JP3877831B2 - 水硬性物質の混和剤 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水硬性物質の混和剤し、詳しくは、特定の構造を有する化合物を単量体成分とする共重合体からなる水硬性物質の混和剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セメント、石膏等の水硬性物質には、流動性を向上させる目的で、分散剤、減水剤、流動化剤等と称される混和剤が配合されている。コンクリート等の水硬性物質は、セメント、骨材、水に加えて混和剤を配合し流動性を調整した後、ミキサー車等で打設現場へ輸送されてそのまま打設される。従って、運搬中に水硬性物質の流動性が変化してしまうと、打設の際に作業性が悪くなる場合がある。このような流動性の経時的な変化をスランプロスというが、従来混和剤として使用されてきたナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物や、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物等はスランプロスが大きいという問題点を抱えていた。
【０００３】
そこで、スランプロスの低減を求めて様々な混和剤が開発されている。例えば、特開平６―１４４９０６号公報には、フェノキシポリオキシアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート及び（メタ）アクリル酸塩を単量体成分とする共重合体をセメントの混和剤として使用する技術が開示されている。又、特開平７―１０９１５６号公報、特開平７―１１８０４４号公報、特開平７―１１８０４５号公報には、アルキルプロペニルフェノールアルキレンオキサイド付加物、（メタ）アクリル酸塩、及びアルコキシポリオキシアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート等を単量体成分とする共重合体からなるセメント混和剤に関する技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらに開示されるセメント混和剤では、未だスランプロスの低減効果は十分でなく、硬化特性、減水性等も従来の混和剤に比べて優秀とは言い難いものであった。従って、本発明の目的は、スタンプロスの少ない新規な水硬性物質の混和剤を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者らは鋭意検討し、特定の構造を持つ化合物を単量体成分とする共重合体よりなり、スランプロスの低減、水硬性物質の硬化特性や減水性等に優れる混和剤を開発するに至った。即ち、本発明は、少なくとも、下記の一般式（１）
【化５】
（式中、Ｒ１は、水素原子又はメチル基を表わし、Ｒ２は、メチレン基又はカルボニル基を表わし、Ｒ３は、炭化水素基を表わし、Ｒ４は、炭化水素基又はアシル基を表わし、Ｘは、水素原子、炭化水素基又は親水基を表わし、ｎは、０又は１以上の数を表わす。）
で表わす単量体（Ａ）；
下記の一般式（２）
【化６】
（式中、Ｒ５は、水素原子又はメチル基を表わし、Ｍ１は、水素原子、金属原子又はアンモニウムを表わす。）
で表わされる単量体（Ｂ）；及び
下記の一般式（３）
【化７】
（式中、Ｒ ６ は、水素原子又はメチル基を表わし、Ｒ ７ は、炭化水素基を表わし、Ｒ ８ は、水素原子又は炭化水素基を表わし、ｍは、０又は１以上の数を表わす。）
で表わされる単量体（Ｃ）；及び／又は
下記の一般式（４）
【化８】
（式中、Ｒ ９ 及びＲ １０ は、水素原子又はメチル基を表わし、Ｍ ２ 及びＭ ３ は、水素原子、金属原子、アンモニウム又は−（Ｒ １１ −Ｏ） ｐ −Ｒ １２ で表わされる基を表わし、Ｒ １１ は、炭化水素基を表わし、Ｒ １２ は、水素原子又は炭化水素基を表わし、ｐは、０又は１以上の数を表わす。）
で表わされる単量体（Ｄ）を単量体成分とする共重合体からなる水硬性物質の混和剤である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
上記一般式（１）において、Ｒ1は、水素原子又はメチル基を表わし、Ｒ2は、メチレン基又はカルボニル基を表わす。従って、一般式（１）で表わされる単量体（Ａ）は重合性炭素―炭素二重結合としてアリル、メタリル、アクリロイル又はメタクリロイルを有する化合物である。
【０００７】
Ｒ3は、炭化水素基を表わすが、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、フェニルエチレン等の炭素数２〜４のアルキレン基又はフェニルエチレン基であることが好ましい。（Ｒ3―Ｏ）n部は、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、エピクロルヒドリン等のアルキレンオキサイド又はスチレンオキサイド等を付加重合することにより得ることができる。又、付加させるアルキレンオキサイド又はスチレンオキサイド等により、Ｒ3が決定され、付加させるアルキレンオキサイド又はスチレンオキサイド等は単独重合、２種類以上のランダム共重合、ブロック共重合又はランダム／ブロック共重合であってよい。付加の方法は公知の方法であってよい。Ｒ3はエチレン基が好ましく、Ｒ3が２種以上の炭化水素基である場合は１種はエチレン基であることが好ましい。又、（Ｒ3―Ｏ）部の重合度を表わすｎは０又は１以上の数であり、好ましくは１〜１,０００、より好ましくは１〜５００、更に好ましくは５〜１００である。
【０００８】
Ｒ4は、炭化水素基を表わす。炭化水素基としては例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基等である。
【０００９】
アルキル基としては例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ターシャリブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ターシャリペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、２−エチルヘキシル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、イソトリデシル、ミリスチル、パルミチル、ステアリル、イコシル、ドコシル、テトラコシル、トリアコンチル、２−オクチルドデシル、２−ドデシルヘキサデシル、２−テトラデシルオクタデシル、モノメチル分岐−イソステアリル等が挙げられる。
【００１０】
アルケニル基としては例えば、ビニル、アリル、プロペニル、イソプロペニル、ブテニル、イソブテニル、ペンテニル、イソペンテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、オクテニル、ノネニル、デセニル、ウンデセニル、ドデセニル、テトラデセニル、オレイル等が挙げられる。
【００１１】
