JP2011032132A - Method for production of polycarboxylic acid-based copolymer for cement admixture - Google Patents

Method for production of polycarboxylic acid-based copolymer for cement admixture Download PDF

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富康 上田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for production of a polycarboxylic acid-based copolymer for a cement admixture. <P>SOLUTION: The method for production of a polycarboxylic acid-based copolymer for a cement admixture includes a process of adding a polymerization initiator dropwise to a polymerization solution. The monomer component contained in the polymerization solution includes a monomer (a) represented by formula (1) and/or a monomer (b) represented by formula (2) and a monomer (c) represented by a specific formula. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ポリカルボン酸系共重合体の製造方法に関する。より詳しくは、セメント混和剤の用途に有用なポリカルボン酸系共重合体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a polycarboxylic acid copolymer. More specifically, the present invention relates to a method for producing a polycarboxylic acid copolymer useful for a cement admixture.

ポリカルボン酸系共重合体は、−COOM基(Mは、解離し得る原子又は原子団を表す。)とともに、オキシアルキレン基を有するものであり、これらの基に由来する親水性、分散性等の特性を発揮する重合体として様々な工業分野において用いられている。中でも近年は、従来のナフタレン系等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ができることから、セメント混和剤の原料として需要が増大し、注目されている。 The polycarboxylic acid-based copolymer has an oxyalkylene group together with a -COOM group (M represents an atom or atomic group that can be dissociated), and has hydrophilicity, dispersibility, etc. derived from these groups. It is used in various industrial fields as a polymer that exhibits the above properties. Among them, in recent years, since it can exhibit high water reduction performance as compared with conventional cement dispersants such as naphthalene, demand has increased as a raw material for cement admixtures and has attracted attention.

このようなセメント混和剤の主成分として用いられるポリカルボン酸系共重合体としては、例えば、エステル基及びアミド基で変性されたアクリルポリマーであって、アクリル酸もしくはメタクリル酸と、アクリルもしくはメタクリルメトキシポリアルキレングリコールエステルモノマーと、第3級アルカノールアミンのアクリルもしくはメタクリルエステルとの共重合により得られるアクリル共重合体や、ポリアルキレングリコールモノアルケニルエーテル単量体とマレイン酸系単量体とを必須成分として含む単量体成分を共重合させて得られるポリカルボン酸、又は、不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体由来の構成単位と、不飽和モノカルボン酸系単量体由来の構成単位とを必須の構成単位として含む共重合体が開示されている(例えば、特許文献1、2、3等参照。)。 Examples of the polycarboxylic acid copolymer used as the main component of such a cement admixture include acrylic polymers modified with ester groups and amide groups, such as acrylic acid or methacrylic acid, and acrylic or methacryl methoxy. An essential component is an acrylic copolymer obtained by copolymerization of a polyalkylene glycol ester monomer with an acrylic or methacrylic ester of a tertiary alkanolamine, or a polyalkylene glycol monoalkenyl ether monomer and a maleic monomer. A structural unit derived from a polycarboxylic acid obtained by copolymerizing a monomer component or an unsaturated polyalkylene glycol ether monomer, and a structural unit derived from an unsaturated monocarboxylic acid monomer. Copolymers containing essential constituent units are disclosed. Are (for example, see Patent Documents 1, 2 and 3 and the like.).

特開2002−3256号公報(第1−2頁)JP 2002-3256 A (page 1-2) 特開2001−220416号公報(第1−2頁)JP 2001-220416 A (page 1-2) 特開2001−220417号公報(第1−2頁)JP 2001-220417 A (page 1-2)

上述のように、セメント混和剤に用いられるポリカルボン酸系共重合体が開示されているが、これらのポリカルボン酸系共重合体の合成は、重合開始剤と還元剤とを用いた水性ラジカル重合反応により行われている。
しかしながら、この合成方法においては、重合反応時の重合速度が速くなり過ぎてしまったり、重量平均分子量が高い重合体が得られるといった、通常と異なる重合挙動が起こることがある。セメント混和剤として安定な性能を発揮するためには、原料となる重合体の品質の安定が重要であることから、このような異常な重合挙動の発生を抑制し、一定の品質のポリカルボン酸系共重合体を安定して製造することができる製造方法が求められている。
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、合成されるポリカルボン酸系共重合体の物性のばらつきを抑制し、セメント混和剤に好適に用いることのできるポリカルボン酸系共重合体を安定して製造することができる方法を提供することを目的とする。
As described above, polycarboxylic acid-based copolymers used for cement admixtures have been disclosed. Synthesis of these polycarboxylic acid-based copolymers is based on aqueous radicals using a polymerization initiator and a reducing agent. It is carried out by a polymerization reaction.
However, in this synthesis method, an unusual polymerization behavior may occur such that the polymerization rate during the polymerization reaction becomes too fast or a polymer having a high weight average molecular weight is obtained. In order to demonstrate stable performance as a cement admixture, it is important to stabilize the quality of the polymer used as a raw material. There is a demand for a production method capable of stably producing a system copolymer.
The present invention has been made in view of the above-described situation, and suppresses variation in physical properties of the synthesized polycarboxylic acid copolymer, and can be suitably used for a cement admixture. An object of the present invention is to provide a method capable of stably producing the product.

本発明者等は、重合開始剤と還元剤とを用いて単量体成分を含む重合溶液を重合することによりポリカルボン酸系共重合体を合成する反応系において、系中に還元性作用のある物質や遷移金属といった還元性物質が混入すると、それが数百ppbレベルの極微量であっても、重合挙動に影響を及ぼし、得られる重合体の品質のばらつきの原因となっていることを見出した。そして、合成反応系内に微量の還元性物質が混入していても安定的にポリカルボン酸系共重合体を合成することができる方法について種々検討したところ、反応系内に微量の還元性物質が存在する時に、合成の重合速度が速くなりすぎてしまう、又は、合成されるポリカルボン酸系共重合体の重量平均分子量が高くなりすぎてしまうというような現象が起こるのは、重合反応の反応初期に重合開始剤を一括して添加した場合であることを見出すとともに、重合開始剤と還元剤とを用いて特定の構造を有する単量体成分を含む重合溶液を重合することによりポリカルボン酸系共重合体を合成する際に、重合開始剤を滴下して添加するようにすると、重合開始反応を制御することができ、反応系内に還元性物質が混入していても、重合挙動に影響を受けることなく、安定して物性のばらつきの小さいポリカルボン酸系共重合体を合成することができることを見出し、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。 In the reaction system for synthesizing a polycarboxylic acid copolymer by polymerizing a polymerization solution containing a monomer component using a polymerization initiator and a reducing agent, the present inventors have a reducing action in the system. When a reducing substance such as a certain substance or transition metal is mixed, even if it is a trace amount of several hundreds ppb level, it affects the polymerization behavior and causes a variation in the quality of the obtained polymer. I found it. Then, various studies were made on a method for stably synthesizing a polycarboxylic acid copolymer even if a trace amount of a reducing substance is mixed in the synthesis reaction system. When there is a phenomenon that the polymerization rate of the synthesis becomes too fast or the weight average molecular weight of the synthesized polycarboxylic acid copolymer becomes too high, It was found that the polymerization initiator was added all at the beginning of the reaction, and a polycarboxylic acid was obtained by polymerizing a polymerization solution containing a monomer component having a specific structure using a polymerization initiator and a reducing agent. When synthesizing an acid copolymer, a polymerization initiator can be added dropwise to control the polymerization initiation reaction. Even if a reducing substance is mixed in the reaction system, the polymerization behavior is controlled. Affects The inventors have found that it is possible to synthesize a polycarboxylic acid-based copolymer with stable and small variation in physical properties without suffering from the problem, and arrived at the present invention by conceiving that the above-mentioned problems can be solved brilliantly. .

すなわち本発明は、重合開始剤と還元剤とを用いて単量体成分を含む重合溶液を重合するセメント混和剤用ポリカルボン酸系共重合体の製造方法であって、上記製造方法は、重合開始剤を重合溶液に滴下する工程を含み、上記単量体成分は、下記一般式(1); That is, the present invention is a method for producing a polycarboxylic acid copolymer for a cement admixture that polymerizes a polymerization solution containing a monomer component using a polymerization initiator and a reducing agent, and the production method includes polymerization. Including a step of dropping an initiator into the polymerization solution, wherein the monomer component is represented by the following general formula (1);

Figure 2011032132
Figure 2011032132

(式中、R、R及びRは、同一若しくは異なって、水素原子又はメチル基を表す。Xは、炭素数1〜5の二価のアルキレン基を表すか、又は、RC=CR−で表される基がビニル基の場合、Xに結合している炭素原子と酸素原子とが直接結合していることを表す。Rは、同一又は異なって、炭素数2〜5のアルキレン基を表す。mは、ROで表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、3〜300の数である。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。)で表される単量体(a)、及び/又は、下記一般式(2); (In formula, R < 1 >, R < 2 > and R < 3 > are the same or different and represent a hydrogen atom or a methyl group. X represents a C1-C5 bivalent alkylene group, or R < 1 > R. When the group represented by 3 C═CR 2 — is a vinyl group, this represents that a carbon atom bonded to X and an oxygen atom are directly bonded to each other, and R a is the same or different and represents the number of carbon atoms. Represents an alkylene group of 2 to 5. m represents an average addition mole number of an oxyalkylene group represented by R a O, and is a number of 3 to 300. R 4 represents a hydrogen atom or a carbon number of 1 to 20; A monomer group (a) represented by the following general formula (2);

Figure 2011032132
Figure 2011032132

(式中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。Rは、同一又は異なって、炭素数2〜5のアルキレン基を表す。pは、ROで表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、2〜300の数である。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。)で表される単量体(b)と、下記一般式(3); (In the formula, R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group. R a is the same or different and represents an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms. P represents an oxyalkylene group represented by R a O. The average added mole number is a number of 2 to 300. R 6 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.) And the following general formula (3);

Figure 2011032132
Figure 2011032132

(式中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。Rは、同一又は異なって、炭素数2〜5のアルキレン基を表す。qは、ROで表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、0〜1の数である。Mは、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、金属原子、アンモニウム基又は有機アンモニウム基を表す。)で表される単量体(c)とを含むセメント混和剤用ポリカルボン酸系共重合体の製造方法である。
以下に本発明を詳述する。
(In the formula, R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group. R a is the same or different and represents an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms. Q represents an oxyalkylene group represented by R a O. The average addition mole number is a number of 0 to 1. M represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a metal atom, an ammonium group, or an organic ammonium group. It is a manufacturing method of the polycarboxylic acid type copolymer for cement admixtures containing (c).
The present invention is described in detail below.

本発明のセメント混和剤用ポリカルボン酸系共重合体の製造方法は、重合開始剤と還元剤とを用いて単量体成分を含む重合溶液を重合することにより行われるものである。重合反応は、溶液重合や塊状重合等の通常の重合方法により行うことができ、又、回分式でも連続式でも行うことができる。また、本発明の製造方法は、重合開始剤と還元剤とを用いて単量体成分を含む重合溶液を重合する工程を含むものである限り、その他の工程を含むものであってもよい。 The method for producing a polycarboxylic acid copolymer for cement admixture of the present invention is carried out by polymerizing a polymerization solution containing a monomer component using a polymerization initiator and a reducing agent. The polymerization reaction can be carried out by a usual polymerization method such as solution polymerization or bulk polymerization, and can also be carried out batchwise or continuously. Moreover, the manufacturing method of this invention may include another process, as long as it includes the process of superposing | polymerizing the polymerization solution containing a monomer component using a polymerization initiator and a reducing agent.

本発明のセメント混和剤用ポリカルボン酸系共重合体の製造方法は、重合開始剤を重合溶液に滴下する工程を含むものである。本発明は、還元性作用のある物質や遷移金属といった還元性物質が重合系内に存在している場合において好適に適用できるものである。例えば、重合系内に還元性物質が存在する場合に、重合開始剤を重合開始時に一括して投入すると、合成の重合速度が速くなりすぎてしまったり、合成されるポリカルボン酸系共重合体の重量平均分子量が高くなりすぎてしまったりすることが明らかとなったが、このようなことが還元性物質が重合系内に存在する場合に起こる理由としては、以下のようなことが考えられる。例えば、重合系内に遷移金属である鉄イオンが存在する場合、3価の鉄イオンが反応系に投入された還元剤によって2価の鉄イオンに還元され、生成した2価の鉄イオンが還元剤としての役目を果たすことで重合開始剤からラジカルを発生させるとともに、3価の鉄イオンに戻るというサイクルが反応系内で起こると考えられる。このラジカル発生サイクルでは、重合開始剤と還元剤とだけからラジカルが発生する場合に比べ、間に介在する鉄イオンの酸化、還元のサイクルが速いことに起因してラジカル発生サイクルの回転スピードが速く、短時間でより多くのラジカルが反応系中に発生することになると考えられる。このような機構により、反応系内に存在する還元性物質が例え微量であっても反応系への影響は大きく、重合開始剤を重合開始時に一括して投入してしまうと、重合反応を制御することができなくなるおそれがある。しかし、重合開始剤を滴下して添加することとすると、このような還元性物質の存在に起因する短時間での大量のラジカル発生を防ぐことが可能となる。
また、本発明の製造方法は、重合開始剤を重合溶液に滴下する工程を含むものである限り、その他の工程を含むものであってもよい。
The method for producing a polycarboxylic acid copolymer for cement admixture of the present invention includes a step of dropping a polymerization initiator into a polymerization solution. The present invention can be suitably applied when a reducing substance such as a substance having a reducing action or a transition metal is present in the polymerization system. For example, when a reducing substance exists in the polymerization system, if a polymerization initiator is added all at once at the start of polymerization, the polymerization rate of the synthesis becomes too fast, or the polycarboxylic acid copolymer to be synthesized It has been clarified that the weight average molecular weight of the polymer becomes too high, but the reason why this occurs when the reducing substance is present in the polymerization system is considered as follows. . For example, when iron ions, which are transition metals, are present in the polymerization system, the trivalent iron ions are reduced to divalent iron ions by the reducing agent introduced into the reaction system, and the generated divalent iron ions are reduced. It is considered that a cycle of generating radicals from the polymerization initiator and returning to trivalent iron ions occurs in the reaction system by serving as an agent. In this radical generation cycle, the rotation speed of the radical generation cycle is faster due to the faster oxidation and reduction cycle of the iron ions interposed between the radical generation cycle and the radical generation only from the polymerization initiator and the reducing agent. It is considered that more radicals are generated in the reaction system in a short time. Due to this mechanism, even if a very small amount of reducing substance is present in the reaction system, the reaction system is greatly affected. If a polymerization initiator is added all at once at the start of polymerization, the polymerization reaction is controlled. You may not be able to do it. However, if the polymerization initiator is added dropwise, it is possible to prevent a large amount of radicals from being generated in a short time due to the presence of such a reducing substance.
Moreover, the manufacturing method of this invention may include another process, as long as it includes the process of dripping a polymerization initiator to a polymerization solution.

上記還元性物質としては、上述のように、本発明において用いられる重合開始剤と還元剤との間に介在して酸化、還元のサイクルを繰り返すことで、重合開始剤と還元剤とだけから発生するよりも多量のラジカルを短時間に反応系内に発生させて、重合反応の挙動に影響を与えるものであれば、全て該当することとなるが、例えば、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、エチレンジアミン、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ヒドラジン、グリシン等のアミン化合物及びそれらの塩;亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、ピロ重亜硫酸ナトリウム、メタ二亜硫酸塩等のアルカリ金属亜硫酸塩;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等のような、−SH、−SOH、−NHNH、−COCH(OH)−等の基を含む有機化合物及びそれらの塩;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等の低級酸化物及びそれらの塩;モール塩;D−フルクトース、D−グルコース等の転化糖;チオウレア、二酸化チオウレア等のチオウレア化合物;L−アスコルビン酸及びその塩、L−アスコルビン酸エステル、エリソルビン酸及びその塩、エリソルビン酸エステル等の還元性作用のある物質や、鉄、マンガン、コバルト、ニッケル、クロム、バナジウム、銅、スカンジウム、チタン、亜鉛等の遷移金属等が挙げられる。
なお、本発明の製造方法において用いられる還元剤、及び、後述する連鎖移動剤も還元性作用を有する物質であるが、本発明における還元性物質とは、還元剤、連鎖移動剤として反応系に添加される物質を含まず、これら以外の反応系中に存在する還元性作用を有する物質を意味する。
As described above, the reducing substance is generated only from the polymerization initiator and the reducing agent by repeating the cycle of oxidation and reduction interposed between the polymerization initiator and the reducing agent used in the present invention as described above. Anything that affects the behavior of the polymerization reaction by generating a large amount of radicals in the reaction system in a short period of time will be applicable. For example, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine , Hydroxylamine, hydroxylamine hydrochloride, amine compounds such as ethylenediamine, sodium ethylenediaminetetraacetate, hydrazine, glycine and their salts; alkali metal sulfites such as sodium sulfite, sodium hydrogen sulfite, sodium pyrobisulfite, metabisulfite ; Sodium dithionite, sodium formaldehyde Ruhokishireto, such as hydroxymethanesulfinic acid sodium dihydrate, -SH, -SO 2 H, -NHNH 2, -COCH (OH) - an organic compound containing a group such as and their salts; hypophosphorous acid Lower oxides such as sodium hypophosphite, sodium hydrosulfite and sodium hyponitrite and their salts; mol salts; invert sugars such as D-fructose and D-glucose; thiourea compounds such as thiourea and thiourea dioxide; L -Ascorbic acid and its salt, L-ascorbic acid ester, erythorbic acid and its salt, erythorbic acid ester and other substances having a reducing action, iron, manganese, cobalt, nickel, chromium, vanadium, copper, scandium, titanium, Examples thereof include transition metals such as zinc.
The reducing agent used in the production method of the present invention and the chain transfer agent described later are also substances having a reducing action, but the reducing substance in the present invention is a reducing agent and a chain transfer agent in the reaction system. It means a substance having a reducing action that does not contain added substances and exists in other reaction systems.

