JP2023516624A - 無電荷の粘土不活化剤 - Google Patents
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Abstract
本発明は、少なくとも1種の非イオン性共重合体を含む建設用材料組成物及び前記建設用材料組成物の使用に関する。さらに、本発明は、非イオン性共重合体及び粘土のばらつきに対する頑健性を改良するためのその使用に関する。
Description
本発明は、少なくとも1種の非イオン性共重合体を含む建設用材料組成物及び前記建設用材料組成物の使用に関する。さらに、本発明は、非イオン性共重合体及び粘土のばらつきに対する頑健性を改良するためのその使用に関する。
建設用材料組成物は、セメント又は石膏などの無機バインダーを含む。
無機バインダーは、通常、粘土などの不純物を含む。こうした粘土不純物は、流動化剤が粘土に対して高い吸着親和性を示す傾向にあることから、無機バインダーを含む建設用材料組成物の流動性を低下させる可能性がある。粘土は、高い表面積及び/又は高い多孔性を有する。流動化剤が粘土に対して高い親和性を示すため、前記流動化剤は、建設用材料組成物に十分に利用できない可能性がある。そのため、これは、前記建設用材料組成物のワーカビリティーという観点での悪影響を及ぼす可能性がある。さらに、ワーカビリティーが不十分であることに起因して、硬化後の建設用材料組成物に悪影響が生じる可能性もある。
欧州特許出願公開第1984309号明細書及び欧州特許第2649106号明細書は、この不利な作用を、カチオン性を有する粘土不活化剤(clay blocking agent)(粘土不活化剤(clay blocker)としても知られる)を用いて低減することが可能であると記載している。粘土不活化剤は、高流動化剤に対する親和性よりも粘土に対する親和性が高い。そのため、無機バインダーの分散に利用できる流動化剤の量が減ることを抑えられる。しかしながら、その添加効率は、十分ではない。さらに、カチオン性の粘土不活化剤は、対イオンとして塩化物イオンを有するが、これが望ましくない建設用材料組成物もある。
こうした背景に対して、本発明の目的は、塩化物を含有しない建設用材料組成物を提供することであった。特に、本出願の目的は、建設用材料組成物を、良好な加工性(ワーカビリティー)を確保したまま提供すること及び粘土の混入に対する頑健性を改良することであった。さらに、本発明の目的は、改良された粘土不活化剤を提供することであった。
驚くべきことに、これらの目的は、建設用材料組成物であって、
A)以下のモノマー成分:
i)少なくとも1個のアルキルアミド部分又は少なくとも1個の窒素含有複素環式部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分A、及び
ii)少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B
をベースとする残基を含む少なくとも1種の非イオン性共重合体と;
B)硫酸カルシウムをベースとする少なくとも1種の無機バインダーと
を含む建設用材料組成物によって達成され得ることが見出された。
A)以下のモノマー成分:
i)少なくとも1個のアルキルアミド部分又は少なくとも1個の窒素含有複素環式部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分A、及び
ii)少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B
をベースとする残基を含む少なくとも1種の非イオン性共重合体と;
B)硫酸カルシウムをベースとする少なくとも1種の無機バインダーと
を含む建設用材料組成物によって達成され得ることが見出された。
さらに、これらの目的の少なくとも1つは、建設用材料組成物であって、
A)以下のモノマー成分:
i)少なくとも1個のアルキルアミド部分又は少なくとも1個の窒素含有複素環式部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分A、及び
ii)少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B
をベースとする残基を含む少なくとも1種の非イオン性共重合体であって、モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテル部分は、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)(これは、特許請求の範囲に定義されている通りである)
を含む、非イオン性共重合体と;
B)水硬性バインダー又は潜在水硬性バインダーから選択される少なくとも1種の無機バインダーと
を含む建設用材料組成物によって達成され得ることも見出された。
A)以下のモノマー成分:
i)少なくとも1個のアルキルアミド部分又は少なくとも1個の窒素含有複素環式部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分A、及び
ii)少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B
をベースとする残基を含む少なくとも1種の非イオン性共重合体であって、モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテル部分は、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)(これは、特許請求の範囲に定義されている通りである)
を含む、非イオン性共重合体と;
B)水硬性バインダー又は潜在水硬性バインダーから選択される少なくとも1種の無機バインダーと
を含む建設用材料組成物によって達成され得ることも見出された。
驚くべきことに、本明細書に定義する非イオン性共重合体を建設用材料組成物に使用すると、粘土のばらつきに対する頑健性が改良される。これに関連して、粘土のばらつきに対する頑健性とは、建設用材料組成物の流動性の低下が、非イオン性共重合体を使用しない場合よりも小さくなるようにワーカビリティーが改善されることであると理解されるべきである。
したがって、第1の態様において、本発明は、建設用材料組成物であって、
A)以下のモノマー成分:
i)少なくとも1個のアルキルアミド部分又は少なくとも1個の窒素含有複素環式部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分A、及び
ii)少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B
をベースとする残基を含む少なくとも1種の非イオン性共重合体と;
B)硫酸カルシウムをベースとする少なくとも1種の無機バインダーと
を含む建設用材料組成物に関する。
A)以下のモノマー成分:
i)少なくとも1個のアルキルアミド部分又は少なくとも1個の窒素含有複素環式部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分A、及び
ii)少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B
をベースとする残基を含む少なくとも1種の非イオン性共重合体と;
B)硫酸カルシウムをベースとする少なくとも1種の無機バインダーと
を含む建設用材料組成物に関する。
以下では、建設用材料組成物の成分の好ましい実施形態についてさらに詳細に説明する。それぞれの好ましい実施形態は、単独で及び他の好ましい実施形態との組合せで適切であることが理解されるべきである。
第1の態様の好ましい実施形態A1において、モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテル部分は、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC1~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員は、カルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルである)
を含む。
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC1~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員は、カルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルである)
を含む。
第2の態様において、本発明は、建設用材料組成物であって、
A)以下のモノマー成分:
i)少なくとも1個のアルキルアミド部分又は少なくとも1個の窒素含有複素環式部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分A、及び
ii)少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B
をベースとする残基を含む少なくとも1種の非イオン性共重合体であって、モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテル部分は、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC2~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員はカルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、
但し、Uが化学結合である場合、kは、0である)
を含む、非イオン性共重合体と;
B)水硬性バインダー又は潜在水硬性バインダーから選択される少なくとも1種の無機バインダーと
を含む建設用材料組成物に関する。
A)以下のモノマー成分:
i)少なくとも1個のアルキルアミド部分又は少なくとも1個の窒素含有複素環式部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分A、及び
ii)少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B
をベースとする残基を含む少なくとも1種の非イオン性共重合体であって、モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテル部分は、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC2~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員はカルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、
但し、Uが化学結合である場合、kは、0である)
を含む、非イオン性共重合体と;
B)水硬性バインダー又は潜在水硬性バインダーから選択される少なくとも1種の無機バインダーと
を含む建設用材料組成物に関する。
第1及び第2の態様の一実施形態B1において、モノマー成分Aは、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N,N-ジエチルメタクリルアミド、1-ビニル-2-ピロリジノン、N-ビニルカプロラクタム、4-アクリロイルモルホリン、N-メチル-N-ビニルアセトアミド、1-ビニルイミダゾール、4-ビニルピリジン及び1-ビニル-1,2,4-トリアゾールからなる群から選択され、且つ好ましくはN,N-ジメチルアクリルアミドである。
第1及び第2の態様の一実施形態B2において、非イオン性共重合体は、式(1)
(式中、
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、0~10の整数である)
を有し、且つ好ましくは式(1a)又は(1b)
を有するモノマー成分Cをベースとする残基をさらに含む。
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、0~10の整数である)
を有し、且つ好ましくは式(1a)又は(1b)
第1及び第2の態様の一実施形態B3において、建設用材料組成物は、
C)流動化剤
をさらに含み、好ましくは、流動化剤は、
主鎖上において、エーテル官能基及び酸官能基を有する側鎖を含有する共重合体として存在する水溶性櫛型ポリマー、又は
重縮合体を含有する組成物
であり、この重縮合体は、
(I)ポリエーテル側鎖、好ましくはポリアルキレングリコール側鎖、より好ましくはポリエチレングリコール側鎖を有する芳香族又は複素芳香族部分からなる少なくとも1種の構造単位と、
(II)少なくとも1個のリン酸エステル基及び/又はその塩を有する芳香族又は複素芳香族部分からなる少なくとも1種の構造単位と
を含有する。
C)流動化剤
をさらに含み、好ましくは、流動化剤は、
主鎖上において、エーテル官能基及び酸官能基を有する側鎖を含有する共重合体として存在する水溶性櫛型ポリマー、又は
重縮合体を含有する組成物
であり、この重縮合体は、
(I)ポリエーテル側鎖、好ましくはポリアルキレングリコール側鎖、より好ましくはポリエチレングリコール側鎖を有する芳香族又は複素芳香族部分からなる少なくとも1種の構造単位と、
(II)少なくとも1個のリン酸エステル基及び/又はその塩を有する芳香族又は複素芳香族部分からなる少なくとも1種の構造単位と
を含有する。
第3の態様において、本発明は、非イオン性共重合体であって、以下のモノマー成分:
i)N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N,N-ジエチルメタクリルアミド、4-アクリロイルモルホリン、N-メチル-N-ビニルアセトアミド、4-ビニルピリジン及び1-ビニル-1,2,4-トリアゾールからなる群から選択され、好ましくはN,N-ジメチルアクリルアミドであるモノマー成分A;
ii)構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC2~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として3~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員は、カルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、
但し、Uが化学結合である場合、kは、0である)
を含む少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B;及び
iii)任意選択的に、式(1)
(式中、
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、0~10の整数である)
を有するモノマー成分C
をベースとする残基を含む非イオン性共重合体に関する。
i)N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N,N-ジエチルメタクリルアミド、4-アクリロイルモルホリン、N-メチル-N-ビニルアセトアミド、4-ビニルピリジン及び1-ビニル-1,2,4-トリアゾールからなる群から選択され、好ましくはN,N-ジメチルアクリルアミドであるモノマー成分A;
ii)構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC2~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として3~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員は、カルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、
但し、Uが化学結合である場合、kは、0である)
を含む少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B;及び
iii)任意選択的に、式(1)
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、0~10の整数である)
を有するモノマー成分C
をベースとする残基を含む非イオン性共重合体に関する。
第3の態様の一実施形態C1において、
(i)モノマー成分Aは、N,N-ジメチルアクリルアミドであり;
(ii)モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテル部分は、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC2アルキレンであり、
Xは、Oであり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として3~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H又はメチルであり、
但し、Uが化学結合である場合、kは、0である)
を含み;
iii)任意選択的に、モノマー成分Cは、式(1)
(式中、
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、1~5の整数である)
を有し、且つ好ましくは式(1a)又は(1b)
を有する。
(i)モノマー成分Aは、N,N-ジメチルアクリルアミドであり;
(ii)モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテル部分は、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC2アルキレンであり、
Xは、Oであり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として3~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H又はメチルであり、
但し、Uが化学結合である場合、kは、0である)
を含み;
iii)任意選択的に、モノマー成分Cは、式(1)
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、1~5の整数である)
を有し、且つ好ましくは式(1a)又は(1b)
第4の態様において、本発明は、第3の態様に係る少なくとも1種の非イオン性共重合体及び少なくとも1種の無機バインダーを含む建設用材料組成物であって、好ましくは、少なくとも1種の無機バインダーは、水硬性バインダー、潜在水硬性バインダー又は硫酸カルシウムをベースとする無機バインダーである、建設用材料組成物に関する。
第1、第2及び第4の態様の一実施形態D1において、建設用材料は、水硬性バインダー、潜在水硬性バインダー、硫酸カルシウムをベースとする無機バインダー及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1種のさらなる無機バインダーを含む。