アリール基としては例えば、フェニル、トルイル、キシリル、クメニル、メシチル、ベンジル、フェネチル、スチリル、シンナミル、ベンズヒドリル、トリチル、エチルフェニル、プロピルフェニル、ブチルフェニル、ペンチルフェニル、ヘキシルフェニル、ヘプチルフェニル、オクチルフェニル、ノニルフェニル、デシルフェニル、ウンデシルフェニル、ドデシルフェニル、スチレン化フェニル、ベンジルフェニル、フェニルフェニル、ｐ−クミルフェニル、α−ナフチル、β−ナフチル基等が挙げられる。
【００１２】
シクロアルキル基、シクロアルケニル基としては例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、メチルシクロペンチル、メチルシクロヘキシル、メチルシクロヘプチル、シクロペンテニル、シクロヘキセニル、シクロヘプテニル、メチルシクロペンテニル、メチルシクロヘキセニル、メチルシクロヘプテニル基等が挙げられる。
【００１３】
又、Ｒ4はアシル基でもよい。アシル基としては、前述の炭化水素基の結合末端にカルボニル基が結合した基が挙げられる。例えば、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、バレリル、イソバレリル、ピバリル、ラウロイル、ミリストイル、パルミトイル、ステアロイル、アクリロイル、プロピオロイル、メタクロイル、クロトノイル、オレイロイル、ベンゾイル、フタロイル、スクシニル等が挙げられる。
【００１４】
なかでも、Ｒ4は炭素数６〜３６のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はアシル基が安定した疎水性を与えるため好ましい。
【００１５】
一般式（１）において、Ｘは、水素原子（水酸基）、炭化水素基又は親水基を表す。炭化水素基として好ましいものはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ターシャリブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ターシャリペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、２−エチルヘキシル等の炭素数１〜８のアルキル基である。
【００１６】
また、親水基としては例えば、−ＳＯ3Ｍ、−Ｒ13−ＣＯＯＭ、−ＰＯ3Ｍ2、−ＰＯ3Ｈ又は−ＣＯ−Ｒ14−ＣＯＯＭ等が挙げられる。なお、これら親水基を表す式中、Ｍは、水素原子、金属原子又はアンモニウムを表わす。金属原子としては例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属原子、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属原子（但し、アルカリ土類金属原子は通常２価であるから、１／２）等が挙げられ、アンモニウムとしてはアンモニアのアンモニウム、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、モノプロピルアミン、ジプロピルアミン、メチルエチルアミン、メチルプロピルアミン、エチルプロピルアミン等のアルキルアミンのアンモニウム又は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、メチルエタノールアミン、エチルエタノールアミン等のアルカノールアミン等のアンモニウム等が挙げられる。
【００１７】
更に、Ｒ13は、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンテン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン等のアルキレン基を表わす。なかでも原料の都合から、メチレン、エチレン、プロピレン等の炭素数１〜３のアルキレン基が好ましい。
【００１８】
Ｒ14は、二塩基酸又はその無水物の残基である。二塩基酸としては、例えばシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸等の飽和脂肪族ジカルボン酸、シクロペンタンジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸等の飽和脂環族ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリレンジカルボン酸、キシリレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸等の不飽和脂肪族ジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、ナジック酸（エンドメチレンテトラヒドロフタル酸）、メチルナジック酸、メチルブテニルテトラヒドロフタル酸、メチルペンテニルテトラヒドロフタル酸等の不飽和脂環族ジカルボン酸等が挙げられる。これらは無水物の形で用いられてもよい。
【００１９】
一般式（１）で表わされる単量体（Ａ）は例えば、特公平５―７５００１号及び特公平５―７５００２号公報に記載のとおり、（メタ）アリルグリシジルエーテルをアルコール、フェノール、カルボン酸等と反応させた後、アルキレンオキサイドを付加させるか、（メタ）アクリル酸グリシジルエステルをアルコール、フェノール、カルボン酸等と反応させた後、アルキレンオキサイドを付加させれば得ることができる。Ｘが親水基の場合は、上記反応で得られた化合物に親水基の導入反応を行う。
【００２０】
上記親水基を表わす式中、−ＳＯ3Ｍで表わされる基を導入するために硫酸化する場合は、親水化剤として、例えばスルファミン酸、硫酸、無水硫酸、発煙硫酸、クロロスルホン酸等を使用することができる。硫酸化する場合の反応条件は、特に限定されないが、通常温度は室温〜１５０℃、圧力は常圧〜５ｋｇ／ｃｍ2程度の加圧下、反応時間は１〜１０時間程度である。
【００２１】
上記親水基を表わす式中、−ＰＯ3Ｍ2 又は−ＰＯ3ＭＨで表わされる基を導入するためにリン酸化する場合は、親水化剤としては、例えば五酸化二リン、ポリリン酸、オキシ塩化リン等が使用できる。リン酸化する場合には、モノエステル型の化合物とジエステル型の化合物が混合体として得られるが、これらは分離してもよいし、分離が難しい場合はそのまま混合物として使用してもよい。リン酸化する場合の反応条件は、特に限定されないが、通常温度は室温〜１５０℃、圧力は常圧、反応時間は１〜１０時間程度である。
【００２２】
上記親水基を表わす式中、−Ｒ13−ＣＯＯＭで表わされる基を導入するためにカルボン酸化する場合は、親水化剤としては、例えばクロロ酢酸（Ｒ13がメチル基に相当）、クロロプロピオン酸（Ｒ13がエチル基に相当）又はこれらの塩等が使用できる。カルボン酸化する場合の反応条件は、特に限定されないが、通常温度は室温〜１５０℃、圧力は常圧〜５ｋｇ／ｃｍ2程度の加圧下、反応時間は１〜１０時間程度である。必要に応じて、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリを触媒として使用してもよい。
【００２３】
