JP6783017B2 - 複合分散剤用減粘剤 - Google Patents

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Description

本発明は、複合分散剤用減粘剤、及び分散剤混合物の減粘方法に関する。
水硬性組成物用の分散剤は、セメント粒子を分散させることにより、所要のスランプを得るのに必要な単位水量を減少させ、水硬性組成物の作業性等を向上させるために用いる化学混和剤である。分散剤としては、従来、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物等のナフタレン系分散剤、カルボン酸とアルキレングリコール鎖を有する単量体との共重合体等のポリカルボン酸系分散剤、メラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物等のメラミン系分散剤等が知られている。
ナフタレン系分散剤は、ポリカルボン酸系分散剤と比較して、材料や温度の変化に対する流動性発現の効果の変動が少なく、また得られる水硬性組成物の粘性が比較的低く、水硬性組成物の製造に際して使い易いという特徴がある。
一方、ポリカルボン酸系分散剤は、ナフタレン系分散剤と比較して、比較的低い水/セメント比の水硬性組成物に対しても、良好な分散性を発現できるという特徴がある。
ナフタレン系分散剤とポリカルボン酸系分散剤とを併用すれば、比較的低い水/セメント比の水硬性組成物に対し良好な分散性を発現しつつ温度依存性の課題を解消できることが考えられるが、実際は特許文献1、2に記載されているように、ナフタレン系分散剤とポリカルボン酸系分散剤とを併用すると、水硬性組成物の流動性が低下し、実用に耐えるような水準の分散剤を得ることはできなかった。これは、ナフタレン系分散剤の芳香環(ナフタレン環)の持つπ電子と、ポリカルボン酸系分散剤の立体斥力を担うアルキレンオキサイド鎖が相互作用することで、各々の分散斥力が失われ、分散性や流動性が発揮できなくなるためであると考えられる。
また、ナフタレン系分散剤とポリカルボン酸系分散剤は、一般に水溶液や水分散液の形態で用いられるが、水中でナフタレン系分散剤とポリカルボン酸系分散剤とが混合された場合、混合物は極端に増粘し、ポンプでの送液も困難になる場合がある。
特許文献1は、1分子当り3以上のカルボキシル基を有するポリカルボン酸化合物、ナフタレンスルホン酸系減水剤及び水に対する溶解度が5(25℃)以上の可溶性酸カルシウム塩を含有するセメント用減水剤を開示する。
特許文献2は、1分子当り3以上のカルボキシル基を有するポリカルボン酸化合物、そのカルシウム塩が水に可溶性となる酸アルカリ金属塩及びセメントを含有する水硬性組成物を水と混練した後に、スルホン酸系減水剤を加える、セメント用減水剤の添加方法を開示する。
特開2006−169078号公報 特開2006−168305号公報
本発明は、ナフタレン系分散剤とポリカルボン酸系分散剤を併用した場合の増粘を抑制できる複合分散剤用減粘剤を提供する。
本発明は、下記条件1〜3の少なくとも1つと下記条件4〜5の少なくとも1つとを満たす化合物(ナフタレン系分散剤、カルボン酸系分散剤、及びリン酸系分散剤を除く)からなる、(A)ナフタレン系分散剤と(B)カルボン酸系分散剤又はリン酸系分散剤との複合分散剤に用いられる、複合分散剤用減粘剤に関する。
条件1:炭素数10以上の炭化水素基(芳香族炭化水素基を除く)を有する。
条件2:芳香環を有する。
条件3:プロピレンオキシ基及びブチレンオキシ基の少なくとも一方を有する。
条件4:エチレンオキシ基を有する。
条件5:硫酸エステル基を有する。
また、本発明は、(A)ナフタレン系分散剤、(B)カルボン酸系分散剤又はリン酸系分散剤、及び水を含有する分散剤混合物の粘度を、下記条件1〜3の少なくとも1つと下記条件4〜5の少なくとも1つとを満たす化合物(ナフタレン系分散剤、カルボン酸系分散剤、及びリン酸系分散剤を除く)を添加して低下させる、分散剤混合物の減粘方法に関する。
条件1:炭素数10以上の炭化水素基(芳香族炭化水素基を除く)を有する。
条件2:芳香環を有する。
条件3:プロピレンオキシ基及びブチレンオキシ基の少なくとも一方を有する。
条件4:エチレンオキシ基を有する。
条件5:硫酸エステル基を有する。
以下、(A)ナフタレン系分散剤を(A)成分として、また、(B)カルボン酸系分散剤又はリン酸系分散剤を(B)成分として、また、前記条件1〜3の少なくとも1つと前記条件4〜5の少なくとも1つとを満たす化合物から選ばれる1種以上の化合物(ナフタレン系分散剤、カルボン酸系分散剤、及びリン酸系分散剤を除く)を(C)成分として、説明する。
本発明によれば、ナフタレン系分散剤とポリカルボン酸系分散剤を併用した場合の増粘を抑制できる複合分散剤用減粘剤が提供される。これにより、ナフタレン系分散剤とポリカルボン酸系分散剤を1剤型の複合分散剤として製剤化することができる。そして、1剤型の形態であっても、ナフタレン系分散剤とポリカルボン酸系分散剤のそれぞれの分散性能が損なわれないため、セメントや無機紛体の分散性を向上させることが期待できる。
<複合分散剤用減粘剤>
ナフタレン系分散剤とポリカルボン酸系分散剤は併用すると増粘し、分散性が低下する。これはナフタレン系分散剤のナフタレン環とポリカルボン酸系分散剤のポリアルキレンオキシ基(AO鎖)とが会合するため分散剤が見かけ上高分子量化して増粘し、会合することによりセメントへの吸着が阻害され分散性が低下すると考えられる。さらに(C)成分を併用すると(C)成分がナフタレン環と相互作用を示すことでナフタレン環とAO鎖との会合が解消又は弱められ、増粘が抑制されると考えられる。
なお、本発明でいう複合分散剤とは、(A)成分と(B)成分とを組み合わせて用いた分散剤という意味であり、(A)成分と(B)成分とが複合物を形成しているかどうかは問わない。また、複合分散剤は、(A)成分と(B)成分が分離した状態であってもよい。(A)成分と(B)成分の混合物は複合分散剤である。
以下、流動性(フロー)が高いことは、分散性が良いことであると考えられる。
<(A)成分>
(A)成分は、ナフタレン環を含むモノマー単位を有する高分子化合物が挙げられる。(A)成分は、例えば、セメントや石膏などの水硬性粉体を含有する水硬性組成物用の分散剤として用いることができる。
(A)成分としては、好ましくはナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物又はその塩が挙げられる。ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物又はその塩は、ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合物又はその塩である。ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物は、性能を損なわない限り、単量体として、例えばメチルナフタレン、エチルナフタレン、ブチルナフタレン、ヒドロキシナフタレン、ナフタレンカルボン酸、アントラセン、フェノール、クレゾール、クレオソート油、タール、メラミン、尿素、スルファニル酸及び/又はこれらの誘導体などのような、ナフタレンスルホン酸と共縮合可能な芳香族化合物と共縮合させても良い。
ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物又はその塩は、例えば、マイテイ150、デモール N、デモール RN、デモール MS、デモールSN−B、デモール SS−L(いずれも花王株式会社製)、セルフロー 120、ラベリン FD−40、ラベリン FM−45(いずれも第一工業株式会社製)などのような市販品を用いることができる。
ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物又はその塩は、水硬性組成物の流動性向上の観点から、重量平均分子量が、好ましくは200,000以下、より好ましくは100,000以下、更に好ましくは80,000以下、より更に好ましくは50,000以下、より更に好ましくは30,000以下である。そして、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物又はその塩は、水硬性組成物の流動性向上の観点から、重量平均分子量が、好ましくは1,000以上、より好ましくは3,000以上、更に好ましくは4,000以上、より更に好ましくは5,000以上である。ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物は酸の状態あるいは中和物であってもよい。
ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物又はその塩の分子量は下記条件にてゲルパーミエーションクロマトグラフィを用いて測定することができる。
[GPC条件]
カラム:G4000SWXL+G2000SWXL(東ソー)
溶離液:30mM CHCOONa/CHCN=6/4
流量:0.7ml/min
検出:UV280nm
サンプルサイズ:0.2mg/ml
標準物質:西尾工業(株)製 ポリスチレンスルホン酸ソーダ換算(単分散ポリスチレンスルホン酸ナトリウム:分子量、206、1,800、4,000、8,000、18,000、35,000、88,000、780,000)