上記重合開始剤を重合溶液に滴下する方法としては、反応中の短時間での大量のラジカル発生を防ぎ、安定して物性のばらつきの小さいポリカルボン酸系共重合体を合成することができれば、特に制限されないが、例えば、重合開始時から重合開始剤を全て連続的に滴下する方法、重合開始時から重合開始剤を全て間欠的に滴下する方法、重合開始前に重合開始剤の一部を仕込み、残りを重合開始時から滴下する方法、重合開始前に重合開始剤の一部を仕込み、残りを重合反応の途中から滴下する方法、又は、重合開始前に重合開始剤の一部を仕込み、残りを間欠的に滴下する方法等が挙げられる。これらの中でも、重合開始時から重合開始剤を全て連続的に滴下する方法で滴下することが好ましい。 As a method of dropping the polymerization initiator into the polymerization solution, if a large amount of radical generation in a short time during the reaction can be prevented, and a polycarboxylic acid copolymer with small variations in physical properties can be stably synthesized, Although not particularly limited, for example, a method of continuously dropping all polymerization initiators from the start of polymerization, a method of dropping all polymerization initiators intermittently from the start of polymerization, a part of the polymerization initiator before the start of polymerization Preparation, dropping the remainder from the start of polymerization, charging a part of the polymerization initiator before the start of polymerization, dropping the remainder from the middle of the polymerization reaction, or preparing a part of the polymerization initiator before starting the polymerization And a method of intermittently dropping the rest. Among these, it is preferable to add dropwise by a method in which all of the polymerization initiator is continuously added from the start of polymerization.

上記いずれの滴下方法の場合にも、本発明の製造方法においては、重合開始剤の滴下は、反応開始から120分以上かけて行うことが好ましい。120分以上かけて行うことで、上記鉄イオンの影響を充分に抑制することが可能となる。より好ましくは、150分以上かけて行うことであり、更に好ましくは、180分以上かけて行うことである。 In any of the above dropping methods, in the production method of the present invention, it is preferable that the polymerization initiator is dropped over 120 minutes from the start of the reaction. By carrying out over 120 minutes or more, it becomes possible to sufficiently suppress the influence of the iron ions. More preferably, it is performed over 150 minutes or more, and more preferably over 180 minutes.

上記製造方法は、重合開始剤とは別に還元剤を重合溶液に滴下する工程を含むことが好ましい。還元剤を滴下して添加することで、重合開始剤から生成するラジカルを安定した濃度で発生させることが可能となる。また、還元剤を重合開始剤と一緒に滴下すると、滴下する前にそれぞれが反応してラジカルを発生させたり、失活したりするため、ラジカル濃度を一定に制御できないおそれがある。なお、還元剤を重合溶液に滴下する方法としては、上述した重合開始剤を重合溶液に滴下する方法と同様の方法とすることができる。
また、還元剤の滴下は、反応開始から120分以上かけて行うことが好ましい。より好ましくは、150分以上かけて行うことであり、更に好ましくは、180分以上かけて行うことである。
なお、重合開始剤を重合溶液に滴下する方法と還元剤を重合溶液に滴下する方法とは、同じ方法であることが好ましい。また、それぞれの滴下に要する時間も同じにすることが好ましい。
The production method preferably includes a step of dropping a reducing agent into the polymerization solution separately from the polymerization initiator. By adding the reducing agent dropwise, radicals generated from the polymerization initiator can be generated at a stable concentration. Further, when the reducing agent is dropped together with the polymerization initiator, each of them reacts before the dropping to generate radicals or deactivate them, so there is a possibility that the radical concentration cannot be controlled constant. In addition, as a method of dripping a reducing agent to a polymerization solution, it can be set as the method similar to the method of dripping the polymerization initiator mentioned above to a polymerization solution.
Moreover, it is preferable to perform dripping of a reducing agent over 120 minutes or more from the reaction start. More preferably, it is performed over 150 minutes or more, and more preferably over 180 minutes.
The method of dropping the polymerization initiator into the polymerization solution and the method of dropping the reducing agent into the polymerization solution are preferably the same method. Moreover, it is preferable that the time required for each dropping is also the same.

上記重合反応において重合開始剤、還元剤以外の単量体成分等の反応系に投入される全ての成分については、それぞれについて反応系内への投入方法は特に制限されず、例えば、重合開始前又は開始時に一括して投入してもよく、単量体の1成分を重合開始前又は開始時に一括して投入し、残りの単量体成分を滴下して添加してもよく、全ての単量体を重合開始時から滴下して添加してもよく、重合開始時及び重合反応中に複数回に分割して投入してもよい。単量体(a)は一般的に単独重合性を示さないので、重合率及びポリマー分向上の観点から、重合開始前又は開始時に一括して投入されることが特に好ましい。単量体(b)及び(c)は一般的に単独重合性を示すので、重合の爆発的進行を抑制する観点から、重合開始前又は開始時に一括して投入しない方が好ましく、重合開始時から滴下して添加されることが特に好ましい。反応系に滴下して投入される全ての成分は別々に滴下しても、混合水溶液として滴下してもよい。また、それぞれの成分の添加のタイミング、添加速度等の方法は同じであってもよく、異なっていてもよい。 With respect to all the components charged into the reaction system such as a monomer component other than the polymerization initiator and the reducing agent in the polymerization reaction, there are no particular restrictions on the method of charging into the reaction system, for example, before the start of polymerization. Alternatively, it may be added all at once at the start, or one monomer component may be added all at once before or at the start of polymerization, and the remaining monomer components may be added dropwise. The monomer may be added dropwise from the start of polymerization, or may be added in several portions at the start of polymerization and during the polymerization reaction. Since the monomer (a) generally does not exhibit homopolymerizability, it is particularly preferable that it is added all at once before or at the start of the polymerization from the viewpoint of improving the polymerization rate and the polymer content. Since the monomers (b) and (c) generally exhibit homopolymerizability, from the viewpoint of suppressing the explosive progress of the polymerization, it is preferable not to add them all before or at the start of the polymerization. It is particularly preferable to add it dropwise. All the components dropped into the reaction system may be dropped separately or as a mixed aqueous solution. Further, the methods such as the timing of addition of each component and the addition rate may be the same or different.

上記重合開始剤の使用量は、全単量体成分100モル%に対して0.1モル%以上1.0モル%未満であることが好ましい。重合開始剤の使用量が0.1モル%以上1.0モル%未満である場合に、効果的に、安定して物性のばらつきの小さいポリカルボン酸系共重合体を合成することが可能となる。重合開始剤の使用量としては、全単量体成分100モル%に対して0.1モル%以上0.9モル%以下であることがより好ましく、0.2モル%以上0.8モル%以下であることが更に好ましい。特に好ましくは、0.3モル%以上0.7モル%以下である。 The amount of the polymerization initiator used is preferably 0.1 mol% or more and less than 1.0 mol% with respect to 100 mol% of all monomer components. When the amount of the polymerization initiator used is 0.1 mol% or more and less than 1.0 mol%, it is possible to synthesize a polycarboxylic acid copolymer having a small variation in physical properties effectively and stably. Become. The amount of the polymerization initiator used is more preferably 0.1 mol% or more and 0.9 mol% or less with respect to 100 mol% of all monomer components, and 0.2 mol% or more and 0.8 mol%. More preferably, it is as follows. Most preferably, it is 0.3 mol% or more and 0.7 mol% or less.

上記還元剤の使用量は重合開始剤の種類及び使用量によって適切な量に設定するのが好ましい。例えば、重合開始剤を2モルと還元剤1モルで理論上、2モルのラジカルが生成する系においては、還元剤は重合開始剤の半量に設定するのがよく、好ましい範囲も重合開始剤の半量に相当することとなる。 The amount of the reducing agent used is preferably set to an appropriate amount depending on the type and amount of the polymerization initiator. For example, in a system in which 2 mol of a polymerization initiator and 1 mol of a reducing agent theoretically generate 2 mol of radical, the reducing agent should be set to half the amount of the polymerization initiator, and the preferred range is also that of the polymerization initiator. This is equivalent to half the amount.

本発明の製造方法において、重合開始剤と還元剤との比率としては、使用する重合開始剤及び還元剤の種類によって好ましい範囲が異なる。具体的には1モルのラジカルを発生するために必要な重合開始剤と還元剤とのモル比率で決定される。例えば、重合開始剤を2モルと還元剤1モルで理論上、2モルのラジカルが生成する場合の重合開始剤と還元剤との比率としては、重合開始剤:還元剤が4:1〜0.5:1となる比率であることが好ましい。より好ましくは、3:1〜1:1であり、更に好ましくは、2.5:1〜1.5:1である。 In the production method of the present invention, the preferred range of the ratio between the polymerization initiator and the reducing agent varies depending on the type of the polymerization initiator and the reducing agent used. Specifically, it is determined by the molar ratio of the polymerization initiator and the reducing agent necessary for generating 1 mol of radical. For example, when 2 mol of a polymerization initiator and 1 mol of a reducing agent theoretically generate 2 mol of radical, the ratio of the polymerization initiator to the reducing agent is 4: 1 to 0 as the polymerization initiator: reducing agent. The ratio is preferably 5: 1. More preferably, it is 3: 1 to 1: 1, and still more preferably 2.5: 1 to 1.5: 1.

本発明の製造方法における共重合温度等の共重合条件は、用いられる共重合方法、後述する溶媒、重合開始剤、連鎖移動剤等の反応系内に投入されるものに応じて適宜設定することができるが、共重合温度としては、通常0℃以上であることが好ましく、また、150℃以下であることが好ましい。より好ましくは40℃以上であり、更に好ましくは45℃以上であり、特に好ましくは50℃以上である。また、より好ましくは120℃以下であり、更に好ましくは100℃以下であり、特に好ましくは85℃以下である。 Copolymerization conditions such as the copolymerization temperature in the production method of the present invention are appropriately set according to the copolymerization method used, the solvent, the polymerization initiator, the polymerization initiator, the chain transfer agent, etc. to be described later. However, the copolymerization temperature is usually preferably 0 ° C. or higher, and preferably 150 ° C. or lower. More preferably, it is 40 degreeC or more, More preferably, it is 45 degreeC or more, Most preferably, it is 50 degreeC or more. Further, it is more preferably 120 ° C. or lower, further preferably 100 ° C. or lower, and particularly preferably 85 ° C. or lower.

本発明の製造方法において用いられる重合開始剤としては、通常使用されるものであれば特に制限されないが、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩;過酸化水素;2,2’−アゾビス−2−メチルプロピオンアミジン塩酸塩、2,2’−アゾビス−2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン塩酸塩、アゾビスイソブチロニトリル、2−カルバモイルアゾイソブチロニトリル等のアゾ化合物;ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、ナトリウムパーオキシド、t−ブチルハイドロパーオキシド、クメンハイドロパーオキシド等のパーオキシドが好適である。より好ましくは、過酸化水素、過硫酸アンモニウムであり、特に好ましくは、過酸化水素である。
これらの重合開始剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The polymerization initiator used in the production method of the present invention is not particularly limited as long as it is usually used, but persulfates such as ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate; hydrogen peroxide; '-Azobis-2-methylpropionamidine hydrochloride, 2,2'-azobis-2- (2-imidazolin-2-yl) propane hydrochloride, azobisisobutyronitrile, 2-carbamoylazoisobutyronitrile, etc. Preferred are peroxides such as benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, sodium peroxide, t-butyl hydroperoxide and cumene hydroperoxide. More preferred are hydrogen peroxide and ammonium persulfate, and particularly preferred is hydrogen peroxide.
These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.

本発明の製造方法において用いられる還元剤としては、還元性作用を有し、通常使用されるものであれば特に制限されないが、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、エチレンジアミン、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム、ヒドラジン、グリシン等のアミン化合物及びそれらの塩;亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、ピロ重亜硫酸ナトリウム、メタ二亜硫酸塩等のアルカリ金属亜硫酸塩;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等のような、−SH、−SOH、−NHNH、−COCH(OH)−等の基を含む有機化合物及びそれらの塩;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等の低級酸化物及びそれらの塩;モール塩;D−フルクトース、D−グルコース等の転化糖;チオウレア、二酸化チオウレア等のチオウレア化合物;L−アスコルビン酸及びその塩、L−アスコルビン酸エステル、エリソルビン酸及びその塩、エリソルビン酸エステルが好適である。より好ましくは、L−アスコルビン酸及びその塩、エリソルビン酸及びその塩であり、特に好ましくは、L−アスコルビン酸、エリソルビン酸である。
これらの還元剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The reducing agent used in the production method of the present invention is not particularly limited as long as it has a reducing action and is usually used. Monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, hydroxylamine, hydroxylamine hydrochloride Amine compounds such as ethylenediamine, sodium ethylenediaminetetraacetate, hydrazine, glycine and their salts; alkali metal sulfites such as sodium sulfite, sodium bisulfite, sodium pyrobisulfite, metabisulfite; sodium dithionite, formaldehyde Organic compounds containing groups such as —SH, —SO 2 H, —NHNH 2 , —COCH (OH) — and their salts, such as sodium sulfoxylate, sodium hydroxymethanesulfinate dihydrate and the like; Phosphorous acid, next Lower oxides such as sodium phosphite, sodium hydrosulfite and sodium hyponitrite and their salts; Mohr salts; Invert sugars such as D-fructose and D-glucose; Thiourea compounds such as thiourea and thiourea dioxide; L-ascorbine An acid and its salt, L-ascorbic acid ester, erythorbic acid and its salt, and erythorbic acid ester are suitable. More preferred are L-ascorbic acid and salts thereof and erythorbic acid and salts thereof, and particularly preferred are L-ascorbic acid and erythorbic acid.
These reducing agents may be used alone or in combination of two or more.

本発明の製造方法においては、連鎖移動剤も必要に応じて使用することができる。連鎖移動剤の使用量としては、全単量体成分を100モル%とした時に、0.5〜5.0モル%であることが好ましい。0.5モル%未満であると、ゲルが生成したり、分子量が大きくなりすぎてしまい、目的とする共重合体が得られない可能性がある。また、5.0モル%を超えると、分子量が小さくなりすぎて、セメント分散剤としての機能を発揮されなくなるおそれがある。より好ましくは、全単量体成分を100モル%とした時に、1.0〜4.0モル%であり、更に好ましくは、1.5〜3.0モル%である。
連鎖移動剤は、還元剤として作用し得るものであることから、上述した還元性物質が介在するラジカル発生サイクルにおいて、連鎖移動剤が還元剤として作用すると、反応系中の連鎖移動剤量が減少し、これが、得られる重合体の分子量が大きいものとなる原因になると考えられる。そのため、連鎖移動剤の添加方法は特に制限されるものではないが、分子量のばらつきの少ない重合体を安定して製造することができる観点から、連鎖移動剤は重合溶液に滴下して添加されることが特に好ましい。
In the production method of the present invention, a chain transfer agent can also be used as necessary. The amount of the chain transfer agent used is preferably 0.5 to 5.0 mol% when the total monomer components are 100 mol%. If it is less than 0.5 mol%, a gel may be formed or the molecular weight becomes too large, and the desired copolymer may not be obtained. Moreover, when it exceeds 5.0 mol%, molecular weight will become small too much and there exists a possibility that the function as a cement dispersant may not be exhibited. More preferably, when the total monomer component is 100 mol%, it is 1.0 to 4.0 mol%, and more preferably 1.5 to 3.0 mol%.
Since the chain transfer agent can act as a reducing agent, the amount of chain transfer agent in the reaction system decreases when the chain transfer agent acts as a reducing agent in the radical generation cycle mediated by the reducing substance described above. However, this is considered to cause the molecular weight of the obtained polymer to be large. Therefore, the addition method of the chain transfer agent is not particularly limited, but the chain transfer agent is added dropwise to the polymerization solution from the viewpoint of stably producing a polymer with little variation in molecular weight. It is particularly preferred.