上記親水基を表わす式中、−ＣＯ−Ｒ14−ＣＯＯＭで表わされる基を導入するために二塩基酸化する場合は、親水化剤としては、前述した二塩基酸又はその無水物等が使用できる。例えばマレイン酸（Ｒ14がＣＨ＝ＣＨ基に相当）、フタル酸（Ｒ14がフェニル基に相当）又はこれらの塩又はこれらの無水物等が挙げられる。二塩基酸化する場合の反応条件は、特に限定されないが、通常温度は室温〜１５０℃、圧力は常圧、反応温度は１〜１０時間程度である。必要に応じて、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリを触媒として使用してもよい。
【００２４】
又、親水化を行った場合は、その後にアルカリやアンモニア、アルキルアミン又はアルカノールアミン等で中和を行ってもよい。
【００２５】
上記単量体（Ａ）の共重合体中における含有割合は特に限定されないが、共重合体に対して０.５〜３０重量％が好ましく、１〜２５重量％がより好ましく、５〜２０重量％が更に好ましい。
【００２６】
一般式（２）において、Ｒ5は、水素原子又はメチル基を表わし、Ｍ1は、水素原子、金属原子又はアンモニウムを表わす。金属原子又はアンモニウムとして好ましいものは上記のＭと同様である。従って、一般式（２）で表わされる単量体（Ｂ）は具体的には例えば、アクリル酸、アクリル酸ナトリウム、アクリル酸カリウム、アクリル酸マグネシウム、アクリル酸カルシウム、アクリル酸アンモニウム、アクリル酸トリエタノールアミン塩、メタクリル酸、メタクリル酸ナトリウム、メタクリル酸カリウム、メタクリル酸マグネシウム、メタクリル酸カルシウム、メタクリル酸アンモニウム、メタクリル酸トリエタノールアミン塩等が挙げられる。
【００２７】
上記単量体（Ｂ）の共重合体中における含有割合は特に限定されないが、共重合体に対して１〜８０重量％が好ましく、１０〜７０重量％がより好ましく、１５〜６０重量％が更に好ましい。
【００２８】
一般式（３）において、Ｒ6は、水素原子又はメチル基を表わす。又、Ｒ7は、炭化水素基を表わす。Ｒ7として好ましいものはＲ3と同様である。又、Ｒ8は、水素原子又は炭化水素基を表わす。炭化水素基として好ましいものはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ターシャリブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ターシャリペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、２−エチルヘキシル等の炭素数１〜８のアルキル基又はフェニル基である。ｍは、０又は１以上の数を表わし、０又は１〜２００が好ましく、０又は１〜１００がより好ましく、１〜５０が更に好ましい。
【００２９】
一般式（３）で表わされる単量体（Ｃ）は具体的には例えば、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、イソプロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、ヘプチル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシヘキシル（メタ）アクリレート、ポリオキシエチレンモノ（メタ）アクリレート、ポリオキシプロピレンモノ（メタ）アクリレート、ポリオキシブチレンモノ（メタ）アクリレート、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンモノ（メタ）アクリレート、メトキシポリオキシエチレンモノ（メタ）アクリレート、メトキシポリオキシプロピレンモノ（メタ）アクリレート、メトキシポリオキシブチレンモノ（メタ）アクリレート、メトキシポリオキシエチレンポリオキシプロピレンモノ（メタ）アクリレート、エトキシポリオキシエチレンモノ（メタ）アクリレート、エトキシポリオキシプロピレンモノ（メタ）アクリレート、エトキシポリオキシブチレンモノ（メタ）アクリレート、エトキシポリオキシエチレンポリオキシプロピレンモノ（メタ）アクリレート、フェノキシポリオキシエチレンモノ（メタ）アクリレート、フェノキシポリオキシプロピレンモノ（メタ）アクリレート、フェノキシポリオキシブチレンモノ（メタ）アクリレート、フェノキシポリオキシエチレンポリオキシプロピレンモノ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００３０】
上記単量体（Ｃ）が共重合体の構成成分として存在する場合、単量体（Ｃ）の共重合体中における含有割合は特に限定されないが、共重合体に対して１〜８０重量％が好ましく、１０〜７０重量％がより好ましく、２０〜６０重量％が更に好ましい。
【００３１】
一般式（４）において、Ｒ9及びＲ10は、水素原子又はメチル基を表わす。Ｍ2及びＭ3は、水素原子、金属原子又はアンモニウムを表わす。金属原子又はアンモニウムとして好ましいものは上記Ｍと同様である。又、Ｍ2及びＭ3は、−（Ｒ11−Ｏ）p―Ｒ12で表わされる基であっても良い。ここで、Ｒ11は、炭化水素基を表わす。Ｒ11として好ましいものは上記Ｒ3と同様である。又、Ｒ12は、水素原子又は炭化水素基を表わす。炭化水素基として好ましいものはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ターシャリブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ターシャリペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、２−エチルヘキシル等の炭素数１〜８のアルキル基である。ｐは、０又は１以上の数を表わし、０又は１〜２００が好ましく、０又は１〜１００がより好ましく、１〜５０が更に好ましい。
【００３２】
一般式（４）で表わされる単量体（Ｄ）は具体的には例えば、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、マレイン酸ナトリウム、フマル酸ナトリウム、シトラコン酸ナトリウム、メサコン酸ナトリウム、マレイン酸カリウム、フマル酸カリウム、シトラコン酸カリウム、メサコン酸カリウム、マレイン酸アンモニウム、フマル酸アンモニウム、シトラコン酸アンモニウム、メサコン酸アンモニウム、マレイン酸メチル、フマル酸メチル、シトラコン酸メチル、メサコン酸メチル、マレイン酸エチル、フマル酸エチル、シトラコン酸エチル、メサコン酸エチル、マレイン酸フェニル、フマル酸フェニル、シトラコン酸フェニル、メサコン酸フェニル、ポリエチレングリコールジマレイン酸エステル、ポリエチレングリコールジフマル酸エステル、ポリエチレングリコールジシトラコン酸エステル、ポリエチレングリコールジメサコン酸エステル、メトキシポリエチレングリコールジマレイン酸エステル、メトキシポリエチレングリコールジフマル酸エステル、メトキシポリエチレングリコールジシトラコン酸エステル、メトキシポリエチレングリコールジメサコン酸エステル等が挙げられる。
【００３３】
上記単量体（Ｄ）が共重合体の構成成分として存在する場合、単量体（Ｄ）の共重合体中における含有割合は特に限定されないが、共重合体に対して０.５〜３０重量％が好ましく、１〜２５重量％がより好ましく、５〜２０重量％が更に好ましい。
