JP6832773B2 - Admixture material composition - Google Patents
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Description
本発明は、混和材料組成物に関する。より詳しくは、セメント組成物等に好適に用いることができる混和材料組成物に関する。 The present invention relates to an admixture material composition. More specifically, the present invention relates to an admixture material composition that can be suitably used for cement compositions and the like.
水硬性材料は、強度や耐久性等に優れた硬化物を与えることから、セメントペースト、モルタル、コンクリート等のセメント組成物等として広く用いられており、土木・建築構造物等を構築するために欠かすことのできないものとなっている。
水硬性材料には、コンクリート等の品質を改善することを主な目的として、セメント・水・骨材以外の材料である混和材料が用いられている。特に、流動性や作業性等を向上させるために、混和材料の中でも添加剤が用いられるのが一般的であり、AE剤、減水剤、AE減水剤、高性能減水剤、流動化剤、高性能AE減水剤、収縮低減剤等の各種添加剤が用いられている。また、より優れた性能を発揮させることを目的として、これらの添加剤を複数混合して用いることも検討されている。
例えば、特許文献1〜6には、収縮低減剤と高性能AE減水剤としてのポリカルボン酸系減水剤とを併用することが開示されている。
Since hydraulic materials provide a cured product with excellent strength and durability, they are widely used as cement compositions such as cement paste, mortar, and concrete, and are used to construct civil engineering and building structures. It has become an indispensable item.
As the hydraulic material, an admixture material which is a material other than cement, water, and aggregate is used mainly for the purpose of improving the quality of concrete and the like. In particular, in order to improve fluidity and workability, additives are generally used among the admixtures, and AE agents, water reducing agents, AE water reducing agents, high-performance water reducing agents, fluidizing agents, high. Performance Various additives such as AE water reducing agent and shrinkage reducing agent are used. Further, for the purpose of exhibiting more excellent performance, it is also considered to use a plurality of these additives in a mixed manner.
For example, Patent Documents 1 to 6 disclose that a shrinkage reducing agent and a polycarboxylic acid-based water reducing agent as a high-performance AE water reducing agent are used in combination.
上記のように、収縮低減剤とポリカルボン酸系減水剤とを含むセメント組成物等が開発されているが、従来の収縮低減剤とポリカルボン酸系減水剤とを併用する場合には、収縮低減性とセメント組成物の流動性との両立の点で充分ではなく、改善の余地があった。 As described above, cement compositions containing a shrinkage reducing agent and a polycarboxylic acid-based water reducing agent have been developed. However, when a conventional shrinkage reducing agent and a polycarboxylic acid-based water reducing agent are used in combination, shrinkage occurs. It was not sufficient in terms of both the reducibility and the fluidity of the cement composition, and there was room for improvement.
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、収縮低減性とセメント組成物の流動性とをともに充分に発揮させることができる収縮低減剤とポリカルボン酸系減水剤とを含む混和材料組成物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, and is an admixture material containing a shrinkage reducing agent and a polycarboxylic acid-based water reducing agent capable of sufficiently exerting both shrinkage reducing property and fluidity of the cement composition. It is an object of the present invention to provide a composition.
本発明者は、ポリカルボン酸系減水剤と併用することができる収縮低減剤について種々検討したところ、特定の構造の化合物を、ポリカルボン酸系減水剤と併用した際に、これらの添加量が少量であっても収縮低減性及びセメント組成物の流動性の両方に優れることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。 The present inventor has studied various shrinkage reducing agents that can be used in combination with a polycarboxylic acid-based water reducing agent, and found that when a compound having a specific structure is used in combination with a polycarboxylic acid-based water reducing agent, the amount of these additions is large. We have found that even a small amount is excellent in both shrinkage reduction property and fluidity of the cement composition, and have come up with the idea that the above problems can be solved brilliantly, and have arrived at the present invention.
すなわち本発明は、水硬性材料用収縮低減剤とポリカルボン酸系減水剤とを含む混和材料組成物であって、上記水硬性材料用収縮低減剤は、下記(I)〜(V)からなる群より選択される少なくとも1種の化合物を含む混和材料組成物である。
(I):
下記式(1);
該重合体は、構造単位(I)の割合が、全構造単位100質量%に対して、70〜97質量%であり、構造単位(II)の割合が、全構造単位100モル%に対して、10〜59モル%であり、重量平均分子量が、4000〜32000である重合体
(II):
下記式(3);
[V−(OA1)f−]kY[−(B1O)g−W]l (3)
(式(3)中、V、Wは、同一又は異なって、水素原子又は炭素原子数1〜30の炭化水素基を表す。OA1、B1Oは、同一又は異なって、炭素数2〜18のオキシアルキレン基を表す。f、gは、それぞれ、OA1、B1Oの平均付加モル数を表し、f、gは、同一又は異なって、0〜2000であり、f+g=1〜2000である。Yは活性水素を有する化合物の残基を表す。k、lは、同一又は異なって、0〜6である。ただし、k+lは1以上である。)で表されるポリエーテル化合物にエチレン性不飽和単量体をグラフト重合してなる重合体であって、該エチレン性不飽和単量体は不飽和カルボン酸系単量体を含み、該重合体は、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合が、全構造単位100質量%に対して、0.1〜12質量%であり、該ポリエーテル化合物の重量平均分子量が、1500〜50000である重合体
(III):
エチレン性不飽和単量体成分由来の高分子鎖(A)と(ポリ)アルキレングリコール鎖(B)の末端とが結合部位(X)を介して結合した構造を有する共重合体であって、該エチレン性不飽和単量体は、不飽和アニオン系単量体を含み、該共重合体は、不飽和アニオン系単量体由来の構造単位の割合が、(ポリ)アルキレングリコール鎖1モルに対して1〜30モルであり、(ポリ)アルキレングリコール鎖を形成する(ポリ)アルキレングリコールの重量平均分子量が、1500〜50000である(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体
(IV):
直鎖状又は分岐状ポリアルキレングリコール鎖の少なくとも2つの末端に、金属、金属化合物及び金属イオンの少なくとも1つに対して吸着能を示す有機残基が結合したポリアルキレングリコール化合物であって、該ポリアルキレングリコール化合物は、ポリアルキレングリコール鎖を形成するポリアルキレングリコールの重量平均分子量が、1500〜50000であり、該有機残基は、カルボニル基、水酸基、アミノ基、チオール基、リン酸基、亜リン酸基及びシラン基からなる群より選択される少なくとも1つの官能基を有するポリアルキレングリコール化合物
(V):
酸基含有側鎖を有するポリアミン化合物であって、該ポリアミン化合物は、未置換ポリアミン化合物由来の構造単位と不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位とを有し、該不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合が、全構造単位100モル%に対して、25〜99モル%である酸基含有側鎖を有するポリアミン化合物
以下に本発明を詳述する。
なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を2つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
That is, the present invention is an admixture material composition containing a shrinkage reducing agent for hydraulic materials and a polycarboxylic acid-based water reducing agent, and the shrinkage reducing agent for hydraulic materials comprises the following (I) to (V). It is an admixture material composition containing at least one compound selected from the group.
(I):
The following formula (1);
In the polymer, the ratio of the structural unit (I) is 70 to 97% by mass with respect to 100% by mass of the total structural unit, and the ratio of the structural unit (II) is 100 mol% with respect to the total structural unit. , 10-59 mol% and a weight average molecular weight of 4000-32000: Polymer (II):
The following formula (3);
[V- (OA 1) f - ] k Y [- (B 1 O) g -W] l (3)
(In the formula (3), V and W are the same or different and represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. OA 1 and B 1 O are the same or different and have 2 to 2 carbon atoms. Representing 18 oxyalkylene groups. F and g represent the average number of added moles of OA 1 and B 1 O, respectively, and f and g are the same or different, 0 to 2000, and f + g = 1 to 2000. Y represents the residue of the compound having active hydrogen. K and l are the same or different, 0 to 6. However, k + l is 1 or more.) A polymer obtained by graft-polymerizing an ethylenically unsaturated monomer, the ethylenically unsaturated monomer contains an unsaturated carboxylic acid-based monomer, and the polymer is an unsaturated carboxylic acid-based simple substance. Polymer (III) in which the proportion of structural units derived from the weight is 0.1 to 12% by mass with respect to 100% by mass of all structural units, and the weight average molecular weight of the polyether compound is 1500 to 50,000. :
A copolymer having a structure in which a polymer chain (A) derived from an ethylenically unsaturated monomer component and a terminal of a (poly) alkylene glycol chain (B) are bonded via a bonding site (X). The ethylenically unsaturated monomer contains an unsaturated anionic monomer, and the copolymer has a structural unit derived from the unsaturated anionic monomer in an amount of 1 mol of a (poly) alkylene glycol chain. On the other hand, the weight average molecular weight of the (poly) alkylene glycol which is 1 to 30 mol and forms the (poly) alkylene glycol chain is 1500 to 50,000, and the (poly) alkylene glycol-based block copolymer (IV):
A polyalkylene glycol compound in which an organic residue exhibiting an adsorptive ability to at least one of a metal, a metal compound and a metal ion is bonded to at least two ends of a linear or branched polyalkylene glycol chain. The polyalkylene glycol compound has a weight average molecular weight of 1500 to 50,000 of the polyalkylene glycol forming the polyalkylene glycol chain, and the organic residues are a carbonyl group, a hydroxyl group, an amino group, a thiol group, a phosphoric acid group, and a sub. Polyalkylene glycol compound (V) having at least one functional group selected from the group consisting of a phosphate group and a silane group:
A polyamine compound having an acid group-containing side chain, wherein the polyamine compound has a structural unit derived from an unsubstituted polyamine compound and a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid-based monomer, and the unsaturated carboxylic acid-based compound. The present invention will be described in detail below as a polyamine compound having an acid group-containing side chain in which the proportion of structural units derived from the monomer is 25 to 99 mol% with respect to 100 mol% of all structural units.
It should be noted that a combination of two or more of the individual preferred embodiments of the present invention described below is also a preferred embodiment of the present invention.
(水硬性材料用収縮低減剤)
本発明の混和材料組成物に含まれる水硬性材料用収縮低減剤は、上記(I)〜(V)からなる群より選択される少なくとも1種の化合物を含むものである。本発明は、このような特定の構造を有する収縮低減剤を後述するポリカルボン酸系減水剤と併用することにより、既存の収縮低減剤とポリカルボン酸系減水剤との組み合わせに比べて収縮低減性が向上し、かつ、セメント組成物の流動性が向上することを見出したものである。
以下においては、(I)〜(V)の化合物それぞれの詳細を記載する。
(Shrinkage reducing agent for hydraulic materials)
The shrinkage reducing agent for hydraulic materials contained in the admixture material composition of the present invention contains at least one compound selected from the group consisting of the above (I) to (V). In the present invention, by using a shrinkage reducing agent having such a specific structure in combination with a polycarboxylic acid-based water reducing agent described later, shrinkage is reduced as compared with a combination of an existing shrinkage reducing agent and a polycarboxylic acid-based water reducing agent. It has been found that the property is improved and the fluidity of the cement composition is improved.
In the following, details of each of the compounds (I) to (V) will be described.
<第1の形態:(I)の化合物>
上記(I)の化合物は、下記式(1);
<First form: compound of (I)>
The compound of the above (I) has the following formula (1);
(式(1)中、R1〜R3は、同一又は異なって、水素原子又はメチル基を表す。R4Oは、同一又は異なって、炭素数2〜18のオキシアルキレン基を表す。R5は、水素原子又は炭素数1〜30の炭化水素基を表す。pは、0〜5の数を表し、qは、0又は1の数である。nは、オキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、7〜300の数である。)で表される構造単位(I)と、下記式(2); (In the formula (1), R 1 to R 3 represent the same or different hydrogen atom or methyl group. R 4 O represents the same or different oxyalkylene group having 2 to 18 carbon atoms. 5 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. P represents a number from 0 to 5, q is a number of 0 or 1, and n is an average addition molar of an oxyalkylene group. The structural unit (I) represented by (a number of 7 to 300) representing a number and the following formula (2);
(式(2)中、R6〜R8は、同一又は異なって、水素原子、メチル基又は−(CH2)mCOOZ’基を表す。ここで、mは、0〜2の整数であり、Z’は、水素原子、金属原子、アンモニウム基、有機アミン基又は炭化水素基を表す。Zは、水素原子、金属原子、アンモニウム基又は有機アミン基を表す。)で表される構造単位(II)とを有する重合体である。
上記(I)の重合体(以下、重合体(I)ともいう。)は、上記式(1)で表される構造単位(I)、式(2)で表される構造単位(II)をそれぞれ1種含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
(In formula (2), R 6 to R 8 represent the same or different hydrogen atom, methyl group or-(CH 2 ) m COOZ'group, where m is an integer of 0 to 2. , Z'represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group, an organic amine group or a hydrocarbon group. Z represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group or an organic amine group). It is a polymer having II) and.
The polymer of the above (I) (hereinafter, also referred to as a polymer (I)) is a structural unit (I) represented by the above formula (1) and a structural unit (II) represented by the formula (2). Each may contain one type, or two or more types may be contained.
上記式(1)において、R1〜R3は、同一又は異なって、水素原子又はメチル基を表すが、R1、R2の少なくとも一方は水素原子であることが好ましい。 In the above formula (1), R 1 to R 3 represent the same or different hydrogen atoms or methyl groups, but at least one of R 1 and R 2 is preferably a hydrogen atom.
上記式(1)における−(R4O)−で表されるオキシアルキレン基は、炭素数2〜18のオキシアルキレン基であり、オキシアルキレン基が2種以上存在する場合には、ランダム付加、ブロック付加、交互付加等のいずれの付加形態であってもよい。
上記−(R4O)−で表されるオキシアルキレン基は、炭素数2〜8のオキシアルキレン基が好ましく、より好ましくは、炭素数2〜4のオキシアルキレン基である。
これらのオキシアルキレン基は、アルキレンオキシド付加物であり、このようなアルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、イソブチレンオキシド、1−ブテンオキシド、2−ブテンオキシド、スチレンオキシド等が挙げられる。より好ましくは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシドであり、更に好ましくは、エチレンオキシド、プロピレンオキシドである。
The oxyalkylene group represented by − (R 4 O) − in the above formula (1) is an oxyalkylene group having 2 to 18 carbon atoms, and when two or more kinds of oxyalkylene groups are present, random addition is performed. Any addition form such as block addition or alternate addition may be used.
The - (R 4 O) - oxyalkylene group represented by is preferably an oxyalkylene group having 2 to 8 carbon atoms, more preferably an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms.
These oxyalkylene groups are alkylene oxide adducts, and examples of such alkylene oxides include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, isobutylene oxide, 1-butene oxide, 2-butene oxide, and styrene oxide. Ethylene oxide, propylene oxide and butylene oxide are more preferable, and ethylene oxide and propylene oxide are more preferable.
上記式(1)における−(R4O)−で表されるオキシアルキレン基が、エチレンオキシドが付加したオキシエチレン基を含むものである場合、全オキシアルキレン基100モル%中にオキシエチレン基を50〜100モル%含むことが好ましい。オキシエチレン基をこのような割合で含むことで空気連行性が高くなることを抑制し、空気量の調整を容易にすることが可能となり、強度低下や耐凍結融解性の低下を抑制することができる。より好ましくは60〜100モル%、更に好ましくは70〜100モル%であり、特に好ましくは80〜100モル%であり、最も好ましくは90〜100モル%である。 When the oxyalkylene group represented by − (R 4 O) − in the above formula (1) contains an oxyethylene group to which ethylene oxide is added, 50 to 100 oxyethylene groups are contained in 100 mol% of all oxyalkylene groups. It is preferably contained in mol%. By containing the oxyethylene group in such a ratio, it is possible to suppress the increase in air entrainment, facilitate the adjustment of the amount of air, and suppress the decrease in strength and freeze-thaw resistance. it can. It is more preferably 60 to 100 mol%, further preferably 70 to 100 mol%, particularly preferably 80 to 100 mol%, and most preferably 90 to 100 mol%.
上記式(1)におけるR5は、水素原子又は炭素数1〜30の炭化水素基を表す。R5は、炭素数1〜20の炭化水素基又は水素原子であることが好ましい。より好ましくは、水素原子又は炭素数1〜18の炭化水素基、更に好ましくは、水素原子又は炭素数1〜12の炭化水素基、特に好ましくは、水素原子又は炭素数1〜8の炭化水素基、最も好ましくは、水素原子又は炭素数1〜3の炭化水素基である。
炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、イソオクチル基、2,3,5−トリメチルヘキシル基、4−エチル−5−メチルオクチル基及び2−エチルヘキシル基、テトラデシル基、オクタデシル基、イコシル基等の直鎖または分岐鎖のアルキル基;シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル及びシクロオクチル等の環状のアルキル基;フェニル基、ベンジル基、フェネチル基、o−,m−若しくはp−トリル基、2,3−若しくは2,4−キシリル基、メシチル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ビフェニリル基、ベンズヒドリル基、トリチル基及びピレニル基等のアリール基などが挙げられる。これらの中でも、直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基が好ましい。
R 5 in the above formula (1) represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. R 5 is preferably a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms or a hydrogen atom. More preferably, a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, still more preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, and particularly preferably, a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms. Most preferably, it is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms.
The hydrocarbon groups include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, hexyl group and heptyl group. , Octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, isooctyl group, 2,3,5-trimethylhexyl group, 4-ethyl-5-methyloctyl group and 2-ethylhexyl group, tetradecyl group, octadecyl group, Linear or branched alkyl groups such as icosyl groups; cyclic alkyl groups such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl and cyclooctyl; phenyl group, benzyl group, phenethyl group, o-, m- or p -Trill group, 2,3- or 2,4-xylyl group, mesityl group, naphthyl group, anthryl group, phenanthryl group, biphenylyl group, benzhydryl group, trityl group, aryl group such as pyrenyl group and the like can be mentioned. Of these, linear, branched or cyclic alkyl groups are preferred.
上記式(1)におけるpは0〜5の数を表し、qは0又は1の数を表すが、p、qの好ましい組合せは、pが1または2でqが0の組合せ、又は、pが0でqが1の組合せである。 In the above formula (1), p represents a number from 0 to 5, and q represents a number of 0 or 1, but a preferable combination of p and q is a combination of p of 1 or 2 and q of 0, or p. Is a combination of 0 and q is 1.
上記式(1)におけるnは、オキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、7〜300の数である。平均付加モル数が300を超えると、空気連行性が高くなって空気量の調整が困難となり、強度低下や耐凍結融解性の低下がおこるおそれがある。オキシアルキレン基の平均付加モル数は、7〜150であることが好ましい。より好ましくは、7〜100であり、更に好ましくは、7〜80であり、特に好ましくは、7〜50であり、最も好ましくは、7〜30である。 N in the above formula (1) represents the average number of moles of the oxyalkylene group added, and is a number of 7 to 300. If the average number of moles added exceeds 300, the air entrainment property becomes high and it becomes difficult to adjust the amount of air, which may cause a decrease in strength and a decrease in freeze-thaw resistance. The average number of moles of the oxyalkylene group added is preferably 7 to 150. It is more preferably 7 to 100, still more preferably 7 to 80, particularly preferably 7 to 50, and most preferably 7 to 30.
上記式(1)で表される構造単位(I)を形成する単量体は、不飽和アルコール及び/又は不飽和カルボン酸に所定の繰り返し数となる量のアルキレンオキシドを付加することによって得ることができる。また、炭素数1〜30の炭化水素基を有するアルコールやフェノール類に所定の繰り返し数となる量のアルキレンオキシドを付加することによって得られるアルコールと不飽和カルボン酸とのエステル反応、及び/又は、不飽和カルボン酸エステルとのエステル交換反応させることによっても得ることができる。 The monomer forming the structural unit (I) represented by the above formula (1) can be obtained by adding an unsaturated alcohol and / or an unsaturated carboxylic acid to an unsaturated carboxylic acid in an amount of a predetermined number of repetitions. Can be done. Further, a transesterification reaction between an alcohol and an unsaturated carboxylic acid obtained by adding an amount of alkylene oxide having a predetermined number of repetitions to an alcohol or phenol having a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and / or It can also be obtained by transesterification with an unsaturated carboxylic acid ester.
上記不飽和アルコールとしては、ビニルアルコール、アリルアルコール、メタリルアルコール、3−ブテン−1−オール、3−メチル−3−ブテン−1−オール、3−メチル−2−ブテン−1−オール、2−メチル−3−ブテン−2−オール、2−メチル−2−ブテン−1−オール、2−メチル−3−ブテン−1−オール等が好適である。
また不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸等が好適である。更に、不飽和カルボン酸エステルは、これらの不飽和カルボン酸のアルキルエステル等を用いることができる。
上記炭素数1〜30の炭化水素基を有するアルコールやフェノール類としては、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルキルアルコール;ベンジルアルコール等のアリール基を有するアルコール;フェノール、パラメチルフェノール等のフェノール類等が好適であり、これらの中でも、メタノール、エタノール、ブタノール等の炭素数1〜3のアルコールが好ましい。
アルキレンオキシドとしては、上記のものを用いることができる。
Examples of the unsaturated alcohol include vinyl alcohol, allyl alcohol, metallic alcohol, 3-butene-1-ol, 3-methyl-3-butene-1-ol, 3-methyl-2-butene-1-ol, and 2 −Methyl-3-butene-2-ol, 2-methyl-2-butene-1-ol, 2-methyl-3-butene-1-ol and the like are suitable.
Further, as the unsaturated carboxylic acid, acrylic acid, methacrylic acid and the like are suitable. Further, as the unsaturated carboxylic acid ester, alkyl esters of these unsaturated carboxylic acids and the like can be used.
Examples of the alcohols and phenols having a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms include alkyl alcohols such as methanol, ethanol and butanol; alcohols having an aryl group such as benzyl alcohol; and phenols such as phenol and paramethylphenol. Of these, alcohols having 1 to 3 carbon atoms such as methanol, ethanol and butanol are preferable.
As the alkylene oxide, the above-mentioned ones can be used.
上記式(2)におけるR6〜R8は、同一又は異なって、水素原子、メチル基又は−(CH2)mCOOZ’基を表す。
−(CH2)mCOOZ’基において、Z’は、水素原子、金属原子、アンモニウム基、有機アミン基又は炭化水素基を表す。ここで、一価金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げられる。二価金属としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等が挙げられる。なお、Z’が二価金属となるのは、R6〜R8のいずれか2つ以上が−(CH2)mCOOZ’基であって、その中の2個の−COO−で無水物の形態をとる場合、又は、R6〜R8のいずれか1つの−(CH2)mCOOZ’基とCOOZとで無水物の形態をとる場合である。
R 6 to R 8 in the above formula (2) represent the same or different hydrogen atom, methyl group or − (CH 2 ) m COOZ'group.
-(CH 2 ) m In the COOZ'group, Z'represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group, an organic amine group or a hydrocarbon group. Here, examples of the monovalent metal include lithium, sodium, potassium and the like. Examples of the divalent metal include magnesium, calcium, strontium, barium and the like. It should be noted that Z'is a divalent metal because any two or more of R 6 to R 8 are − (CH 2 ) m COOZ'groups, and two of them, −COO−, are anhydrides. In the form of, or in the form of an anhydride with any one of R 6 to R 8 − (CH 2 ) m COOZ'group and COOZ.
上記Z’が有機アミン基である場合、有機アミン基としては、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、n−ブチルアミン、sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、シクロヘキシルアミン、ベンジルアミン及びフェニルアミン等の第一級アミン由来の基;ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−sec−ブチルアミン、ジ−tert−ブチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジベンジルアミン及びジフェニルアミン等の第二級アミン由来の基;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリシクロヘキシルアミン、トリベンジルアミン及びトリフェニルアミン等の第三級アミン由来の基;およびエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン由来の基が挙げられる。これらの中でも、エタノールアミン基、ジエタノールアミン基、トリエタノールアミン基等のアルカノールアミン基や、トリエチルアミン基が好ましい。
上記Z’が炭化水素基である場合、炭化水素基は、炭素数1〜30のものが好ましい。より好ましくは炭素数1〜20のものであり、更に好ましくは炭素数1〜12のものである。炭素数1〜30の炭化水素基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、イソオクチル、2,3,5−トリメチルヘキシル、4−エチル−5−メチルオクチル及び2−エチルヘキシル、テトラデシル、オクタデシル、イコシル等の直鎖または分岐鎖のアルキル基;シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル及びシクロオクチル等の環状のアルキル基;フェニル、ベンジル、フェネチル、o−,m−若しくはp−トリル、2,3−若しくは2,4−キシリル、メシチル、ナフチル、アントリル、フェナントリル、ビフェニリル、ベンズヒドリル、トリチル及びピレニル等のアリール基等が挙げられる。
When the above Z'is an organic amine group, the organic amine group includes primary organic amine groups such as methylamine, ethylamine, propylamine, n-butylamine, sec-butylamine, tert-butylamine, cyclohexylamine, benzylamine and phenylamine. Amine-derived groups; groups derived from secondary amines such as dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine, diisobutylamine, di-sec-butylamine, di-tert-butylamine, dicyclohexylamine, dibenzylamine and diphenylamine; Groups derived from tertiary amines such as trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, tricyclohexylamine, tribenzylamine and triphenylamine; and groups derived from alkanolamines such as ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine. Be done. Among these, alkanolamine groups such as ethanolamine group, diethanolamine group and triethanolamine group, and triethylamine group are preferable.
When Z'is a hydrocarbon group, the hydrocarbon group preferably has 1 to 30 carbon atoms. It is more preferably one having 1 to 20 carbon atoms, and even more preferably one having 1 to 12 carbon atoms. The hydrocarbon groups having 1 to 30 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, pentyl, isopentyl, neopentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, Linear or branched alkyl groups such as undecyl, dodecyl, isooctyl, 2,3,5-trimethylhexyl, 4-ethyl-5-methyloctyl and 2-ethylhexyl, tetradecyl, octadecyl, icosyl; cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl , Cyclic alkyl groups such as cyclohexyl, cycloheptyl and cyclooctyl; phenyl, benzyl, phenethyl, o-, m- or p-tolyl, 2,3- or 2,4-xylyl, mesityl, naphthyl, anthryl, phenanthryl, Examples thereof include aryl groups such as biphenylyl, benzhydryl, trityl and pyrenyl.
これらのうち、Z’は、水素原子、一価金属、二価金属、アンモニウム基又は有機アミン基であることが好ましく、水素原子、ナトリウム又はカルシウムであることが特に好ましい。
また、上記式(2)において、mは、0〜2の整数であるが、好ましくは0又は1であり、特に好ましくは0である。
Of these, Z'is preferably a hydrogen atom, a monovalent metal, a divalent metal, an ammonium group or an organic amine group, and particularly preferably a hydrogen atom, sodium or calcium.
Further, in the above formula (2), m is an integer of 0 to 2, preferably 0 or 1, and particularly preferably 0.
上記式(2)におけるR6〜R8は、同一又は異なって、水素原子、メチル基又は−(CH2)mCOOZ’基を表すが、これらの中に−(CH2)mCOOZ’基を有する場合、R7が−(CH2)mCOOZ’基であって、R6、R8は水素原子又はメチル基であることが好ましい。また、R6〜R8のいずれもが水素原子又はメチル基であることも好適な形態である。 R 6 to R 8 in the above formula (2) represent the same or different hydrogen atom, methyl group or-(CH 2 ) m COOZ'group, among which the- (CH 2 ) m COOZ' group. When, it is preferable that R 7 is a − (CH 2 ) m COOZ'group, and R 6 and R 8 are hydrogen atoms or methyl groups. It is also a preferable form that all of R 6 to R 8 are hydrogen atoms or methyl groups.
上記式(2)で表される構造単位(II)を形成する単量体は、不飽和カルボン酸系単量体であり、不飽和カルボン酸系単量体としては、不飽和モノカルボン酸系単量体や不飽和ジカルボン酸系単量体等が好適である。不飽和モノカルボン酸系単量体としては、分子内に不飽和基とカルボアニオンを形成しうる基とを1つずつ有する単量体であればよく、例えば、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、チグリン酸、3−メチルクロトン酸、2−メチル−2−ペンテン酸、イタコン酸等;これらの1価金属塩、2価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩が好ましい。
上記不飽和ジカルボン酸系単量体としては、分子内に不飽和基を1つとカルボアニオンを形成しうる基を2つとを有する単量体であればよく、マレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、フマル酸等や、それらの1価金属塩、2価金属塩、アンモニウム塩及び有機アミン塩等、それらの無水物、又は、ハーフエステルが好ましい。
The monomer forming the structural unit (II) represented by the above formula (2) is an unsaturated carboxylic acid-based monomer, and the unsaturated carboxylic acid-based monomer is an unsaturated monocarboxylic acid-based monomer. Monomers, unsaturated dicarboxylic acid-based monomers, and the like are suitable. The unsaturated monocarboxylic acid-based monomer may be a monomer having one unsaturated group and one group capable of forming a carboanion in the molecule. For example, (meth) acrylic acid and crotonic acid. , Tiglic acid, 3-methylcrotonic acid, 2-methyl-2-pentenoic acid, itaconic acid and the like; these monovalent metal salts, divalent metal salts, ammonium salts and organic amine salts are preferable.
The unsaturated dicarboxylic acid-based monomer may be a monomer having one unsaturated group and two groups capable of forming a carboanion in the molecule, and may be maleic acid, citraconic acid, mesaconic acid, etc. Citraconic acid, fumaric acid and the like, their monovalent metal salts, divalent metal salts, ammonium salts, organic amine salts and the like, anhydrides thereof, or half esters thereof are preferable.
上記第1の形態の化合物は、上記式(1)で表される構造単位(I)、及び、上記式(2)で表される構造単位(II)以外のその他の構造単位(III)を有していてもよい。
その他の構造単位(III)を形成する単量体としては、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート等の二官能(メタ)アクリレート類;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、1,4−ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、1,5−ペンタンジオールモノ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート等のアルカンジオールモノ(メタ)アクリレート類等の炭素原子数2〜6のヒドロキシアルキル基を有する水酸基含有(メタ)アクリレート化合物類;メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチルエチル(メタ)アクリレート、メトキシプロピル(メタ)アクリレート等のアルコキシ基含有(メタ)アクリレート化合物類;上述のような不飽和モノカルボン酸系単量体と炭素原子数1〜30のアミンとのアミド類、(メタ)アクリルアミド、メチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアルキルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド等の不飽和アミド類;上記不飽和ジカルボン酸類と炭素原子数2〜18のグリコール又はこれらのグリコールの付加モル数2〜500の(ポリ)アルキレングリコールとのジエステル類;マレアミド酸と炭素原子数2〜18のグリコール又はこれらのグリコールの付加モル数2〜500の(ポリ)アルキレングリコールとのハーフアミド類;ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート類;ビニルスルホネート、(メタ)アリルスルホネート、2−(メタ)アクリロキシエチルスルホネート、3−(メタ)アクリロキシプロピルスルホネート、3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルスルホネート、3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルスルホフェニルエーテル、3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルオキシスルホベンゾエート、4−(メタ)アクリロキシブチルスルホネート、(メタ)アクリルアミドメチルスルホン酸、(メタ)アクリルアミドエチルスルホン酸、2−メチルプロパンスルホン酸(メタ)アクリルアミド、スチレンスルホン酸等の不飽和スルホン酸類、並びに、それらの一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩及び有機アミン塩;スチレン、α−メチルスチレン、ブロモスチレン、クロロスチレン、ビニルトルエン、p−メチルスチレン等のビニル芳香族類;ヘキセン、ヘプテン、デセン等のα−オレフィン類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル類;酢酸アリル等のアリルエステル類;アリルアルコール等のアリル類。
The compound of the first form contains the structural unit (I) represented by the above formula (1) and the structural unit (III) other than the structural unit (II) represented by the above formula (2). You may have.
Examples of the monomer forming the other structural unit (III) include bifunctional (meth) acrylates such as hexanediol di (meth) acrylate; hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, 1,4. -Butandiol mono (meth) acrylate, 1,5-pentanediol mono (meth) acrylate, 1,6-hexanediol mono (meth) acrylate and other alkanediol mono (meth) acrylates, etc. 2-6 carbon atoms Hydroxyl-containing (meth) acrylate compounds having a hydroxyalkyl group; methoxyethyl (meth) acrylate, ethoxyethyl (meth) acrylate, butoxyethyl ethyl (meth) acrylate, methoxypropyl (meth) acrylate and other alkoxy group-containing (meth) acrylate compounds ) Acrylate compounds; amides of unsaturated monocarboxylic acid-based monomers and amines having 1 to 30 carbon atoms as described above, (meth) acrylamide, methyl (meth) acrylamide, (meth) acrylic alkylamide, Unsaturated amides such as N-methylol (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide; the unsaturated dicarboxylic acids and glycols having 2 to 18 carbon atoms, or 2 to 500 moles of these glycols added. Diesters with (poly) alkylene glycol; half-amides with maleamic acid and glycols with 2 to 18 carbon atoms or (poly) alkylene glycols with 2 to 500 additional moles of these glycols; hexanediol di (meth) Polyfunctional (meth) acrylates such as acrylates, trimethylolpropan tri (meth) acrylates, trimethylol propandi (meth) acrylates; vinyl sulfonate, (meth) allyl sulfonate, 2- (meth) acryloxyethyl sulfonate, 3- (Meta) Acryloxypropyl Sulfonate, 3- (Meta) Acryloxy-2-Hydroxypropyl Sulfonate, 3- (Meta) Acryloxy-2-Hydroxypropyl Sulfonate, 3- (Meta) Acryloxy-2-hydroxypropyl Oxysulfobenzoate , 4- (Meta) acryloxybutyl sulfonate, (meth) acrylamide methyl sulfonic acid, (meth) acrylamide ethyl sulfonic acid, 2-methylpropan sulfonic acid (meth) acrylamide, unsaturated sulfonic acids such as styrene sulfonic acid, and Those monovalent metal salts, divalent metals Salts, ammonium salts and organic amine salts; vinyl aromatics such as styrene, α-methylstyrene, bromostyrene, chlorostyrene, vinyltoluene, p-methylstyrene; α-olefins such as hexene, heptene, decene; methylvinyl ether Alkyl vinyl ethers such as ethyl vinyl ether and butyl vinyl ether; allyl esters such as allyl acetate; allyls such as allyl alcohol.
ブタジエン、イソプレン、イソブチレン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2−クロル−1,3−ブタジエン等のジエン類;(メタ)アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル等の不飽和シアン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等の不飽和エステル類;(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸メチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸ジブチルアミノエチル、ビニルピリジン等の不飽和アミン類;ジビニルベンゼン等のジビニル芳香族類;トリアリルシアヌレート等のシアヌレート類;ポリジメチルシロキサンプロピルアミノマレインアミド酸、ポリジメチルシロキサンアミノプロピレンアミノマレインアミド酸、ポリジメチルシロキサン−ビス−(プロピルアミノマレインアミド酸)、ポリジメチルシロキサン−ビス−(ジプロピレンアミノマレインアミド酸)、ポリジメチルシロキサン−(1−プロピル−3−アクリレート)、ポリジメチルシロキサン−(1−プロピル−3−メタクリレート)、ポリジメチルシロキサン−ビス−(1−プロピル−3−アクリレート)、ポリジメチルシロキサン−ビス−(1−プロピル−3−メタクリレート)等のシロキサン誘導体。 Dienes such as butadiene, isoprene, isobutylene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene; unsaturated cyanes such as (meth) acrylonitrile, α-chloroacrylonitrile; vinyl acetate, propion Unsaturated esters such as vinyl oxy; aminoethyl (meth) acrylate, methylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylate, dibutyl (meth) acrylate Unsaturated amines such as aminoethyl and vinylpyridine; divinyl aromatics such as divinylbenzene; cyanurates such as triallyl cyanurate; polydimethylsiloxane propylaminomaleamic acid, polydimethylsiloxane aminopropylene aminomaleamine acid, poly Dimethylsiloxane-bis- (propylaminomaleamic acid), polydimethylsiloxane-bis- (dipropyleneaminomaleamic acid), polydimethylsiloxane- (1-propyl-3-acrylate), polydimethylsiloxane- (1-propyl) -3-methacrylate), polydimethylsiloxane-bis- (1-propyl-3-acrylate), polydimethylsiloxane-bis- (1-propyl-3-methacrylate) and other siloxane derivatives.
上記重合体(I)は、上記式(1)で表される構造単位(I)の割合が、全構造単位100質量%に対して、70〜97質量%である。構造単位(I)の割合として好ましくは85〜97質量%であり、より好ましくは91〜97質量%である。 In the polymer (I), the ratio of the structural unit (I) represented by the above formula (1) is 70 to 97% by mass with respect to 100% by mass of all the structural units. The ratio of the structural unit (I) is preferably 85 to 97% by mass, and more preferably 91 to 97% by mass.
上記重合体(I)は、上記式(2)で表される構造単位(II)の割合が、全構造単位100モル%に対して、10〜59モル%である。構造単位(II)の割合が上記範囲であれば、重合体(I)における酸量が好適な範囲となり、収縮低減性能に優れるものとなる。上記構造単位(II)の割合として好ましくは20〜55モル%であり、より好ましくは25〜50モル%である。 In the polymer (I), the ratio of the structural unit (II) represented by the above formula (2) is 10 to 59 mol% with respect to 100 mol% of the total structural unit. When the ratio of the structural unit (II) is in the above range, the amount of acid in the polymer (I) is in a suitable range, and the shrinkage reduction performance is excellent. The ratio of the structural unit (II) is preferably 20 to 55 mol%, more preferably 25 to 50 mol%.
上記重合体(I)は、上記その他の構造単位(III)の割合が、全構造単位100質量%に対して、0〜20質量%であることが好ましい。より好ましくは0〜15質量%であり、更に好ましくは0〜10質量%である。
重合体(I)が構造単位(III)を必須に有する場合、構造単位(III)の質量割合は、1質量%以上であることが好ましい。
In the polymer (I), the ratio of the other structural unit (III) is preferably 0 to 20% by mass with respect to 100% by mass of the total structural unit. It is more preferably 0 to 15% by mass, and even more preferably 0 to 10% by mass.
When the polymer (I) essentially has the structural unit (III), the mass ratio of the structural unit (III) is preferably 1% by mass or more.