検出器:東ソー株式会社 UV−8020
ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物又はその塩の製造方法は、例えば、ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとを縮合反応により縮合物を得る方法が挙げられる。前記縮合物の中和を行ってもよい。また、中和で副生する水不溶解物を除去してもよい。具体的には、ナフタレンスルホン酸を得るために、ナフタレン1モルに対して、硫酸1.2〜1.4モルを用い、150〜165℃で2〜5時間反応させてスルホン化物を得る。次いで、該スルホン化物1モルに対して、ホルムアルデヒドとして0.93〜0.99モルとなるようにホルマリンを85〜105℃で、3〜6時間かけて滴下し、滴下後95〜105℃で縮合反応を行う。さらに、得られる縮合物の水溶液は酸性度が高いので貯槽等の金属腐食を抑制する観点から、得られた縮合物に、水と中和剤を加え、80〜95℃で中和工程を行うことができる。中和剤は、ナフタレンスルホン酸と未反応硫酸に対してそれぞれ1.0〜1.1モル倍添加することが好ましい。また、中和により生じる水不溶解物を除去することができ、その方法として好ましくは濾過による分離が挙げられる。これらの工程によって、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物水溶性塩の水溶液が得られる。この水溶液は、そのまま(A)成分の水溶液として使用することができる。更に必要に応じて該水溶液を乾燥、粉末化して粉末状のナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の塩を得ることができ、これを粉末状の(A)成分として使用することができる。乾燥、粉末化は、噴霧乾燥、ドラム乾燥、凍結乾燥等により行うことができる。
<(B)成分>
(B)成分は、カルボン酸系分散剤又はリン酸系分散剤である。
(B)成分としては、カルボン酸基、リン酸基、加水分解によりカルボン酸基に変化する基、及び加水分解によりリン酸基に変化する基から選ばれる基を有するモノマー単位と、アルキレンオキシ基を有するモノマー単位とを有する、重量平均分子量5,000以上1,000,000以下の重合物〔以下、(B1)成分という〕が好ましい。
重合物とは付加重合、縮合重合によって得られる化合物である。付加重合としては不飽和結合を有するモノマーを反応させる手法である、ラジカル重合、イオン重合等が挙げられる。縮合重合としては芳香族化合物のホルムアルデヒド縮合を代表とする、アルデヒド類による付加縮合等が挙げられる。
(B1)成分のカルボン酸基は、−COOM(Mは、対イオンを示す。)で表される基である。カルボン酸基は、カルボキシ基及び塩となっているカルボキシ基から選ばれる基である。
また、(B1)成分の加水分解によりカルボン酸基に変化する基としては、カルボン酸エステル基が挙げられる。カルボン酸エステル基は、−COOR(Rは、炭化水素基、好ましくは炭素数1以上12以下のアルキル基又はヒドロキシアルキル基を示す。)のエステル構造を有しており、加水分解で生じたカルボン酸基が(B1)成分の構造に残る。カルボン酸エステル基などの加水分解によりカルボン酸基に変化する基は、いわばカルボン酸基の前駆構造を有する基である。カルボン酸エステル基を有するモノマーの重合により、カルボン酸エステル基を(B1)成分の重合物に導入できる。
加水分解によりカルボン酸基に変化する基は、初期強度の観点で好ましい。また、加水分解によりカルボン酸基に変化する基は、流動保持性の観点で好ましい。
また、(B1)成分のリン酸基は、−OPO(OM)(OM)(M、Mは、同一又は異なって、それぞれ、対イオンを示す。)で表される基である。リン酸基は、リン酸基及び塩となっているリン酸基から選ばれる基である。
ここで、M、M、Mは、水素イオン、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン(1/2原子)、アンモニウムイオン、アミンなどが挙げられる。
また、(B1)成分の加水分解によりリン酸基に変化する基としては、リン酸エステル基が挙げられる。リン酸エステル基は、下記式で表される構造を有する。
Figure 0006783017
(式中、R、Rはそれぞれ、炭化水素基、好ましくは炭素数1以上12以下のアルキル基又はヒドロキシアルキル基を示す。)
リン酸エステル基は、加水分解で生じたリン酸基が(B1)成分の構造に残る。リン酸エステル基などの加水分解によりリン酸基に変化する基は、いわばリン酸基の前駆構造を有する基である。リン酸エステル基を有するモノマーの重合により、リン酸エステル基を(B)成分の重合物に導入できる。
加水分解によりリン酸基に変化する基は、初期強度の観点で好ましい。また、加水分解によりリン酸基に変化する基は、流動保持性の観点で好ましい。
(B1)成分は、カルボン酸基、リン酸基、カルボン酸エステル基、及びリン酸エステル基から選ばれる基を有するモノマー単位と、アルキレンオキシ基を有するモノマー単位とを有する、重量平均分子量5,000以上1,000,000以下の重合物であってよい。
(B1)成分のアルキレンオキシ基は、例えば、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基が挙げられる。これらは、ポリエチレンオキシ基、ポリプロピレンオキシ基等、2モル以上のアルキレンオキシ基が付加重合したものが好ましい。
(B)成分、更に(B1)成分は、カルボン酸基を有するモノマー単位を含む重合物、及びカルボン酸基を有するモノマー単位とリン酸基を有するモノマー単位とを含む重合物から選ばれる重合物が好ましい。
(B)成分、更に(B1)成分としては、例えば、不飽和結合を有するリン酸基及び/又はカルボン酸化合物と不飽和結合を有するアルキレンオキシ基を有するモノマー単位とを有する化合物との付加重合物、カルボン酸基及びリン酸基から選ばれる基を有するモノマー単位とアルキレンオキシ基を有するモノマー単位とを有する化合物とホルムアルデヒドとの縮合物等が挙げられる。
(B1)成分の重量平均分子量は5,000以上1,000,000以下であり、水硬性組成物の流動性向上の観点から、重量平均分子量が、好ましくは10,000以上、より好ましくは30,000以上であり、好ましくは500,000以下、より好ましくは150,000以下、更に好ましくは100,000以下である。
例えば(B)成分、更に(B1)成分としては、
(1)アルコキシポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレートと、(メタ)アクリル酸、水酸基を有しても良い炭素数1以上3以下の(メタ)アクリル酸エステル及び不飽和基を有するリン酸エステルから選ばれる1種以上とを共重合した共重合物、
(2)ポリアルキレングリコールと不飽和アルコールのエーテル化合物と、ジカルボン酸及びジカルボン酸無水物から選ばれる1種以上とを共重合した共重合物、
が挙げられる。ここで、(メタ)アクリレートは、アクリレート又はメタクリレートの意味であり、(メタ)アクリル酸は、アクリル酸又はメタクリル酸の意味である。
(B1)成分に関して、カルボン酸基を有するモノマー単位としては、付加重合可能な不飽和結合を有するモノカルボン酸及び付加重合可能な不飽和結合を有するジカルボン酸から選ばれる1種以上のモノマーに由来するモノマー単位が挙げられる。例えば、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、及びシトラコン酸から選ばれる1種以上のモノマーに由来するモノマー単位が挙げられ、メタクリル酸、及びアクリル酸から選ばれる1種以上のモノマーに由来するモノマー単位が好ましい。無水マレイン酸等の無水化合物や、マレイン酸モノエステル等のハーフエステルをモノマーとするモノマー単位であっても良い。
(B1)成分に関して、加水分解によりカルボン酸基に変化する基を有するモノマー単位としては、カルボン酸エステル基を有するモノマーに由来するモノマー単位が挙げられる。例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート、メチルアクリレート、及びエチルアクリレートから選ばれる1種以上のモノマーに由来するモノマー単位が好ましく、2−ヒドロキシエチルアクリレートに由来するモノマー単位がより好ましい。
(B1)成分に関して、リン酸基から選ばれる基を有するモノマー単位としては、付加重合可能な不飽和結合を有するリン酸化合物及び縮合重合可能な芳香族官能基を有するリン酸化合物から選ばれる1種以上のモノマーに由来するモノマー単位が挙げられる。例えば、リン酸ジ−〔(2−ヒドロキシエチル)メタクリル酸〕エステル、リン酸ジ−〔(2−ヒドロキシエチル)アクリル酸〕エステル、リン酸モノ(2−ヒドロキシエチル)メタクリル酸エステル、リン酸モノ(2−ヒドロキシエチル)アクリル酸エステル、ポリアルキレレングリコールモノ(メタ)アクリレートアシッドリン酸エステル、及びフェノキシエタノールホスフェートから選ばれる1種以上のモノマーに由来するモノマー単位が挙げられ、リン酸ジ−〔(2−ヒドロキシエチル)メタクリル酸〕エステル、リン酸モノ(2−ヒドロキシエチル)メタクリル酸エステル、及びフェノキシエタノールホスフェートから選ばれる1種以上のモノマーに由来するモノマー単位が好ましい。また、これらの何れか1種以上のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩であっても良い。
(B1)成分に関して、加水分解によりリン酸基に変化する基を有するモノマー単位としては、リン酸エステル基を有するモノマーに由来するモノマー単位が挙げられる。例えば、ジメチルモノヒドロキシエチルメタクリレートリン酸エステル、ジエチルモノヒドロキシエチルメタクリレートリン酸エステル、ジヒドロキシエチルモノヒドロキシエチルメタクリレートリン酸エステルから選ばれる1種以上のモノマーに由来するモノマー単位が好ましく、ジヒドロキシエチルモノヒドロキシエチルメタクリレートリン酸エステルに由来するモノマー単位がより好ましい。
(B1)成分に関して、アルキレンオキシ基を有するモノマー単位としては、付加重合可能な不飽和結合とアルキレンオキシ基を有する化合物に由来するモノマー単位が挙げられる。例えば、アルコキシポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート、及びポリアルキレングリコールと不飽和アルコールのエーテル化合物から選ばれる1種以上のモノマーに由来するモノマー単位が挙げられる。アルキレンオキシ基を有するモノマー単位としては、具体的には、メトキシポリエチレングリコール、メトキシポリエチレンポリプロピレングリコール、エトキシポリエチレングリコール、エトキシポリエチレンポリプロピレングリコール、プロポキシポリエチレングリコール、プロポキシポリエチレンポリプロピレングリコール等の片末端アルキル封鎖ポリアルキレングリコールとアクリル酸又はメタクリル酸とのエステル化物、アリルアルコールのエチレンオキシド及び/又はプロピレンオキシドの付加物、イソプレノールのエチレンオキシド及び/又はプロピレンオキシドの付加物、ビニルアルコールのエチレンオキシド及び/又はプロピレンオキシドの付加物、アクリル酸のエチレンオキシド及び/又はプロピレンオキシドの付加物、並びにメタクリル酸のエチレンオキシド及び/又はプロピレンオキシドの付加物から選ばれるモノマーに由来するモノマー単位が挙げられる。
(B1)成分のアルキレンオキシ基を有するモノマー単位は、該モノマー単位あたりのアルキレンオキシ基の平均付加モル数が、分散性向上の観点から、好ましくは5以上、より好ましくは7以上、更に好ましくは10以上、より更に好ましくは20以上であり、そして、好ましくは150以下、より好ましく130以下である。
また、アルキレンオキシ基を有するモノマー単位としては、下記一般式(B1)で表されるモノマーに由来するモノマー単位が好ましい。
Figure 0006783017
〔式中、R1bは、水素原子又はメチル基を表す。AOは、炭素数2又は3のアルキレンオキシ基、nは、AOの平均付加モル数であり、5以上150以下の数を表す。Zはエーテル基(−O−)又はエステル基(−COO−)を表す。R2bは、水素原子又は炭素数1以上3以下のアルキル基を表す。〕
(B)成分、更に(B1)成分の具体例を以下に示す。
(b1)メタクリル酸とメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートとを構成モノマーとして含む重合物
該重合物は、分散性向上の観点から、構成モノマー中、メタクリル酸が40モル%以上90モル%以下であることが好ましい。また、該重合物は、分散性向上の観点から、構成モノマー中、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートが10モル%以上60モル%以下であることが好ましい。また、該重合物の重量平均分子量は、分散性向上の観点から、10,000以上100,000以下であることが好ましい。ここで、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(標準物質:分子量既知の単分散ポリエチレングリコール)により測定することができる。
(b2)ポリオキシエチレンモノフェニルエーテルとフェノキシエタノールホスフェートとを構成モノマーとして含むホルムアルデヒド重縮合物
該重合物は、分散性向上の観点から、構成モノマー中、ポリオキシエチレンモノフェニルエーテルが10モル%以上70モル%以下であることが好ましい。また、該重合物は、分散性向上の観点から、構成モノマー中、フェノキシエタノールホスフェートが30モル%以上90モル%以下であることが好ましい。また、該重合物の重量平均分子量は、分散性向上の観点から、5,000以上100,000以下であることが好ましい。ここで、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(標準物質:分子量既知の単分散ポリエチレングリコール)により測定することができる。
(b3)メタクリル酸と2−ヒドロキシエチルアクリレートとを構成モノマーとして含む重合物
該重合物は、分散性向上の観点から、構成モノマー中、メタクリル酸が45モル%以上95モル%以下であることが好ましい。また、該重合物は、分散性向上の観点から、構成モノマー中、2−ヒドロキシエチルアクリレートが5モル%以上55モル%以下であることが好ましい。また、該重合物の重量平均分子量は、分散性向上の観点から、5,000以上100,000以下であることが好ましい。ここで、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(標準物質:分子量既知の単分散ポリエチレングリコール)により測定することができる。
また、(B1)成分は、流動性の観点から、b−1/b−2のモル比は、50/50以上が好ましく、70/30以上がより好ましく、そして、85/15以下が好ましい。
ここで、b−1は(メタ)アクリル酸であり、b−2はアルコキシポリアルキレングリコールモノ(メタ)アクリレートまたはポリアルキレングリコールと不飽和アルコールのエーテル化合物である。
<(C)成分>
(C)成分は、下記条件1〜3の少なくとも1つと下記条件4〜5の少なくとも1つとを満たす化合物(ナフタレン系分散剤、カルボン酸系分散剤、及びリン酸系分散剤を除く)である。
条件1:炭素数10以上の炭化水素基(芳香族炭化水素基を除く)を有する。
条件2:芳香環を有する。
条件3:プロピレンオキシ基及びブチレンオキシ基の少なくとも一方を有する。
条件4:エチレンオキシ基を有する。
条件5:硫酸エステル基を有する。
(C)成分の化合物が非イオン性の化合物である場合は、該化合物のHLB(デイビス法)は、0以上が好ましく、1以上がより好ましく、3以上が更に好ましく、5以上がより更に好ましく、そして、150以下が好ましく、100以下がより好ましく、80以下が更に好ましく、60以下がより更に好ましい。なお、(C)成分のHLBは、構造から算出できる。
(C)成分は、有機化合物から選択できる。
(C)成分は、界面活性剤から選択できる。(C)成分は、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、及び両性界面活性剤から選択できる。
条件1を満たすことで、当該化合物の炭化水素基と、(A)成分であるナフタレン系分散剤のナフタレン環とが、優先的に疎水性相互作用を起こし、増粘を抑制することができるものと推察される。
条件1は、ナフタレン環との疎水性相互作用の観点から、炭素数10以上、好ましくは12以上、そして、水溶性の観点から、好ましくは22以下、より好ましくは20以下の炭化水素基(芳香族炭化水素基を除く)を有することである。なお、フェニル基、ナフチル基などの芳香族炭化水素基は、条件1の炭化水素基には該当しないものとする。また、芳香族炭化水素基に炭素数10以上の炭化水素基が結合した基、例えば、炭素数10以上のアルキルで置換されたアリール基を有する化合物は、条件1及び条件2を満たすものとする。また、炭素数10以上の炭化水素基に芳香環が結合した基、例えば、アラルキル基を有する化合物は、条件1及び条件2を満たすものとする。
条件2を満たすことで、当該化合物の持つπ電子と、(A)成分であるナフタレン系分散剤の持つπ電子とが、優先的にπ−π相互作用を起こし、増粘を抑制することができるものと推察される。
条件2の芳香環としては、具体的には、ベンゼン環、ナフタレン環が挙げられる。条件2は、芳香環を1つ以上4つ以下有することが好ましい。
条件3を満たすことで、当該化合物の疎水性部位であるプロピレンオキシ基及び/又はブチレンオキシ基と、(A)成分のナフタレン系分散剤のナフタレン環とが、優先的に疎水性相互作用を起こし、増粘を抑制することができるものと推察される。
条件3のプロピレンオキシ基とは、プロピレンオキシ基が連結したポリエーテルの形態の基、すなわち、ポリプロピレンオキシ基を含む。同様に、条件3のブチレンオキシ基とは、ブチレンオキシ基が連結したポリエーテルの形態の基、すなわち、ポリブチレンオキシ基を含む。
条件3では、平均付加モル数が1超300以下のプロピレンオキシ基及び平均付加モル数が1超300以下のブチレンオキシ基の少なくとも一方を有することが好ましい。プロピレンオキシ基及びブチレンオキシ基の平均付加モル数は、それぞれ、より好ましくは5以上、更に好ましくは10以上、そして、より好ましくは100以下、更に好ましくは50以下である。