【００３４】
又、本発明の混和剤を構成する共重合体は、上記成分の他、その他の重合性化合物を単量体成分として有してもよい。その他の単量体成分としては、スチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン等の芳香族不飽和単量体、酢酸ビニル、クロロ酢酸ビニル、メトキシ酢酸ビニル等の酢酸ビニル類、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、１，３−ペンタジエン、ジメチルブタジエン等のジエン系化合物、アルキルビニルエーテル、Ｎ―ビニルカルバゾール、ビニルイソシアネート、イソプロペニルイソシアネート、メチルビニルケトン、メチルイソプロペニルケトン、（メタ）アクロレイン、（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロニトリル等が挙げられる。
【００３５】
本発明の混和剤を構成する共重合体の分子量は特に限定されないが、５００〜５０万が好ましく、１,０００〜２０万がより好ましく、５,０００〜１０万程度が更に好ましい。
【００３６】
又、本発明の混和剤を構成する共重合体は、上記単量体成分を公知の方法で共重合させることにより得ることができる。重合の方法は特に限定されないが、通常は溶媒中でラジカル的に重合させれば得ることができる。
【００３７】
重合開始剤としては例えば、過硫酸塩、過酸化物、アゾ化合物等が使用できる。例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、２，２―アゾビスイソブチロニトリル、２，２―アゾビス（２―ジアミノプロパン）ハイドロクロライド、２，２―アゾビス（２，４―ジメチルバレロニトリル）等が挙げられる。
【００３８】
重合溶媒としては例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、オクタノール、デカノール等のアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等の低級ケトン、酢酸メチル、酢酸エチル等の低級エステル、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルメチルエーテル等の低級エーテル、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ヘキサン、シクロヘキサン、石油エーテル、リグロイン等の脂肪族又は脂環族炭化水素等が挙げられ、中でも水又は水に上記溶媒を混合した水系混合溶媒が好ましい。
【００３９】
重合反応の反応条件は特に限定されないが、通常温度は室温〜１５０℃、圧力は常圧〜５ｋｇ／ｃｍ2程度の加圧下、反応時間は１〜１０時間程度である。
【００４０】
本発明の混和剤は、水硬性物質に配合して使用される。水硬性物質としては例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント、超速硬ポルトランドセメント、膨張セメント、酸性リン酸塩セメント、自硬性セメント、石灰スラグセメント、高炉セメント、高硫酸塩スラグセメント、フライアッシュセメント、キーンスセメント、ポゾランセメント、アルミナセメント、ローマンセメント、白セメント、マグネシアセメント、水滓セメント、カルシウムアルミネート、シリカセメント、ジェットセメント、石膏等が挙げられる。
【００４１】
本発明の混和剤の配合量は特に限定されないが、水硬性物質に対して０.０１〜２０重量％が好ましく、０.０５〜１５重量％がより好ましく、０.１〜１０重量％が更に好ましい。
【００４２】
本発明の混和剤を配合した水硬性物質には、水の他、公知のセメント添加剤を必要に応じて添加することができる。セメント添加剤としては例えば、小石、砂利、砂、木片、パルプ等の骨材、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、ポリカルボン酸塩、スルホン化メラミン樹脂、リグニンスルホン酸、スルファニル酸ホルマリン縮合物等の公知の混和剤、ＡＥ剤、減水剤、空気連行剤、空気量調節剤、ケトグルコン酸カルシウム、ミルクカゼイン、クエン酸ナトリウム、酒石酸ナトリウムカリウム等の凝結遅延剤、凝結促進剤、流動化剤、起泡剤、発泡剤、保水剤、増粘剤、防水剤、水溶性高分子、界面活性剤、顔料、着色料等が挙げられる。
【００４３】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。尚、以下の実施例において部又は％は特に記載が無い限り重量基準である。
本発明の混和剤を製造するために使用した単量体は以下のとおり。
＜単量体Ａ＞
【化７】
上式において、
Ａ−１：ｎ＝１０、Ｘ＝水素原子
Ａ−２：ｎ＝１０、Ｘ＝ＳＯ3Ｎａ
Ａ−３：ｎ＝１０、Ｘ＝ＣＨ2ＣＯＯＮａ
Ａ−４：ｎ＝２０、Ｘ＝メチル基
【００４４】
＜単量体Ｂ＞
メタクリル酸ナトリウム
【００４５】
＜単量体Ｃ＞
Ｃ―１：メトキシポリエチレングリコール（１０モル）モノメタクリレート
Ｃ―２：メトキシポリエチレングリコール（８モル）モノメタクリレート
Ｃ―３：メトキシポリエチレングリコール（１６モル）モノメタクリレート
Ｃ―４：フェノキシポリエチレングリコール（１０モル）モノメタクリレート
【００４６】
＜単量体Ｄ＞
メトキシポリエチレングリコール（１０モル）マレイン酸ジエステル
【００４７】
（製造例）
攪拌機、窒素導入管、滴下ロート及び温度計を備えた反応容器に、単量体Ａ−１を１０部、単量体Ｂを４０部、単量体Ｃ―１を５０部及び水を２６５部仕込み、３０％水酸化ナトリウム水溶液２部でｐＨ９に調整した。窒素置換後、６０℃で２５％過硫酸アンモニウム水溶液１０部を添加し重合を開始した。５時間反応させ重合完了後、３０％水酸化ナトリウム水溶液を３部で中和させ、分子量約１０,０００である本発明の水硬性物質の混和剤１を得た。
【００４８】
以下、単量体組成が下記の表のとおりである本発明の水硬性物質の混和剤２〜９を得た。
【００４９】
又、比較品として、単量体Ａ−１に代えて以下の化合物を使用した以外は製造例１と同様の方法で分子量約１０,０００の比較品１を得た。
【化８】
【００５０】
又、比較品２として、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルムアルデヒド縮合物を、比較品３として、メラミンスルホン酸ナトリウムホルムアルデヒド縮合物を使用した。
【００５１】
【表１】
【００５２】
（実施例１）
中央普通ポルトランドセメント３３６部、水道水１８５部、川砂７９９部、砕石９７４部に、本発明の水硬性物質の混和剤１〜９及び比較品１〜３を傾胴ミキサーで２５ｒｐｍで３分間混練りしてセメント組成物を得た。このセメント組成物の調整直後のスランプ値を測定し、更に４ｒｐｍで６０分間回転させ、６０分後のスランプ値を測定した。本発明のセメント混和剤及び比較品の添加量は、初期スランプ値が２０ｃｍ±１ｃｍになるように添加した。尚、スランプ値はＪＩＳ―Ａ１１０１法により測定した。
【００５３】
【表２】
【００５４】
【発明の効果】