上記重合体(I)は、上記式(2)で表される構造単位(II)と上記その他の構造単位(III)の合計の割合が全構造単位100質量%に対して、3〜25質量%であることが好ましい。より好ましくは5〜20質量%であり、更に好ましくは5〜15質量%であり、特に好ましくは7〜15質量%である。 The polymer (I) has a total ratio of the structural unit (II) represented by the formula (2) and the other structural unit (III) of 3 to 25 mass% with respect to 100 mass% of the total structural unit. It is preferably%. It is more preferably 5 to 20% by mass, further preferably 5 to 15% by mass, and particularly preferably 7 to 15% by mass.
上記重合体(I)は、重量平均分子量が、4000〜32000である。上記重合体(I)の重量平均分子量として、好ましくは4500〜32000であり、より好ましくは5000〜30000であり、更に好ましくは5000〜28000である。重合体(I)の重量平均分子量は、GPCにより、後述する実施例に記載の条件で測定することができる。 The polymer (I) has a weight average molecular weight of 4000 to 32000. The weight average molecular weight of the polymer (I) is preferably 4500 to 32000, more preferably 5000 to 30000, and further preferably 5000 to 28000. The weight average molecular weight of the polymer (I) can be measured by GPC under the conditions described in Examples described later.
上記重合体(I)を製造する方法は、特に制限されないが、重合開始剤を用いて、重合体の原料となる単量体成分を重合させることが好ましい。
単量体成分の重合方法は、特に制限されず、通常用いられるいずれの重合方法を用いてもよいが、重合は、溶媒中での重合や塊状重合等の方法により行なうことが好ましい。
溶媒中での重合は回分式でも連続式でも行なうことができ、その際使用される溶媒としては、水;メチルアルコール、エチルアルコール、2−プロパノール等の低級アルコール;ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、n−ヘキサン等の芳香族あるいは脂肪族炭化水素;酢酸エチル等のエステル化合物;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン化合物等が挙げられる。原料単量体及び得られる重合体の溶解性並びにこの重合体の使用時の簡便さを考慮すると、水及び/又は炭素原子数1〜4の低級アルコールを用いることが好ましく、特に水及び/又はメチルアルコール、エチルアルコール、2−プロパノール等が好ましい。
その他の重合方法については、特表2007−529397号公報を参照することができる。
The method for producing the polymer (I) is not particularly limited, but it is preferable to polymerize the monomer component which is the raw material of the polymer by using a polymerization initiator.
The polymerization method of the monomer component is not particularly limited, and any commonly used polymerization method may be used, but the polymerization is preferably carried out by a method such as polymerization in a solvent or bulk polymerization.
Polymerization in a solvent can be carried out in a batch system or a continuous system, and the solvent used in this case is water; lower alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol and 2-propanol; benzene, toluene, xylene, cyclohexane, etc. Examples include aromatic or aliphatic hydrocarbons such as n-hexane; ester compounds such as ethyl acetate; and ketone compounds such as acetone and methyl ethyl ketone. Considering the solubility of the raw material monomer and the obtained polymer and the convenience of using this polymer, it is preferable to use water and / or a lower alcohol having 1 to 4 carbon atoms, particularly water and / or Methyl alcohol, ethyl alcohol, 2-propanol and the like are preferable.
For other polymerization methods, Japanese Patent Publication No. 2007-528397 can be referred to.
このようにして得られた重合体は、そのまま乾燥収縮低減剤に用いてもよいが、有機溶媒を含まない水溶液の形で取り扱ってもよく、このような場合には、重合体をさらに一価金属及び二価金属の水酸化物、塩化物及び炭素塩等の無機物;アンモニア;有機アミン等(好ましくは水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の一価金属の水酸化物)のアルカリ性物質で中和して、重合体塩の形態として乾燥収縮低減剤に使用してもよい。
また、このようにして得られた重合体に、国際公開第2007/086507号に記載されているようなアミノ基およびイミノ基を有する化合物、及び/又はアミノ基、イミノ基及びアミド基を有する化合物がグラフト及び/又は架橋により結合された高分子骨格にアルキレンオキシドがさらに付加した構造を有するアルキレンオキシド変性水溶性重合体を含有してもよい。
The polymer thus obtained may be used as it is as a drying shrinkage reducing agent, or may be handled in the form of an aqueous solution containing no organic solvent. In such a case, the polymer is further monovalent. Neutralized with alkaline substances such as metal and divalent metal hydroxides, chlorides and carbon salts; ammonia; organic amines (preferably monovalent metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide) Then, it may be used as a drying shrinkage reducing agent in the form of a polymer salt.
Further, in the polymer thus obtained, a compound having an amino group and an imino group as described in International Publication No. 2007/08657, and / or a compound having an amino group, an imino group and an amide group. May contain an alkylene oxide-modified water-soluble polymer having a structure in which alkylene oxide is further added to a polymer skeleton bonded by grafting and / or cross-linking.
<第2の形態:(II)の化合物>
上記水硬性材料用収縮低減剤が含む化合物の第2の形態は、下記式(3);
[V−(OA1)f−]kY[−(B1O)g−W]l (3)
(式(3)中、V、Wは、同一又は異なって、水素原子又は炭素原子数1〜30の炭化水素基を表す。OA1、B1Oは、同一又は異なって、炭素数2〜18のオキシアルキレン基を表す。f、gは、それぞれ、OA1、B1Oの平均付加モル数を表し、f、gは、同一又は異なって、0〜2000であり、f+g=1〜2000である。Yは活性水素を有する化合物の残基を表す。k、lは、同一又は異なって、0〜6である。ただし、k+lは1以上である。)で表されるポリエーテル化合物にエチレン性不飽和単量体をグラフト重合してなる重合体であって、上記エチレン性不飽和単量体は不飽和カルボン酸系単量体を含み、上記重合体は、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合が、全構造単位100質量%に対して、0.1〜12質量%であり、上記ポリエーテル化合物の重量平均分子量が、1500〜50000である重合体である。
<Second form: compound of (II)>
The second form of the compound contained in the shrinkage reducing agent for hydraulic materials is the following formula (3);
[V- (OA 1) f - ] k Y [- (B 1 O) g -W] l (3)
(In the formula (3), V and W are the same or different and represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. OA 1 and B 1 O are the same or different and have 2 to 2 carbon atoms. Represents 18 oxyalkylene groups. F and g represent the average number of added moles of OA 1 and B 1 O, respectively, and f and g are the same or different, 0 to 2000, and f + g = 1 to 2000. Y represents the residue of the compound having active hydrogen. K and l are the same or different, 0 to 6. However, k + l is 1 or more.) A polymer obtained by graft-polymerizing an ethylenically unsaturated monomer, the ethylenically unsaturated monomer contains an unsaturated carboxylic acid-based monomer, and the above-mentioned polymer is an unsaturated carboxylic acid-based simple substance. A polymer in which the ratio of structural units derived from a weight is 0.1 to 12% by mass with respect to 100% by mass of all structural units, and the weight average molecular weight of the polyether compound is 1500 to 50,000.
上記グラフト重合体(以下、重合体(II)ともいう。)は、エチレン性不飽和単量体をポリエーテル化合物にグラフト重合してなる。このようなグラフト重合体は、ポリエーテル化合物に由来するポリエーテル鎖と、ポリエーテル化合物のグラフト部位にエチレン性不飽和単量体が重合したグラフト鎖とから構成されている。本発明では、上記ポリエーテル鎖と上記グラフト鎖との作用により、硬化物の乾燥収縮の進行を充分に抑制する作用(以下、収縮低減性能ともいう)を有することになる。上記親水性グラフト重合体の調製において、エチレン性不飽和単量体及びポリエーテル化合物はそれぞれ1種用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The above-mentioned graft polymer (hereinafter, also referred to as polymer (II)) is obtained by graft-polymerizing an ethylenically unsaturated monomer to a polyether compound. Such a graft polymer is composed of a polyether chain derived from a polyether compound and a graft chain in which an ethylenically unsaturated monomer is polymerized at a graft site of the polyether compound. In the present invention, the action of the polyether chain and the graft chain has an action of sufficiently suppressing the progress of drying shrinkage of the cured product (hereinafter, also referred to as shrinkage reduction performance). In the preparation of the hydrophilic graft polymer, one kind of ethylenically unsaturated monomer and one kind of polyether compound may be used, or two or more kinds may be used in combination.
上記エチレン性不飽和単量体は、不飽和カルボン酸系単量体を含む。上記不飽和カルボン酸系単量体は、重合性不飽和結合とカルボキシル基とを分子内に少なくとも1つずつ有する単量体であり、α,β−不飽和ジカルボン酸及び/又はその無水物を含むことが好ましい。これにより、上記グラフト重合における重合反応の暴走による急激な増粘を防止することができる。 The ethylenically unsaturated monomer contains an unsaturated carboxylic acid-based monomer. The unsaturated carboxylic acid-based monomer is a monomer having at least one polymerizable unsaturated bond and one carboxyl group in the molecule, and contains α, β-unsaturated dicarboxylic acid and / or its anhydride. It is preferable to include it. This makes it possible to prevent sudden thickening due to runaway of the polymerization reaction in the above-mentioned graft polymerization.
上記重合体(II)は、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合が、全構造単位100質量%に対して、0.1〜12質量%である。不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合として好ましくは0.5〜10質量%であり、更に好ましくは2〜10質量%である。 In the polymer (II), the ratio of structural units derived from unsaturated carboxylic acid-based monomers is 0.1 to 12% by mass with respect to 100% by mass of all structural units. The ratio of the structural unit derived from the unsaturated carboxylic acid-based monomer is preferably 0.5 to 10% by mass, and more preferably 2 to 10% by mass.
上記α,β−不飽和ジカルボン酸及び/又はその無水物としては上述した重合体(I)における不飽和ジカルボン酸系単量体と同様のものを用いることができる。 As the α, β-unsaturated dicarboxylic acid and / or its anhydride, the same one as the unsaturated dicarboxylic acid-based monomer in the polymer (I) described above can be used.
上記不飽和カルボン酸系単量体におけるα,β−不飽和ジカルボン酸及び/又はその無水物の含有量としては、例えば、適度な速度でポリエーテル化合物にグラフト重合させて増粘を防止するためには、0.1〜99.9重量%であることが好ましい。より好ましくは、1〜99重量%であり、更に好ましくは、10〜90重量%であり、最も好ましくは、20〜80重量%である。 The content of α, β-unsaturated dicarboxylic acid and / or its anhydride in the unsaturated carboxylic acid-based monomer is, for example, to prevent thickening by graft-polymerizing the polyether compound at an appropriate rate. Is preferably 0.1 to 99.9% by weight. It is more preferably 1 to 99% by weight, further preferably 10 to 90% by weight, and most preferably 20 to 80% by weight.
上記不飽和カルボン酸系単量体はまた、上記α,β−不飽和ジカルボン酸以外の不飽和カルボン酸系単量体を含むことが好ましい。上記不飽和カルボン酸系単量体としては上述した第1の形態における不飽和モノカルボン酸系単量体と同様のものを用いることができる。 The unsaturated carboxylic acid-based monomer also preferably contains an unsaturated carboxylic acid-based monomer other than the α, β-unsaturated dicarboxylic acid. As the unsaturated carboxylic acid-based monomer, the same one as the unsaturated monocarboxylic acid-based monomer in the first embodiment described above can be used.
本発明においては、不飽和カルボン酸系単量体の好ましい態様の一つは、マレイン酸、フマル酸及び無水マレイン酸からなる群より選ばれた少なくとも1種と、(メタ)アクリル酸とを必須成分として含むことである。このような態様における(メタ)アクリル酸と、マレイン酸、フマル酸及び無水マレイン酸からなる群より選択される少なくとも1つの化合物との重量比としては、例えば、1/99〜99/1であることが好ましい。より好ましくは、10/90〜90/10であり、更に好ましくは、20/80〜80/20であり、最も好ましくは、30/70〜70/30である。 In the present invention, one of the preferred embodiments of the unsaturated carboxylic acid-based monomer requires at least one selected from the group consisting of maleic acid, fumaric acid and maleic anhydride, and (meth) acrylic acid. It is to be included as an ingredient. The weight ratio of (meth) acrylic acid in such an embodiment to at least one compound selected from the group consisting of maleic acid, fumaric acid and maleic anhydride is, for example, 1/99 to 99/1. Is preferable. It is more preferably 10/90 to 90/10, even more preferably 20/80 to 80/20, and most preferably 30/70 to 70/30.
上記不飽和カルボン酸系単量体以外のエチレン性不飽和単量体としては特に限定されず、例えば、エチレン性不飽和カルボン酸エステル類やそれ以外のエチレン性不飽和単量体が挙げられる。上記エチレン性不飽和カルボン酸エステル類としては、例えば、マレイン酸モノメチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸ジエチル等のマレイン酸のアルキルエステル類;フマル酸モノメチル、フマル酸ジメチル、フマル酸モノエチル、フマル酸ジエチル等のフマル酸のアルキルエステル類;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレート類;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)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の水酸基を有する不飽和カルボン酸エステル類;(メトキシ)ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ナフトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、モノフェノキシポリエチレングリコールマレエート、カルバゾールポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート類等が挙げられる。 The ethylenically unsaturated monomer other than the unsaturated carboxylic acid-based monomer is not particularly limited, and examples thereof include ethylenically unsaturated carboxylic acid esters and other ethylenically unsaturated monomers. Examples of the ethylenically unsaturated carboxylic acid esters include alkyl esters of maleic acid such as monomethyl maleate, dimethyl maleate, monoethyl maleate, and diethyl maleate; monomethyl fumarate, dimethyl fumarate, and monoethyl fumarate. Alkyl esters of fumaric acid such as diethyl fumarate; alkyl (meth) acrylates such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate; hydroxyethyl (meth) acrylate , Unsaturated carboxylic acid esters having hydroxyl groups such as hydroxyalkyl (meth) acrylates such as hydroxypropyl (meth) acrylates; (methoxy) polyethylene glycol (meth) acrylates, phenoxypolyethylene glycol (meth) acrylates, naphthoxypolyethylene glycols ( Examples thereof include polyalkylene glycol (meth) acrylates such as meta) acrylate, monophenoxy polyethylene glycol maleate, and carbazole polyethylene glycol (meth) acrylate.
上記エチレン性不飽和カルボン酸エステル類以外のエチレン性不飽和単量体としては、例えば、以下に記載するもの等が挙げられる。スチレン等の芳香族ビニル系単量体類;(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアルキルアミド等のアミド基を有するビニル系単量体類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニル等のビニルエステル類;エチレン、プロピレン等のアルケン類;ブタジエン、イソプレン等のジエン類;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のトリアルキルオキシシリル基を有するビニル系単量体類;γ−(メタクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン等のケイ素原子を有するビニル系単量体類;マレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、プロピルマレイミド、ブチルマレイミド、オクチルマレイミド、ドテシルマレイミド、ステアリルマレイミド、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等のマレイミド誘導体。 Examples of the ethylenically unsaturated monomer other than the above ethylenically unsaturated carboxylic acid esters include those described below. Aromatic vinyl-based monomers such as styrene; Vinyl-based monomers having an amide group such as (meth) acrylamide and (meth) acrylic alkylamide; vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl pivalate, vinyl benzoate , Vinyl esters such as vinyl silicate; Alkenes such as ethylene and propylene; Dienes such as butadiene and isoprene; Vinyl-based monomers having a trialkyloxysilyl group such as vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane. Vinyl-based monomers having a silicon atom such as γ- (methacryloyloxypropyl) trimethoxysilane; maleimide, methylmaleimide, ethylmaleimide, propylmaleimide, butylmaleimide, octylmaleimide, dotecylmaleimide, stearylmaleimide, phenylmaleimide , Cyclohexyl maleimide and other maleimide derivatives.
(メタ)アクリロニトリル等のニトリル基を有するビニル系単量体類;(メタ)アクロレイン等のアルデヒド基を有するビニル系単量体類;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノエチル(メタ)アクリレート類等のアミノ基を有するビニル系単量体類;(メトキシ)ポリエチレングリコール(メタ)アリルエーテル、(メトキシ)ポリエチレングリコールイソプロペニルエーテル等の不飽和エーテル類;2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、2−スルホエチル(メタ)アクリレート、ビニルスルホン酸、ヒドロキシアリルオキシプロパンスルホン酸、スチレンスルホン酸等のスルホン酸基を有するビニル系単量体類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、塩化アリル、アリルアルコール、ビニルピロリドン、エチルビニルエーテル等のその他の官能基を有するビニル系単量体類等。 Vinyl-based monomers having a nitrile group such as (meth) acrylonitrile; Vinyl-based monomers having an aldehyde group such as (meth) achlorein; dialkylaminoethyl (meth) acrylate such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate Vinyl-based monomers having an amino group such as; unsaturated ethers such as (methoxy) polyethylene glycol (meth) allyl ether, (methoxy) polyethylene glycol isopropenyl ether; 2-acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid , (Meta) allyl sulfonic acid, 2-sulfoethyl (meth) acrylate, vinyl sulfonic acid, hydroxyallyloxypropane sulfonic acid, styrene sulfonic acid and other vinyl-based monomers having a sulfonic acid group; vinyl chloride, vinylidene chloride, Vinyl-based monomers having other functional groups such as allyl chloride, allyl alcohol, vinyl pyrrolidone, and ethyl vinyl ether.
上記不飽和カルボン酸系単量体以外のエチレン性不飽和単量体の使用量は、エチレン性不飽和単量体全体の0.1〜20質量%であることが好ましい。より好ましくは、0.1〜10質量%であり、更に好ましくは、0.1〜5質量%である。 The amount of the ethylenically unsaturated monomer other than the unsaturated carboxylic acid-based monomer used is preferably 0.1 to 20% by mass based on the total amount of the ethylenically unsaturated monomer. It is more preferably 0.1 to 10% by mass, and even more preferably 0.1 to 5% by mass.
上記エチレン性不飽和単量体の使用量としては特に限定されるものではないが、上記重合体(II)は、上記ポリエーテル化合物に上記エチレン性不飽和単量体を、該エチレン性不飽和単量体中の上記不飽和カルボン酸系単量体が該ポリエーテル化合物に対して0.1〜50重量%となる使用量でグラフト重合してなるグラフト重合体であることが好ましい。0.1重量%未満であると、親水性グラフト重合体が水硬性材料に作用しにくくなって収縮低減性能が充分でなくなるおそれがあり、50重量%を超えると、親水性グラフト重合体により水硬性材料の硬化遅延性が増大したり、親水性グラフト重合体を調製する際の反応混合物の粘度が高くなって取り扱いにくくなったりするおそれがある。より好ましくは、0.5〜30重量%であり、更に好ましくは、1〜20重量%であり、特に好ましくは、2〜10重量%である。 The amount of the ethylenically unsaturated monomer used is not particularly limited, but the polymer (II) is prepared by adding the ethylenically unsaturated monomer to the polyether compound and the ethylenically unsaturated monomer. It is preferable that the unsaturated carboxylic acid-based monomer in the monomer is a graft polymer obtained by graft-polymerizing the unsaturated carboxylic acid-based monomer in an amount of 0.1 to 50% by weight based on the polyether compound. If it is less than 0.1% by weight, the hydrophilic graft polymer may not easily act on the water-hard material and the shrinkage reduction performance may not be sufficient. If it exceeds 50% by weight, the hydrophilic graft polymer causes water. There is a risk that the curing retardability of the hard material will increase, and that the viscosity of the reaction mixture when preparing the hydrophilic graft polymer will increase, making it difficult to handle. It is more preferably 0.5 to 30% by weight, still more preferably 1 to 20% by weight, and particularly preferably 2 to 10% by weight.
上記重合体(II)において、該化合物の原料である単量体成分とは、グラフト重合体の原料となるポリエーテル化合物と不飽和カルボン酸系単量体と、不飽和カルボン酸系単量体以外のエチレン性不飽和単量体とのことであり、ポリエーテル化合物と不飽和カルボン酸系単量体と、不飽和カルボン酸系単量体以外のエチレン性不飽和単量体とのモル比は、75〜3/25〜97/0〜72であることが好ましい。より好ましくは、75〜5/25〜95/0〜70であり、更に好ましくは、65〜5/35〜95/0〜60であり、特に好ましくは、50〜5/50〜95/0〜45であり、最も好ましくは、50〜8/60〜92/0〜32である。 In the polymer (II), the monomer components that are the raw materials of the compound are the polyether compound that is the raw material of the graft polymer, the unsaturated carboxylic acid-based monomer, and the unsaturated carboxylic acid-based monomer. It is an ethylenically unsaturated monomer other than the above, and the molar ratio of the polyether compound, the unsaturated carboxylic acid-based monomer, and the ethylenically unsaturated monomer other than the unsaturated carboxylic acid-based monomer. Is preferably 75 to 3/25 to 97/0 to 72. More preferably, it is 75 to 5/25 to 95/0 to 70, still more preferably 65 to 5/35 to 95/0 to 60, and particularly preferably 50 to 5/50 to 95/0 to 0. It is 45, most preferably 50 to 8/60 to 92/0 to 32.
上記重合体(II)におけるポリエーテル化合物は、グラフト重合体を調製するための原料として用いられ、グラフト重合体のポリエーテル鎖を構成することとなる。このようなポリエーテル化合物の親水性と疎水性とのバランスは、そのまま親水性グラフト重合体の親水性と疎水性とのバランスに大きく影響することになる。グラフト重合体の親水性が大き過ぎると、セメント分散性が向上する結果、材料分離を発生させるおそれがあり、また、硬化物の耐アルカリ性等が低下するおそれがある。疎水性が大き過ぎると、水硬性材料中の空気量を過剰に減少させて流動性等が低下するおそれがある。従って、上記第2の形態のグラフト重合体では、ポリエーテル化合物の親水性と疎水性とを適度にバランスさせることが重要な意味を有することになる。このような親水性と疎水性のバランスを表す指標として、例えば、HLBがある。HLBを数値化するには、例えば、北原他編「界面活性剤−物性・応用・化学生態学−」(第8刷、1991年8月10日、講談社発行)に記載のグリフィン式に準じて算出することができる。上記ポリエーテル化合物のHLBとしては、例えば、8〜20であることが好ましい。より好ましくは、10〜20であり、更に好ましくは、13〜19である。 The polyether compound in the polymer (II) is used as a raw material for preparing a graft polymer, and constitutes a polyether chain of the graft polymer. The balance between the hydrophilicity and the hydrophobicity of such a polyether compound directly affects the balance between the hydrophilicity and the hydrophobicity of the hydrophilic graft polymer. If the hydrophilicity of the graft polymer is too large, the cement dispersibility is improved, and as a result, material separation may occur, and the alkali resistance of the cured product may decrease. If the hydrophobicity is too large, the amount of air in the hydraulic material may be excessively reduced and the fluidity or the like may be lowered. Therefore, in the graft polymer of the second form, it is important to appropriately balance the hydrophilicity and the hydrophobicity of the polyether compound. As an index showing the balance between hydrophilicity and hydrophobicity, for example, there is HLB. To quantify the HLB, for example, according to the Griffin formula described in "Surfactant-Physical Properties / Applications / Chemical Ecology-" (8th print, August 10, 1991, published by Kodansha) by Kitahara et al. Can be calculated. The HLB of the above-mentioned polyether compound is preferably, for example, 8 to 20. It is more preferably 10 to 20, and even more preferably 13 to 19.
上記重合体(II)では、上記ポリエーテル化合物は、上記式(3)で表される化合物である。上記式(3)で表される化合物は1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 In the polymer (II), the polyether compound is a compound represented by the formula (3). As the compound represented by the above formula (3), one kind may be used, or two or more kinds may be used in combination.
上記式(3)において、V、Wは、同一又は異なって、水素原子又は炭素原子数1〜30の炭化水素基を表す。V、Wは、水素原子又は炭素数1〜18の炭化水素基であることが好ましい。より好ましくは、水素原子又は炭素数1〜8の炭化水素基、更に好ましくは、水素原子又は炭素数1〜4の炭化水素基、特に好ましくは、水素原子又は炭素数1〜2の炭化水素基であり、最も好ましくは、水素原子である。
炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、イソオクチル基、2,3,5−トリメチルヘキシル基、4−エチル−5−メチルオクチル基及び2−エチルヘキシル基、テトラデシル基、オクタデシル基、イコシル基等の直鎖または分岐鎖のアルキル基;シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル及びシクロオクチル等の環状のアルキル基;フェニル基、ベンジル基、フェネチル基、o−,m−若しくはp−トリル基、2,3−若しくは2,4−キシリル基、メシチル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ビフェニリル基、ベンズヒドリル基、トリチル基及びピレニル基等のアリール基などが挙げられる。これらの中でも、直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基が好ましい。
In the above formula (3), V and W represent the same or different hydrocarbon atoms or hydrocarbon groups having 1 to 30 carbon atoms. V and W are preferably hydrogen atoms or hydrocarbon groups having 1 to 18 carbon atoms. More preferably, a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, still more preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and particularly preferably, a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 2 carbon atoms. And most preferably a hydrogen atom.
The hydrocarbon groups include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, hexyl group and heptyl group. , Octyl group, nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, isooctyl group, 2,3,5-trimethylhexyl group, 4-ethyl-5-methyloctyl group and 2-ethylhexyl group, tetradecyl group, octadecyl group, Linear or branched alkyl groups such as icosyl groups; cyclic alkyl groups such as cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl and cyclooctyl; phenyl group, benzyl group, phenethyl group, o-, m- or p -Trill group, 2,3- or 2,4-xylyl group, mesityl group, naphthyl group, anthryl group, phenanthryl group, biphenylyl group, benzhydryl group, trityl group, aryl group such as pyrenyl group and the like can be mentioned. Of these, linear, branched or cyclic alkyl groups are preferred.
上記式(3)において、平均付加モル数とは、上記式(3)で表される化合物1モル中における当該繰り返し単位のモル数の平均値を意味する。上記式(3)における炭素数2〜18のオキシアルキレン基は、グラフト重合体に適度な疎水性を付与する機能を有するものである。
上記式(3)におけるf及びgは、OA1、B1Oの平均付加モル数を示す。f+gはグラフト重合体のグラフト率向上、セメント分散性能の向上、親水性の向上等の点から、25以上であることが好ましい。より好ましくは、40以上であり、更に好ましくは、50以上である。また、1000以下であることが好ましく、より好ましくは、500以下である。
In the above formula (3), the average number of moles added means the average value of the number of moles of the repeating unit in one mole of the compound represented by the above formula (3). The oxyalkylene group having 2 to 18 carbon atoms in the above formula (3) has a function of imparting appropriate hydrophobicity to the graft polymer.
F and g in the above formula (3) indicate the average number of moles added of OA 1 and B 1 O. The f + g is preferably 25 or more from the viewpoints of improving the graft ratio of the graft polymer, improving the cement dispersion performance, improving the hydrophilicity, and the like. More preferably, it is 40 or more, and even more preferably 50 or more. Further, it is preferably 1000 or less, and more preferably 500 or less.
上記式(3)中、OA1、B1Oは、「同一又は異なって」、炭素数2〜18のオキシアルキレン基を表すが、これは、ポリアルキレングリコール中にf個又はg個存在するOA1又はB1Oのオキシアルキレン基が全て同一であってもよく、異なっていてもよいことを意味する。
上記式(3)における−(OA1)−及び−(B1O)−で表される基において、炭素数2〜18のオキシアルキレン基は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。2種以上である場合、オキシアルキレン基の繰り返し形態は、ランダム、ブロック、交互等のいずれであってもよい。
また、上記式(3)における−(OA1)−及び−(B1O)−で表される基において、炭素数2〜18のオキシアルキレン基の平均付加モル数におけるオキシエチレン基の平均付加モル数の割合が、50%以上であることが好ましい。より好ましくは、60%以上であり、更に好ましくは、70%以上であり、特に好ましくは、80%以上であり、最も好ましくは、90%以上である。
In the above formula (3), OA 1 and B 1 O represent "same or different" oxyalkylene groups having 2 to 18 carbon atoms, and f or g of them are present in the polyalkylene glycol. It means that the oxyalkylene groups of OA 1 or B 1 O may all be the same or different.
Among the groups represented by-(OA 1 )-and-(B 1 O)-in the above formula (3), the oxyalkylene group having 2 to 18 carbon atoms may be one kind or two or more kinds. There may be. When there are two or more kinds, the repeating form of the oxyalkylene group may be any of random, block, alternating and the like.
Further, in the groups represented by-(OA 1 )-and-(B 1 O)-in the above formula (3), the average addition of oxyethylene groups in the average number of moles of oxyalkylene groups having 2 to 18 carbon atoms is added. The ratio of the number of moles is preferably 50% or more. It is more preferably 60% or more, further preferably 70% or more, particularly preferably 80% or more, and most preferably 90% or more.
上記式(3)におけるYは、活性水素を有する化合物の残基を表す。活性水素とは、アルキレンオキシドが付加できる水素を意味し、活性水素を有する化合物の残基とは、活性水素を有する化合物から活性水素を除いた構造を有する基を意味する。活性水素を有する化合物としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、2−エチルヘキサノール等の炭素数1〜30の1価アルコール類;エチレングリコール、プロピレングリコール等の炭素数2〜18のグリコール類;トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、グリセリン、ポリグリセリン等の炭素数3〜24の多価アルコール類;アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、2−エチルブチルアミン、オクチルアミン、ジメチルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、ジフェニルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等の炭素数1〜30のアミン類;等が挙げられる。活性水素を有する化合物としては、これらの中でも、好ましくは、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、2−エチルヘキサノール等の炭素数1〜8の1価アルコール類;エチレングリコール、プロピレングリコール等の炭素数2〜4のグリコール類;トリメチロールプロパン、ジトリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、グリセリン、ポリグリセリン等の炭素数3〜6の多価アルコール類であり、より好ましくは、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトールであり、更に好ましくは、エチレングリコールである。 Y in the above formula (3) represents a residue of a compound having active hydrogen. The active hydrogen means hydrogen to which an alkylene oxide can be added, and the residue of the compound having active hydrogen means a group having a structure obtained by removing the active hydrogen from the compound having active hydrogen. Examples of the compound having active hydrogen include monohydric alcohols having 1 to 30 carbon atoms such as methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol and 2-ethylhexanol; ethylene glycol, propylene glycol and the like. Glycols having 2 to 18 carbon atoms; polyhydric alcohols having 3 to 24 carbon atoms such as trimethylolpropane, ditrimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, sorbitol, glycerin, polyglycerin; ammonia, methylamine, ethylamine , Procylamine, butylamine, 2-ethylbutylamine, octylamine, dimethylamine, dipropylamine, dibutylamine, diphenylamine, trimethylamine, triethylamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine and other amines having 1 to 30 carbon atoms; .. Among these, the compounds having active hydrogen are preferably monohydric alcohols having 1 to 8 carbon atoms such as methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, and 2-ethylhexanol; ethylene. Glycols having 2 to 4 carbon atoms such as glycol and propylene glycol; polyhydric alcohols having 3 to 6 carbon atoms such as trimethylolpropane, ditrimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, sorbitol, glycerin and polyglycerin. , More preferably, methanol, ethanol, propanol, butanol, ethylene glycol, trimethylolpropane, pentaerythritol, sorbitol, and even more preferably ethylene glycol.
上記式(3)で表される化合物の調製方法としては、例えば、炭素数2〜18のアルキレンオキシドを、活性水素原子を有する化合物である水やメチルアルコールに通常の方法で重合することにより調製する方法等を好適に適用することができる。上記アルキレンオキシド及び活性水素原子を有する化合物はそれぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 As a method for preparing the compound represented by the above formula (3), for example, it is prepared by polymerizing an alkylene oxide having 2 to 18 carbon atoms with water or methyl alcohol, which is a compound having an active hydrogen atom, by a usual method. And the like can be preferably applied. The alkylene oxide and the compound having an active hydrogen atom may be used alone or in combination of two or more.
上記炭素数2〜18のアルキレンオキシドには、エチレンオキシドが含まれることが好ましく、また、必要により共重合可能なプロピレンオキシド等が含まれることになる。更に、炭素数2〜18のアルキレンオキシド以外に、スチレンオキシド等の他のアルキレンオキシドが必要により付加的に含まれていてもよい。 The alkylene oxide having 2 to 18 carbon atoms preferably contains ethylene oxide, and if necessary, copolymerizable propylene oxide or the like. Further, in addition to the alkylene oxide having 2 to 18 carbon atoms, other alkylene oxides such as styrene oxide may be additionally contained if necessary.
上記式(3)で表される化合物の調製における重合方法としては特に限定されず、例えば、汎用性を考慮して公知の重合方法を用いることが好ましい。このような重合方法では、酸触媒又はアルカリ触媒を用いることが好ましい。上記酸触媒としては、例えば、三フッ化ホウ素等のルイス酸触媒である金属や半金属のハロゲン化合物;塩化水素、臭化水素、硫酸等の鉱酸等が挙げられる。また、上記アルカリ触媒としては、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水素化ナトリウム等が挙げられる。これらはそれぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The polymerization method in the preparation of the compound represented by the above formula (3) is not particularly limited, and for example, it is preferable to use a known polymerization method in consideration of versatility. In such a polymerization method, it is preferable to use an acid catalyst or an alkali catalyst. Examples of the acid catalyst include metal and semi-metal halogen compounds that are Lewis acid catalysts such as boron trifluoride; mineral acids such as hydrogen chloride, hydrogen bromide, and sulfuric acid. Examples of the alkaline catalyst include potassium hydroxide, sodium hydroxide, sodium hydride and the like. Each of these may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
上記第2の形態のグラフト重合体では、ポリエーテル化合物として、上記式(3)で表される化合物と共に上記式(3)で表される化合物の誘導体を含んでもよく、上記式(3)で表される化合物の代わりに上記式(3)で表される化合物の誘導体を含んでもよい。上記式(3)で表される化合物の誘導体としては、例えば、上記式(3)で表される化合物の末端官能基を変換してなる末端基変換体や、上記式(3)で表される化合物と、カルボキシル基、イソシアネート基、アミノ基、ハロゲン基等の基を1分子中に複数個有する架橋剤とを反応させて得られる架橋体等が挙げられる。 The graft polymer of the second form may contain a derivative of the compound represented by the above formula (3) together with the compound represented by the above formula (3) as the polyether compound, and the above formula (3) may be used. Instead of the compound represented, a derivative of the compound represented by the above formula (3) may be contained. Examples of the derivative of the compound represented by the above formula (3) include a terminal group converter obtained by converting the terminal functional group of the compound represented by the above formula (3) and the above formula (3). Examples thereof include a crosslinked compound obtained by reacting the compound with a crosslinker having a plurality of groups such as a carboxyl group, an isocyanate group, an amino group and a halogen group in one molecule.
上記末端基変換体としては、例えば、上記式(3)で表される化合物の全ての末端又は一部の末端の水酸基を、(i)炭素数2〜22の脂肪酸、コハク酸、無水コハク酸、マレイン酸、無水マレイン酸、アジピン酸等のジカルボン酸及び/又はその無水物でエステル化したもの;(ii)ハロゲン化アルキルを用いた脱ハロゲン化水素反応でアルコキシル化したもの、すなわちアルコキシポリオキシアルキレン;(iii)クロルスルホン酸、無水硫酸、スルファミン酸等の公知の硫酸化剤で硫酸化したもの、すなわちポリオキシアルキレン硫酸(塩)等が挙げられる。 As the terminal group converter, for example, the hydroxyl groups at all or a part of the compound represented by the above formula (3) are (i) fatty acids having 2 to 22 carbon atoms, sulfamic acid, and succinic anhydride. , Esterified with a dicarboxylic acid such as maleic acid, maleic anhydride, adipic acid and / or an anhydride thereof; (ii) alkoxylated by a dehalogenated hydrogen reaction using an alkyl halide, that is, alkoxypolyoxy. Alkylene; (iii) Sulfated with a known sulfuric acid agent such as chlorsulfonic acid, anhydrous sulfuric acid, sulfamic acid, that is, polyoxyalkylene sulfuric acid (salt) and the like.
上記式(3)で表される化合物の重量平均分子量(Mw)は、1500〜50000である。好ましくは1500〜40000であり、より好ましくは、2000〜35000であり、更に好ましくは、3000〜35000であり、特に好ましくは、4000〜25000である。また、分散度としては特に限定されず、例えば、1〜100であることが好ましい。より好ましくは、1.1〜10であり、更に好ましくは、1.1〜3である。尚、本明細書中において、分散度とは、重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で除した値(Mw/Mn)を意味する。
上記式(3)で表される化合物の重量平均分子量は、GPCにより、後述する実施例に記載の条件で測定することができる。
The weight average molecular weight (Mw) of the compound represented by the above formula (3) is 1500 to 50,000. It is preferably 1500 to 40,000, more preferably 2000 to 35000, still more preferably 3000 to 35000, and particularly preferably 4000 to 25000. The degree of dispersion is not particularly limited, and is preferably 1 to 100, for example. It is more preferably 1.1 to 10, and even more preferably 1.1 to 3. In the present specification, the degree of dispersion means a value (Mw / Mn) obtained by dividing the weight average molecular weight (Mw) by the number average molecular weight (Mn).
The weight average molecular weight of the compound represented by the above formula (3) can be measured by GPC under the conditions described in Examples described later.
上記重合体(II)を調製するグラフト重合は、ポリエーテル化合物から水素原子やハロゲン原子が引き抜かれた際に発生するグラフト部位を開始点としてエチレン性不飽和単量体が付加重合することにより行われる。 The graft polymerization for preparing the polymer (II) is carried out by addition polymerization of an ethylenically unsaturated monomer starting from a graft site generated when a hydrogen atom or a halogen atom is extracted from a polyether compound. It is said.
上記グラフト重合において、ポリエーテル化合物は、グラフト部位が同一分子中に多数存在するものもあれば全く存在しないものもある。また、同一の炭素原子から複数の原子が引き抜かれると、その部位でポリエーテル鎖は切断される。エチレン性不飽和単量体の重合停止反応は、連鎖移動反応、不均化停止反応、再結合停止反応等であり、ポリエーテル化合物と結合してポリエーテル化合物の2量体、3量体等ができることもある。このため、得られる親水性グラフト重合体の分子量分布は広くなり、分散度(Mw/Mn)は大きくなると考えられる。 In the above-mentioned graft polymerization, the polyether compound may have a large number of graft sites in the same molecule or may not be present at all. Further, when a plurality of atoms are extracted from the same carbon atom, the polyether chain is cleaved at that site. The polymerization termination reaction of the ethylenically unsaturated monomer is a chain transfer reaction, a disproportionation termination reaction, a recombination termination reaction, etc., and is bonded to a polyether compound to form a dimer or a trimeric of the polyether compound, etc. Can be done. Therefore, it is considered that the molecular weight distribution of the obtained hydrophilic graft polymer is widened and the dispersity (Mw / Mn) is increased.