上記連鎖移動剤としては、通常使用されるものを1種又は2種以上使用できるが、n−ドデシルメルカプタン、オクチルメルカプタン、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、ブチルチオグリコレート等のチオール系連鎖移動剤;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等のハロゲン化物;2−アミノプロパン−1−オール等の1級アルコール;イソプロパノール等の2級アルコール;亜リン酸、次亜リン酸及びそれらの塩(次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム等);亜硫酸、亜硫酸水素、亜二チオン酸、メタ重亜硫酸及びそれらの塩(亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜二チオン酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸水素カリウム、亜二チオン酸カリウム、メタ重亜硫酸カリウム等)の低級酸化物及びそれらの塩;マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸等のα,β−不飽和ジカルボン酸化合物及びそれらの誘導体並びにそれらの塩;アリルアルコール、アリルスルホン酸(塩)等のアリル化合物及びそれら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)等のメタリル化合物及びそれらのアルキレンオキシド付加物が好適である。より好ましくは、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であり、特に好ましくは、3−メルカプトプロピオン酸である。
なお、連鎖移動剤は、1種を用いてもよく、2種以上を併用して用いてもよい。
As the chain transfer agent, one or more commonly used ones can be used, but n-dodecyl mercaptan, octyl mercaptan, mercaptoethanol, thioglycerol, thioglycolic acid, 2-mercaptopropionic acid, 3-mercapto Thiol chain transfer agents such as propionic acid, thiomalic acid, octyl thioglycolate, octyl 3-mercaptopropionate, 2-mercaptoethanesulfonic acid, butylthioglycolate; carbon tetrachloride, methylene chloride, bromoform, bromotrichloroethane, etc. Halogens; primary alcohols such as 2-aminopropan-1-ol; secondary alcohols such as isopropanol; phosphorous acid, hypophosphorous acid and their salts (sodium hypophosphite, potassium hypophosphite, etc.) Sulfite, hydrogen sulfite, nitrous acid Acid, metabisulfite and their salts (sodium sulfite, sodium bisulfite, sodium dithionite, sodium metabisulfite, potassium sulfite, potassium bisulfite, potassium dithionite, potassium metabisulfite, etc.) Oxides and salts thereof; α, β-unsaturated dicarboxylic acid compounds such as maleic acid, fumaric acid and citraconic acid and derivatives thereof and salts thereof; allyl compounds such as allyl alcohol and allylsulfonic acid (salt) and the like Preferred are methallyl compounds such as methallyl alcohol and methallyl sulfonic acid (salt) and their alkylene oxide adducts. More preferred are thioglycolic acid, 2-mercaptopropionic acid, and 3-mercaptopropionic acid, and particularly preferred is 3-mercaptopropionic acid.
In addition, 1 type may be used for a chain transfer agent and it may use it in combination of 2 or more types.

本発明の製造方法において必要に応じて使用される溶媒としては、通常用いられるものを使用することができ、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等のアルコール類;ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、n−ヘキサン、n−ヘプタン等の芳香族又は脂肪族炭化水素類;酢酸エチル等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル類が好適である。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、単量体成分及び得られるポリカルボン酸系重合体の溶解性の観点から、水及び炭素数1〜4の低級アルコールからなる群より選択される1種又は2種以上の溶媒を用いることが好ましい。 As the solvent used as necessary in the production method of the present invention, a commonly used solvent can be used; water; alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol; benzene, toluene, xylene, cyclohexane Aromatic or aliphatic hydrocarbons such as n-hexane and n-heptane; esters such as ethyl acetate; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; and cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane are preferred. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of solubility of the monomer component and the resulting polycarboxylic acid polymer, one or two or more solvents selected from the group consisting of water and lower alcohols having 1 to 4 carbon atoms are used. It is preferable to use it.

上記溶媒の使用量としては、全単量体成分を100質量%とした時に、20〜300質量%であることが好ましい。溶媒の使用量が20質量%未満となると、反応溶液中の粘度が高くなりすぎて、均一な攪拌を行うことができず、安定な共重合体を得ることができなくなるおそれがある。また、300質量%を超えると、反応溶液中の共重合体の濃度が薄くなってしまうため、輸送コストがかかり、共重合体の対価が高くなるため、使用できる用途が限定されるおそれがある。より好ましくは、全単量体成分を100質量%とした時に、30〜200質量%であり、更に好ましくは、40〜100質量%である。 The amount of the solvent used is preferably 20 to 300% by mass when the total monomer components are 100% by mass. When the amount of the solvent used is less than 20% by mass, the viscosity in the reaction solution becomes too high, and uniform stirring cannot be performed, and a stable copolymer may not be obtained. Moreover, since the density | concentration of the copolymer in a reaction solution will become thin when it exceeds 300 mass%, since the transportation cost starts and the consideration of a copolymer becomes high, there exists a possibility that the use which can be used may be limited. . More preferably, when the total monomer component is 100% by mass, it is 30 to 200% by mass, and more preferably 40 to 100% by mass.

本発明の製造方法において用いられる単量体成分は、下記一般式(1); The monomer component used in the production method of the present invention is represented by the following general formula (1);

Figure 2011032132
Figure 2011032132

(式中、R、R及びRは、同一若しくは異なって、水素原子又はメチル基を表す。Xは、炭素数1〜5の二価のアルキレン基を表すか、又は、RC=CR−で表される基がビニル基の場合、Xに結合している炭素原子と酸素原子とが直接結合していることを表す。Rは、同一又は異なって、炭素数2〜5のアルキレン基を表す。mは、ROで表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、3〜300の数である。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。)で表される単量体(a)、及び/又は、下記一般式(2); (In formula, R < 1 >, R < 2 > and R < 3 > are the same or different and represent a hydrogen atom or a methyl group. X represents a C1-C5 bivalent alkylene group, or R < 1 > R. When the group represented by 3 C═CR 2 — is a vinyl group, this represents that a carbon atom bonded to X and an oxygen atom are directly bonded to each other, and R a is the same or different and represents the number of carbon atoms. Represents an alkylene group of 2 to 5. m represents an average addition mole number of an oxyalkylene group represented by R a O, and is a number of 3 to 300. R 4 represents a hydrogen atom or a carbon number of 1 to 20; A monomer group (a) represented by the following general formula (2);

Figure 2011032132
Figure 2011032132

(式中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。Rは、同一又は異なって、炭素数2〜5のアルキレン基を表す。pは、ROで表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、2〜300の数である。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。)で表される単量体(b)と、下記一般式(3); (In the formula, R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group. R a is the same or different and represents an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms. P represents an oxyalkylene group represented by R a O. The average added mole number is a number of 2 to 300. R 6 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.) And the following general formula (3);

Figure 2011032132
Figure 2011032132

(式中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。Rは、同一又は異なって、炭素数2〜5のアルキレン基を表す。qは、ROで表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、0〜1の数である。Mは、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、金属原子、アンモニウム基又は有機アンモニウム基を表す。)で表される単量体(c)とを含むものである。
なお、各単量体は、それぞれ1種又は2種以上を使用することができる。
(In the formula, R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group. R a is the same or different and represents an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms. Q represents an oxyalkylene group represented by R a O. The average addition mole number is a number of 0 to 1. M represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a metal atom, an ammonium group, or an organic ammonium group. (C).
In addition, each monomer can use 1 type (s) or 2 or more types, respectively.

上記単量体成分の各単量体間の比率は、単量体(a)及び/又は単量体(b)と単量体(c)とを必須とするものであれば、特に制限されないが、単量体(a)及び/又は単量体(b)と単量体(c)との比率(質量%)としては、98/2〜50/50であることが好ましい。より好ましくは、96/4〜60/40であり、更に好ましくは、94/6〜70/30である。
ただし、単量体(a)及び/又は単量体(b)と単量体(c)との合計は、100質量%である。
The ratio between the monomers of the monomer component is not particularly limited as long as the monomer (a) and / or the monomer (b) and the monomer (c) are essential. However, the ratio (mass%) of the monomer (a) and / or the monomer (b) and the monomer (c) is preferably 98/2 to 50/50. More preferably, it is 96 / 4-60 / 40, More preferably, it is 94 / 6-70 / 30.
However, the total of the monomer (a) and / or the monomer (b) and the monomer (c) is 100% by mass.

上記単量体成分は、単量体(a)〜(c)以外のその他の単量体(d)を含むものであってもよい。その他の単量体(d)の含有量としては、全単量体成分100質量%に対して30質量%以下であることが好ましい。より好ましくは、20質量%以下であり、更に好ましくは、10質量%以下である。 The monomer component may contain another monomer (d) other than the monomers (a) to (c). The content of the other monomer (d) is preferably 30% by mass or less with respect to 100% by mass of all monomer components. More preferably, it is 20 mass% or less, More preferably, it is 10 mass% or less.

上記単量体(a)を表す一般式(1)において、−(RO)m−で表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数mは、3〜300であることが適当である。3未満であると、疎水性が強くなりすぎて均一な重合を行うことができず、セメント混和剤としての作用効果を充分に発揮できないおそれがある。また、300を超えると、重合性が大きく低下してしまい、セメント混和剤の使用量が多量に必要となるおそれがある。mの下限値としては、好ましくは4、より好ましくは5であり、上限値としては、好ましくは200、より好ましくは150、更に好ましくは120である。 In the general formula (1) representing the monomer (a), the average added mole number m of the oxyalkylene group represented by-(R a O) m- is suitably 3 to 300. If it is less than 3, the hydrophobicity becomes too strong to perform uniform polymerization, and there is a possibility that the effect as a cement admixture cannot be fully exhibited. Moreover, when it exceeds 300, polymerizability will fall large and there exists a possibility that the usage-amount of a cement admixture may be needed in large quantities. The lower limit value of m is preferably 4, more preferably 5, and the upper limit value is preferably 200, more preferably 150, and still more preferably 120.

上記一般式(1)中、ROで表されるオキシアルキレン基としては、炭素数2〜5のオキシアルキレン基であるが、例えば、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基、オキシイソブチレン基等が挙げられ、オキシエチレン基及びオキシプロピレン基が好ましい。中でも、親水性と疎水性とのバランスの観点から、オキシエチレン基が主成分であることが特に好ましい。具体的には、単量体(a)を構成する全オキシアルキレン基100モル%に対し、オキシエチレン基の割合が50モル%以上であることが好適である。より好ましくは70%以上、更に好ましくは80%以上、特に好ましくは90%以上であり、最も好ましくは100%である。
なお、2種類以上のオキシアルキレン基が含まれる場合、その付加形態は、ブロック構造で付加していてもよく、ランダム構造で付加していてもよく、又は、交互付加していてもよい。
In the general formula (1), the oxyalkylene group represented by R a O is an oxyalkylene group having 2 to 5 carbon atoms, and examples thereof include an oxyethylene group, an oxypropylene group, an oxybutylene group, and an oxyisobutylene. Group, etc., and an oxyethylene group and an oxypropylene group are preferable. Especially, it is especially preferable that an oxyethylene group is a main component from a viewpoint of the balance of hydrophilic property and hydrophobicity. Specifically, it is preferable that the proportion of oxyethylene groups is 50 mol% or more with respect to 100 mol% of all oxyalkylene groups constituting the monomer (a). More preferably, it is 70% or more, more preferably 80% or more, particularly preferably 90% or more, and most preferably 100%.
In addition, when two or more types of oxyalkylene groups are included, the addition form may be added with a block structure, may be added with a random structure, or may be added alternately.

上記一般式(1)において、側鎖末端基であるRは、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。炭素数1〜20の炭化水素基としては、炭素原子数1〜20のアルキル基(脂肪族アルキル基または脂環族アルキル基)、炭素原子数6〜20のフェニル基、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、ナフチル基等のベンゼン環を有する芳香族基等が挙げられる。これらの中でも、水溶性の観点から、水素原子又は炭素数1〜10の炭化水素基であることが好適である。より好ましくは、水素原子又は炭素数1〜5の炭化水素基である。中でも、水素原子であることが更に好ましい。 In the general formula (1), R 4 is the side chain terminal group represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. Examples of the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (aliphatic alkyl group or alicyclic alkyl group), a phenyl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkylphenyl group, and phenylalkyl. Group, an aromatic group having a benzene ring such as a phenyl group substituted with an (alkyl) phenyl group, and a naphthyl group. Among these, from the viewpoint of water solubility, a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms is preferable. More preferably, they are a hydrogen atom or a C1-C5 hydrocarbon group. Among these, a hydrogen atom is more preferable.

上記一般式(1)において、Xは、炭素数1〜5の二価のアルキレン基を表すか、又は、RC=CR−で表される基がビニル基の場合、Xに結合している炭素原子と酸素原子とが直接結合していることを表す。炭素数1〜5の二価のアルキレン基としては、例えば、3−メチル−3−ブテニル基、3−メチル−2−ブテニル基、2−メチル−3−ブテニル基、2−メチル−2−ブテニル基、1,1−ジメチル−2−プロペニル基、2−メチル−2−プロペニル基等が挙げられる。これらの中でも、炭素数1〜2の二価のアルキレン基であることが好適である。より好ましくは、3−メチル−3−ブテニル基、2−メチル−2−プロペニル基である。 In the general formula (1), X represents a divalent alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, or when the group represented by R 1 R 3 C═CR 2 — is a vinyl group, It represents that the bonded carbon atom and oxygen atom are directly bonded. Examples of the divalent alkylene group having 1 to 5 carbon atoms include 3-methyl-3-butenyl group, 3-methyl-2-butenyl group, 2-methyl-3-butenyl group, 2-methyl-2-butenyl group Group, 1,1-dimethyl-2-propenyl group, 2-methyl-2-propenyl group and the like. Among these, it is preferable that it is a C1-C2 bivalent alkylene group. More preferred are a 3-methyl-3-butenyl group and a 2-methyl-2-propenyl group.

上記一般式(1)で表される単量体(a)としては、不飽和基を有するアルコールにポリアルキレングリコール鎖が付加した構造を有する化合物であればよく、例えば、ビニルアルコール、アリルアルコール、ヒドロキシブチルビニルエーテル、2−メチル−2−プロペン−1−オール、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−オール等のアルケニルアルコールに、アルキレンオキシドを付加して得られる付加体や、アルケニル基及びハロゲンを有する化合物と末端アルキルポリアルキレングリコールとのエーテル化反応物(例えば、アリルクロライドとメトキシポリエチレングリコールとのエーテル化反応物)等が好適である。 The monomer (a) represented by the general formula (1) may be a compound having a structure in which a polyalkylene glycol chain is added to an alcohol having an unsaturated group. For example, vinyl alcohol, allyl alcohol, Hydroxybutyl vinyl ether, 2-methyl-2-propen-1-ol, 3-methyl-3-buten-1-ol, 3-methyl-2-buten-1-ol, 2-methyl-3-buten-2- Adducts obtained by adding alkylene oxide to alkenyl alcohols such as all, 2-methyl-2-buten-1-ol, 2-methyl-3-buten-1-ol, etc., and compounds having alkenyl groups and halogens And a terminal alkyl polyalkylene glycol (for example, allyl chloride and methoxypolyethylene glycol) Etherification reaction) and the like.

上記一般式(1)で表される単量体(a)としては、具体的には、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ビニルエーテル、ポリエチレングリコールモノブチルビニルエーテル、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、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(2−メチル−2−プロペニル)エーテル、ポリエチレングリコールモノ(2−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−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、メトキシポリエチレングリコールモノアリルエーテル、エトキシポリエチレングリコールモノアリルエーテル、フェノキシポリエチレングリコールモノアリルエーテル、メトキシポリエチレングリコールモノ(2−メチル−2−プロペニル)エーテル、エトキシポリエチレングリコールモノ(2−メチル−2−プロペニル)エーテル、フェノキシポリエチレングリコールモノ(2−メチル−2−プロペニル)エーテルが好適である。これらの中でも、より好ましくは、ポリエチレングリコールモノ(2−メチル−2−プロペニル)エーテル、ポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテルであり、更に好ましくは、ポリエチレングリコールモノ(3−メチル−3−ブテニル)エーテルである。 As the monomer (a) represented by the general formula (1), specifically, polyethylene glycol monovinyl ether, methoxy polyethylene glycol monovinyl ether, polyethylene glycol monobutyl vinyl ether, polyethylene glycol mono (meth) allyl ether, Methoxy polyethylene glycol mono (meth) allyl ether, polyethylene glycol mono (2-methyl-2-propenyl) ether, polyethylene glycol mono (2-butenyl) ether, polyethylene glycol mono (3-methyl-3-butenyl) ether, polyethylene glycol Mono (3-methyl-2-butenyl) ether, polyethylene glycol mono (2-methyl-3-butenyl) ether, polyethylene glycol mono (2-methyl-2-butenyl) L) ether, polyethylene glycol mono (1,1-dimethyl-2-propenyl) ether, polyethylene polypropylene glycol mono (3-methyl-3-butenyl) ether, methoxy polyethylene glycol mono (3-methyl-3-butenyl) ether, Ethoxy polyethylene glycol mono (3-methyl-3-butenyl) ether, 1-propoxy polyethylene glycol mono (3-methyl-3-butenyl) ether, cyclohexyloxy polyethylene glycol mono (3-methyl-3-butenyl) ether, 1- Octyloxypolyethylene glycol mono (3-methyl-3-butenyl) ether, nonylalkoxypolyethyleneglycol mono (3-methyl-3-butenyl) ether, laurylalkoxypolyethylene Cole 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, naphthoxy polyethylene glycol mono ( 3-methyl-3-butenyl) ether, methoxy polyethylene glycol monoallyl ether, ethoxy polyethylene glycol monoallyl ether, phenoxy polyethylene glycol monoallyl ether, methoxy polyethylene glycol mono (2-methyl-2-propenyl) ether, ethoxy polyethylene glycol mono (2-Methyl-2-propenyl) ether and phenoxypolyethylene glycol mono (2-methyl-2-propenyl) ether are preferred. . Among these, polyethylene glycol mono (2-methyl-2-propenyl) ether and polyethylene glycol mono (3-methyl-3-butenyl) ether are more preferable, and polyethylene glycol mono (3-methyl-) is more preferable. 3-butenyl) ether.