本発明の効果は、新規な水硬性物質の混和剤を提供したことにある。本発明によれば、従来のセメント混和剤に比べてスランプロスが少ない優れた混和剤を使用することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、水硬性物質の混和剤し、詳しくは、特定の構造を有する化合物を単量体成分とする共重合体からなる水硬性物質の混和剤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セメント、石膏等の水硬性物質には、流動性を向上させる目的で、分散剤、減水剤、流動化剤等と称される混和剤が配合されている。コンクリート等の水硬性物質は、セメント、骨材、水に加えて混和剤を配合し流動性を調整した後、ミキサー車等で打設現場へ輸送されてそのまま打設される。従って、運搬中に水硬性物質の流動性が変化してしまうと、打設の際に作業性が悪くなる場合がある。このような流動性の経時的な変化をスランプロスというが、従来混和剤として使用されてきたナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物や、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物等はスランプロスが大きいという問題点を抱えていた。
【０００３】
そこで、スランプロスの低減を求めて様々な混和剤が開発されている。例えば、特開平６―１４４９０６号公報には、フェノキシポリオキシアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート及び（メタ）アクリル酸塩を単量体成分とする共重合体をセメントの混和剤として使用する技術が開示されている。又、特開平７―１０９１５６号公報、特開平７―１１８０４４号公報、特開平７―１１８０４５号公報には、アルキルプロペニルフェノールアルキレンオキサイド付加物、（メタ）アクリル酸塩、及びアルコキシポリオキシアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート等を単量体成分とする共重合体からなるセメント混和剤に関する技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらに開示されるセメント混和剤では、未だスランプロスの低減効果は十分でなく、硬化特性、減水性等も従来の混和剤に比べて優秀とは言い難いものであった。従って、本発明の目的は、スタンプロスの少ない新規な水硬性物質の混和剤を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者らは鋭意検討し、特定の構造を持つ化合物を単量体成分とする共重合体よりなり、スランプロスの低減、水硬性物質の硬化特性や減水性等に優れる混和剤を開発するに至った。即ち、本発明は、少なくとも、下記の一般式（１）
【化５】
で表わす単量体（Ａ）；
下記の一般式（２）
【化６】
で表わされる単量体（Ｂ）；及び
下記の一般式（３）
【化７】
で表わされる単量体（Ｃ）；及び／又は
下記の一般式（４）
【化８】
で表わされる単量体（Ｄ）を単量体成分とする共重合体からなる水硬性物質の混和剤である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
上記一般式（１）において、Ｒ1は、水素原子又はメチル基を表わし、Ｒ2は、メチレン基又はカルボニル基を表わす。従って、一般式（１）で表わされる単量体（Ａ）は重合性炭素―炭素二重結合としてアリル、メタリル、アクリロイル又はメタクリロイルを有する化合物である。
【０００７】
Ｒ3は、炭化水素基を表わすが、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、フェニルエチレン等の炭素数２〜４のアルキレン基又はフェニルエチレン基であることが好ましい。（Ｒ3―Ｏ）n部は、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、エピクロルヒドリン等のアルキレンオキサイド又はスチレンオキサイド等を付加重合することにより得ることができる。又、付加させるアルキレンオキサイド又はスチレンオキサイド等により、Ｒ3が決定され、付加させるアルキレンオキサイド又はスチレンオキサイド等は単独重合、２種類以上のランダム共重合、ブロック共重合又はランダム／ブロック共重合であってよい。付加の方法は公知の方法であってよい。Ｒ3はエチレン基が好ましく、Ｒ3が２種以上の炭化水素基である場合は１種はエチレン基であることが好ましい。又、（Ｒ3―Ｏ）部の重合度を表わすｎは０又は１以上の数であり、好ましくは１〜１,０００、より好ましくは１〜５００、更に好ましくは５〜１００である。
【０００８】
Ｒ4は、炭化水素基を表わす。炭化水素基としては例えば、アルキル基、アルケニル基、アリール基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基等である。
【０００９】
アルキル基としては例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ターシャリブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ターシャリペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、２−エチルヘキシル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、イソトリデシル、ミリスチル、パルミチル、ステアリル、イコシル、ドコシル、テトラコシル、トリアコンチル、２−オクチルドデシル、２−ドデシルヘキサデシル、２−テトラデシルオクタデシル、モノメチル分岐−イソステアリル等が挙げられる。
【００１０】
アルケニル基としては例えば、ビニル、アリル、プロペニル、イソプロペニル、ブテニル、イソブテニル、ペンテニル、イソペンテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、オクテニル、ノネニル、デセニル、ウンデセニル、ドデセニル、テトラデセニル、オレイル等が挙げられる。
【００１１】
アリール基としては例えば、フェニル、トルイル、キシリル、クメニル、メシチル、ベンジル、フェネチル、スチリル、シンナミル、ベンズヒドリル、トリチル、エチルフェニル、プロピルフェニル、ブチルフェニル、ペンチルフェニル、ヘキシルフェニル、ヘプチルフェニル、オクチルフェニル、ノニルフェニル、デシルフェニル、ウンデシルフェニル、ドデシルフェニル、スチレン化フェニル、ベンジルフェニル、フェニルフェニル、ｐ−クミルフェニル、α−ナフチル、β−ナフチル基等が挙げられる。
【００１２】
シクロアルキル基、シクロアルケニル基としては例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、メチルシクロペンチル、メチルシクロヘキシル、メチルシクロヘプチル、シクロペンテニル、シクロヘキセニル、シクロヘプテニル、メチルシクロペンテニル、メチルシクロヘキセニル、メチルシクロヘプテニル基等が挙げられる。