上記グラフト重合の方法としては、ポリエーテル化合物にエチレン性不飽和単量体をグラフト重合することができる方法であれば特に限定されるものではない。例えば、グラフト率を上げると親水性グラフト重合体の収縮低減性能を向上させることができる等の点から、重合開始剤の存在下で行うことが好ましい。上記重合開始剤としては特に限定されず、例えば、公知のラジカル開始剤を用いることができるが、反応性等の点から、有機過酸化物が特に好ましい。
有機過酸化物の具体例やその他のグラフト重合の方法については、特開2002−293596号公報を参照することができる。
The above-mentioned graft polymerization method is not particularly limited as long as it can graft-polymerize an ethylenically unsaturated monomer on a polyether compound. For example, it is preferable to carry out the process in the presence of a polymerization initiator from the viewpoint that the shrinkage reduction performance of the hydrophilic graft polymer can be improved by increasing the graft ratio. The polymerization initiator is not particularly limited, and for example, a known radical initiator can be used, but an organic peroxide is particularly preferable from the viewpoint of reactivity and the like.
For specific examples of organic peroxides and other graft polymerization methods, JP-A-2002-293596 can be referred to.
上記グラフト重合により得られるグラフト重合体は、そのまま用いてもよいが、溶剤に溶解させて用いることもできる。上記溶剤としては、例えば、水やアルコール等が挙げられるが、水を用いることが好ましい。また、親水性グラフト重合体が有するカルボキシル基、スルホン酸基等の酸基やそのエステル基の一部又は全部を、塩基性基を有する化合物により変換してもよい。これにより、親水性グラフト重合体を塩として用いることもできる。 The graft polymer obtained by the above-mentioned graft polymerization may be used as it is, or may be used by dissolving it in a solvent. Examples of the solvent include water and alcohol, but it is preferable to use water. Further, a part or all of an acid group such as a carboxyl group or a sulfonic acid group or an ester group thereof contained in the hydrophilic graft polymer may be converted by a compound having a basic group. Thereby, the hydrophilic graft polymer can also be used as a salt.
上記塩基性基を有する化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸リチウム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属の炭酸塩;アンモニア、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等のアミン類等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the compound having a basic group include hydroxides of alkali metals and alkaline earth metals such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide and lithium hydroxide; sodium carbonate, calcium carbonate, lithium carbonate and the like. Alkaline metals and carbonates of alkaline earth metals; amines such as ammonia, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
<第3の形態:(III)の化合物>
上記水硬性材料用収縮低減剤が含む化合物の第3の形態は、エチレン性不飽和単量体成分由来の高分子鎖(A)と(ポリ)アルキレングリコール鎖(B)の末端とが結合部位(X)を介して結合した構造を有する共重合体であって、上記エチレン性不飽和単量体は、不飽和アニオン系単量体を含み、上記共重合体は、不飽和アニオン系単量体由来の構造単位の割合が、(ポリ)アルキレングリコール鎖1モルに対して1〜30モルであり、(ポリ)アルキレングリコール鎖を形成する(ポリ)アルキレングリコールの重量平均分子量が、1500〜50000である(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体である。
<Third form: compound of (III)>
In the third form of the compound contained in the shrinkage reducing agent for water-hard materials, the end of the polymer chain (A) derived from the ethylenically unsaturated monomer component and the end of the (poly) alkylene glycol chain (B) are bonded sites. A copolymer having a structure bonded via (X), the ethylenically unsaturated monomer contains an unsaturated anion-based monomer, and the copolymer is an unsaturated anion-based single amount. The ratio of the structural unit derived from the body is 1 to 30 mol with respect to 1 mol of the (poly) alkylene glycol chain, and the weight average molecular weight of the (poly) alkylene glycol forming the (poly) alkylene glycol chain is 1500 to 50,000. It is a (poly) alkylene glycol-based block copolymer.
上記第3の形態の(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体は、不飽和アニオン系単量体を含むビニル系単量体(エチレン性不飽和単量体)成分由来の高分子鎖(A)と(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)の末端とが結合部位(X)を介して結合した構造を有する点に特徴を有し、これにより、優れた収縮低減効果を発揮することができる。
上記第3の形態の(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体は、このような構造的特徴を有する限り、共重合体全体としての構造は特に制限されないが、直鎖状の高分子鎖(B)の一方の末端のみが不飽和アニオン系単量体を含むビニル系単量体成分由来の高分子鎖(A)の末端と結合部位(X)を介して結合した構造を有する共重合体であることが好ましい。
上記結合部位(X)を介して高分子鎖(B)と結合する高分子鎖(A)の末端は、高分子鎖(A)の主鎖末端であってもよく、高分子鎖(A)の主鎖の末端の原子に側鎖が結合している場合には、当該側鎖の末端に結合していてもよいが、主鎖末端であることが好ましい。
The (poly) alkylene glycol-based block copolymer of the third form is a polymer chain (A) derived from a vinyl-based monomer (ethylene unsaturated monomer) component containing an unsaturated anion-based monomer. It is characterized by having a structure in which the ends of the polymer chain (B) due to the (poly) alkylene glycol-based structural unit are bonded via a binding site (X), thereby exhibiting an excellent shrinkage reducing effect. can do.
The structure of the (poly) alkylene glycol-based block copolymer of the third embodiment is not particularly limited as long as it has such structural characteristics, but the structure of the copolymer as a whole is not particularly limited, but a linear polymer chain (B). ) Is a copolymer having a structure in which only one end is bonded to the end of a polymer chain (A) derived from a vinyl-based monomer component containing an unsaturated anion-based monomer via a bond site (X). It is preferable to have.
The end of the polymer chain (A) that binds to the polymer chain (B) via the binding site (X) may be the end of the main chain of the polymer chain (A), and the polymer chain (A) When the side chain is bonded to the atom at the end of the main chain, it may be bonded to the end of the side chain, but it is preferably the end of the main chain.
上記(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体は、下記式(4);
R9−(B)n1−X−A (4)
(式中、R9は、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルケニル基又は炭素数6〜20のアリール基を表す。(B)n1は、(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖を表し、Bは、同一又は異なって、炭素数2〜18のオキシアルキレン基を表す。Xは、有機残基を表す。Aは、不飽和アニオン系単量体を含むビニル系単量体成分由来の高分子鎖を表す。n1は、オキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、1〜1000の数である。)で表される構造を有するものであることが好ましい。
The (poly) alkylene glycol-based block copolymer is described by the following formula (4);
R 9 - (B) n1 -X -A (4)
(In the formula, R 9 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. (B) n1 is a (poly) alkylene group. It represents a polymer chain based on a glycol-based structural unit, B represents an oxyalkylene group having 2 to 18 carbon atoms, which is the same or different. X represents an organic residue. A represents an unsaturated anionic monomer. Represents a polymer chain derived from a vinyl-based monomer component containing, n1 represents the average number of moles of an oxyalkylene group added, and is a number of 1 to 1000). Is preferable.
上記式(4)において、上記(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)n1の一方の末端の隣に位置するXは結合部位(X)であり、Xを介して不飽和アニオン系単量体を含むビニル系単量体成分由来の高分子鎖Aが(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)n1に結合している。また、(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)n1の他方の末端には、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルケニル基又は炭素数6〜20のアリール基のいずれかが結合している。 In the above formula (4), X located next to one end of the polymer chain (B) n1 according to the above (poly) alkylene glycol-based structural unit is a binding site (X), and is an unsaturated anion via X. The polymer chain A derived from the vinyl monomer component containing the system monomer is bonded to the polymer chain (B) n1 by the (poly) alkylene glycol-based structural unit. Further, at the other end of the polymer chain (B) n1 made of a (poly) alkylene glycol-based structural unit, a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms or 6 to 6 carbon atoms Any of the 20 aryl groups are attached.
以下、不飽和アニオン系単量体を含むビニル系単量体成分由来の高分子鎖(A)、(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)及び結合部位(X)について説明する。 Hereinafter, the polymer chain (A) derived from the vinyl-based monomer component containing the unsaturated anion-based monomer, the polymer chain (B) based on the (poly) alkylene glycol-based structural unit, and the binding site (X) will be described. ..
[不飽和アニオン系単量体を含むビニル系単量体成分由来の高分子鎖(A)]
上記第3の形態において、不飽和アニオン系単量体を含むビニル系単量体成分由来の高分子鎖(A)は、不飽和アニオン系単量体を含むビニル系単量体成分が重合した構造を有する構成単位である。
また、上記不飽和アニオン系単量体を含むビニル系単量体成分が重合した構造を有する構成単位は、同じ構造の構成単位となるのであれば、他の単量体に由来する構成単位を変性したものであってもよい。
[Polymer chain (A) derived from a vinyl monomer component containing an unsaturated anion monomer]
In the third embodiment, the polymer chain (A) derived from the vinyl-based monomer component containing the unsaturated anion-based monomer is polymerized by the vinyl-based monomer component containing the unsaturated anion-based monomer. It is a structural unit having a structure.
Further, if the structural unit having a structure in which the vinyl-based monomer component containing the unsaturated anionic monomer is polymerized is a structural unit having the same structure, a structural unit derived from another monomer can be used. It may be denatured.
上記不飽和アニオン系単量体としては、不飽和カルボン酸系単量体(以下、単に「単量体(a)」ともいう。)、不飽和スルホン酸系単量体(以下、単に「単量体(b)」ともいう。)、不飽和リン酸系単量体(以下、単に「単量体(c)」ともいう。)が好ましい。
単量体(a)としては、例えば、下記式(5);
Examples of the unsaturated anion-based monomer include an unsaturated carboxylic acid-based monomer (hereinafter, also simply referred to as “monomer (a)”) and an unsaturated sulfonic acid-based monomer (hereinafter, simply “single”). Quantum (b) ”) and unsaturated phosphoric acid-based monomer (hereinafter, also simply referred to as“ monomer (c) ”) are preferable.
As the monomer (a), for example, the following formula (5);
(式中、R10、R11、R12、R13は、少なくとも一つが−COOM1であり、R10、R11、R12、R13は、同一又は異なって、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、−(CH2)zCOOM2(−(CH2)zCOOM2は、COOM1又はその他の−(CH2)zCOOM2と無水物を形成していてもよい)を表し、zは0〜2の整数を表す。M1及びM2は同一又は異なって、水素原子、一価金属原子、二価金属原子、三価金属原子、第4級アンモニウム基、又は、有機アミン基を表す。)で示される化合物が好適である。
すなわち、単量体(a)は、C=C二重結合に結合した少なくとも一つのカルボキシル基又はその塩(−COOM1)を有する、不飽和カルボン酸系単量体である。
なお、上記単量体(a)由来の構成単位とは、重合反応によって上記式(5)で示される単量体(a)の重合性二重結合が開いた構造(二重結合(C=C)が、単結合(−C−C−)となった構造)に相当する。
(In the formula, at least one of R 10 , R 11 , R 12 , and R 13 is −COOM 1 , and R 10 , R 11 , R 12 , and R 13 are the same or different, and have a hydrogen atom and a carbon number of 1. An alkyl group of 10 to 10 represents − (CH 2 ) zCOOM 2 (-(CH 2 ) zCOOM 2 may form an anhydride with COOM 1 or other − (CH 2 ) zCOOM 2), z. Represents an integer from 0 to 2. M 1 and M 2 are the same or different, and have a hydrogen atom, a monovalent metal atom, a divalent metal atom, a trivalent metal atom, a quaternary ammonium group, or an organic amine group. The compound represented by (represented) is preferable.
That is, the monomer (a) is an unsaturated carboxylic acid-based monomer having at least one carboxyl group bonded to a C = C double bond or a salt thereof (-COOM 1).
The structural unit derived from the monomer (a) is a structure in which the polymerizable double bond of the monomer (a) represented by the above formula (5) is opened by the polymerization reaction (double bond (C =). C) corresponds to a structure) in which a single bond (-CC-) is formed.
上記式(5)において、M1及びM2で表される基としては、一価金属原子、二価金属原子、有機アミン基としては、上述した式(2)のZ’における一価金属原子、二価金属原子、有機アミン基の具体例と同様である。三価金属原子としては、アルミニウム、鉄等が挙げられる。
上記式(5)で示される不飽和カルボン酸系単量体の具体例は、上述した式(2)で表される構造単位(II)を形成する単量体と同様である。中でも、重合性の観点から、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸及びこれらの塩が好ましく、アクリル酸、メタクリル酸及びこれらの塩が特に好ましい。
In the above formula (5), the groups represented by M 1 and M 2 are monovalent metal atoms and divalent metal atoms, and the organic amine group is the monovalent metal atom in Z'of the above formula (2). , Divalent metal atom, organic amine group is the same as the specific example. Examples of the trivalent metal atom include aluminum and iron.
Specific examples of the unsaturated carboxylic acid-based monomer represented by the above formula (5) are the same as those of the monomer forming the structural unit (II) represented by the above formula (2). Among them, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride and salts thereof are preferable from the viewpoint of polymerizable property, and acrylic acid, methacrylic acid and salts thereof are particularly preferable.
単量体(b)としては、例えば、スチレンスルホン酸、又は、これのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩若しくは置換アミン塩;スルホンエチルメタクリレート、スルホプロピルメタクリレート、スルホブチルメタクリレート、スルホエチルアクリレート、スルホプロピルアクリレート若しくはスルホブチルアクリレート等のスルホアルキル(メタ)アクリレート、又は、これらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩若しくは置換アミン塩;2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、又は、これらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩若しくは置換アミン塩等が使用される。好ましくは、スチレンスルホン酸若しくはスルホアルキル(メタ)アクリレート、又は、これらの塩である。また塩としてはアルカリ金属塩が好ましい。 Examples of the monomer (b) include styrene sulfonic acid, or an alkali metal salt, alkaline earth metal salt, ammonium salt, amine salt or substituted amine salt thereof; sulfonethyl methacrylate, sulfopropyl methacrylate, sulfobutyl methacrylate. , Sulfonyl acrylates, sulfopropyl acrylates, sulfoalkyl (meth) acrylates such as sulfobutyl acrylates, or alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, amine salts or substituted amine salts thereof; 2-acrylamide-2. -Methylpropanesulfonic acid, or alkali metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, amine salts, substituted amine salts and the like thereof are used. Preferably, it is styrene sulfonic acid or sulfoalkyl (meth) acrylate, or a salt thereof. Further, as the salt, an alkali metal salt is preferable.
単量体(c)としては、例えば、ヒドロキシエチルメタクリレートモノリン酸エステル、ヒドロキシエチルプロピルメタクリレートモノリン酸エステル、ヒドロキシエチルブチルメタクリレートモノリン酸エステル等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートモノリン酸エステル、又は、これらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩若しくは置換アミン塩等が使用される。
これらの不飽和アニオン系単量体は2種以上併用してもよい。
Examples of the monomer (c) include hydroxyalkyl (meth) acrylate monophosphate esters such as hydroxyethyl methacrylate monophosphate ester, hydroxyethylpropyl methacrylate monophosphate ester, and hydroxyethylbutyl methacrylate monophosphate ester, or alkalis thereof. Metal salts, alkaline earth metal salts, ammonium salts, amine salts, substituted amine salts and the like are used.
Two or more kinds of these unsaturated anion-based monomers may be used in combination.
上記不飽和アニオン系単量体を含むビニル系単量体成分は、不飽和アニオン系単量体以外のビニル系単量体を含んでいてもよい。
不飽和アニオン系単量体以外のビニル系単量体としては、上記第1の形態の化合物において、その他の構造単位(III)を形成する単量体の具体例として挙げられた化合物の他、メチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート等の不飽和モノカルボン酸類と炭素原子数1〜30のアルコールとのエステル類;ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシ(ポリ)エチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等の各種(アルコキシ)(ポリ)アルキレングリコールモノ(メタ)アクリレート類;(無水)マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸類と炭素原子数1〜30のアルコールとのジエステル類;上記不飽和ジカルボン酸類と炭素原子数1〜30のアミンとのジアミド類;上記アルコールやアミンに炭素原子数2〜18のアルキレンオキシドを1〜500モル付加させたアルキル(ポリ)アルキレングリコールと上記不飽和ジカルボン酸類とのジエステル類;(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等の(ポリ)アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート類;ポリエチレングリコールジマレート等の(ポリ)アルキレングリコールジマレート類;(メトキシ)ポリエチレングリコールモノビニルエーテル、(メトキシ)ポリエチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル等のビニルエーテルあるいは(メタ)アリルエーテル類;(メトキシ)ポリエチレングリコール3−メチル−3−ブテニルエーテル等の3−メチル−3−ブテニルエーテル類が挙げられ、これらを1種又は2種以上含んでいてもよい。
The vinyl-based monomer component containing the unsaturated anion-based monomer may contain a vinyl-based monomer other than the unsaturated anion-based monomer.
As the vinyl-based monomer other than the unsaturated anion-based monomer, in addition to the compounds listed as specific examples of the monomer forming the other structural unit (III) in the compound of the first embodiment, Esters of unsaturated monocarboxylic acids such as methyl (meth) acrylate and glycidyl (meth) acrylate with alcohols having 1 to 30 carbon atoms; polyethylene glycol mono (meth) acrylate, methoxy (poly) ethylene glycol mono (meth) Various (alkoxy) (poly) alkylene glycol mono (meth) acrylates such as acrylates; Diesters of unsaturated dicarboxylic acids such as (anhydrous) maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid and alcohols having 1 to 30 carbon atoms; Diamides of the unsaturated dicarboxylic acids and amines having 1 to 30 carbon atoms; alkyl (poly) alkylene glycols obtained by adding 1 to 500 mol of alkylene oxides having 2 to 18 carbon atoms to the alcohols and amines and the above non-polyethylene glycols. Diesters with saturated dicarboxylic acids; (poly) alkylene glycol di (meth) acrylates such as (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) propylene glycol di (meth) acrylate; (polyethylene glycol dimalate and the like () Poly) alkylene glycol dimalates; vinyl ethers such as (methoxy) polyethylene glycol monovinyl ether, (methoxy) polyethylene glycol mono (meth) allyl ether or (meth) allyl ethers; (methoxy) polyethylene glycol 3-methyl-3-bu Examples thereof include 3-methyl-3-butenyl ethers such as tenyl ether, and one or more of these may be contained.
上記不飽和アニオン系単量体を含むビニル系単量体成分は、ビニル単量体成分全体100質量%に対して、不飽和アニオン系単量体を1〜100質量%含むことが好ましい。より好ましくは、10〜100質量%であり、更に好ましくは、50〜100質量%であり、最も好ましくは、100質量%、すなわち、ビニル系単量体成分が不飽和アニオン系単量体のみからなることである。 The vinyl-based monomer component containing the unsaturated anion-based monomer preferably contains 1 to 100% by mass of the unsaturated anion-based monomer with respect to 100% by mass of the entire vinyl monomer component. More preferably, it is 10 to 100% by mass, further preferably 50 to 100% by mass, and most preferably 100% by mass, that is, the vinyl-based monomer component is composed only of the unsaturated anionic monomer. Is to become.
上記第3の形態における(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体において、(ポリ)アルキレングリコール鎖1モルに対する不飽和アニオン系単量体由来の構造単位の割合、すなわち、不飽和アニオン系単量体単位の平均導入モル数は1〜30である。
上記平均導入モル数を1以上とすることにより、上記共重合体に不飽和アニオン系単量体単位による高分子鎖(A)に基づく性能を充分に発揮させることが可能となる。
また、上記平均導入モル数が30を超える場合には、分散性が発現することにより充分な収縮低減性を得るために必要な収縮低減剤を添加できなくなる。
上記平均導入モル数として好ましくは1〜20であり、より好ましくは2〜15であり、更に好ましくは2〜10である。
In the (poly) alkylene glycol-based block copolymer in the third embodiment, the ratio of structural units derived from the unsaturated anionic monomer to 1 mol of the (poly) alkylene glycol chain, that is, the unsaturated anionic monomer. The average number of moles introduced in the unit is 1 to 30.
By setting the average number of moles to be introduced to 1 or more, it is possible to sufficiently exert the performance based on the polymer chain (A) by the unsaturated anion-based monomer unit in the copolymer.
Further, when the average number of introduced moles exceeds 30, the dispersibility is exhibited, so that the shrinkage reducing agent necessary for obtaining sufficient shrinkage reducing property cannot be added.
The average number of moles introduced is preferably 1 to 20, more preferably 2 to 15, and even more preferably 2 to 10.
上記第3の形態における(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体において、高分子鎖(A)を形成するエチレン性不飽和単量体成分中の不飽和アニオン系単量体と、ポリアルキレングリコール鎖(B)との質量割合は、0.3〜70/99.7〜30であることが好ましい。高分子鎖(A)を形成するエチレン性不飽和単量体成分中の不飽和アニオン系単量体の質量割合が0.3重量%未満であると、(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体が水硬性材料に作用しにくくなって収縮低減性能が充分でなくなるおそれがあり、70重量%を超えると、(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体により水硬性材料の硬化遅延性が増大するおそれがある。上記質量割合は好ましくは0.5〜65/99.5〜35であり、より好ましくは1〜60/99〜40であり、更に好ましくは3〜60/97〜40であり、特に好ましくは5〜60/95〜40である。 In the (poly) alkylene glycol-based block copolymer in the third embodiment, the unsaturated anionic monomer in the ethylenically unsaturated monomer component forming the polymer chain (A) and the polyalkylene glycol chain The mass ratio with (B) is preferably 0.3 to 70 / 99.7 to 30. When the mass ratio of the unsaturated anionic monomer in the ethylenically unsaturated monomer component forming the polymer chain (A) is less than 0.3% by weight, the (poly) alkylene glycol-based block copolymer May become difficult to act on the water-hard material and the shrinkage reduction performance may not be sufficient. If it exceeds 70% by weight, the (poly) alkylene glycol-based block copolymer may increase the curing delay of the water-hard material. There is. The mass ratio is preferably 0.5 to 65 / 99.5 to 35, more preferably 1 to 60/99 to 40, still more preferably 3 to 60/97 to 40, and particularly preferably 5 ~ 60/95 ~ 40.
上記第3の形態における(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体において、該化合物の原料である単量体成分とは、高分子鎖(A)を形成する単量体成分とポリアルキレングリコール鎖(B)とを意味する。すなわち、高分子鎖(A)を形成するエチレン性不飽和単量体成分(不飽和アニオン系単量体と不飽和アニオン系単量体以外のビニル系単量体)、及び、ポリアルキレングリコール鎖(B)のことであり、高分子鎖(A)を形成するエチレン性不飽和単量体成分中の不飽和アニオン系単量体のモル数と、ポリアルキレングリコール鎖(B)のモル数と不飽和アニオン系単量体以外のビニル系単量体とのモル数との比は、25〜97/75〜3/0〜72であることが好ましい。より好ましくは、50〜97/50〜3/0〜47であり、更に好ましくは、65〜95/35〜5/0〜30であり、特に好ましくは、80〜95/20〜5/0〜15である。 In the (poly) alkylene glycol-based block copolymer in the third embodiment, the monomer components that are the raw materials of the compound are the monomer component that forms the polymer chain (A) and the polyalkylene glycol chain ( B) means. That is, the ethylenically unsaturated monomer component (vinyl-based monomer other than the unsaturated anion-based monomer and the unsaturated anion-based monomer) forming the polymer chain (A), and the polyalkylene glycol chain. (B), the number of moles of the unsaturated anionic monomer in the ethylenically unsaturated monomer component forming the polymer chain (A), and the number of moles of the polyalkylene glycol chain (B). The ratio of the number of moles to the vinyl-based monomer other than the unsaturated anionic monomer is preferably 25 to 97/75 to 3/0 to 72. More preferably, it is 50 to 97/50 to 3/0 to 47, still more preferably 65 to 95/35 to 5/0 to 30, and particularly preferably 80 to 95/20 to 5/0. It is 15.
[(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)]
(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)は、炭素数2〜18のアルキレンオキシドから構成される高分子鎖((ポリ)アルキレンオキシド)であることが好ましい。以下、(ポリ)アルキレングリコールをPAGともいう。
より好ましくは、炭素数2〜8のアルキレンオキシドであり、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、イソブチレンオキシド、1−ブテンオキシド、2−ブテンオキシド、トリメチルエチレンオキシド、テトラメチレンオキシド、テトラメチルエチレンオキシド、ブタジエンモノオキシド、オクチレンオキシド等が挙げられる。また、ジペンタンエチレンオキシド、ジヘキサンエチレンオキシド等の脂肪族エポキシド;トリメチレンオキシド、テトラメチレンオキシド、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、オクチレンオキシド等の脂環エポキシド;スチレンオキシド、1,1−ジフェニルエチレンオキシド等の芳香族エポキシド等を用いることもできる。
[Polymer chain (B) with (poly) alkylene glycol-based structural unit]
The polymer chain (B) composed of the (poly) alkylene glycol-based structural unit is preferably a polymer chain ((poly) alkylene oxide) composed of an alkylene oxide having 2 to 18 carbon atoms. Hereinafter, (poly) alkylene glycol is also referred to as PAG.
More preferably, it is an alkylene oxide having 2 to 8 carbon atoms, for example, ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, isobutylene oxide, 1-butene oxide, 2-butene oxide, trimethylethylene oxide, tetramethylene oxide, tetramethylethylene oxide, butadiene. Examples thereof include monooxide and octylene oxide. Also, aliphatic epoxides such as dipentaneethylene oxide and dihexaneethylene oxide; alicyclic epoxides such as trimethylene oxide, tetramethylene oxide, tetrahydrofuran, tetrahydropyran and octylene oxide; aromatics such as styrene oxide and 1,1-diphenylethylene oxide. Epoxide or the like can also be used.
上記(ポリ)アルキレングリコール系構成単位を構成するアルキレンオキシドとしては、セメント粒子との親和性の観点から、炭素数2〜8程度の比較的短鎖のアルキレンオキシド(オキシアルキレン基)が主体であることが好適である。より好ましくは、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等の炭素数2〜4のアルキレンオキシドが主体であることであり、更に好ましくは、エチレンオキシドが主体であることである。 The alkylene oxide constituting the (poly) alkylene glycol-based structural unit is mainly a relatively short-chain alkylene oxide (oxyalkylene group) having about 2 to 8 carbon atoms from the viewpoint of affinity with cement particles. Is preferable. More preferably, it is mainly composed of alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms such as ethylene oxide, propylene oxide and butylene oxide, and more preferably, it is mainly composed of ethylene oxide.
ここでいう「主体」とは、(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)が、(ポリ)アルキレングリコール鎖が2種以上のアルキレンオキシドにより構成されるときに、全アルキレンオキシドの存在数において、大半を占めるものであることを意味する。「大半を占める」ことを全アルキレンオキシド100モル%中のエチレンオキシドのモル%で表すとき、50〜100モル%が好ましい。これにより、本発明における(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体がより高い親水性を有することとなる。より好ましくは60モル%以上であり、さらに好ましくは70モル%以上、特に好ましくは80モル%以上、最も好ましくは90モル%以上である。 The term "main body" as used herein means that when the polymer chain (B) composed of the (poly) alkylene glycol-based structural unit is composed of two or more kinds of alkylene oxides, the (poly) alkylene glycol chain is composed of two or more kinds of alkylene oxides. It means that it accounts for the majority of the number of existence. When "occupying the majority" is expressed in mol% of ethylene oxide in 100 mol% of total alkylene oxide, 50 to 100 mol% is preferable. As a result, the (poly) alkylene glycol-based block copolymer in the present invention has higher hydrophilicity. It is more preferably 60 mol% or more, still more preferably 70 mol% or more, particularly preferably 80 mol% or more, and most preferably 90 mol% or more.
上記(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)が2種以上のアルキレンオキシドにより構成される場合は、2種以上のアルキレンオキシドがランダム付加、ブロック付加、交互付加等のいずれの形態で付加したものであってもよい。 When the polymer chain (B) composed of the (poly) alkylene glycol-based structural unit is composed of two or more types of alkylene oxides, any of the forms such as random addition, block addition, alternate addition, etc. of two or more types of alkylene oxides. It may be added in.
上記(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)としてはまた、炭素数3以上のアルキレンオキシドを含む場合には、上記第3の形態における(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体に、ある程度の疎水性を付与することが可能となるため、上記共重合体を収縮低減剤に使用した場合には、セメント粒子に若干の構造(ネットワーク)をもたらし、セメント組成物の粘性やこわばり感を低減することができる。その一方で、炭素数3以上のアルキレンオキシドを導入し過ぎると、上記共重合体の疎水性が高くなり過ぎることから、水溶性がなくなり作業性の著しい低下、さらに消泡剤、AE剤と相互作用しやすくなるため、コンクリートおよびモルタルの空気量調整性の低下さらにそれに起因する凍結融解抵抗性の低下の要因となるおそれがある。このため、全アルキレンオキシド100質量%に対する炭素数3以上のアルキレンオキシドの含有量は、50質量%以下であることが好ましい。より好ましくは30質量%以下であり、さらに好ましくは20質量%以下であり、特に好ましくは10質量%以下である。 The polymer chain (B) based on the (poly) alkylene glycol-based structural unit can be used as the (poly) alkylene glycol-based block copolymer in the third form when it contains an alkylene oxide having 3 or more carbon atoms. Since it is possible to impart a certain degree of hydrophobicity, when the above copolymer is used as a shrinkage reducing agent, it gives a slight structure (network) to the cement particles, and the viscosity and stiffness of the cement composition are felt. Can be reduced. On the other hand, if an alkylene oxide having 3 or more carbon atoms is introduced too much, the hydrophobicity of the copolymer becomes too high, so that the water solubility is lost and the workability is significantly reduced, and the antifoaming agent and the AE agent are mutually used. Since it becomes easy to act, it may cause a decrease in air content adjustability of concrete and mortar, and a resulting decrease in freeze-thaw resistance. Therefore, the content of the alkylene oxide having 3 or more carbon atoms with respect to 100% by mass of the total alkylene oxide is preferably 50% by mass or less. It is more preferably 30% by mass or less, further preferably 20% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or less.
ここで、耐加水分解性の向上の面から、(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)の末端に炭素数3以上のオキシアルキレン基を導入してもよい。
上記炭素数3以上のオキシアルキレン基としては、オキシプロピレン基、オキシブチレン基、オキシスチレン基、アルキルグリシジルエーテル残基等が挙げられる。中でも、製造の容易さからオキシプロピレン基、オキシブチレン基が好ましい。
上記炭素数3以上のオキシアルキレン基を導入する場合、その導入量としては、本発明のブロック共重合体における結合部位(X)が有する耐加水分解性を考慮して調整することが好ましく、例えば、(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)に対して、導入量を50モル%以上とすることが好ましい。より好ましくは100モル%以上であり、更に好ましくは150モル%以上であり、特に好ましくは200モル%以上である。
Here, from the viewpoint of improving hydrolysis resistance, an oxyalkylene group having 3 or more carbon atoms may be introduced at the end of the polymer chain (B) made of the (poly) alkylene glycol-based structural unit.
Examples of the oxyalkylene group having 3 or more carbon atoms include an oxypropylene group, an oxybutylene group, an oxystyrene group, and an alkylglycidyl ether residue. Of these, an oxypropylene group and an oxybutylene group are preferable because of ease of production.
When the oxyalkylene group having 3 or more carbon atoms is introduced, the amount to be introduced is preferably adjusted in consideration of the hydrolysis resistance of the binding site (X) in the block copolymer of the present invention, for example. , The introduction amount is preferably 50 mol% or more with respect to the polymer chain (B) composed of the (poly) alkylene glycol-based structural unit. It is more preferably 100 mol% or more, further preferably 150 mol% or more, and particularly preferably 200 mol% or more.
上記第3の形態における(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体において、高分子鎖(B)におけるアルキレンオキシドの平均繰り返し数(オキシアルキレン基の平均付加モル数)は、1〜1000であることが好ましい。
オキシアルキレン基の平均付加モル数が1以上の数であると、上記共重合体に(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)に基づく性能を充分に発揮させることが可能となる。
また、オキシアルキレン基の平均付加モル数が1000を超える場合には、上記共重合体を製造するために使用する原料化合物の粘性が増大したり、反応性が充分とはならない等、作業性の点で好適なものとはならないおそれがある。
上記平均付加モル数の下限値としては、より好ましくは10、さらに好ましくは20であり、さらにより好ましくは50であり、特に好ましくは75であり、特により好ましくは80であり、最も好ましくは100である。上限値としては、より好ましくは800であり、さらに好ましくは700であり、さらにより好ましくは600であり、特に好ましくは500であり、特により好ましくは300であり、最も好ましくは200である。
なお、上記アルキレンオキシドの平均繰り返し数(オキシアルキレン基の平均付加モル数)とは、枝状部1つにおいて付加しているアルキレンオキシドのモル数の平均値を意味する。
In the (poly) alkylene glycol-based block copolymer in the third embodiment, the average number of repetitions of alkylene oxide (average number of moles of oxyalkylene groups added) in the polymer chain (B) may be 1 to 1000. preferable.
When the average number of moles of the oxyalkylene group added is 1 or more, the copolymer can sufficiently exhibit the performance based on the polymer chain (B) by the (poly) alkylene glycol-based structural unit. ..
Further, when the average number of moles of the oxyalkylene group added exceeds 1000, the viscosity of the raw material compound used for producing the above-mentioned copolymer increases, the reactivity is not sufficient, and the workability is improved. It may not be suitable in terms of points.
The lower limit of the average number of added moles is more preferably 10, still more preferably 20, even more preferably 50, particularly preferably 75, particularly more preferably 80, and most preferably 100. Is. The upper limit is more preferably 800, even more preferably 700, even more preferably 600, particularly preferably 500, particularly more preferably 300, and most preferably 200.
The average number of repetitions of the alkylene oxide (average number of moles of oxyalkylene group added) means the average number of moles of alkylene oxide added in one branched portion.
上記第3の形態における(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体が有する高分子鎖(B)のうち、結合部位(X)を介して高分子鎖(A)と結合していないものの末端は、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルケニル基又は炭素数6〜20のアリール基のいずれかであることが好ましい。より好ましくは、水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、フェノール、メチルフェノール、ナフトールのいずれかである。
上記式(4)におけるR9は、これらのいずれかであることが好ましい。
Among the polymer chains (B) contained in the (poly) alkylene glycol-based block copolymer in the third form, the terminal of the polymer chain (B) that is not bonded to the polymer chain (A) via the binding site (X) is It is preferably either a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. More preferably, hydrogen atom, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, iso-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, phenol, methylphenol and naphthol. Either.
R 9 in the above formula (4) is preferably any of these.
上記第3の形態における(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体における高分子鎖(B)を形成する(ポリ)アルキレングリコール化合物は、下記の条件で測定する表面張力が55〜70mN/mであることであることが好ましい。上記(ポリ)アルキレングリコール化合物の表面張力としてより好ましくは55〜65mN/mであり、更に好ましくは57〜65mN/mである。
<表面張力測定条件>
試料溶液:(ポリ)アルキレングリコール化合物の5質量%水溶液
測定機器:動的表面張力計(SITAScience line t60(MESSTECHNIK社製))
<測定手順>
(1)25℃のイオン交換水200質量部を、長さ39mmのスターラーチップの入った300ml容のガラス製ビーカーに入れ、マグネチックスターラーを用いて攪拌しながら、25℃の雰囲気下で調温した太平洋セメント社製普通ポルトランドセメント100質量部を投入する。投入後、回転数を700rpmとし、セメント粒子中の水溶性成分が水に充分に溶出するように30分間攪拌した後、10分間静置する。この上澄み液をろ紙(アドバンテック東洋社製、定量ろ紙5C)を用いて吸引濾過した後、さらにこのろ液を孔径0.45μmの水系フィルター(クロマトディスク25A、クラボウ社製、ジーエルサイエンス販売)でろ過してセメント上澄み水溶液を得る。調整したセメント上澄み液は、容器に入れ、窒素封入後、密栓し保管する。
(2)一方、表面張力を測定する(ポリ)アルキレングリコールに25℃のイオン交換水を添加し、固形分濃度が15質量%の水溶液を調製する。この化合物を含む水溶液15質量部を、上記セメント上澄み液30質量部に添加し、充分に混合して5質量%の試料水溶液を調製する。試料水溶液は容器に入れ、窒素封入後、密栓し、20℃に調温する。
(3)20℃に調温した(ポリ)アルキレングリコールの固形分5質量%水溶液をについて、動的表面張力計(SITAScience line t60(MESSTECHNIK社製))を使用して表面張力の測定を実施し、Frequency0.5Hzでの測定値を該当する化合物の表面張力とする。
The (poly) alkylene glycol compound forming the polymer chain (B) in the (poly) alkylene glycol-based block copolymer in the third embodiment has a surface tension of 55 to 70 mN / m measured under the following conditions. It is preferable that this is the case. The surface tension of the (poly) alkylene glycol compound is more preferably 55 to 65 mN / m, and even more preferably 57 to 65 mN / m.
<Surface tension measurement conditions>
Sample solution: 5% by mass aqueous solution of (poly) alkylene glycol compound Measuring device: Dynamic surface tension meter (SITAScience line t60 (manufactured by MESSTECHNIK))
<Measurement procedure>
(1) 200 parts by mass of ion-exchanged water at 25 ° C. is placed in a 300 ml glass beaker containing a 39 mm long stirrer chip, and the temperature is adjusted in an atmosphere of 25 ° C. while stirring with a magnetic stirrer. Add 100 parts by mass of ordinary Portland cement manufactured by Pacific Cement Co., Ltd. After charging, the rotation speed is set to 700 rpm, and the mixture is stirred for 30 minutes so that the water-soluble components in the cement particles are sufficiently eluted in water, and then allowed to stand for 10 minutes. This supernatant is suction-filtered using a filter paper (Advantech Toyo Co., Ltd., quantitative filter paper 5C), and then the filtrate is further filtered with an aqueous filter (chromatographic disk 25A, manufactured by Kurabou Co., Ltd., sold by GL Sciences) with a pore size of 0.45 μm. To obtain an aqueous solution of cement supernatant. The prepared cement supernatant is placed in a container, filled with nitrogen, and then sealed and stored.