上記単量体(b)を表す一般式(2)において、−(RO)p−で表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数pは、2〜300であることが適当である。2未満であると、疎水性が強くなりすぎて均一な重合を行うことができず、セメント混和剤としての作用効果を充分に発揮できないおそれがある。また、300を超えると、重合性が大きく低下してしまい、セメント混和剤の使用量が多量に必要となるおそれがある。pの下限値としては、好ましくは3、より好ましくは4であり、上限値としては、好ましくは200、より好ましくは150、更に好ましくは120である。 In the general formula (2) representing the monomer (b), the average added mole number p of the oxyalkylene group represented by-(R a O) p- is suitably 2 to 300. If it is less than 2, the hydrophobicity becomes too strong and uniform polymerization cannot be performed, and there is a possibility that the effect as a cement admixture cannot be sufficiently exhibited. Moreover, when it exceeds 300, polymerizability will fall large and there exists a possibility that the usage-amount of a cement admixture may be needed in large quantities. The lower limit value of p is preferably 3, more preferably 4, and the upper limit value is preferably 200, more preferably 150, still more preferably 120.

上記一般式(2)中、ROで表されるオキシアルキレン基としては、炭素数2〜5のオキシアルキレン基であるが、例えば、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基、オキシイソブチレン基等が挙げられ、オキシエチレン基及びオキシプロピレン基が好ましい。中でも、親水性と疎水性とのバランスの観点から、オキシエチレン基が主成分であることが特に好ましい。具体的には、単量体(b)を構成する全オキシアルキレン基100モル%に対し、オキシエチレン基の割合が50モル%以上であることが好適である。より好ましくは70%以上、更に好ましくは80%以上、特に好ましくは90%以上であり、最も好ましくは100%である。
なお、2種類以上のオキシアルキレン基が含まれる場合、その付加形態は、ブロック構造で付加していてもよく、ランダム構造で付加していてもよく、又は、交互付加していてもよい。
In the general formula (2), the oxyalkylene group represented by R a O is an oxyalkylene group having 2 to 5 carbon atoms. For example, an oxyethylene group, an oxypropylene group, an oxybutylene group, and an oxyisobutylene Group, etc., and an oxyethylene group and an oxypropylene group are preferable. Especially, it is especially preferable that an oxyethylene group is a main component from a viewpoint of the balance of hydrophilic property and hydrophobicity. Specifically, it is preferable that the proportion of oxyethylene groups is 50 mol% or more with respect to 100 mol% of all oxyalkylene groups constituting the monomer (b). More preferably, it is 70% or more, more preferably 80% or more, particularly preferably 90% or more, and most preferably 100%.
In addition, when two or more types of oxyalkylene groups are included, the addition form may be added with a block structure, may be added with a random structure, or may be added alternately.

上記一般式(2)において、側鎖末端基であるRは、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。炭素数1〜20の炭化水素基としては、炭素原子数1〜20のアルキル基(脂肪族アルキル基または脂環族アルキル基)、炭素原子数6〜20のフェニル基、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、ナフチル基等のベンゼン環を有する芳香族基等が挙げられる。これらの中でも、共重合体の水溶性及びセメント分散性の点から、炭素数1〜10の炭化水素基又は水素原子であることが好適である。より好ましくは、炭素数10以下の炭化水素基であり、更に好ましくは、炭素数3以下の炭化水素基であり、特に好ましくは、炭素数2以下の炭化水素基である。炭化水素基の中でも、飽和アルキル基、不飽和アルキル基が好ましい。、これらのアルキル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。中でも、メチル基であることが最も好ましい。 In the above formula (2), R 6 is the side chain terminal group represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. Examples of the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms (aliphatic alkyl group or alicyclic alkyl group), a phenyl group having 6 to 20 carbon atoms, an alkylphenyl group, and phenylalkyl. Group, an aromatic group having a benzene ring such as a phenyl group substituted with an (alkyl) phenyl group, and a naphthyl group. Among these, it is preferable that it is a C1-C10 hydrocarbon group or a hydrogen atom from the point of the water solubility of a copolymer, and a cement dispersibility. A hydrocarbon group having 10 or less carbon atoms is more preferable, a hydrocarbon group having 3 or less carbon atoms is more preferable, and a hydrocarbon group having 2 or less carbon atoms is particularly preferable. Of the hydrocarbon groups, a saturated alkyl group and an unsaturated alkyl group are preferable. These alkyl groups may be linear or branched. Of these, a methyl group is most preferred.

上記一般式(2)で表される単量体(b)としては、不飽和基とポリアルキレングリコール鎖とがエステル結合を介して結合された構造を有する化合物(単量体)であればよく、例えば、不飽和カルボン酸ポリアルキレングリコールエステル系化合物が好適である。中でも、(アルコキシ)ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステルが特に好適である。 The monomer (b) represented by the general formula (2) may be a compound (monomer) having a structure in which an unsaturated group and a polyalkylene glycol chain are bonded via an ester bond. For example, unsaturated carboxylic acid polyalkylene glycol ester compounds are suitable. Among these, (alkoxy) polyalkylene glycol mono (meth) acrylic acid ester is particularly suitable.

上記一般式(2)で表される単量体(b)としては、具体的には、メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、メトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、メトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、エトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、エトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、プロポキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、プロポキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、プロポキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、プロポキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ブトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ブトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ブトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ブトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ペントキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ペントキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ペントキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ペントキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ヘキソキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ヘキソキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ヘキソキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ヘキソキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ヘプトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ヘプトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ヘプトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ヘプトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、オクトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、オクトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、オクトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、オクトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ノナノキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ノナノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ノナノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、ノナノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Specific examples of the monomer (b) represented by the general formula (2) include methoxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate, methoxy {polyethylene glycol (poly) propylene glycol} mono (meth) acrylate, methoxy {Polyethylene glycol (poly) butylene glycol} mono (meth) acrylate, methoxy {polyethylene glycol (poly) propylene glycol (poly) butylene glycol} mono (meth) acrylate, ethoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, ethoxy {polyethylene glycol ( Poly) propylene glycol} mono (meth) acrylate, ethoxy {polyethylene glycol (poly) butylene glycol} mono (meth) acrylate, ethoxy {polyethylene glycol Poly) propylene glycol (poly) butylene glycol} mono (meth) acrylate, propoxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate, propoxy {polyethylene glycol (poly) propylene glycol} mono (meth) acrylate, propoxy {polyethylene glycol (poly) butylene glycol } Mono (meth) acrylate, propoxy {polyethylene glycol (poly) propylene glycol (poly) butylene glycol} mono (meth) acrylate, butoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, butoxy {polyethylene glycol (poly) propylene glycol} mono (meta ) Acrylate, butoxy {polyethylene glycol (poly) butylene glycol} mono (meth) acrylate, butyl Xy {polyethylene glycol (poly) propylene glycol (poly) butylene glycol} mono (meth) acrylate, pentoxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate, pentoxy {polyethylene glycol (poly) propylene glycol} mono (meth) acrylate, pentoxy {polyethylene Glycol (poly) butylene glycol} mono (meth) acrylate, pentoxy {polyethylene glycol (poly) propylene glycol (poly) butylene glycol} mono (meth) acrylate, hexoxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate, hexoxy {polyethylene glycol (poly ) Propylene glycol} mono (meth) acrylate, hexoxy {polyethylene glycol (poly) butylene glyco Mono} (meth) acrylate, hexoxy {polyethylene glycol (poly) propylene glycol (poly) butylene glycol} mono (meth) acrylate, heptoxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate, heptoxy {polyethylene glycol (poly) propylene glycol} Mono (meth) acrylate, heptoxy {polyethylene glycol (poly) butylene glycol} mono (meth) acrylate, heptoxy {polyethylene glycol (poly) propylene glycol (poly) butylene glycol} mono (meth) acrylate, octoxypolyethylene glycol mono (meta) ) Acrylate, octoxy {polyethylene glycol (poly) propylene glycol} mono (meth) acrylate, octoxy {polyethylene Lenglycol (poly) butylene glycol} mono (meth) acrylate, octoxy {polyethylene glycol (poly) propylene glycol (poly) butylene glycol} mono (meth) acrylate, nonanoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, nonanoxy {polyethylene glycol ( Poly) propylene glycol} mono (meth) acrylate, nonanoxy {polyethylene glycol (poly) butylene glycol} mono (meth) acrylate, nonanoxy {polyethylene glycol (poly) propylene glycol (poly) butylene glycol} mono (meth) acrylate, etc. It is done.

上記(アルコキシ)ポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリル酸エステルとしては、上述した化合物の他にも、フェノキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、フェノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、フェノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、フェノキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、(メタ)アリルオキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、(メタ)アリルオキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、(メタ)アリルオキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート、(メタ)アリルオキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(ポリ)ブチレングリコール}モノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらの中でも、単量体(b)としては、より好ましくは、メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシ{ポリエチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール}モノ(メタ)アクリレートであり、更に好ましくは、メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートである。
As the above (alkoxy) polyalkylene glycol mono (meth) acrylic acid ester, in addition to the above-described compounds, phenoxy polyethylene glycol mono (meth) acrylate, phenoxy {polyethylene glycol (poly) propylene glycol} mono (meth) acrylate, Phenoxy {polyethylene glycol (poly) butylene glycol} mono (meth) acrylate, phenoxy {polyethylene glycol (poly) propylene glycol (poly) butylene glycol} mono (meth) acrylate, (meth) allyloxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate, (Meth) allyloxy {polyethylene glycol (poly) propylene glycol} mono (meth) acrylate, (meth) allyloxy {polyethylene glycol Le (poly) butylene glycol} mono (meth) acrylate, (meth) allyloxy {polyethylene glycol (poly) propylene glycol (poly) butylene glycol} mono (meth) acrylate.
Among these, the monomer (b) is more preferably methoxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate or methoxy {polyethylene glycol (poly) propylene glycol} mono (meth) acrylate, and more preferably methoxypolyethylene. Glycol mono (meth) acrylate.

上記単量体(c)を表す一般式(3)において、−(RO)q−で表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数qは、0〜1であることが適当である。また、Mは、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、金属原子、アンモニウム基又は有機アンモニウム基を表す。したがって、上記単量体(c)としては、q=0で、Mが水素原子、金属原子、アンモニウム基又は有機アンモニウム基である、不飽和モノカルボン酸系単量体(c−1)、及び、q=0で、Mが炭素数1〜5のアルキル基である、不飽和モノカルボン酸エステル系単量体(c−2)、並びに、q=1で、Mが水素原子、金属原子、アンモニウム基又は有機アンモニウム基である、不飽和モノカルボン酸アルキレングリコールエステル系単量体(c−3)、及び、q=1で、Mが炭素数1〜5のアルキル基である、アルコキシ不飽和モノカルボン酸アルキレングリコールエステル系単量体(c−4)が挙げられる。
なお、不飽和モノカルボン酸系単量体(c−1)はセメント粒子を分散させるための吸着基を含んでいるため、必ず使用することが好適である。また、不飽和モノカルボン酸エステル系単量体(c−2)〜(c−4)を1種類以上用いる場合においても、不飽和モノカルボン酸系単量体(c−1)と併用して使用することが好適である。
In the general formula (3) representing the monomer (c), the average added mole number q of the oxyalkylene group represented by-(R a O) q- is suitably 0-1. M represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a metal atom, an ammonium group, or an organic ammonium group. Accordingly, the monomer (c) is an unsaturated monocarboxylic acid monomer (c-1) in which q = 0 and M is a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group or an organic ammonium group, and Q = 0, M is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and an unsaturated monocarboxylic acid ester monomer (c-2), and q = 1, M is a hydrogen atom, a metal atom, An unsaturated monocarboxylic acid alkylene glycol ester monomer (c-3) which is an ammonium group or an organic ammonium group, and an alkoxy unsaturated group where q = 1 and M is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms And monocarboxylic acid alkylene glycol ester monomer (c-4).
In addition, since the unsaturated monocarboxylic acid monomer (c-1) contains an adsorbing group for dispersing cement particles, it is preferable to always use it. Moreover, when using 1 or more types of unsaturated monocarboxylic acid ester monomers (c-2) to (c-4), they are used in combination with unsaturated monocarboxylic acid monomers (c-1). It is preferred to use.

上記不飽和モノカルボン酸系単量体(c−1)及び不飽和モノカルボン酸アルキレングリコールエステル系単量体(c−3)におけるMが金属原子である場合には、金属原子としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属原子等の一価金属原子;カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属原子等の二価金属原子;アルミニウム、鉄等の三価金属原子が好適である。また、Mが有機アンモニウム基である場合には、有機アンモニウム基としては、エタノールアミン基(エタノールアンモニウム基)、ジエタノールアミン基(ジエタノールアンモニウム基)、トリエタノールアミン基(トリエタノールアンモニウム基)等のアルカノールアミン基(アルカノールアンモニウム基)や、トリエチルアミン基(トリエチルアンモニウム基)が好適である。 When M in the unsaturated monocarboxylic acid monomer (c-1) and unsaturated monocarboxylic acid alkylene glycol ester monomer (c-3) is a metal atom, the metal atom is lithium. Preferred are monovalent metal atoms such as alkali metal atoms such as sodium and potassium; divalent metal atoms such as alkaline earth metal atoms such as calcium and magnesium; and trivalent metal atoms such as aluminum and iron. When M is an organic ammonium group, examples of the organic ammonium group include alkanolamines such as ethanolamine group (ethanolammonium group), diethanolamine group (diethanolammonium group), and triethanolamine group (triethanolammonium group). A group (alkanolammonium group) and a triethylamine group (triethylammonium group) are preferable.

上記不飽和モノカルボン酸エステル系単量体(c−2)及びアルコキシ不飽和モノカルボン酸アルキレングリコールエステル系単量体(c−4)におけるMが炭素数1〜5のアルキル基である場合には、炭素数1〜5のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が好適である。 When M in the unsaturated monocarboxylic acid ester monomer (c-2) and alkoxy unsaturated monocarboxylic acid alkylene glycol ester monomer (c-4) is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms Is preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a butyl group as the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

上記不飽和モノカルボン酸系単量体(c−1)としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等及びそれらの一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩、有機アンモニウム塩等が挙げられる。これらの中でも、セメント分散性能の向上の面から、アクリル酸、メタクリル酸及びそれらの一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩、有機アンモニウム塩のいずれかであることが特に好ましい。 Examples of the unsaturated monocarboxylic acid monomer (c-1) include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, and the like, and monovalent metal salts, divalent metal salts, ammonium salts, and organic ammonium salts thereof. Can be mentioned. Among these, acrylic acid, methacrylic acid, and their monovalent metal salts, divalent metal salts, ammonium salts, and organic ammonium salts are particularly preferable from the viewpoint of improving cement dispersion performance.

上記不飽和モノカルボン酸エステル系単量体(c−2)としては、例えば、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、ブチル(メタ)アクリレート等が好適である。これらの中でも、エチルアクリレート及びブチルアクリレートのいずれかであることが特に好ましい。 As the unsaturated monocarboxylic acid ester monomer (c-2), for example, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate and the like are suitable. Among these, it is particularly preferable that either ethyl acrylate or butyl acrylate is used.

上記不飽和モノカルボン酸アルキレングリコールエステル系単量体(c−3)としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等が好適である。これらの中でも、2−ヒドロキシエチルアクリレート及び2−ヒドロキシプロピルアクリレートのいずれかであることが特に好ましい。 As the unsaturated monocarboxylic acid alkylene glycol ester monomer (c-3), for example, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate and the like are suitable. Among these, 2-hydroxyethyl acrylate and 2-hydroxypropyl acrylate are particularly preferable.

上記アルコキシ不飽和モノカルボン酸アルキレングリコールエステル系単量体(c−4)としては、例えば、2−メトキシエチル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、2−プロポキシエチル(メタ)アクリレート、2−メトキシプロピル(メタ)アクリレート、2−エトキシプロピル(メタ)アクリレート等が好適である。これらの中でも、2−メトキシエチルアクリレート及び2−エトキシエチルアクリレートのいずれかであることが特に好ましい。 Examples of the alkoxy unsaturated monocarboxylic acid alkylene glycol ester monomer (c-4) include 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 2-ethoxyethyl (meth) acrylate, and 2-propoxyethyl (meth) acrylate. 2-methoxypropyl (meth) acrylate, 2-ethoxypropyl (meth) acrylate and the like are preferable. Among these, 2-methoxyethyl acrylate and 2-ethoxyethyl acrylate are particularly preferable.