第1、第2及び第4の態様の一実施形態D2では、水硬性バインダーが含まれ、水硬性バインダーは、好ましくは、ポルトランドセメント、アルミン酸カルシウムセメント、スルホアルミネートセメント及びそれらの混合物からなる群から選択され、及び/又は
潜在水硬性バインダーが含まれ、潜在水硬性バインダーは、好ましくは、高炉スラグである。
潜在水硬性バインダーが含まれ、潜在水硬性バインダーは、好ましくは、高炉スラグである。
第1、第2及び第4の態様の一実施形態D3では、硫酸カルシウムをベースとする無機バインダーが含まれ、無機バインダーは、その無水物又は水和物形態であり、且つ好ましくは焼石膏である。
第5の態様において、本発明は、非イオン性共重合体であって、以下のモノマー成分:
i)少なくとも1個のアルキルアミド部分又は少なくとも1個の窒素含有複素環式部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分A;
ii)構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC1~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として3~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員は、カルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルである)
を含む少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B;及び
iii)任意選択的に、式(1)
(式中、
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、0~10の整数である)
を有するモノマー成分C
をベースとする残基を含む非イオン性共重合体の、建設用材料組成物における、好ましくは建設用材料組成物の凝結時間を遅延させることなく粘土のばらつきに対する頑健性を改良するための使用に関する。
i)少なくとも1個のアルキルアミド部分又は少なくとも1個の窒素含有複素環式部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分A;
ii)構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC1~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として3~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員は、カルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルである)
を含む少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B;及び
iii)任意選択的に、式(1)
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、0~10の整数である)
を有するモノマー成分C
をベースとする残基を含む非イオン性共重合体の、建設用材料組成物における、好ましくは建設用材料組成物の凝結時間を遅延させることなく粘土のばらつきに対する頑健性を改良するための使用に関する。
第6の態様において、本発明は、第3の態様に係る非イオン性共重合体の、建設用材料組成物における、好ましくは建設用材料組成物の凝結時間を遅延させることなく粘土のばらつきに対する頑健性を改良するための、又は非イオン性共重合体を含む組成物を、無機バインダーを添加する前に前処理するための使用に関する。
第7の態様において、本発明は、第1、第2及び第4の態様に係る建設用材料組成物の、ドライモルタル混合物又はコンクリート施工用途、好ましくは平板材、セルフレベリング性を有する下敷材又は上敷材、スクリード、補修モルタル、グラウト材、プラスター、タイル接着剤の製造における使用に関する。
本発明の例示的な実施形態を詳細に説明する前に、本発明を理解するために重要な定義を示す。
本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用される「1つの(a)」及び「1つの(an)」という単数形は、文脈上明らかにそうでないことが指示されていない限り、それぞれの複数形も包含する。本発明に関連して、「約」及び「およそ」という用語は、当業者が、対象とする特徴の技術的効果が依然として確保されると認識するであろう精度の幅を指す。この用語は、典型的には、示された数値から±20%、好ましくは±15%、より好ましくは±10%、一層好ましくは±5%のずれを指す。「含む」という用語は、非限定的であることが理解されるべきである。本発明の趣旨における「からなる」という用語は、「含む」の好ましい実施形態であると見なされる。以下において、ある群が、少なくともある決まった数の実施形態を含むと定義されている場合、これは、好ましくは、これらの実施形態のみからなる群も包含することを意味する。さらに、本明細書及び特許請求の範囲における「第1の」、「第2の」、「第3の」又は「(a)」、「(b)」、「(c)」、「(d)」などの用語は、類似の構成要素を区別するために使用されるものであり、必ずしも連続した順番又は時系列順に記載するものではない。したがって、このように使用される用語は、適切な状況下において交換可能であることと、本明細書に記載する実施形態は、本明細書に記載又は図示する順序以外の順序で実施することが可能であることとが理解されるべきである。「第1の」、「第2の」、「第3の」又は「(a)」、「(b)」、「(c)」、「(d)」、「i」、「ii」などの用語が方法又は使用又はアッセイのステップに関するものである場合、このステップ間に時間又は時間間隔の一貫性はない。すなわち、このステップは、本出願において別段の指定がない限り、本明細書において上述した若しくは後述するように同時に実施され得るか、又はこのようなステップ間に秒単位、分単位、時間単位、日単位、月単位、週単位若しくはさらに年単位の時間間隔があり得る。本明細書に具体的な方法論、手順、試薬などを記載するが、これらは、変化し得るため、本発明は、これらに限定されないことが理解されるべきである。本明細書において使用する用語は、具体的な実施形態を記載する目的のみに使用され、本発明の範囲を限定することを意図せず、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されることも理解されるべきである。他に定義しない限り、本明細書において使用する全ての技術及び科学用語は、当業者が一般に理解する意味と同義である。
本明細書において使用する「置換された」という用語は、指定された原子に結合している水素原子が、その置換の結果として安定な又は化学的に実現可能な化合物が得られるという条件下において、具体的に述べられた置換基に置き換えられていることを意味する。別段の指定がない限り、置換された原子は、1個又は複数の置換基を有することができ、各置換基は、独立に選択される。
「1個又は複数の」置換基で置換された特定の原子又は部分に言及する場合、「1個又は複数の」という用語は、少なくとも1個の置換基、例えば1~10個の置換基、好ましくは1、2、3、4又は5個の置換基、より好ましくは1、2又は3個の置換基、最も好ましくは1又は2個の置換基を包含することを意図している。ある部分に関して、「無置換」という用語も「置換された」という用語も明示的に述べられていない場合、前記部分は、無置換であると見なすべきである。
上の可変要素の定義において述べた有機部分は、ハロゲンという用語と同様に、その群の個々の構成員を個々に列挙したリストの総称である。接頭辞Cn~Cmは、各場合において、その基に可能な炭素原子数を示す。
「ハロゲン」という用語は、各場合において、フッ素、臭素、塩素又はヨウ素を指し、特にフッ素、塩素又は臭素を指す。
「ハロゲン化物」という用語は、各場合において、フッ化物、臭化物、塩化物又はヨウ化物を指し、特にフッ化物、臭化物又は塩化物を指す。
本明細書において使用される「アルキル」という用語は、各場合において、通常、1~10個の炭素原子、好ましくは1~8個の炭素原子を有する直鎖又は分岐のアルキル基を指す。アルキル基の例は、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、2-ブチル、イソブチル、tert-ブチル、n-ペンチル、1-メチルブチル、2-メチルブチル、3-メチルブチル、2,2-ジメチルプロピル、1-エチルプロピル、1,1-ジメチルプロピル及び1,2-ジメチルプロピルである。メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル及びイソブチルが特に好ましい。
本明細書において使用される「アルキレン」という用語は、通常、1~10個の炭素原子、例えば1、2、3又は4個の炭素原子を有する結合基である直鎖又は分岐のアルキレン基を指す。アルキレン基は、分子の特定の基から残部に架橋する。好ましいアルキレン基としては、メチレン(CH2)、エチレン(CH2CH2)、プロピレン(CH2CH2CH2)などが挙げられる。当業者は、例えば、炭素原子が4価であるCH2に言及する場合、2つの原子価は架橋(-CH2-)を形成するために残されていると理解する。同様に、例えば、CH2CH2に言及する場合、各炭素原子には、(-CH2CH2-)を形成するために1つの原子価が残されている。さらに、例えば、CH2CH2CH2に言及する場合、各末端炭素原子には、架橋(-CH2CH2CH2-)を形成するために1つの原子価が残されている。
本明細書において使用される「(Cn~Cmアルキル)」という用語は、各場合において、リンカー部分を表し、そこに結合している部分は末端の炭素に結合しており、nは、1、2、3、4、5、6、7又は8から選択される整数、好ましくは1、2、3又は4から選択される整数である。
その中で用いられる「C(=O)」という用語は、各場合において、カルボニル部分を表す。
「アリール」又は「芳香族炭素環」という用語は、好ましくは、環員としての炭素原子をベースとする6員の芳香族炭素環を含む。好ましい例は、フェニルである。別段の指定がない限り、「アリール」という用語は、さらに「二環式芳香族炭素環」を包含する。
「二環式芳香族炭素環」は、一般には、6~14個、好ましくは7~12個又は8~10個、より好ましくは9又は10個の炭素原子を含む、6~14員、好ましくは7~12員又は8~10員、より好ましくは9又は10員の二環式環を含む。二環式芳香族炭素環では、ヒュッケル(4n+2)則が成立する。好ましくは、二環式炭素環に関連する「芳香族」という用語は、二環部分の両方の環が芳香族であることを意味し、したがって例えば10員の二環式芳香族炭素環の場合、8個のπ電子が存在する。好ましい例は、ナフタレンである。
本明細書において使用される「ポリエーテル部分」という用語は、各場合において、繰り返し単位が炭素-酸素結合を含有する重合体の基を指す。ポリエーテル部分は、例えば、アルデヒド又はエポキシドから誘導することができる。
「複素環式」」又は「複素環の」という用語は、別段の指定がない限り、一般に3~10員、好ましくは4~8員又は5~7員、より好ましくは5又は6員、特に6員の単環を含む。複素環は、飽和、部分若しくは完全不飽和又は芳香族であり得、ここで、飽和とは、単結合のみが存在することを意味し、部分又は完全不飽和とは、1個又は複数の二重結合が適切な位置に存在し得るが、芳香族性に関するヒュッケル則が成立しないことを意味する一方、芳香族とは、ヒュッケル(4n+2)則が成立することを意味する。複素環は、典型的には、環員として、N、O及びSから選択される1個又は複数、例えば1、2、3又は4個、好ましくは1、2又は3個の複素原子を含み、ここで、環員としてのS原子は、S、SO又はSO2として存在することができる。残りの環員は、炭素原子である。一実施形態において、複素環は、環員として、N、O及びSから選択される1個又は複数、例えば1、2、3又は4個、好ましくは1、2又は3個の複素原子を含む芳香族複素環、好ましくは5又は6員の芳香族複素環であり、ここで、環員としてのS原子は、S、SO又はSO2として存在することができる。「ヘタリール」の定義に関連する芳香族複素環の例を以下に示す。「ヘタリール」又は「ヘテロアリール」は、「複素環」という用語に包含される。飽和又は部分若しくは完全不飽和複素環は、通常、環員として、N、O及びSから選択される1、2、3、4又は5個、好ましくは1、2又は3個の複素原子を含み、ここで、環員としてのS原子は、S、SO又はSO2として存在することができる。好ましい実施形態において、複素環は、環員として、N、O及びSから選択される1個又は複数、例えば1、2、3又は4個、好ましくは1、2又は3個の複素原子を含む4~6員の飽和複素環であり、ここで、環員としてのS原子はS、SO又はSO2として存在することができる。当業者は、S、SO又はSO2が、以下であることを認識している。
さらに、当業者は、酸化形態において共鳴構造が可能であり得ることを認識している。
好ましい飽和複素環としては、ピロリジン、ピペリジン又はモルホリンを挙げることができる。
「ヘタリール」、又は「ヘテロアリール」、又は「芳香族複素環(aromatic heterocycle)」、又は「芳香族複素環(aromatic heterocyclic ring)」、又は「複素芳香族」という用語は、環員として、N、O及びSから選択される1、2、3又は4個の複素原子を含む単環式5又は6員芳香族複素環を包含し、ここで、環員としてのS原子は、S、SO又はSO2として存在することができる。5又は6員芳香族複素環の例としては、ピリジル(ピリジニルとも称される)、すなわち2-、3-又は4-ピリジル、ピリミジニル、すなわち2、4-又は5-ピリミジニル、ピラジニル、ピリダジニル、すなわち3-又は4-ピリダジニル、チエニル、すなわち2-又は3-チエニル、フリル、すなわち2-又は3-フリル、ピロリル、すなわち2-又は3-ピロリル、オキサゾリル、すなわち2-、3-又は5-オキサゾリル、イソオキサゾリル、すなわち3-、4-又は5-イソオキサゾリル、チアゾリル、すなわち2-、3-又は5-チアゾリル、イソチアゾリル、すなわち3-、4-又は5-イソチアゾリル、ピラゾリル、すなわち1-、3-、4-又は5-ピラゾリル、すなわち1-、2-、4-又は5-イミダゾリル、オキサジアゾリル、例えば2-又は5-[1,3,4]オキサジアゾリル、4-又は5-(1,2,3-オキサジアゾール)イル、3-又は5-(1,2,4-オキサジアゾール)イル、2-又は5-(1,3,4-チアジアゾール)イル、チアジアゾリル、例えば2-又は5-(1,3,4-チアジアゾール)イル、4-又は5-(1,2,3-チアジアゾール)イル、3-又は5-(1,2,4-チアジアゾール)イル、トリアゾリル、例えば1H-、2H-又は3H-1,2,3-トリアゾール-4-イル、2H-トリアゾール-3-イル、1H-、2H-又は4H-1,2,4-トリアゾリル及びテトラゾリル、すなわち1H-又は2H-テトラゾリルが挙げられる。
本明細書において使用される「非イオン性共重合体」という用語は、各場合において、共重合体が3~12、好ましくは5~9、より好ましくは6~8、特に6.5~7.5のpH範囲で帯電していないことを表す。したがって、非イオン性共重合体は、塩化物などの対イオンを含まない。
本明細書において使用される「粘土不活化剤(clay blocking agent)」又は「粘土不活化剤(clay blocker)」という用語は、粘土粒子表面への結合において分散剤と競合して分散剤を克服し、それによりこれらの粘土粒子を覆い隠して分散剤を近づかせないようにするか、又は粘土粒子を実質的に軟凝集させるかのいずれかの物質を指す。
主題である非イオン性共重合体は、本発明の重量平均を有し得、500~150,000g/molの範囲内の重量併記分子量を有し得る。好ましい範囲は、10,000~120,000g/mol、特に30,000~100,000g/molである。
本発明に係る建設用材料組成物及び非イオン性共重合体並びにその使用に関する好ましい実施形態を以下に詳細に説明する。本発明の好ましい実施形態は、単独で又は互いの組合せで好ましいことが理解されるべきである。
上に示したように、本発明は、一実施形態において、建設用材料組成物であって、
A)以下のモノマー成分:
i)少なくとも1個のアルキルアミド部分又は少なくとも1個の窒素含有複素環式部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分A、及び
ii)少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B
をベースとする残基を含む少なくとも1種の非イオン性共重合体と;
B)硫酸カルシウムをベースとする少なくとも1種の無機バインダーと
を含む建設用材料組成物に関する。
A)以下のモノマー成分:
i)少なくとも1個のアルキルアミド部分又は少なくとも1個の窒素含有複素環式部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分A、及び
ii)少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B
をベースとする残基を含む少なくとも1種の非イオン性共重合体と;
B)硫酸カルシウムをベースとする少なくとも1種の無機バインダーと
を含む建設用材料組成物に関する。
本発明の一実施形態において、モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテル部分は、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC1~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員は、カルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルである)
を含む。
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC1~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員は、カルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルである)
を含む。
好ましい実施形態において、少なくとも1種の硫酸カルシウムをベースとする無機バインダーは、硫酸カルシウム二水和物、硫酸カルシウム半水和物、硬石膏及びそれらの混合物から選択される。他の好ましい実施形態において、無機バインダーは、無水物形態における、硫酸カルシウムをベースとするバインダーである。
本発明の好ましい実施形態において、モノマー成分B対モノマー成分Aの重量比は、37/63~98/2、好ましくは39/61~97/3、より好ましくは45/55~96/4、特に48/52~95/5である。