(2) On the other hand, ion-exchanged water at 25 ° C. is added to (poly) alkylene glycol for measuring surface tension to prepare an aqueous solution having a solid content concentration of 15% by mass. 15 parts by mass of an aqueous solution containing this compound is added to 30 parts by mass of the cement supernatant and sufficiently mixed to prepare a 5% by mass sample aqueous solution. The sample aqueous solution is placed in a container, filled with nitrogen, sealed, and the temperature is adjusted to 20 ° C.
(3) The surface tension of a 5% by mass solid content aqueous solution of (poly) alkylene glycol adjusted to 20 ° C. was measured using a dynamic surface tension meter (SITAScience line t60 (manufactured by MESSTECHNIK)). , Frequency 0.5 Hz is used as the surface tension of the corresponding compound.
[結合部位(X)]
上記第3の形態における(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体において、結合部位(X)は、高分子鎖(A)と高分子鎖(B)とを化学的に安定に結合し得る構造を有する部位であればその構造は特に限定されるものではない。
上記結合部位の好ましい構造としては、重合反応に用いられる連鎖移動剤となる構造に由来する有機残基が挙げられる。
結合部位(X)の例としては、(i)硫黄原子を含む結合部位、(ii)アゾ開始剤由来の結合部位、(iii)リン原子を含む残基由来の結合部位、(iv)その他の構造由来の結合部位等が挙げられる。
結合部位として複数箇所存在する有機残基の構造はそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
[Binding site (X)]
In the (poly) alkylene glycol-based block copolymer in the third embodiment, the binding site (X) has a structure capable of chemically and stably bonding the polymer chain (A) and the polymer chain (B). The structure is not particularly limited as long as it has a site.
Preferred structures of the binding site include organic residues derived from the structure serving as a chain transfer agent used in the polymerization reaction.
Examples of the binding site (X) include (i) a binding site containing a sulfur atom, (ii) a binding site derived from an azo initiator, (iii) a binding site derived from a residue containing a phosphorus atom, (iv) and others. Structure-derived binding sites and the like can be mentioned.
The structures of organic residues existing at a plurality of binding sites may be the same or different.
(i)硫黄原子を含む結合部位
上記硫黄原子を含む結合部位(X)としては、高分子鎖(B)の末端酸素原子とともにエステル結合を形成し、かつ、硫黄原子を含む構造と、高分子鎖(B)の末端酸素原子とともにエステル結合を形成せず、かつ、硫黄原子を含む構造とがある。
上記硫黄原子を含む結合部位(X)としては、例えば、下記式(6):
(I) Bonding site containing a sulfur atom As the bonding site (X) containing a sulfur atom, a structure having an ester bond formed with the terminal oxygen atom of the polymer chain (B) and containing a sulfur atom, and a polymer There is a structure that does not form an ester bond with the terminal oxygen atom of the chain (B) and contains a sulfur atom.
Examples of the binding site (X) containing the sulfur atom include the following formula (6):
(式中、R14は有機残基であり、好ましくは、炭素数1〜18の直鎖又は分岐鎖アルキレン基、フェニル基、アルキルフェニル基、ピリジニル基、チオフェン、ピロール、フラン、又は、チアゾール等の芳香族基(ただし、水酸基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン基、スルホニル基、ニトロ基、ホルミル基等で一部置換されていてもよい。))で示される構造が挙げられる。 (In the formula, R 14 is an organic residue, preferably a linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, a phenyl group, an alkylphenyl group, a pyridinyl group, thiophene, pyrrole, furan, or thiazole and the like. (However, the structure represented by the aromatic group (however, it may be partially substituted with a hydroxyl group, an amino group, a cyano group, a carbonyl group, a carboxyl group, a halogen group, a sulfonyl group, a nitro group, a formyl group, etc.)) Can be mentioned.
上記式(6)で示される構造のR14は(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)と結合する部位であり、硫黄原子(S)は不飽和アニオン系単量体を含むビニル系単量体成分由来の高分子鎖(A)と結合する部位である。 R 14 of the structure represented by the above formula (6) is a site that binds to the polymer chain (B) due to the (poly) alkylene glycol-based structural unit, and the sulfur atom (S) contains an unsaturated anionic monomer. This is a site that binds to the polymer chain (A) derived from the vinyl-based monomer component.
上記結合部位(X)が高分子鎖(B)の末端酸素原子とともにエステル結合を形成しないとは、上記式(6)で示される構造のR14が(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)の末端酸素原子と結合した場合、下記式(7): The fact that the binding site (X) does not form an ester bond together with the terminal oxygen atom of the polymer chain (B) means that R 14 having the structure represented by the above formula (6) is a polymer composed of a (poly) alkylene glycol-based structural unit. When bonded to the terminal oxygen atom of the chain (B), the following formula (7):
(式中、R14は上記と同様である。)で示される部位を形成することになるが、この部位においてエステル結合を含まないことである。
そのような構造は、後述するように(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)の末端の水酸基をトシル化し、チオ酢酸によってチオアセチル化した後、加水分解して得られる末端のチオール基を連鎖移動剤として、ラジカル重合開始剤を用いて不飽和カルボン酸系単量体(a)をブロック重合させることにより形成することができる。
(In the formula, R 14 is the same as above.) It will form the site indicated by, but does not contain an ester bond at this site.
Such a structure is obtained by tosylating the hydroxyl group at the terminal of the polymer chain (B) by the (poly) alkylene glycol-based structural unit, thioacetylating with thioacetic acid, and then hydrolyzing the terminal thiol as described later. It can be formed by block polymerization of an unsaturated carboxylic acid-based monomer (a) using a radical polymerization initiator using a group as a chain transfer agent.
一方で、共重合体がメルカプトカルボン酸のカルボキシル基と(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)の末端のヒドロキシル基との間で脱水エステル化反応を起こし、それによって得られたチオールエステルを連鎖移動剤として、ラジカル重合開始剤を用いて不飽和カルボン酸系単量体(a)をブロック重合させて得られる場合、結合部位(X)は、下記式(8): On the other hand, the copolymer caused a dehydration esterification reaction between the carboxyl group of the mercaptocarboxylic acid and the hydroxyl group at the end of the polymer chain (B) due to the (poly) alkylene glycol-based structural unit, thereby obtaining the copolymer. When the unsaturated carboxylic acid-based monomer (a) is block-polymerized using a thiol ester as a chain transfer agent and a radical polymerization initiator, the binding site (X) is represented by the following formula (8):
(式中、R15はメルカプトカルボン酸残基であり、例えば、炭素数1〜18の直鎖又は分岐鎖アルキレン基、フェニル基、アルキルフェニル基、ピリジニル基、チオフェン、ピロール、フラン、チアゾール等の芳香族基(ただし、水酸基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン基、スルホニル基、ニトロ基、ホルミル基等で一部置換されていてもよい。))で示される構造となる。
この場合、該結合部位は、(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)の末端酸素原子と下記式(9):
(Wherein, R 15 is a mercapto carboxylic acid residue, for example, straight-chain or branched-chain alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, a phenyl group, alkylphenyl group, pyridinyl group, thiophene, pyrrole, furan, thiazole, etc. The structure is represented by an aromatic group (however, it may be partially substituted with a hydroxyl group, an amino group, a cyano group, a carbonyl group, a carboxyl group, a halogen group, a sulfonyl group, a nitro group, a formyl group, etc.). ..
In this case, the binding site is the terminal oxygen atom of the polymer chain (B) formed by the (poly) alkylene glycol-based structural unit and the following formula (9):
(式中、R15は上記と同様である。)で示される部位を形成することになり、この部位においてエステル結合を含むことになる。 (In the formula, R 15 is the same as above.) It will form the site indicated by, and will contain an ester bond at this site.
(ii)アゾ開始剤由来の結合部位
アゾ開始剤由来の結合部位としては、アゾ基を含む重合開始剤(アゾ開始剤)に由来する部位であり、例えば、下記式(10)に示すようなアゾ開始剤に由来する構造が好ましい。
(Ii) Bonding Site Derived from Azo Initiator The binding site derived from the azo initiator is a site derived from a polymerization initiator containing an azo group (azo initiator), and is, for example, as shown in the following formula (10). Structures derived from the azo initiator are preferred.
(式中、R16は、互いに独立して、炭素数1〜20のアルキレン基(上記アルキレン基は、アルキル基、アルケニル基、水酸基、シアノ基、カルボキシル基、アミノ基などで一部置換されていてもよい。)、カルボニル基またはカルボキシル基であるか、あるいは、炭素数1〜20のアルキレン基(上記アルキレン基は、アルキル基、アルケニル基、水酸基、シアノ基、カルボキシル基、アミノ基などで一部置換されていてもよい。)がカルボニル基またはカルボキシル基に結合した基であり、R17は、互いに独立して、炭素数1〜20のアルキル基、カルボキシ置換(炭素数1〜10の)アルキル基、フェニル基または置換フェニル基であり、R18は、互いに独立して、シアノ基、アセトキシ基、カルバモイル基または(炭素数1〜10のアルコキシ)カルボニル基である。)で示される繰り返し単位を有するアゾ開始剤が挙げられる。
より好ましくは、下記式(11)で示されるアゾ開始剤が挙げられる。
(In the formula, R 16 is an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms independently of each other (the alkylene group is partially substituted with an alkyl group, an alkenyl group, a hydroxyl group, a cyano group, a carboxyl group, an amino group or the like). It may be a carbonyl group or a carboxyl group, or an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms (the alkylene group may be an alkyl group, an alkenyl group, a hydroxyl group, a cyano group, a carboxyl group, an amino group or the like. (Partially substituted) is a group bonded to a carbonyl group or a carboxyl group, and R 17 is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms and a carboxy substituent (with 1 to 10 carbon atoms) independently of each other. alkyl group, a phenyl group or substituted phenyl group, R 18 independently of one another, repeating units represented by the cyano group, an acetoxy group, a carbamoyl group or (alkoxy having 1 to 10 carbon atoms) carbonyl group.) An azo initiator having a
More preferably, an azo initiator represented by the following formula (11) can be mentioned.
上記式(11)で示されるアゾ開始剤としては、その末端が(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)とエステル結合により予め結合した構造であることが好ましい。 The azo initiator represented by the above formula (11) preferably has a structure in which the terminal thereof is preliminarily bonded to the polymer chain (B) of the (poly) alkylene glycol-based structural unit by an ester bond.
上記式(10)、(11)で示されるアゾ開始剤由来の結合部位としての有機残基Xの構造は、下記式(12)、(13)で示す構造となる。 The structure of the organic residue X as the binding site derived from the azo initiator represented by the above formulas (10) and (11) is the structure represented by the following formulas (12) and (13).
(式中、R16、R17、R18は式(10)におけるR16、R17、R18と同様である。) (Wherein, R 16, R 17, R 18 are the same as R 16, R 17, R 18 in formula (10).)
式(13)におけるカルボニル基の炭素が(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)と結合する側である。 This is the side where the carbon of the carbonyl group in the formula (13) is bonded to the polymer chain (B) of the (poly) alkylene glycol-based structural unit.
(iii)リン原子を含む残基由来の結合部位
リン原子を含む結合部位としては、例えば、下記式(14):
(Iii) Bonding site derived from a residue containing a phosphorus atom As a binding site containing a phosphorus atom, for example, the following formula (14):
(式中、Y1は有機残基を表す。M3は金属原子、アンモニウム基又は有機アミン基を表す)で示される構造が好ましい。
Y1は(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)と結合する部位であり、Y1と結合する次亜リン酸(塩)のリン原子は、不飽和アニオン系単量体単位による高分子鎖(A)と結合する部位である。
(Wherein, Y1 is .M 3 represents an organic residue of the metal atom, an ammonium group or an organic amine group) structure is preferably represented by.
Y1 is a site that binds to the polymer chain (B) due to the (poly) alkylene glycol-based structural unit, and the phosphorus atom of the hypophosphorous acid (salt) that binds to Y1 is high due to the unsaturated anionic monomer unit. It is a site that binds to the molecular chain (A).
上記有機残基としては、炭素数2〜30の直鎖状、分岐状又は環状のアルキレン基や、炭素数6〜30の2価の芳香族基(フェニレン基、アルキルフェニレン基、及び、ピリジン、チオフェン、ピロール、フラン、チアゾール由来の2価の基等)等が挙げられ、例えば、水酸基、アミノ基、アセチルアミノ基、シアノ基、カルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン基、スルホニル基、ニトロ基、ホルミル基等の置換基で一部置換されていてもよい基が好ましい。
これらの中でも、より好ましくは、炭素数2〜18の2価の有機残基及びそれらの一部が水酸基で置換されたものであり、更に好ましくは、炭素数2〜8の直鎖状又は分岐状アルキレン基及びそれらの一部が水酸基で置換されたものである。
Examples of the organic residue include a linear, branched or cyclic alkylene group having 2 to 30 carbon atoms, a divalent aromatic group having 6 to 30 carbon atoms (phenylene group, alkylphenylene group, and pyridine). Thiophen, pyrrole, furan, divalent group derived from thiazole, etc.), etc.), for example, hydroxyl group, amino group, acetylamino group, cyano group, carbonyl group, carboxyl group, halogen group, sulfonyl group, nitro group, formyl A group that may be partially substituted with a substituent such as a group is preferable.
Among these, more preferably, a divalent organic residue having 2 to 18 carbon atoms and a part thereof are substituted with a hydroxyl group, and more preferably, a linear or branched organic residue having 2 to 8 carbon atoms. A alkylene group and a part thereof are substituted with a hydroxyl group.
次亜リン酸塩は、次亜リン酸と、金属、アンモニア又は有機アミンのいずれかとによって形成される塩が好ましい。金属としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属等が好ましい。有機アミンとしては、炭素数1〜18のアルキルアミン、ヒドロキシアルキルアミン、ポリアルキレンポリアミン等が挙げられる。これらの中でも、ナトリウム、カリウム、アンモニア、トリエタノールアミンによって形成される塩が好ましい。 The hypophosphite is preferably a salt formed of hypophosphorous acid and either a metal, ammonia or an organic amine. As the metal, alkali metal, alkaline earth metal and the like are preferable. Examples of the organic amine include alkylamines having 1 to 18 carbon atoms, hydroxyalkylamines, polyalkylene polyamines and the like. Among these, salts formed by sodium, potassium, ammonia and triethanolamine are preferable.
(iv)その他の構造由来の結合部位
その他の構造由来の結合部位の具体例としては、以下のような連鎖移動剤由来の結合部位が挙げられる。これらのうち、硫黄原子を有するものは、上記(i)硫黄原子を含む結合部位にも含まれる。
例えば、(ポリ)アルキレングリコールの末端の−OH基に、ハロゲン化亜鉛を用いて、チオ酢酸、チオ安息香酸などのチオカルボン酸を反応させた後、アルカリ加水分解を行うことにより、−OH基を−SH基に変換した化合物;(ポリ)アルキレングリコールとチオ酢酸との存在下、アゾジカルボン酸ジエチル(DEAD)とトリフェニルホスフィンとを反応させた後、アルカリ加水分解を行うことにより、(ポリ)アルキレングリコールの末端の−OH基を−SH基に変換した化合物;(ポリ)アルキレングリコールの末端の−OH基に、臭化アリルなどのハロゲン化アリルをSN2反応させて(ポリ)アルキレングリコールの末端をアリル化した化合物;(ポリ)アルキレングリコールの末端にアリル基などの二重結合を有する化合物に、チオ酢酸、チオ安息香酸などのチオカルボン酸を付加させた後、アルカリ加水分解を行うことにより、−SH基に変換した化合物;
これらの化合物(連鎖移動剤)は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。
(Iv) Binding Sites Derived from Other Structures Specific examples of binding sites derived from other structures include the following binding sites derived from chain transfer agents. Among these, those having a sulfur atom are also included in the above-mentioned (i) binding site containing a sulfur atom.
For example, the -OH group at the end of the (poly) alkylene glycol is reacted with a thiocarboxylic acid such as thioacetic acid or thiobenzoic acid using zinc halide, and then alkaline hydrolysis is performed to obtain the -OH group. -Compound converted to SH group; (poly) By reacting diethyl (DEAD) azodicarboxylate with triphenylphosphine in the presence of alkylene glycol and thioacetic acid, and then performing alkaline hydrolysis, (poly) A compound in which the -OH group at the end of the alkylene glycol is converted to the -SH group; To a compound having a double bond such as an allyl group at the end of (poly) alkylene glycol, a thiocarboxylic acid such as thioacetic acid or thiobenzoic acid is added, and then alkaline hydrolysis is performed. -Compound converted to SH group;
These compounds (chain transfer agents) may be used alone or in combination of two or more.
上述した種々の構造の中でも、結合部位(X)としては、(i)硫黄原子を含む結合部位であることが好ましい。
結合部位(X)が硫黄原子を含む結合部位である場合、本発明における(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体全体のうち、硫黄原子の含有量が0.001質量%以上であることが好ましい。より好ましくは、0.005質量%以上であり、更に好ましくは、0.01質量%以上である。また、硫黄原子の含有量が5質量%以下となることが好ましく、より好ましくは、3質量%以下であり、更に好ましくは、2質量%以下である。
硫黄原子の含有量は、PAGチオール化合物における硫黄原子の含有量、高分子鎖(A)におけるビニル系単量体単位のチオール基(SH)1個に対する個数の平均値から計算することができる。硫黄原子の含有量が上記範囲内であると、後述する製造方法によって上記第3の形態における(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体をより効率的に製造することが可能となる。
Among the various structures described above, the binding site (X) is preferably (i) a binding site containing a sulfur atom.
When the binding site (X) is a binding site containing a sulfur atom, the content of the sulfur atom in the entire (poly) alkylene glycol-based block copolymer in the present invention is preferably 0.001% by mass or more. .. More preferably, it is 0.005% by mass or more, and even more preferably, it is 0.01% by mass or more. The sulfur atom content is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and further preferably 2% by mass or less.
The sulfur atom content can be calculated from the average value of the sulfur atom content in the PAG thiol compound and the number of vinyl-based monomer units in the polymer chain (A) with respect to one thiol group (SH). When the content of the sulfur atom is within the above range, the (poly) alkylene glycol-based block copolymer in the third embodiment can be produced more efficiently by the production method described later.
上記第3の形態における(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体の好ましい形態としてはまた、共重合体の2質量%アルカリ水溶液中での15分後の高分子鎖(A)と高分子鎖(B)への分解率が10質量%以下である。より好ましくは、5質量%以下であり、更に好ましくは、2質量%以下である。最も好ましくは、実質的に0質量%となることである。
ここにいう分解率とは、アルカリ水溶液中での加水分解率のことであり、加水分解率が10質量%以下であると、収縮低減剤としてより優れた性能を発揮するものとなる。
加水分解率を低くする点からは、結合部位(X)は、硫黄原子を有する非エステル結合であることが好ましい。
このように、結合部位(X)のうち、少なくとも1つが硫黄原子を有する非エステル結合であることは、本発明の好適な実施形態の1つである。
As a preferable form of the (poly) alkylene glycol-based block copolymer in the third form, the polymer chain (A) and the polymer chain (A) after 15 minutes in a 2% by mass alkaline aqueous solution of the copolymer The decomposition rate into B) is 10% by mass or less. It is more preferably 5% by mass or less, and further preferably 2% by mass or less. Most preferably, it is substantially 0% by mass.
The decomposition rate referred to here is a hydrolysis rate in an alkaline aqueous solution, and when the hydrolysis rate is 10% by mass or less, it exhibits more excellent performance as a shrinkage reducing agent.
From the viewpoint of lowering the hydrolysis rate, the binding site (X) is preferably a non-ester bond having a sulfur atom.
As described above, it is one of the preferred embodiments of the present invention that at least one of the binding sites (X) is a non-ester bond having a sulfur atom.
上記加水分解率は、例えば、次のような加水分解試験によって測定することができる。
(1)共重合体の重量平均分子量(Mw)を後述するGPC測定条件によって測定し、反応前(分解前)分子量とする。
(2)共重合体をNaOH水溶液に溶解させ2質量%水溶液を作成する。その際、水溶液のpHが12.5となるように予めNaOH水溶液のpHを調整しておく。2質量%水溶液を15分間撹拌し、その後35%HCl水溶液にて中和を行いpHを5.0とする。
共重合体を取り出し、その重量平均分子量(Mw)を後述するGPC測定条件によって測定し、反応後(分解後)分子量とする。
(3)反応前後のGPCチャートから加水分解率を算出する。
The hydrolysis rate can be measured by, for example, the following hydrolysis test.
(1) The weight average molecular weight (Mw) of the copolymer is measured according to the GPC measurement conditions described later, and is used as the molecular weight before the reaction (before decomposition).
(2) The copolymer is dissolved in an aqueous NaOH solution to prepare a 2% by mass aqueous solution. At that time, the pH of the NaOH aqueous solution is adjusted in advance so that the pH of the aqueous solution becomes 12.5. The 2 mass% aqueous solution is stirred for 15 minutes and then neutralized with a 35% HCl aqueous solution to bring the pH to 5.0.
The copolymer is taken out, and its weight average molecular weight (Mw) is measured under the GPC measurement conditions described later, and is used as the molecular weight after the reaction (after decomposition).
(3) The hydrolysis rate is calculated from the GPC chart before and after the reaction.
上記第3の形態における(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体の中でも特に好ましい構造は、それぞれ下記式(15)、(16)で示す構造である。 Among the (poly) alkylene glycol-based block copolymers in the third embodiment, particularly preferable structures are the structures represented by the following formulas (15) and (16), respectively.
(式(15)、(16)中、R19は、同一又は異なって、水素原子、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルケニル基又は炭素数6〜20のアリール基を表す。R20は、同一又は異なって、水素原子又はメチル基を表す。n5は、オキシエチレン基の平均付加モル数を表し、1〜500の数(好ましくは75〜500の数)である。m3は、1〜500の数(好ましくは1〜30の数)である。)
上記式(15)、(16)の構造は、不飽和カルボン酸系単量体がアクリル酸又はメタクリル酸、(ポリ)アルキレングリコール鎖が(ポリ)エチレングリコール鎖、結合部位(X)が、チオ酢酸又はその金属塩に由来する硫黄原子を含む結合部位である構造であることが好ましい。
(In formulas (15) and (16), R 19 has the same or different hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. Represented. R 20 represents the same or different hydrogen atom or methyl group. N5 represents the average number of moles of oxyethylene groups added, which is a number of 1 to 500 (preferably a number of 75 to 500). m3 is a number of 1 to 500 (preferably a number of 1 to 30).
In the structures of the above formulas (15) and (16), the unsaturated carboxylic acid monomer is acrylic acid or methacrylic acid, the (poly) alkylene glycol chain is (poly) ethylene glycol chain, and the binding site (X) is thio. It is preferable that the structure is a binding site containing a sulfur atom derived from acetic acid or a metal salt thereof.
なお、上記式(15)、(16)において、不飽和カルボン酸系単量体単位のR20及びCOOH基の位置は末端の水素原子側に描いているが、単量体単位ごとにおけるR20及びCOOH基の位置は硫黄原子側に位置していてもよい。上記式(15)、(16)で示す構造では、単量体単位ごとにR20及びCOOH基の位置が水素原子側であるか硫黄原子側であるかがランダムに決定される。 In the above formulas (15) and (16), the positions of R 20 and the COOH group of the unsaturated carboxylic acid-based monomer unit are drawn on the hydrogen atom side at the end, but R 20 for each monomer unit. And the position of the COOH group may be located on the sulfur atom side. In the structures represented by the above formulas (15) and (16), whether the positions of the R 20 and the COOH group are on the hydrogen atom side or the sulfur atom side is randomly determined for each monomer unit.
[(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体の製造方法]
上記第3の形態の(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体の製造方法の一例として、チオ酢酸(又はその金属塩)に由来する硫黄原子を含む結合部位を有する共重合体を製造する場合について以下に説明する。
[Method for producing (poly) alkylene glycol-based block copolymer]
As an example of the method for producing the (poly) alkylene glycol-based block copolymer of the third embodiment, the case of producing a copolymer having a bond site containing a sulfur atom derived from thioacetic acid (or a metal salt thereof) This will be described below.
上記第3の形態に係る(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体は、少なくとも1つの末端にヒドロキシル基末端を有する(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)を準備し、上記ヒドロキシル基末端に対してトシル化反応を行う工程(トシル化工程)、チオ酢酸又はその金属塩を反応させてチオアセチル化反応を行う工程(チオアセチル化工程)、チオアセチル化工程によって得られたチオアセチル基を加水分解する工程(加水分解工程)、末端にチオール基を有する(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)を連鎖移動剤として、ラジカル重合開始剤を用いて不飽和ビニル系単量体をブロック重合させる工程(ブロック重合工程)を行うことにより製造することができる。
一方の末端又は両方の末端にチオール基を有する(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)をPAG(ジ)チオール化合物ともいう。(ポリ)アルキレングリコールが(ポリ)エチレングリコールの場合は、PEG(ジ)チオール化合物ともいう。
The (poly) alkylene glycol-based block copolymer according to the third embodiment prepares a polymer chain (B) composed of a (poly) alkylene glycol-based structural unit having a hydroxyl group terminal at at least one terminal, and prepares the above-mentioned hydroxyl group. A step of carrying out a tosylation reaction with respect to a group terminal (tosylation step), a step of reacting with thioacetic acid or a metal salt thereof to carry out a thioacetylation reaction (thioacetylation step), and adding water to the thioacetyl group obtained by the thioacetylation step. Decomposition step (hydrolysis step), unsaturated vinyl monomer using a radical polymerization initiator using a polymer chain (B) consisting of a (poly) alkylene glycol-based structural unit having a thiol group at the end as a chain transfer agent. Can be produced by performing a step of block polymerization (block polymerization step).
A polymer chain (B) composed of a (poly) alkylene glycol-based structural unit having a thiol group at one end or both ends is also referred to as a PAG (di) thiol compound. When the (poly) alkylene glycol is (poly) ethylene glycol, it is also called a PEG (di) thiol compound.
[トシル化工程]
トシル化工程では、末端にヒドロキシル基末端を有する(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖のヒドロキシル基末端とトシル化剤とを反応させてトシル基を生成し、トシル化(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖を得る。
上記トシル化工程において用いられるトシル化剤、反応条件としては、水酸基をトシル化できる限り特に限定されず、例えば、トシルクロライド(TsCl)をトシル化剤とし、ジクロロメタン(CH2Cl2)等を反応溶媒として用い、適宜反応条件を設定すればよい。
[Tosylation process]
In the tosylation step, a tosyl group is produced by reacting the hydroxyl group end of a polymer chain with a (poly) alkylene glycol-based structural unit having a hydroxyl group end at the end with a tosylating agent to generate tosylized (poly) alkylene glycol. Obtain a polymer chain according to the system constituent unit.
The tosylating agent and reaction conditions used in the tosylation step are not particularly limited as long as the hydroxyl group can be tosylated. For example, tosyl lolide (TsCl) is used as a tosylating agent and dichloromethane (CH 2 Cl 2 ) or the like is reacted. It may be used as a solvent and the reaction conditions may be set as appropriate.
[チオアセチル化工程]
チオアセチル化工程では、トシル化工程によって得られた、ヒドロキシル基末端がトシル化された、末端にトシル基を有する(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖のトシル基とチオアセチル化剤とを反応させてチオアセチル基を生成し、チオアセチル化(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖を得る。
上記チオアセチル化工程において用いられるチオアセチル化剤、反応条件としては、トシル基をチオアセチル化できる限り特に限定されず、例えば、チオ酢酸カリウム(CH3COSK)をチオアセチル化剤とし、アセトニトリル(CH3CN)を反応溶媒として用い、適宜反応条件を設定すればよい。
[Thioacetylation step]
In the thioacetylation step, the tosyl group of the polymer chain obtained by the tosylation step and having a tosyl-terminated hydroxyl group terminal and having a tosyl group at the end (poly) alkylene glycol-based structural unit is reacted with the thioacetylating agent. To generate a thioacetyl group, a polymer chain consisting of a thioacetylated (poly) alkylene glycol-based structural unit is obtained.
The thioacetylating agent and the reaction conditions used in the above thioacetylation step are not particularly limited as long as the tosyl group can be thioacetylated. For example, potassium thioacetate (CH 3 COSK) is used as the thioacetylating agent and acetonitrile (CH 3 CN) is used. Is used as the reaction solvent, and the reaction conditions may be set as appropriate.
[加水分解工程]
加水分解工程では、チオアセチル化工程によって得られた、トシル基末端がチオアセチル化された、末端にチオアセチル基を有する(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖のチオアセチル基を加水分解してチオール基を生成し、(ジ)チオール化(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖を得る。例えば、下記式(17)、(18)で示すPAG(ジ)チオール化合物を得ることができる。
下記式(17)、(18)で示すPAG(ジ)チオール化合物は、それぞれ本発明に係る(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体を生成する中間体として好ましいものである。
上記加水分解工程においても、チオアセチル基の加水分解が進行するように適宜反応条件を設定すればよい。
[Hydrolyzed step]
In the hydrolysis step, the thioacetyl group of the polymer chain obtained by the thioacetylation step, which is a (poly) alkylene glycol-based structural unit having a thioacetylated tosyl group terminal and a thioacetyl group at the terminal, is hydrolyzed to form a thiol group. To obtain a polymer chain with a (di) thiolated (poly) alkylene glycol-based structural unit. For example, PAG (di) thiol compounds represented by the following formulas (17) and (18) can be obtained.
The PAG (di) thiol compounds represented by the following formulas (17) and (18) are preferable as intermediates for producing the (poly) alkylene glycol-based block copolymer according to the present invention, respectively.
Also in the above hydrolysis step, the reaction conditions may be appropriately set so that the hydrolysis of the thioacetyl group proceeds.
(式(17)、(18)中、R9、R14、n1は上記と同様である。AOは、オキシアルキレン基を表す。) (In formulas (17) and (18), R 9 , R 14 , and n1 are the same as above. AO represents an oxyalkylene group.)
[ブロック重合工程]
上述したように、上記PAG(ジ)チオール化合物は、連鎖移動剤としての機能を有するものであり、この化合物を連鎖移動剤として用いて、ビニル系単量体成分をラジカル重合することにより、上記第3の形態の(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体を簡便かつ効率的に、低コストで製造できる。
ビニル系単量体成分が含む不飽和アニオン系単量体中、高分子鎖(A)を形成する不飽和カルボン酸系単量体(単量体(a))が主体であることが好ましく、実質的にすべてが高分子鎖(A)を形成する不飽和カルボン酸系単量体であることが好ましい。
[Block polymerization process]
As described above, the PAG (di) thiol compound has a function as a chain transfer agent, and by using this compound as a chain transfer agent and radically polymerizing a vinyl-based monomer component, the above The (poly) alkylene glycol-based block copolymer of the third form can be produced easily, efficiently, and at low cost.
Among the unsaturated anionic monomers contained in the vinyl-based monomer component, the unsaturated carboxylic acid-based monomer (monomer (a)) forming the polymer chain (A) is preferably the main component. It is preferable that substantially all of them are unsaturated carboxylic acid-based monomers forming the polymer chain (A).
上記重合反応により得られた重合体は、水溶液状態で弱酸性以上(好ましくはpH4以上、更に好ましくはpH5以上、特に好ましくはpH6以上)のpH範囲に調整しておくことで取り扱いやすいものとすることができる。
その一方で、重合反応をpH7以上で行うと、重合率が低下すると同時に、共重合性が充分とはならず、収縮低減剤としての性能を充分に発揮できないおそれがある。そのため、重合反応においては、酸性から中性(好ましくはpH6未満、より好ましくはpH5.5未満、更に好ましくはpH5未満)のpH領域で重合反応を行うことが好適である。
The polymer obtained by the above polymerization reaction can be easily handled by adjusting the pH range to weakly acidic or higher (preferably pH 4 or higher, more preferably pH 5 or higher, particularly preferably pH 6 or higher) in an aqueous solution state. be able to.
On the other hand, if the polymerization reaction is carried out at a pH of 7 or higher, the polymerization rate is lowered, and at the same time, the copolymerizability is not sufficient, and the performance as a shrinkage reducing agent may not be sufficiently exhibited. Therefore, in the polymerization reaction, it is preferable to carry out the polymerization reaction in an acidic to neutral pH range (preferably less than pH 6, more preferably less than pH 5.5, still more preferably less than pH 5).
[硫黄原子を含む結合部位以外の結合部位を有する共重合体の製造方法]
ここまで、硫黄原子を含む結合部位を有する共重合体を製造する場合の例について説明したが、結合部位としてその他の構造を有する共重合体を製造する方法について以下に説明する。
[Method for producing a copolymer having a binding site other than the binding site containing a sulfur atom]
Up to this point, an example of producing a copolymer having a binding site containing a sulfur atom has been described, but a method for producing a copolymer having another structure as a binding site will be described below.
アゾ開始剤由来の結合部位を有する共重合体を製造する場合、出発物質として、アゾ開始剤の末端が(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)とエステル結合により予め結合した構造を有するものを使用することができる。
アゾ開始剤の末端が(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)とエステル結合により予め結合した構造を有するものは、例えば、アゾ基の両末端にカルボキシル基を有するアゾ開始剤(V−501など、和光純薬工業株式会社製)と、(ポリ)アルキレングリコールとをエステル化することにより得ることもできる。エステル化の方法としては、加熱工程を行うとアゾ開始剤が分解するので、加熱工程を含まない製法が必要である。そのような製法としては、(1)アゾ開始剤に塩化チオニルを反応させて酸塩化物を合成した後、(ポリ)アルキレングリコールを反応させてアゾ開始剤を得る方法;(2)アゾ開始剤と(ポリ)アルキレングリコールとを、ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)および必要に応じて4−ジメチルアミノピリジンを用いて、脱水縮合することによりアゾ開始剤を得る方法;などが挙げられる。
When producing a copolymer having a bond site derived from an azo initiator, a structure in which the end of the azo initiator is preliminarily bonded to the polymer chain (B) of the (poly) alkylene glycol-based structural unit by an ester bond as a starting material. Those having the above can be used.
An azo initiator having a structure in which the ends of the azo initiator are preliminarily bonded to the polymer chain (B) made of a (poly) alkylene glycol-based structural unit by an ester bond is, for example, an azo initiator having carboxyl groups at both ends of the azo group. It can also be obtained by esterifying (poly) alkylene glycol with Wako Pure Chemical Industries, Ltd., such as V-501. As a method for esterification, a manufacturing method that does not include a heating step is required because the azo initiator is decomposed when the heating step is performed. Such a production method includes (1) reacting an azo initiator with thionyl chloride to synthesize an acetate, and then reacting with (poly) alkylene glycol to obtain an azo initiator; (2) an azo initiator. And (poly) alkylene glycol are dehydrated and condensed with dicyclohexylcarbodiimide (DCC) and, if necessary, 4-dimethylaminopyridine to obtain an azo initiator; and the like.
上記アゾ開始剤を使用すれば、アゾ基が熱で分解して、ラジカルが発生し、そこから重合が開始する。それゆえ、オキシアルキレン基からなるポリアルキレンオキシド部分の一端に不飽和アニオン系単量体が次々に付加して、上記第3の好適な形態の(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体が形成される。 When the above-mentioned azo initiator is used, the azo group is decomposed by heat to generate radicals, from which polymerization starts. Therefore, unsaturated anionic monomers are added one after another to one end of the polyalkylene oxide portion composed of the oxyalkylene group to form the (poly) alkylene glycol-based block copolymer of the third preferred form. To.
リン原子を含む残基由来の結合部位を有する共重合体を製造する場合、(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)の末端酸素原子に炭素−炭素二重結合を有する有機残基が結合した構造を有する化合物Cに、次亜リン酸(塩)を付加させて、リン原子含有(ポリ)アルキレングリコール系化合物を製造することが好ましい。 When producing a copolymer having a bond site derived from a residue containing a phosphorus atom, an organic residue having a carbon-carbon double bond at the terminal oxygen atom of the polymer chain (B) due to the (poly) alkylene glycol-based structural unit. It is preferable to add hypophosphate (salt) to compound C having a group-bonded structure to produce a phosphorus atom-containing (poly) alkylene glycol-based compound.
なお、上記化合物Cは、公知の方法で合成することができる。
上記化合物Cは、(ポリ)アルキレングリコール系構成単位による高分子鎖(B)に、不飽和基を有する化合物を付加させる方法によって合成してもよい。付加の形態としてはエステル化、エーテル化、アミド化など、公知の方法を用いることができる。付加させる不飽和化合物は、アルキレンオキシドに付加できるものであれば良い。
The compound C can be synthesized by a known method.
The compound C may be synthesized by a method of adding a compound having an unsaturated group to the polymer chain (B) composed of a (poly) alkylene glycol-based structural unit. As the form of addition, known methods such as esterification, etherification, and amidation can be used. The unsaturated compound to be added may be any compound that can be added to the alkylene oxide.
上記化合物Cに次亜リン酸(塩)を付加反応させる工程においては、化合物Cが含有する不飽和結合1モルに対して、次亜リン酸(塩)を0.01〜100モルの割合で添加して反応させることが好ましい。上記化合物Cの反応率を高める観点からは、1モルの化合物Cに対して次亜リン酸(塩)を好ましくは0.1モル以上、より好ましくは0.2モル以上、さらにより好ましくは0.5モル以上である。未反応の次亜リン酸(塩)を低減する観点からは、1モルの化合物Cに対して次亜リン酸(塩)を好ましくは10モル以下、より好ましくは5モル以下、さらにより好ましくは2モル以下である。 In the step of adding hypophosphorous acid (salt) to compound C, the ratio of hypophosphorous acid (salt) is 0.01 to 100 mol with respect to 1 mol of unsaturated bond contained in compound C. It is preferable to add and react. From the viewpoint of increasing the reaction rate of the compound C, the amount of hypophosphorous acid (salt) is preferably 0.1 mol or more, more preferably 0.2 mol or more, still more preferably 0, based on 1 mol of the compound C. It is 5.5 mol or more. From the viewpoint of reducing unreacted hypophosphorous acid (salt), the amount of hypophosphorous acid (salt) is preferably 10 mol or less, more preferably 5 mol or less, still more preferably 1 mol of compound C. 2 mol or less.
