JP3538827B2 - セメント分散剤及びその製造方法 - Google Patents
セメント分散剤及びその製造方法Info
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Description
剤として使用されるセメント分散剤に関する。特に優れ
た分散性を有し、更に分散持続性(分散性の経時変化)
にも優れるセメント分散剤、及びその製造法に関する。
メント分散剤として、リグニンスルホン酸系、ナフタレ
ンスルホン酸系、メラミンスルホン酸系、ポリカルボン
酸系、アミノスルホン酸系等と称される分散剤が使用さ
れている。
は、(メタ)アクリル酸と、(メタ)アクリル酸エステ
ルの共重合物(特公昭59−18338号公報)、(無
水)マレイン酸等とポリオキシアルキレン誘導体の共重
合物(特開昭63−285140号公報)等が代表的で
あり、リグニンスルホン酸系等の他の系統の分散剤に比
較し分散性は最も優れている。
剤は分散性には優れているものの、分散持続性は不充分
であり、この点を改善するために種々の方法が提案され
ているが、分散持続性を向上させようとすると分散性が
低下してしまうのが現状である(特開平7−33495
号公報)。
性と分散持続性を有するセメント分散剤、及びその製造
法を提供するものである。
結果、不飽和結合を有するカルボン酸(A)、不飽和結
合を有するポリオキシアルキレン系単量体(B)、アリ
ルフェノール類(C)を式1の範囲(重量部)で共重合
し、 20≦A≦35、60≦B≦75、1≦C≦10、A+B+C=100 式1 更にホルムアルデヒド水溶液(D:37%水溶液相当)
を用いてフェノール環を有する分散剤(E:固形分相
当)を式2、式3の範囲(重量部)で反応して得られる
高分子化合物を主成分とするセメント分散剤が、非常に
優れた分散性を有し、更に分散持続性にも優れることを
見いだした。 C≦D≦5C 式2 (A+B+C):E=2:8〜9:1 式3
るカルボン酸(A)としては、アクリル酸、メタクリル
酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等
が用いられるが、特に産業上(価格上)の観点からは、
アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸が好ましい。ま
た、これらは適宜組合せて用いることができる。例え
ば、アクリル酸とマレイン酸、アクリル酸とメタクリル
酸、メタクリル酸とマレイン酸を組合せて使用できる。
系単量体(B)としては、ポリオキシエチレンアクリレ
ート、アルコキシポリオキシエチレンアクリレート、ポ
リオキシエチレンメタクリレート、アルコキシポリオキ
シエチレンメタクリレート、ポリオキシエチレンアリル
エーテル、アルコキシポリオキシエチレンアリルエーテ
ル等のオキシエチレン構造を有する単量体や、オキシエ
チレン構造の一部、あるいは全てをオキシプロピレン構
造とした単量体が使用できる。特に産業上(価格上)の
観点からは、ポリオキシエチレンメタクリレート、メト
キシポリオキシエチレンメタクリレート、ポリオキシエ
チレンアリルエーテル、メトキシポリオキシエチレンア
リルエーテルが好ましい。また、これらは適宜組合せて
用いることができる。例えば、メトキシポリオキシエチ
レンメタクリレートとメトキシポリオキシエチレンアリ
ルエーテル、メトキシポリオキシエチレンメタクリレー
トとポリオキシエチレンアリルエーテル、ポリオキシエ
チレンメタクリレートとポリオキシエチレンアリルエー
テル、ポリオキシエチレンメタクリレートとメトキシポ
リオキシエチレンアリルエーテルを組合せて使用でき
る。
−ジヒドロキシジフェニルプロパン、4,4’−ジヒド
ロキシジフェニルメタン、4,4’−ジヒドロキシジフ
ェニルスルホンの3及び3’位アリル置換物、
4’−ジヒドロキシジフェニルプロパン、4,4’−ジ
ヒドロキシジフェニルメタン、4,4’−ジヒドロキシ
ジフェニルスルホンの3位アリル置換物、及び、