本発明のさらなる他の好ましい実施形態において、モノマー成分B対モノマー成分Aのモル比は、1/200~1、好ましくは1/100~1/1.2、より好ましくは1/50~1/1.5、一層好ましくは1/20~1/2、さらに好ましくは1/17~1/2.5、特に1/12~1/3である。
上に示したように、本発明は、他の実施形態において、建設用材料組成物であって、
A)以下のモノマー成分:
i)少なくとも1個のアルキルアミド部分又は少なくとも1個の窒素含有複素環式部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分A、及び
ii)少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B
をベースとする残基を含む少なくとも1種の非イオン性共重合体であって、モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテル部分は、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC2~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員は、カルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、
但し、Uが化学結合である場合、kは、0である)
を含む、非イオン性共重合体と;
B)水硬性バインダー又は潜在水硬性バインダーから選択される少なくとも1種の無機バインダーと
を含む建設用材料組成物にさらに関する。
A)以下のモノマー成分:
i)少なくとも1個のアルキルアミド部分又は少なくとも1個の窒素含有複素環式部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分A、及び
ii)少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B
をベースとする残基を含む少なくとも1種の非イオン性共重合体であって、モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテル部分は、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC2~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員は、カルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、
但し、Uが化学結合である場合、kは、0である)
を含む、非イオン性共重合体と;
B)水硬性バインダー又は潜在水硬性バインダーから選択される少なくとも1種の無機バインダーと
を含む建設用材料組成物にさらに関する。
本発明の一実施形態によれば、モノマー成分Bに含まれる少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーは、少なくとも1個のC1~C6アルキル部分、好ましくは少なくとも1個のメチルをさらに含むことができる。
以下では、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
の好ましい実施形態をより詳細に説明する。
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
の好ましい実施形態をより詳細に説明する。
一実施形態において、Uは、化学結合又はC2~C6アルキレン、好ましくは化学結合又はC2~C4アルキレンである。好ましい実施形態において、Uは、化学結合、C2アルキレン又はC4アルキレンである。C2アルキレンに関連するUは、以下の構造部分「-CH2-CH2-」によって表されることが理解されるべきである。
一実施形態において、Wは、H、メチル又はC2~C6アルキルである。
一実施形態において、nは、重合体全体を基準として20~280、好ましくは24~250、特に24~150の平均値を有する整数である。
好ましい実施形態において、モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテルは、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合、C2アルキレン又はC4アルキレンであり、
Xは、Oであり、
kは、0又は1であり、
nは、重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H又はメチルである)
を含む。
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合、C2アルキレン又はC4アルキレンであり、
Xは、Oであり、
kは、0又は1であり、
nは、重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H又はメチルである)
を含む。
好ましい実施形態において、モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテルは、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合であり、
Xは、Oであり、
kは、0であり、
nは、重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2及びC4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、Hである)
を含む。
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合であり、
Xは、Oであり、
kは、0であり、
nは、重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2及びC4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、Hである)
を含む。
好ましい一実施形態において、構造単位(a)の(AlkO)n基内の少なくとも1個のAlkは、C4アルキレンである。
これに関連して、特に好ましくは、構造単位(a)は、構造単位(a*)
*-U-X-(CH2-CH2-CH2-CH2-O)-(AlkO)n-W (a*)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合であり、
Xは、Oであり、
nは、重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2アルキレンであり、
Wは、Hである)
によって表される。
*-U-X-(CH2-CH2-CH2-CH2-O)-(AlkO)n-W (a*)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合であり、
Xは、Oであり、
nは、重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2アルキレンであり、
Wは、Hである)
によって表される。
他の好ましい実施形態において、モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテルは、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、C2アルキレンであり、
Xは、Oであり、
kは、0であり、
nは、重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2アルキレンであり、
Wは、Hである)
を含む。
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、C2アルキレンであり、
Xは、Oであり、
kは、0であり、
nは、重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2アルキレンであり、
Wは、Hである)
を含む。
本発明の一実施形態において、モノマー成分Aは、アルキルアミド部分である。アルキルアミド部分という用語は、メチルアミドのようなモノアルキルアミド及びN,N-ジメチルアクリルアミドのようなジアルキルアミドを含むことが理解されるべきである。
本発明の他の実施形態において、モノマー成分Aは、窒素含有複素環式部分である。本発明によれば、例示的な窒素含有複素環式部分として、1-ビニル-2-ピロリジノン、1-ビニルイミダゾール、1-ビニル-1,2,4-トリアゾール、4-ビニルピリジン、N-ビニルカプロラクタム及び1-ビニルイミダゾールが例示的に挙げられる。
本発明の一実施形態において、モノマー成分Aは、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N,N-ジエチルメタクリルアミド、1-ビニル-2-ピロリジノン、N-ビニルカプロラクタム、4-アクリロイルモルホリン、N-メチル-N-ビニルアセトアミド、1-ビニルイミダゾール、4-ビニルピリジン及び1-ビニル-1,2,4-トリアゾールからなる群から選択される。好ましくは、モノマー成分Aは、N,N-ジメチルアクリルアミドである。
本発明の好ましい実施形態において、モノマー成分B対モノマー成分Aの重量比は、37/63~98/2、好ましくは39/61~97/3、より好ましくは45/55~96/4、特に48/52~95/5である。
本発明のさらなる他の好ましい実施形態において、モノマー成分B対モノマー成分Aのモル比は、1/200~1、好ましくは1/100~1/1.2、より好ましくは1/50~1/1.5、一層好ましくは1/20~1/2、さらに好ましくは1/17~1/2.5、特に1/12~1/3である。
本発明の一実施形態において、非イオン性共重合体は、式(1)
(式中、
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、0~10の整数である)
を有するモノマー成分Cをベースとする残基をさらに含む。
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、0~10の整数である)
を有するモノマー成分Cをベースとする残基をさらに含む。
好ましくは、モノマー成分Cは、式(1)
(式中、
RAは、H、OH又は(C1~C3アルキレン)-OHであり;
RBは、H、OH又は(C1~C3アルキレン)-OHであり;
RCは、H、OH又は(C1~C3アルキレン)-OHであり;及び
nは、1~5の整数である)
を有する。
RAは、H、OH又は(C1~C3アルキレン)-OHであり;
RBは、H、OH又は(C1~C3アルキレン)-OHであり;
RCは、H、OH又は(C1~C3アルキレン)-OHであり;及び
nは、1~5の整数である)
を有する。
本発明の一実施形態において、建設用材料組成物は、C)流動化剤をさらに含む。
当技術分野で知られているあらゆる流動化剤を使用することができる。「流動化剤」及び「分散剤」という用語は、互換的に使用することができる。
一実施形態において、流動化剤は、水溶性櫛型ポリマーである。好ましい実施形態において、水溶性櫛型ポリマーは、主鎖上において、エーテル官能基及び酸官能基を有する側鎖を含有する共重合体として存在する。
一実施形態において、水溶性櫛型ポリマーは、酸モノマー、好ましくはカルボン酸モノマーと、ポリエーテルマクロモノマーとの存在下において、重合単位の形態における酸モノマー、好ましくはカルボン酸モノマー及びポリエーテルマクロモノマーの組み込みにより、共重合体の全構造単位の合わせて少なくとも45mol%、好ましくは少なくとも80mol%が生成されるようにラジカル重合によって生成される共重合体として存在する。酸モノマーとは、ラジカル共重合させることが可能であり、少なくとも1個の炭素二重結合を有し、少なくとも1個の酸官能基、好ましくはカルボン酸官能基を含有し、且つ水性媒体中で酸として反応するモノマーを意味すると理解されるべきである。さらに、酸モノマーは、ラジカル共重合させることが可能であり、少なくとも1個の炭素二重結合を有し、水性媒体中において、加水分解反応の結果として少なくとも1個の酸官能基、好ましくはカルボン酸官能基を形成し、且つ水性媒体中で酸として反応するモノマー(例:無水マレイン酸又は(メタ)アクリル酸の加水分解性エステル)も意味すると理解されるべきである。
流動化剤に関連するポリエーテルマクロモノマーとは、ラジカル共重合させることが可能であり、少なくとも1個の炭素二重結合を有し、且つ少なくとも2個のエーテル酸素原子を有する化合物であり、但し、共重合体中に存在するポリエーテルマクロモノマー構造単位は、少なくとも2個のエーテル酸素原子、好ましくは少なくとも4個のエーテル酸素原子、より好ましくは少なくとも8個のエーテル酸素原子、最も好ましくは少なくとも15個のエーテル酸素原子を含有する側鎖を有する。
酸モノマー又はポリエーテルマクロモノマーを構成しない構造単位は、例えば、スチレン及びスチレン誘導体(例えば、メチル置換された誘導体)、酢酸ビニル、ビニルピロリドン、ブタジエン、プロピオン酸ビニル、不飽和炭化水素、例えばエチレン、プロピレン及び/又は(イソ)ブチレンなどであり得る。このリストは、非網羅的な列挙である。炭素二重結合が1個を超えないモノマーが好ましい。
好ましい実施形態において、水溶性櫛型ポリマーは、スチレンと、マレイン酸及び単官能性ポリアルキレングリコールのハーフエステルとの共重合体である。好ましくは、この種の共重合体は、第1のステップにおいて、モノマーであるスチレン及び無水マレイン酸(又はマレイン酸)を重合させることにより製造することができる。第2のステップにおいて、スチレンと無水マレイン酸との共重合体を、酸基をエステル化することを目的として、ポリアルキレングリコール、好ましくはアルキルポリアルキレングリコール(好ましくはアルキルポリエチレングリコール、最も好ましくはメチルポリエチレングリコール)と反応させる。スチレンは、全部又は一部をスチレン誘導体、例えばメチル置換された誘導体に置き換えることができる。この好ましい実施形態の共重合体は、米国特許第5,158,996号明細書に記載されており、その開示は、本明細書に援用される。
多くの場合、構造単位は、酸モノマーを重合単位の形態で共重合体に組み込むことにより生成し、この構造単位は、一般式(Ia)、(Ib)、(Ic)及び/又は(Id)
(式中、
R1は、同一であるか又は異なり、H及び/又は非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基によって表され;
Xは、同一であるか又は異なり、NH-(CnH2n)(式中、n=1、2、3又は4である)及び/若しくはO-(CnH2n)(式中、n=1、2、3又は4である)によって表され、且つ/又は存在しない単位によって表され;
R2は、同一であるか又は異なり、OH、SO3H、PO3H2、O-PO3H2及び/又はパラ置換されたC6H4-SO3Hによって表され、但し、Xが存在しない単位である場合、R2は、OHによって表される);
(式中、
R3は、同一であるか又は異なり、H及び/又は非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基によって表され;
n=0、1、2、3又は4であり、
R4は、同一であるか又は異なり、SO3H、PO3H2、O-PO3H2及び/又はパラ置換されたC6H4-SO3Hによって表される);
(式中、
R5は、同一であるか又は異なり、H及び/又は非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基によって表され;
Zは、同一であるか又は異なり、O及び/又はNHによって表される);
(R6は、同一であるか又は異なり、H及び/又は非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基によって表され;
Qは、同一であるか又は異なり、NH及び/又はOによって表され;
R7は、同一であるか又は異なり、H、(CnH2n)-SO3H(式中、n=0、1、2、3又は4、好ましくは1、2、3又は4である)、(CnH2n)-OH(式中、n=0、1、2、3又は4、好ましくは1、2、3又は4である);(CnH2n)-PO3H2(式中、n=0、1、2、3又は4、好ましくは1、2、3又は4である)、(CnH2n)-OPO3H2(式中、n=0、1、2、3又は4、好ましくは1、2、3又は4である)、(C6H4)-SO3H、(C6H4)-PO3H2、(C6H4)-OPO3H2及び/又は(CmH2m)e-O-(A’O)α-R9(式中、m=0、1、2、3又は4、好ましくは1、2、3又は4であり、e=0、1、2、3又は4、好ましくは1、2、3又は4であり、A’=Cx’H2x’(式中、x’=2、3、4又は5である)及び/又はCH2C(C6H5)H-であり、α=1~350の整数であり、R9は、同一であるか又は異なり、非分岐鎖又は分岐C1~C4アルキル基である)によって表される)
に従う。
R1は、同一であるか又は異なり、H及び/又は非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基によって表され;
Xは、同一であるか又は異なり、NH-(CnH2n)(式中、n=1、2、3又は4である)及び/若しくはO-(CnH2n)(式中、n=1、2、3又は4である)によって表され、且つ/又は存在しない単位によって表され;
R2は、同一であるか又は異なり、OH、SO3H、PO3H2、O-PO3H2及び/又はパラ置換されたC6H4-SO3Hによって表され、但し、Xが存在しない単位である場合、R2は、OHによって表される);
R3は、同一であるか又は異なり、H及び/又は非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基によって表され;
n=0、1、2、3又は4であり、
R4は、同一であるか又は異なり、SO3H、PO3H2、O-PO3H2及び/又はパラ置換されたC6H4-SO3Hによって表される);
R5は、同一であるか又は異なり、H及び/又は非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基によって表され;
Zは、同一であるか又は異なり、O及び/又はNHによって表される);
Qは、同一であるか又は異なり、NH及び/又はOによって表され;
R7は、同一であるか又は異なり、H、(CnH2n)-SO3H(式中、n=0、1、2、3又は4、好ましくは1、2、3又は4である)、(CnH2n)-OH(式中、n=0、1、2、3又は4、好ましくは1、2、3又は4である);(CnH2n)-PO3H2(式中、n=0、1、2、3又は4、好ましくは1、2、3又は4である)、(CnH2n)-OPO3H2(式中、n=0、1、2、3又は4、好ましくは1、2、3又は4である)、(C6H4)-SO3H、(C6H4)-PO3H2、(C6H4)-OPO3H2及び/又は(CmH2m)e-O-(A’O)α-R9(式中、m=0、1、2、3又は4、好ましくは1、2、3又は4であり、e=0、1、2、3又は4、好ましくは1、2、3又は4であり、A’=Cx’H2x’(式中、x’=2、3、4又は5である)及び/又はCH2C(C6H5)H-であり、α=1~350の整数であり、R9は、同一であるか又は異なり、非分岐鎖又は分岐C1~C4アルキル基である)によって表される)