上記化合物Cに次亜リン酸(塩)を付加反応させる工程は、0〜200℃の温度で行うことが好ましい。より好ましくは20〜150℃、さらに好ましくは40〜120℃、さらにより好ましくは50〜100℃の温度で行うことである。 The step of adding hypophosphorous acid (salt) to the compound C is preferably carried out at a temperature of 0 to 200 ° C. It is more preferably performed at a temperature of 20 to 150 ° C., further preferably 40 to 120 ° C., and even more preferably 50 to 100 ° C.
上記化合物Cに次亜リン酸(塩)を付加反応させる工程の後、得られたリン原子含有(ポリ)アルキレングリコール系化合物を精製することが好ましい。精製工程は、反応後の溶液を乾燥して溶媒を除去した後、精製溶媒に懸濁してろ過を行うこと、及び、抽出のいずれか又は両方により行うことができる。
精製溶媒は適宜選べばよいが、例えばTHF、アセトニトリル、クロロホルム、イソプロピルアルコール等が好ましい。
抽出溶媒は適宜選べばよいが、高極性溶媒として水、メタノール、アセトニトリル、ジオキサンなどを用いて行うことが好ましい。低極性溶媒としてジエチルエーテル、シクロヘキサン、クロロホルム、メチレンクロライドなどを用いて行うことが好ましい。
It is preferable to purify the obtained phosphorus atom-containing (poly) alkylene glycol-based compound after the step of adding a hypophosphorous acid (salt) to the compound C. The purification step can be carried out by drying the solution after the reaction to remove the solvent, suspending the solution in the purification solvent and performing filtration, and either or both of extraction.
The purification solvent may be appropriately selected, and for example, THF, acetonitrile, chloroform, isopropyl alcohol and the like are preferable.
The extraction solvent may be appropriately selected, but it is preferable to use water, methanol, acetonitrile, dioxane or the like as the highly polar solvent. It is preferable to use diethyl ether, cyclohexane, chloroform, methylene chloride or the like as a low polar solvent.
上記化合物Cと次亜リン酸(塩)とを付加反応させる工程は、必要に応じてラジカル重合開始剤を使用し、溶媒に溶解した溶液状態で行うことができる。その際に使用される溶媒としては、例えば、水;メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール;ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、n−ヘキサン等の芳香族又は脂肪族炭化水素;酢酸エチル等のエステル化合物;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン化合物;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル化合物等が挙げられる。中でも、水を溶媒として用いることが好ましい。 The step of addition-reacting the compound C with the hypophosphorous acid (salt) can be carried out in a solution state dissolved in a solvent using a radical polymerization initiator, if necessary. Examples of the solvent used at that time include water; alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol and isopropyl alcohol; aromatic or aliphatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, cyclohexane and n-hexane; ethyl acetate and the like. Ester compounds; ketone compounds such as acetone and methyl ethyl ketone; cyclic ether compounds such as tetrahydrofuran and dioxane. Above all, it is preferable to use water as a solvent.
上記化合物Cと次亜リン酸(塩)とを付加反応させる工程を、溶媒に水を用いて行う場合には、水溶性のラジカル重合開始剤を用いることが、反応後に不溶成分を除去する必要がないので好適である。例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩;過酸化水素;t−ブチルヒドロペルオキシドなどの有機過酸化物;2,2’−アゾビス−2−メチルプロピオンアミジン塩酸塩等のアゾアミジン化合物、2,2’−アゾビス−2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン塩酸塩等の環状アゾアミジン化合物、2−カルバモイルアゾイソブチロニトリル等のアゾニトリル化合物、2,4’−アゾビス{2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシブチル)]プロピオンアミド}等のアゾアミド化合物、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)と(アルコキシ)ポリエチレングリコールとのエステル等のマクロアゾ化合物等の水溶性アゾ系開始剤が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。中でも、過硫酸系開始剤が好適である。 When the step of addition-reacting the compound C with hypophosphorous acid (salt) is carried out using water as a solvent, it is necessary to use a water-soluble radical polymerization initiator to remove insoluble components after the reaction. It is suitable because there is no radical. For example, persulfates such as ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate; hydrogen peroxide; organic peroxides such as t-butylhydroperoxide; 2,2'-azobis-2-methylpropionamidine hydrochloride and the like. Azoamidin compounds, cyclic azoamidin compounds such as 2,2'-azobis-2- (2-imidazolin-2-yl) propane hydrochloride, azonitrile compounds such as 2-carbamoyl azoisobutyronitrile, 2,4'-azobis { Azoamide compounds such as 2-methyl-N- [2- (1-hydroxybutyl)] propionamide}, macroazo compounds such as esters of 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid) and (alkoxy) polyethylene glycol. Examples thereof include water-soluble azo-based initiators such as, and one or more of these can be used. Of these, a persulfate-based initiator is preferable.
上記リン原子含有(ポリ)アルキレングリコール系化合物は、連鎖移動剤としての機能を有するものであり、この化合物を連鎖移動剤として用いて不飽和アニオン系単量体をラジカル重合することで、上記第3の好適な形態の(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体を簡便かつ効率的に、低コストで製造できる。
不飽和アニオン系単量体をラジカル重合させる工程は、PAGチオール化合物を連鎖移動剤として使用するブロック重合工程と同様にして行うことが出来るため、その詳細な説明は省略する。
The phosphorus atom-containing (poly) alkylene glycol-based compound has a function as a chain transfer agent, and by radically polymerizing an unsaturated anion-based monomer using this compound as a chain transfer agent, the above-mentioned first The (poly) alkylene glycol-based block copolymer of the preferred form of No. 3 can be produced easily, efficiently, and at low cost.
Since the step of radically polymerizing the unsaturated anionic monomer can be carried out in the same manner as the block polymerization step of using the PAG thiol compound as a chain transfer agent, detailed description thereof will be omitted.
<第4の形態:(IV)の化合物>
上記水硬性材料用収縮低減剤が含む化合物の第4の形態は、直鎖状又は分岐状ポリアルキレングリコール鎖の少なくとも2つの末端に、金属、金属化合物及び金属イオンの少なくとも1つに対して吸着能を示す有機残基が結合したポリアルキレングリコール化合物であって、上記有機残基は、カルボニル基、水酸基、アミノ基、チオール基、リン酸基、亜リン酸基及びシラン基からなる群より選択される少なくとも1つの官能基を有し、ポリアルキレングリコール鎖を形成するポリアルキレングリコールの重量平均分子量が1500〜50000である化合物である。
<Fourth form: compound of (IV)>
The fourth form of the compound contained in the shrinkage reducing agent for water-hard materials is adsorbed on at least two ends of a linear or branched polyalkylene glycol chain with respect to at least one of a metal, a metal compound and a metal ion. A polyalkylene glycol compound to which an organic residue exhibiting a function is bonded, and the organic residue is selected from the group consisting of a carbonyl group, a hydroxyl group, an amino group, a thiol group, a phosphate group, a phosphite group and a silane group. It is a compound having at least one functional group and having a weight average molecular weight of 1500 to 50,000 for the polyalkylene glycol forming a polyalkylene glycol chain.
上記第4の形態に係る直鎖状又は分岐状ポリアルキレングリコール鎖の少なくとも2つの末端に有機残基が結合した化合物(以下、有機残基含有ポリアルキレングリコール化合物ともいう。)は、ポリアルキレングリコール鎖と、ポリアルキレングリコール鎖の少なくとも2つの末端の有機残基との少なくとも3つの構造部位を有するものであれば、その他の構造部位を含んでいてもよい。また、これらの構造部位を2つ以上含む場合、それらは同一であってもよく、異なっていてもよい。 The compound in which an organic residue is bonded to at least two ends of the linear or branched polyalkylene glycol chain according to the fourth embodiment (hereinafter, also referred to as an organic residue-containing polyalkylene glycol compound) is a polyalkylene glycol. Other structural sites may be included as long as they have at least three structural sites of the chain and at least two terminal organic residues of the polyalkylene glycol chain. Moreover, when two or more of these structural parts are included, they may be the same or different.
上記ポリアルキレングリコール鎖の末端に結合した有機残基とは、ポリアルキレングリコール鎖の末端に直接結合した有機残基を意味する。ここで、「ポリアルキレングリコール鎖の末端」には、後述するような、末端が未変性のポリアルキレングリコール鎖の末端(末端が水酸基である形態)と、ポリアルキレングリコール鎖の末端を変性させたものとが含まれる。ポリアルキレングリコール鎖の末端に有機残基が結合した構造は、ポリアルキレングリコール鎖の末端の水酸基又はポリアルキレングリコール鎖の末端に反応性の官能基を導入し、変性させた末端と、後述する有機残基を与える化合物とを反応させて形成することができる。上記反応性の官能基としては特に制限されないが、アミノ基、カルボキシル基、エポキシ基等が挙げられる。好ましくはエポキシ基である。 The organic residue attached to the end of the polyalkylene glycol chain means an organic residue directly attached to the end of the polyalkylene glycol chain. Here, as the "terminal of the polyalkylene glycol chain", the end of the polyalkylene glycol chain whose end is unmodified (the end is a hydroxyl group) and the end of the polyalkylene glycol chain are modified as described later. Things and things are included. The structure in which an organic residue is bonded to the end of a polyalkylene glycol chain includes a hydroxyl group at the end of the polyalkylene glycol chain or a modified end by introducing a reactive functional group at the end of the polyalkylene glycol chain, and an organic described later. It can be formed by reacting with a compound that gives a residue. The reactive functional group is not particularly limited, and examples thereof include an amino group, a carboxyl group, and an epoxy group. It is preferably an epoxy group.
上記ポリアルキレングリコール鎖の少なくとも2つの末端に有機残基が結合しているとは、ポリアルキレングリコール鎖が直鎖状である場合には、ポリアルキレングリコール鎖の両末端に有機残基が結合していることを意味し、ポリアルキレングリコール鎖に分岐がある場合には、主鎖末端、分岐鎖末端のうちの少なくとも2つの末端に有機残基が結合していることを意味する。 The fact that organic residues are bound to at least two ends of the polyalkylene glycol chain means that when the polyalkylene glycol chain is linear, organic residues are bound to both ends of the polyalkylene glycol chain. When the polyalkylene glycol chain has a branch, it means that an organic residue is bound to at least two ends of the main chain end and the branched chain end.
上記有機残基は、金属、金属化合物及び金属イオンの少なくとも1つに対して吸着能を示すことを特徴としている。これにより、本発明の有機残基含有ポリアルキレングリコール化合物は、セメント組成物に含まれる金属、金属化合物及び金属イオンの少なくとも1つに吸着することができる。
上記ポリアルキレングリコール鎖の少なくとも2つの末端の有機残基が同一の金属化合物粒子に吸着する形態についても同様である。
上記セメント組成物に含まれるセメント粒子は、アルミン酸三カルシウム(C3A:3CaO・Al2O3)、鉄アルミン酸四カルシウム(C4AF:4CaO・Al2O3・Fe2O3)、ケイ酸二カルシウム(C2S:2CaO・SiO2)及びケイ酸三カルシウム(C3S:3CaO・SiO2)等の金属化合物がモザイク状に集合したものであることが知られている。したがって、上記ポリアルキレングリコール鎖の少なくとも2つの末端の有機残基が、このような1つのセメント粒子に吸着する場合には、セメント粒子のモザイクを構成する金属化合物のうちの少なくとも2つに吸着することになる。
The organic residue is characterized by exhibiting an adsorptive capacity for at least one of a metal, a metal compound and a metal ion. Thereby, the organic residue-containing polyalkylene glycol compound of the present invention can be adsorbed on at least one of the metal, the metal compound and the metal ion contained in the cement composition.
The same applies to the form in which at least two terminal organic residues of the polyalkylene glycol chain are adsorbed on the same metal compound particles.
The cement particles contained in the above cement composition are tricalcium aluminate (C 3 A: 3 CaO · Al 2 O 3 ) and tetracalcium iron aluminate (C 4 AF: 4 CaO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 ). , dicalcium silicate (C 2 S: 2CaO · SiO 2) and tricalcium silicate (C 3 S: 3CaO · SiO 2) metal compounds such as are known to be obtained by set a mosaic. Therefore, when at least two terminal organic residues of the polyalkylene glycol chain are adsorbed on such one cement particle, they are adsorbed on at least two of the metal compounds constituting the mosaic of the cement particle. It will be.
上記有機残基は、カルボニル基、水酸基、アミノ基、チオール基、リン酸基、亜リン酸基及びシラン基からなる群より選択される少なくとも1つの官能基を有し、かつ、ビニル系単量体由来の炭素−炭素結合を有しない基である。
上記官能基は、孤立電子対を有する電子供与性基を有し、金属、金属化合物及び金属イオンの少なくとも1つと配位結合を形成することにより金属、金属化合物及び金属イオンの少なくとも1つに対して吸着することができる。
The organic residue has at least one functional group selected from the group consisting of a carbonyl group, a hydroxyl group, an amino group, a thiol group, a phosphoric acid group, a phosphite group and a silane group, and is a vinyl-based single amount. It is a group that does not have a carbon-carbon bond derived from the body.
The functional group has an electron donating group having a lone electron pair, and forms a coordinate bond with at least one of a metal, a metal compound, and a metal ion to form a coordination bond with respect to at least one of the metal, the metal compound, and the metal ion. Can be adsorbed.
上記有機残基は、金属、金属化合物及び金属イオンの少なくとも1つに対して吸着能を示す複数の官能基を有することが好ましい。上記官能基は、電子供与性基であることがより好ましい。
一つの有機残基に複数の電子供与性基を有する場合、有機残基は、複数の配位座によって、金属、金属化合物及び金属イオンの少なくとも1つと配位結合することができる。すなわち、上記有機残基は、キレート効果により、より強く金属、金属化合物及び金属イオンの少なくとも1つと結合することができるため、セメント添加剤のセメント分散性能低下抑制効果及び乾燥収縮低減性能により優れたものとなる。
The organic residue preferably has a plurality of functional groups exhibiting an adsorptive ability for at least one of a metal, a metal compound and a metal ion. The functional group is more preferably an electron donating group.
When one organic residue has a plurality of electron donating groups, the organic residue can be coordinate-bonded to at least one of a metal, a metal compound and a metal ion by a plurality of coordination loci. That is, since the organic residue can be more strongly bonded to at least one of a metal, a metal compound and a metal ion by the chelating effect, it is more excellent in the cement additive's effect of suppressing deterioration of cement dispersion performance and drying shrinkage reduction performance. It becomes a thing.
上記有機残基1つ当たりの官能基の数は、1〜12であることが好ましい。より好ましくは、2〜12である。有機残基が有する官能基の数が好ましくは1〜12、より好ましくは2〜12であれば、有機残基と金属、金属化合物及び金属イオンの少なくとも1つとがより強く結合することができる。更に好ましくは、3〜12である。 The number of functional groups per organic residue is preferably 1-12. More preferably, it is 2 to 12. When the number of functional groups contained in the organic residue is preferably 1 to 12, more preferably 2 to 12, the organic residue can be more strongly bonded to at least one of a metal, a metal compound and a metal ion. More preferably, it is 3 to 12.
上記有機残基は、分子量が700以下の基である。有機残基の分子量が700以下であればセメント添加剤の使用量が少量であっても、セメント分散性能の低下抑制、乾燥収縮低減性能等の本願の効果を効率的に発揮させることができる。有機残基の分子量は、好ましくは500以下、より好ましくは300以下、更に好ましくは200以下の範囲である。また、有機残基の分子量は、好ましくは、40以上、より好ましくは60以上、更に好ましくは80以上、特に好ましくは100以上である。 The organic residue is a group having a molecular weight of 700 or less. When the molecular weight of the organic residue is 700 or less, even if the amount of the cement additive used is small, the effects of the present application such as suppression of deterioration of cement dispersion performance and reduction of drying shrinkage can be efficiently exhibited. The molecular weight of the organic residue is preferably in the range of 500 or less, more preferably 300 or less, still more preferably 200 or less. The molecular weight of the organic residue is preferably 40 or more, more preferably 60 or more, still more preferably 80 or more, and particularly preferably 100 or more.
上記第4の形態の有機残基含有ポリアルキレングリコール化合物が有する有機残基は、上記官能基の中でも、カルボニル基、水酸基、アミノ基、リン酸基又はシラン基のいずれかを有することが好ましい。より好ましくは、カルボニル基、水酸基、アミノ基又はリン酸基のいずれかを有することである。 The organic residue contained in the organic residue-containing polyalkylene glycol compound of the fourth form preferably has any one of a carbonyl group, a hydroxyl group, an amino group, a phosphoric acid group or a silane group among the functional groups. More preferably, it has any one of a carbonyl group, a hydroxyl group, an amino group or a phosphoric acid group.
上記カルボニル基を有する有機残基は、カルボニル基を有する限り特に制限されず、カルボキシル基、アルデヒド基、エステル基、アミド基等のカルボニル基を構造中に含む官能基を有する有機残基も含まれる。カルボニル基を有する官能基として好ましくは、カルボキシル基又はアミド基である。 The organic residue having a carbonyl group is not particularly limited as long as it has a carbonyl group, and also includes an organic residue having a functional group containing a carbonyl group such as a carboxyl group, an aldehyde group, an ester group and an amide group in the structure. .. The functional group having a carbonyl group is preferably a carboxyl group or an amide group.
上記有機残基は、カルボニル基、水酸基、アミノ基、チオール基、リン酸基、亜リン酸基及びシラン基からなる群より選択される少なくとも2つの官能基を有することが好ましい。このような有機残基は、キレート効果により、より強く金属、金属化合物及び金属イオンの少なくとも1つと結合することができるため、セメント添加剤のセメント分散性能低下抑制効果及び乾燥収縮低減性能により優れたものとなる。 The organic residue preferably has at least two functional groups selected from the group consisting of a carbonyl group, a hydroxyl group, an amino group, a thiol group, a phosphoric acid group, a phosphite group and a silane group. Since such an organic residue can be more strongly bonded to at least one of a metal, a metal compound and a metal ion by the chelating effect, it is more excellent in the cement additive's effect of suppressing deterioration of cement dispersion performance and drying shrinkage reduction performance. It becomes a thing.
上記有機残基は、金属、金属化合物及び金属イオンの少なくとも1つに対して吸着能を示す限り制限されないが、有機残基は、カテコール構造を有することが好ましい。また、有機残基は、ピロリドン構造を有することも好ましい。さらに、有機残基は、グルコン酸構造を有することも好ましい。 The organic residue is not limited as long as it exhibits an adsorptive ability to at least one of a metal, a metal compound and a metal ion, but the organic residue preferably has a catechol structure. It is also preferable that the organic residue has a pyrrolidone structure. Furthermore, the organic residue preferably has a gluconic acid structure.
上記有機残基が、金属、金属化合物及び金属イオンの少なくとも1つに対して吸着能を示すことは、以下の方法により確認することができる。
有機残基含有ポリアルキレングリコール化合物と、金属、金属化合物又は金属イオンとを溶液中で分散させた後、ろ過を行うことにより、金属等と吸着した有機残基含有ポリアルキレングリコール化合物は、ろ別される。したがって、ろ液中の全有機炭素量の定量分析などを行い、ろ液に含まれる金属等と吸着していない有機残基含有ポリアルキレングリコール化合物を定量することにより、全有機残基含有ポリアルキレングリコール化合物に対する金属等と吸着した有機残基含有ポリアルキレングリコール化合物の割合を求めることができ、上記吸着能を確認することができる。
It can be confirmed by the following method that the organic residue exhibits an adsorptive ability for at least one of a metal, a metal compound and a metal ion.
The organic residue-containing polyalkylene glycol compound adsorbed on the metal or the like is filtered by dispersing the organic residue-containing polyalkylene glycol compound and the metal, the metal compound or the metal ion in the solution and then filtering the compound. Will be done. Therefore, by quantitatively analyzing the total amount of organic carbon in the filtrate and quantifying the organic residue-containing polyalkylene glycol compound that is not adsorbed with the metal contained in the filtrate, the total organic residue-containing polyalkylene is used. The ratio of the organic residue-containing polyalkylene glycol compound adsorbed to the metal or the like to the glycol compound can be determined, and the adsorption ability can be confirmed.
上記第4の形態の直鎖状又は分岐状ポリアルキレングリコール鎖の少なくとも2つの末端に有機残基が結合した化合物は、直鎖状又は分岐状ポリアルキレングリコール鎖の少なくとも2つの末端に、以下に詳述する有機残基を与える化合物を結合させることにより得られる。 The compound in which an organic residue is bonded to at least two ends of the linear or branched polyalkylene glycol chain of the fourth form is described below at least two ends of the linear or branched polyalkylene glycol chain. It is obtained by binding compounds that give the organic residues described in detail.
上記有機残基とは、有機残基を与える化合物をポリアルキレングリコール鎖の末端に結合させることにより形成される残基であり、上記有機残基を与える化合物は、ビニル系単量体でない限り特に制限されないが、具体的には以下の化合物が挙げられる。
エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリアミノトリエチルアミン、トリエチレンテトラミン、N,N,N’,N’−テトラキス(2−ピリジルメチル)エチレンジアミン等のアミン類;エチレンジアミンテトラ酢酸、ジエチレントリアミンペンタ酢酸、トリエチレンテトラミンヘキサ酢酸、テトラエチレンペンタミンヘプタ酢酸、グリコールエーテルジアミンテトラ酢酸、ニトリロトリ酢酸、ニトリロトリプロピオン酸、エチレンジアミン−N−モノ酢酸、エチレンジアミン−N,N’−ジ酢酸、エチレンジアミン−N,N’−ジプロピオン酸、N−(2−ヒドロキシエチル)−エチレンジアミン−N,N’,N’−トリ酢酸、N,N’−ビス(2−ヒドロキシベンジル)−エチレンジアミン−N,N’−ジ酢酸、エチレンジアミン−N,N,N’,N’−テトラプロピオン酸、o,o’−ビス(2−アミノフェニル)エチレングリコール−N,N,N’,N’−テトラ酢酸、o,o−ビス(2−アミノエチル)エチレングリコール−N,N,N’,N’−テトラ酢酸、グリシン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)グリシン、trans−1,2−シクロヘキサンジアミン−N,N,N’,N’−テトラ酢酸、1,3−ジアミノ−2−ヒドロキシプロパン−N,N,N’,N’−テトラ酢酸、ジエチレントリアミン−N,N,N’,N’’,N’’−ペンタ酢酸、1,6−ヘキサメチレンジアミン−N,N,N’,N’−テトラ酢酸、イミノジ酢酸、N−(2−ヒドロキシエチル)イミノジ酢酸、1,2−ジアミノプロパン−N,N,N’,N’−テトラ酢酸、トリエチレンテトラミン−N,N,N’,N’’,N’’’,N’’’−ヘキサ酢酸、グルタミン酸、アスパラギン酸、アミノコハク酸等のアミノカルボン酸類;トリエタノールアミン等のヒドロキシアミン類;
The organic residue is a residue formed by binding a compound giving an organic residue to the end of a polyalkylene glycol chain, and the compound giving an organic residue is particularly limited to a vinyl-based monomer. Specific examples include, but are not limited to, the following compounds.
Amines such as ethylenediamine, diethylenetriamine, triaminotriethylamine, triethylenetetramine, N, N, N', N'-tetrakis (2-pyridylmethyl) ethylenediamine; ethylenediaminetetraacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, triethylenetetraminehexacetic acid, tetra Ethylenepentamineheptaacetic acid, glycol etherdiaminetetraacetic acid, nitrilotriacetic acid, nitrilotripropionic acid, ethylenediamine-N-monoacetic acid, ethylenediamine-N, N'-diacetic acid, ethylenediamine-N, N'-dipropionic acid, N-( 2-Hydroxyethyl) -ethylenediamine-N, N', N'-triacetic acid, N, N'-bis (2-hydroxybenzyl) -ethylenediamine-N, N'-diacetic acid, ethylenediamine-N, N, N' , N'-tetrapropionic acid, o, o'-bis (2-aminophenyl) ethylene glycol-N, N, N', N'-tetraacetic acid, o, o-bis (2-aminoethyl) ethylene glycol- N, N, N', N'-tetraacetic acid, glycine, N, N-bis (2-hydroxyethyl) glycine, trans-1,2-cyclohexanediamine-N, N, N', N'-tetraacetic acid, 1,3-Diamino-2-hydroxypropane-N, N, N', N'-tetraacetic acid, diethylenetriamine-N, N, N', N'', N''-pentaacetic acid, 1,6-hexamethylene Diamine-N, N, N', N'-tetraacetic acid, iminodiacetic acid, N- (2-hydroxyethyl) iminodiacetic acid, 1,2-diaminopropane-N, N, N', N'-tetraacetic acid, tri Aminocarboxylic acids such as ethylenetetramine-N, N, N', N'', N''', N'''-hexacetic acid, glutamate, aspartic acid, aminosuccinic acid; hydroxyamines such as triethanolamine;
酒石酸、クエン酸、2,5−ジヒドロキシ−テトラヒドロフラン−2,3,4,5−テトラカルボン酸、5−ヒドロキシ−シクロヘキサン−1,2,3,4−テトラカルボン酸、6−ヒドロキシ−テトラヒドロフラン−2,3,4,5−テトラカルボン酸、1,4−ジヒドロキシ−ブタン−1,1’,4,4’−テトラカルボン酸、1,3−ジヒドロキシ−プロパン−1,1’,3,3’−テトラカルボン酸、2−(4−ヒドロキシフェニル)−プロパン−1,1’,3,3’−テトラカルボン酸等のヒドロキシカルボン酸類;ビシン等のヒドロキシアミノカルボン酸類;シュウ酸、マレイン酸、コハク酸、3−ブテン−1,2,3−トリカルボン酸、ベンゼン−1,2,4−トリカルボン酸、1,2,3,4,5,6−シクロヘキサンヘキサカルボン酸等のポリカルボン酸類;グルコン酸、グルコサミン酸、グルコへプトン酸ラクトン、グルコン酸ラクトン等のポリオール類;タイロン、サリチル酸、スルホサリチル酸、ピロガロールカルボン酸、アリザリンS、アリザリンコンプレクソン、こうじ酸、3−(3,4−ジヒドロキシフェニル)−L−アラニン、3−ヒドロキシチラミン、DL−アドレナリン等のフェノール類;ヒスチジン等のイミダゾール類;N−ヒドロキシエチルピロリドン等のピロリドン類;エチレンジアミン−N,N,N’,N’−テトラキス(メチレンホスホン酸)、ニトリロトリス(メチレンホスホン酸)等のアミノリン酸類;ホスフェート類;ホスファイト類;ホスホネート類;ホスフィネート類;2,3−ジメルカプトプロパノール、ユニチオール、チオグリコール酸、β−メルカプトプロピオン酸、ジメルカプトこはく酸、アミノエチルメルカプタン、チオシュウ酸、システアミン等のチオール類;ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム、チオ尿素、チオカルバジド、チオセミカルバジド等のイオウ類;モノアルコキシシラン、ジアルコキシシラン、トリアルコキシシラン、アシルオキシシラン、トリアシルオキシシラン等のシラン類;o−フェナントロリン;アセチルアセトン;エリオクローム・ブラックT、1−(2−ヒドロキシ−4−スルホ−1−ナフチルアゾ)−2−ヒドロキシ−3−ナフトエ酸、ヒドロキシナフトールブルー、カルコン、エリオクローム・ブルー・ブラックB、エリオクローム・ブルーSE、エリオクローム・レッドB等のo,o’−ジヒドロキシアゾ類;1−ピリジルアゾ−2−ナフトール、4−(2−ピリジルアゾ)−レゾルシン、2−(2−ピリジルアゾ)−p−クレゾール、1−(2−チアゾリルアゾ)−2−ナフトール、4−(2−チアゾリルアゾ)−レゾルシン、2−(2−チアゾリルアゾ)−p−クレゾール、トリン、ネオトリン、3−(4−スルホフェニルアゾ)−4,5−ジヒドロキシナフタレン−2,7−ジスルホン酸ナトリウム塩、ナフチルアゾキシン等のヒドロキシアゾ類; Tartrate, citric acid, 2,5-dihydroxy-tetracarboxylic acid-2,3,4,5-tetracarboxylic acid, 5-hydroxy-cyclohexane-1,2,3,4-tetracarboxylic acid, 6-hydroxy-tetracarboxylic acid-2 , 3,4,5-Tetracarboxylic acid, 1,4-dihydroxy-butane-1,1', 4,4'-tetracarboxylic acid, 1,3-dihydroxy-propane-1,1', 3,3' -Hydroxycarboxylic acids such as -tetracarboxylic acid, 2- (4-hydroxyphenyl) -propane-1,1', 3,3'-tetracarboxylic acid; hydroxyaminocarboxylic acids such as bicin; oxalic acid, maleic acid, succinic acid Polycarboxylic acids such as acids, 3-butene-1,2,3-tricarboxylic acid, benzene-1,2,4-tricarboxylic acid, 1,2,3,4,5,6-cyclohexanehexacarboxylic acid; gluconic acid , Glucosamic acid, glucoheptonic acid lactone, gluconic acid lactone and other polyols; Tyrone, salicylic acid, sulfosalicylic acid, pyrogallolcarboxylic acid, Alizarin S, Alizarin complexone, Koji acid, 3- (3,4-dihydroxyphenyl)- Carboxylic acids such as L-alanine, 3-hydroxytyramine, DL-adrenaline; imidazoles such as histidine; pyrrolidones such as N-hydroxyethylpyrrolidone; ethylenediamine-N, N, N', N'-tetrakis (methylenephosphonic acid) ), Aminophosphates such as nitrilotris (methylenephosphonic acid); phosphates; phosphites; phosphonates; phosphinates; , Aminoethyl mercaptan, thiooxalic acid, thiosamines and other thiols; sulfurs such as sodium diethyldithiocarbamate, thiourea, thiocarbazide, thiosemicarbazide; monoalkoxysilane, dialkoxysilane, trialkoxysilane, acyloxysilane, triacyloxysilane, etc. Silanes; o-phenanthroline; acetylacetone; Eriochrome Black T, 1- (2-hydroxy-4-sulfo-1-naphthylazo) -2-hydroxy-3-naphthoic acid, hydroxynaphthol blue, chalcone, eriochrome. O, o'-dihydroxyazos such as Blue Black B, Eriochrome Blue SE, Eriochrome Red B, etc. 1-Pyridylazo-2-naphthol, 4- (2-pyridylazo) -resorcinol, 2- (2-pyridylazo) -p-cresol, 1- (2-thiazolylazo) -2-naphthol, 4- (2-thiazolylazo) -Resorcin, 2- (2-thiazolylazo) -p-cresol, trin, neotrin, 3- (4-sulfophenylazo) -4,5-dihydroxynaphthalene-2,7-disulfonic acid sodium salt, naphthylazoxin, etc. Hydroxyazos;
クレゾールフタレインコンプレクソン、チモールフタレインコンプレクソン、キシレノールオレンジ、メチルチモールブルー、ピロカテコールバイオレット、ピロガロールレッド、ブロムピロガロールレッド、クロマズロールS、エリオクロームシアニンR、グリシンチモールブルー、グリシンクレゾールレッド等のフタレイン、スルホフタレインおよびトリフェニルメタン類;ムレキシド;ジンコン;チオ尿素;ジチゾン;グリオキサル・ビス(2−ヒドロキシアニル);N−ベンゾイル−N−フェニルヒドロキシルアミン;ガロシアニン;ヘマトキシリン;フェロン;カルセイン、カルセインブルー、フルオキシン、アニシジンブルー、スチルベンフルオブルーS、モリン等の蛍光金属指示薬;バリアミンブルーB塩基、ビンドシェドラースグリーン・ロイコ塩基、3,3’−ジメチルナフチジン、カコテリン、ジフェニルカルバジド、ジフェニルカルバゾン等の酸化還元指示薬等。
ポリアルキレングリコールの末端に上記有機残基を導入するにあたっては、上記化合物を1種又は2種以上を用いることができる。また、これらの上記化合物の誘導体の中で、ポリアルキレングリコールや後述する変性ポリアルキレングリコール、片末端に有機残基が結合したポリアルキレングリコールと反応しうる官能基を有する化合物などを用いることもできる。
Cresol phthalein complexon, thymolphthalein complexon, xylenol orange, methyltimol blue, pyrocatechol violet, pyrogallol red, brompyragrol red, chromazrol S, eryochrome cyanine R, glycintimol blue, glycine tremol red and other phthalein, sulfo Phthalene and triphenylmethanes; Murexide; Zincone; Thymol; Dithizone; Glyoxal bis (2-hydroxyanyl); N-benzoyl-N-phenylhydroxylamine; Galocyanin; Hematoxylin; Ferron; Calcein, Calcein blue, Fluoxin , Anicidin blue, thymolphthalein blue S, fluorin and other fluorescent metal indicators; variamine blue B base, bindshedras green leuco base, 3,3'-dimethylnaphthidine, cacoterin, diphenylcarbazide, diphenylcarbazone Redox indicators, etc.
In introducing the organic residue into the terminal of the polyalkylene glycol, one kind or two or more kinds of the above compounds can be used. Further, among the derivatives of these compounds, polyalkylene glycol, modified polyalkylene glycol described later, a compound having a functional group capable of reacting with polyalkylene glycol having an organic residue bonded to one end, and the like can also be used. ..
上記有機残基は、アミノカルボン酸類、フェノール類、ポリオール類、ピロリドン類又はポリカルボン酸類由来の構造を有すること、すなわち、アミノカルボン酸類、フェノール類、ポリオール類、ピロリドン類又はポリカルボン酸類をポリアルキレングリコール鎖の末端に結合させることにより形成される残基を有することが好ましい。より好ましくは、アミノカルボン酸類又はフェノール類由来の構造を有することである。
アミノカルボン酸類又はフェノール類由来の残基の中でも、アスパラギン酸、3−(3,4−ジヒドロキシフェニル)−L−アラニン、3−ヒドロキシチラミン又はDL−アドレナリンをポリアルキレングリコール鎖末端に結合させて形成する残基がさらに好ましく、特に好ましくは、アスパラギン酸又は3−ヒドロキシチラミンをポリアルキレングリコール鎖末端に結合させて形成する残基である。
The organic residue has a structure derived from aminocarboxylic acids, phenols, polyols, pyrrolidones or polycarboxylic acids, that is, polyalkylenes of aminocarboxylic acids, phenols, polyols, pyrrolidones or polycarboxylic acids. It preferably has a residue formed by binding to the end of the glycol chain. More preferably, it has a structure derived from aminocarboxylic acids or phenols.
Among the residues derived from aminocarboxylic acids or phenols, aspartic acid, 3- (3,4-dihydroxyphenyl) -L-alanine, 3-hydroxytyramine or DL-adrenaline is formed by binding to the end of the polyalkylene glycol chain. The residue is more preferably, and particularly preferably, a residue formed by binding aspartic acid or 3-hydroxytyramine to the terminal of a polyalkylene glycol chain.
上記ポリアルキレングリコール鎖の末端に有機残基を与える化合物を結合させる方法は、特に制限されず、通常用いられる方法をとることができる。例えば、上記有機残基を与える化合物がカルボキシル基を有する場合(例えば、アミノカルボン酸類、ヒドロキシカルボン酸類、ポリカルボン酸類)は、ポリアルキレングリコール末端の水酸基とのエステル化反応により有機残基を導入することができる。
また、ポリアルキレングリコールの末端にアミノ基、カルボキシル基、エポキシ基等の反応性の官能基を導入した変性ポリアルキレングリコールと、有機残基を与える化合物又はその誘導体のカルボキシル基、水酸基、アミノ基等とをアミド結合、エステル結合、共有結合等させることにより、有機残基を導入することができる。これらについては、例えばポリエチレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ基とアスパラギン酸、3−ヒドロキシチラミン等のアミノ基とを反応させてこれらを結合させることが挙げられる。また、有機残基を与える化合物の水酸基、アミノ基等にアルキレンオキシドを付加して得られた片末端に有機残基が結合したポリアルキレングリコールの他の一の末端の水酸基に、必要に応じてアミノ基、カルボキシル基、エポキシ基等を導入し、さらにこれらの官能基に、新たに上記有機残基を与える化合物を反応させることにより、両末端に有機残基が結合したポリアルキレングリコールを得ることもできる。
The method for binding the compound that gives an organic residue to the end of the polyalkylene glycol chain is not particularly limited, and a commonly used method can be used. For example, when the compound giving the organic residue has a carboxyl group (for example, aminocarboxylic acids, hydroxycarboxylic acids, polycarboxylic acids), the organic residue is introduced by an esterification reaction with the hydroxyl group at the terminal of the polyalkylene glycol. be able to.
Further, a modified polyalkylene glycol in which a reactive functional group such as an amino group, a carboxyl group or an epoxy group is introduced at the end of the polyalkylene glycol, and a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group or the like of a compound or a derivative thereof that gives an organic residue. An organic residue can be introduced by forming an amide bond, an ester bond, a covalent bond, or the like. Regarding these, for example, an epoxy group such as polyethylene glycol diglycidyl ether may be reacted with an amino group such as aspartic acid or 3-hydroxytyramine to bond them. Further, if necessary, the hydroxyl group of the compound that gives an organic residue, the hydroxyl group at the other end of the polyalkylene glycol obtained by adding the alkylene oxide to the amino group, etc. and the organic residue bonded to one end can be added. By introducing an amino group, a carboxyl group, an epoxy group, etc., and further reacting these functional groups with a compound that newly gives the organic residue, a polyalkylene glycol having an organic residue bonded to both ends can be obtained. You can also.
上記ポリアルキレングリコール末端にホスホネート基を有する化合物を反応させてホスホネート基を導入することも有用である。この場合、ポリアルキレングリコールの2つの末端にホスホネート基を導入することが好ましく、このような化合物は、下記式(19)で表されることを特徴とする。この化合物は、例えば、α,ω−ジアミノポリアルキレングリコール、ホルムアルデヒド、亜リン酸のマンニッヒ反応により得られる。
R21R22NCH2CH2(OA2)n6CH2CH2R23R24 (19)
(式中、A2は、同一又は異なって、炭素数2〜18のアルキレン基を表す。R21、R22、R23及びR24は、それぞれ独立に−CH2−PO(OM4 q2)2又は−R25を表す。R21、R22の少なくとも一方は、−CH2−PO(OM4 q2)2であり、R23、R24の少なくとも一方は、−CH2−PO(OM4)2である。R25は、水素原子又は不飽和若しくは飽和炭化水素残基を表す。M4は、同一又は異なって、水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アミン及び/又は有機アミン残基を表す。q2は、Mが水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アミン及び/又は有機アミン残基のいずれかの場合は1であり、M4がアルカリ土類金属の場合は1/2である。n6は、オキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、1〜1000の数である。)
It is also useful to react the compound having a phosphonate group at the terminal of the polyalkylene glycol to introduce a phosphonate group. In this case, it is preferable to introduce a phosphonate group at the two terminals of the polyalkylene glycol, and such a compound is characterized by being represented by the following formula (19). This compound is obtained, for example, by the Mannich reaction of α, ω-diaminopolyalkylene glycol, formaldehyde, and phosphorous acid.