本発明の製造方法において用いられる単量体成分としては更に、単量体(a)〜(c)以外の単量体(d)を含んでいてもよい。このような単量体(d)としては、具体的には、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸及びそれらの一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩類等の不飽和ジカルボン酸系単量体;該不飽和ジカルボン酸系単量体と炭素数1〜30のアルコールとのハーフエステル、ジエステル類;上記不飽和ジカルボン酸系単量体と炭素数1〜30のアミンとのハーフアミド、ジアミド類;炭素数1〜30のアルコール又は炭素数1〜30のアミンに炭素数2〜18のアルキレンオキシドを1〜500モル付加させたアルキル(ポリ)アルキレングリコールと上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;上記不飽和ジカルボン酸系単量体と炭素数2〜18のグリコール又は炭素数2〜18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;マレアミド酸と炭素数2〜18のグリコール又は炭素数2〜18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)アクリレート等の(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)アクリレート等の二官能(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等の(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等の不飽和スルホン酸類及びそれらの一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩;メチル(メタ)アクリルアミド等の不飽和モノカルボン酸類と炭素数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−メチルスチレン等のビニル芳香族類;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−ブタジエン等のジエン類;(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)アクリルアミド等の不飽和アミド類;(メタ)アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル等の不飽和シアン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等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、ビニルピリジン等の不飽和アミン類;ジビニルベンゼン等のジビニル芳香族類;トリアリルシアヌレート等のシアヌレート類;(メタ)アリルアルコール、グリシジル(メタ)アリルエーテル等のアリル類;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等の不飽和アミノ化合物類;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)等のシロキサン誘導体等を挙げることができ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。単量体(d)としては、これらの中でも、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸及びそれらの塩等の不飽和ジカルボン酸系単量体を用いることが好ましく、より好ましくは、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸及びそれらの塩等のα,β−不飽和ジカルボン酸系単量体を用いることである。 The monomer component used in the production method of the present invention may further contain a monomer (d) other than the monomers (a) to (c). Specific examples of such a monomer (d) include maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid and their monovalent metal salts, divalent metal salts, ammonium salts, and organic amines. Unsaturated dicarboxylic acid monomers such as salts; half esters and diesters of the unsaturated dicarboxylic acid monomers and alcohols having 1 to 30 carbon atoms; the unsaturated dicarboxylic acid monomers and carbon atoms 1 Alkyl (poly) alkylene glycol obtained by adding 1 to 500 moles of alkylene oxide having 2 to 18 carbon atoms to alcohol having 1 to 30 carbon atoms or amine having 1 to 30 carbon atoms And half esters and diesters of the above unsaturated dicarboxylic acid monomers; the above unsaturated dicarboxylic acid monomers and glycols having 2 to 18 carbon atoms or 2 to 2 carbon atoms Half-esters and diesters of polyalkylene glycols having 2 to 500 moles of addition of 8 glycols; polyalkylenes having 2 to 500 moles of addition of maleamic acid and glycols having 2 to 18 carbon atoms or glycols having 2 to 18 carbon atoms Half-amides with glycol; triethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol (poly) propylene glycol di (meth) acrylate (Poly) alkylene glycol di (meth) acrylates; bifunctional (meth) acrylates such as hexanediol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane di (meth) acrylate Relates; (poly) alkylene glycol dimaleates such as triethylene glycol dimaleate and polyethylene glycol dimaleate; vinyl sulfonate, (meth) allyl sulfonate, 2- (meth) acryloxyethyl sulfonate, 3- (meth) acryloxy Propyl sulfonate, 3- (meth) acryloxy-2-hydroxypropyl sulfonate, 3- (meth) acryloxy-2-hydroxypropyl sulfophenyl ether, 3- (meth) acryloxy-2-hydroxypropyloxysulfobenzoate, 4- (meta ) Acryloxybutyl sulfonate, (meth) acrylamide methylsulfonic acid, (meth) acrylamide ethylsulfonic acid, 2-methylpropanesulfonic acid (meth) acrylamide, styrenesulfonic acid, etc. Unsaturated sulfonic acids and their monovalent metal salts, divalent metal salts, ammonium salts, organic amine salts; amides of unsaturated monocarboxylic acids such as methyl (meth) acrylamide and amines having 1 to 30 carbon atoms; Vinyl aromatics such as styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, and p-methylstyrene; dienes such as butadiene, isoprene, 2-methyl-1,3-butadiene, and 2-chloro-1,3-butadiene; Unsaturated amides such as (meth) acrylamide, (meth) acrylalkylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide; Unsaturated cyanides such as (meth) acrylonitrile and α-chloroacrylonitrile Unsaturated esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; aminoethyl (meth) acrylate , Unsaturated amines such as methylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylate, dibutylaminoethyl (meth) acrylate, vinylpyridine, and the like; Divinyl aromatics; cyanurates such as triallyl cyanurate; allyls such as (meth) allyl alcohol and glycidyl (meth) allyl ether; unsaturated amino compounds such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate; polydimethylsiloxanepropyl Aminomaleamic acid, polydimethylsiloxane aminopropylaminomaleamic acid, polydimethylsiloxane-bis- (propylaminomaleamic acid), polydimethylsiloxane-bis- (dipropyleneaminomaleamic acid), Ridimethylsiloxane- (1-propyl-3-acrylate), polydimethylsiloxane- (1-propyl-3-methacrylate), polydimethylsiloxane-bis- (1-propyl-3-acrylate), polydimethylsiloxane-bis- Examples thereof include siloxane derivatives such as (1-propyl-3-methacrylate), and one or more of these can be used. Among these, as the monomer (d), it is preferable to use unsaturated dicarboxylic acid monomers such as maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid and salts thereof, and more preferable. Is to use α, β-unsaturated dicarboxylic acid-based monomers such as maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, citraconic acid and their salts.

本発明の製造方法において用いられる単量体成分の好適な組み合わせとしては、以下の組み合わせが挙げられる。なお、これらのみに限定されるものではない。
(1)単量体(a)と、単量体(c−1)との組み合わせ
(2)単量体(b)と、単量体(c−1)との組み合わせ
(3)単量体(a)と、単量体(c−1)と、単量体(c−2)との組み合わせ
(4)単量体(b)と、単量体(c−1)と、単量体(c−2)との組み合わせ
(5)単量体(a)と、単量体(c−1)と、単量体(c−3)との組み合わせ
(6)単量体(b)と、単量体(c−1)と、単量体(c−3)との組み合わせ
(7)単量体(a)と、単量体(c−1)と、単量体(c−4)との組み合わせ
(8)単量体(b)と、単量体(c−1)と、単量体(c−4)との組み合わせ
(9)単量体(a)と、単量体(c−1)と、単量体(c−3)と、単量体(d)との組み合わせ
(10)単量体(b)と、単量体(c−1)と、単量体(c−3)と、単量体(d)との組み合わせ
Suitable combinations of monomer components used in the production method of the present invention include the following combinations. Note that the present invention is not limited to these.
(1) Combination of monomer (a) and monomer (c-1) (2) Combination of monomer (b) and monomer (c-1) (3) Monomer A combination of (a), monomer (c-1) and monomer (c-2) (4) monomer (b), monomer (c-1) and monomer Combination with (c-2) (5) Combination of monomer (a), monomer (c-1) and monomer (c-3) (6) Monomer (b) A combination of the monomer (c-1) and the monomer (c-3) (7) the monomer (a), the monomer (c-1) and the monomer (c-4) (8) Combination of monomer (b), monomer (c-1) and monomer (c-4) (9) Monomer (a) and monomer A combination of (c-1), monomer (c-3) and monomer (d) (10) monomer (b) and monomer (c-1) The combination of the monomer (c-3), the monomer (d)

上記組み合わせの中でも、単量体(a)を用い、単量体(b)を用いない(1)、(3)、(5)、(7)及び(9)のいずれかの組み合わせとすることがより好ましい。単量体成分として単量体(a)を用い、単量体(b)を用いない単量体成分を用いて本発明の製造方法によりポリカルボン酸系共重合体を製造すると、より物性のばらつきの小さいポリカルボン酸系共重合体を安定して製造することができる。これらの中でも、更に好ましい組み合わせとしては、(1)、(5)及び(7)のいずれかの組み合わせであり、特に好ましくは、(1)及び(5)のいずれかの組み合わせである。 Among the above combinations, use the monomer (a) and do not use the monomer (b), and use any combination of (1), (3), (5), (7) and (9). Is more preferable. When the polycarboxylic acid copolymer is produced by the production method of the present invention using the monomer component (a) as the monomer component and the monomer component not using the monomer (b), more physical properties are obtained. A polycarboxylic acid copolymer with little variation can be stably produced. Among these, a more preferable combination is any one of (1), (5), and (7), and a particularly preferable combination is any one of (1) and (5).

本発明におけるポリカルボン酸系共重合体は、上述したように単量体成分を共重合して得ることができるが、該共重合体の分子量としては、重量平均分子量が、1000〜500000であることが好ましい。重量平均分子量が1000〜500000である場合に、該共重合体の減水性能やスランプロス防止能を充分なものとすることができる。より好ましくは5000〜300000であり、更に好ましくは8000〜100000である。
なお、上記ポリカルボン酸系共重合体の重量平均分子量は、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、「GPC」という)により、下記の測定条件でポリエチレングリコール換算の分子量として測定することができる。
測定条件:
カラム TSKguardcolumn SWXL+TSKge1 G4000SWXL+G3000SWXL+G2000SWXL(東ソー社製)
溶離液 水 10999g、アセトニトリル 6001gの混合溶媒に酢酸ナトリウム三水和物 115.6gを溶かし、更に酢酸でpH6.0に調整した溶離液溶液
打込み量 0.5%溶離液溶液 100μL
溶離液流速 0.8mL/min
カラム温度 40℃
標準物質 ポリエチレングリコール(トップピーク分子量(Mp):272500、219300、85000、46000、24000、12600、4250、7100、1470)
検量線次数 三次式
検出器 410 示差屈折検出器(商品名、日本ウォーターズ(Waters)社製)
解析ソフト MILLENNIUM Ver.3.21(商品名、日本ウォーターズ(Waters)社製)
The polycarboxylic acid copolymer in the present invention can be obtained by copolymerizing monomer components as described above. The molecular weight of the copolymer is 1,000 to 500,000. It is preferable. When the weight average molecular weight is 1000 to 500,000, the water reducing performance and slump loss preventing ability of the copolymer can be made sufficient. More preferably, it is 5000-300000, More preferably, it is 8000-100,000.
The weight average molecular weight of the polycarboxylic acid copolymer can be measured as a molecular weight in terms of polyethylene glycol under the following measurement conditions by, for example, gel permeation chromatography (hereinafter referred to as “GPC”).
Measurement condition:
Column TSKguardcolumn SWXL + TSKge1 G4000SWXL + G3000SWXL + G2000SWXL (manufactured by Tosoh Corporation)
Eluent solution: 115.6 g of sodium acetate trihydrate dissolved in a mixed solvent of 10999 g of water and 6001 g of acetonitrile, and further adjusted to pH 6.0 with acetic acid. 0.5% eluent solution 100 μL
Eluent flow rate 0.8mL / min
Column temperature 40 ° C
Standard substance Polyethylene glycol (Top peak molecular weight (Mp): 272500, 219300, 85000, 46000, 24000, 12600, 4250, 7100, 1470)
Calibration curve order Tertiary detector 410 Differential refraction detector (trade name, manufactured by Japan Waters)
Analysis software MILLENNIUM Ver. 3.21 (trade name, manufactured by Waters, Japan)

上記ポリカルボン酸系共重合体の3量体以上のポリマー成分の含有比(本明細書中においては、「ポリマー分」ともいう)としては、50%以上であることが好ましい。ポリマー分が50%未満であると、該共重合体の減水性能やスランプロス防止能を充分なものとする有効な成分が極端に少なくなり、セメント分散剤としての効果がなくなるおそれがある。より好ましくは60%以上であり、更に好ましくは70%以上であり、特に好ましくは80%以上である。
なお、上記ポリカルボン酸系共重合体のポリマー分は、例えば、上述のようにポリカルボン酸系共重合体のGPC測定を行った際のGPCチャートから、単量体(a)及び/又は単量体(b)の分子量に当たる部分のピーク(以降、「ピークI」という)のピーク面積、ピークIよりも高分子側にあり、最も低分子なもののピーク(以降、「ピークII」という)のピーク面積、及び、ピークIIよりも高分子側にある全てのピーク(以降、「ピークIII」という)のピーク面積を求め、下記式により算出することができる。
ポリマー分(%)=〔(ピークIIIの面積)/{(ピークIの面積)+(ピークIIの面積)+(ピークIIIの面積)}〕×100
The content ratio of the polymer components of trimers or more of the polycarboxylic acid copolymer (also referred to as “polymer” in the present specification) is preferably 50% or more. When the polymer content is less than 50%, there are extremely few effective components that make the copolymer sufficiently water-reducing performance and slump loss prevention ability, and the effect as a cement dispersant may be lost. More preferably, it is 60% or more, still more preferably 70% or more, and particularly preferably 80% or more.
The polymer content of the polycarboxylic acid copolymer is determined from, for example, the monomer (a) and / or single monomer from the GPC chart when the GPC measurement of the polycarboxylic acid copolymer is performed as described above. The peak area of the portion corresponding to the molecular weight of the monomer (b) (hereinafter referred to as “Peak I”), the peak of the lowest molecule (hereinafter referred to as “Peak II”) on the polymer side of Peak I The peak area and the peak area of all the peaks (hereinafter referred to as “peak III”) on the polymer side relative to peak II can be obtained and calculated by the following formula.
Polymer content (%) = [(Area of peak III) / {(Area of peak I) + (Area of peak II) + (Area of peak III)}] × 100

本発明の製造方法により得られるセメント混和剤用ポリカルボン酸系共重合体は、そのままでもセメント混和剤の主成分として用いることができるが、必要に応じて、更にアルカリ性物質で中和して用いてもよい。アルカリ性物質としては、一価金属及び二価金属の水酸化物、塩化物及び炭酸塩等の無機塩;アンモニア;有機アミンを用いることが好ましい。
このような本発明の製造方法により製造されるセメント混和剤用ポリカルボン酸系共重合体、及び、該セメント混和剤用ポリカルボン酸系共重合体を含むセメント混和剤もまた、本発明の1つである。
The polycarboxylic acid copolymer for cement admixture obtained by the production method of the present invention can be used as it is as a main component of the cement admixture, but if necessary, it is further neutralized with an alkaline substance. May be. As the alkaline substance, it is preferable to use inorganic salts such as hydroxides, chlorides and carbonates of monovalent metals and divalent metals; ammonia; organic amines.
A polycarboxylic acid copolymer for cement admixture produced by such a production method of the present invention and a cement admixture containing the polycarboxylic acid copolymer for cement admixture are also included in 1 of the present invention. One.

上記セメント混和剤は、セメントペースト、モルタル、コンクリート等のセメント組成物に加えて用いることができ、また、超高強度コンクリートにも用いることができる。このように本発明のセメント混和剤を含むセメント組成物もまた、本発明の1つである。
上記セメント組成物としては、セメント、水、細骨材、粗骨材等を含む通常用いられるものが好適である。また、フライアッシュ、高炉スラグ、シリカヒューム、石灰石微粉末等の微粉体を添加したものであってもよい。
The cement admixture can be used in addition to cement compositions such as cement paste, mortar and concrete, and can also be used for ultra high strength concrete. Thus, the cement composition containing the cement admixture of the present invention is also one aspect of the present invention.
As the cement composition, those usually used including cement, water, fine aggregate, coarse aggregate and the like are suitable. Moreover, what added fine powders, such as fly ash, blast furnace slag, a silica fume, and a limestone fine powder, may be used.

上記セメントとしては、普通、早強、超早強、中庸熱、白色等のポルトランドセメント;アルミナセメント、フライアッシュセメント、高炉セメント、シリカセメント等の混合ポルトランドセメントを用いることができる。
上記セメント組成物1m当たりの単位水量及び水/セメント比としては、通常用いられる範囲とすることができるが、例えば、高耐久性・高強度のコンクリートを製造するためには、単位水量100〜185kg/m、水/セメント比=10〜70%とすることができる。
上記細骨材の体積比としては、通常用いられる範囲とすることができるが、例えば、高耐久性・高強度のコンクリートを製造するためには、45〜60%とすることができる。
なお、細骨材の体積比とは、細骨材と粗骨材との合計体積に対する細骨材の体積を表している。
As the cement, portland cement such as normal, early strength, super early strength, moderate heat, white, etc .; mixed portland cement such as alumina cement, fly ash cement, blast furnace cement, silica cement and the like can be used.
The unit water amount per 1 m 3 of the cement composition and the water / cement ratio can be within the range normally used. For example, in order to produce highly durable and high-strength concrete, the unit water amount is 100 to 100%. 185 kg / m 3 , water / cement ratio = 10 to 70%.
The volume ratio of the fine aggregate can be a range that is usually used, but for example, it can be 45 to 60% in order to produce high durability and high strength concrete.
The volume ratio of fine aggregate represents the volume of fine aggregate with respect to the total volume of fine aggregate and coarse aggregate.

上記セメント組成物を用いて製造されるモルタル又はコンクリートの性能の評価方法としては、フレッシュコンクリートの流動性を表す一般的な指標であるスランプフロー値が挙げられる。セメント混和剤のセメント組成物への添加量を増やすと、セメント分散性が高まるため、スランプフロー値は大きくなる。しかしながら、セメント添加剤の添加量を増やすと、コストが高くなることから、できるだけ少ない添加量でモルタル又はコンクリートに要求される流動性が得られることが求められる。
上述のことから、セメント組成物に添加するセメント混和剤の量を一定にし、セメント混和剤の種類のみを変えて製造した様々なモルタル又はコンクリートのスランプフロー値を測定した場合には、スランプフロー値の高いものほど、セメント混和剤の性能が良いこととなる。
As a method for evaluating the performance of mortar or concrete produced using the cement composition, there is a slump flow value that is a general index representing the flowability of fresh concrete. When the amount of the cement admixture added to the cement composition is increased, the cement dispersibility is increased, so that the slump flow value is increased. However, increasing the amount of cement additive increases the cost, so that it is required to obtain the fluidity required for mortar or concrete with the smallest possible amount.
From the above, when the slump flow value of various mortars or concretes manufactured by changing only the type of cement admixture with a constant amount of cement admixture added to the cement composition, the slump flow value The higher the value, the better the performance of the cement admixture.