に従う。
典型的には、構造単位は、ポリエーテルマクロモノマーを重合単位の形態で共重合体に組み込むことにより生成し、この構造単位は、一般式(IIa)、(IIb)及び/又は(IIc)
(式中、
R10、R11及びR12は、各場合において、同一であるか又は異なり、互いに独立に、H及び/又は非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基によって表され;
Eは、同一であるか又は異なり、非分岐鎖若しくは分岐C1~C6アルキレン基、好ましくはC2~C6アルキレン基、シクロヘキシレン基、CH2-C6H10、オルト-、メタ-若しくはパラ置換C6H4及び/又は存在しない単位によって表され;
Gは、同一であるか又は異なり、O、NH及び/又はC(=O)-NHによって表され、但し、Eが、存在しない単位である場合、Gも、存在しない単位として存在し;
Aは、同一であるか又は異なり、CxH2x(式中、x=2、3、4及び/又は5であり、好ましくはx=2である)及び/又はCH2CH(C6H5)によって表され;
nは、同一であるか又は異なり、0、1、2、3、4及び/又は5によって表され;
aは、同一であるか又は異なり、2~350(好ましくは10~200)の整数によって表され;
R13は、同一であるか又は異なり、H、非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基、C(=O)-NH2及び/又はC(=O)CH3によって表される);
(式中、
R14は、同一であるか又は異なり、H及び/又は非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基によって表され;
Eは、同一であるか又は異なり、非分岐鎖若しくは分岐C1~C6アルキレン基、好ましくはC2~C6アルキレン基、シクロヘキシレン基、CH2-C6H10、オルト-、メタ-若しくはパラ置換C6H4によって表され、且つ/又は存在しない単位によって表され;
Gは、同一であるか又は異なり、存在しない単位、O、NH及び/又はC(=O)-NHによって表され、但し、Eが、存在しない単位である場合、Gも、存在しない単位として存在し;
Aは、同一であるか又は異なり、CxH2x(式中、x=2、3、4及び/又は5である)及び/又はCH2CH(C6H5)によって表され;
nは、同一であるか又は異なり、0、1、2、3、4及び/又は5によって表され;
aは、同一であるか又は異なり、2~350の整数によって表され;
Dは、同一であるか又は異なり、存在しない単位、NH及び/又はOによって表され、但し、Dが、存在しない単位である場合:b=0、1、2、3又は4であり、且つc=0、1、2、3又は4であり、ここで、b+c=3又は4であり、
但し、DがNH及び/又はOである場合、b=0、1、2又は3であり、且つc=0、1、2又は3であり、ここで、b+c=2又は3であり;
R15は、同一であるか又は異なり、H、非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基、C(=O)-NH2及び/又はC(=O)CH3によって表される);
(式中、
R16、R17及びR18は、各場合において、同一であるか又は異なり、互いに独立に、H及び/又は非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基によって表され;
Eは、同一であるか又は異なり、非分岐鎖若しくは分岐C1~C6アルキレン基、好ましくはC2~C6アルキレン基、シクロヘキシレン基、CH2-C6H10、オルト-、メタ-若しくはパラ置換C6H4によって表され、且つ/又は存在しない単位によって表され;好ましくは、Eは、存在しない単位ではなく;
Aは、同一であるか又は異なり、CxH2x(式中、x=2、3、4及び/又は5である)及び/又はCH2CH(C6H5)によって表され;
nは、同一であるか又は異なり、0、1、2、3、4及び/又は5によって表され;
Lは、同一であるか又は異なり、CxH2x(式中、x=2、3、4及び/又は5である)及び/又はCH2~CH(C6H5)によって表され;
aは、同一であるか又は異なり、2~350の整数によって表され;
dは、同一であるか又は異なり、1~350の整数によって表され;
R19は、同一であるか又は異なり、H及び/又は非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基によって表され;
R20は、同一であるか又は異なり、H及び/又は非分岐鎖C1~C4アルキル基によって表される)
に従う。
R10、R11及びR12は、各場合において、同一であるか又は異なり、互いに独立に、H及び/又は非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基によって表され;
Eは、同一であるか又は異なり、非分岐鎖若しくは分岐C1~C6アルキレン基、好ましくはC2~C6アルキレン基、シクロヘキシレン基、CH2-C6H10、オルト-、メタ-若しくはパラ置換C6H4及び/又は存在しない単位によって表され;
Gは、同一であるか又は異なり、O、NH及び/又はC(=O)-NHによって表され、但し、Eが、存在しない単位である場合、Gも、存在しない単位として存在し;
Aは、同一であるか又は異なり、CxH2x(式中、x=2、3、4及び/又は5であり、好ましくはx=2である)及び/又はCH2CH(C6H5)によって表され;
nは、同一であるか又は異なり、0、1、2、3、4及び/又は5によって表され;
aは、同一であるか又は異なり、2~350(好ましくは10~200)の整数によって表され;
R13は、同一であるか又は異なり、H、非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基、C(=O)-NH2及び/又はC(=O)CH3によって表される);
R14は、同一であるか又は異なり、H及び/又は非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基によって表され;
Eは、同一であるか又は異なり、非分岐鎖若しくは分岐C1~C6アルキレン基、好ましくはC2~C6アルキレン基、シクロヘキシレン基、CH2-C6H10、オルト-、メタ-若しくはパラ置換C6H4によって表され、且つ/又は存在しない単位によって表され;
Gは、同一であるか又は異なり、存在しない単位、O、NH及び/又はC(=O)-NHによって表され、但し、Eが、存在しない単位である場合、Gも、存在しない単位として存在し;
Aは、同一であるか又は異なり、CxH2x(式中、x=2、3、4及び/又は5である)及び/又はCH2CH(C6H5)によって表され;
nは、同一であるか又は異なり、0、1、2、3、4及び/又は5によって表され;
aは、同一であるか又は異なり、2~350の整数によって表され;
Dは、同一であるか又は異なり、存在しない単位、NH及び/又はOによって表され、但し、Dが、存在しない単位である場合:b=0、1、2、3又は4であり、且つc=0、1、2、3又は4であり、ここで、b+c=3又は4であり、
但し、DがNH及び/又はOである場合、b=0、1、2又は3であり、且つc=0、1、2又は3であり、ここで、b+c=2又は3であり;
R15は、同一であるか又は異なり、H、非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基、C(=O)-NH2及び/又はC(=O)CH3によって表される);
R16、R17及びR18は、各場合において、同一であるか又は異なり、互いに独立に、H及び/又は非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基によって表され;
Eは、同一であるか又は異なり、非分岐鎖若しくは分岐C1~C6アルキレン基、好ましくはC2~C6アルキレン基、シクロヘキシレン基、CH2-C6H10、オルト-、メタ-若しくはパラ置換C6H4によって表され、且つ/又は存在しない単位によって表され;好ましくは、Eは、存在しない単位ではなく;
Aは、同一であるか又は異なり、CxH2x(式中、x=2、3、4及び/又は5である)及び/又はCH2CH(C6H5)によって表され;
nは、同一であるか又は異なり、0、1、2、3、4及び/又は5によって表され;
Lは、同一であるか又は異なり、CxH2x(式中、x=2、3、4及び/又は5である)及び/又はCH2~CH(C6H5)によって表され;
aは、同一であるか又は異なり、2~350の整数によって表され;
dは、同一であるか又は異なり、1~350の整数によって表され;
R19は、同一であるか又は異なり、H及び/又は非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基によって表され;
R20は、同一であるか又は異なり、H及び/又は非分岐鎖C1~C4アルキル基によって表される)
に従う。
さらなる実施形態において、構造単位は、ポリエーテルマクロモノマーを重合単位の形態で共重合体に組み込むことにより生成し、構造単位は、一般式(IId)
(式中、
R21、R22及びR23は、各場合において、同一であるか又は異なり、互いに独立に、H及び/又は非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基によって表され;
Aは、同一であるか又は異なり、CxH2x(式中、x=2、3、4及び/又は5である)及び/又はCH2CH(C6H5)によって表され;
aは、同一であるか又は異なり、2~350の整数によって表され;
R24は、同一であるか又は異なり、H及び/又は非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基、好ましくはC1~C4アルキル基によって表される)
に従う。
R21、R22及びR23は、各場合において、同一であるか又は異なり、互いに独立に、H及び/又は非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基によって表され;
Aは、同一であるか又は異なり、CxH2x(式中、x=2、3、4及び/又は5である)及び/又はCH2CH(C6H5)によって表され;
aは、同一であるか又は異なり、2~350の整数によって表され;
R24は、同一であるか又は異なり、H及び/又は非分岐鎖若しくは分岐C1~C4アルキル基、好ましくはC1~C4アルキル基によって表される)
に従う。
好ましくは、ポリエーテルマクロモノマーとして、アルコキシル化イソプレノール、及び/又はアルコキシル化ヒドロキシブチルビニルエーテル、及び/又はアルコキシル化(メタ)アリルアルコール、及び/又はビニル化メチルポリアルキレングリコールが使用され、これらは、各場合において、好ましくは算術平均で4~340個のオキシアルキレン基を有する。好ましくは、酸モノマーとして、メタクリル酸、アクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、マレイン酸のモノエステル又は複数のこれらの成分の混合物が使用される。
一実施形態において、流動化剤は、重縮合体を含有する組成物、好ましくは硬化促進剤水性懸濁液であり、この重縮合体は、
(I)ポリエーテル側鎖、好ましくはポリアルキレングリコール側鎖、より好ましくはポリエチレングリコール側鎖を有する芳香族又は複素芳香族部分からなる少なくとも1種の構造単位と、
(II)少なくとも1個のリン酸エステル基及び/又はその塩を有する芳香族又は複素芳香族部分からなる少なくとも1種の構造単位と
を含有する。
(I)ポリエーテル側鎖、好ましくはポリアルキレングリコール側鎖、より好ましくはポリエチレングリコール側鎖を有する芳香族又は複素芳香族部分からなる少なくとも1種の構造単位と、
(II)少なくとも1個のリン酸エステル基及び/又はその塩を有する芳香族又は複素芳香族部分からなる少なくとも1種の構造単位と
を含有する。
典型的には、重縮合体の構造単位(I)及び(II)は、以下の一般式:
(式中、
Aは、同一であるか又は異なり、5~10個のC原子を有する置換又は無置換の芳香族又は複素芳香族化合物によって表され;
Bは、同一であるか又は異なり、N、NH又はOによって表され;
BがNである場合、nは、2であり、BがNH又はOである場合、nは、1であり;
R1及びR2は、互いに独立に、同一であるか又は異なり、分岐又は直鎖C1~C10アルキル基、C5~C8シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基又はHによって表され;
aは、同一であるか又は異なり、1~300の整数によって表され;
Xは、同一であるか又は異なり、分岐又は直鎖C1~C10アルキル基、C5~C8シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基又はH、好ましくはHによって表される)、
(式中、
Dは、同一であるか又は異なり、5~10個のC原子を有する置換又は無置換の複素芳香族化合物によって表され;
Eは、同一であるか又は異なり、N、NH又はOによって表され;
EがNである場合、mは、2であり、EがNH又はOである場合、mは、1であり;
R3及びR4は、互いに独立に、同一であるか又は異なり、分岐又は直鎖C1~C10アルキル基、C5~C8シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基又はHによって表され;
bは、同一であるか又は異なり、1~300の整数によって表され;
Mは、互いに独立に、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン、有機アンモニウムイオン及び/又はHであり、
aは、1であるか、又はアルカリ土類金属イオンの場合には1/2である)
によって表される。
Aは、同一であるか又は異なり、5~10個のC原子を有する置換又は無置換の芳香族又は複素芳香族化合物によって表され;
Bは、同一であるか又は異なり、N、NH又はOによって表され;
BがNである場合、nは、2であり、BがNH又はOである場合、nは、1であり;
R1及びR2は、互いに独立に、同一であるか又は異なり、分岐又は直鎖C1~C10アルキル基、C5~C8シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基又はHによって表され;
aは、同一であるか又は異なり、1~300の整数によって表され;
Xは、同一であるか又は異なり、分岐又は直鎖C1~C10アルキル基、C5~C8シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基又はH、好ましくはHによって表される)、
Dは、同一であるか又は異なり、5~10個のC原子を有する置換又は無置換の複素芳香族化合物によって表され;
Eは、同一であるか又は異なり、N、NH又はOによって表され;
EがNである場合、mは、2であり、EがNH又はOである場合、mは、1であり;
R3及びR4は、互いに独立に、同一であるか又は異なり、分岐又は直鎖C1~C10アルキル基、C5~C8シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基又はHによって表され;
bは、同一であるか又は異なり、1~300の整数によって表され;
Mは、互いに独立に、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン、有機アンモニウムイオン及び/又はHであり、
aは、1であるか、又はアルカリ土類金属イオンの場合には1/2である)
によって表される。
典型的には、構造単位(I):(II)のモル比は、1:10~10:1、好ましくは1:8~1:1である。
さらなる実施形態において、重縮合体は、以下の式
(式中、
Yは、互いに独立に、同一であるか又は異なり、(I)、(II)又は重縮合体のさらなる構成要素によって表され;
R5は、同一であるか又は異なり、H、CH3、COOH又は5~10個のC原子を有する置換若しくは無置換の芳香族若しくは複素芳香族化合物によって表され;
R6は、同一であるか又は異なり、H、CH3、COOH又は5~10個のC原子を有する置換若しくは無置換の芳香族若しくは複素芳香族化合物によって表される)
によって表されるさらなる構造単位(III)を含有する。
Yは、互いに独立に、同一であるか又は異なり、(I)、(II)又は重縮合体のさらなる構成要素によって表され;
R5は、同一であるか又は異なり、H、CH3、COOH又は5~10個のC原子を有する置換若しくは無置換の芳香族若しくは複素芳香族化合物によって表され;
R6は、同一であるか又は異なり、H、CH3、COOH又は5~10個のC原子を有する置換若しくは無置換の芳香族若しくは複素芳香族化合物によって表される)
によって表されるさらなる構造単位(III)を含有する。
典型的には、構造単位(III)のR5及びR6は、互いに独立に、同一であるか又は異なり、H、COOH及び/又はメチル、好ましくはHによって表される。
好ましくは、重縮合体における構造単位[(I)+(II)]:(III)のモル比は、1:0.8~3である。
好ましくは、硬化促進剤懸濁液は、多糖誘導体及び/又は平均分子量Mwが500,000g/mol超、より好ましくは1,000,000g/mol超である(共)重合体から選択される増粘ポリマーを含有し、この(共)重合体は、非イオン性(メタ)アクリルアミドモノマー誘導体及び/又はスルホン酸モノマー誘導体から(好ましくはラジカル重合により)誘導された構造単位を含有する。好ましくは、増粘剤は、硬化促進剤懸濁液の重量に対して0.001~10重量%、より好ましくは0.001~1重量%の添加量で使用される。増粘ポリマーは、好ましくは、硬化促進剤懸濁液の塑性粘度が80mPa・sを超えるように添加すべきである。
分散剤の調製は、例えば、欧州特許第3153482号明細書に記載されている。
より好ましくは、分散剤は、ポリカルボキシレートエーテル(PCE)の群から選択される。PCEのアニオン性基は、カルボン酸基及び/又はカルボキシレート基である。PCEは、好ましくは、ポリエーテルマクロモノマーと、アニオン性及び/又はアニオノゲン性基を含むモノマーとのラジカル共重合によって得られる。好ましくは、共重合体を構成する全ての構造単位の少なくとも45mol%、好ましくは少なくとも80mol%は、ポリエーテルマクロモノマー又はアニオン性及び/若しくはアニオノゲン性基を含むモノマーの構造単位である。
好ましくは、流動化剤は、
主鎖上において、エーテル官能基及び酸官能基を有する側鎖を含有する共重合体として存在する水溶性櫛型ポリマー、又は
重縮合体を含有する組成物
であり、重縮合体は、
(I)ポリエーテル側鎖、好ましくはポリアルキレングリコール側鎖、より好ましくはポリエチレングリコール側鎖を有する芳香族又は複素芳香族部分からなる少なくとも1種の構造単位と、