R 21 R 22 NCH 2 CH 2 (OA 2 ) n6 CH 2 CH 2 R 23 R 24 (19)
(In the formula, A 2 represents the same or different alkylene group having 2 to 18 carbon atoms. R 21 , R 22 , R 23 and R 24 are independently -CH 2- PO (OM 4 q2 ). Represents 2 or -R 25. At least one of R 21 and R 22 is -CH 2- PO (OM 4 q2 ) 2 , and at least one of R 23 and R 24 is -CH 2- PO (OM 4). ) 2. R 25 represents a hydrogen atom or an unsaturated or saturated hydrocarbon residue. M 4 is the same or different, hydrogen atom, alkali metal, alkaline earth metal, amine and / or organic amine residue. Representing a group. Q2 is 1 when M is any of a hydrogen atom, an alkali metal, an alkaline earth metal, an amine and / or an organic amine residue, and 1 / when M 4 is an alkaline earth metal. 2. n6 represents the average number of moles of oxyalkylene groups added, which is 1 to 1000.)
上記式(19)におけるA2は、好ましくは、エチレン基及び/又はプロピレン基であり、より好ましくはエチレン基である。
上記式(19)におけるR25は、好ましくは、炭素数1〜15のアルキル基であり、より好ましくは炭素数1〜3のアルキル基である。
A 2 in the above formula (19) is preferably an ethylene group and / or a propylene group, and more preferably an ethylene group.
R 25 in the formula (19) is preferably an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
上記ポリアルキレングリコール末端にシラン基を有する化合物を反応させてシラン基を導入する場合、シラン基を有する化合物の中では、炭素数1〜10のアルコキシシランが好ましく、トリアルコキシシランがより好ましい。中でも、−Si(OMe)3及び/又は−Si(OCH2CH3)3を有する化合物が特に好ましい。このような化合物の合成例としては、例えば、3−(トリアルコキシシリル)プロピルイソシアネートと、ポリアルキレングリコール又はポリアルキレングリコールジアミンとの反応を挙げることができる。イソシアネート基とアミン又はヒドロキシ基との反応では、それぞれ尿素又はウレタン結合が形成される。 When a silane group is introduced by reacting the compound having a silane group at the terminal of the polyalkylene glycol, an alkoxysilane having 1 to 10 carbon atoms is preferable, and a trialkoxysilane is more preferable among the compounds having a silane group. Of these, compounds having -Si (OMe) 3 and / or -Si (OCH 2 CH 3 ) 3 are particularly preferable. Examples of the synthesis of such a compound include the reaction of 3- (trialkoxysilyl) propyl isocyanate with polyalkylene glycol or polyalkylene glycol diamine. In the reaction of the isocyanate group with the amine or hydroxy group, a urea or urethane bond is formed, respectively.
上記ポリアルキレングリコール鎖が分岐している場合には、2つの主鎖末端と分岐鎖末端とを有するので、末端が3つ以上存在することになる。したがって、これらの末端のうち少なくとも2つの末端に、上記有機残基を与える化合物を反応させて有機残基を導入することにより、少なくとも2つの末端が有機残基に変性されればよい。本発明の分岐状ポリアルキレングリコール鎖の有機残基による変性率は、分岐状ポリアルキレングリコール鎖の有する全末端の数100%に対して、20%以上が好ましく、より好ましくは40%以上、更に好ましくは60%以上、特に好ましくは80%以上、最も好ましくは100%である。本発明の分岐状ポリアルキレングリコール鎖の有機残基による変性率が20%以上であれば、より少ないセメント添加剤の添加量でセメントを分散させることができ、より乾燥収縮低減性能も発揮することができる。 When the polyalkylene glycol chain is branched, it has two main chain ends and a branched chain end, so that there are three or more ends. Therefore, at least two of these terminals may be denatured into organic residues by reacting the compound giving the organic residue with the organic residue to introduce the organic residue. The modification rate of the branched polyalkylene glycol chain of the present invention by an organic residue is preferably 20% or more, more preferably 40% or more, and further preferably 40% or more, based on the number of all terminals of the branched polyalkylene glycol chain of 100%. It is preferably 60% or more, particularly preferably 80% or more, and most preferably 100%. When the denaturation rate of the branched polyalkylene glycol chain of the present invention by the organic residue is 20% or more, the cement can be dispersed with a smaller amount of the cement additive, and the drying shrinkage reduction performance can be further exhibited. Can be done.
上記第4の形態の有機残基含有ポリアルキレングリコール化合物において、ポリアルキレングリコール鎖を形成するポリアルキレングリコールと有機残基を形成するために用いられる有機残基を与える化合物との質量割合は、ポリアルキレングリコール鎖を形成するポリアルキレングリコール/有機残基を形成するために用いられる有機残基を与える化合物=99〜1/1〜99が好ましい。より好ましくは98〜10/2〜90であり、更に好ましくは97〜20/3〜80であり、特に好ましくは97〜30/3〜70である。 In the organic residue-containing polyalkylene glycol compound of the fourth form, the mass ratio of the polyalkylene glycol forming the polyalkylene glycol chain to the compound giving the organic residue used for forming the organic residue is poly. Polyalkylene glycols that form alkylene glycol chains / compounds that provide organic residues used to form organic residues = 99 to 1/1 to 99 are preferred. It is more preferably 98 to 10/2 to 90, further preferably 97 to 20/3 to 80, and particularly preferably 97 to 30/3 to 70.
上記第4の形態の有機残基含有ポリアルキレングリコール化合物において、該化合物の原料である単量体成分とは、有機残基含有ポリアルキレングリコール化合物のポリアルキレングリコール鎖を形成するポリアルキレングリコールと有機残基を形成するために用いられる有機残基を与える化合物のことであり、ポリアルキレングリコール鎖を形成するポリアルキレングリコールのモル数と、有機残基を形成するために用いられる有機残基を与える化合物のモル数との比は、75〜3/25〜97であることが好ましい。より好ましくは、50〜3/50〜97であり、更に好ましくは、40〜3/60〜97であり、特に好ましくは、35〜3/65〜97であり、最も好ましくは35〜5/65〜95である。 In the organic residue-containing polyalkylene glycol compound of the fourth form, the monomer component which is the raw material of the compound is the polyalkylene glycol forming the polyalkylene glycol chain of the organic residue-containing polyalkylene glycol compound and organic. A compound that gives an organic residue used to form a residue, and gives the number of moles of polyalkylene glycol that forms a polyalkylene glycol chain and the organic residue used to form an organic residue. The ratio of the compound to the number of moles is preferably 75 to 3/25 to 97. More preferably, it is 50 to 3/50 to 97, further preferably 40 to 3/60 to 97, particularly preferably 35 to 3/65 to 97, and most preferably 35 to 5/65. ~ 95.
上記第4の形態の有機残基含有ポリアルキレングリコール化合物が有するポリアルキレングリコール鎖の構造は、直鎖状でも分岐していてもよい。また、2種以上のポリアルキレンオキシドを有するものであってもよい。
上記第4の形態の有機残基含有ポリアルキレングリコール化合物が有するポリアルキレングリコール鎖は、炭素数2〜18のオキシアルキレン基から構成される高分子鎖(ポリアルキレンオキシド)であることが好ましい。オキシアルキレン基の炭素数は、より好ましくは、2〜8の範囲であり、更に好ましくは、2〜4の範囲である。
The structure of the polyalkylene glycol chain contained in the organic residue-containing polyalkylene glycol compound of the fourth form may be linear or branched. Further, it may have two or more kinds of polyalkylene oxides.
The polyalkylene glycol chain contained in the organic residue-containing polyalkylene glycol compound of the fourth form is preferably a polymer chain (polyalkylene oxide) composed of an oxyalkylene group having 2 to 18 carbon atoms. The carbon number of the oxyalkylene group is more preferably in the range of 2 to 8, and even more preferably in the range of 2 to 4.
上記アルキレンオキシドとしては、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、イソブチレンオキシド、1−ブテンオキシド、2−ブテンオキシド、トリメチルエチレンオキシド、テトラメチレンオキシド、テトラメチルエチレンオキシド、ブタジエンモノオキシド、オクチレンオキシド等が挙げられる。また、ジペンタンエチレンオキシド、ジヘキサンエチレンオキシド等の脂肪族エポキシド;トリメチレンオキシド、テトラメチレンオキシド、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、オクチレンオキシド等の脂環エポキシド;スチレンオキシド、1,1−ジフェニルエチレンオキシド等の芳香族エポキシド等を用いることもできる。 Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, isobutylene oxide, 1-butene oxide, 2-butene oxide, trimethylethylene oxide, tetramethylene oxide, tetramethylethylene oxide, butadiene monooxide, and octylene oxide. Be done. Also, aliphatic epoxides such as dipentaneethylene oxide and dihexaneethylene oxide; alicyclic epoxides such as trimethylene oxide, tetramethylene oxide, tetrahydrofuran, tetrahydropyran and octylene oxide; aromatics such as styrene oxide and 1,1-diphenylethylene oxide. Epoxide or the like can also be used.
上記ポリアルキレングリコール鎖は、親水性と疎水性のバランスの観点からは、オキシアルキレン基中にオキシエチレン基を必須成分として含むことが好ましい。全アルキレンオキシド100モル%中のオキシエチレン基は、より好ましくは、60モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上、特に好ましくは90モル%以上である。 From the viewpoint of the balance between hydrophilicity and hydrophobicity, the polyalkylene glycol chain preferably contains an oxyethylene group as an essential component in the oxyalkylene group. The oxyethylene group in 100 mol% of the total alkylene oxide is more preferably 60 mol% or more, still more preferably 80 mol% or more, and particularly preferably 90 mol% or more.
上記オキシアルキレン基の平均付加モル数は、1〜1000の範囲であることが好ましい。上記平均付加モル数の下限値としては、より好ましくは25であり、更に好ましくは40であり、特に好ましくは50である。上限値としては、より好ましくは800であり、更に好ましくは700であり、中でも好ましくは600であり、特に好ましくは500であり、更に特に好ましくは300であり、最も好ましくは250である。 The average number of moles of the oxyalkylene group added is preferably in the range of 1 to 1000. The lower limit of the average number of added moles is more preferably 25, further preferably 40, and particularly preferably 50. The upper limit is more preferably 800, still more preferably 700, particularly preferably 600, particularly preferably 500, even more preferably 300, and most preferably 250.
上記第4の形態の有機残基含有ポリアルキレングリコール化合物において、ポリアルキレングリコール鎖を形成するポリアルキレングリコールの重量平均分子量(Mw)は、1500〜50000である。好ましくは1500〜40000であり、より好ましくは、2000〜35000であり、更に好ましくは、3000〜30000であり、特に好ましくは、4000〜25000である。
また、ポリアルキレングリコール鎖を形成するポリアルキレングリコールの分散度としては特に限定されないが、例えば、1〜100であることが好ましい。より好ましくは、1.1〜10であり、更に好ましくは、1.1〜3である。尚、本明細書中において、分散度とは、重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)で除した値(Mw/Mn)を意味する。
上記第4の形態の有機残基含有ポリアルキレングリコール化合物において、ポリアルキレングリコール鎖を形成するポリアルキレングリコールの重量平均分子量は、GPCにより、後述する実施例に記載の条件で測定することができる。
In the organic residue-containing polyalkylene glycol compound of the fourth form, the weight average molecular weight (Mw) of the polyalkylene glycol forming the polyalkylene glycol chain is 1500 to 50,000. It is preferably 1500 to 40,000, more preferably 2000 to 35000, still more preferably 3000 to 30000, and particularly preferably 4000 to 25000.
The dispersity of the polyalkylene glycol forming the polyalkylene glycol chain is not particularly limited, but is preferably 1 to 100, for example. It is more preferably 1.1 to 10, and even more preferably 1.1 to 3. In the present specification, the degree of dispersion means a value (Mw / Mn) obtained by dividing the weight average molecular weight (Mw) by the number average molecular weight (Mn).
In the organic residue-containing polyalkylene glycol compound of the fourth embodiment, the weight average molecular weight of the polyalkylene glycol forming the polyalkylene glycol chain can be measured by GPC under the conditions described in Examples described later.
上記第4の形態の有機残基含有ポリアルキレングリコール化合物において、ポリアルキレングリコール鎖を形成するポリアルキレングリコールは、上記第3の形態の重合体における(ポリ)アルキレングリコール化合物の表面張力の測定と同様の条件で測定する表面張力が55〜70mN/mであることであることが好ましい。上記(ポリアルキレングリコールの表面張力としてより好ましくは55〜65mN/mであり、更に好ましくは57〜65mN/mである。 In the organic residue-containing polyalkylene glycol compound of the fourth form, the polyalkylene glycol forming the polyalkylene glycol chain is the same as the measurement of the surface tension of the (poly) alkylene glycol compound in the polymer of the third form. It is preferable that the surface tension measured under the above conditions is 55 to 70 mN / m. The surface tension of the polyalkylene glycol is more preferably 55 to 65 mN / m, still more preferably 57 to 65 mN / m.
上記ポリアルキレングリコール鎖が分岐している場合には、例えば、トリメチロールプロパン、グリセリン、ポリグリセリン、ポリグリシドール等の多価アルコールにアルキレンオキシドを逐次付加反応させる方法で分岐状ポリアルキレングリコールを合成することができる。 When the polyalkylene glycol chain is branched, for example, branched polyalkylene glycol is synthesized by a method of sequentially adding an alkylene oxide to a polyhydric alcohol such as trimethylolpropane, glycerin, polyglycerin, or polyglycidol. be able to.
上記ポリアルキレングリコール鎖が2種以上のアルキレンオキシドにより構成される場合は、2種以上のアルキレンオキシドがランダム付加、ブロック付加、交互付加等のいずれの形態で付加したものであってもよい。 When the polyalkylene glycol chain is composed of two or more types of alkylene oxides, two or more types of alkylene oxides may be added in any form such as random addition, block addition, and alternate addition.
上記有機残基含有ポリアルキレングリコール化合物のポリアルキレングリコール鎖の少なくとも2つの末端の有機残基が吸着する金属は、特に制限されないが、例えば、典型元素及び周期律表の8族、9族、10族、11族の遷移元素に分類される金属が挙げられる。好ましくは、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び周期律表の8族、10族、11族、12族、13族、14族の金属元素等が挙げられ、より好ましくは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、亜鉛、アルミニウム及び鉄等の卑金属である。 The metal to which at least two terminal organic residues of the polyalkylene glycol chain of the organic residue-containing polyalkylene glycol compound are adsorbed is not particularly limited, and is, for example, a typical element and groups 8 and 9 of the periodic table. Examples include metals classified into Group 11 and Group 11 transition elements. Preferred examples include alkali metals, alkaline earth metals, and metal elements of groups 8, 10, 11, 12, 13 and 14 of the periodic table, and more preferably alkali metals and alkaline earths. It is a base metal such as metal, zinc, aluminum and iron.
上記有機残基が吸着する金属イオンは、特に制限されないが、例えば、典型元素及び周期律表の8族、9族、10族、11族の遷移元素に分類される金属のイオンが挙げられる。好ましくは、アルカリ金属、アルカリ土類金属及び周期律表の8族、10族、11族、12族、13族、14族の金属元素のイオン等が挙げられ、より好ましくは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、亜鉛、アルミニウム及び鉄等の卑金属のイオンである。 The metal ion adsorbed by the organic residue is not particularly limited, and examples thereof include metal ions classified into main group elements and transition elements of groups 8, 9, 10 and 11 of the periodic table. Preferred examples include alkali metals, alkaline earth metals, and ions of metal elements of Group 8, Group 10, Group 11, Group 12, Group 13, and Group 14 of the periodic table, and more preferably alkali metals and alkalis. It is an ion of base metals such as earth metals, zinc, aluminum and iron.
<第5の形態:(V)の化合物>
本発明の水硬性材料用収縮低減剤が含む化合物の第5の形態は、酸基含有側鎖を有するポリアミン化合物であって、上記ポリアミン化合物は、未置換ポリアミン化合物由来の構造単位と不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位とを有し、上記不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合が、全構造単位100モル%に対して、25〜99モル%である酸基含有側鎖を有するポリアミン化合物である。
<Fifth form: compound of (V)>
The fifth form of the compound contained in the shrinkage reducing agent for a water-hard material of the present invention is a polyamine compound having an acid group-containing side chain, and the polyamine compound is a structural unit derived from an unsubstituted polyamine compound and an unsaturated carboxylic acid. An acid group having a structural unit derived from an acid-based monomer and having a ratio of the structural unit derived from the unsaturated carboxylic acid-based monomer being 25 to 99 mol% with respect to 100 mol% of the total structural unit. It is a polyamine compound having an containing side chain.
上記第5の形態のポリアミン化合物は、分子内に第1級及び/又は第2級アミノ基を有するポリアミン化合物の活性アミン水素に不飽和カルボン酸系単量体を反応させることにより、未置換ポリアミン化合物由来の構造単位と不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位とを有するものとなる。すなわち、上記ポリアミン化合物は、未置換ポリアミン化合物の活性アミン水素が酸基としてのカルボキシル基を有する側鎖に置換された構造の化合物である。
上記第5の形態のポリアミン化合物は、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合が、全構造単位100モル%に対して、25〜99モル%である。好ましくは30〜97モル%であり、より好ましくは50〜95モル%である。
以下においては、活性アミン水素が酸基含有側鎖に置換される前のポリアミン化合物を未置換ポリアミン化合物ともいう。
The polyamine compound of the fifth form is an unsubstituted polyamine by reacting an unsaturated carboxylic acid-based monomer with the active amine hydrogen of the polyamine compound having a primary and / or secondary amino group in the molecule. It has a structural unit derived from a compound and a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid-based monomer. That is, the polyamine compound is a compound having a structure in which the active amine hydrogen of the unsubstituted polyamine compound is substituted with a side chain having a carboxyl group as an acid group.
In the polyamine compound of the fifth form, the ratio of structural units derived from unsaturated carboxylic acid-based monomers is 25 to 99 mol% with respect to 100 mol% of all structural units. It is preferably 30 to 97 mol%, more preferably 50 to 95 mol%.
In the following, the polyamine compound before the active amine hydrogen is replaced with the acid group-containing side chain is also referred to as an unsubstituted polyamine compound.
上記未置換ポリアミン化合物としては、その分子内に第1級及び/又は第2級アミノ基を有するものであれば特に制限されず、このような基を有するアミン類またはその誘導体がある。また、未置換ポリアミン化合物としては、1種の化合物を用いてもよく、2種以上を用いてもよい。また、未置換ポリアミン化合物は、構造中に下記アミン類またはその誘導体のうちの2種以上の構造を有するものであってもよい。
上記アミン類としては、例えば、エチレンイミンの重合によって得られるポリエチレンイミンなど、アルキレンイミン(例えば、エチレンイミン、アゼチジン、ピロリジン、ピペリジン等)の重合または共重合によって得られるポリアルキレンイミン;上記したようなポリアルキレンイミン及び/又はエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミンなどの(ポリ)アルキレンポリアミンと、硫酸、リン酸、アジピン酸などの多塩基酸との縮合によって得られるポリアミドポリアミン;ポリアルキレンイミン及び/又はアルキレンイミンと、尿素との反応によって得られるポリウレアポリアミン;アルキレンイミンと無水フタル酸などの酸無水物との共重合によって得られるポリアミドポリエステルポリアミン;およびアリルアミン、ジアリルアミン及び/又はその塩酸塩の重合によって得られるポリアリルアミン、ジアリルアミン及び/又はその塩酸塩と二酸化硫黄との共重合によって得られるポリジアリルアミン−二酸化硫黄共重合体、ジアリルアミン及び/又はその塩酸塩とマレイン酸との共重合によって得られるジアリルアミン−マレイン酸共重合体などが挙げられる。
上記ポリアミン誘導体としては、上記ポリアミンに、エチレンオキシド、プロピレンオキシドなどのアルキレンオキシド、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチルなどの(メタ)アクリル酸エステル類、及びアクリルアミドなどのα,β−不飽和アミド化合物等を付加反応させた化合物などが挙げられる。
上記未置換ポリアミン化合物としては、エポミン(ポリエチレンイミン) SP−003、SP−006、SP−012、SP−018、SP−200、SP−110、P−1000(株式会社日本触媒)、ポリアリルアミン PAA−03、PAA−05、PAA−08、PAA−15、PAA−15B、PAA−10C、PAA−25(日東紡株式会社)、ジアリルアミン・マレイン酸共重合体 PAS−410、PAS−410SA(日東紡株式会社)などの市販品を用いることもできる。
これらのうち、ポリアルキレンイミン、ポリアミドポリアミン、ポリアリルアミン、ポリエチレンイミン、エチレンジアミンとアジピン酸との縮合物、トリエチレンテトラミンとアジピン酸との縮合物、ジアリルアミン−マレイン酸共重合体が好ましく、ポリアルキレンイミン、ポリアミドポリアミン、ポリアリルアミンが特に好ましい。
The unsubstituted polyamine compound is not particularly limited as long as it has a primary and / or a secondary amino group in its molecule, and there are amines or derivatives thereof having such a group. Further, as the unsubstituted polyamine compound, one kind of compound may be used, or two or more kinds may be used. Further, the unsubstituted polyamine compound may have a structure of two or more of the following amines or derivatives thereof in the structure.
Examples of the amines include polyalkyleneimine obtained by polymerization or copolymerization of alkyleneimine (for example, ethyleneimine, azetidine, pyrrolidine, piperidine, etc.) such as polyethyleneimine obtained by polymerization of ethyleneimine; as described above. Polyalkyleneimine and / or polyamide obtained by condensing (poly) alkylene polyamines such as ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine and pentaethylenehexamine with polybasic acids such as sulfuric acid, phosphoric acid and adipic acid. Polyamines; polyalkyleneimines and / or polyureapolyamines obtained by reacting alkyleneimines with urea; polyamide polyesterpolyamines obtained by copolymerizing alkyleneimines with acid anhydrides such as phthalic anhydride; and allylamines, diallylamines and /. Or polyallylamine, diallylamine and / or polydialylamine-sulfur dioxide copolymer obtained by copolymerization of the hydrochloride and sulfur dioxide obtained by polymerization of the hydrochloride, diallylamine and / or its hydrochloride and maleic acid. Examples thereof include a diallylamine-maleic acid copolymer obtained by copolymerization.
Examples of the polyamine derivative include alkylene oxides such as ethylene oxide and propylene oxide, (meth) acrylic acid esters such as butyl acrylate and methyl methacrylate, and α, β-unsaturated amide compounds such as acrylamide as the polyamine. Examples thereof include compounds that have undergone an addition reaction.
Examples of the unsubstituted polyamine compound include epomine (polyethyleneimine) SP-003, SP-006, SP-012, SP-018, SP-200, SP-110, P-1000 (Nippon Catalyst Co., Ltd.), and polyallylamine PAA. -03, PAA-05, PAA-08, PAA-15, PAA-15B, PAA-10C, PAA-25 (Nitto Boseki Co., Ltd.), diallylamine / maleic acid copolymer PAS-410, PAS-410SA (Nitto Boseki Co., Ltd.) Commercial products such as (Co., Ltd.) can also be used.
Of these, polyalkyleneimine, polyamide polyamine, polyallylamine, polyethyleneimine, condensate of ethylenediamine and adipic acid, condensate of triethylenetetramine and adipic acid, and diallylamine-maleic acid copolymer are preferable, and polyalkyleneimine is preferable. , Polyamide polyamines and polyallylamines are particularly preferred.
上記未置換ポリアミン化合物の数平均分子量は、特に制限されないが、1500〜50000であることが好ましい。この際、分子量が1500未満であると、ポリアミン化合物のアルカリ溶液中での平均粒子直径が2.2nmより小さくなりやすいため、充分な乾燥収縮低減性が得られないおそれがある。逆に、数平均分子量が50000を超えると、未置換ポリアミン化合物が大きくなりすぎて、充分な乾燥収縮低減性が得られないおそれがある。未置換ポリアミン化合物の数平均分子量は、より好ましくは、2000〜40000であり、更に好ましくは、2000〜35000であり、最も好ましくは、2000〜30,000である。
未置換ポリアミン化合物の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、実施例に記載の測定条件で測定することができる。
The number average molecular weight of the unsubstituted polyamine compound is not particularly limited, but is preferably 1500 to 50,000. At this time, if the molecular weight is less than 1500, the average particle diameter of the polyamine compound in the alkaline solution tends to be smaller than 2.2 nm, so that sufficient drying shrinkage reduction property may not be obtained. On the contrary, when the number average molecular weight exceeds 50,000, the unsubstituted polyamine compound becomes too large, and there is a possibility that sufficient drying shrinkage reduction property cannot be obtained. The number average molecular weight of the unsubstituted polyamine compound is more preferably 2000 to 40,000, still more preferably 2000 to 35,000, and most preferably 2000 to 30,000.
The number average molecular weight of the unsubstituted polyamine compound can be measured by gel permeation chromatography (GPC) under the measurement conditions described in Examples.
上記第5の形態のポリアミン化合物は、酸基含有側鎖の酸基として、不飽和カルボン酸系単量体由来のカルボキシル基を有するものであるが、カルボキシル基以外に、スルホン酸基又はこれらの一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩等を有する側鎖を有していてもよい。
上記カルボキシル基を有する側鎖は、不飽和カルボン酸系単量体をポリアミン化合物に反応させることで製造することができる。
また、上記第5の形態のポリアミン化合物が、カルボキシル基以外の酸基として、スルホン酸基等の酸基含有側鎖を有する場合、アミノ基と反応する原子団にスルホン酸基又はこれらの一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩が1つ又は複数結合した構造の酸基含有化合物(以下、その他の酸基含有化合物ともいう。)をポリアミン化合物に反応させることで製造することができる。
アミノ基と反応する原子団(基)としては、例えば、ビニル基、アリル基等の炭素数2〜20の不飽和炭化水素基;炭素数1〜20の飽和炭化水素基にグリシジルエーテル基、エポキシ基、イソシアネート基、チオイソシアネート基、アルデヒド基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子のいずれかが結合した基などが挙げられる。
The polyamine compound of the fifth form has a carboxyl group derived from an unsaturated carboxylic acid-based monomer as the acid group of the acid group-containing side chain, but in addition to the carboxyl group, a sulfonic acid group or these It may have a side chain having a monovalent metal salt, a divalent metal salt, an ammonium salt, an organic amine salt and the like.
The side chain having a carboxyl group can be produced by reacting an unsaturated carboxylic acid-based monomer with a polyamine compound.
When the polyamine compound of the fifth form has an acid group-containing side chain such as a sulfonic acid group as an acid group other than the carboxyl group, the atomic group that reacts with the amino group has a sulfonic acid group or a monovalent value thereof. It is produced by reacting an acid group-containing compound having a structure in which one or more metal salts, divalent metal salts, ammonium salts, and organic amine salts are bonded (hereinafter, also referred to as other acid group-containing compounds) with a polyamine compound. be able to.
Examples of the atomic group (group) that reacts with the amino group include an unsaturated hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms such as a vinyl group and an allyl group; a saturated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a glycidyl ether group, and an epoxy. Examples thereof include a group, an isocyanate group, a thioisocyanate group, an aldehyde group, a hydroxy group, and a group to which any one of a halogen atom is bonded.
上記不飽和カルボン酸系単量体としては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。 Examples of the unsaturated carboxylic acid-based monomer include (meth) acrylic acid, maleic acid, and the like, and one or more of these can be used.
上記第5の形態の酸基含有側鎖を有するポリアミン化合物において、該化合物の原料である単量体成分とは、酸基含有側鎖を有するポリアミン化合物を形成するために用いられる未置換ポリアミン化合物と、側鎖を形成するために用いられる化合物(不飽和カルボン酸系単量体、その他の酸基含有化合物及び酸基含有側鎖以外のその他の側鎖を導入するための化合物)のことである。
上記単量体成分としての不飽和カルボン酸系単量体の使用量は、未置換ポリアミン化合物の活性アミン水素1個あたり、0.01〜1モルの割合であることが好ましい。より好ましくは、0.01〜0.8モルであり、更に好ましくは、0.01〜0.6モルであり、特に好ましくは、0.05〜0.6モルであり、最も好ましくは、0.1〜0.5モルである。
In the polyamine compound having an acid group-containing side chain of the fifth embodiment, the monomer component which is a raw material of the compound is an unsubstituted polyamine compound used for forming a polyamine compound having an acid group-containing side chain. And compounds used to form side chains (unsaturated carboxylic acid-based monomers, other acid group-containing compounds, and compounds for introducing other side chains other than acid group-containing side chains). is there.
The amount of the unsaturated carboxylic acid-based monomer used as the monomer component is preferably 0.01 to 1 mol per active amine hydrogen of the unsubstituted polyamine compound. More preferably, it is 0.01 to 0.8 mol, further preferably 0.01 to 0.6 mol, particularly preferably 0.05 to 0.6 mol, and most preferably 0. .1 to 0.5 mol.
上記酸基含有化合物の使用量は、未置換ポリアミン化合物の活性アミン水素1個あたり、0〜0.5モルの割合であることが好ましい。より好ましくは、0〜0.3モルであり、更に好ましくは、0.01〜0.3モルであり、特に好ましくは、0.05〜0.3モルであり、最も好ましくは、0.1〜0.25モルである。 The amount of the acid group-containing compound used is preferably 0 to 0.5 mol per active amine hydrogen of the unsubstituted polyamine compound. More preferably, it is 0 to 0.3 mol, still more preferably 0.01 to 0.3 mol, particularly preferably 0.05 to 0.3 mol, and most preferably 0.1. ~ 0.25 mol.
上記第5の形態の酸基含有側鎖を有するポリアミン化合物において、酸基含有側鎖を有するポリアミン化合物を形成するために用いられる未置換ポリアミン化合物と、酸基含有側鎖を形成するために用いられる酸基含有化合物との質量割合は、酸基含有側鎖を有するポリアミン化合物を形成するために用いられる未置換ポリアミン化合物/酸基含有側鎖を形成するために用いられる酸基含有化合物=99.9〜50/0.1〜50であることが好ましい。酸基含有側鎖を形成するために用いられる酸基含有化合物の質量割合が0.1重量%未満であると酸基含有側鎖を有するポリアミン化合物が水硬性材料に作用しにくくなって収縮低減性能が充分でなくなるおそれがあり、50重量%を超えると、酸基含有側鎖を有するポリアミン化合物により水硬性材料の硬化遅延性が増大するおそれがある。上記質量割合は、より好ましくは99.8〜55/0.2〜45であり、更に好ましくは99.7〜60/0.3〜40であり、特に好ましくは99.7〜65/0.3〜35である。 In the polyamine compound having an acid group-containing side chain of the fifth embodiment, the unsubstituted polyamine compound used for forming the polyamine compound having an acid group-containing side chain and the polyamine compound used for forming the acid group-containing side chain are used. The mass ratio with the acid group-containing compound is the unsubstituted polyamine compound used for forming the polyamine compound having the acid group-containing side chain / the acid group-containing compound used for forming the acid group-containing side chain = 99. It is preferably 9. to 50 / 0.1 to 50. When the mass ratio of the acid group-containing compound used for forming the acid group-containing side chain is less than 0.1% by weight, the polyamine compound having the acid group-containing side chain does not easily act on the water-hard material and shrinkage is reduced. The performance may not be sufficient, and if it exceeds 50% by weight, the polyamine compound having an acid group-containing side chain may increase the curing delay of the water-hard material. The mass ratio is more preferably 99.8 to 55 / 0.2 to 45, still more preferably 99.7 to 60 / 0.3 to 40, and particularly preferably 99.7 to 65/0. It is 3 to 35.
上記第5の形態の酸基含有側鎖を有するポリアミン化合物において、酸基含有側鎖を有するポリアミン化合物を形成するために用いられる未置換ポリアミン化合物のモル数と、酸基含有側鎖を形成するために用いられる酸基含有化合物のモル数との比は、75〜3/25〜97であることが好ましい。より好ましくは、50〜3/50〜97であり、更に好ましくは、30〜4/70〜96であり、特に好ましくは、25〜5/75〜95である。 In the polyamine compound having an acid group-containing side chain of the fifth embodiment, the number of moles of the unsubstituted polyamine compound used for forming the polyamine compound having an acid group-containing side chain and the acid group-containing side chain are formed. The ratio of the acid group-containing compound used for this purpose to the number of moles is preferably 75 to 3/25 to 97. It is more preferably 50 to 3/50 to 97, even more preferably 30 to 4/70 to 96, and particularly preferably 25 to 5/75 to 95.
上記第5の形態のポリアミン化合物は、酸基含有側鎖以外のその他の側鎖を有していてもよい。その他の側鎖としては、炭化水素基含有側鎖、オキシアルキレン基含有側鎖等が挙げられる。
炭化水素基含有側鎖は、アミノ基と反応する原子団に炭化水素基が結合した構造の化合物をポリアミン化合物に反応させることで形成することができる。
炭化水素基としては、炭素数1〜30の炭化水素基が好ましく、直鎖状、分岐状、環状のいずれの構造のものであってもよい。より好ましくは、4〜30の炭化水素基である。また、炭化水素基としては、直鎖状、分岐状、環状のアルキル基又はアリール基が好ましい。
アミノ基と反応する原子団(基)としては、カルボキシル基、カルボン酸無水物由来の基;(メタ)アクリル酸由来の基;グリシジルエーテル基;エポキシ基;イソシアネート基;チオイソシアネート基;アルデヒド基;ヒドロキシ基;ハロゲン原子等が挙げられる。
なお、(メタ)アクリル酸由来の基に炭化水素基が結合した構造の化合物とは、(メタ)アクリル酸エステルである。
The polyamine compound of the fifth form may have a side chain other than the acid group-containing side chain. Examples of other side chains include hydrocarbon group-containing side chains and oxyalkylene group-containing side chains.
The hydrocarbon group-containing side chain can be formed by reacting a polyamine compound with a compound having a structure in which a hydrocarbon group is bonded to an atomic group that reacts with an amino group.
The hydrocarbon group preferably has a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and may have a linear, branched, or cyclic structure. More preferably, it is 4 to 30 hydrocarbon groups. Further, as the hydrocarbon group, a linear, branched, cyclic alkyl group or aryl group is preferable.
As the atomic group (group) that reacts with the amino group, a carboxyl group, a group derived from carboxylic acid anhydride; a group derived from (meth) acrylic acid; a glycidyl ether group; an epoxy group; an isocyanate group; a thioisocyanate group; an aldehyde group; Hydroxyl group; halogen atom and the like can be mentioned.
The compound having a structure in which a hydrocarbon group is bonded to a group derived from (meth) acrylic acid is a (meth) acrylic acid ester.
上記アミノ基と反応する原子団に炭化水素基が結合した構造の化合物の具体例としては、オクチルグリシジルエーテル、ラウリルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテルなどの高級アルコールのグリシジルエーテル類;オクチルフェニルグリシジルエーテル、ノニルフェニルグリシジルエーテル、ラウリルフェニルグリシジルエーテル、ステアリルフェニルグリシジルエーテルなどのアルキルフェノールのグリシジルエーテル類;オクチルシクロペンチルグリシジルエーテル、オクチルシクロヘキシルグリシジルエーテル、ノニルシクロペンチルグリシジルエーテル、ノニルシクロヘキシルグリシジルエーテル、ラウリルシクロペンチルグリシジルエーテル、ラウリルシクロヘキシルグリシジルエーテル、ステアリルシクロペンチルグリシジルエーテル、ステアリルシクロヘキシルグリシジルエーテルなどのアルキルシクロアルカノールのグリシジルエーテル類;オクチルベンジルグリシジルエーテル、ノニルベンジルグリシジルエーテル、ラウリルベンジルグリシジルエーテル、ステアリルベンジルグリシジルエーテルなどのアルキルベンジルアルコールのグリシジルエーテル類;エポキシヘキサン、炭素数12〜14の混合物であるα−オレフィンエポキシド、炭素数16〜18の混合物であるα−オレフィンエポキシド、炭素数20〜28の混合物であるα−オレフィンエポキシド、炭素数30以上の混合物であるα−オレフィンエポキシドなどの1,2−エポキシアルカン類;オクチルイソシアネート、デシルイソシアネート、オクタデシルイソシアネートなどのアルキルイソシアネート類;オクタノール、ラウリルアルコール、ステアリルアルコールなどのアルコール類とトリレンジイソシアネートなどのジイソシアネート類との反応により得られるモノイソシアネート化合物類;オクタノール、ラウリルアルコール、ステアリルアルコールなどのアルコール類の末端水酸基を塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン原子置換したハロゲン化物類;ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸などの飽和脂肪酸類;オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エレオステアリン酸などの不飽和脂肪酸類;(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ミリスチル、(メタ)アクリル酸ステアリルなどの(メタ)アクリル酸エステル類などが挙げられる。これらの化合物は、1種を用いてもよく、2種以上を用いてもよいが、2種以上の化合物を使用する場合には、少なくとも1種がエポキシ基、イソシアネート基、チオイソシアネート基、アルデヒド基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アシル基からなる群より選ばれる官能基を有する化合物であることが好ましい。 Specific examples of compounds having a structure in which a hydrocarbon group is bonded to an atomic group that reacts with the amino group include glycidyl ethers of higher alcohols such as octyl glycidyl ether, lauryl glycidyl ether, stearyl glycidyl ether, and 2-ethylhexyl glycidyl ether; Glycidyl ethers of alkylphenols such as octylphenyl glycidyl ether, nonylphenyl glycidyl ether, laurylphenyl glycidyl ether, stearylphenyl glycidyl ether; octylcyclopentylglycidyl ether, octylcyclohexylglycidyl ether, nonylcyclopentylglycidyl ether, nonylcyclohexylglycidyl ether, laurylcyclopentylglycidyl Glycidyl ethers of alkylcycloalkanols such as ethers, laurylcyclohexylglycidyl ethers, stearylcyclopentylglycidyl ethers, stearylcyclohexylglycidyl ethers; alkylbenzyl alcohols such as octylbenzyl glycidyl ethers, nonylbenzylglycidyl ethers, laurylbenzyl glycidyl ethers and stearylbenzylglycidyl ethers. Glycidyl ethers; epoxy hexane, α-olefin epoxide which is a mixture of 12 to 14 carbon atoms, α-olefin epoxide which is a mixture of 16 to 18 carbon atoms, α-olefin epoxide which is a mixture of 20 to 28 carbon atoms, 1,2-Epoxyalkanes such as α-olefin epoxide which is a mixture of 30 or more carbon atoms; Alkyl isocyanates such as octyl isocyanate, decyl isocyanate and octadecyl isocyanate; Trirange with alcohols such as octanol, lauryl alcohol and stearyl alcohol. Monoisocyanate compounds obtained by reaction with diisocyanates such as isocyanate; halides in which the terminal hydroxyl groups of alcohols such as octanol, lauryl alcohol and stearyl alcohol are substituted with halogen atoms such as chlorine, bromine and iodine; lauric acid and myristine Saturated fatty acids such as acids, palmitic acid and stearic acid; unsaturated fatty acids such as oleic acid, linoleic acid, linolenic acid and eleostearic acid; butyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, (meth) 2-Ethylhexyl acrylate, (meth) lauryl acrylate, (meth) Examples thereof include (meth) acrylic acid esters such as myristyl acrylate and stearyl (meth) acrylate. One of these compounds may be used, or two or more of them may be used, but when two or more compounds are used, at least one of them is an epoxy group, an isocyanate group, a thioisocyanate group, or an aldehyde. A compound having a functional group selected from the group consisting of a group, an alkyl halide group, and an acyl halide group is preferable.