(C)成分の1つは、前記条件1〜3の少なくとも1つを満たし、且つ条件4〜5の少なくとも1つを満たす化合物である。
条件4を満たすことで、条件1〜3を満たす化合物に水溶性が付与され、(A)成分であるナフタレン系分散剤、及び(B)成分であるカルボン酸系分散剤又はリン酸系分散剤と混合しても均一な溶液が得られる。
条件4のエチレンオキシ基とは、エチレンオキシ基が連結したポリエーテルの形態の基、すなわち、ポリエチレンオキシ基を含む。
条件4では、平均付加モル数が1以上300以下のエチレンオキシ基を有することが好ましい。
また、条件5を満たすことで、条件1〜3を満たす化合物に水溶性が付与され、(A)成分であるナフタレン系分散剤、及び(B)成分であるカルボン酸系分散剤又はリン酸系分散剤と混合しても均一な溶液が得られる。
条件5の硫酸エステル基は、−OSOZ(Zは、水素原子又は対イオン)で表される基である。
(C)成分は、(A)成分であるナフタレン系分散剤、及び(B)成分であるカルボン酸系分散剤又はリン酸系分散剤と混合時の均一性の観点から、水溶性であることが好ましい。ここで、(C)成分についての水溶性とは、20℃の水に1g以上、均一に溶解することをいう。
(C)成分として、条件1〜3の少なくとも1つを満たしても条件4〜5の少なくとも1つを満たさない化合物、例えば、条件1〜3の1つまたは2つを満たすが、条件4〜5の少なくとも1つを満たさない化合物を用いた場合は、(A)成分、(B)成分及び(C)成分を含む組成物は、分離してしまい一液化が不可能になると考えられる。例えば、デシルアルコールは条件1を満たすが、条件4〜5の少なくとも1つを満たさないため、これを含む(A)成分、(B)成分及び(C)成分を含む組成物は、分離すると考えられる。また、例えば、ノニルフェノールは条件2を満たすが、条件4〜5の少なくとも1つを満たさないため、これを含む(A)成分、(B)成分及び(C)成分を含む組成物は、分離すると考えられる。デシルアルコールやノニルフェノールは水への溶解度が小さい化合物である。
(C)成分としては、下記一般式(C1)〜(C4)で表される化合物から選ばれる1種以上の化合物が挙げられる。
本発明の複合分散剤用減粘剤として、下記一般式(C1)〜(C4)で表される化合物から選ばれる1種以上の化合物からなる、(A)ナフタレン系分散剤と(B)カルボン酸系分散剤又はリン酸系分散剤との複合分散剤に用いられる、複合分散剤用減粘剤が挙げられる。
Figure 0006783017
〔式中、
11、R21、R31、R41、それぞれ、炭素数10以上の炭化水素基
22、R32、R33は、同一又は異なって、それぞれ、水素原子又は炭素数1以上3以下のアルキル基、
、Yは、同一又は異なって、それぞれ、水素原子又はSOMであり、Y、Yの少なくとも一方はSOMであり、
AOは、炭素数2以上4以下のアルキレンオキシ基、
n1は、AOの平均付加モル数であり、0以上300以下の数、
n2は、AOの平均付加モル数であり、1以上300以下の数、
n3、n4は、同一又は異なって、それぞれ、AOの平均付加モル数であり、0以上の数であり、n3とn4の合計は1以上300以下の数、
n5、n6は、同一又は異なって、それぞれ、AOの平均付加モル数であり、0以上の数であり、n5とn6の合計は1以上300以下の数であり、n5が0の場合は、Yは水素原子であり、n6が0の場合は、Yは水素原子であり、
Mは、対イオン、
を表す。〕
〔化合物(C1)〕
化合物(C1)は、前記一般式(C1)で表される化合物である。
一般式(C1)中のR11は炭化水素基である。この炭化水素基は、置換基を含む炭化水素基を含む。
置換基は、最も基本的な有機化合物の水素原子の代わりに導入された原子又は原子団のことである(化学辞典、第一版、第七刷、(株)東京化学同人、2003年4月1日)。置換基を含む炭化水素は、炭化水素の誘導体であってよい。誘導体とは、ある炭化水素を母体として考えたとき、官能基の導入、酸化、還元、原子の置き換えなど、母体の構造や性質を大幅に変えない程度の改変がなされた化合物のことである。
11の炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基、置換基を有するアリール基(以下、置換アリール基という)などが挙げられる。R11の炭化水素基は、アルキル基、アルケニル基及び置換アリール基から選ばれる基が好ましい。R11の炭化水素基は芳香環を有することができる。R11の炭化水素基が芳香環を有する場合は、化合物(C1)は条件1とともに条件2も満たす。
11のアルキル基は、好ましくは脂肪族アルキル基、より好ましくは直鎖脂肪族アルキル基、更に好ましくは直鎖第1級脂肪族アルキル基である。
11のアルケニル基は、好ましくは脂肪族アルケニル基、より好ましくは直鎖脂肪族アルケニル基、更に好ましくは直鎖第1級脂肪族アルケニル基である。
ここで、アルキル基又はアルケニル基についての第1級とは、当該アルキル基又はアルケニル基の炭素原子のうち、他の基と結合する炭素原子が第1級炭素原子であることを意味する。例えば、R11では、アルキル基又はアルケニル基の炭素原子のうち、式中のOと結合する炭素原子が第1級炭素原子であることを意味する。
11の置換アリール基は、芳香環の水素原子が置換基で置換されたアリール基であり、芳香環の水素原子が炭化水素基で置換されたアリール基が挙げられる。置換アリール基として、芳香環の水素原子の1つ、2つ又は3つが、炭化水素基などの置換基で、置換されたアリール基が挙げられる。置換アリール基のアリール基はフェニル基が好ましい。更に、炭素数13以上30以下の置換アリール基が挙げられる。
置換アリール基としては、炭素数2以上、そして、好ましくは10以下、更に好ましくは8以下のアルキル基で置換されたフェニル基、ベンジル基で置換されたフェニル基、及びスチレン化したフェニル基から選ばれる基が挙げられる。置換アリール基は、ベンジル基で置換されたフェニル基、及びスチレン化したフェニル基から選ばれる基が挙げられる。
置換アリール基は、好ましくはモノベンジルフェニル基、ジベンジルフェニル基、トリベンジルフェニル基、モノスチレン化フェニル基、ジスチレン化フェニル基、トリスチレン化フェニル基、オクチルフェニル基、及びノニルフェニル基から選ばれる基であり、より好ましくはトリベンジルフェニル基、及びジスチレン化フェニル基から選ばれる基である。
11は、経済的な観点から、好ましくはアルキル基である。
11は、水への溶解し易さの観点から、好ましくはアルケニル基である。
11は、硬化体の強度発現の観点と水硬性組成物の泡立ちを抑える観点から、好ましくは置換アリール基である。
一般式(C1)中のR11は、具体的には炭素数10以上30以下の炭化水素基が挙げられる。
11の炭素数は、好ましくは12以上、より好ましくは16以上、そして、好ましくは22以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは18以下である。
11の具体例として、炭素数が好ましくは10以上、より好ましくは16以上、そして、好ましくは22以下、更に好ましくは20以下の炭化水素基、及び該炭化水素基の水素原子が置換基で置換された炭化水素基から選ばれる基が挙げられる。
11の他の具体例として、炭素数が好ましくは10以上、更に好ましくは16以上、そして、好ましくは22以下、更に好ましくは20以下のアルキル基又はアルケニル基、及び該アルキル基又は該アルケニル基の水素原子が置換基で置換された基、並びに、炭化水素基で置換されたアリール基、炭素数13以上30以下の置換アリール基から選ばれる基が挙げられる。
11の他の具体例として、
炭素数が好ましくは10以上、より好ましくは16以上、そして、好ましくは22以下、更に好ましくは20以下のアルキル基、好ましくは脂肪族アルキル基、より好ましくは直鎖脂肪族アルキル基、更に好ましくは直鎖第1級脂肪族アルキル基、及び
炭素数が好ましくは10以上、より好ましくは16以上、そして、好ましくは22以下、更に好ましくは20以下のアルケニル基、好ましくは脂肪族アルケニル基、より好ましくは直鎖脂肪族アルケニル基、更に好ましくは直鎖第1級脂肪族アルケニル基、から選ばれる基が挙げられる。
また、R11の他の具体例として、炭素数2以上、そして、好ましくは10以下、更に好ましくは8以下のアルキル基で置換されたフェニル基、ベンジル基で置換されたフェニル基、スチレン化したフェニル基が挙げられる。これらの基は、具体的には、ベンジル基で置換された炭素数13以上27以下のフェニル基、及び炭素数14以上30以下スチレン化フェニル基から選ばれる基が挙げられる。
更に具体的には、R11としては、例えば、デシル基、ラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基、ベヘニル基、イソステアリル基、オレイル基、トリベンジルフェニル基、ジスチレン化フェニル基、及びトリスチレン化フェニル基から選ばれる基が挙げられ、疎水性相互作用の観点から、好ましくはラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基、ベヘニル基、イソステアリル基、オレイル基、トリベンジルフェニル基、及びジスチレン化フェニル基から選ばれる基が挙げられ、より好ましくは、ラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基、オレイル基、トリベンジルフェニル基、及びジスチレン化フェニル基から選ばれる基が挙げられる。