本発明のセメント混和剤用ポリカルボン酸系共重合体の製造方法は、上述の構成よりなり、共重合反応の反応系内に還元性物質が混入していても、重合挙動への影響が充分に抑制され、物性のばらつきの小さいポリカルボン酸系共重合体を安定して合成することができることから、セメント混和剤に好適なポリカルボン酸系共重合体を製造することができる製造方法である。 The method for producing a polycarboxylic acid copolymer for cement admixture of the present invention has the above-described configuration, and even if a reducing substance is mixed in the reaction system of the copolymerization reaction, the influence on the polymerization behavior is sufficient. It is a production method capable of producing a polycarboxylic acid copolymer suitable for a cement admixture because a polycarboxylic acid copolymer with little variation in physical properties can be stably synthesized. .

図1は、製造例1〜製造例12における添加する過酸化水素の量と得られる共重合体の重量平均分子量との関係を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the relationship between the amount of hydrogen peroxide added in Production Examples 1 to 12 and the weight average molecular weight of the resulting copolymer. 図2は、製造例1〜製造例12における添加する過酸化水素の量と得られる共重合体のポリマー分との関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of hydrogen peroxide added in Production Examples 1 to 12 and the polymer content of the resulting copolymer. 図3は、製造例1〜製造例12における添加する過酸化水素の量と得られる共重合体を用いて製造されたコンクリートのスランプフロー値との関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the amount of hydrogen peroxide added in Production Example 1 to Production Example 12 and the slump flow value of concrete produced using the resulting copolymer. 図4は、製造例13〜製造例18における添加する過酸化水素の量と得られる共重合体の重量平均分子量との関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the amount of hydrogen peroxide added in Production Example 13 to Production Example 18 and the weight average molecular weight of the resulting copolymer. 図5は、製造例13〜製造例18における添加する過酸化水素の量と得られる共重合体のポリマー分との関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the amount of hydrogen peroxide added in Production Example 13 to Production Example 18 and the polymer content of the resulting copolymer. 図6は、製造例13〜製造例18における添加する過酸化水素の量と得られる共重合体を用いて製造されたモルタルのスランプフロー値との関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the amount of hydrogen peroxide added in Production Example 13 to Production Example 18 and the slump flow value of mortar produced using the obtained copolymer.

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “part” means “part by mass” and “%” means “% by mass”.

下記製造例では、下記のようにして測定を行い、また、下記の計算式により評価を行った。
(1)鉄イオンの定量
試薬として市販されている20%塩酸(精密分析用=無鉄塩酸)を純水を用いて3%水溶液とした塩酸希釈液を調整した。これを用いて、測定用サンプルを20〜30倍に希釈したサンプル溶液を調整した。これをICP(誘導結合プラズマ)質量分析装置を用い、鉄の波長259.9nmに検出されるピーク面積を検量線を用いて解析し、サンプル中に含まれる鉄イオン量を算出した。検量線の作成方法は、試薬として市販されている原子吸光用鉄標準液1000ppmを用い、塩酸希釈液を用いて1000、500、100、30ppbの濃度となるように調整されたサンプル溶液を、同様にICP質量分析装置を用い、鉄の波長259.9nmに検出されるピーク面積を用いて作成した。
(2)ポリカルボン酸系共重合体の重量平均分子量の測定
下記GPC測定条件により測定を行った。
測定条件:
カラム TSKguardcolumn SWXL+TSKge1 G4000SWXL+G3000SWXL+G2000SWXL(東ソー社製)
溶離液 水 10999g、アセトニトリル 6001gの混合溶媒に酢酸ナトリウム三水和物 115.6gを溶かし、更に酢酸でpH6.0に調整した溶離液溶液
打込み量 0.5%溶離液溶液 100μL
溶離液流速 0.8mL/min
カラム温度 40℃
標準物質 ポリエチレングリコール(トップピーク分子量(Mp):272500、219300、85000、46000、24000、12600、4250、7100、1470)
検量線次数 三次式
検出器 410 示差屈折検出器(商品名、日本ウォーターズ(Waters)社製)
解析ソフト MILLENNIUM Ver.3.21(商品名、日本ウォーターズ(Waters)社製)
(3)3量体以上のポリマー成分の含有比(以降、「ポリマー分」ともいう)
上記(2)のポリカルボン酸系共重合体の重量平均分子量の測定の際に得られるGPCチャートから、3−メチル−3−ブテン−1−オールのエチレンオキシド50モル付加体の分子量に当たる部分のピーク(以降、「ピーク1」という)のピーク面積、ピーク1よりも高分子側にあり、最も低分子なもののピーク(以降、「ピーク2」という)のピーク面積、及び、ピーク2よりも高分子側にある全てのピーク(以降、「ピーク3」という)のピーク面積を求め、下記式により算出した。
ポリマー分(%)=〔(ピーク3の面積)/{(ピーク1の面積)+(ピーク2の面積)+(ピーク3の面積)}〕×100
(4)細骨材の体積比
下記式により算出した。
細骨材の体積比(%)=[(細骨材の体積)/{(細骨材の体積)+(粗骨材の体積)}]×100
In the following production examples, measurement was performed as follows, and evaluation was performed using the following calculation formula.
(1) A diluted hydrochloric acid solution was prepared by using 20% hydrochloric acid (for precision analysis = iron-free hydrochloric acid) commercially available as a quantitative reagent for iron ions in pure water. Using this, a sample solution in which the measurement sample was diluted 20 to 30 times was prepared. Using an ICP (inductively coupled plasma) mass spectrometer, the peak area detected at an iron wavelength of 259.9 nm was analyzed using a calibration curve, and the amount of iron ions contained in the sample was calculated. The calibration curve was prepared by using 1000 ppm of an atomic absorption iron standard solution commercially available as a reagent, and preparing a sample solution adjusted to have a concentration of 1000, 500, 100, or 30 ppb using a hydrochloric acid diluent. An ICP mass spectrometer was used to prepare a peak area detected at an iron wavelength of 259.9 nm.
(2) Measurement of weight average molecular weight of polycarboxylic acid copolymer The measurement was performed under the following GPC measurement conditions.
Measurement condition:
Column TSKguardcolumn SWXL + TSKge1 G4000SWXL + G3000SWXL + G2000SWXL (manufactured by Tosoh Corporation)
Eluent solution: 115.6 g of sodium acetate trihydrate dissolved in a mixed solvent of 10999 g of water and 6001 g of acetonitrile, and further adjusted to pH 6.0 with acetic acid. 0.5% eluent solution 100 μL
Eluent flow rate 0.8mL / min
Column temperature 40 ° C
Standard substance Polyethylene glycol (Top peak molecular weight (Mp): 272500, 219300, 85000, 46000, 24000, 12600, 4250, 7100, 1470)
Calibration curve order Tertiary detector 410 Differential refraction detector (trade name, manufactured by Japan Waters)
Analysis software MILLENNIUM Ver. 3.21 (trade name, manufactured by Waters, Japan)
(3) Content ratio of polymer component of trimer or higher (hereinafter also referred to as “polymer component”)
From the GPC chart obtained when measuring the weight average molecular weight of the polycarboxylic acid copolymer of (2) above, the peak corresponding to the molecular weight of a 50-methyl adduct of 3-methyl-3-buten-1-ol in ethylene oxide Peak area (hereinafter referred to as “Peak 1”), which is on the polymer side of Peak 1 and is the lowest molecule (hereinafter referred to as “Peak 2”), and higher than Peak 2 The peak areas of all the peaks on the side (hereinafter referred to as “peak 3”) were obtained and calculated according to the following formula.
Polymer content (%) = [(Area of peak 3) / {(Area of peak 1) + (Area of peak 2) + (Area of peak 3)}] × 100
(4) Volume ratio of fine aggregate Calculated by the following formula.
Fine Aggregate Volume Ratio (%) = [(Fine Aggregate Volume) / {(Fine Aggregate Volume) + (Coarse Aggregate Volume)}] × 100

<ポリカルボン酸系共重合体の製造>
(製造例1)
3−メチル−3−ブテン−1−オールのエチレンオキシド50モル付加体の80%水溶液を調整し、その水溶液に含まれる鉄イオンの含量をICP質量分析により分析した結果、鉄イオンの含量が85ppbであった水溶液(以降、「IPN−50Aの80%水溶液」という)1223g、アクリル酸1.8g、イオン交換水300gを、温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管及び冷却管を備えた反応器に仕込み、58℃に昇温した。続いて、35%過酸化水素4.7gを含む水溶液30gを一括添加した後、アクリル酸66.4gと2−ヒドロキシエチルアクリレート118.6g溶解させた水溶液270gを3時間で、L−アスコルビン酸2.1gと3−メルカプトプロピオン酸5.6gを溶解させた水溶液175gを3.5時間で、それぞれ同時に一定速度で滴下した。全ての滴下終了後、さらに2時間攪拌を続け、その後水酸化ナトリウム水溶液と濃度調整用のイオン交換水を加えて、PH5.5、固形分濃度45%、重量平均分子量が26300、ポリマー分が81.1%のポリカルボン酸系共重合体(1)−A1の水溶液を得た。
<Production of polycarboxylic acid-based copolymer>
(Production Example 1)
An 80% aqueous solution of 3-methyl-3-buten-1-ol ethylene oxide 50 mol adduct was prepared, and the content of iron ions contained in the aqueous solution was analyzed by ICP mass spectrometry. As a result, the iron ion content was 85 ppb. A reactor equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping device, a nitrogen introducing tube, and a cooling tube, 1223 g of the aqueous solution (hereinafter referred to as “80% aqueous solution of IPN-50A”), 1.8 g of acrylic acid, and 300 g of ion-exchanged water The temperature was raised to 58 ° C. Subsequently, 30 g of an aqueous solution containing 4.7 g of 35% hydrogen peroxide was added all at once, and then 270 g of an aqueous solution prepared by dissolving 66.4 g of acrylic acid and 118.6 g of 2-hydroxyethyl acrylate was added in 3 hours to L-ascorbic acid 2 175 g of an aqueous solution in which .1 g and 5.6 g of 3-mercaptopropionic acid were dissolved was simultaneously added dropwise at a constant rate for 3.5 hours. After completion of all the additions, stirring was continued for another 2 hours, and then an aqueous sodium hydroxide solution and ion-exchanged water for adjusting the concentration were added to obtain a pH of 5.5, a solid content concentration of 45%, a weight average molecular weight of 26300, and a polymer content of 81. An aqueous solution of 1% polycarboxylic acid copolymer (1) -A1 was obtained.

(製造例2)
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管及び冷却管を備えた反応器にイオン交換水300g、IPN−50Aの80%水溶液1223g、アクリル酸1.8gを仕込み、58℃に昇温した。続いて、35%過酸化水素0.7gを含む水溶液30gを一括添加した後、アクリル酸66.4gと2−ヒドロキシエチルアクリレート118.6g溶解させた水溶液270gを3時間で、L−アスコルビン酸0.63gと3−メルカプトプロピオン酸5.6gを溶解させた水溶液175gを3.5時間で、それぞれ同時に一定速度で滴下した。全ての滴下終了後、さらに2時間攪拌を続け、その後水酸化ナトリウム水溶液と濃度調整用のイオン交換水を加えて、PH5.5、固形分濃度45%、重量平均分子量が23400、ポリマー分が80.6%のポリカルボン酸系共重合体(1)−A2の水溶液を得た。
(Production Example 2)
A reactor equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping device, a nitrogen introduction tube and a cooling tube was charged with 300 g of ion exchange water, 1223 g of an 80% aqueous solution of IPN-50A, and 1.8 g of acrylic acid, and the temperature was raised to 58 ° C. Subsequently, 30 g of an aqueous solution containing 0.7 g of 35% hydrogen peroxide was added all at once, and then 270 g of an aqueous solution in which 66.4 g of acrylic acid and 118.6 g of 2-hydroxyethyl acrylate had been dissolved was added in 3 hours to 0 L-ascorbic acid. 175 g of an aqueous solution in which .63 g and 5.6 g of 3-mercaptopropionic acid were dissolved was simultaneously added dropwise at a constant rate in 3.5 hours. After completion of the dropwise addition, stirring was continued for another 2 hours, and then an aqueous sodium hydroxide solution and ion-exchanged water for adjusting the concentration were added to obtain a pH of 5.5, a solid content concentration of 45%, a weight average molecular weight of 23400, and a polymer content of 80. An aqueous solution of 6% polycarboxylic acid copolymer (1) -A2 was obtained.

(製造例3)
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管及び冷却管を備えた反応器にイオン交換水190g、IPN−50Aの80%水溶液1223g、アクリル酸1.8gを仕込み、58℃に昇温した。続いて、アクリル酸66.4gと2−ヒドロキシエチルアクリレート118.6gを溶解させた水溶液235gを3時間で、35%過酸化水素4.7gを溶解させた水溶液175gを3.5時間で、L−アスコルビン酸2.1gと3−メルカプトプロピオン酸5.6gを溶解させた水溶液175gを3.5時間で、それぞれ同時に一定速度で滴下した。全ての滴下終了後、さらに2時間攪拌を続け、その後水酸化ナトリウム水溶液と濃度調整用のイオン交換水を加えて、PH5.5、固形分濃度45%、重量平均分子量が25900、ポリマー分が82.4%のポリカルボン酸系共重合体(1)−A3の水溶液を得た。
(Production Example 3)
A reactor equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping device, a nitrogen introduction tube and a cooling tube was charged with 190 g of ion-exchanged water, 1223 g of an 80% aqueous solution of IPN-50A, and 1.8 g of acrylic acid, and the temperature was raised to 58 ° C. Subsequently, 235 g of an aqueous solution in which 66.4 g of acrylic acid and 118.6 g of 2-hydroxyethyl acrylate were dissolved was added in 3 hours, and 175 g of an aqueous solution in which 4.7 g of 35% hydrogen peroxide was dissolved was added in 3.5 hours. -175 g of an aqueous solution in which 2.1 g of ascorbic acid and 5.6 g of 3-mercaptopropionic acid were dissolved was dropped simultaneously at a constant rate for 3.5 hours. After completion of all the additions, stirring was continued for another 2 hours, and then an aqueous sodium hydroxide solution and ion-exchanged water for adjusting the concentration were added to obtain a pH of 5.5, a solid content concentration of 45%, a weight average molecular weight of 25900, and a polymer content of 82. A 4% aqueous solution of polycarboxylic acid copolymer (1) -A3 was obtained.

(製造例4)
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管及び冷却管を備えた反応器にイオン交換水190g、IPN−50Aの80%水溶液1223g、アクリル酸1.8gを仕込み、58℃に昇温した。続いて、アクリル酸66.4gと2−ヒドロキシエチルアクリレート118.6gを溶解させた水溶液235gを3時間で、35%過酸化水素2.33gを溶解させた水溶液175gを3.5時間で、L−アスコルビン酸2.11gと3−メルカプトプロピオン酸5.6gを溶解させた水溶液175gを3.5時間で、それぞれ同時に一定速度で滴下した。全ての滴下終了後、さらに2時間攪拌を続け、その後水酸化ナトリウム水溶液と濃度調整用のイオン交換水を加えて、PH5.5、固形分濃度45%、重量平均分子量が25700、ポリマー分が82.4%のポリカルボン酸系共重合体(1)−A4の水溶液を得た。
(Production Example 4)
A reactor equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping device, a nitrogen introduction tube and a cooling tube was charged with 190 g of ion exchange water, 1223 g of an 80% aqueous solution of IPN-50A, and 1.8 g of acrylic acid, and the temperature was raised to 58 ° C. Subsequently, 235 g of an aqueous solution in which 66.4 g of acrylic acid and 118.6 g of 2-hydroxyethyl acrylate were dissolved was added in 3 hours, and 175 g of an aqueous solution in which 2.33 g of 35% hydrogen peroxide was dissolved in 3.5 hours. -175 g of an aqueous solution in which 2.11 g of ascorbic acid and 5.6 g of 3-mercaptopropionic acid were dissolved was dropped simultaneously at a constant rate for 3.5 hours. After completion of all the additions, stirring was further continued for 2 hours, and then an aqueous sodium hydroxide solution and ion-exchanged water for adjusting the concentration were added to obtain a pH of 5.5, a solid content concentration of 45%, a weight average molecular weight of 25700, and a polymer content of 82. An aqueous solution of 4% polycarboxylic acid copolymer (1) -A4 was obtained.