上記アミノ基と反応する原子団に炭化水素基が結合した構造の化合物の使用量は、未置換ポリアミン化合物の活性アミン水素1個あたり、0.01〜0.90モルの割合であることが好ましい。より好ましくは、0.05〜0.90モルであり、更に好ましくは、0.10〜0.85モルであり、特に好ましくは、0.17〜0.80モルであり、最も好ましくは、0.23〜0.80モルである。 The amount of the compound having a structure in which a hydrocarbon group is bonded to the atomic group that reacts with the amino group is preferably 0.01 to 0.90 mol per active amine hydrogen of the unsubstituted polyamine compound. .. It is more preferably 0.05 to 0.90 mol, still more preferably 0.10 to 0.85 mol, particularly preferably 0.17 to 0.80 mol, and most preferably 0. It is .23 to 0.80 mol.
上記オキシアルキレン基含有側鎖は、ポリアミン化合物に(ポリ)アルキレンオキシドや(ポリ)アルキレンオキシドの一方の末端にアルコキシ基を有する化合物を付加させること、又は、(ポリ)アルキレンオキシドにアミノ基と反応する原子団が結合した化合物を反応させることで形成することができる。アミノ基と反応する原子団としては、上述したものと同様の原子団が挙げられる。
アルキレンオキシドとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、イソブチレンオキシド、1−ブテンオキシド、2−ブテンオキシド、トリメチルエチレンオキシド、テトラメチレンオキシド、テトラメチルエチレンオキシド、ブタジエンモノオキシド、オクチレンオキシド等の炭素数2〜8のアルキレンオキシドが挙げられる。この中でも、炭素数2〜4のアルキレンオキシドが好ましい。
アルキレンオキシドは1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The oxyalkylene group-containing side chain can be obtained by adding a compound having an alkoxy group to one end of a (poly) alkylene oxide or a (poly) alkylene oxide, or reacting the (poly) alkylene oxide with an amino group. It can be formed by reacting a compound to which the atomic group is bonded. Examples of the atomic group that reacts with the amino group include atomic groups similar to those described above.
Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, isobutylene oxide, 1-butene oxide, 2-butene oxide, trimethylethylene oxide, tetramethylene oxide, tetramethylethylene oxide, butadiene monooxide, and octylene oxide having 2 to 2 carbon atoms. 8 alkylene oxides can be mentioned. Of these, an alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms is preferable.
One type of alkylene oxide may be used, or two or more types may be used in combination.
上記(ポリ)アルキレンオキシドにアミノ基と反応する原子団が結合した化合物としては、メトキシ(ポリ)エチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシ(ポリ)エチレングリコール(ポリ)プロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシ(ポリ)エチレングリコールマレエート、メトキシ(ポリ)エチレングリコール(ポリ)プロピレングリコールマレエート等が挙げられる。これらは1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the compound in which the atomic group that reacts with the amino group is bonded to the above (poly) alkylene oxide include methoxy (poly) ethylene glycol (meth) acrylate, methoxy (poly) ethylene glycol (poly) propylene glycol (meth) acrylate, and methoxy ( Examples thereof include poly) ethylene glycol maleate and methoxy (poly) ethylene glycol (poly) propylene glycol maleate. One of these may be used, or two or more thereof may be used in combination.
上記ポリアミン化合物がオキシアルキレン基含有側鎖を有する場合、オキシアルキレン基含有側鎖1つ当たりのオキシアルキレン基の平均付加モル数は1〜500であることが好ましい。より好ましくは、1〜300であり、更に好ましくは、1〜100である。 When the polyamine compound has an oxyalkylene group-containing side chain, the average number of moles of oxyalkylene groups added per oxyalkylene group-containing side chain is preferably 1 to 500. It is more preferably 1 to 300, and even more preferably 1 to 100.
上記ポリアミン化合物がオキシアルキレン基含有側鎖を有する場合、ポリアミン化合物の窒素原子のうち、10〜100%にオキシアルキレン基含有側鎖が結合していることが好ましい。より好ましくは、30〜100%であり、更に好ましくは、50〜100%である。 When the polyamine compound has an oxyalkylene group-containing side chain, it is preferable that the oxyalkylene group-containing side chain is bonded to 10 to 100% of the nitrogen atoms of the polyamine compound. It is more preferably 30 to 100%, and even more preferably 50 to 100%.
上記未置換ポリアミン化合物に側鎖を導入するための化合物を反応させる際の反応条件は、反応が進行する限り特に制限されないが、反応温度は、50〜150℃であることが好ましい。また反応時間は、1〜100時間が好ましい。 The reaction conditions for reacting the compound for introducing a side chain with the unsubstituted polyamine compound are not particularly limited as long as the reaction proceeds, but the reaction temperature is preferably 50 to 150 ° C. The reaction time is preferably 1 to 100 hours.
上記未置換ポリアミン化合物と側鎖を導入するための化合物との反応に用いる溶媒は、反応が進行する限り特に制限されないが、水、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、イソブチルアルコール、イソアミルアルコール等のアルコール系;n−ブタン、プロパン、ベンゼン、シクロヘキサン、ナフタレン等の炭化水素系;酢酸メチル、酢酸エチル、安息香酸エチル、乳酸エチル等のエステル系;(ポリ)エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、テトラエチレングリコール、(ポリ)プロピレングリコール、プロピレングリコールモノブチルエーテル等の多価アルコールとその誘導体系などが挙げられ、水、アルコール系、炭化水素系、及びエステル系が好ましく、特に水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、シクロヘキサン、エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、酢酸エチルが好ましい。 The solvent used for the reaction between the unsubstituted polyamine compound and the compound for introducing a side chain is not particularly limited as long as the reaction proceeds, but water, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, pentanol, hexanol and isobutyl Alcohols such as alcohol and isoamyl alcohol; Hydrocarbons such as n-butane, propane, benzene, cyclohexane and naphthalene; Esters such as methyl acetate, ethyl acetate, ethyl benzoate, ethyl lactate; (poly) ethylene glycol, ethylene Examples include polyhydric alcohols such as glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobutyl ether acetate, tetraethylene glycol, (poly) propylene glycol, and propylene glycol monobutyl ether and their derivatives, and water, alcohol-based, hydrocarbon-based, and ester-based. Is preferable, and water, methanol, ethanol, isopropanol, cyclohexane, ethylene glycol, ethylene glycol monobutyl ether, and ethyl acetate are particularly preferable.
上記未置換ポリアミン化合物と側鎖を導入するための化合物との反応は、反応を促進するために、触媒を使用してもよく、テトラブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート等のチタン系触媒;塩化第一スズ、オクチル酸スズ、モノブチルスズオキサイド等のスズ系触媒;p−トルエンスルホン酸等の酸類等を用いることができる。
その他の反応条件は、特許第4436921号や特開2008−230865号公報を参照することができる。
A catalyst may be used in the reaction between the unsubstituted polyamine compound and the compound for introducing a side chain in order to promote the reaction, and a titanium-based catalyst such as tetrabutyl titanate or tetraisopropyl titanate; Tin-based catalysts such as tin, tin octylate, and monobutyltin oxide; acids such as p-toluenesulfonic acid can be used.
For other reaction conditions, Japanese Patent No. 4436921 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-230865 can be referred to.
上記水硬性材料用収縮低減剤に含まれる上記(I)〜(V)からなる群より選択される少なくとも1種の化合物は、下記(1)の条件を満たすものであることが好ましい。
(1)該化合物を0.1%の固形分濃度で添加したJASS 5 M402準拠のモルタル組成物と、該化合物を含まないJASS 5 M402準拠のモルタルとの混練開始から10分後の15打フロー値の比:(該化合物含有モルタル組成物の15打フロー値)/(該化合物を含まないモルタルの15打フロー値)×100が120以下
上記(1)の条件は、化合物が有する、モルタル組成物のフロー値が高すぎないことを意味する。上記水硬性材料用収縮低減剤に含まれる化合物が、このような所定の分散性能を有することにより、収縮低減性能により優れることとなる。
なお、JASS 5 M402準拠のモルタルとは、後述する実施例に記載のものである。
At least one compound selected from the group consisting of (I) to (V) contained in the shrinkage reducing agent for hydraulic materials preferably satisfies the following conditions (1).
(1) A 15-stroke flow 10 minutes after the start of kneading the JASS 5 M402 compliant mortar composition to which the compound was added at a solid content concentration of 0.1% and the JASS 5 M402 compliant mortar containing no such compound. Ratio of values: (15 strokes flow value of the compound-containing mortar composition) / (15 stroke flow value of the mortar not containing the compound) × 100 is 120 or less It means that the flow value of the object is not too high. When the compound contained in the shrinkage reducing agent for hydraulic materials has such a predetermined dispersion performance, the shrinkage reducing performance is more excellent.
The JASS 5 M402 compliant mortar is described in Examples described later.
上記(1)の該化合物を0.1%の固形分濃度で含むモルタル組成物の15打フロー値と該化合物を含まないモルタルの15打フロー値との比が120以下であれば、該化合物は、フロー値を向上させる性能が高すぎないことになるが、当該比は118以下であることがより好ましい。更に好ましくは、115以下である。また、当該比は、90以上であることがより好ましく、95以上であることが更に好ましく、特に好ましくは97以上である。 If the ratio of the 15-stroke flow value of the mortar composition containing the compound of (1) at a solid content concentration of 0.1% to the 15-stroke flow value of the mortar not containing the compound is 120 or less, the compound. Is not too high in performance for improving the flow value, but the ratio is more preferably 118 or less. More preferably, it is 115 or less. Further, the ratio is more preferably 90 or more, further preferably 95 or more, and particularly preferably 97 or more.
上記水硬性材料用収縮低減剤に含まれる上記(I)〜(V)からなる群より選択される少なくとも1種の化合物はまた、下記(2)の条件を満たすものであることが好ましい。
(2)該化合物を含まないJASS 5 M402準拠のモルタルに対する、該化合物を0.1%の固形分濃度で添加したJASS 5 M402準拠のモルタル組成物の混練開始から2時間後の15打フロー値の比と、混練開始から10分後の15打フロー値の比との比:(2時間後の15打フロー値の比)/(10分後の15打フロー値の比)×100が110以下
上記(2)の条件は、化合物が有する、モルタル組成物のフロー保持性を向上させる性能が高すぎないことを意味する。上記水硬性材料用収縮低減剤に含まれる化合物が、このような所定の分散性能を有することにより、収縮低減性能により優れることとなる。
It is preferable that at least one compound selected from the group consisting of (I) to (V) contained in the shrinkage reducing agent for hydraulic materials also satisfies the following condition (2).
(2) 15 stroke flow value 2 hours after the start of kneading of the JASS 5 M402 compliant mortar composition to which the compound was added at a solid content concentration of 0.1% with respect to the JASS 5 M402 compliant mortar containing the compound. Ratio to the ratio of the 15-stroke flow value 10 minutes after the start of kneading: (ratio of the 15-stroke flow value after 2 hours) / (ratio of the 15-stroke flow value after 10 minutes) × 100 is 110 Hereinafter, the condition (2) above means that the ability of the compound to improve the flow retention of the mortar composition is not too high. When the compound contained in the shrinkage reducing agent for hydraulic materials has such a predetermined dispersion performance, the shrinkage reducing performance is more excellent.
上記(2)の該化合物を含まないモルタルに対する、該化合物を0.1%の固形分濃度で含むモルタル組成物の混練開始から2時間後の15打フロー値の比、すなわち、(該化合物含有モルタル組成物の2時間後の15打フロー値)/(該化合物を含まないモルタルの2時間後の15打フロー値)の値と、混練開始から10分後の15打フロー値の比、すなわち、(該化合物含有モルタル組成物の10分後の15打フロー値)/(該化合物を含まないモルタルの10分後の15打フロー値)の値との比×100は、110以下であれば、該化合物は、フロー保持性を向上させる性能が高すぎないことになるが、当該比は109以下であることがより好ましい。更に好ましくは、105以下である。また、当該比は、85以上であることがより好ましく、90以上であることが更に好ましく、特に好ましくは95以上である。 The ratio of the 15-stroke flow value 2 hours after the start of kneading of the mortar composition containing the compound at a solid content concentration of 0.1% to the mortar containing the compound in (2), that is, (containing the compound). The ratio of the value of 15 strokes flow value after 2 hours of the mortar composition / (15 stroke flow value after 2 hours of the mortar containing no compound) and the 15 stroke flow value 10 minutes after the start of kneading, that is, , (15 strokes flow value after 10 minutes of the compound-containing mortar composition) / (15 stroke flow value after 10 minutes of the mortar without the compound) × 100 is 110 or less. The compound does not have too high a performance for improving flow retention, but the ratio is more preferably 109 or less. More preferably, it is 105 or less. Further, the ratio is more preferably 85 or more, further preferably 90 or more, and particularly preferably 95 or more.
(ポリカルボン酸系減水剤)
本発明の混和材料組成物に含まれるポリカルボン酸系減水剤は、不飽和カルボン酸系単量体(A)由来の構造単位(a)と不飽和ポリアルキレングリコール系単量体(B)由来の構造単位(b)とを有する共重合体(以下、ポリカルボン酸系共重合体ともいう、)を含むものである。
(Polycarboxylic acid-based water reducing agent)
The polycarboxylic acid-based water reducing agent contained in the admixture material composition of the present invention is derived from the structural unit (a) derived from the unsaturated carboxylic acid-based monomer (A) and the unsaturated polyalkylene glycol-based monomer (B). It contains a copolymer having the structural unit (b) of (hereinafter, also referred to as a polycarboxylic acid-based copolymer).
上記不飽和カルボン酸系単量体(A)(以下、単量体(A)ともいう)は、不飽和二重結合(炭素炭素二重結合)と、カルボキシ基及び/又はカルボン酸塩基とを含む単量体であれば、特に制限されない。 The unsaturated carboxylic acid-based monomer (A) (hereinafter, also referred to as a monomer (A)) has an unsaturated double bond (carbon-carbon double bond) and a carboxy group and / or a carboxylic acid base. The monomer is not particularly limited as long as it contains a monomer.
ここで、カルボキシ基及び/又はカルボン酸塩基を含むとは、−COOM(Mは、水素原子、金属原子、アンモニウム基又は有機アミン基を表す。)で表される基を、1分子中に1個以上有することを意味する。金属原子としては、ナトリウム、リチウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等のアルカリ金属;マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等のアルカリ土類金属;アルミニウム、鉄等が挙げられる。また、有機アミン基としては、モノエタノールアミン基、ジエタノールアミン基、トリエタノールアミン基等のアルカノールアミン基;モノエチルアミン基、ジエチルアミン基、トリエチルアミン基等のアルキルアミン基;エチレンジアミン基、トリエチレンジアミン基等のポリアミン基等が挙げられる。上記カルボン酸塩基としては、これらの中でも、より好ましくはアンモニウム塩、ナトリウム塩又はカリウム塩であり、更に好ましくはナトリウム塩である。 Here, the term "containing a carboxy group and / or a carboxylic acid base" means that one group represented by -COMM (M represents a hydrogen atom, a metal atom, an ammonium group or an organic amine group) is contained in one molecule. It means having more than one. Examples of the metal atom include alkali metals such as sodium, lithium, potassium, rubidium and cesium; alkaline earth metals such as magnesium, calcium, strontium and barium; aluminum and iron. The organic amine group includes an alkanolamine group such as a monoethanolamine group, a diethanolamine group and a triethanolamine group; an alkylamine group such as a monoethylamine group, a diethylamine group and a triethylamine group; and a polyamine such as an ethylenediamine group and a triethylenediamine group. The group etc. can be mentioned. Among these, the carboxylic acid base is more preferably an ammonium salt, a sodium salt or a potassium salt, and further preferably a sodium salt.
上記不飽和カルボン酸系単量体(A)として、1分子内に1つのカルボキシ基(又はカルボン酸塩基)を有する不飽和モノカルボン酸系単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸及びこれらの金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩(有機アンモニウム塩);マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等の不飽和ジカルボン酸類と炭素原子数1〜30のアルコールとのハーフエステル;上記不飽和ジカルボン酸類と炭素原子数1〜30のアミンとのハーフアミド;上記アルコールやアミンに炭素原子数2〜18のアルキレンオキシドを1〜300モル付加させたアルキル(ポリ)アルキレングリコールと上記不飽和ジカルボン酸類とのハーフエステル;上記不飽和ジカルボン酸類と炭素原子数2〜18のグリコール又はこれらのグリコールの付加モル数2〜300のポリアルキレングリコールとのハーフエステル等が挙げられる。
1分子内に2つのカルボキシ基(又はカルボン酸塩基)を有する不飽和ジカルボン酸系単量体としては、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸、フマル酸、又はこれらの金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩(有機アンモニウム塩)等が挙げられ、さらにこれらの無水物としては、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等が挙げられる。
不飽和カルボン酸系単量体としては、不飽和モノカルボン酸系単量体が好ましい。より好ましくは、アクリル酸又はメタクリル酸である。
As the unsaturated carboxylic acid-based monomer (A), the unsaturated monocarboxylic acid-based monomer having one carboxy group (or carboxylic acid base) in one molecule includes acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid. And these metal salts, ammonium salts, organic amine salts (organic ammonium salts); unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid and alcohols having 1 to 30 carbon atoms. Half ester; Half amide of the unsaturated dicarboxylic acid and amine having 1 to 30 carbon atoms; Alkyl (poly) alkylene glycol obtained by adding 1 to 300 mol of alkylene oxide having 2 to 18 carbon atoms to the alcohol or amine. And the half ester of the unsaturated dicarboxylic acids; the half ester of the unsaturated dicarboxylic acids and glycols having 2 to 18 carbon atoms or polyalkylene glycols having 2 to 300 additional moles of these glycols and the like can be mentioned.
Examples of the unsaturated dicarboxylic acid-based monomer having two carboxy groups (or carboxylic acid bases) in one molecule include maleic anhydride, itaconic acid, citraconic acid, fumaric acid, or metal salts, ammonium salts, and organic amines thereof. Examples thereof include salts (organic ammonium salts), and examples of these anhydrides include maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride and the like.
As the unsaturated carboxylic acid-based monomer, an unsaturated monocarboxylic acid-based monomer is preferable. More preferably, it is acrylic acid or methacrylic acid.
上記不飽和ポリアルキレングリコール系単量体(B)(以下、単量体(B)ともいう)は、下記式(20); The unsaturated polyalkylene glycol-based monomer (B) (hereinafter, also referred to as monomer (B)) has the following formula (20);
(式中、R26、R27及びR28は、同一又は異なって、水素原子、又は、メチル基を表す。R29は、水素原子、又は、炭素数1〜30の炭化水素基を表す。(R30O)は、同一又は異なって、オキシアルキレン基を表す。sは、オキシアルキレン基の平均付加モル数を表し、1〜500の数である。yは、0〜2の数を表す。 zは、0又は1を表す。)で表される化合物であることが好ましい。 (In the formula, R 26 , R 27 and R 28 represent the same or different hydrogen atom or methyl group. R 29 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. (R 30 O) is the same or different and represents an oxyalkylene group. S represents the average number of moles of the oxyalkylene group added, and y represents a number of 0 to 2. . Z is preferably a compound represented by 0 or 1).
上記式(20)において、オキシアルキレン基R30OにおけるR30の炭素原子数としては、2〜18が適当であるが、2〜8が好ましく、2〜4がより好ましい。また、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド等の中から選ばれる任意の2種類以上のアルキレンオキシド付加物については、ランダム付加、ブロック付加、交互付加等のいずれでも用いることができる。尚、親水性と疎水性のバランス確保のため、オキシアルキレン基中にオキシエチレン基を必須成分として含むことが好ましく、50モル%以上がオキシエチレン基であることがより好ましく、90モル%以上がオキシエチレン基であることが更に好ましい。 In the above formula (20), the number of carbon atoms of R 30 in the oxyalkylene group R 30 O is preferably 2 to 18, preferably 2 to 8, and more preferably 2 to 4. Further, any two or more kinds of alkylene oxide adducts selected from ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, styrene oxide and the like can be used by any of random addition, block addition, alternating addition and the like. In order to secure a balance between hydrophilicity and hydrophobicity, it is preferable that the oxyalkylene group contains an oxyethylene group as an essential component, more preferably 50 mol% or more is an oxyethylene group, and 90 mol% or more. It is more preferably an oxyethylene group.
上記式(20)において、オキシアルキレン基の平均付加モル数sは、1〜500であることが適当である。この平均付加モル数が大きいほど、得られる重合体の親水性が向上し、分散性能が向上する傾向があり、500以下であれば、共重合反応性が低下することを抑制することができる。平均付加モル数sとして好ましくは2〜500であり、より好ましくは5〜500であり、更に好ましくは10〜500であり、特に好ましくは15〜500であり、最も好ましくは20〜300である。 In the above formula (20), it is appropriate that the average number of moles of oxyalkylene group added is 1 to 500. The larger the average number of moles added, the more hydrophilic the obtained polymer tends to be, and the more the dispersion performance tends to be improved. If it is 500 or less, it is possible to suppress the decrease in copolymerization reactivity. The average number of moles added is preferably 2 to 500, more preferably 5 to 500, further preferably 10 to 500, particularly preferably 15 to 500, and most preferably 20 to 300.
上記式(20)において、R26、R27及びR28は、同一又は異なって、水素原子、又は、メチル基である。好ましくはR26、R27が水素原子であって、R28が水素原子、又は、メチル基である。 In the above formula (20), R 26 , R 27 and R 28 are the same or different, and are hydrogen atoms or methyl groups. Preferably, R 26 and R 27 are hydrogen atoms, and R 28 is a hydrogen atom or a methyl group.
上記式(20)において、R29は水素原子又は炭素原子数1〜30の炭化水素基であればよく、炭素原子数1〜30の炭化水素基としては、ラジカル重合性の不飽和結合を有しないものが好ましく、炭素原子数1〜30のアルキル基(脂肪族アルキル基又は脂環族アルキル基)、炭素原子数6〜30のフェニル基、アルキルフェニル基、フェニルアルキル基、(アルキル)フェニル基で置換されたフェニル基、ナフチル基等のベンゼン環を有する芳香族基が好適であるが、炭化水素基の炭素原子数が増大するに従って疎水性が大きくなり、分散性が低下するため、R29が炭化水素基の場合の炭素原子数としては、1〜22が好ましく、1〜18がより好ましく、1〜12が更に好ましく、1〜4が特に好ましい。また、R29としては、水素原子又は炭素原子数1〜4の炭化水素基の場合が最も好ましい。 In the above formula (20), R 29 may be a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms, and the hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms has a radically polymerizable unsaturated bond. It is preferable not to use an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms (aliphatic alkyl group or alicyclic alkyl group), a phenyl group having 6 to 30 carbon atoms, an alkylphenyl group, a phenylalkyl group, or a (alkyl) phenyl group. An aromatic group having a benzene ring such as a phenyl group or a naphthyl group substituted with is preferable, but as the number of carbon atoms of the hydrocarbon group increases, the hydrophobicity increases and the dispersibility decreases, so that R 29 When is a hydrocarbon group, the number of carbon atoms is preferably 1 to 22, more preferably 1 to 18, further preferably 1 to 12, and particularly preferably 1 to 4. The R 29 is most preferably a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
上記式(20)において、yは、0〜2の数を表し、zは、0又は1を表すが、zが0の場合には、単量体(B)はエーテル系の単量体となり、この場合、yは2であることが好ましい。また、この場合、R28はメチル基であることがより好ましい。
上記zが1の場合には、単量体(B)はエステル系の単量体となり、この場合yは0であることが好ましい。また、この場合、R28は水素原子、又は、メチル基であることがより好ましく、更に好ましくは、R28がメチル基である。
上記単量体(B)として、上記式(20)におけるzが0であり、R29が水素原子である化合物としては、(ポリ)エチレングリコールアリルエーテル、(ポリ)エチレングリコールメタリルエーテル、(ポリ)エチレングリコール3−メチル−3−ブテニルエーテル、(ポリ)エチレン(ポリ)プロピレングリコールアリルエーテル、(ポリ)エチレン(ポリ)プロピレングリコールメタリルエーテル、(ポリ)エチレン(ポリ)プロピレングリコール3−メチル−3−ブテニルエーテル、(ポリ)エチレン(ポリ)ブチレングリコールアリルエーテル、(ポリ)エチレン(ポリ)ブチレングリコールメタリルエーテル、(ポリ)エチレン(ポリ)ブチレングリコール3−メチル−3−ブテニルエーテル等が挙げられる。
In the above formula (20), y represents a number from 0 to 2, z represents 0 or 1, but when z is 0, the monomer (B) becomes an ether-based monomer. In this case, y is preferably 2. Further, in this case, it is more preferable that R 28 is a methyl group.
When z is 1, the monomer (B) is an ester-based monomer, and in this case, y is preferably 0. Further, in this case, R 28 is more preferably a hydrogen atom or a methyl group, and even more preferably R 28 is a methyl group.
Examples of the compound in which z in the above formula (20) is 0 and R 29 is a hydrogen atom as the monomer (B) include (poly) ethylene glycol allyl ether, (poly) ethylene glycol metalyl ether, and (poly). ) Ethylene glycol 3-methyl-3-butenyl ether, (poly) ethylene (poly) propylene glycol allyl ether, (poly) ethylene (poly) propylene glycol metallic ether, (poly) ethylene (poly) propylene glycol 3-methyl- 3-butenyl ether, (poly) ethylene (poly) butylene glycol allyl ether, (poly) ethylene (poly) butylene glycol metallic ether, (poly) ethylene (poly) butylene glycol 3-methyl-3-butenyl ether, etc. Can be mentioned.
上記単量体(B)として、上記式(20)におけるzが0であり、R29が炭素原子数1〜30の炭化水素基である化合物としては、メトキシ(ポリ)エチレングリコールアリルエーテル、メトキシ(ポリ)エチレングリコールメタリルエーテル、メトキシ(ポリ)エチレングリコール3−メチル−3−ブテニルエーテル、メトキシ(ポリ)エチレン(ポリ)プロピレングリコールアリルエーテル、メトキシ(ポリ)エチレン(ポリ)プロピレングリコールメタリルエーテル、メトキシ(ポリ)エチレン(ポリ)プロピレングリコール3−メチル−3−ブテニルエーテル、メトキシ(ポリ)エチレン(ポリ)ブチレングリコールアリルエーテル、メトキシ(ポリ)エチレン(ポリ)ブチレングリコールメタリルエーテル、メトキシ(ポリ)エチレン(ポリ)ブチレングリコール3−メチル−3−ブテニルエーテル等が挙げられる。 Examples of the monomer (B) having z of 0 in the above formula (20) and R 29 being a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms include methoxy (poly) ethylene glycol allyl ether and methoxy. (Poly) ethylene glycol metalyl ether, methoxy (poly) ethylene glycol 3-methyl-3-butenyl ether, methoxy (poly) ethylene (poly) propylene glycol allyl ether, methoxy (poly) ethylene (poly) propylene glycol metalyl ether, Methoxy (poly) ethylene (poly) propylene glycol 3-methyl-3-butenyl ether, methoxy (poly) ethylene (poly) butylene glycol allyl ether, methoxy (poly) ethylene (poly) butylene glycol metallic ether, methoxy (poly) Examples thereof include ethylene (poly) butylene glycol 3-methyl-3-butenyl ether.
上記単量体(B)として、上記式(20)におけるzが1であり、R29が水素原子である化合物としては、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、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等の(ポリ)アルキレングリコール(メタ)アクリレートが挙げられる。 As the monomer (B), z in the above formula (20) is 1, and the compound in which R 29 is a hydrogen atom is hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, polyethylene glycol mono ( Meta) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, polybutylene glycol mono (meth) acrylate, polyethylene glycol polypropylene glycol mono (meth) acrylate, polyethylene glycol polybutylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol polybutylene glycol mono (meth) ) Acrylate, (poly) alkylene glycol (meth) acrylate such as polyethylene glycol polypropylene glycol polybutylene glycol mono (meth) acrylate can be mentioned.
上記単量体(B)として、上記式(20)におけるzが1であり、R29が炭素原子数1〜30の炭化水素基である化合物としては、メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、エトキシポリエチレングリコールポリプロピレングリコールポリブチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のアルコキシ基の炭素数が1〜30であるアルコキシポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートが挙げられる。 As the monomer (B), z in the above formula (20) is 1, and R 29 is a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. Examples of the compound are methoxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate and methoxy. Polypropylene glycol mono (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol polypropylene glycol mono (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol polybutylene glycol mono (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol polybutylene glycol mono (meth) ) Acrylic, methoxypolyethylene glycol polypropylene glycol polybutylene glycol mono (meth) acrylate, ethoxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate, ethoxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate, ethoxypolybutylene glycol mono (meth) acrylate, ethoxypolyethylene glycol polypropylene glycol Mono (meth) acrylate, ethoxypolyethylene glycol polybutylene glycol mono (meth) acrylate, ethoxypolyethylene glycol polybutylene glycol mono (meth) acrylate, ethoxypolyethylene glycol polypropylene glycol polybutylene glycol mono (meth) acrylate, etc. Examples thereof include alkoxypolyalkylene glycol (meth) acrylate having a value of 1 to 30.
上記不飽和(ポリ)アルキレングリコール系単量体(B)として好ましくは、(ポリ)エチレングリコール3−メチル−3−ブテニルエーテル、メトキシポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレートである。 The unsaturated (poly) alkylene glycol-based monomer (B) is preferably (poly) ethylene glycol 3-methyl-3-butenyl ether or methoxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate.
上記ポリカルボン酸系減水剤に含まれる共重合体は構造単位(a)と(b)とを有するものであれば、上記単量体(A)及び(B)以外のその他の単量体(C)由来の構造単位を有していてもよい。その他の単量体(C)としては、単量体(A)及び(B)と共重合可能である限り特に制限されないが、例えば、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等の不飽和ジカルボン酸類と炭素原子数1〜30のアルコールとのジエステル類;上記不飽和ジカルボン酸類と炭素原子数1〜30のアミンとのジアミド類;上記アルコールやアミンに炭素原子数2〜18のアルキレンオキシドを1〜300モル付加させたアルキル(ポリ)アルキレングリコールと上記不飽和ジカルボン酸類とのジエステル類;上記不飽和ジカルボン酸類と炭素原子数2〜18のグリコール又はこれらのグリコールの付加モル数2〜300のポリアルキレングリコールとのジエステル類;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、グリシジル(メタ)アクリレート、メチルクロトネート、エチルクロトネート、プロピルクロトネート等の不飽和モノカルボン酸類と炭素原子数1〜30のアルコールとのエステル類;マレアミド酸と炭素原子数2〜18のグリコール又はこれらのグリコールの付加モル数2〜300のポリアルキレングリコールとのハーフアミド類 If the copolymer contained in the polycarboxylic acid-based water reducing agent has structural units (a) and (b), other monomers other than the above-mentioned monomers (A) and (B) ( It may have a structural unit derived from C). The other monomer (C) is not particularly limited as long as it can be copolymerized with the monomers (A) and (B), and for example, maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid, and citraconic acid. Diesters of unsaturated dicarboxylic acids such as and alcohols having 1 to 30 carbon atoms; diamides of unsaturated dicarboxylic acids and amines having 1 to 30 carbon atoms; the alcohols and amines have 2 to 18 carbon atoms. Diesters of alkyl (poly) alkylene glycol to which 1 to 300 mol of the alkylene oxide is added and the unsaturated dicarboxylic acids; the unsaturated dicarboxylic acids and glycols having 2 to 18 carbon atoms or the number of moles of these glycols added. Diesters with 2 to 300 polyalkylene glycols; unsaturated with methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, methylcrotonate, ethylcrotonate, propylcrotonate, etc. Esters of saturated monocarboxylic acids and alcohols with 1 to 30 carbon atoms; halfamides of maleamic acid and glycols with 2 to 18 carbon atoms or polyalkylene glycols with 2 to 300 additional moles of these glycols.
トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、(ポリ)エチレングリコール(ポリ)プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート等の(ポリ)アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート類;ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート等の多官能(メタ)アクリレート類;トリエチレングリコールジマレート、ポリエチレングリコールジマレート等の(ポリ)アルキレングリコールジマレート類;ビニルスルホネート、(メタ)アリルスルホネート、2−(メタ)アクリロキシエチルスルホネート、3−(メタ)アクリロキシプロピルスルホネート、3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルスルホネート、3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルスルホフェニルエーテル、3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロピルオキシスルホベンゾエート、4−(メタ)アクリロキシブチルスルホネート、(メタ)アクリルアミドメチルスルホン酸、(メタ)アクリルアミドエチルスルホン酸、2−メチルプロパンスルホン酸(メタ)アクリルアミド、スチレンスルホン酸等の不飽和スルホン酸類、並びに、それらの一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩及び有機アミン塩(有機アンモニウム塩);メチル(メタ)アクリルアミドのように不飽和モノカルボン酸類と炭素原子数1〜30のアミンとのアミド類;スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−メチルスチレン等のビニル芳香族類;1,4−ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、1,5−ペンタンジオールモノ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート等のアルカンジオールモノ(メタ)アクリレート類;ブタジエン、イソプレン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2−クロル−1,3−ブタジエン等のジエン類 (Poly) alkylene glycols such as triethylene glycol di (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, (poly) ethylene glycol (poly) propylene glycol di (meth) acrylate Di (meth) acrylates; Polyfunctional (meth) acrylates such as hexanediol di (meth) acrylate, trimethylpropantri (meth) acrylate, trimethylpropandi (meth) acrylate; triethylene glycol dimalate, polyethylene glycol (Poly) alkylene glycol dimalates such as zimalate; vinyl sulfonate, (meth) allyl sulfonate, 2- (meth) acryloxyethyl sulfonate, 3- (meth) acryloxypropyl sulfonate, 3- (meth) acryloxy-2 -Hydroxypropyl sulfonate, 3- (meth) acryloxy-2-hydroxypropyl sulfophenyl ether, 3- (meth) acryloxy-2-hydroxypropyl oxysulfobenzoate, 4- (meth) acryloxibutyl sulfonate, (meth) acrylamide methyl Unsaturated sulfonic acids such as sulfonic acid, (meth) acrylamide ethyl sulfonic acid, 2-methylpropane sulfonic acid (meth) acrylamide, styrene sulfonic acid, and their monovalent metal salts, divalent metal salts, ammonium salts and organics. Amine salts (organic ammonium salts); amides of unsaturated monocarboxylic acids such as methyl (meth) acrylamide and amines having 1 to 30 carbon atoms; styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, p-methylstyrene, etc. Vinyl aromatics; alkanediol mono (meth) acrylates such as 1,4-butanediol mono (meth) acrylate, 1,5-pentanediol mono (meth) acrylate, 1,6-hexanediol mono (meth) acrylate. Classes: Dienes such as butadiene, isoprene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2-chlor-1,3-butadiene, etc.
(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアルキルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド等の不飽和アミド類;(メタ)アクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル等の不飽和シアン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等の不飽和エステル類;(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸メチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸ジブチルアミノエチル、ビニルピリジン等の不飽和アミン類;ジビニルベンゼン等のジビニル芳香族類;トリアリルシアヌレート等のシアヌレート類;(メタ)アリルアルコール、グリシジル(メタ)アリルエーテル等のアリル類;ポリジメチルシロキサンプロピルアミノマレインアミド酸、ポリジメチルシロキサンアミノプロピレンアミノマレインアミド酸、ポリジメチルシロキサン−ビス−(プロピルアミノマレインアミド酸)、ポリジメチルシロキサン−ビス−(ジプロピレンアミノマレインアミド酸)、ポリジメチルシロキサン−(1−プロピル−3−アクリレート)、ポリジメチルシロキサン−(1−プロピル−3−メタクリレート)、ポリジメチルシロキサン−ビス−(1−プロピル−3−アクリレート)、ポリジメチルシロキサン−ビス−(1−プロピル−3−メタクリレート)等のシロキサン誘導体等が挙げられる。 Unsaturated amides such as (meth) acrylamide, (meth) acrylic alkylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide; unsaturated cyanide such as (meth) acrylonitrile and α-chloroacrylonitrile Classes; unsaturated esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; aminoethyl (meth) acrylate, methylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylate, Unsaturated amines such as dibutylaminoethyl (meth) acrylate, vinylpyridine; divinyl aromatics such as divinylbenzene; cyanurates such as triallyl cyanurate; (meth) allyl alcohol, glycidyl (meth) allyl ether, etc. Allyls; polydimethylsiloxane propylaminomale amidoic acid, polydimethylsiloxane aminopropylene aminomale amidoic acid, polydimethylsiloxane-bis- (propylaminomale amidoic acid), polydimethylsiloxane-bis- (dipropylene aminomale amidoic acid) , Polydimethylsiloxane- (1-propyl-3-acrylate), polydimethylsiloxane- (1-propyl-3-methacrylate), polydimethylsiloxane-bis- (1-propyl-3-acrylate), polydimethylsiloxane-bis Examples thereof include siloxane derivatives such as − (1-propyl-3-methacrylate).