一般式(C1)中、AOは、炭素数2以上4以下のアルキレンオキシ基であり、好ましくは炭素数2又は3のアルキレンオキシ基である。AOが炭素数2のアルキレンオキシ基を含むことが好ましい。
一般式(C1)中、n1は、AOの平均付加モル数であり、水溶性の観点から、0以上300以下である。n1は、水溶性の観点から、好ましくは1以上、より好ましくは10以上、更に好ましくは20以上、より更に好ましくは30以上、より更に好ましくは40以上、より更に好ましくは50以上であり、そして(A)成分との相互作用しやすさ及び経済的な観点から、好ましくは200以下、より好ましくは150以下、更に好ましくは100以下の数である。
一般式(C1)中、Mは対イオンであり、水素イオン、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン(1/2原子)、アンモニウムイオンなどが挙げられる。
Mは、化合物の製造し易さの観点から、好ましくは、アンモニウムイオンである。
Mは、化合物の臭気の観点から、好ましくはアルカリ金属イオン、より好ましくはナトリウムイオン及びカリウムイオンから選ばれるアルカリ金属イオンである。
化合物(C1)としては、ポリオキシエチレンオレイルエーテル硫酸エステル化物等のポリオキシエチレンアルケニルエーテル硫酸エステル化物又はその塩、及び、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル硫酸エステル化物などのポリオキシエチレン置換アリールエーテル硫酸エステル化物又はその塩が挙げられる。
〔化合物(C2)〕
化合物(C2)は、前記一般式(C2)で表される化合物である。
化合物(C2)は、非イオン性の化合物である。化合物(C2)のHLB(デイビス法)は、0以上が好ましく、1以上がより好ましく、3以上が更に好ましく、5以上がより更に好ましく、そして、150以下が好ましく、100以下がより好ましく、80以下が更に好ましく、60以下がより更に好ましい。なお、化合物(C2)のHLBは、構造から算出できる。
一般式(C2)中のR21は炭化水素基である。この炭化水素基は、置換基を含む炭化水素基を含む。置換基についての説明は、化合物(C1)と同じである。
21の炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基、置換基を有するアリール基(以下、置換アリール基という)などが挙げられる。R21の炭化水素基は、アルキル基、アルケニル基及び置換アリール基から選ばれる基が好ましい。R21の炭化水素基は芳香環を有することができる。R21の炭化水素基が芳香環を有する場合は、化合物(C2)は条件1とともに条件2も満たす。
21のアルキル基は、好ましくは脂肪族アルキル基、より好ましくは直鎖脂肪族アルキル基、更に好ましくは直鎖第1級脂肪族アルキル基である。
21のアルケニル基は、好ましくは脂肪族アルケニル基、より好ましくは直鎖脂肪族アルケニル基、更に好ましくは直鎖第1級脂肪族アルケニル基である。
21の置換アリール基は、芳香環の水素原子が置換基で置換されたアリール基であり、芳香環の水素原子が炭化水素基で置換されたアリール基が挙げられる。置換アリール基として、芳香環の水素原子の1つ、2つ又は3つが、炭化水素基などの置換基で、置換されたアリール基が挙げられる。置換アリール基のアリール基はフェニル基が好ましい。更に、炭素数13以上30以下の置換アリール基が挙げられる。
置換アリール基としては、炭素数2以上、そして、好ましくは10以下、更に好ましくは8以下のアルキル基で置換されたフェニル基、ベンジル基で置換されたフェニル基、及びスチレン化したフェニル基から選ばれる基が挙げられる。置換アリール基は、ベンジル基で置換されたフェニル基、及びスチレン化したフェニル基から選ばれる基が挙げられる。
置換アリール基は、好ましくはモノベンジルフェニル基、ジベンジルフェニル基、トリベンジルフェニル基、モノスチレン化フェニル基、ジスチレン化フェニル基、トリスチレン化フェニル基、オクチルフェニル基、及びノニルフェニル基から選ばれる基であり、より好ましくはトリベンジルフェニル基、及びジスチレン化フェニル基から選ばれる基である。
21は、経済的な観点から、好ましくはアルキル基である。
21は、水への溶解し易さの観点から、好ましくはアルケニル基である。
21は、起泡抑制の観点から、好ましくは置換アリール基である。
一般式(C2)中、R21は、具体的には炭素数10以上30以下の炭化水素基が挙げられる。
21の炭素数は、疎水性相互作用の観点から、好ましくは12以上、より好ましくは16以上、そして、好ましくは22以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは18以下である。
21の具体例として、炭素数が好ましくは10以上、更に好ましくは12以上、そして、好ましくは22以下、更に好ましくは20以下の炭化水素基、及び該炭化水素基の水素原子が置換基で置換された炭化水素基から選ばれる基が挙げられる。
21の他の具体例として、炭素数が好ましくは10以上、更に好ましくは12以上、そして、好ましくは22以下、更に好ましくは20以下のアルキル基又はアルケニル基、及び該アルキル基又は該アルケニル基の水素原子が置換基で置換された基、並びに炭化水素基で置換されたアリール基、好ましくは炭素数13以上30以下の置換アリール基から選ばれる基が挙げられる。
21の他の具体例として、
炭素数が好ましくは10以上、更に好ましくは12以上、そして、好ましくは22以下、更に好ましくは20以下のアルキル基、好ましくは脂肪族アルキル基、より好ましくは直鎖脂肪族アルキル基、更に好ましくは直鎖第1級脂肪族アルキル基、及び
炭素数が好ましくは10以上、更に好ましくは12以上、そして、好ましくは22以下、更に好ましくは20以下のアルケニル基、好ましくは脂肪族アルケニル基、より好ましくは直鎖脂肪族アルケニル基、更に好ましくは直鎖第1級脂肪族アルケニル基
から選ばれる基が挙げられる。
また、R21の他の具体例として、炭素数2以上、そして、好ましくは10以下、更に好ましくは8以下のアルキル基で置換されたフェニル基、ベンジル基で置換されたフェニル基、スチレン化したフェニル基が挙げられる。これらの基は、具体的には、ベンジル基で置換された炭素数13以上27以下のフェニル基、及び炭素数14以上30以下のスチレン化フェニル基から選ばれる基が挙げられる。
更に具体的には、R21としては、例えば、デシル基、ラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基、ベヘニル基、イソステアリル基、オレイル基、トリベンジルフェニル基、ジスチレン化フェニル基、及びトリスチレン化フェニル基から選ばれる基が挙げられ、疎水性相互作用の観点から、好ましくはラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基、ベヘニル基、イソステアリル基、オレイル基、トリベンジルフェニル基、及びジスチレン化フェニル基から選ばれる基が挙げられ、より好ましくは、ラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基、オレイル基、トリベンジルフェニル基、及びジスチレン化フェニル基から選ばれる基が挙げられる。
一般式(C2)中、AOは、炭素数2以上4以下のアルキレンオキシ基であり、好ましくは炭素数2又は3のアルキレンオキシ基である。AOが炭素数2のアルキレンオキシ基を含むことが好ましい。
一般式(C2)中、n2は、AOの平均付加モル数であり、水溶性の観点から、1以上300以下である。n2は、水溶性の観点から、好ましくは5以上、より好ましくは9以上、更に好ましくは12以上、より更に好ましくは20以上、より更に好ましくは28以上であり、そして(A)成分との相互作用しやすさ及び経済的な観点から、好ましくは200以下、より好ましくは150以下、更に好ましくは100以下、より更に好ましくは60以下、より更に好ましくは35以下である。
一般式(C2)中、R22は、水素原子又は炭素数1以上3以下のアルキル基であり、水素原子が好ましい。
化合物(C2)中、R21がラウリル基である場合、流動性の観点から、n2は、23以上が好ましく、35以上がより好ましく、50以下が好ましく、45以下がより好ましい。
また、化合物(C2)中、R21がオレイル基である場合、流動性の観点から、n2は、35以上が好ましく、70以下が好ましく、50以下がより好ましい。
化合物(C2)としては、ポリオキシエチレン2−エチルヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンデシルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル及びポリオキシエチレンアルケニルエーテルが挙げられる。また、ポリオキシエチレンモノステアレート等のポリオキシエチレンアルキルエステルが挙げられる。また、ポリオキシエチレントリベンジルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル等のポリオキシエチレン置換アリールエーテルが挙げられる。