ボン酸(A)、不飽和結合を有するポリオキシアルキレ
ン系単量体(B)、アリルフェノール類(C)は式1の
範囲(重量部)にある必要がある。式1の範囲外では、
フェノール環を有する分散剤との反応が困難になる。或
いはフェノール環を有する分散剤との反応物が、良好な
分散性及び分散持続性を示さない。 20≦A≦35、60≦B≦75、1≦C≦10、A+B+C=100 式1
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、t−ブチルハイドロパーオキシドのような水溶
性過酸化物が一般的である。
60%、反応温度60〜100℃、反応時間を0.5〜
20時間で行う。
するカルボン酸の酸性により強酸性となるが、これを適
当なpHに調整してもよい。しかし不飽和結合を有する
ポリオキシアルキレン系単量体(B)にエステル結合を
有する単量体を使用する場合には、エステル結合の加水
分解を抑制するためpH8以下が好ましい。pH調整用
のアルカリとしては特に制限はないが、NaOH、Ca
(OH)2 等が一般的である。
ルボン酸(A)、不飽和結合を有するポリオキシアルキ
レン系単量体(B)、及びアリルフェノール類(C)の
混合物と、重合開始剤を、各々反応容器に連続添加する
方法が適当である。
下、共重合物とする)に、更にホルムアルデヒド水溶液
(D:37%水溶液相当)を用いてフェノール環を有す
る分散剤(E)を反応させる方法を以下に説明する。
ヒド水溶液(D:37%水溶液相当)とフェノール環を
有する分散剤(E:固形分相当)との比率は式2、式3
の範囲(重量部)である必要がある。 C≦D≦5C 式2 (A+B+C):E=2:8〜9:1 式3
ノール環を有する分散剤の反応物が良好な分散性及び分
散持続性を示さない。
とは、37%ホルムアルデヒド水溶液であるが、パラホ
ルムアルデヒド等ホルムアルデヒド誘導体でも良い。こ
の場合、重量部(D)は、37%ホルムアルデヒド水溶
液に換算する。
アルデヒドと反応可能なフェノール骨格を有する分散剤
であれば使用できるが、特に天然フェノール系高分子で
あるリグニンスルホン酸、及び合成フェノール系縮合物
であるビスフェノール類・アミノベンゼンスルホン酸・
ホルムアルデヒド縮合物、ビスフェノール類・アミノ酸
・ホルムアルデヒド縮合物を使用した場合、共重合物と
の反応物が良好な分散性及び分散持続性を示す。なお前
記合成縮合物は特公平6−60041、6−07997
4号公報等に記載の縮合物であり、同公報等の実施例記
載の方法により容易に製造できる。
の反応は、弱酸性下から弱アルカリ性下で効率的に反応
する。特に不飽和結合を有するポリオキシアルキレン系
単量体(B)にエステル結合を有する単量体を使用して
いる場合は、エステル結合の加水分解を抑制するためp
H8以下が好ましい。また強酸性下では極端に高分子量
化するため、pH5以上が好ましい。特に好ましいpH
は、pH7〜8である。pH調整用のアルカリとして
は、NaOH、Ca(OH)2 等が一般的である。
する分散剤水溶液とを混合し、pHを調整した後に加
熱、ホルムアルデヒド水溶液を連続して添加する方法が
好ましい。反応温度は通常60〜100℃である。
は、重量平均分子量10000以上30000以下の範
囲が好ましい。分子量が10000より低い場合は、分
散性能を示さない低分子量物が多くなり良好な分散性を
示さない。また分子量が30000より高い場合は凝集
性を示し、分散性等に悪影響を与える。
ョンクロマトグラフィー(GPC)で容易に測定するこ
とができる。
分添加率で通常0.1〜1.5%である。また本発明の
分散剤は、他系統の分散剤、増粘剤等との併用も可能で
ある。
し、更に分散持続性にも優れるセメント分散剤を提供す
ることができる。
(A)、不飽和結合を有するポリオキシアルキレン系単
量体(B)、アリルフェノール類(C)、ホルムアルデ
ヒド水溶液(D:37%水溶液相当)、フェノール環を
有する分散剤(E)を下記に示す(以後表中には下記a
〜mの記号で示す)。