(II)少なくとも1個のリン酸エステル基及び/又はその塩を有する芳香族又は複素芳香族部分からなる少なくとも1種の構造単位と
を含有する。
主鎖上において、エーテル官能基及び酸官能基を有する側鎖を含有する共重合体として存在する水溶性櫛型ポリマー、又は
重縮合体を含有する組成物
であり、重縮合体は、
(I)ポリエーテル側鎖、好ましくはポリアルキレングリコール側鎖、より好ましくはポリエチレングリコール側鎖を有する芳香族又は複素芳香族部分からなる少なくとも1種の構造単位と、
(II)少なくとも1個のリン酸エステル基及び/又はその塩を有する芳香族又は複素芳香族部分からなる少なくとも1種の構造単位と
を含有する。
上に示したように、本発明は、非イオン性共重合体であって、以下のモノマー成分:
i)N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N,N-ジエチルメタクリルアミド、4-アクリロイルモルホリン、N-メチル-N-ビニルアセトアミド、4-ビニルピリジン及び1-ビニル-1,2,4-トリアゾールからなる群から選択され、好ましくはN,N-ジメチルアクリルアミドであるモノマー成分A;
ii)構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC2~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として3~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員は、カルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、
但し、Uが化学結合である場合、kは、0である)
を含む少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B;及び
iii)任意選択的に、式(1)
(式中、
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、0~10の整数である)
を有するモノマー成分C
をベースとする残基を含む非イオン性共重合体にさらに関する。
i)N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N,N-ジエチルメタクリルアミド、4-アクリロイルモルホリン、N-メチル-N-ビニルアセトアミド、4-ビニルピリジン及び1-ビニル-1,2,4-トリアゾールからなる群から選択され、好ましくはN,N-ジメチルアクリルアミドであるモノマー成分A;
ii)構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC2~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として3~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員は、カルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、
但し、Uが化学結合である場合、kは、0である)
を含む少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B;及び
iii)任意選択的に、式(1)
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、0~10の整数である)
を有するモノマー成分C
をベースとする残基を含む非イオン性共重合体にさらに関する。
本発明の一実施形態において、
(i)モノマー成分Aは、N,N-ジメチルアクリルアミドであり;
(ii)モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテル部分は、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC2アルキレンであり、
Xは、Oであり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として3~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H又はメチルであり、
但し、Uが化学結合である場合、kは、0である)
を含み;及び
iii)任意選択的に、モノマー成分Cは、式(1)
(式中、
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、1~5の整数である)
を有し、且つ好ましくは式(1a)又は(1b)
を有する。
(i)モノマー成分Aは、N,N-ジメチルアクリルアミドであり;
(ii)モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテル部分は、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC2アルキレンであり、
Xは、Oであり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として3~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H又はメチルであり、
但し、Uが化学結合である場合、kは、0である)
を含み;及び
iii)任意選択的に、モノマー成分Cは、式(1)
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、1~5の整数である)
を有し、且つ好ましくは式(1a)又は(1b)
一実施形態において、本発明は、本明細書に定義する少なくとも1種の非イオン性共重合体及び少なくとも1種の無機バインダーを含む建設用材料組成物に関する。
他の好ましい実施形態において、
ii)モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテル部分は、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC2~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員は、カルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、
但し、Uが化学結合である場合、kは、0である)
を含む。
ii)モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテル部分は、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC2~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員は、カルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、
但し、Uが化学結合である場合、kは、0である)
を含む。
好ましい実施形態において、kは、0である。
さらなる好ましい実施形態において、モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテルは、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合であり、
Xは、Oであり、
kは、0であり、
nは、重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2及びC4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、Hである)
を含む。
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合であり、
Xは、Oであり、
kは、0であり、
nは、重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2及びC4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、Hである)
を含む。
好ましい一実施形態において、構造単位(a)の(AlkO)n基内の少なくとも1個のAlkは、C4アルキレンである。
これに関連して、特に好ましくは、構造単位(a)は、構造単位(a*)
*-U-X-(CH2-CH2-CH2-CH2-O)-(AlkO)n-W (a*)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合であり、
Xは、Oであり、
nは、重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2アルキレンであり、
Wは、Hである)
によって表される。
*-U-X-(CH2-CH2-CH2-CH2-O)-(AlkO)n-W (a*)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合であり、
Xは、Oであり、
nは、重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2アルキレンであり、
Wは、Hである)
によって表される。
他の好ましい実施形態において、モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテルは、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、C2アルキレンであり、
Xは、Oであり、
kは、0であり、
nは、重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2アルキレンであり、
Wは、Hである)
を含む。
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、C2アルキレンであり、
Xは、Oであり、
kは、0であり、
nは、重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2アルキレンであり、
Wは、Hである)
を含む。
本発明の好ましい実施形態において、モノマー成分B対モノマー成分Aの重量比は、37/63~98/2、好ましくは39/61~97/3、より好ましくは45/55~96/4、特に48/52~95/5である。
本発明のさらなる他の好ましい実施形態において、モノマー成分B対モノマー成分Aのモル比は、1/200~1、好ましくは1/100~1/1.2、より好ましくは1/50~1/1.5、一層好ましくは1/20~1/2、さらに好ましくは1/17~1/2.5、特に1/12~1/3である。
本発明によれば、無機バインダーは、水硬性バインダー、潜在水硬性バインダー若しくは硫酸カルシウムをベースとするもの(硫酸カルシウム系バインダー)又はそれらの混合物であり得る。
一実施形態において、本発明は、本明細書に定義する少なくとも1種の非イオン性共重合体及び少なくとも1種の無機バインダー、好ましくは水硬性バインダー、潜在水硬性バインダー又は硫酸カルシウムをベースとする無機バインダーからなる群から選択される無機バインダーを含む建設用材料組成物に関する。
本発明の一実施形態において、建設用材料は、水硬性バインダー、潜在水硬性バインダー、硫酸カルシウムをベースとする無機バインダー及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1種のさらなる無機バインダーを含む。これに関連して、建設用材料は、少なくとも2種の無機バインダーを含むことが理解されるべきである。
好ましい実施形態において、少なくとも1種の無機バインダーは、好ましくは、ポルトランドセメント、アルミン酸カルシウムセメント、スルホアルミネートセメント及びそれらの混合物から選択される水硬性バインダーであり、且つ特に好ましくはポルトランドセメントである。特定の好ましい実施形態において、無機バインダーは、アルミネートセメントを10重量%未満、好ましくは5重量%未満の量で含む。特定の特に好ましい実施形態において、建設用材料組成物は、アルミネートセメントを含まない。
鉱物相は、その一般的な名称で示し、続けてセメント表記法による略記で示す。主要な化合物は、セメント表記法により、酸化物の種類に従い、CaOをC、SiO2をS、Al2O3をA、SO3を$、H2OをHで表す。全体を通してこの表記法を使用する。
「ポルトランドセメント」という用語は、規格EN 197-1、段落5.2の意味における、ポルトランドクリンカーを含有する任意のセメント化合物、特にCEM I、II、III、IV及びVを示す。好ましいセメントは、DIN EN 197-1に記載される普通ポルトランドセメント(OPC)であり、これは、硫酸カルシウム(<7重量%)を含有し得るか、又は硫酸カルシウムを実質的に含まない(<1重量%)。
アルミン酸カルシウムセメント(高アルミネートセメントとも呼ばれる)は、アルミン酸カルシウム相を含有するセメントを意味する。「アルミネート相」という用語は、アルミネート(化学式Al2O3のもの又はセメント表記で「A」)と、他の鉱物種との組合せから得られる任意の鉱物相を表す。アルミナ(Al2O3の形態)の量は、蛍光X線(XRF)によって決定される際、アルミネート含有セメントの総質量の30重量%以上である。より正確には、アルミネートタイプの前記鉱物相は、アルミン酸三カルシウム(C3A)、アルミン酸一カルシウム(CA)、マイエナイト(C12A7)、鉄アルミン酸四石灰(C4AF)又はこれらの相のいくつかの組合せを含む。
スルホアルミネートセメントは、15重量%超のイーリマイト(化学式4CaO・3Al2O3・SO3のもの又はセメント表記でC4A3$)の含量を有する。
好ましい一実施形態において、無機バインダーは、ポルトランドセメント、アルミン酸カルシウムセメント、スルホアルミネートセメント及びそれらの混合物から選択される水硬性バインダーである。別の好ましい実施形態において、無機バインダーは、ポルトランドセメントとアルミネートセメントとの混合物、又はポルトランドセメントとスルホアルミネートセメントとの混合物、又はポルトランドセメントと、アルミネートセメントとスルホアルミネートセメントとの混合物を含む。
一実施形態において、建設用材料組成物がアルミネート含有セメントを含有する場合、この組成物は、少なくとも1種のスルフェート源、好ましくは硫酸カルシウム源をさらに含有し得る。硫酸カルシウム源は、硫酸カルシウム二水和物、硬石膏、α-及びβ-半水和物、すなわちα-バサニ石及びβ-バサニ石又はそれらの混合物から選択され得る。好ましくは、硫酸カルシウムは、α-バサニ石及び/又はβ-バサニ石である。一般に、硫酸カルシウムは、アルミネート含有セメントの重量を基準にして約1~約20重量%の量で含まれる。さらなる実施形態において、建設用材料組成物は、硫酸カリウム又は硫酸ナトリウムのような少なくとも1種のアルカリ金属硫酸塩又は硫酸アルミニウムをさらに含有する。
水硬性バインダーを含み、クリンカーの重量を基準にしたスルフェートの重量百分率が4~14重量%、好ましくは8~14重量%、最も好ましくは9~13重量%である建設用材料組成物が好ましい。スルフェートの質量は、対イオンを除いた硫酸イオンの質量であると理解されるべきである。好ましくは、スルフェートは、硫酸カルシウムの形態、より好ましくはα-バサニ石及び/又はβ-バサニ石の形態で存在する。
スルフェート含量の少ない水硬性バインダー(セメント)へのスルフェートの添加は、エトリンガイトの形成の促進に役立ち、より良好な早期強度発現をもたらす。
建設用材料組成物又は建築用材料配合物は、潜在水硬性バインダー及び/又はポゾランバインダーも含有し得る。本発明の趣旨における「潜在水硬性バインダー」は、好ましくは、(CaO+MgO):SiO2のモル比が0.8~2.5、特に1.0~2.0である無機バインダーである。本発明に関連する硫酸カルシウムをベースとするバインダーは、「石膏」とも称される。一般的に、上記の潜在水硬性バインダーは、工業用及び/又は合成スラグ、特に高炉スラグ、電熱リンスラグ、鉄鋼スラグ及びそれらの混合物から選択され得る。「ポゾランバインダー」は、一般に、非晶質シリカ、好ましくは沈降シリカ、ヒュームドシリカ及びマイクロシリカ、すりガラス、メタカオリン、アルミノケイ酸塩、フライアッシュ、好ましくは褐炭フライアッシュ及び無煙炭フライアッシュ、天然ポゾラン、例えば凝灰岩、トラス及び火山灰、天然及び合成ゼオライト並びにそれらの混合物から選択することができる。
スラグは、工業用スラグ、すなわち工業用プロセスからの廃棄物又は他に合成スラグであり得る。工業用スラグは、常に一貫した量及び品質で入手可能であるとは限らないため、合成スラグが有利であり得る。
高炉スラグ(BFS)は、ガラス炉プロセスの廃棄物である。他の材料は、高炉水砕スラグ(GBFS)及び高炉スラグ微粉末(GGBFS)であり、これは、微細に粉砕された高炉水砕スラグである。高炉スラグ微粉末は、摩砕度及び粒径分布が様々であり、これは、供給源及び処理方法に依存し、摩砕度は、反応性に影響を与える。ブレーン値は、摩砕度についてのパラメータとして使用され、一般におよそ200~1000m2・kg-1、好ましくは300~600m2・kg-1を有する。より微細な粉砕により、より高い反応性が得られる。
しかしながら、本発明の趣旨では、「高炉スラグ」という表現は、言及されたあらゆる水準の処理、粉砕及び品質から得られる材料(すなわちBFS、GBFS及びGGBFS)を含むことが意図される。高炉スラグは、一般に、30~45重量%のCaO、約4~17重量%のMgO、約30~45重量%のSiO2及び約5~15重量%のAl2O3、典型的には約40重量%のCaO、約10重量%のMgO、約35重量%のSiO2及び約12重量%のAl2O3を含む。
電熱リンスラグは、電熱リン製造の廃棄物である。それは、高炉スラグよりも反応性が低く、約45~50重量%のCaO、約0.5~3重量%のMgO、約38~43重量%のSiO2、約2~5重量%のAl2O3及び約0.2~3重量%のFe2O3に加えて、フッ化物及びホスフェートも含む。鉄鋼スラグは、非常に様々な組成を有する、様々な鉄鋼製造プロセスの廃棄物である。
好ましい一実施形態において、無機バインダーは、硫酸カルシウム二水和物、硫酸カルシウム半水和物、硬石膏及びそれらの混合物から選択される硫酸カルシウムベースのバインダーである。他の好ましい実施形態において、無機バインダーは、無水物形態における、硫酸カルシウムをベースとするバインダーである。
特に好適な潜在水硬性バインダーは、高炉スラグである。
潜在水硬性バインダーは、一般に、アルミネート含有セメントの重量を基準にして約1~約30重量%の範囲の量で含まれる。
建設用材料組成物が少量(例えば≦10%)の水硬性バインダーを含有する場合、アルカリ活性化剤は、強度の発現を促進するためにさらに添加され得る。アルカリ活性化剤は、好ましくは、無機バインダー系中で使用され、このようなアルカリ活性化剤は、例えば、アルカリ金属フッ化物、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属アルミン酸塩又はアルカリ金属ケイ酸塩の水溶液、例えば可溶性水ガラス及びそれらの混合物である。