(製造例5)
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管及び冷却管を備えた反応器にイオン交換水190g、IPN−50Aの80%水溶液1223g、アクリル酸1.8gを仕込み、58℃に昇温した。続いて、アクリル酸66.4gと2−ヒドロキシエチルアクリレート118.6gを溶解させた水溶液235gを3時間で、35%過酸化水素1.16gを溶解させた水溶液175gを3.5時間で、L−アスコルビン酸1.06gと3−メルカプトプロピオン酸5.6gを溶解させた水溶液175gを3.5時間で、それぞれ同時に一定速度で滴下した。全ての滴下終了後、さらに2時間攪拌を続け、その後水酸化ナトリウム水溶液と濃度調整用のイオン交換水を加えて、PH5.5、固形分濃度45%、重量平均分子量が25100、ポリマー分が81.0%のポリカルボン酸系共重合体(1)−A5の水溶液を得た。
(Production Example 5)
A reactor equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping device, a nitrogen introduction tube and a cooling tube was charged with 190 g of ion-exchanged water, 1223 g of an 80% aqueous solution of IPN-50A, and 1.8 g of acrylic acid, and the temperature was raised to 58 ° C. Subsequently, 235 g of an aqueous solution in which 66.4 g of acrylic acid and 118.6 g of 2-hydroxyethyl acrylate were dissolved was added in 3 hours, and 175 g of an aqueous solution in which 1.16 g of 35% hydrogen peroxide was dissolved was added in 3.5 hours. -175 g of an aqueous solution in which 1.06 g of ascorbic acid and 5.6 g of 3-mercaptopropionic acid were dissolved was added dropwise simultaneously at a constant rate for 3.5 hours. After completion of all the additions, stirring was continued for another 2 hours, and then an aqueous sodium hydroxide solution and ion-exchanged water for adjusting the concentration were added to obtain a pH of 5.5, a solid content concentration of 45%, a weight average molecular weight of 25100, and a polymer content of 81. An aqueous solution of 0.0% polycarboxylic acid copolymer (1) -A5 was obtained.

(製造例6)
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管及び冷却管を備えた反応器にイオン交換水190g、IPN−50Aの80%水溶液1223g、アクリル酸1.8gを仕込み、58℃に昇温した。続いて、アクリル酸66.4gと2−ヒドロキシエチルアクリレート118.6gを溶解させた水溶液235gを3時間で、35%過酸化水素0.70gを溶解させた水溶液175gを3.5時間で、L−アスコルビン酸0.63gと3−メルカプトプロピオン酸5.6gを溶解させた水溶液175gを3.5時間で、それぞれ同時に一定速度で滴下した。全ての滴下終了後、さらに2時間攪拌を続け、その後水酸化ナトリウム水溶液と濃度調整用のイオン交換水を加えて、PH5.5、固形分濃度45%、重量平均分子量が24500、ポリマー分が81.4%のポリカルボン酸系共重合体(1)−A6の水溶液を得た。
(Production Example 6)
A reactor equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping device, a nitrogen introduction tube and a cooling tube was charged with 190 g of ion-exchanged water, 1223 g of an 80% aqueous solution of IPN-50A, and 1.8 g of acrylic acid, and the temperature was raised to 58 ° C. Subsequently, 235 g of an aqueous solution in which 66.4 g of acrylic acid and 118.6 g of 2-hydroxyethyl acrylate were dissolved was added in 3 hours, and 175 g of an aqueous solution in which 0.70 g of 35% hydrogen peroxide was dissolved was added in 3.5 hours. -175 g of an aqueous solution in which 0.63 g of ascorbic acid and 5.6 g of 3-mercaptopropionic acid were dissolved was dropped simultaneously at a constant rate for 3.5 hours. After completion of all the additions, stirring was further continued for 2 hours, and then an aqueous sodium hydroxide solution and ion-exchanged water for adjusting the concentration were added to obtain a pH of 5.5, a solid content concentration of 45%, a weight average molecular weight of 24500, and a polymer content of 81. A 4% aqueous solution of polycarboxylic acid copolymer (1) -A6 was obtained.

(製造例7)
3−メチル−3−ブテン−1−オールのエチレンオキシド50モル付加体の80%水溶液を調整し、その水溶液に含まれる鉄イオンの含量をICP質量分析により分析した結果、鉄イオンの含量が620ppbであった水溶液(以降、「IPN−50Bの80%水溶液」という)を、IPN−50Aの80%水溶液の代わりに用いる以外は、製造例1と同様の装置及び操作で、また同量の原料を用いて製造を行うことで、PH5.5、固形分濃度45%、重量平均分子量が29300、ポリマー分が83.8%のポリカルボン酸系共重合体(1)−B1の水溶液を得た。
(Production Example 7)
An 80% aqueous solution of 3-methyl-3-buten-1-ol ethylene oxide 50 mol adduct was prepared, and the content of iron ions contained in the aqueous solution was analyzed by ICP mass spectrometry. As a result, the content of iron ions was 620 ppb. The same aqueous solution (hereinafter referred to as “80% aqueous solution of IPN-50B”) was used in the same apparatus and operation as in Production Example 1 except that the 80% aqueous solution of IPN-50A was used. Thus, an aqueous solution of polycarboxylic acid copolymer (1) -B1 having a pH of 5.5, a solid content concentration of 45%, a weight average molecular weight of 29300, and a polymer content of 83.8% was obtained.

(製造例8)
IPN−50Aの80%水溶液の代わりに、IPN−50Bの80%水溶液を用いる以外は、製造例2と同様の装置及び操作で、また同量の原料を用いて製造を行うことで、PH5.5、固形分濃度45%、重量平均分子量が25100、ポリマー分が82.7%のポリカルボン酸系共重合体(1)−B2の水溶液を得た。
(Production Example 8)
By using the same apparatus and operation as in Production Example 2 and using the same amount of raw material except that an 80% aqueous solution of IPN-50B is used instead of an 80% aqueous solution of IPN-50A, PH5. 5. An aqueous solution of polycarboxylic acid copolymer (1) -B2 having a solid content concentration of 45%, a weight average molecular weight of 25100, and a polymer content of 82.7% was obtained.

(製造例9)
IPN−50Aの80%水溶液の代わりに、IPN−50Bの80%水溶液を用いる以外は、製造例3と同様の装置及び操作で、また同量の原料を用いて製造を行うことで、PH5.5、固形分濃度45%、重量平均分子量が28900、ポリマー分が84.2%のポリカルボン酸系共重合体(1)−B3の水溶液を得た。
(Production Example 9)
By using the same apparatus and operation as in Production Example 3 and using the same amount of raw material except that an 80% aqueous solution of IPN-50B is used instead of an 80% aqueous solution of IPN-50A, PH5. 5. An aqueous solution of polycarboxylic acid copolymer (1) -B3 having a solid content concentration of 45%, a weight average molecular weight of 28900, and a polymer content of 84.2% was obtained.

(製造例10)
IPN−50Aの80%水溶液の代わりに、IPN−50Bの80%水溶液を用いる以外は、製造例4と同様の装置及び操作で、また同量の原料を用いて製造を行うことで、PH5.5、固形分濃度45%、重量平均分子量が28800、ポリマー分が83.5%のポリカルボン酸系共重合体(1)−B4の水溶液を得た。
(Production Example 10)
By using the same apparatus and operation as in Production Example 4 and using the same amount of raw material except that an 80% aqueous solution of IPN-50B is used instead of an 80% aqueous solution of IPN-50A, PH5. 5. An aqueous solution of polycarboxylic acid copolymer (1) -B4 having a solid content concentration of 45%, a weight average molecular weight of 28800, and a polymer content of 83.5% was obtained.

(製造例11)
IPN−50Aの80%水溶液の代わりに、IPN−50Bの80%水溶液を用いる以外は、製造例5と同様の装置及び操作で、また同量の原料を用いて製造を行うことで、PH5.5、固形分濃度45%、重量平均分子量が26600、ポリマー分が82.2%のポリカルボン酸系共重合体(1)−B5の水溶液を得た。
(Production Example 11)
By using the same apparatus and operation as in Production Example 5 and using the same amount of raw material except that an 80% aqueous solution of IPN-50B is used instead of an 80% aqueous solution of IPN-50A, PH5. 5. An aqueous solution of polycarboxylic acid copolymer (1) -B5 having a solid content concentration of 45%, a weight average molecular weight of 26600, and a polymer content of 82.2% was obtained.

(製造例12)
IPN−50Aの80%水溶液の代わりに、IPN−50Bの80%水溶液を用いる以外は、製造例6と同様の装置及び操作で、また同量の原料を用いて製造を行うことで、PH5.5、固形分濃度45%、重量平均分子量が24700、ポリマー分が81.5%のポリカルボン酸系共重合体(1)−B6の水溶液を得た。
(Production Example 12)
By using the same apparatus and operation as in Production Example 6 and using the same amount of raw material except that an 80% aqueous solution of IPN-50B is used instead of an 80% aqueous solution of IPN-50A, PH5. 5. An aqueous solution of polycarboxylic acid copolymer (1) -B6 having a solid content concentration of 45%, a weight average molecular weight of 24700, and a polymer content of 81.5% was obtained.

(製造例13)
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管及び冷却管を備えた反応器にイオン交換水311g、IPN−50Aの80%水溶液1262g、アクリル酸1.8gを仕込み、60℃に昇温した。続いて、35%過酸化水素4.5gを含む水溶液30gを一括添加した後、アクリル酸134.6gを溶解させた水溶液220gを3時間で、L−アスコルビン酸2.1gと3−メルカプトプロピオン酸4.0gを溶解させた水溶液175gを3.5時間で、それぞれ同時に一定速度で滴下した。全ての滴下終了後、さらに2時間攪拌を続け、その後水酸化ナトリウム水溶液と濃度調整用のイオン交換水を加えて、PH6.5、固形分濃度45%、重量平均分子量が32400、ポリマー分が81.1%のポリカルボン酸系共重合体(2)−A1の水溶液を得た。
(Production Example 13)
A reactor equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping device, a nitrogen introduction tube and a cooling tube was charged with 311 g of ion exchange water, 1262 g of an 80% aqueous solution of IPN-50A, and 1.8 g of acrylic acid, and the temperature was raised to 60 ° C. Subsequently, 30 g of an aqueous solution containing 4.5 g of 35% hydrogen peroxide was added all at once, and then 220 g of an aqueous solution in which 134.6 g of acrylic acid was dissolved was added in 2.1 hours to 2.1 g of L-ascorbic acid and 3-mercaptopropionic acid. 175 g of an aqueous solution in which 4.0 g was dissolved was dropped simultaneously at a constant rate for 3.5 hours. After completion of all the additions, stirring was further continued for 2 hours, and then an aqueous sodium hydroxide solution and ion-exchanged water for adjusting the concentration were added, PH 6.5, solid content concentration 45%, weight average molecular weight 32400, polymer content 81 An aqueous solution of 1% polycarboxylic acid copolymer (2) -A1 was obtained.

(製造例14)
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管及び冷却管を備えた反応器にイオン交換水251g、IPN−50Aの80%水溶液1262g、アクリル酸1.8gを仕込み、60℃に昇温した。続いて、アクリル酸134.6gを溶解させた水溶液235gを3時間で、35%過酸化水素4.54gを溶解させた水溶液125gを3.5時間で、L−アスコルビン酸2.1gと3−メルカプトプロピオン酸4.0gを溶解させた水溶液125gを3.5時間で、それぞれ同時に一定速度で滴下した。全ての滴下終了後、さらに2時間攪拌を続け、その後水酸化ナトリウム水溶液と濃度調整用のイオン交換水を加えて、PH6.5、固形分濃度45%、重量平均分子量が33800、ポリマー分が82.4%のポリカルボン酸系共重合体(2)−A2の水溶液を得た。
(Production Example 14)
A reactor equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping device, a nitrogen introduction tube and a cooling tube was charged with 251 g of ion exchange water, 1262 g of an 80% aqueous solution of IPN-50A, and 1.8 g of acrylic acid, and the temperature was raised to 60 ° C. Subsequently, 235 g of an aqueous solution in which 134.6 g of acrylic acid was dissolved was added in 3 hours, 125 g of an aqueous solution in which 4.54 g of 35% hydrogen peroxide was dissolved was added in 3.5 hours, and 2.1 g of L-ascorbic acid and 3- 125 g of an aqueous solution in which 4.0 g of mercaptopropionic acid was dissolved was dropped simultaneously at a constant rate for 3.5 hours. After completion of all the drippings, stirring was further continued for 2 hours, and then an aqueous sodium hydroxide solution and ion-exchanged water for adjusting the concentration were added, PH 6.5, solid content concentration 45%, weight average molecular weight 33800, polymer content 82. An aqueous solution of 4% polycarboxylic acid copolymer (2) -A2 was obtained.

(製造例15)
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管及び冷却管を備えた反応器にイオン交換水251g、IPN−50Aの80%水溶液1262g、アクリル酸1.8gを仕込み、60℃に昇温した。続いて、アクリル酸134.6gを溶解させた水溶液235gを3時間で、35%過酸化水素0.68gを溶解させた水溶液125gを3.5時間で、L−アスコルビン酸0.62gと3−メルカプトプロピオン酸4.0gを溶解させた水溶液125gを3.5時間で、それぞれ同時に一定速度で滴下した。全ての滴下終了後、さらに2時間攪拌を続け、その後水酸化ナトリウム水溶液と濃度調整用のイオン交換水を加えて、PH6.5、固形分濃度45%、重量平均分子量が29300、ポリマー分が81.4%のポリカルボン酸系共重合体(2)−A3の水溶液を得た。
(Production Example 15)
A reactor equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping device, a nitrogen introduction tube and a cooling tube was charged with 251 g of ion exchange water, 1262 g of an 80% aqueous solution of IPN-50A, and 1.8 g of acrylic acid, and the temperature was raised to 60 ° C. Subsequently, 235 g of an aqueous solution in which 134.6 g of acrylic acid was dissolved was added in 3 hours, 125 g of an aqueous solution in which 0.68 g of 35% hydrogen peroxide was dissolved was added in 3.5 hours, and 0.62 g of L-ascorbic acid and 3- 125 g of an aqueous solution in which 4.0 g of mercaptopropionic acid was dissolved was dropped simultaneously at a constant rate for 3.5 hours. After completion of all the additions, stirring was further continued for 2 hours, and then an aqueous sodium hydroxide solution and ion-exchanged water for adjusting the concentration were added, PH 6.5, solid content concentration 45%, weight average molecular weight 29300, polymer content 81 An aqueous solution of 4% polycarboxylic acid copolymer (2) -A3 was obtained.

(製造例16)
3−メチル−3−ブテン−1−オールのエチレンオキシド50モル付加体の80%水溶液を調整し、その水溶液に含まれる鉄イオンの含量をICP質量分析により分析した結果、鉄イオンの含量が1110ppbであった水溶液(以降、「IPN−50Cの80%水溶液」という)を、IPN−50Aの80%水溶液の代わりに用いる以外は、製造例13と同様の装置及び操作で、また同量の原料を用いて製造を行うことで、PH6.5、固形分濃度45%、重量平均分子量が41300、ポリマー分が83.8%のポリカルボン酸系共重合体(2)−B1の水溶液を得た。
(Production Example 16)
As a result of preparing an 80% aqueous solution of 3-methyl-3-buten-1-ol ethylene oxide 50 mol adduct and analyzing the content of iron ions contained in the aqueous solution by ICP mass spectrometry, the content of iron ions was 1110 ppb. The same aqueous solution (hereinafter referred to as “80% aqueous solution of IPN-50C”) was used in place of the 80% aqueous solution of IPN-50A. Thus, an aqueous solution of polycarboxylic acid copolymer (2) -B1 having a pH of 6.5, a solid content concentration of 45%, a weight average molecular weight of 41300, and a polymer content of 83.8% was obtained.

(製造例17)
IPN−50Aの80%水溶液の代わりに、IPN−50Cの80%水溶液を用いる以外は、製造例14と同様の装置及び操作で、また同量の原料を用いて製造を行うことで、PH6.5、固形分濃度45%、重量平均分子量が42900、ポリマー分が81.5%のポリカルボン酸系共重合体(2)−B2の水溶液を得た。
(Production Example 17)
By using the same apparatus and operation as in Production Example 14 and using the same amount of raw material, except that an 80% aqueous solution of IPN-50C is used instead of an 80% aqueous solution of IPN-50A, PH6. 5. An aqueous solution of polycarboxylic acid copolymer (2) -B2 having a solid content concentration of 45%, a weight average molecular weight of 42900, and a polymer content of 81.5% was obtained.

