside the predetermined range.
≪製造例15≫
温度計、攪拌機、滴下ロート、還流冷却管を備えたガラス製反応容器に、製造例3で合成した不飽和単量体(3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキシドが50モル付加した不飽和アルコール)127.74g、イオン交換水72.26gを仕込み、60℃に昇温した後、30%過酸化水素水溶液0.68gを添加し、アクリル酸8.82gとヒドロキシエチルアクリレート14.28gとの混合物を3時間、3−メルカプトプロピオン酸0.82gとL−アスコルビン酸0.27gとイオン交換水26.63gとを混合した水溶液を3.5時間かけて滴下した。その後、1時間引き続いて60℃に温度を保持して重合反応を完結させ、温度を50℃以下に降温し、水酸化ナトリウム水溶液でpH7.0に中和し、重量平均分子量29,800の重合体12の45%水溶液335gを得た。
≪Production Example 15≫
Into a glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping funnel, and a reflux condenser, 50 moles of the unsaturated monomer synthesized in Production Example 3 (3-methyl-3-buten-1-ol was added in an amount of 50 mol). (Unsaturated alcohol) 127.74 g and ion-exchanged water 72.26 g were charged and the temperature was raised to 60 ° C., followed by addition of 0.68 g of 30% aqueous hydrogen peroxide solution, 8.82 g of acrylic acid and 14.28 g of hydroxyethyl acrylate Was added dropwise over 3 hours, and an aqueous solution prepared by mixing 0.82 g of 3-mercaptopropionic acid, 0.27 g of L-ascorbic acid and 26.63 g of ion-exchanged water over 3.5 hours. Thereafter, the temperature was kept at 60 ° C. for 1 hour to complete the polymerization reaction, the temperature was lowered to 50 ° C. or less, neutralized to pH 7.0 with an aqueous sodium hydroxide solution, and a weight average molecular weight of 29,800 was obtained. 335 g of a 45% aqueous solution of coalescence 12 was obtained.
本発明は、さらに向上した無機物の分散性能を有し、かつモルタルなどに良好な状態を与え、また、各種粉体の分散剤、例えば、セメント混和剤、有機・無機顔料の分散剤、スケール防止剤、洗剤用ビルダー、古紙再生用脱墨剤、キレート剤、各種染料の分散剤、農薬分散剤、精綿用洗浄剤、石炭用分散剤などとして有用であるポリアルキレングリコール鎖を有する共重合体の製造方法、および、そのような共重合体の原料となる不飽和単量体の製造方法を提供するので、土木・建築の分野をはじめ、水溶性樹脂の各種用途の分野で多大の貢献をなすものである。 The present invention further improves the dispersion performance of inorganic substances and gives a good state to mortars, and also disperses various powders, such as cement admixtures, organic and inorganic pigment dispersants, scale prevention. Copolymers with polyalkylene glycol chains that are useful as detergents, detergent builders, used paper recycling deinking agents, chelating agents, dispersants for various dyes, agricultural chemical dispersants, fine cotton detergents, coal dispersants, etc. Production method and unsaturated monomer used as a raw material for such a copolymer, it contributes greatly in the fields of civil engineering and construction, as well as various applications of water-soluble resins. It is what you make.
Claims (8)
で示される不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体と不飽和モノカルボン酸系単量体とを含有する単量体成分を重合させることにより、ポリアルキレングリコール鎖を有する共重合体を製造する方法であって、該不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体の少なくとも一部として、ポリアルキレングリコールを1〜20質量%含有する不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体を、該単量体成分の合計量に対して、10質量%以上用いることを特徴とする製造方法。 Following formula (1):
A method for producing a copolymer having a polyalkylene glycol chain by polymerizing a monomer component containing an unsaturated polyalkylene glycol ether monomer and an unsaturated monocarboxylic acid monomer represented by An unsaturated polyalkylene glycol ether monomer containing 1 to 20% by mass of polyalkylene glycol is used as at least a part of the unsaturated polyalkylene glycol ether monomer. A production method using 10% by mass or more based on the total amount.
で示される不飽和アルコールにアルキレンオキシドを付加することにより、下記式(1):
で示される不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体を製造する方法であって、該不飽和アルコールの少なくとも一部として、水を質量基準で100〜10,000ppm含有する不飽和アルコールを用いることを特徴とする製造方法。 Following formula (2):
By adding an alkylene oxide to the unsaturated alcohol represented by the following formula (1):
A method for producing an unsaturated polyalkylene glycol ether monomer represented by the formula (1), wherein an unsaturated alcohol containing 100 to 10,000 ppm of water on a mass basis is used as at least a part of the unsaturated alcohol. A featured manufacturing method.
で示される不飽和アルコールにアルキレンオキシドを付加することにより、下記式(1):
で示される不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体を製造し、該不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体と不飽和モノカルボン酸系単量体とを含有する単量体成分を重合させることにより、ポリアルキレングリコール鎖を有する共重合体を製造する方法であって、前記不飽和アルコールの少なくとも一部として、水を質量基準で100〜10,000ppm含有する不飽和アルコールを用い、かつ前記不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体の少なくとも一部として、ポリアルキレングリコールを1〜20質量%含有する不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体を、前記単量体成分の合計量に対して、10質量%以上用いることを特徴とする製造方法。 Following formula (2):
By adding an alkylene oxide to the unsaturated alcohol represented by the following formula (1):
The unsaturated polyalkylene glycol ether monomer represented by the formula (1) is produced, and the monomer component containing the unsaturated polyalkylene glycol ether monomer and the unsaturated monocarboxylic acid monomer is polymerized. To produce a copolymer having a polyalkylene glycol chain, wherein as the at least part of the unsaturated alcohol, an unsaturated alcohol containing 100 to 10,000 ppm of water on a mass basis is used, and the unsaturated alcohol is used. As at least a part of the saturated polyalkylene glycol ether monomer, an unsaturated polyalkylene glycol ether monomer containing 1 to 20% by mass of polyalkylene glycol, with respect to the total amount of the monomer components, A production method using 10% by mass or more.
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