一般に、石膏岩は、採掘又は採石された後、製造施設に送られる。採石された石膏を受け取った製造業者は、大きい石片を砕いた後、さらなる加工を行う。砕いた岩石を続いて粉砕して細かい粉末にし、「焼成」と呼ばれるプロセスで120~160℃に加熱して、化学的に結合している水の4分の3を追い出すことにより、「焼石膏」が得られる。さらに、石膏を200℃よりも僅かに高い温度で加熱すると、硬石膏(CaSO4)となる。これは、水と混合すると非常にゆっくりと凝結硬化する。焼石膏(半水石膏又は硬石膏)CaSO4・1/2H2O又はCaSO4は、その後、石膏プラスター、パリ石膏、石膏ボード及び他の石膏製品のベースとして使用される。様々な焼成処置によりα型及びβ型半水石膏が生成する。β型硫酸カルシウム半水和物は、開放型装置内で急速に加熱して水分を急速に蒸発させることにより生成し、結果として生成する無水物中に空隙が形成される。α型半水和物は、石膏を密閉されたオートクレーブ内で脱水することにより得られる。このときに形成される結晶は、緻密であるため、得られる無機バインダーは、β型半水和物と比較して、再水和に要する水が少ない。
商業的に利用可能な一般的な天然の石膏源は、多くの場合、粘土鉱物及び他の不純物を20%まで又はそれを超えて含有し、その分だけ硫酸カルシウムの量が少なくない。
非晶質シリカは、好ましくは、X線非晶質シリカ、すなわち粉末回折法により結晶性を有しないことが判明するシリカである。本発明の非晶質シリカ中のSiO2の含量は、有利には、少なくとも80重量%、好ましくは少なくとも90重量%である。沈降シリカは、水ガラスから出発する沈殿プロセスにより工業規模で得られる。いくつかの製造プロセスからの沈降シリカは、シリカゲルとも呼ばれる。
ヒュームドシリカは、水素/酸素炎中でのクロロシラン、例えば四塩化ケイ素の反応によって生成される。ヒュームドシリカは、50~600m2・g-1の比表面積を有する5~50nmの粒径の非晶質SiO2粉末である。
マイクロシリカは、ケイ素製造又はフェロシリコン製造の副生成物であり、同様に大部分が非晶質SiO2粉末からなる。粒子は、およそ0.1μmの直径を有する。比表面積は、およそ10~30m2・g-1である。
フライアッシュは、特に、発電所における石炭の燃焼中に生成される。クラスCフライアッシュ(褐炭フライアッシュ)は、国際公開第08/012438号パンフレットによれば、約10重量%のCaOを含む一方、クラスFフライアッシュ(無煙炭フライアッシュ)は、8重量%未満、好ましくは4重量%未満、一般に約2重量%のCaOを含む。
メタカオリンは、カオリンが脱水されるときに生成される。100~200℃において、カオリンは、物理的に結合された水を放出する一方、500~800℃において、脱ヒドロキシル化が起こり、格子構造が崩壊し、メタカオリン(Al2Si2O7)が形成される。したがって、純粋なメタカオリンは、約54重量%のSiO2及び約46重量%のAl2O3を含む。
本発明の趣旨では、アルミノケイ酸塩は、Al2O3と組み合わせたSiO2をベースとする上記の反応性化合物であり、これは、水性アルカリ性環境において硬化する。当然のことながら、Al2Si2O7を例とする場合のように、ケイ素及びアルミニウムが酸化物形態で存在することは、本明細書において必須ではない。しかしながら、アルミノケイ酸塩の定量化学分析のために、ケイ素及びアルミニウムの割合を酸化物形態で(すなわち「SiO2」及び「Al2O3」として)示すことが一般的である。
粘土とは、水に濡れると可塑性を示す多くの種類の微細粒子状土状物質の慣用名であり、その殆どは、鉱物構造内に様々な量の水を含有するフィロケイ酸塩鉱物から構成されている。多くの種類の粘土鉱物が知られている。より一般的ないくつかの種類として、カオリナイト、イライト、緑泥石、バーミキュライト及びモンモリロナイトとしても知られるスメクタイトが挙げられ、最後に挙げた2種は、水を吸着する能力が顕著である。
化学的には、粘土は、通常、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び/又は鉄を含有する含水ケイ酸アルミニウムである。粘土鉱物は、互いに連結しているケイ酸塩のシートと、金属原子、酸素及びヒドロキシルの第2のシート様集合体との組合せからなり、カオリナイトのような1:1型鉱物を形成している。ときに、後者のシート様構造体が2枚のシリカシートに挟まれ、バーミキュライトのような2:1型鉱物を形成しているものもある。構造的には、粘土鉱物は、四面体又は八面体配位(酸素と共に)を取り得る、シート状に配置された陽イオンの平面から構成され、これは、次に、層状に配置される。これは、2層の四面体シート及び1層の八面体シートから構成される単位を含む場合、多くの場合に2:1型と表現され、四面体シート及び八面体シートが交互になった単位を含む場合、多くの場合に1:1型と表現される。加えて、一部の2:1型粘土鉱物は、連続する2:1単位の間に層間部位を有し、この層間部位を層間陽イオン(多くの場合に水和している)が占めることができる。粘土鉱物は、層の構造型により分類され、同じ層の構造型の中でも、1構造式あたりの電荷xに基づいて群に分けられる(Guggenheim S.et al.,Clays and Clay Minerals,54(6),761-772,2006)。1構造式あたりの電荷xは、1層あたりの正味の負電荷であり、正の数として表される。さらに、2八面体又は3八面体という特徴に基づいて下位群に細分され、最終的に、化学組成に基づく鉱物種により、例えば、
x≒0:パイロフィライト群、
x≒0.2~0.6:スメクタイト群、例えばモンモリロナイト、ノントロナイト、サポナイト又はヘクトライト、
x≒0.6~0.9:バーミキュライト群、
x≒1.8~2:脆雲母群、例えばクリントン石、アナンダイト、キノシタライト
に分類される。
x≒0:パイロフィライト群、
x≒0.2~0.6:スメクタイト群、例えばモンモリロナイト、ノントロナイト、サポナイト又はヘクトライト、
x≒0.6~0.9:バーミキュライト群、
x≒1.8~2:脆雲母群、例えばクリントン石、アナンダイト、キノシタライト
に分類される。
建設用材料組成物は、例えば、コンクリート、モルタル、セメントペースト、グラウト材又は石膏含有スラリーであり得る。「セメントペースト」という用語は、水と混合された無機バインダー組成物を示す。
「モルタル」又は「グラウト材」という用語は、微細な顆粒、すなわち直径が150μm~5mmである顆粒(例えば、砂)及び任意選択的に非常に微細な顆粒が添加されたセメントペーストを示す。グラウト材は、空隙又は隙間を埋めるための十分に低い粘度の混合物である。モルタルの粘度は、モルタルの自重だけでなく、モルタルの上に置かれる石積の重量も支持するために十分に高い。「コンクリート」という用語は、粗い顆粒、すなわち5mm超の直径を有する顆粒が添加されたモルタルを示す。
本発明における骨材は、例えば、シリカ、石英、砂、砕いた大理石、ガラス球体、花崗岩、石灰石、砂岩、方解石、大理石、蛇紋岩、トラバーチン、ドロマイト、長石、片麻岩、沖積砂、任意の他の耐久性のある骨材及びそれらの混合物であり得る。骨材は、フィラーと呼ばれることも多く、特に無機バインダーとして機能しない。
本発明の範囲及び関心の対象は、本発明の特定の実施形態を例示することを意図され、非限定的である以下の実施例に基づいてよりよく理解されるであろう。
一実施形態において、本発明は、本明細書に定義する建設用材料であって、水硬性バインダーが含まれ、水硬性バインダーは、好ましくは、ポルトランドセメント、アルミン酸カルシウムセメント、スルホアルミネートセメント及びそれらの混合物からなる群から選択され、及び/又は
潜在水硬性バインダーが含まれ、潜在水硬性バインダーは、好ましくは、高炉スラグである、建設用材料に関する。
潜在水硬性バインダーが含まれ、潜在水硬性バインダーは、好ましくは、高炉スラグである、建設用材料に関する。
第1、第2及び第4の態様の一実施形態D3では、硫酸カルシウムをベースとする無機バインダーが含まれ、無機バインダーは、その無水物又は水和物形態であり、且つ好ましくは焼石膏である。
他の実施形態において、本発明は、非イオン性共重合体であって、以下のモノマー成分:
i)少なくとも1個のアルキルアミド部分又は少なくとも1個の窒素含有複素環式部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分A;
ii)構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC1~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として3~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員は、カルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルである)
を含む少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B;及び
iii)任意選択的に、式(1)
(式中、
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、0~10の整数である)
を有するモノマー成分C
をベースとする残基を含む非イオン性共重合体の、建設用材料組成物における、好ましくは建設用材料組成物の凝結時間を遅延させることなく粘土のばらつきに対する頑健性を改良するための使用に関する。
i)少なくとも1個のアルキルアミド部分又は少なくとも1個の窒素含有複素環式部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分A;
ii)構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC1~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として3~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員は、カルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルである)
を含む少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B;及び
iii)任意選択的に、式(1)
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、0~10の整数である)
を有するモノマー成分C
をベースとする残基を含む非イオン性共重合体の、建設用材料組成物における、好ましくは建設用材料組成物の凝結時間を遅延させることなく粘土のばらつきに対する頑健性を改良するための使用に関する。
好ましい実施形態において、Uが化学結合である場合、kは、0である。
さらなる好ましい実施形態において、kは、0である。
さらなる好ましい実施形態において、モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテルは、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合であり、
Xは、Oであり、
kは、0であり、
nは、重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2及びC4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、Hである)
を含む。
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合であり、
Xは、Oであり、
kは、0であり、
nは、重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2及びC4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、Hである)
を含む。
好ましい一実施形態において、構造単位(a)の(AlkO)n基内の少なくとも1個のAlkは、C4アルキレンである。
これに関連して、構造単位(a)が、構造単位(a*)
*-U-X-(CH2-CH2-CH2-CH2-O)-(AlkO)n-W (a*)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合であり、
Xは、Oであり、
nは、重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2アルキレンであり、
Wは、Hである)
によって表されることが特に好ましい。
*-U-X-(CH2-CH2-CH2-CH2-O)-(AlkO)n-W (a*)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合であり、
Xは、Oであり、
nは、重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2アルキレンであり、
Wは、Hである)
によって表されることが特に好ましい。
他の好ましい実施形態において、モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテルは、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、C2アルキレンであり、
Xは、Oであり、
kは、0であり、
nは、重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2アルキレンであり、
Wは、Hである)
を含む。
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、C2アルキレンであり、
Xは、Oであり、
kは、0であり、
nは、重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2アルキレンであり、
Wは、Hである)
を含む。
本発明の一実施形態において、モノマー成分Aは、アルキルアミド部分である。アルキルアミド部分という用語は、メチルアミドのようなモノアルキルアミド及びN,N-ジメチルアクリルアミドのようなジアルキルアミドを含むことが理解されるべきである。
本発明の他の実施形態において、モノマー成分Aは、窒素含有複素環式部分である。本発明によれば、例示的な窒素含有複素環式部分の例として、1-ビニル-2-ピロリジノン、1-ビニルイミダゾール、1-ビニル-1,2,4-トリアゾール、4-ビニルピリジン、N-ビニルカプロラクタム及び1-ビニルイミダゾールが例示的に挙げられる。
本発明の一実施形態において、モノマー成分Aは、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N,N-ジエチルメタクリルアミド、1-ビニル-2-ピロリジノン、N-ビニルカプロラクタム、4-アクリロイルモルホリン、N-メチル-N-ビニルアセトアミド、1-ビニルイミダゾール、4-ビニルピリジン及び1-ビニル-1,2,4-トリアゾールからなる群から、好ましくはN,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N,N-ジエチルメタクリルアミド、4-アクリロイルモルホリン、N-メチル-N-ビニルアセトアミド、4-ビニルピリジン及び1-ビニル-1,2,4-トリアゾールからなる群から選択される。特に、モノマー成分Aは、N,N-ジメチルアクリルアミドである。
本発明の好ましい実施形態において、モノマー成分B対モノマー成分Aの重量比は、37/63~98/2、好ましくは39/61~97/3、より好ましくは45/55~96/4、特に48/52~95/5である。
本発明のさらなる他の好ましい実施形態において、モノマー成分B対モノマー成分Aのモル比は、1/200~1、好ましくは1/100~1/1.2、より好ましくは1/50~1/1.5、一層好ましくは1/20~1/2、さらに好ましくは1/17~1/2.5、特に1/12~1/3である。
他の実施形態において、本発明は、本明細書に定義する非イオン性共重合体の、建設用材料組成物中における、好ましくは建設用材料組成物の凝結時間を遅延させることなく粘土のばらつきに対する頑健性を改良するための使用に関する。さらなる他の実施形態において、本発明は、本明細書に定義する非イオン性共重合体の、建設用材料組成物中における、非イオン性共重合体を含む組成物の、無機バインダーを添加する前の前処理における使用に関する。そのような前処理では、流動化剤が存在しないことが理解されるべきである。
一実施形態において、本発明は、本明細書に定義する建設用材料組成物の、ドライモルタル混合物又はコンクリート施工用途、好ましくは平板材、セルフレベリング性を有する下敷材又は上敷材、スクリード、補修モルタル、グラウト材、プラスター、タイル接着剤の製造における使用に関する。
本出願のさらなる実施形態は、以下に関する。
1.非イオン性共重合体であって、以下のモノマー成分:
i)少なくとも1個のアルキルアミド部分又は少なくとも1個の窒素含有複素環部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分A;
ii)構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC2~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として3~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員は、カルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、
但し、Uが化学結合である場合、kは、0である)
を含む少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B;及び
iii)任意選択的に、式(1)
(式中、
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、0~10の整数である)
を有するモノマー成分C
をベースとする残基を含む非イオン性共重合体。
i)少なくとも1個のアルキルアミド部分又は少なくとも1個の窒素含有複素環部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分A;
ii)構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC2~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として3~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員は、カルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、
但し、Uが化学結合である場合、kは、0である)