系単量体(B) d:ポリオキシエチレンメタクリレート(EO付加モル
数=23) e:メトキシポリオキシエチレンメタクリレート(EO
付加モル数=9) f:メトキシポリオキシエチレンアリルエーテル(EO
付加モル数=9) (EO:エチレンオキサイド)
3’位アリル置換物 i:4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホンの3及
び3’位アリル置換物
ムアルデヒド水溶液
レックスNL、固形分30%) k:ビスフェノールS・アミノベンゼンスルホン酸・ホ
ルムアルデヒド縮合物(4−アミノベンゼンスルホン酸
50部、ビスフェノールS45部、37%ホルムアルデ
ヒド水溶液50部、及び95%NaOH12部を使用
し、特公平6−60041、6−39514号公報の実
施例に従い縮合物水溶液を得た後、固形分を20%に調
整した。) l:ビスフェノールA・グルタミン酸・ホルムアルデヒ
ド縮合物(ビスフェノールA40部、L−グルタミン酸
ナトリウム30部、37%ホルムアルデヒド水溶液33
部、及び47%NaOH水溶液14部を使用し、特公平
6−079974、特開平4−352751号公報の実
施例に従い縮合物水溶液を得た後、固形分を20%に調
整した。) m:ビスフェノールS・グルタミン酸・ホルムアルデヒ
ド縮合物(ビスフェノールS50部、L−グルタミン酸
ナトリウム35部、37%ホルムアルデヒド水溶液40
部、及び47%NaOH水溶液20部を使用し、特公平
6−079974、特開平4−352751号公報の実
施例に従い縮合物水溶液を得た後、固形分を20%に調
整した。)
に、水150部を仕込み、90℃に昇温した。その後、
4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホンのジアリル
置換体(i)2重量部、メタクリル酸(a)34部、メ
トキシポリオキシエチレンメタクリレート(e)64
部、及び水75部の混合溶液と、過硫酸アンモニウム
(重合開始剤)2. 2部、水175部の混合溶液を、各
々2時間で反応容器に連続添加した。更に90℃で1時
間反応させることにより共重合物の水懸濁液を得た。懸
濁液中の有効成分(A+B+C)は100部である。
和結合を有するポリオキシアルキレン系単量体(B)、
アリルフェノール類(C)を用いる他は、重合例1と同
様に共重合反応を行い、共重合例2〜4の共重合物水懸
濁液を得た。懸濁液中の有効成分(A+B+C)は10
0部である。
00部]と、精製リグニンスルホン酸(j)水溶液50
部(固形分15部)を混合した後、47%NaOH水溶
液でpH7. 6に調整した。この混合液を90℃に加熱
し、37%ホルムアルデヒド水溶液(D)5部を20分
で連続添加した後、90℃で20時間反応させて反応物
水溶液を得た。得られた反応物のGPCを用いて測定し
た重量平均分子量は16000である(ポリエチレング
リコール換算)。
ル環を有する分散剤(E)、ホルムアルデヒド水溶液
(D)に変更する他は、実施例1と同様に反応を行い、
実施例2〜4の反応物水溶液を得た。
重量平均分子量(ポリエチレングリコール換算)は表3
に示した。
環を有する分散剤水溶液を反応せずに単に混合した。
A、B、C、Eの関係は表2に示した。
ようにして重合を行った。温度計、滴下ロート、窒素ガ
ス導入管及び撹拌機を備えた反応容器に水560.7部
を仕込み、撹拌下に反応容器内を窒素置換し、95℃ま
で加熱した。次いでメトキシポリオキシエチレンメタク
リレート(NKエステルM−230G、新中村化学
(株)製、平均エチレンオキシド付加モル数23個)7
5部、アクリル酸25部及び水300部からなるモノマ
ー混合溶液と、5%過硫酸アンモニウム水溶液34.5
部とのそれぞれを120分で添加し、添加終了後更に5
%過硫酸アンモニウム水溶液6.8部を20分で添加し
た。この添加を終了した後、120分間95℃に温度を
保持し重合反応を完結させた。その後、NaOH溶液で
中和を行い、共重合物の水溶液を得た。