【００１３】
又、Ｒ4はアシル基でもよい。アシル基としては、前述の炭化水素基の結合末端にカルボニル基が結合した基が挙げられる。例えば、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、バレリル、イソバレリル、ピバリル、ラウロイル、ミリストイル、パルミトイル、ステアロイル、アクリロイル、プロピオロイル、メタクロイル、クロトノイル、オレイロイル、ベンゾイル、フタロイル、スクシニル等が挙げられる。
【００１４】
なかでも、Ｒ4は炭素数６〜３６のアルキル基、アルケニル基、アリール基又はアシル基が安定した疎水性を与えるため好ましい。
【００１５】
一般式（１）において、Ｘは、水素原子（水酸基）、炭化水素基又は親水基を表す。炭化水素基として好ましいものはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ターシャリブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ターシャリペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、２−エチルヘキシル等の炭素数１〜８のアルキル基である。
【００１６】
また、親水基としては例えば、−ＳＯ3Ｍ、−Ｒ13−ＣＯＯＭ、−ＰＯ3Ｍ2、−ＰＯ3Ｈ又は−ＣＯ−Ｒ14−ＣＯＯＭ等が挙げられる。なお、これら親水基を表す式中、Ｍは、水素原子、金属原子又はアンモニウムを表わす。金属原子としては例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属原子、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属原子（但し、アルカリ土類金属原子は通常２価であるから、１／２）等が挙げられ、アンモニウムとしてはアンモニアのアンモニウム、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、モノプロピルアミン、ジプロピルアミン、メチルエチルアミン、メチルプロピルアミン、エチルプロピルアミン等のアルキルアミンのアンモニウム又は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、メチルエタノールアミン、エチルエタノールアミン等のアルカノールアミン等のアンモニウム等が挙げられる。
【００１７】
更に、Ｒ13は、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンテン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン等のアルキレン基を表わす。なかでも原料の都合から、メチレン、エチレン、プロピレン等の炭素数１〜３のアルキレン基が好ましい。
【００１８】
Ｒ14は、二塩基酸又はその無水物の残基である。二塩基酸としては、例えばシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸等の飽和脂肪族ジカルボン酸、シクロペンタンジカルボン酸、ヘキサヒドロフタル酸、メチルヘキサヒドロフタル酸等の飽和脂環族ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリレンジカルボン酸、キシリレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸等の不飽和脂肪族ジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸、メチルテトラヒドロフタル酸、ナジック酸（エンドメチレンテトラヒドロフタル酸）、メチルナジック酸、メチルブテニルテトラヒドロフタル酸、メチルペンテニルテトラヒドロフタル酸等の不飽和脂環族ジカルボン酸等が挙げられる。これらは無水物の形で用いられてもよい。
【００１９】
一般式（１）で表わされる単量体（Ａ）は例えば、特公平５―７５００１号及び特公平５―７５００２号公報に記載のとおり、（メタ）アリルグリシジルエーテルをアルコール、フェノール、カルボン酸等と反応させた後、アルキレンオキサイドを付加させるか、（メタ）アクリル酸グリシジルエステルをアルコール、フェノール、カルボン酸等と反応させた後、アルキレンオキサイドを付加させれば得ることができる。Ｘが親水基の場合は、上記反応で得られた化合物に親水基の導入反応を行う。
【００２０】
上記親水基を表わす式中、−ＳＯ3Ｍで表わされる基を導入するために硫酸化する場合は、親水化剤として、例えばスルファミン酸、硫酸、無水硫酸、発煙硫酸、クロロスルホン酸等を使用することができる。硫酸化する場合の反応条件は、特に限定されないが、通常温度は室温〜１５０℃、圧力は常圧〜５ｋｇ／ｃｍ2程度の加圧下、反応時間は１〜１０時間程度である。
【００２１】
上記親水基を表わす式中、−ＰＯ3Ｍ2 又は−ＰＯ3ＭＨで表わされる基を導入するためにリン酸化する場合は、親水化剤としては、例えば五酸化二リン、ポリリン酸、オキシ塩化リン等が使用できる。リン酸化する場合には、モノエステル型の化合物とジエステル型の化合物が混合体として得られるが、これらは分離してもよいし、分離が難しい場合はそのまま混合物として使用してもよい。リン酸化する場合の反応条件は、特に限定されないが、通常温度は室温〜１５０℃、圧力は常圧、反応時間は１〜１０時間程度である。
【００２２】
上記親水基を表わす式中、−Ｒ13−ＣＯＯＭで表わされる基を導入するためにカルボン酸化する場合は、親水化剤としては、例えばクロロ酢酸（Ｒ13がメチル基に相当）、クロロプロピオン酸（Ｒ13がエチル基に相当）又はこれらの塩等が使用できる。カルボン酸化する場合の反応条件は、特に限定されないが、通常温度は室温〜１５０℃、圧力は常圧〜５ｋｇ／ｃｍ2程度の加圧下、反応時間は１〜１０時間程度である。必要に応じて、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリを触媒として使用してもよい。
【００２３】
上記親水基を表わす式中、−ＣＯ−Ｒ14−ＣＯＯＭで表わされる基を導入するために二塩基酸化する場合は、親水化剤としては、前述した二塩基酸又はその無水物等が使用できる。例えばマレイン酸（Ｒ14がＣＨ＝ＣＨ基に相当）、フタル酸（Ｒ14がフェニル基に相当）又はこれらの塩又はこれらの無水物等が挙げられる。二塩基酸化する場合の反応条件は、特に限定されないが、通常温度は室温〜１５０℃、圧力は常圧、反応温度は１〜１０時間程度である。必要に応じて、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリを触媒として使用してもよい。
【００２４】
又、親水化を行った場合は、その後にアルカリやアンモニア、アルキルアミン又はアルカノールアミン等で中和を行ってもよい。
【００２５】
上記単量体（Ａ）の共重合体中における含有割合は特に限定されないが、共重合体に対して０.５〜３０重量％が好ましく、１〜２５重量％がより好ましく、５〜２０重量％が更に好ましい。