を含む少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B;及び
iii)任意選択的に、式(1)
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、0~10の整数である)
を有するモノマー成分C
をベースとする残基を含む非イオン性共重合体。
2.(i)モノマー成分Aは、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N,N-ジエチルメタクリルアミド、1-ビニル-2-ピロリジノン、N-ビニルカプロラクタム、4-アクリロイルモルホリン、N-メチル-N-ビニルアセトアミド、1-ビニルイミダゾール、4-ビニルピリジン及び1-ビニル-1,2,4-トリアゾールからなる群から選択され、且つ好ましくはN,N-ジメチルアクリルアミドであり;
(ii)モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテル部分は、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC2アルキレンであり、
Xは、Oであり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として3~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H又はメチルであり、
但し、Uが化学結合である場合、kは、0である)
を含み;及び
iii)任意選択的に、モノマー成分Cは、式(1)
(式中、
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、1~5の整数である)
を有し、且つ好ましくは式(1a)又は(1b)
を有する、実施形態1に記載の非イオン性共重合体。
(ii)モノマー成分Bの少なくとも1個のポリエーテル部分は、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC2アルキレンであり、
Xは、Oであり、
kは、0又は1であり、
nは、非イオン性共重合体全体を基準として3~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H又はメチルであり、
但し、Uが化学結合である場合、kは、0である)
を含み;及び
iii)任意選択的に、モノマー成分Cは、式(1)
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、1~5の整数である)
を有し、且つ好ましくは式(1a)又は(1b)
3.実施形態1又は2に記載の少なくとも1種の非イオン性共重合体及び少なくとも1種の無機バインダーを含む建設用材料組成物であって、好ましくは、少なくとも1種の無機バインダーは、水硬性バインダー、潜在水硬性バインダー又は硫酸カルシウムをベースとする無機バインダーである、建設用材料組成物。
4.建設用材料は、水硬性バインダー、潜在水硬性バインダー、硫酸カルシウムをベースとする無機バインダー及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1種のさらなる無機バインダーを含む、実施形態3に記載の建設用材料組成物。
5.水硬性バインダーが含まれ、水硬性バインダーは、好ましくは、ポルトランドセメント、アルミン酸カルシウムセメント、スルホアルミネートセメント及びそれらの混合物からなる群から選択され、及び/又は
潜在水硬性バインダーが含まれ、潜在水硬性バインダーは、好ましくは、高炉スラグである、実施形態3又は4に記載の建設用材料組成物。
潜在水硬性バインダーが含まれ、潜在水硬性バインダーは、好ましくは、高炉スラグである、実施形態3又は4に記載の建設用材料組成物。
6.硫酸カルシウムをベースとする無機バインダーが含まれ、無機バインダーは、その無水物又は水和物形態であり、且つ好ましくは焼石膏である、実施形態3~5のいずれか1つに記載の建設用材料組成物。
7.実施形態1又は2に記載の非イオン性共重合体の、建設用材料組成物における、好ましくは建設用材料組成物の凝結時間を遅延させることなく粘土のばらつきに対する頑健性を改良するための、又は非イオン性共重合体を含む組成物の、無機バインダーを添加する前の前処理における使用。
8.実施形態3に記載の建設用材料組成物の、ドライモルタル混合物又はコンクリート施工用途、好ましくは平板材、セルフレベリング性を有する下敷材又は上敷材、スクリード、補修モルタル、グラウト材、プラスター、タイル接着剤の製造における使用。
測定方法
GPC測定は、Waters Alliance 2695セパレーションモジュールを用いて実施した。
GPC測定は、Waters Alliance 2695セパレーションモジュールを用いて実施した。
MW測定は、GPCにより、Shodex OH(pak)SB-804 HQカラム及びSB-802.5 HQカラム(昭和電工株式会社)を用いて行い、較正には、PEG/PEO又はPSS(ナトリウム塩)又はPAA(ナトリウム塩)を使用した。
ポリカルボン酸エーテル(Melflux(登録商標)4930 F)は、BASF SEから粉末形態で購入した。ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド(PolyDADMAC)は、水中の固形分を85重量%超とした。25%溶液の20℃における粘度は、370mPasであった。ベントナイトは、Alfa Aesarから購入した。ポルトランドセメントは、CEM I 52.5 Nを使用した。
実施例2
スターラー、温度計、還流冷却器及び計量ポンプを備えた1リットルの4ツ口フラスコに水100g及びビニルオキシブチルポリエチレングリコール3000(ヒドロキシブチルビニルエーテルを66molのエチレンオキシドでエトキシル化することにより調製)400g(0.13mol)を装入した。混合物を75℃に加温した後、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(V-50、富士フイルム和光純薬株式会社から)0.5gを加えた。短時間撹拌した後、水400g、ジメチルアクリルアミド(DMAA、98%)66g(0.65mol)及び2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(V-50、富士フイルム和光純薬株式会社から)1gの混合物を45分以内に加えた。添加中、温度は、約83℃まで上昇し、粘度は、顕著に増大した。添加後、溶液を80℃で45分間維持した。
スターラー、温度計、還流冷却器及び計量ポンプを備えた1リットルの4ツ口フラスコに水100g及びビニルオキシブチルポリエチレングリコール3000(ヒドロキシブチルビニルエーテルを66molのエチレンオキシドでエトキシル化することにより調製)400g(0.13mol)を装入した。混合物を75℃に加温した後、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(V-50、富士フイルム和光純薬株式会社から)0.5gを加えた。短時間撹拌した後、水400g、ジメチルアクリルアミド(DMAA、98%)66g(0.65mol)及び2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(V-50、富士フイルム和光純薬株式会社から)1gの混合物を45分以内に加えた。添加中、温度は、約83℃まで上昇し、粘度は、顕著に増大した。添加後、溶液を80℃で45分間維持した。
こうすることにより、平均分子量Mw=51,518g/mol(GPCにより決定)であり、固形分が53.4%である共重合体の水溶液を得た。
実施例3
スターラー、温度計、還流冷却器及び計量ポンプを備えた1リットルの4ツ口フラスコに水100g及びビニルオキシブチルポリエチレングリコール1100(ヒドロキシブチルビニルエーテルを24molのエチレンオキシドでエトキシル化することにより調製)400g(0.36mol)を装入した。混合物を75℃に加温した後、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(V-50、富士フイルム和光純薬株式会社から)0.5gを加えた。短時間撹拌した後、水400g、ジメチルアクリルアミド(DMAA、98%)184g(1.81mol)及び2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(V-50、富士フイルム和光純薬株式会社から)1gの混合物を45分以内に加えた。添加中、温度は、約85℃まで上昇し、粘度は、顕著に増大した。添加後、溶液を80℃で45分間維持した。
スターラー、温度計、還流冷却器及び計量ポンプを備えた1リットルの4ツ口フラスコに水100g及びビニルオキシブチルポリエチレングリコール1100(ヒドロキシブチルビニルエーテルを24molのエチレンオキシドでエトキシル化することにより調製)400g(0.36mol)を装入した。混合物を75℃に加温した後、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(V-50、富士フイルム和光純薬株式会社から)0.5gを加えた。短時間撹拌した後、水400g、ジメチルアクリルアミド(DMAA、98%)184g(1.81mol)及び2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(V-50、富士フイルム和光純薬株式会社から)1gの混合物を45分以内に加えた。添加中、温度は、約85℃まで上昇し、粘度は、顕著に増大した。添加後、溶液を80℃で45分間維持した。
こうすることにより、平均分子量Mw=56,072g/mol(GPCにより決定)であり、固形分が54.2%である共重合体の水溶液を得た。
実施例4
スターラー、温度計、還流冷却器及び計量ポンプを備えた1リットルの4ツ口フラスコに水100g及びビニルオキシブチルポリエチレングリコール3000(ヒドロキシブチルビニルエーテルを66molのエチレンオキシドでエトキシル化することにより調製)400g(0.13mol)を装入した。混合物を75℃に加温した後、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(V-50、富士フイルム和光純薬株式会社から)0.5gを加えた。短時間撹拌した後、水400g、ジメチルアクリルアミド(DMAA、98%)121g(2.0mol)、メルカプトエタノール3g及び2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(V-50、富士フイルム和光純薬株式会社から)1gの混合物を45分以内に加えた。添加中、温度は、約81℃まで上昇し、粘度は、顕著に増大した。添加後、溶液を80℃で45分間維持した。
スターラー、温度計、還流冷却器及び計量ポンプを備えた1リットルの4ツ口フラスコに水100g及びビニルオキシブチルポリエチレングリコール3000(ヒドロキシブチルビニルエーテルを66molのエチレンオキシドでエトキシル化することにより調製)400g(0.13mol)を装入した。混合物を75℃に加温した後、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(V-50、富士フイルム和光純薬株式会社から)0.5gを加えた。短時間撹拌した後、水400g、ジメチルアクリルアミド(DMAA、98%)121g(2.0mol)、メルカプトエタノール3g及び2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(V-50、富士フイルム和光純薬株式会社から)1gの混合物を45分以内に加えた。添加中、温度は、約81℃まで上昇し、粘度は、顕著に増大した。添加後、溶液を80℃で45分間維持した。
こうすることにより、平均分子量Mw=31,544g/mol(GPCにより決定)であり、固形分が51.3%である共重合体の水溶液を得た。
実施例5
スターラー、温度計、還流冷却器及び計量ポンプを備えた1リットルの4頚フラスコに水100g及びメタアリルポリエチレングリコール-2400 400g(0.17mol)を装入した。混合物を75℃に加温した後、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(V-50、富士フイルム和光純薬株式会社から)0.5gを加えた。短時間撹拌した後、水400g、ジメチルアクリルアミド(DMAA、98%)84g(0.83mol)及び2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(V-50、富士フイルム和光純薬株式会社から)1gの混合物を45分以内に加えた。添加中、温度は、約82℃まで上昇し、粘度は、顕著に増大した。添加後、溶液を80℃で45分間維持した。
スターラー、温度計、還流冷却器及び計量ポンプを備えた1リットルの4頚フラスコに水100g及びメタアリルポリエチレングリコール-2400 400g(0.17mol)を装入した。混合物を75℃に加温した後、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(V-50、富士フイルム和光純薬株式会社から)0.5gを加えた。短時間撹拌した後、水400g、ジメチルアクリルアミド(DMAA、98%)84g(0.83mol)及び2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩(V-50、富士フイルム和光純薬株式会社から)1gの混合物を45分以内に加えた。添加中、温度は、約82℃まで上昇し、粘度は、顕著に増大した。添加後、溶液を80℃で45分間維持した。
こうすることにより、平均分子量Mw=77,167g/mol(GPCにより決定)であり、固形分が53.1%である共重合体の水溶液を得た。
様々な粘土不活化剤の頑健性を評価するために、これらを全てMelflux 4930と70/30比で混合し、粘土をさらに混入させることなく、初期フロー値が同程度となるように添加した。粘土源としてベントナイトを使用した。参照として、純粋な高流動化剤であるMelflux 4930及びPolyDADMACを使用した。
セメントモルタルを、DIN EN 196-1に記載されている方法に基づいて調製した。添加剤混合物を混合用水に溶解(w/c=0.35)し、ポルトランドセメント900g及び標準砂(DIN EN 196-1、Normensand GmbHより入手可能)1350gを含むドライモルタル混合物を加えた。次いで、混合を低速(140rpm)で開始した。60秒後、撹拌速度を上昇させ(285rpm)、30秒間継続した。次いで、撹拌を90秒間停止した後、285rpmで60秒間継続した。
撹拌プロセスの直後に、Haegermannコーンを使用して試料のスランプフローを求めた。試験方法は、SVB-Richtlinie des Deutschen Ausschusses fuer Stahlbeton(Deutscher Ausschuss fuer Stahlbetonbau(Ed.):DAfStb-Richtlinie Selbstverdichtender Beton(SVB-Richtlinie)Berlin,2003)に基づいた。
Haegermannコーン(上端のd=70mm、下端のd=100mm、h=60mm)を直径400mmの乾燥したガラス板の中央に配置し、セメントモルタルを詰めた。セメント及び水を最初に接触させてから5分後にコーンを引き上げ、形成されたケーキの平均径を測定した。
モルタル試験の結果を以下の表にまとめる。
本発明に係る試料の全ては、粘土混入に対する頑健性が大幅に改善されたことを確実に示している(ナトリウム型ベントナイトを添加した場合のスランプフローの低下がより小さい)。塩化物を含有するなどの他の欠点も有する、先行技術に係る粘土不活化剤(例えば、PolyDADMAC)と比較しても、ここに示した本発明の実施例の全ては、粘土に対する頑健性に関する大幅な改善を示している。
石膏スラリー
さらに、石膏ボード試験システムを用いて、粘土に対する頑健性に関する試験を実施した。分散剤としてMelflux PCE 1493 L/40%N.D.(BASFから)を使用した。粘土不活化剤としての本発明の共重合体以外、比較例1に用いる参照としてPolyDADMACも使用した。混入する粘土は、石膏源を介して導入した。
さらに、石膏ボード試験システムを用いて、粘土に対する頑健性に関する試験を実施した。分散剤としてMelflux PCE 1493 L/40%N.D.(BASFから)を使用した。粘土不活化剤としての本発明の共重合体以外、比較例1に用いる参照としてPolyDADMACも使用した。混入する粘土は、石膏源を介して導入した。
使用した半水和物は、以下の組成を有した。
分散剤の量を一定にして、粘土不活化剤の必要量を決定した。全ての試験を、凝結時間を同一にして、ナイフ切断試験手順を用いて評価した。必要量の泡沫を添加することにより湿潤密度が確実に等しくなるようにした。
泡沫の調製:
脂肪アルキルエーテルスルフェートをベースとする泡沫を以下のように製造した:Vinapor GYP 2680(BASFから)0.5%を含有する界面活性剤溶液を供給槽に充填し、発泡機に通じるようにした。ステータ/ロータ機構を用い、且つ圧縮空気を加えることにより、界面活性剤溶液を泡沫に変化させた。気泡密度を調整して75g/Lになるようにした。
脂肪アルキルエーテルスルフェートをベースとする泡沫を以下のように製造した:Vinapor GYP 2680(BASFから)0.5%を含有する界面活性剤溶液を供給槽に充填し、発泡機に通じるようにした。ステータ/ロータ機構を用い、且つ圧縮空気を加えることにより、界面活性剤溶液を泡沫に変化させた。気泡密度を調整して75g/Lになるようにした。
凝結の始発の評価:
凝結の始発を、いわゆるナイフ切断法(DIN EN 13279-2に類似)を用いて決定した。
凝結の始発を、いわゆるナイフ切断法(DIN EN 13279-2に類似)を用いて決定した。
フローの評価:
60秒後のフローを求めた。液体に粉末成分を添加した後、石膏を15秒間浸す必要があった。次いで、スラリーをホバートミキサーで30秒間撹拌した。合計45秒間経過した後、石膏スラリーを円筒の上端まで詰め、60秒後に引き上げた。最後に、広がったペーストの直径を、ノギスを用いて、2本の直交する軸に沿って測定した。
60秒後のフローを求めた。液体に粉末成分を添加した後、石膏を15秒間浸す必要があった。次いで、スラリーをホバートミキサーで30秒間撹拌した。合計45秒間経過した後、石膏スラリーを円筒の上端まで詰め、60秒後に引き上げた。最後に、広がったペーストの直径を、ノギスを用いて、2本の直交する軸に沿って測定した。
比較例3