〔化合物(C3)〕
化合物(C3)は、前記一般式(C3)で表される化合物である。
化合物(C3)は、非イオン性の化合物である。化合物(C3)のHLB(デイビス法)は、0以上が好ましく、1以上がより好ましく、3以上が更に好ましく、5以上がより更に好ましく、そして、150以下が好ましく、100以下がより好ましく、80以下が更に好ましく、60以下がより更に好ましい。なお、化合物(C3)のHLBは、構造から算出できる。
一般式(C3)中のR31は炭化水素基である。この炭化水素基は、置換基を含む炭化水素基を含む。置換基についての説明は、化合物(C1)と同じである。
31の炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基、置換基を有するアリール基などが挙げられる。置換アリール基は、芳香環の水素原子の1つ、2つ又は3つが置換されたアリール基が挙げられる。R31の炭化水素基は、アルキル基及びアルケニル基から選ばれる基が好ましい。R31の炭化水素基は芳香環を有することができる。R31の炭化水素基が芳香環を有する場合は、化合物(C3)は条件1とともに条件2も満たす。
31のアルキル基は、好ましくは脂肪族アルキル基、より好ましくは直鎖脂肪族アルキル基、更に好ましくは直鎖第1級脂肪族アルキル基である。
31のアルケニル基は、好ましくは脂肪族アルケニル基、より好ましくは直鎖脂肪族アルケニル基、更に好ましくは直鎖第1級脂肪族アルケニル基である。
31は、経済的な観点から、好ましくはアルキル基である。
31は、水への溶解し易さの観点から、好ましくはアルケニル基である。
一般式(C3)中のR31は、具体的には炭素数10以上30以下の炭化水素基が挙げられる。
31の炭素数は、好ましくは12以上、より好ましくは16以上、そして、好ましくは22以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは18以下から選択できる。
31の具体例を挙げると、好ましくは炭素数10以上、より好ましくは12以上、そして、好ましくは27以下、より好ましくは26以下、更に好ましくは24以下の炭化水素基、及び該炭化水素基の水素原子が置換基で置換された炭化水素基から選ばれる基が挙げられる。
31の他の具体例を挙げると、好ましくは炭素数10以上、より好ましくは12以上、そして、好ましくは27以下、より好ましくは26以下、更に好ましくは24以下のアルキル基又はアルケニル基、及び該アルキル基又は該アルケニル基の水素原子が置換基で置換された基から選ばれる基が挙げられる。
31の他の具体例を挙げると、好ましくは炭素数10以上、より好ましくは12以上、そして、好ましくは27以下、より好ましくは26以下、更に好ましくは24以下のアルキル基、好ましくは脂肪族アルキル基、より好ましくは直鎖脂肪族アルキル基、更に好ましくは直鎖第1級脂肪族アルキル基、及び、好ましくは炭素数10以上、より好ましくは12以上、そして、好ましくは27以下、より好ましくは26以下、更に好ましくは24以下のアルケニル基、好ましくは脂肪族アルケニル基、より好ましくは直鎖脂肪族アルケニル基、更に好ましくは直鎖第1級脂肪族アルケニル基から選ばれる基が挙げられる。
更に具体的には、R31としては、例えば、デシル基、ラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基、ベヘニル基、イソステアリル基、及びオレイル基から選ばれる基が挙げられ、疎水性相互作用の観点から、好ましくはラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基、ベヘニル基、イソステアリル基、及びオレイル基から選ばれる基が挙げられ、より好ましくは、ラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基、及びオレイル基から選ばれる基が挙げられる。
一般式(C3)中、AOは、炭素数2以上4以下のアルキレンオキシ基であり、好ましくは炭素数2又は3のアルキレンオキシ基である。AOが炭素数2のアルキレンオキシ基を含むことが好ましい。
一般式(C3)中、n3及びn4は、同一又は異なって、それぞれ、AOの平均付加モル数であり、0以上の数である。水溶性の観点から、n3及びn4の合計は、1以上、好ましくは20以上、より好ましくは50以上、そして、経済的な観点から、300以下、好ましくは200以下、より好ましくは150以下、更に好ましくは100以下の数である。
一般式(C3)中、R32及びR33は、同一又は異なって、それぞれ、水素原子又は炭素数1以上3以下のアルキル基である。R62及びR63は、それぞれ、好ましくは水素原子である。
〔化合物(C4)〕
化合物(C4)は、前記一般式(C4)で表される化合物である。
一般式(C4)中のR41は炭化水素基である。この炭化水素基は、置換基を含む炭化水素基を含む。置換基についての説明は、化合物(C1)と同じである。
41の炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アラルキル基、アリール基、置換基を有するアリール基などが挙げられる。置換アリール基は、芳香環の水素原子の1つ、2つ又は3つが置換されたアリール基が挙げられる。R41の炭化水素基は、アルキル基及びアルケニル基から選ばれる基が好ましい。R41の炭化水素基は芳香環を有することができる。R41の炭化水素基が芳香環を有する場合は、化合物(C4)は条件1とともに条件2も満たす。
41のアルキル基は、好ましくは脂肪族アルキル基、より好ましくは直鎖脂肪族アルキル基、更に好ましくは直鎖第1級脂肪族アルキル基である。
41のアルケニル基は、好ましくは脂肪族アルケニル基、より好ましくは直鎖脂肪族アルケニル基、更に好ましくは直鎖第1級脂肪族アルケニル基である。
41は、経済的な観点から、好ましくはアルキル基である。
41は、水への溶解し易さの観点から、好ましくはアルケニル基である。
一般式(C4)中のR41は、具体的には炭素数10以上30以下の炭化水素基が挙げられる。
41の炭素数は、10以上、好ましくは12以上、より好ましくは16以上、そして、好ましくは22以下、より好ましくは20以下、更に好ましくは18以下から選択できる。
41の具体例を挙げると、好ましくは炭素数10以上、より好ましくは12以上、そして、好ましくは27以下、より好ましくは26以下、更に好ましくは24以下の炭化水素基、及び該炭化水素基の水素原子が置換基で置換された炭化水素基から選ばれる基が挙げられる。
41の他の具体例を挙げると、好ましくは炭素数10以上、より好ましくは12以上、そして、好ましくは27以下、より好ましくは26以下、更に好ましくは24以下のアルキル基又はアルケニル基、及び該アルキル基又は該アルケニル基の水素原子が置換基で置換された基から選ばれる基が挙げられる。
41の他の具体例を挙げると、好ましくは炭素数10以上、より好ましくは12以上、そして、好ましくは27以下、より好ましくは26以下、更に好ましくは24以下のアルキル基、好ましくは脂肪族アルキル基、より好ましくは直鎖脂肪族アルキル基、更に好ましくは直鎖第1級脂肪族アルキル基、及び、好ましくは炭素数10以上、より好ましくは12以上、そして、好ましくは27以下、より好ましくは26以下、更に好ましくは24以下のアルケニル基、好ましくは脂肪族アルケニル基、より好ましくは直鎖脂肪族アルケニル基、更に好ましくは直鎖第1級脂肪族アルケニル基から選ばれる基が挙げられる。
更に具体的には、R41としては、例えば、デシル基、ラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基、ベヘニル基、イソステアリル基、及びオレイル基から選ばれる基が挙げられ、疎水性相互作用の観点から、好ましくはラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基、ベヘニル基、イソステアリル基、及びオレイル基から選ばれる基が挙げられ、より好ましくは、ラウリル基、ミリスチル基、パルミチル基、ステアリル基、及びオレイル基から選ばれる基が挙げられる。
一般式(C4)中、AOは、炭素数2以上4以下のアルキレンオキシ基であり、好ましくは炭素数2又は3のアルキレンオキシ基である。AOが炭素数2のアルキレンオキシ基を含むことが好ましい。
一般式(C4)中、Y、Yは、同一又は異なって、それぞれ、水素原子又はSOMであり、Y、Yの少なくとも一方はSOMである。Mは対イオンであり、水素イオン、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン(1/2原子)、アンモニウムイオンなどが挙げられる。Mは、化合物の製造し易さの観点から、好ましくは、アンモニウムイオンである。Mは、化合物の臭気の観点から、好ましくはアルカリ金属イオン、より好ましくはナトリウムイオン及びカリウムイオンから選ばれるアルカリ金属イオンである。
一般式(C4)中、n5及びn6は、同一又は異なって、それぞれ、AOの平均付加モル数であり、0以上の数である。nが0の場合は、Yは水素原子であり、nが0の場合は、Yは水素原子である。水溶性の観点から、n5及びn6の合計は、1以上、好ましくは20以上、より好ましくは50以上、そして、経済的な観点から、300以下、好ましくは200以下、より好ましくは150以下、更に好ましくは100以下の数である。n及びnは同時に0にはならない。従って化合物(C4)は、(AO)n5−SOM及び(AO)n6−SOMの少なくとも1つを有する。