【００２６】
一般式（２）において、Ｒ5は、水素原子又はメチル基を表わし、Ｍ1は、水素原子、金属原子又はアンモニウムを表わす。金属原子又はアンモニウムとして好ましいものは上記のＭと同様である。従って、一般式（２）で表わされる単量体（Ｂ）は具体的には例えば、アクリル酸、アクリル酸ナトリウム、アクリル酸カリウム、アクリル酸マグネシウム、アクリル酸カルシウム、アクリル酸アンモニウム、アクリル酸トリエタノールアミン塩、メタクリル酸、メタクリル酸ナトリウム、メタクリル酸カリウム、メタクリル酸マグネシウム、メタクリル酸カルシウム、メタクリル酸アンモニウム、メタクリル酸トリエタノールアミン塩等が挙げられる。
【００２７】
上記単量体（Ｂ）の共重合体中における含有割合は特に限定されないが、共重合体に対して１〜８０重量％が好ましく、１０〜７０重量％がより好ましく、１５〜６０重量％が更に好ましい。
【００２８】
一般式（３）において、Ｒ6は、水素原子又はメチル基を表わす。又、Ｒ7は、炭化水素基を表わす。Ｒ7として好ましいものはＲ3と同様である。又、Ｒ8は、水素原子又は炭化水素基を表わす。炭化水素基として好ましいものはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ターシャリブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ターシャリペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、２−エチルヘキシル等の炭素数１〜８のアルキル基又はフェニル基である。ｍは、０又は１以上の数を表わし、０又は１〜２００が好ましく、０又は１〜１００がより好ましく、１〜５０が更に好ましい。
【００２９】
一般式（３）で表わされる単量体（Ｃ）は具体的には例えば、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、イソプロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、ヘプチル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシヘキシル（メタ）アクリレート、ポリオキシエチレンモノ（メタ）アクリレート、ポリオキシプロピレンモノ（メタ）アクリレート、ポリオキシブチレンモノ（メタ）アクリレート、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンモノ（メタ）アクリレート、メトキシポリオキシエチレンモノ（メタ）アクリレート、メトキシポリオキシプロピレンモノ（メタ）アクリレート、メトキシポリオキシブチレンモノ（メタ）アクリレート、メトキシポリオキシエチレンポリオキシプロピレンモノ（メタ）アクリレート、エトキシポリオキシエチレンモノ（メタ）アクリレート、エトキシポリオキシプロピレンモノ（メタ）アクリレート、エトキシポリオキシブチレンモノ（メタ）アクリレート、エトキシポリオキシエチレンポリオキシプロピレンモノ（メタ）アクリレート、フェノキシポリオキシエチレンモノ（メタ）アクリレート、フェノキシポリオキシプロピレンモノ（メタ）アクリレート、フェノキシポリオキシブチレンモノ（メタ）アクリレート、フェノキシポリオキシエチレンポリオキシプロピレンモノ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００３０】
上記単量体（Ｃ）が共重合体の構成成分として存在する場合、単量体（Ｃ）の共重合体中における含有割合は特に限定されないが、共重合体に対して１〜８０重量％が好ましく、１０〜７０重量％がより好ましく、２０〜６０重量％が更に好ましい。
【００３１】
一般式（４）において、Ｒ9及びＲ10は、水素原子又はメチル基を表わす。Ｍ2及びＭ3は、水素原子、金属原子又はアンモニウムを表わす。金属原子又はアンモニウムとして好ましいものは上記Ｍと同様である。又、Ｍ2及びＭ3は、−（Ｒ11−Ｏ）p―Ｒ12で表わされる基であっても良い。ここで、Ｒ11は、炭化水素基を表わす。Ｒ11として好ましいものは上記Ｒ3と同様である。又、Ｒ12は、水素原子又は炭化水素基を表わす。炭化水素基として好ましいものはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、ターシャリブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ターシャリペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、２−エチルヘキシル等の炭素数１〜８のアルキル基である。ｐは、０又は１以上の数を表わし、０又は１〜２００が好ましく、０又は１〜１００がより好ましく、１〜５０が更に好ましい。
【００３２】
一般式（４）で表わされる単量体（Ｄ）は具体的には例えば、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、マレイン酸ナトリウム、フマル酸ナトリウム、シトラコン酸ナトリウム、メサコン酸ナトリウム、マレイン酸カリウム、フマル酸カリウム、シトラコン酸カリウム、メサコン酸カリウム、マレイン酸アンモニウム、フマル酸アンモニウム、シトラコン酸アンモニウム、メサコン酸アンモニウム、マレイン酸メチル、フマル酸メチル、シトラコン酸メチル、メサコン酸メチル、マレイン酸エチル、フマル酸エチル、シトラコン酸エチル、メサコン酸エチル、マレイン酸フェニル、フマル酸フェニル、シトラコン酸フェニル、メサコン酸フェニル、ポリエチレングリコールジマレイン酸エステル、ポリエチレングリコールジフマル酸エステル、ポリエチレングリコールジシトラコン酸エステル、ポリエチレングリコールジメサコン酸エステル、メトキシポリエチレングリコールジマレイン酸エステル、メトキシポリエチレングリコールジフマル酸エステル、メトキシポリエチレングリコールジシトラコン酸エステル、メトキシポリエチレングリコールジメサコン酸エステル等が挙げられる。
【００３３】
上記単量体（Ｄ）が共重合体の構成成分として存在する場合、単量体（Ｄ）の共重合体中における含有割合は特に限定されないが、共重合体に対して０.５〜３０重量％が好ましく、１〜２５重量％がより好ましく、５〜２０重量％が更に好ましい。
【００３４】
又、本発明の混和剤を構成する共重合体は、上記成分の他、その他の重合性化合物を単量体成分として有してもよい。その他の単量体成分としては、スチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン等の芳香族不飽和単量体、酢酸ビニル、クロロ酢酸ビニル、メトキシ酢酸ビニル等の酢酸ビニル類、ブタジエン、イソプレン、クロロプレン、１，３−ペンタジエン、ジメチルブタジエン等のジエン系化合物、アルキルビニルエーテル、Ｎ―ビニルカルバゾール、ビニルイソシアネート、イソプロペニルイソシアネート、メチルビニルケトン、メチルイソプロペニルケトン、（メタ）アクロレイン、（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロニトリル等が挙げられる。