例1〜9について、表4に示す配合でコンクリート試験
を行った。
ント、細骨材、粗骨材、水、分散剤、AE剤、消泡剤を
投入し90秒混練し、混練直後のコンクリートのスラン
プ値が18cmになるよう分散剤の固形分添加率(対セ
メント量)を調整した。またコンクリート中の空気量は
混練直後に4.5±0.5%になるようAE剤、消泡剤
量を調整した。また混練後90分経過後のスランプ値も
測定した。なおスランプ値、空気量の測定はJISA6
204に準拠して行った。
になる分散剤の固形分添加率で評価し、分散持続性は9
0分後のスランプ値(混練直後スランプ値18cmから
の低下の程度)で評価した。分散性及び分散持続性試験
結果を表5に示す。
1〜4の単なる混合物より少ない添加率であることから
分散性に優れていることがわかる。
実施例の反応物は共重合物単独と同等の分散性(添加
率)を有し、分散持続性(90分後のスランプ値)は良
好であることがわかる。
実施例の反応物はフェノール環を有する分散剤単独と
同等の分散持続性を有し、分散性は優れることがわか
る。
散持続性にも優れるセメント分散剤を提供することがで
きる
Claims (5)
- 【請求項1】 不飽和結合を有するカルボン酸(A)、
不飽和結合を有するポリオキシアルキレン系単量体
(B)、アリルフェノール類(C)を式1の範囲(重量
部)で共重合し、 20≦A≦35、60≦B≦75、1≦C≦10、A+B+C=100 式1 更にホルムアルデヒド水溶液(D:37%水溶液相当)
を用いて、フェノール環を有する分散剤(E:固形分相
当)を式2、式3の範囲(重量部)で反応して得られる
高分子化合物を主成分とするセメント分散剤。 C≦D≦5C 式2 (A+B+C):E=2:8〜9:1 式3 - 【請求項2】 フェノール環を有する分散剤(E)が、
リグニンスルホン酸、ビスフェノール類・アミノベンゼ
ンスルホン酸・ホルムアルデヒド縮合物、ビスフェノー
ル類・アミノ酸・ホルムアルデヒド縮合物のいずれかで
ある請求項1記載のセメント分散剤。 - 【請求項3】 不飽和結合を有するカルボン酸(A)
が、(メタ)アクリル酸及び/またはマレイン酸である
請求項1または2記載のセメント分散剤。 - 【請求項4】 不飽和結合を有するポリオキシアルキレ
ン系単量体(B)が、(メトキシ)ポリオキシエチレン
メタクリレート及び/または(メトキシ)ポリオキシエ
チレンアリルエーテルである請求項1から3いずれか1
項記載のセメント分散剤。 - 【請求項5】 不飽和結合を有するカルボン酸(A)、
不飽和結合を有するポリオキシアルキレン系単量体
(B)、アリルフェノール類(C)を式1の範囲(重量
部)で共重合し、 20≦A≦35、60≦B≦75、1≦C≦10、A+B+C=100 式1 更にホルムアルデヒド水溶液(D:37%水溶液相当)
を用いて、フェノール環を有する分散剤(E:固形分相
当)を式2、式3の範囲(重量部)で反応して得られる
高分子化合物を主成分とするセメント分散剤の製造法。 C≦D≦5C 式2 (A+B+C):E=2:8〜9:1 式3
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JPH101344A JPH101344A (ja) | 1998-01-06 |
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JP5870878B2 (ja) * | 2012-08-24 | 2016-03-01 | 日本製紙株式会社 | セメント混和剤およびこれを用いたセメント組成物の製造方法 |
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- 1997-03-28 JP JP7712297A patent/JP3538827B2/ja not_active Expired - Lifetime
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