化合物(C4)としては、牛脂アミンエチレンオキシド付加物硫酸エステル化物等の脂肪族アミンアルキレン付加物の硫酸エステル化物が挙げられる。
(C)成分は、(A)成分であるナフタレン系分散剤のナフタレン環との疎水性相互作用の観点から、一般式(C2)で表される化合物が好ましい。
また、(C)成分は、水溶性の観点から、一般式(C1)で表される化合物が好ましい。
他の(C)成分として、脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル,ポリグリセリン脂肪酸エステル,ショ糖脂肪酸エステル,アルキルポリグルコシド,ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン共重合体などから選ばれる化合物が挙げられる。
(C)成分は、水溶性の観点から、ポリオキシエチレンソルビタンモノエステルが好ましく、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエートがより好ましい。
また、(C)成分は、水溶性の観点から、ポリオキシエチレンソルビトールテトラエステルが好ましく、ポリオキシエチレンソルビトールテトラオレエートがより好ましい。
また、(C)成分は、水溶性の観点から、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン共重合体が好ましく、この共重合体はポリオキシエチレンの平均付加モル数が27以下であることがより好ましい。
(C)成分からなる本発明の複合分散剤用減粘剤は、水などの液体成分と混合して用いることができる。本発明は、水、及び(C)成分を含有する複合分散剤用減粘剤組成物を提供する。該複合分散剤用減粘剤組成物では、(C)成分の含有量は、5質量%以上60質量%以下とすることができる。また、該複合分散剤用減粘剤組成物は、消泡剤などの任意の成分を含有することができる。消泡剤、更に脂肪酸エステル系消泡剤及びエーテル系消泡剤のHLB(デイビス法)は、0未満が好ましい。また、消泡剤、更に脂肪酸エステル系消泡剤及びエーテル系消泡剤のHLB(グリフィン法)は、8以下が好ましい。また、消泡剤の1質量%水懸濁液は、目視で分離又は白濁していることが好ましい。また、消泡剤の1質量%水懸濁液の濁度は、100NTU以上であることが好ましい。また、消泡剤は、起泡性が無いことが好ましい。なお、前記1質量%水懸濁液の濁度は、ポータブル濁度計TN100IR(ニッコー・ハンセン株式会社製)を用いて測定することができる。
<分散剤混合物の減粘方法>
本発明の減粘方法は、(A)成分、(B)成分、及び水を含有する分散剤混合物の粘度を、(C)成分を添加して低下させる、分散剤混合物の減粘方法である。
本発明の分散剤混合物の減粘方法に用いられる(A)成分と(B)成分と(C)成分の具体例及び好ましい態様は、それぞれ、本発明の複合分散剤用減粘剤で述べたものと同じである。
分散剤混合物における(A)成分と(B)成分の質量比(A)/(B)は、水硬性粉体の分散性の観点から、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.2以上、更に好ましくは0.8以上、そして、好ましくは9以下、より好ましくは4以下、更に好ましくは2.5以下である。
本発明の分散剤混合物の減粘方法では、(A)成分であるナフタレン系分散剤のナフタレン環との相互作用の観点から、(C)成分を、(A)/(C)の質量比が0.6以上9以下となるように添加することが好ましい。(A)/(C)の質量比は、より好ましくは1以上、更に好ましくは1.5以上、そして、好ましくは4以下、より好ましくは3以下、更に好ましくは2.5以下、より更に好ましくは2.3以下、より更に好ましくは2以下である。
<複合分散剤組成物の製造方法>
本発明により、(A)成分、(B)成分、(C)成分、及び水を混合する、複合分散剤組成物の製造方法が提供される。
本発明の複合分散剤組成物の製造方法に用いられる(A)成分と(B)成分と(C)成分の具体例及び好ましい態様は、それぞれ、本発明の複合分散剤用減粘剤で述べたものと同じである。
本発明の複合分散剤組成物の製造方法では、(A)成分と(B)成分を、質量比(A)/(B)が、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.2以上、更に好ましくは0.8以上、そして、好ましくは9以下、より好ましくは4以下、更に好ましくは2.5以下となるように混合する。
本発明の複合分散剤組成物の製造方法では、(A)成分と(C)成分を、質量比(A)/(C)が、好ましくは0.6以上、より好ましくは1以上、更に好ましくは1.5以上、そして、好ましくは9以下、より好ましくは4以下、より好ましくは3以下、更に好ましくは2.5以下、より更に好ましくは2.3以下、より更に好ましくは2以下となるように混合する。
本発明の複合分散剤組成物の製造方法では、(A)成分と水を混合した後、(C)成分を混合し、最後に(B)成分を混合することが、複合分散剤組成物の均一性の観点から、好ましい。
本発明により製造される複合分散剤組成物は、20℃の粘度が、ポンプ輸送の観点から、好ましくは300mPa・s以下、より好ましくは200mPa・s以下、更に好ましくは150mPa・s以下である。粘度の下限値は、分散剤固形分アップ(輸送コスト)の観点から、好ましくは30mPa・s以上、より好ましくは50mPa・s以上である。
<複合分散剤組成物>
本発明により、本発明の複合分散剤用減粘剤、(A)成分、及び(B)成分を含有する、複合分散剤組成物が提供される。
本発明の複合分散剤組成物に用いられる、(A)成分と、(B)成分と、複合分散剤用減粘剤である(C)成分の具体例及び好ましい態様は、それぞれ、本発明の複合分散剤用減粘剤で述べたものと同じである。
本発明の複合分散剤組成物は、(A)成分と(B)成分の質量比(A)/(B)が、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.2以上、更に好ましくは0.8以上、そして、好ましくは9以下、より好ましくは4以下、更に好ましくは2.5以下である。
本発明の複合分散剤組成物は、(A)成分と(C)成分の質量比(A)/(C)が、好ましくは0.6以上、より好ましくは1以上、更に好ましくは1.5以上、そして、好ましくは9以下、より好ましくは4以下、より好ましくは3以下、更に好ましくは2.5以下、より更に好ましくは2.3以下、より更に好ましくは2以下である。
本発明の複合分散剤組成物は、消泡剤を含有することができる。消泡剤、更に脂肪酸エステル系消泡剤及びエーテル系消泡剤のHLB(デイビス法)は、0未満が好ましい。また、消泡剤、更に脂肪酸エステル系消泡剤及びエーテル系消泡剤のHLB(グリフィン法)は、8以下が好ましい。また、消泡剤の1質量%水懸濁液は、目視で分離又は白濁していることが好ましい。また、消泡剤の1質量%水懸濁液の濁度は、100NTU以上であることが好ましい。また、消泡剤は、起泡性が無いことが好ましい。なお、前記1質量%水懸濁液の濁度は、ポータブル濁度計TN100IR(ニッコー・ハンセン株式会社製)を用いて測定することができる。
本発明の複合分散剤組成物は、無機粉体用として好適である。また、本発明の複合分散剤組成物は、水硬性粉体用として好適である。
本発明の複合分散剤組成物は、20℃の粘度が、好ましくは300mPa・s以下、より好ましくは200mPa・s以下、更に好ましくは150mPa・s以下である。粘度の下限値は、好ましくは30mPa・s以上、より好ましくは50mPa・s以上である。
<水硬性組成物>
本発明により、本発明の複合分散剤用減粘剤、(A)成分、(B)成分、水硬性粉体、及び水を含有する、水硬性組成物が提供される。
本発明の水硬性組成物に用いられる、(A)成分と、(B)成分と、複合分散剤用減粘剤である(C)成分の具体例及び好ましい態様は、それぞれ、本発明の複合分散剤用減粘剤で述べたものと同じである。
本発明の水硬性組成物は、(A)成分と(B)成分の質量比(A)/(B)が、好ましくは0.1以上、より好ましくは0.2以上、更に好ましくは0.8以上、そして、好ましくは9以下、より好ましくは4以下、更に好ましくは2.5以下である。
本発明の水硬性組成物は、(A)成分と(C)成分の質量比(A)/(C)が、好ましくは0.6以上、より好ましくは1以上、更に好ましくは1.5以上、そして、好ましくは9以下、より好ましくは4以下、より好ましくは3以下、更に好ましくは2.5以下、より更に好ましくは2.3以下、より更に好ましくは2以下である。
本発明の水硬性組成物に使用される水硬性粉体とは、水和反応により硬化する物性を有する粉体のことであり、セメント、石膏等が挙げられる。好ましくは普通ポルトランドセメント、ビーライトセメント、中庸熱セメント、早強セメント、超早強セメント、耐硫酸塩セメント等のセメントである。また、セメント等に高炉スラグ、フライアッシュ、シリカフュームなどのポゾラン作用及び/または潜在水硬性を有する粉体や、石粉(炭酸カルシウム粉末)等が添加された高炉スラグセメント、フライアッシュセメント、シリカフュームセメント等でもよい。