【００３５】
本発明の混和剤を構成する共重合体の分子量は特に限定されないが、５００〜５０万が好ましく、１,０００〜２０万がより好ましく、５,０００〜１０万程度が更に好ましい。
【００３６】
又、本発明の混和剤を構成する共重合体は、上記単量体成分を公知の方法で共重合させることにより得ることができる。重合の方法は特に限定されないが、通常は溶媒中でラジカル的に重合させれば得ることができる。
【００３７】
重合開始剤としては例えば、過硫酸塩、過酸化物、アゾ化合物等が使用できる。例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、２，２―アゾビスイソブチロニトリル、２，２―アゾビス（２―ジアミノプロパン）ハイドロクロライド、２，２―アゾビス（２，４―ジメチルバレロニトリル）等が挙げられる。
【００３８】
重合溶媒としては例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、オクタノール、デカノール等のアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等の低級ケトン、酢酸メチル、酢酸エチル等の低級エステル、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、エチルメチルエーテル等の低級エーテル、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ヘキサン、シクロヘキサン、石油エーテル、リグロイン等の脂肪族又は脂環族炭化水素等が挙げられ、中でも水又は水に上記溶媒を混合した水系混合溶媒が好ましい。
【００３９】
重合反応の反応条件は特に限定されないが、通常温度は室温〜１５０℃、圧力は常圧〜５ｋｇ／ｃｍ2程度の加圧下、反応時間は１〜１０時間程度である。
【００４０】
本発明の混和剤は、水硬性物質に配合して使用される。水硬性物質としては例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント、超速硬ポルトランドセメント、膨張セメント、酸性リン酸塩セメント、自硬性セメント、石灰スラグセメント、高炉セメント、高硫酸塩スラグセメント、フライアッシュセメント、キーンスセメント、ポゾランセメント、アルミナセメント、ローマンセメント、白セメント、マグネシアセメント、水滓セメント、カルシウムアルミネート、シリカセメント、ジェットセメント、石膏等が挙げられる。
【００４１】
本発明の混和剤の配合量は特に限定されないが、水硬性物質に対して０.０１〜２０重量％が好ましく、０.０５〜１５重量％がより好ましく、０.１〜１０重量％が更に好ましい。
【００４２】
本発明の混和剤を配合した水硬性物質には、水の他、公知のセメント添加剤を必要に応じて添加することができる。セメント添加剤としては例えば、小石、砂利、砂、木片、パルプ等の骨材、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、ポリカルボン酸塩、スルホン化メラミン樹脂、リグニンスルホン酸、スルファニル酸ホルマリン縮合物等の公知の混和剤、ＡＥ剤、減水剤、空気連行剤、空気量調節剤、ケトグルコン酸カルシウム、ミルクカゼイン、クエン酸ナトリウム、酒石酸ナトリウムカリウム等の凝結遅延剤、凝結促進剤、流動化剤、起泡剤、発泡剤、保水剤、増粘剤、防水剤、水溶性高分子、界面活性剤、顔料、着色料等が挙げられる。
【００４３】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。尚、以下の実施例において部又は％は特に記載が無い限り重量基準である。
本発明の混和剤を製造するために使用した単量体は以下のとおり。
＜単量体Ａ＞
【化７】
Ａ−１：ｎ＝１０、Ｘ＝水素原子
Ａ−２：ｎ＝１０、Ｘ＝ＳＯ3Ｎａ
Ａ−３：ｎ＝１０、Ｘ＝ＣＨ2ＣＯＯＮａ
Ａ−４：ｎ＝２０、Ｘ＝メチル基
【００４４】
＜単量体Ｂ＞
メタクリル酸ナトリウム
【００４５】
＜単量体Ｃ＞
Ｃ―１：メトキシポリエチレングリコール（１０モル）モノメタクリレート
Ｃ―２：メトキシポリエチレングリコール（８モル）モノメタクリレート
Ｃ―３：メトキシポリエチレングリコール（１６モル）モノメタクリレート
Ｃ―４：フェノキシポリエチレングリコール（１０モル）モノメタクリレート
【００４６】
＜単量体Ｄ＞
メトキシポリエチレングリコール（１０モル）マレイン酸ジエステル
【００４７】
（製造例）
攪拌機、窒素導入管、滴下ロート及び温度計を備えた反応容器に、単量体Ａ−１を１０部、単量体Ｂを４０部、単量体Ｃ―１を５０部及び水を２６５部仕込み、３０％水酸化ナトリウム水溶液２部でｐＨ９に調整した。窒素置換後、６０℃で２５％過硫酸アンモニウム水溶液１０部を添加し重合を開始した。５時間反応させ重合完了後、３０％水酸化ナトリウム水溶液を３部で中和させ、分子量約１０,０００である本発明の水硬性物質の混和剤１を得た。
【００４８】
以下、単量体組成が下記の表のとおりである本発明の水硬性物質の混和剤２〜９を得た。
【００４９】
又、比較品として、単量体Ａ−１に代えて以下の化合物を使用した以外は製造例１と同様の方法で分子量約１０,０００の比較品１を得た。
【化８】
又、比較品２として、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルムアルデヒド縮合物を、比較品３として、メラミンスルホン酸ナトリウムホルムアルデヒド縮合物を使用した。
【００５１】
【表１】
（実施例１）
中央普通ポルトランドセメント３３６部、水道水１８５部、川砂７９９部、砕石９７４部に、本発明の水硬性物質の混和剤１〜９及び比較品１〜３を傾胴ミキサーで２５ｒｐｍで３分間混練りしてセメント組成物を得た。このセメント組成物の調整直後のスランプ値を測定し、更に４ｒｐｍで６０分間回転させ、６０分後のスランプ値を測定した。本発明のセメント混和剤及び比較品の添加量は、初期スランプ値が２０ｃｍ±１ｃｍになるように添加した。尚、スランプ値はＪＩＳ―Ａ１１０１法により測定した。
【００５３】
【表２】
【発明の効果】
本発明の効果は、新規な水硬性物質の混和剤を提供したことにある。本発明によれば、従来のセメント混和剤に比べてスランプロスが少ない優れた混和剤を使用することができる。
Claims (2)
- 少なくとも、下記の一般式（１）
で表わす単量体（Ａ）；
下記の一般式（２）
で表わされる単量体（Ｂ）；及び
下記の一般式（３）
で表わされる単量体（Ｃ）；及び／又は
下記の一般式（４）
で表わされる単量体（Ｄ）を単量体成分とする共重合体からなる水硬性物質の混和剤。 - 一般式（１）において、Ｘが、−ＳＯ３Ｍ、−Ｒ１３−ＣＯＯＭ、−ＰＯ３Ｍ２、−ＰＯ３ＭＨ又は−ＣＯ−Ｒ１４−ＣＯＯＭ（式中、Ｍは、水素原子、金属原子、アンモニウムを表わし、Ｒ１３は、アルキレン基を表わし、Ｒ１４は、２塩基酸又はその無水物を表わす。）で表わされる親水基である、請求項１記載の水硬性物質の混和剤。
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