石膏(天然供給源由来のβ型半水和物)350g及び促進剤1.35g(凝結時間を約2:20分に調整するように、ボールミルで微粉砕した無水物)の混合物を液体中に分散させた。液体は、Plastretard(Sicit 2000から)0.035g、Melflux PCE 1493 L(BASFから)0.49g、PolyDADMAC0.210g及び水192.03gを含むものとした。その後、粉末を液体中に15秒間浸す必要があった。その後、スラリーを、ホバートミキサーを用いてlevel II(285rpm)で30秒間撹拌した。その間、脂肪アルキルエーテルスルフェートをベースとする泡沫(密度75g/L)24.97gをスラリーに添加し、石膏スラリーの湿潤密度を1000±10kg/m3に調整した。フローは、13.2cmであった。
石膏(天然供給源由来のβ型半水和物)350g及び促進剤1.35g(凝結時間を約2:20分に調整するように、ボールミルで微粉砕した無水物)の混合物を液体中に分散させた。液体は、Plastretard(Sicit 2000から)0.035g、Melflux PCE 1493 L(BASFから)0.49g、PolyDADMAC0.210g及び水192.03gを含むものとした。その後、粉末を液体中に15秒間浸す必要があった。その後、スラリーを、ホバートミキサーを用いてlevel II(285rpm)で30秒間撹拌した。その間、脂肪アルキルエーテルスルフェートをベースとする泡沫(密度75g/L)24.97gをスラリーに添加し、石膏スラリーの湿潤密度を1000±10kg/m3に調整した。フローは、13.2cmであった。
比較例4
石膏(天然供給源由来のβ型半水和物)350g及び促進剤1.35g(凝結時間を約2:20分に調整するように、ボールミルで微粉砕した無水物)の混合物を液体中に分散させた。液体は、Plastretard(Sicit 2000から)0.035g、Melflux PCE 1493 L(BASFから)0.49g及び水192.03gを含むものとした。その後、粉末を液体中に15秒間浸す必要があった。その後、スラリーを、ホバートミキサーを用いてlevel II(285rpm)で30秒間撹拌した。その間、脂肪アルキルエーテルスルフェートをベースとする泡沫(密度75g/L)24.97gをスラリーに添加し、石膏スラリーの湿潤密度を1000±10kg/m3に調整した。ペースト状コンシステンシーのため、フローを測定することができなかった。
石膏(天然供給源由来のβ型半水和物)350g及び促進剤1.35g(凝結時間を約2:20分に調整するように、ボールミルで微粉砕した無水物)の混合物を液体中に分散させた。液体は、Plastretard(Sicit 2000から)0.035g、Melflux PCE 1493 L(BASFから)0.49g及び水192.03gを含むものとした。その後、粉末を液体中に15秒間浸す必要があった。その後、スラリーを、ホバートミキサーを用いてlevel II(285rpm)で30秒間撹拌した。その間、脂肪アルキルエーテルスルフェートをベースとする泡沫(密度75g/L)24.97gをスラリーに添加し、石膏スラリーの湿潤密度を1000±10kg/m3に調整した。ペースト状コンシステンシーのため、フローを測定することができなかった。
発明実施例5
石膏(天然供給源由来のβ型半水和物)350g及び促進剤1.35g(凝結時間を約2:20分に調整するように、ボールミルで微粉砕した無水物)の混合物を液体中に分散させた。液体は、Plastretard(Sicit 2000から)0.035g、Melflux PCE 1493 L(BASFから)0.49g、実施例2のポリマー0.179g及び水196.57gを含むものとした。その後、粉末を液体中に15秒間浸す必要があった。その後、スラリーを、ホバートミキサーを用いてlevel II(285rpm)で30秒間撹拌した。その間、脂肪アルキルエーテルスルフェートをベースとする泡沫(密度75g/L)20.43gをスラリーに添加し、石膏スラリーの湿潤密度を1000±10kg/m3に調整した。フローは、18.2cmであった。
石膏(天然供給源由来のβ型半水和物)350g及び促進剤1.35g(凝結時間を約2:20分に調整するように、ボールミルで微粉砕した無水物)の混合物を液体中に分散させた。液体は、Plastretard(Sicit 2000から)0.035g、Melflux PCE 1493 L(BASFから)0.49g、実施例2のポリマー0.179g及び水196.57gを含むものとした。その後、粉末を液体中に15秒間浸す必要があった。その後、スラリーを、ホバートミキサーを用いてlevel II(285rpm)で30秒間撹拌した。その間、脂肪アルキルエーテルスルフェートをベースとする泡沫(密度75g/L)20.43gをスラリーに添加し、石膏スラリーの湿潤密度を1000±10kg/m3に調整した。フローは、18.2cmであった。
発明実施例6
石膏(天然供給源由来のβ型半水和物)350g及び促進剤1.35g(凝結時間を約2:20分に調整するように、ボールミルで微粉砕した無水物)の混合物を液体中に分散させた。液体は、Plastretard(Sicit 2000から)0.035g、Melflux PCE 1493 L(BASFから)0.49g、実施例3のポリマー0.161g及び水196.57gを含むものとした。その後、粉末を液体中に15秒間浸す必要があった。その後、スラリーを、ホバートミキサーを用いてlevel II(285rpm)で30秒間撹拌した。その間、脂肪アルキルエーテル硫酸塩をベースとする泡沫(密度75g/L)20.43gをスラリーに添加し、石膏スラリーの湿潤密度を1000±10kg/m3に調整した。フローは、18.6cmであった。
石膏(天然供給源由来のβ型半水和物)350g及び促進剤1.35g(凝結時間を約2:20分に調整するように、ボールミルで微粉砕した無水物)の混合物を液体中に分散させた。液体は、Plastretard(Sicit 2000から)0.035g、Melflux PCE 1493 L(BASFから)0.49g、実施例3のポリマー0.161g及び水196.57gを含むものとした。その後、粉末を液体中に15秒間浸す必要があった。その後、スラリーを、ホバートミキサーを用いてlevel II(285rpm)で30秒間撹拌した。その間、脂肪アルキルエーテル硫酸塩をベースとする泡沫(密度75g/L)20.43gをスラリーに添加し、石膏スラリーの湿潤密度を1000±10kg/m3に調整した。フローは、18.6cmであった。
発明実施例7
石膏(天然供給源由来のβ型半水和物)350g及び促進剤1.35g(凝結時間を約2:20分に調整するように、ボールミルで微粉砕した無水物)の混合物を液体中に分散させた。液体は、Plastretard(Sicit 2000から)0.035g、Melflux PCE 1493 L(BASFから)0.49g、実施例4のポリマー0.179g及び水196.57gを含むものとした。その後、粉末を液体中に15秒間浸す必要があった。その後、スラリーを、ホバートミキサーを用いてlevel II(285rpm)で30秒間撹拌した。その間、脂肪アルキルエーテルスルフェートをベースとする泡沫(密度75g/L)20.43gをスラリーに添加し、石膏スラリーの湿潤密度を1000±10kg/m3に調整した。フローは、18.1cmであった。
石膏(天然供給源由来のβ型半水和物)350g及び促進剤1.35g(凝結時間を約2:20分に調整するように、ボールミルで微粉砕した無水物)の混合物を液体中に分散させた。液体は、Plastretard(Sicit 2000から)0.035g、Melflux PCE 1493 L(BASFから)0.49g、実施例4のポリマー0.179g及び水196.57gを含むものとした。その後、粉末を液体中に15秒間浸す必要があった。その後、スラリーを、ホバートミキサーを用いてlevel II(285rpm)で30秒間撹拌した。その間、脂肪アルキルエーテルスルフェートをベースとする泡沫(密度75g/L)20.43gをスラリーに添加し、石膏スラリーの湿潤密度を1000±10kg/m3に調整した。フローは、18.1cmであった。
石膏試験の結果を以下の表にまとめる(Dos.は、添加量を表す)。
本発明の実施例の全ては、先行技術(PolyDADMAC)と比較して添加効率が顕著に向上することを示している。加えて、泡沫に関して好ましい影響が見られ、石膏スラリーに目標の湿潤密度を達成させるための泡沫添加時間が短縮されることが明らかである。
Claims (15)
- 建設用材料組成物であって、
A)以下のモノマー成分:
i)少なくとも1個のアルキルアミド部分又は少なくとも1個の窒素含有複素環式部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分A、及び
ii)少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B
をベースとする残基を含む少なくとも1種の非イオン性共重合体と;
B)硫酸カルシウムをベースとする少なくとも1種の無機バインダーと
を含む建設用材料組成物。 - モノマー成分Bの前記少なくとも1個のポリエーテル部分は、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、前記重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC1~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、前記非イオン性共重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員は、カルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルである)
を含む、請求項1に記載の建設用材料組成物。 - 建設用材料組成物であって、
A)以下のモノマー成分:
i)少なくとも1個のアルキルアミド部分又は少なくとも1個の窒素含有複素環式部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分A、及び
ii)少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B
をベースとする残基を含む少なくとも1種の非イオン性共重合体であって、モノマー成分Bの前記少なくとも1個のポリエーテル部分は、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、前記重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC2~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、前記非イオン性共重合体全体を基準として24~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員は、カルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、
但し、Uが化学結合である場合、kは、0である)
を含む、少なくとも1種の非イオン性共重合体と;
B)水硬性バインダー又は潜在水硬性バインダーから選択される少なくとも1種の無機バインダーと
を含む建設用材料組成物。 - 前記モノマー成分Aは、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N,N-ジエチルメタクリルアミド、1-ビニル-2-ピロリジノン、N-ビニルカプロラクタム、4-アクリロイルモルホリン、N-メチル-N-ビニルアセトアミド、1-ビニルイミダゾール、4-ビニルピリジン及び1-ビニル-1,2,4-トリアゾールからなる群から選択され、且つ好ましくはN,N-ジメチルアクリルアミドである、請求項1~3のいずれか一項に記載の建設用材料組成物。
- C)流動化剤
をさらに含み、好ましくは、前記流動化剤は、
主鎖上において、エーテル官能基及び酸官能基を有する側鎖を含有する共重合体として存在する水溶性櫛型ポリマー、又は
重縮合体を含有する組成物
であり、前記重縮合体は、
(I)ポリエーテル側鎖、好ましくはポリアルキレングリコール側鎖、より好ましくはポリエチレングリコール側鎖を有する芳香族又は複素芳香族部分からなる少なくとも1種の構造単位と、
(II)少なくとも1個のリン酸エステル基及び/又はその塩を有する芳香族又は複素芳香族部分からなる少なくとも1種の構造単位と
を含有する、請求項1~5のいずれか一項に記載の建設用材料組成物。 - 非イオン性共重合体であって、以下のモノマー成分:
i)N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N,N-ジエチルメタクリルアミド、4-アクリロイルモルホリン、N-メチル-N-ビニルアセトアミド、4-ビニルピリジン及び1-ビニル-1,2,4-トリアゾールからなる群から選択され、好ましくはN,N-ジメチルアクリルアミドであるモノマー成分A;
ii)構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、前記重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC2~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、前記非イオン性共重合体全体を基準として3~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員は、カルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、
但し、Uが化学結合である場合、kは、0である)
を含む少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B;及び
iii)任意選択的に、式(1)
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、0~10の整数である)
を有するモノマー成分C
をベースとする残基を含む非イオン性共重合体。 - (i)前記モノマー成分Aは、N,N-ジメチルアクリルアミドであり;
(ii)モノマー成分Bの前記少なくとも1個のポリエーテル部分は、構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、前記重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC2アルキレンであり、
Xは、Oであり、
kは、0又は1であり、
nは、前記非イオン性共重合体全体を基準として3~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H又はメチルであり、
但し、Uが化学結合である場合、kは、0である)
を含み;及び
iii)任意選択的に、モノマー成分Cは、式(1)
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、1~5の整数である)
を有し、且つ好ましくは式(1a)又は(1b)
- 請求項7又は8に記載の少なくとも1種の非イオン性共重合体及び少なくとも1種の無機バインダーを含む建設用材料組成物であって、好ましくは、前記少なくとも1種の無機バインダーは、水硬性バインダー、潜在水硬性バインダー又は硫酸カルシウムをベースとする無機バインダーである、建設用材料組成物。
- 前記建設用材料は、水硬性バインダー、潜在水硬性バインダー、硫酸カルシウムをベースとする無機バインダー及びそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1種のさらなる無機バインダーを含む、請求項1~6又は9のいずれか一項に記載の建設用材料組成物。
- 水硬性バインダーが含まれ、前記水硬性バインダーは、好ましくは、ポルトランドセメント、アルミン酸カルシウムセメント、スルホアルミネートセメント及びそれらの混合物からなる群から選択され、及び/又は
潜在水硬性バインダーが含まれ、前記潜在水硬性バインダーは、好ましくは、高炉スラグである、請求項1~6、9又は10のいずれか一項に記載の建設用材料組成物。 - 硫酸カルシウムをベースとする無機バインダーが含まれ、前記無機バインダーは、その無水物又は水和物形態であり、且つ好ましくは焼石膏である、請求項1~6又は9~11のいずれか一項に記載の建設用材料組成物。
- 非イオン性共重合体であって、以下のモノマー成分:
i)少なくとも1個のアルキルアミド部分又は少なくとも1個の窒素含有複素環式部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分A;
ii)構造単位(a)
*-U-(C(O))k-X-(AlkO)n-W (a)
(式中、
*は、前記重合体への結合部位を表し、
Uは、化学結合又はC1~C8アルキレンであり、
Xは、O、N又はNR1であり、
kは、0又は1であり、
nは、前記非イオン性共重合体全体を基準として3~300の平均値を有する整数であり、
Alkは、C2~C4アルキレンであり、Alkは、(AlkO)n基内で同じあるか又は異なり得、
Wは、H、C1~C6アルキル、アリール又はY-Fであり、
Yは、フェニルでさらに置換され得る直鎖又は分岐のC2~C8アルキレンであり、
Fは、窒素を介してYに結合されている5~10員の窒素複素環であり、窒素原子及び炭素原子に加えて、酸素、窒素及び硫黄からなる群から選択される1、2又は3個のさらなる複素原子は、環員として存在し得、窒素環員は、R2部分に結合され得、1又は2個の炭素環員は、カルボニルとして存在し得、
R1は、H、C1~C4アルキル又はベンジルであり、及び
R2は、H、C1~C4アルキル又はベンジルである)
を含む少なくとも1個のポリエーテル部分を含むエチレン性不飽和モノマーを含むモノマー成分B;及び
iii)任意選択的に、式(1)
RAは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RBは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;
RCは、H、OH、(C1~C3アルキレン)-OH又はC1~C3アルキルであり;及び
nは、0~10の整数である)
を有するモノマー成分C
をベースとする残基を含む非イオン性共重合体の、建設用材料組成物における、好ましくは前記建設用材料組成物の凝結時間を遅延させることなく粘土のばらつきに対する頑健性を改良するための使用。 - 請求項7又は8に記載の非イオン性共重合体の、建設用材料組成物における、好ましくは前記建設用材料組成物の凝結時間を遅延させることなく粘土のばらつきに対する頑健性を改良するための、又は前記非イオン性共重合体を含む組成物の、無機バインダーを添加する前の前処理における使用。
- 請求項1~6又は9のいずれか一項に記載の建設用材料組成物の、ドライモルタル混合物又はコンクリート施工用途、好ましくは平板材、セルフレベリング性を有する下敷材又は上敷材、スクリード、補修モルタル、グラウト材、プラスター、タイル接着剤の製造における使用。
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