本発明の水硬性組成物は、水硬性粉体100質量部に対して、(A)成分と(B)成分と(C)成分とを合計で、好ましくは0.005質量部以上、より好ましくは0.03質量部以上、更に好ましくは0.1質量部以上、そして、好ましくは5質量部以下、より好ましくは3質量部以下、更に好ましくは2質量部以下含有する。
本発明の水硬性組成物は、更にその他の成分を含有することもできる。例えば、遅延剤、増粘剤、防水剤、流動化剤等が挙げられる。
本発明の水硬性組成物は、(A)成分、(B)成分、(C)成分、水硬性粉体、及び水を混合して製造できる。その際、前記した好ましい含有量となるように各成分の混合量を調整することが好ましい。
<使用>
本発明は、下記条件1〜3の少なくとも1つと下記条件4〜5の少なくとも1つを満たす化合物(ナフタレン系分散剤、カルボン酸系分散剤、及びリン酸系分散剤を除く)〔以下、(C)成分という〕の複合分散剤用減粘剤としての使用であって、複合分散剤が(A)ナフタレン系分散剤と(B)カルボン酸系分散剤又はリン酸系分散剤との複合分散剤である、使用を提供する。
条件1:炭素数10以上の炭化水素基(芳香族炭化水素基を除く)を有する。
条件2:芳香環を有する。
条件3:プロピレンオキシ基及びブチレンオキシ基の少なくとも一方を有する。
条件4:エチレンオキシ基を有する。
条件5:硫酸エステル基を有する。
本発明の使用に用いられる、(A)成分と(B)成分と(C)成分の具体例及び好ましい態様は、それぞれ、本発明の複合分散剤用減粘剤で述べたものと同じである。また、本発明の複合分散剤用減粘剤で述べた事項は、本発明の使用に適宜適用することができる。
<実施例1〜38及び比較例1〜6>
表1に以下の実施例で用いた(A)成分を示した。また、表2に以下の実施例で用いた(B)成分を示した。また、表3に以下の実施例で用いた(C)成分を示した。表3中、POEは、ポリオキシエチレンの略である。
(A)成分、(B)成分、(C)成分、及び水を、表4〜6に示す量で用いて、複合分散剤組成物を調製し、粘度を測定した。粘度は、東機産業製B II型粘度計により20〜22℃で測定した。ローター番号はNo.2、粘度が300mPa・S未満のものは回転数60rpm、粘度が300Pa・S以上のものは30rpmで測定した。結果を表4〜6に示す。
表4〜6中、有効分含有量(質量%)は、複合分散剤組成物中の、(A)成分、(B)成分及び(C)成分の合計の含有量(残部は水)である。
また、得られた複合分散剤組成物を用いてモルタルを調製し、モルタルフローを測定した。結果を表4〜6に示す。
(1)モルタルの調製
モルタルミキサー(株式会社ダルトン製 万能混合撹拌機 型式:5DM−03−γ)を用いて、セメント(C)、細骨材(S)を投入し空練りをモルタルミキサーの低速回転(63rpm)にて10秒行い、(A)成分、(B)成分、及び消泡剤を含む練り水(W)を加えた。そして、モルタルミキサーの低速回転(63rpm)にて60秒、高速回転(128rpm)にて60秒本混練りしてモルタルを調製した。
モルタルの配合条件は、水160g、セメント400g、細骨材700g、水/セメント比(W/C)は40質量%とした。
用いた成分は以下のものである。
・水(W):上水道水(水温22℃)
・セメント(C):普通ポルトランドセメント(二種混合:太平洋セメント/住友大阪セメント=1/1、質量比) 密度3.16g/cm
・細骨材(S):城陽産山砂 密度2.55g/cm
セメント100質量部に対して、(A)成分、(B)成分及び(C)成分の合計が表4〜6の添加量となるように、複合分散剤組成物を添加した。
また消泡剤は、フォームレックス797(日華化学株式会社製)を、上記モルタル配合に0.05g添加した。
(2)モルタルフローの評価
JIS R 5201の試験方法に従って、調製したモルタルのフローを測定した。ただし、落下運動を与える操作は行っていない。
Figure 0006783017
Figure 0006783017
Figure 0006783017
Figure 0006783017
Figure 0006783017
Figure 0006783017

Claims (8)

  1. 下記条件1〜3の少なくとも1つと下記条件4〜5の少なくとも1つとを満たす化合物(ナフタレン系分散剤、カルボン酸系分散剤、及びリン酸系分散剤を除く)からなる、(A)ナフタレン系分散剤と(B)カルボン酸系分散剤又はリン酸系分散剤との複合分散剤に用いられる、複合分散剤用減粘剤であって、
    前記化合物が、下記一般式(C1)〜(C4)で表される化合物から選ばれる1種以上の化合物である、複合分散剤用減粘剤。
    条件1:炭素数10以上の炭化水素基(芳香族炭化水素基を除く)を有する。
    条件2:芳香環を有する。
    条件3:プロピレンオキシ基及びブチレンオキシ基の少なくとも一方を有する。
    条件4:エチレンオキシ基を有する。
    条件5:硫酸エステル基を有する。
    Figure 0006783017

    〔式中、
    11 、R 21 、R 31 、R 41 、それぞれ、炭素数10以上の炭化水素基
    22 、R 32 、R 33 は、同一又は異なって、それぞれ、水素原子又は炭素数1以上3以下のアルキル基、
    、Y は、同一又は異なって、それぞれ、水素原子又はSO Mであり、Y 、Y の少なくとも一方はSO Mであり、
    AOは、炭素数2以上4以下のアルキレンオキシ基、
    n1は、AOの平均付加モル数であり、0以上300以下の数、
    n2は、AOの平均付加モル数であり、1以上100以下の数、
    n3、n4は、同一又は異なって、それぞれ、AOの平均付加モル数であり、0以上の数であり、n3とn4の合計は1以上300以下の数、
    n5、n6は、同一又は異なって、それぞれ、AOの平均付加モル数であり、0以上の数であり、n5とn6の合計は1以上300以下の数であり、n5が0の場合は、Y は水素原子であり、n6が0の場合は、Y は水素原子であり、
    Mは、対イオン、
    を表す。〕
  2. (A)が、ナフタレン環を含むモノマー単位を有する高分子化合物であり、(B)が、カルボン酸基及びリン酸基から選ばれる基を有するモノマー単位と、アルキレンオキシ基を有するモノマー単位とを有する、重量平均分子量5,000以上1,000,000以下の重合物である、請求項1記載の複合分散剤用減粘剤。
  3. 前記化合物が水溶性である、請求項1又は2記載の複合分散剤用減粘剤。
  4. (A)ナフタレン系分散剤、(B)カルボン酸系分散剤又はリン酸系分散剤、及び水を含有する分散剤混合物の粘度を、下記条件1〜3の少なくとも1つと下記条件4〜5の少なくとも1つを満たす化合物(ナフタレン系分散剤、カルボン酸系分散剤、及びリン酸系分散剤を除く)を添加して低下させる、分散剤混合物の減粘方法であって、
    前記化合物が、下記一般式(C1)〜(C4)で表される化合物から選ばれる1種以上の化合物である、分散剤混合物の減粘方法。
    条件1:炭素数10以上の炭化水素基(芳香族炭化水素基を除く)を有する。
    条件2:芳香環を有する。
    条件3:プロピレンオキシ基及びブチレンオキシ基の少なくとも一方を有する。
    条件4:エチレンオキシ基を有する。
    条件5:硫酸エステル基を有する。
    Figure 0006783017

    〔式中、
    11 、R 21 、R 31 、R 41 、それぞれ、炭素数10以上の炭化水素基
    22 、R 32 、R 33 は、同一又は異なって、それぞれ、水素原子又は炭素数1以上3以下のアルキル基、
    、Y は、同一又は異なって、それぞれ、水素原子又はSO Mであり、Y 、Y の少なくとも一方はSO Mであり、
    AOは、炭素数2以上4以下のアルキレンオキシ基、
    n1は、AOの平均付加モル数であり、0以上300以下の数、
    n2は、AOの平均付加モル数であり、1以上100以下の数、
    n3、n4は、同一又は異なって、それぞれ、AOの平均付加モル数であり、0以上の数であり、n3とn4の合計は1以上300以下の数、
    n5、n6は、同一又は異なって、それぞれ、AOの平均付加モル数であり、0以上の数であり、n5とn6の合計は1以上300以下の数であり、n5が0の場合は、Y は水素原子であり、n6が0の場合は、Y は水素原子であり、
    Mは、対イオン、
    を表す。〕
  5. (A)が、ナフタレン環を含むモノマー単位を有する高分子化合物であり、(B)が、カルボン酸基及びリン酸基から選ばれる基を有するモノマー単位と、アルキレンオキシ基を有するモノマー単位とを有する、重量平均分子量5,000以上1,000,000以下の重合物である、請求項記載の分散剤混合物の減粘方法。
  6. 分散剤混合物における(A)と(B)の質量比(A)/(B)が、0.1以上9以下である、請求項又は記載の分散剤混合物の減粘方法。
  7. 前記化合物を、(A)/前記化合物の質量比が0.6以上9以下となるように添加する、請求項の何れか1項記載の分散剤混合物の減粘方法。
  8. 前記化合物が水溶性である、請求項の何れか1項記載の分散剤混合物の減粘方法。
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