(製造例18)
IPN−50Aの80%水溶液の代わりに、IPN−50Cの80%水溶液を用いる以外は、製造例15と同様の装置及び操作で、また同量の原料を用いて製造を行うことで、PH6.5、固形分濃度45%、重量平均分子量が31500、ポリマー分が81.5%のポリカルボン酸系共重合体(2)−B3の水溶液を得た。
製造例1〜18で得たポリカルボン酸系共重合体の水溶液に関し、当該共重合体の単量体組成について、表1にまとめた。
なお、表1中の略語は以下の通りである。
単量体組成(wt%):重合に用いた各単量体の重量%
IPN−50:3−メチル−3−ブテン−1−オールのエチレンオキシド50モル付加体
SA:アクリル酸ナトリウム(製造例ではアクリル酸を用いているが、単量体組成算出においては、アクリル酸ナトリウム換算で行った。)
HEA:2−ヒドロキシエチルアクリレート
(Production Example 18)
By using the same apparatus and operation as in Production Example 15 and using the same amount of raw material, except that an 80% aqueous solution of IPN-50C is used instead of an 80% aqueous solution of IPN-50A, PH6. 5. An aqueous solution of polycarboxylic acid copolymer (2) -B3 having a solid content concentration of 45%, a weight average molecular weight of 31,500, and a polymer content of 81.5% was obtained.
Regarding the aqueous solution of the polycarboxylic acid copolymer obtained in Production Examples 1 to 18, the monomer composition of the copolymer is summarized in Table 1.
Abbreviations in Table 1 are as follows.
Monomer composition (wt%): wt% of each monomer used for polymerization
IPN-50: Ethylene oxide 50 mol adduct of 3-methyl-3-buten-1-ol SA: Sodium acrylate (In the production example, acrylic acid is used, but in calculating the monomer composition, sodium acrylate conversion Went on.)
HEA: 2-hydroxyethyl acrylate

Figure 2011032132
Figure 2011032132

また、製造例1〜製造例12について表2に、製造例13〜製造例18について表3にそれぞれまとめた。
なお、表2及び表3中の略語は以下の通りである。
鉄分量:使用したIPN−50Aの80%水溶液、IPN−50Bの80%水溶液又はIPN−50Cの80%水溶液に含まれる鉄イオンの含量
開始剤量:ポリカルボン酸系共重合体を構成する全単量体成分100モル%に対する開始剤の使用モル数割合
:過酸化水素
L−as:L−アスコルビン酸
Mw:共重合体の重量平均分子量
P分:共重合体の3量体以上のポリマー成分の含有比
Further, Production Example 1 to Production Example 12 are summarized in Table 2, and Production Example 13 to Production Example 18 are summarized in Table 3.
Abbreviations in Table 2 and Table 3 are as follows.
Iron content: The content of iron ions contained in the 80% aqueous solution of IPN-50A, the 80% aqueous solution of IPN-50B or the 80% aqueous solution of IPN-50C used. Amount of initiator: All the constituents of the polycarboxylic acid copolymer monomer component 100 moles moles of initiator to percentage H 2 O 2: Hydrogen peroxide L-the as: L-ascorbic acid Mw: weight-average molecular weight P content of the copolymer: trimer copolymer Content ratio of the above polymer components

Figure 2011032132
Figure 2011032132

Figure 2011032132
Figure 2011032132

(実施例1〜4、比較例1〜8)
<コンクリート試験>
セメントとして普通ポルトランドセメント(住友大阪セメント社製)、細骨材として千葉県君津産山砂(FM=2.64)、粗骨材として青梅産硬質砂岩砕石(5〜10mm/10〜15mm/15〜20mm=3/3/4で混合して使用。)を用いた。製造例1〜製造例12で得られたポリカルボン酸系共重合体の水溶液をセメント混和剤として用いてコンクリート試験を行った。また、コンクリートの配合条件は、下記表4に示す通りとした。
なお、表4中の略語は以下の通りである。
W/C(%):セメント(C)に対する水(W)の質量比(質量%)
s/a(%):細骨材の体積比(%)
(Examples 1-4, Comparative Examples 1-8)
<Concrete test>
Ordinary Portland cement (manufactured by Sumitomo Osaka Cement) as cement, mountain sand from Kimitsu (FM = 2.64) as fine aggregate, Ome hard sandstone crushed stone as coarse aggregate (5-10mm / 10-15mm / 15- 20 mm = 3/3/4 mixed and used). A concrete test was conducted using the aqueous solution of the polycarboxylic acid copolymer obtained in Production Example 1 to Production Example 12 as a cement admixture. The concrete mixing conditions were as shown in Table 4 below.
Abbreviations in Table 4 are as follows.
W / C (%): Mass ratio of water (W) to cement (C) (mass%)
s / a (%): Volume ratio of fine aggregate (%)

Figure 2011032132
Figure 2011032132

100Lパン型ミキサーに、上記表3に示される配合条件で、石、砂(半量)、セメント、砂(半量)の順に投入し、空練りを10秒間行ってから、製造例1〜製造例12で得られたポリカルボン酸系共重合体の水溶液を含んだ所定量の水(セメントに対するポリカルボン酸系共重合体の濃度:0.21質量%)を投入し、120秒間混練した。
混練したフレッシュコンクリートを舟に排出して、2往復繰り返しを行ってから、コンクリートの初期流動性評価として、スランプフロー値を測定した。なお、測定は、日本工業規格(JIS A1150)に準じて行った。結果を下記表5に示す。
After adding stone, sand (half amount), cement, sand (half amount) in this order into a 100 L pan-type mixer in the blending conditions shown in Table 3 above and performing kneading for 10 seconds, Production Example 1 to Production Example 12 A predetermined amount of water (concentration of polycarboxylic acid copolymer relative to cement: 0.21% by mass) containing an aqueous solution of the polycarboxylic acid copolymer obtained in the above was added and kneaded for 120 seconds.
After the kneaded fresh concrete was discharged to the boat and repeated two reciprocations, the slump flow value was measured as an initial fluidity evaluation of the concrete. The measurement was performed according to Japanese Industrial Standard (JIS A1150). The results are shown in Table 5 below.

Figure 2011032132
Figure 2011032132

(実施例5、6、比較例9〜12)
<モルタル試験>
セメントとして普通ポルトランドセメント(住友大阪セメント社製)、砂としてセメント強さ試験用標準砂(1350g/袋)を用いた。製造例13〜製造例18で得られたポリカルボン酸系共重合体の水溶液をセメント混和剤として用いてモルタル試験を行った。また、モルタルの配合条件は、下記表6に示す通りとした。
なお、表6中の略語は以下の通りである。
W/C(%):セメント(C)に対する水(W)の質量比(質量%)
s/a(%):細骨材の体積比(%)
(Examples 5 and 6, Comparative Examples 9 to 12)
<Mortar test>
Ordinary Portland cement (Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.) was used as the cement, and standard sand for cement strength test (1350 g / bag) was used as the sand. A mortar test was conducted using the aqueous solution of the polycarboxylic acid copolymer obtained in Production Example 13 to Production Example 18 as a cement admixture. The mortar blending conditions were as shown in Table 6 below.
Abbreviations in Table 6 are as follows.
W / C (%): Mass ratio of water (W) to cement (C) (mass%)
s / a (%): Volume ratio of fine aggregate (%)

Figure 2011032132
Figure 2011032132

ホバートミキサーに、上記表6に示される配合条件で、セメント、製造例13〜製造例18で得られたポリカルボン酸系共重合体の水溶液を含んだ所定量の水(セメントに対するポリカルボン酸系共重合体の濃度:0.15質量%)を投入し、低速回転で1分間混練した。回転しながら、セメント強さ試験用標準砂を20秒かけて加え、更に1分30秒混練した。回転を止め、掻き落としを30秒かけて行った後、高速回転で更に1分30秒混練してモルタルを製造した。
得られたモルタルの初期流動性評価として、ミニスランプコーン(コンクリート試験で標準に使用するものに対して2分の1のサイズ)を用いて、スランプフロー値を測定した。なお、測定は、日本工業規格(JIS A 1101、1128、6204)に準じて行った。結果を下記表7に示す。
A Hobart mixer was mixed with a predetermined amount of water containing an aqueous solution of the polycarboxylic acid copolymer obtained in Production Examples 13 to 18 under the blending conditions shown in Table 6 above (polycarboxylic acid system for cement). Copolymer concentration: 0.15 mass%) was added and kneaded for 1 minute at low speed. While rotating, standard sand for cement strength test was added over 20 seconds, and further kneaded for 1 minute 30 seconds. The rotation was stopped and scraping was carried out over 30 seconds, and then kneaded at high speed for another 1 minute 30 seconds to produce a mortar.
As an initial fluidity evaluation of the obtained mortar, a slump flow value was measured using a mini slump cone (half the size used for a standard in a concrete test). In addition, the measurement was performed according to Japanese Industrial Standards (JIS A 1101, 1128, 6204). The results are shown in Table 7 below.

Figure 2011032132
Figure 2011032132

重合反応に用いた過酸化水素の量と共重合体の重量平均分子量との関係をグラフに示すと、図1及び図4のとおりとなる。図1及び図4より、過酸化水素を一括添加した場合には、反応系内に存在する鉄イオンの影響を受けてしまい、反応系の鉄イオン濃度により得られる共重合体の重量平均分子量が異なってしまうことが分かった。また、過酸化水素を滴下して添加する場合においても、添加する過酸化水素の量が、1モル%以上の場合には、やはり反応系内に存在する鉄イオンの影響を受けてしまうことが分かった。
また、重合反応に用いた過酸化水素の量と共重合体のポリマー分との関係をグラフに示すと、図2及び図5のとおりとなる。図2及び図5より、過酸化水素を一括添加した場合には、反応系内に存在する鉄イオンの影響を受けてしまい、反応系の鉄イオン濃度により得られる共重合体のポリマー分が異なってしまうことが分かった。また、過酸化水素を滴下して添加する場合においても、添加する過酸化水素の量が、1モル%以上の場合には、やはり反応系内に存在する鉄イオンの影響を受けてしまうことが分かった。
更に、重合反応に用いた過酸化水素の量と得られる共重合体を用いて製造されたコンクリート又はモルタルのスランプフロー値との関係をグラフに示すと、図3及び図6のとおりとなる。図3及び図6より、上記図1、2、4、5で見たような、過酸化水素を一括添加したり、1モル%以上の量の過酸化水素を滴下して添加した時に製造される共重合体の反応系間での物性の差が、該共重合体をセメント混和剤として用いてセメント又はモルタルを製造した場合には、セメント又はモルタルの性能にも影響することが分かった。
これらの結果から、過酸化水素を一括添加する場合や、1モル%以上の量の過酸化水素を滴下して添加する場合には、反応系内に存在する鉄イオンの影響を受けてしまい、鉄イオンの濃度によって得られる共重合体の重量平均分子量やポリマー分に差が見られることとなり、物性にばらつきが見られるのに対して、1モル%未満の量の過酸化水素を滴下して添加した場合には、反応系内の鉄イオンの影響を受けることなく、物性にばらつきのない共重合体を安定して製造することができることが明らかとなった。そしてそのような物性にばらつきのない共重合体を安定して製造することによって、性能にばらつきのないセメント混和剤及びコンクリートを安定して製造することができることが明らかとなった。
なお、上記実施例においては、鉄イオンが重合系内に存在した場合について示しているが、還元性物質であれば鉄イオンの場合と同様の機構で重合反応系に影響を与えることとなるため、本発明の方法を適用することにより、鉄イオンが重合系内に存在した場合と同様に他の還元性物質が重合系内に存在する場合においても、その影響を受けることなく共重合体を安定して製造することができるといえる。すなわち、上記製造例、実施例、比較例の結果から、本明細書において開示した種々の形態において本発明が適用でき、有利な作用効果を発揮することができるといえる。
The relationship between the amount of hydrogen peroxide used in the polymerization reaction and the weight average molecular weight of the copolymer is shown in the graph as shown in FIGS. From FIG. 1 and FIG. 4, when hydrogen peroxide is added all at once, it is affected by iron ions existing in the reaction system, and the weight average molecular weight of the copolymer obtained by the iron ion concentration in the reaction system is I found it different. Even when hydrogen peroxide is added dropwise, if the amount of hydrogen peroxide to be added is 1 mol% or more, it may still be affected by iron ions present in the reaction system. I understood.
Further, the relationship between the amount of hydrogen peroxide used in the polymerization reaction and the polymer content of the copolymer is shown in the graphs as shown in FIGS. 2 and 5, when hydrogen peroxide is added all at once, it is affected by iron ions present in the reaction system, and the polymer content of the copolymer obtained varies depending on the iron ion concentration in the reaction system. I found out. Even when hydrogen peroxide is added dropwise, if the amount of hydrogen peroxide to be added is 1 mol% or more, it may still be affected by iron ions present in the reaction system. I understood.
Further, the relationship between the amount of hydrogen peroxide used in the polymerization reaction and the slump flow value of the concrete or mortar produced using the copolymer obtained is shown in FIG. 3 and FIG. As shown in FIGS. 1, 2, 4, and 6, it is manufactured when hydrogen peroxide is added all at once, or 1 mol% or more of hydrogen peroxide is added dropwise. It has been found that the difference in physical properties between the reaction systems of the copolymers affects the performance of the cement or mortar when the copolymer or cement is used as a cement admixture.
From these results, when hydrogen peroxide is added all at once or when hydrogen peroxide in an amount of 1 mol% or more is added dropwise, it is influenced by iron ions existing in the reaction system, Differences in the weight average molecular weight and polymer content of the copolymer obtained depending on the iron ion concentration are observed, and variations in physical properties are seen, whereas hydrogen peroxide in an amount of less than 1 mol% is dropped. When added, it has been clarified that a copolymer having no variation in physical properties can be stably produced without being influenced by iron ions in the reaction system. It has been clarified that a cement admixture and concrete having no variation in performance can be stably produced by stably producing a copolymer having no variation in physical properties.
In the above examples, the case where iron ions are present in the polymerization system is shown. However, if a reducing substance is used, the polymerization reaction system is affected by the same mechanism as in the case of iron ions. By applying the method of the present invention, even when other reducing substances are present in the polymerization system as in the case where iron ions are present in the polymerization system, the copolymer is not affected by this. It can be said that it can be manufactured stably. That is, from the results of the above production examples, examples, and comparative examples, it can be said that the present invention can be applied in various forms disclosed in the present specification and can exhibit advantageous effects.

Mw:共重合体の重量平均分子量
P分:共重合体の3量体以上のポリマー成分の含有比
Mw: Weight average molecular weight of copolymer P min: Content ratio of polymer component of copolymer or higher trimer

Claims (6)

重合開始剤と還元剤とを用いて単量体成分を含む重合溶液を重合するセメント混和剤用ポリカルボン酸系共重合体の製造方法であって、
該製造方法は、重合開始剤を重合溶液に滴下する工程を含み、
該単量体成分は、下記一般式(1);
Figure 2011032132
(式中、R、R及びRは、同一若しくは異なって、水素原子又はメチル基を表す。Xは、炭素数1〜5の二価のアルキレン基を表すか、又は、RC=CR−で表される基がビニル基の場合、Xに結合している炭素原子と酸素原子とが直接結合していることを表す。Rは、同一又は異なって、炭素数2〜5のアルキレン基を表す。mは、ROで表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、3〜300の数である。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。)で表される単量体(a)、及び/又は、下記一般式(2);
Figure 2011032132
(式中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。Rは、同一又は異なって、炭素数2〜5のアルキレン基を表す。pは、ROで表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、2〜300の数である。Rは、水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。)で表される単量体(b)と、下記一般式(3);
Figure 2011032132
(式中、Rは、水素原子又はメチル基を表す。Rは、同一又は異なって、炭素数2〜5のアルキレン基を表す。qは、ROで表されるオキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、0〜1の数である。Mは、水素原子、炭素数1〜5のアルキル基、金属原子、アンモニウム基又は有機アンモニウム基を表す。)で表される単量体(c)とを含む
ことを特徴とするセメント混和剤用ポリカルボン酸系共重合体の製造方法。
A method for producing a polycarboxylic acid copolymer for a cement admixture for polymerizing a polymerization solution containing a monomer component using a polymerization initiator and a reducing agent,
The production method includes a step of dropping a polymerization initiator into a polymerization solution,
The monomer component has the following general formula (1);
Figure 2011032132
(In formula, R < 1 >, R < 2 > and R < 3 > are the same or different and represent a hydrogen atom or a methyl group. X represents a C1-C5 bivalent alkylene group, or R < 1 > R. When the group represented by 3 C═CR 2 — is a vinyl group, this represents that a carbon atom bonded to X and an oxygen atom are directly bonded to each other, and R a is the same or different and represents the number of carbon atoms. Represents an alkylene group of 2 to 5. m represents an average addition mole number of an oxyalkylene group represented by R a O, and is a number of 3 to 300. R 4 represents a hydrogen atom or a carbon number of 1 to 20; A monomer group (a) represented by the following general formula (2);
Figure 2011032132
(In the formula, R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group. R a is the same or different and represents an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms. P represents an oxyalkylene group represented by R a O. The average added mole number is a number of 2 to 300. R 6 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms.) And the following general formula (3);
Figure 2011032132
(In the formula, R 7 represents a hydrogen atom or a methyl group. R a is the same or different and represents an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms. Q represents an oxyalkylene group represented by R a O. The average addition mole number is a number of 0 to 1. M represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a metal atom, an ammonium group, or an organic ammonium group. (C), The manufacturing method of the polycarboxylic acid-type copolymer for cement admixtures characterized by the above-mentioned.
前記重合開始剤の使用量は、全単量体成分100モル%に対して0.1モル%以上1.0モル%未満であることを特徴とする請求項1に記載のセメント混和剤用ポリカルボン酸系共重合体の製造方法。 The amount of the polymerization initiator used is 0.1 mol% or more and less than 1.0 mol% with respect to 100 mol% of all monomer components. A method for producing a carboxylic acid copolymer. 前記製造方法は、重合開始剤とは別に還元剤を重合溶液に滴下する工程を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のセメント混和剤用ポリカルボン酸系共重合体の製造方法。 The method for producing a polycarboxylic acid copolymer for a cement admixture according to claim 1 or 2, wherein the production method includes a step of dropping a reducing agent into the polymerization solution separately from the polymerization initiator. 請求項1〜3のいずれかに記載の方法により製造されることを特徴とするセメント混和剤用ポリカルボン酸系共重合体。 A polycarboxylic acid copolymer for cement admixture, which is produced by the method according to claim 1. 請求項4に記載のセメント混和剤用ポリカルボン酸系共重合体を含むことを特徴とするセメント混和剤。 A cement admixture comprising the polycarboxylic acid copolymer for cement admixture according to claim 4. 請求項5に記載のセメント混和剤を含むことを特徴とするセメント組成物。 A cement composition comprising the cement admixture according to claim 5.
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