上記ポリカルボン酸系共重合体は、上記構造単位(a)の含有割合が、全構造単位100質量%に対して7〜50質量%であることが好ましい。より好ましくは10〜45質量%であり、更に好ましくは12〜30質量%である。
上記ポリカルボン酸系共重合体は、上記構造単位(b)の含有割合が、全構造単位100質量%に対して50〜93質量%であることが好ましい。より好ましくは55〜90質量%であり、更に好ましくは70〜88質量%である。
上記ポリカルボン酸系共重合体における構造単位(a)及び/又は(b)の割合が、上記好ましい範囲であれば、共重合体の分散性能がより向上する。
The content ratio of the structural unit (a) in the polycarboxylic acid-based copolymer is preferably 7 to 50% by mass with respect to 100% by mass of all structural units. It is more preferably 10 to 45% by mass, and even more preferably 12 to 30% by mass.
The content ratio of the structural unit (b) in the polycarboxylic acid-based copolymer is preferably 50 to 93% by mass with respect to 100% by mass of all structural units. It is more preferably 55 to 90% by mass, and even more preferably 70 to 88% by mass.
When the ratio of the structural unit (a) and / or (b) in the polycarboxylic acid-based copolymer is within the above-mentioned preferable range, the dispersion performance of the copolymer is further improved.
上記ポリカルボン酸系共重合体は、共重合体における上記構造単位(c)の割合が、全構造単位100質量%に対して0〜50質量%であることが好ましい。より好ましくは0〜30質量%であり、更に好ましくは0〜20質量%である。 In the polycarboxylic acid-based copolymer, the ratio of the structural unit (c) in the copolymer is preferably 0 to 50% by mass with respect to 100% by mass of all structural units. It is more preferably 0 to 30% by mass, and further preferably 0 to 20% by mass.
上記ポリカルボン酸系共重合体は、重量平均分子量が、1000〜1000000であることが好ましい。より好ましくは2500〜500000であり、重量平均分子量が2500〜500000である場合に、該共重合体の減水性能やスランプロス防止能をより充分なものとすることができる。より更に好ましくは5000〜250000であり、更に特に好ましくは10000〜100000である。なお、上記ポリカルボン酸系共重合体の重量平均分子量は、GPCにより、実施例に記載の測定条件で測定することができる。 The polycarboxylic acid-based copolymer preferably has a weight average molecular weight of 1000 to 1000000. More preferably, it is 2500 to 500000, and when the weight average molecular weight is 2500 to 500000, the water reducing performance and the slump loss preventing ability of the copolymer can be made more sufficient. It is even more preferably 5000 to 250,000, and even more preferably 1000 to 100,000. The weight average molecular weight of the polycarboxylic acid-based copolymer can be measured by GPC under the measurement conditions described in Examples.
上記ポリカルボン酸系共重合体の製造は特に制限されないが、単量体成分を重合することにより製造することができ、単量体成分の具体例及び好ましい例は、上述のとおりである。また、単量体成分100質量%に対する単量体(A)、(B)及び(C)の含有割合は、上述の全構造単位100質量%に対する構造単位(a)、(b)及び(c)の割合と同様である。 The production of the polycarboxylic acid-based copolymer is not particularly limited, but it can be produced by polymerizing a monomer component, and specific examples and preferable examples of the monomer component are as described above. The content ratios of the monomers (A), (B) and (C) with respect to 100% by mass of the monomer component are the structural units (a), (b) and (c) with respect to 100% by mass of all the structural units described above. ) Is the same.
重合体を得るための重合反応には、通常は、連鎖移動剤が使用される。連鎖移動剤としては、例えば、メルカプトエタノール、チオグリセロール、チオグリコール酸、3−メルカプトプロピオン酸、チオリンゴ酸、2−メルカプトエタンスルホン酸等のチオール系連鎖移動剤;イソプロピルアルコール等の2級アルコール;亜リン酸、次亜リン酸及びその塩(次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム等)、亜硫酸、亜硫酸水素、亜二チオン酸、メタ重亜硫酸及びその塩(亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、亜二チオン酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム等)の低級酸化物及びその塩等の親水性連鎖移動剤が挙げられる。 A chain transfer agent is usually used in the polymerization reaction to obtain a polymer. Examples of the chain transfer agent include thiol-based chain transfer agents such as mercaptoethanol, thioglycerol, thioglycolic acid, 3-mercaptopropionic acid, thioapple acid, and 2-mercaptoethanesulfonic acid; secondary alcohols such as isopropyl alcohol; sub Phosphoric acid, hypophosphate and its salts (sodium hypophosphate, potassium hypophosphate, etc.), sulfite, hydrogen sulfite, dithionic acid, metabisulfite and its salts (sodium bisulfite, sodium bisulfite, subsulfur) Examples thereof include lower oxides of (sodium dithionate, sodium metabisulfite, etc.) and hydrophilic chain transfer agents such as salts thereof.
上記連鎖移動剤としてはまた、疎水性連鎖移動剤を使用することもできる。疎水性連鎖移動剤としては、例えば、ブタンチオール、オクタンチオール、デカンチオール、ドデカンチオール、ヘキサデカンチオール、オクタデカンチオール、シクロヘキシルメルカプタン、チオフェノール、チオグリコール酸オクチル、3−メルカプトプロピオン酸オクチル等の炭素数3以上の炭化水素基を有するチオール系連鎖移動剤が好適に使用される。 As the chain transfer agent, a hydrophobic chain transfer agent can also be used. Examples of the hydrophobic chain transfer agent include butane thiol, octane thiol, decane thiol, dodecane thiol, hexadecane thiol, octadecane thiol, cyclohexyl mercaptan, thiophenol, octyl thioglycolate, and octyl 3-mercaptopropionate. A thiol-based chain transfer agent having the above hydrocarbon groups is preferably used.
上記連鎖移動剤の使用量は、適宜設定すればよいが、単量体成分の総量100モルに対し、好ましくは0.5〜5.0モルであり、より好ましくは1.0〜4.0モル%であり、更に好ましくは、1.5〜3.0モル%である。 The amount of the chain transfer agent used may be appropriately set, but is preferably 0.5 to 5.0 mol, more preferably 1.0 to 4.0, based on 100 mol of the total amount of the monomer components. It is in mol%, more preferably 1.5 to 3.0 mol%.
上記重合反応は、必要に応じてラジカル重合開始剤を使用し、溶液重合や塊状重合等の方法により行うことができる。溶液重合は、回分式でも連続式でも又はそれらの組み合わせでも行うことができ、その際に使用される溶媒としては、例えば、水;メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等のアルコール;ベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、n−ヘキサン等の芳香族又は脂肪族炭化水素;酢酸エチル等のエステル化合物;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン化合物;テトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル化合物等が挙げられる。中でも、水溶液重合法によって重合することが好適である。 The above polymerization reaction can be carried out by a method such as solution polymerization or bulk polymerization using a radical polymerization initiator, if necessary. The solution polymerization can be carried out in a batch system, a continuous system, or a combination thereof, and examples of the solvent used in this case include water; alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, and isopropyl alcohol; benzene, toluene, and the like. Aromatic or aliphatic hydrocarbons such as xylene, cyclohexane and n-hexane; ester compounds such as ethyl acetate; ketone compounds such as acetone and methyl ethyl ketone; cyclic ether compounds such as tetrahydrofuran and dioxane can be mentioned. Above all, it is preferable to polymerize by the aqueous solution polymerization method.
上記溶液重合のうち、水溶液重合では、水溶性のラジカル重合開始剤を用いることが、重合後に不溶成分を除去する必要がないので好適である。例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩;過酸化水素;2,2’−アゾビス−2−メチルプロピオンアミジン塩酸塩等のアゾアミジン化合物、2,2’−アゾビス−2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン塩酸塩等の環状アゾアミジン化合物、2−カルバモイルアゾイソブチロニトリル等のアゾニトリル化合物、2,4’−アゾビス{2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシブチル)]プロピオンアミド}等のアゾアミド化合物、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)と(アルコキシ)ポリエチレングリコールとのエステル等のマクロアゾ化合物等の水溶性アゾ系開始剤が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。中でも、過酸化水素、過硫酸系開始剤が好適である。 Among the above solution polymerizations, it is preferable to use a water-soluble radical polymerization initiator in the aqueous solution polymerization because it is not necessary to remove the insoluble component after the polymerization. For example, persulfates such as ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate; hydrogen peroxide; azoamidin compounds such as 2,2'-azobis-2-methylpropion amidine hydrochloride, 2,2'-azobis-2- Cyclic azoamidine compounds such as (2-imidazolin-2-yl) propane hydrochloride, azonitrile compounds such as 2-carbamoyl azoisobutyronitrile, 2,4'-azobis {2-methyl-N- [2- (1- (1-) Examples thereof include azoamide compounds such as hydroxybutyl)] propionamide}, and water-soluble azo-based initiators such as macroazo compounds such as esters of 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid) and (alkoxy) polyethylene glycol. One or more of these can be used. Of these, hydrogen peroxide and persulfate-based initiators are preferable.
上記ラジカル重合開始剤の使用量は、単量体成分の総量100モルに対し、好ましくは0.01〜10.0モルであり、より好ましくは0.01〜10.0モルであり、更に好ましくは0.05〜8.0モルであり、特に好ましくは0.1〜7.0モルである。 The amount of the radical polymerization initiator used is preferably 0.01 to 10.0 mol, more preferably 0.01 to 10.0 mol, still more preferably, based on 100 mol of the total amount of the monomer components. Is 0.05 to 8.0 mol, particularly preferably 0.1 to 7.0 mol.
上記ラジカル重合開始剤を使用する際、亜硫酸水素ナトリウム等のアルカリ金属亜硫酸塩、メタ二亜硫酸塩、次亜燐酸ナトリウム、モール塩等のFe(II)塩、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム二水和物、ヒドロキシルアミン塩酸塩、チオ尿素、L−アスコルビン酸(塩)、エリソルビン酸(塩)等の促進剤(還元剤)を併用することもできる。例えば、過酸化水素と有機系還元剤との組み合わせが可能であり、有機系還元剤としては、L−アスコルビン酸(塩)、L−アスコルビン酸エステル、エリソルビン酸(塩)、エリソルビン酸エステル等を好適に用いることができる。これらのラジカル重合開始剤や促進剤(還元剤)はそれぞれ単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、上記促進剤(還元剤)の使用量は、特に限定されるものではないが、例えば、併用する重合開始剤の総量を100モルとすると、好ましくは10モル以上、より好ましくは20モル以上、更に好ましくは50モル以上であり、また、好ましくは1000モル以下、より好ましくは500モル以下、更に好ましくは400モル以下である。
When using the above radical polymerization initiator, alkali metal sulfites such as sodium hydrogen sulfite, Fe (II) salts such as metadibisulfite, sodium hypophosphite, and molle salts, sodium hydroxymethanesulfite dihydrate, Accelerators (reducing agents) such as hydroxylamine hydrochloride, thiourea, L-ascorbic acid (salt), and erythorbic acid (salt) can also be used in combination. For example, a combination of hydrogen peroxide and an organic reducing agent is possible, and examples of the organic reducing agent include L-ascorbic acid (salt), L-ascorbic acid ester, erythorbic acid (salt), and erythorbic acid ester. It can be preferably used. These radical polymerization initiators and accelerators (reducing agents) may be used alone or in combination of two or more.
The amount of the accelerator (reducing agent) used is not particularly limited, but for example, when the total amount of the polymerization initiator used in combination is 100 mol, it is preferably 10 mol or more, more preferably 20 mol or more. It is more preferably 50 mol or more, preferably 1000 mol or less, more preferably 500 mol or less, still more preferably 400 mol or less.
上記重合反応において、重合温度等の重合条件としては、用いられる重合方法、溶媒、重合開始剤、連鎖移動剤により適宜定められるが、重合温度としては、0℃以上であることが好ましく、また、150℃以下であることが好ましい。より好ましくは30℃以上であり、更に好ましくは50℃以上である。また、より好ましくは120℃以下であり、更に好ましくは100℃以下である。 In the above polymerization reaction, the polymerization conditions such as the polymerization temperature are appropriately determined depending on the polymerization method, solvent, polymerization initiator, and chain transfer agent used, but the polymerization temperature is preferably 0 ° C. or higher. It is preferably 150 ° C. or lower. It is more preferably 30 ° C. or higher, and even more preferably 50 ° C. or higher. Further, it is more preferably 120 ° C. or lower, and further preferably 100 ° C. or lower.
本発明の混和材料組成物に含まれる水硬性材料用収縮低減剤の割合は、混和材料組成物100質量%に対して10〜99.9質量%であることが好ましい。より好ましくは20〜95質量%であり、更に好ましくは30〜90質量%である。 The ratio of the shrinkage reducing agent for hydraulic materials contained in the admixture material composition of the present invention is preferably 10 to 99.9% by mass with respect to 100% by mass of the admixture material composition. It is more preferably 20 to 95% by mass, and even more preferably 30 to 90% by mass.
本発明の混和材料組成物に含まれるポリカルボン酸系減水剤の割合は、混和材料組成物100質量%に対して0.1〜90質量%であることが好ましい。より好ましくは5〜80質量%であり、更に好ましくは10〜70質量%である。 The proportion of the polycarboxylic acid-based water reducing agent contained in the admixture material composition of the present invention is preferably 0.1 to 90% by mass with respect to 100% by mass of the admixture material composition. It is more preferably 5 to 80% by mass, and even more preferably 10 to 70% by mass.
本発明の混和材料組成物は、セメント添加剤として好適に用いることができる。本発明の混和材料組成物を含むセメント添加剤は、水硬性材料が乾燥するときに起こる収縮を低減する効果を有することになり、硬化物のひび割れの低減や防止、充填性の向上、反りの防止、剥離の防止等を主目的として用いることができ、後述する水硬性材料に好適に用いることができる。
上記混和材料組成物は、水硬性材料用収縮低減剤、ポリカルボン酸系減水剤の他、必要に応じてその他の成分を含んでもよい。
その他の成分としては、特開2002−293596号公報に記載のものと同様のものを用いることができる。
The admixture material composition of the present invention can be suitably used as a cement additive. The cement additive containing the admixture material composition of the present invention will have the effect of reducing the shrinkage that occurs when the hydraulic material dries, reducing or preventing cracking of the cured product, improving the filling property, and warping. It can be used mainly for prevention, prevention of peeling, etc., and can be suitably used for hydraulic materials described later.
The mixed material composition may contain other components, if necessary, in addition to a shrinkage reducing agent for hydraulic materials and a polycarboxylic acid-based water reducing agent.
As other components, the same components as those described in JP-A-2002-293596 can be used.
<水硬性材料組成物>
本発明はまた、水硬性材料用収縮低減剤とポリカルボン酸系減水剤と水硬性材料とを含む水硬性材料組成物であって、上記水硬性材料用収縮低減剤は下記(I)〜(V)からなる群より選択される少なくとも1種の化合物を含む水硬性材料組成物でもある。
(I):
下記式(1);
(II):
下記式(3);
[V−(OA1)f−]kY[−(B1O)g−W]l (3)
(式(3)中、V、Wは、同一又は異なって、水素原子又は炭素原子数1〜30の炭化水素基を表す。OA1、B1Oは、同一又は異なって、炭素数2〜18のオキシアルキレン基を表す。f、gは、それぞれ、OA1、B1Oの平均付加モル数を表し、f、gは、同一又は異なって、0〜2000であり、f+g=1〜2000である。Yは活性水素を有する化合物の残基を表す。k、lは、同一又は異なって、0〜6である。ただし、k+lは1以上である。)で表されるポリエーテル化合物にエチレン性不飽和単量体をグラフト重合してなる重合体であって、該エチレン性不飽和単量体は不飽和カルボン酸系単量体を含み、該重合体は、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合が、全構造単位100質量%に対して、0.1〜12質量%であり、該ポリエーテル化合物の重量平均分子量が、1500〜50000である重合体
(III):
エチレン性不飽和単量体成分由来の高分子鎖(A)と(ポリ)アルキレングリコール鎖(B)の末端とが結合部位(X)を介して結合した構造を有する共重合体であって、該エチレン性不飽和単量体は、不飽和アニオン系単量体を含み、該共重合体は、不飽和アニオン系単量体由来の構造単位の割合が、(ポリ)アルキレングリコール鎖1モルに対して1〜30モルであり、(ポリ)アルキレングリコール鎖を形成する(ポリ)アルキレングリコールの重量平均分子量が、1500〜50000である(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体
(IV):
直鎖状又は分岐状ポリアルキレングリコール鎖の少なくとも2つの末端に、金属、金属化合物及び金属イオンの少なくとも1つに対して吸着能を示す有機残基が結合したポリアルキレングリコール化合物であって、該ポリアルキレングリコール化合物は、ポリアルキレングリコール鎖を形成するポリアルキレングリコールの重量平均分子量が、1500〜50000であり、該有機残基は、カルボニル基、水酸基、アミノ基、チオール基、リン酸基、亜リン酸基及びシラン基からなる群より選択される少なくとも1つの官能基を有するポリアルキレングリコール化合物
(V):
酸基含有側鎖を有するポリアミン化合物であって、該ポリアミン化合物は、未置換ポリアミン化合物由来の構造単位と不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位とを有し、該不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合が、全構造単位100モル%に対して、25〜99モル%である酸基含有側鎖を有するポリアミン化合物
<Hydraulic material composition>
The present invention is also a hydraulic material composition containing a shrinkage reducing agent for a hydraulic material, a polycarboxylic acid-based water reducing agent, and a hydraulic material, and the shrinkage reducing agents for a hydraulic material are described in the following (I) to (I). It is also a hydraulic material composition containing at least one compound selected from the group consisting of V).
(I):
The following formula (1);
The following formula (3);
[V- (OA 1) f - ] k Y [- (B 1 O) g -W] l (3)
(In the formula (3), V and W are the same or different and represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. OA 1 and B 1 O are the same or different and have 2 to 2 carbon atoms. Representing 18 oxyalkylene groups. F and g represent the average number of added moles of OA 1 and B 1 O, respectively, and f and g are the same or different, 0 to 2000, and f + g = 1 to 2000. Y represents the residue of the compound having active hydrogen. K and l are the same or different, 0 to 6. However, k + l is 1 or more.) A polymer obtained by graft-polymerizing an ethylenically unsaturated monomer, the ethylenically unsaturated monomer contains an unsaturated carboxylic acid-based monomer, and the polymer is an unsaturated carboxylic acid-based simple substance. Polymer (III) in which the proportion of structural units derived from the weight is 0.1 to 12% by mass with respect to 100% by mass of all structural units, and the weight average molecular weight of the polyether compound is 1500 to 50,000. :
A copolymer having a structure in which a polymer chain (A) derived from an ethylenically unsaturated monomer component and a terminal of a (poly) alkylene glycol chain (B) are bonded via a bonding site (X). The ethylenically unsaturated monomer contains an unsaturated anionic monomer, and the copolymer has a structural unit derived from the unsaturated anionic monomer in an amount of 1 mol of a (poly) alkylene glycol chain. On the other hand, the weight average molecular weight of the (poly) alkylene glycol which is 1 to 30 mol and forms the (poly) alkylene glycol chain is 1500 to 50,000, and the (poly) alkylene glycol-based block copolymer (IV):
A polyalkylene glycol compound in which an organic residue exhibiting an adsorptive ability to at least one of a metal, a metal compound and a metal ion is bonded to at least two ends of a linear or branched polyalkylene glycol chain. The polyalkylene glycol compound has a weight average molecular weight of 1500 to 50,000 of the polyalkylene glycol forming the polyalkylene glycol chain, and the organic residues are a carbonyl group, a hydroxyl group, an amino group, a thiol group, a phosphoric acid group, and a sub. Polyalkylene glycol compound (V) having at least one functional group selected from the group consisting of a phosphate group and a silane group:
A polyamine compound having an acid group-containing side chain, wherein the polyamine compound has a structural unit derived from an unsubstituted polyamine compound and a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid-based monomer, and the unsaturated carboxylic acid-based compound. A polyamine compound having an acid group-containing side chain in which the proportion of structural units derived from the monomer is 25 to 99 mol% with respect to 100 mol% of all structural units.
上記水硬性材料組成物に含まれる水硬性材料用収縮低減剤とポリカルボン酸系減水剤は、上述の混和材料組成物における水硬性材料用収縮低減剤とポリカルボン酸系減水剤と同様のものであることが好ましい。
また、上記水硬性材料組成物は、更に水を含むものであることが好ましい。
The shrinkage reducing agent for hydraulic material and the polycarboxylic acid-based water reducing agent contained in the above-mentioned hydraulic material composition are the same as the shrinkage reducing agent for hydraulic material and the polycarboxylic acid-based water reducing agent in the above-mentioned admixture material composition. Is preferable.
Further, the hydraulic material composition preferably further contains water.
本発明の水硬性材料用収縮低減剤、ポリカルボン酸系減水剤、水硬性材料及び水を含む組成物の製造方法は特に制限されず、本発明の水硬性材料用収縮低減剤、ポリカルボン酸系減水剤、水硬性材料及び水を、特表2008−503432号公報や特表2008−512268号公報等に記載の通常用いられる各種手法で添加、混合する方法を用いることができる。通常用いられる方法としては、例えば、以下に挙げる方法等が挙げられ、これらの2つ以上を組み合わせて用いてもよい。
(a)収縮低減剤及びポリカルボン酸系減水剤を水で希釈して、水硬性材料に混合して水硬性材料組成物を製造する方法
(b)収縮低減剤及びポリカルボン酸系減水剤を粉末状にした後、水硬性材料に混合し、得られた混合物に水を加えて水硬性材料組成物を製造する方法
(c)水硬性材料製造時に収縮低減剤及びポリカルボン酸系減水剤を添加し、収縮低減剤及びポリカルボン酸系減水剤が含まれる水硬性材料を製造した後、水を添加して水硬性材料組成物を製造する方法
(d)上記(c)の方法において、水硬性材料製造時の収縮低減剤の添加方法として、粉砕助剤または粉砕助剤と同時に収縮低減剤を添加する方法(水硬性材料がセメントの場合)
(e)水硬性材料を製造した後の運搬時に収縮低減剤及びポリカルボン酸系減水剤を含む水溶液を噴霧して、添加する方法
The method for producing the composition containing the hydraulic material-based shrinkage reducing agent, polycarboxylic acid-based water reducing agent, hydraulic material and water of the present invention is not particularly limited, and the shrinkage reducing agent for hydraulic material of the present invention, polycarboxylic acid. A method of adding and mixing the water reducing agent, the hydraulic material and water by various commonly used methods described in JP-A-2008-503432 and JP-A-2008-512268 can be used. Examples of the commonly used method include the methods listed below, and two or more of these methods may be used in combination.
(A) A method of diluting a shrinkage reducing agent and a polycarboxylic acid-based water reducing agent with water and mixing them with a hydraulic material to produce a hydraulic material composition (b) A shrinkage reducing agent and a polycarboxylic acid-based water reducing agent. A method of producing a hydraulic material composition by mixing it with a hydraulic material after making it into a powder and adding water to the obtained mixture (c) A shrinkage reducing agent and a polycarboxylic acid-based water reducing agent during the production of the hydraulic material. Method of adding water to produce a hydraulic material containing a shrinkage reducing agent and a polycarboxylic acid-based water reducing agent, and then adding water to produce a hydraulic material composition (d) In the method of (c) above, water As a method of adding a shrinkage reducing agent at the time of manufacturing a rigid material, a method of adding a crushing aid or a shrinkage reducing agent at the same time as the crushing aid (when the hydraulic material is cement).
(E) A method of spraying and adding an aqueous solution containing a shrinkage reducing agent and a polycarboxylic acid-based water reducing agent during transportation after manufacturing a hydraulic material.
本発明の水硬性材料用収縮低減剤及びポリカルボン酸系減水剤が使用される水硬性材料としては、水硬性又は潜在水硬性を有するものであれば特に限定されず、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、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等のポルトランドセメントや、シリカセメント、フライアッシュセメント、高炉セメント、アルミナセメント、ビーライト高含有セメント、各種混合セメント;珪酸三カルシウム、珪酸二カルシウム、アルミン酸三カルシウム、鉄アルミン酸四カルシウム等のセメントの構成成分;潜在水硬性を有するフライアッシュ等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、普通ポルトランドセメントが通常よく使用され、好適に適用することができる。 The water-hardening material to which the shrinkage reducing agent for water-hardening material and the polycarboxylic acid-based water-reducing agent of the present invention is used is not particularly limited as long as it has water-hardness or latent water-hardness, and is, for example, ordinary Portland cement. Portland cement such as early-strength Portland cement, moderate heat Portland cement, low heat Portland cement, silica cement, fly ash cement, blast furnace cement, alumina cement, belite high content cement, various mixed cements; tricalcium silicate, dicalcium silicate, Constituent components of cement such as tricalcium aluminate and tetracalcium iron aluminate; fly ash having latent water hardness and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, ordinary Portland cement is usually commonly used and can be preferably applied.
本発明の水硬性材料組成物における水硬性材料用収縮低減剤の使用量としては、例えば、水硬性材料に対して固形分換算で0.0001〜10重量%であることが好ましい。0.0001重量%未満であると、収縮低減性能が充分でないおそれがあり、10重量%を超えると、水硬性材料の硬化遅延が生じやすくなるおそれがある。より好ましくは、0.001〜5重量%であり、更に好ましくは、0.005〜3重量%であり、最も好ましくは、0.01〜1重量%である。 The amount of the shrinkage reducing agent for a hydraulic material used in the hydraulic material composition of the present invention is preferably 0.0001 to 10% by weight in terms of solid content with respect to the hydraulic material, for example. If it is less than 0.0001% by weight, the shrinkage reduction performance may not be sufficient, and if it exceeds 10% by weight, the curing of the hydraulic material may be delayed. It is more preferably 0.001 to 5% by weight, still more preferably 0.005 to 3% by weight, and most preferably 0.01 to 1% by weight.
本発明の水硬性材料組成物におけるポリカルボン酸系減水剤の使用量としては、例えば、水硬性材料に対して固形分換算で0.001〜10重量%であることが好ましい。より好ましくは0.01〜5重量%であり、更に好ましくは0.05〜3重量%である。 The amount of the polycarboxylic acid-based water reducing agent used in the hydraulic material composition of the present invention is preferably 0.001 to 10% by weight in terms of solid content with respect to the hydraulic material, for example. It is more preferably 0.01 to 5% by weight, still more preferably 0.05 to 3% by weight.
上記水硬性材料組成物における、収縮低減剤とポリカルボン酸系減水剤との配合割合(収縮低減剤の質量)/(減水剤の質量)は、99.9/0.1〜40/60であることが好ましい。より好ましくは、99/1〜50/50であり、更に好ましくは、98/2〜60/40であり、特に好ましくは、98/2〜65/35であり、最も好ましくは、97/3〜70/30である。 In the above hydraulic material composition, the blending ratio of the shrinkage reducing agent and the polycarboxylic acid-based water reducing agent (mass of the shrinkage reducing agent) / (mass of the water reducing agent) is 99.9 / 0.1 to 40/60. It is preferable to have. It is more preferably 99/1 to 50/50, further preferably 98/2 to 60/40, particularly preferably 98/2 to 65/35, and most preferably 97/3 to It is 70/30.
上記水硬性材料組成物における水の配合割合としては特に限定されず、例えば、セメントに対して、10〜80重量%であることが好ましい。10重量%未満であると、各種成分の混合が不充分となって成形できなかったり、強度が低下したりするおそれがあり、80重量%を超えると、水硬性材料組成物の硬化物の強度が低下するおそれがある。より好ましくは、15〜75重量%であり、更に好ましくは、20〜70重量%であり、最も好ましくは、25〜65重量%である。 The mixing ratio of water in the hydraulic material composition is not particularly limited, and is preferably 10 to 80% by weight with respect to cement, for example. If it is less than 10% by weight, the mixture of various components may be insufficient and molding may not be possible or the strength may be lowered. If it exceeds 80% by weight, the strength of the cured product of the hydraulic material composition may be reduced. May decrease. It is more preferably 15 to 75% by weight, further preferably 20 to 70% by weight, and most preferably 25 to 65% by weight.
上記水硬性材料組成物をモルタルやコンクリートとして用いる場合、水硬性材料組成物に配合される砂や石としては、従来公知のセメント組成物に用いられるものを使用でき、特に限定されず、例えば、自然作用によって岩石からできた川砂、海砂、山砂等の天然の細骨材;これらの岩石やスラブを粉砕した人工の細骨材;軽量細骨材等が挙げられる。砂の配合量については、従来公知のセメント組成物と同様とすればよく、特に限定されるものではない。また、石の配合量についても、従来公知のセメント組成物と同様とすればよく、特に限定されるものではないが、例えば、細骨材率として、20〜60容積%であることが好ましい。20容積%未満であると、がさがさしたコンクリートとなり、スランプの大きいコンクリートでは、粗骨材とモルタル分とが分離しやすくなるおそれがある。60容積%を超えると、単位セメント量及び単位水量を多く必要とし、また、流動性の悪いコンクリートとなるおそれがある。より好ましくは、30〜50容積%である。 When the above-mentioned water-hard material composition is used as a mortar or concrete, the sand or stone to be blended in the water-hard material composition may be those used in conventionally known cement compositions, and is not particularly limited, for example. Natural fine aggregates such as river sand, sea sand, and mountain sand made from rocks by natural action; artificial fine aggregates obtained by crushing these rocks and slabs; lightweight fine aggregates and the like. The blending amount of sand may be the same as that of a conventionally known cement composition, and is not particularly limited. Further, the blending amount of the stone may be the same as that of the conventionally known cement composition, and is not particularly limited, but for example, the fine aggregate ratio is preferably 20 to 60% by volume. If it is less than 20% by volume, the concrete will be squeezed, and in concrete with a large slump, the coarse aggregate and the mortar component may be easily separated. If it exceeds 60% by volume, a large amount of unit cement and a unit amount of water are required, and the concrete may have poor fluidity. More preferably, it is 30 to 50% by volume.
上記水硬性材料組成物には必要に応じてその他の材料が配合されていてもよい。その他の材料としては、従来公知のセメント組成物と同様のものを用いることができ、特に限定されず、例えば、上記ポリカルボン酸系減水剤以外のその他の減水剤、AE剤(空気連行剤)、消泡剤、硬化促進剤、遅延剤、防錆剤、膨張材、シリカ粉末や、鋼繊維、ガラス繊維等の繊維質材料等が挙げられる。これらの材料の配合量としては、従来公知の水硬性材料組成物と同様とすればよく、特に限定されるものではない。 Other materials may be blended in the hydraulic material composition, if necessary. As the other material, the same material as the conventionally known cement composition can be used, and is not particularly limited. For example, other water reducing agents other than the above polycarboxylic acid-based water reducing agent, AE agent (air entraining agent). , Antifoaming agent, hardening accelerator, retarding agent, rust preventive, expanding material, silica powder, fibrous material such as steel fiber, glass fiber and the like. The blending amount of these materials may be the same as that of the conventionally known hydraulic material composition, and is not particularly limited.
上記水硬性材料組成物がその他の減水剤を含むものである場合、その他の減水剤の含有量は、水硬性材料100重量部に対して固形分換算で0.001〜10重量部であることが好ましい。より好ましくは、0.01〜5重量部であり、更に好ましくは、0.1〜3重量部である。 When the hydraulic material composition contains other water reducing agents, the content of the other water reducing agents is preferably 0.001 to 10 parts by weight in terms of solid content with respect to 100 parts by weight of the hydraulic material. .. It is more preferably 0.01 to 5 parts by weight, and even more preferably 0.1 to 3 parts by weight.
本発明の水硬性材料組成物が含むその他の減水剤としては、減水剤として機能するものである限り特に制限されないが、例えば、リグニンスルホン酸の一価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩等のリグニンスルホン酸塩;ポリオール誘導体;ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物等が挙げられる。これらの減水剤の中でも、リグニンスルホン酸塩が好ましい。 The other water reducing agent contained in the water-hard material composition of the present invention is not particularly limited as long as it functions as a water reducing agent, and for example, a monovalent metal salt, a divalent metal salt, an ammonium salt of lignin sulfonic acid, Examples thereof include lignin sulfonates such as organic amine salts; polyol derivatives; formalin sulfonate naphthalene condensates and the like. Among these water reducing agents, lignin sulfonate is preferable.
本発明の水硬性材料組成物を凍結融解抵抗性に優れたものとする点からは、水硬性材料組成物中に細かい泡が含まれることが好ましく、空気連行剤(AE剤)を含むことが好ましい。
本発明の水硬性材料組成物がAE剤を含む場合、AE剤の含有量は、水硬性材料100重量部に対して、0.002重量部以上であることが好ましい。このような割合で含むことで、凍結融解抵抗性の向上等のAE剤の性能を効果的に発揮することができる。AE剤の含有量は、より好ましくは、水硬性材料100重量部に対して、0.0025重量部以上であり、更に好ましくは、0.003重量部以上であり、特に好ましくは、0.004重量部以上である。また、AE剤の含有量は、通常、水硬性材料100重量部に対して、0.1重量部以下であることが好ましい。より好ましくは、0.05重量部以下であり、更に好ましくは、0.04重量部以下である。
From the viewpoint of making the hydraulic material composition of the present invention excellent in freeze-thaw resistance, it is preferable that the hydraulic material composition contains fine bubbles, and an air entrainment agent (AE agent) may be contained. preferable.
When the hydraulic material composition of the present invention contains an AE agent, the content of the AE agent is preferably 0.002 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the hydraulic material. By including it in such a ratio, the performance of the AE agent such as improvement of freeze-thaw resistance can be effectively exhibited. The content of the AE agent is more preferably 0.0025 parts by weight or more, still more preferably 0.003 parts by weight or more, and particularly preferably 0.004 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the hydraulic material. It is more than a part by weight. The content of the AE agent is usually preferably 0.1 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the hydraulic material. More preferably, it is 0.05 parts by weight or less, and even more preferably 0.04 parts by weight or less.
本発明の水硬性材料組成物がAE剤を含む場合、水硬性材料組成物中における水硬性材料用収縮低減剤とAE剤との配合比率(収縮低減剤の質量)/(AE剤の質量)は、99.98/0.02〜80/20であることが好ましい。このような配合比率であると、水硬性材料組成物が収縮低減性能と凍結融解抵抗性の両方に優れたものとなる。配合比率は、より好ましくは、99.96/0.04〜85/15であり、更に好ましくは、99.9/0.1〜90/10であり、特に好ましくは、99.8/0.2〜90/10である。
このような、本発明の水硬性材料用収縮低減剤、水硬性材料及びAE剤を含む水硬性材料組成物であって、AE剤の含有量が水硬性材料100重量部に対して0.002重量部以上であり、水硬性材料用収縮低減剤とAE剤との質量比が99.98/0.02〜80/20である水硬性材料組成物もまた、本発明の1つである。
When the hydraulic material composition of the present invention contains an AE agent, the mixing ratio of the hydraulic material shrinkage reducing agent and the AE agent in the hydraulic material composition (mass of the shrinkage reducing agent) / (mass of the AE agent) Is preferably 99.98 / 0.02 to 80/20. With such a blending ratio, the hydraulic material composition is excellent in both shrinkage reduction performance and freeze-thaw resistance. The blending ratio is more preferably 99.96 / 0.04 to 85/15, still more preferably 99.9 / 0.1 to 90/10, and particularly preferably 99.8 / 0. It is 2 to 90/10.
In the hydraulic material composition containing the shrinkage reducing agent for hydraulic material, the hydraulic material and the AE agent of the present invention, the content of the AE agent is 0.002 with respect to 100 parts by mass of the hydraulic material. A hydraulic material composition having a mass ratio of 99.98 / 0.02 to 80/20 between a shrinkage reducing agent for a hydraulic material and an AE agent, which is more than a part by weight, is also one of the present inventions.
本発明の水硬性材料組成物が含むAE剤としては、AE剤として機能するものである限り特に制限されないが、例えば、樹脂石鹸、飽和又は不飽和脂肪酸またはその塩、ヒドロキシステアリン酸ナトリウム、ラウリルサルフェート、ABS(アルキルベンゼンスルホン酸塩)、LAS(直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩)、アルキルナフタレンスルホン酸またはその塩、アルカンスルホネート、ポリオキシエチレンアルキル(フェニル)エーテル、ポリオキシエチレンアルキル(フェニル)エーテル硫酸エステルまたはその塩、ポリオキシエチレンアルキル(フェニル)エーテルリン酸エステルまたはその塩、蛋白質材料、アルケニルスルホコハク酸、α−オレフィンスルホネート、ポリオキシエチレンソルビタンオレエートなどが挙げられる。
これらのうち、樹脂石鹸、飽和又は不飽和脂肪酸またはその塩、ABS(アルキルベンゼンスルホン酸塩)、LAS(直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩)、ポリオキシエチレンアルキル(フェニル)エーテル、ポリオキシエチレンアルキル(フェニル)エーテル硫酸エステルまたはその塩、ポリオキシエチレンソルビタンオレエートが好ましく、樹脂石鹸、ABS(アルキルベンゼンスルホン酸塩)、LAS(直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩)、ポリオキシエチレンアルキル(フェニル)エーテル、ポリオキシエチレンアルキル(フェニル)エーテル硫酸エステルまたはその塩、ポリオキシエチレンソルビタンオレエートが特に好ましい。
The AE agent contained in the water-hard material composition of the present invention is not particularly limited as long as it functions as an AE agent, and is, for example, resin soap, saturated or unsaturated fatty acid or a salt thereof, sodium hydroxystearate, lauryl sulfate. , ABS (alkylbenzene sulfonate), LAS (linear alkylbenzene sulfonate), alkylnaphthalene sulfonic acid or a salt thereof, alkane sulfonate, polyoxyethylene alkyl (phenyl) ether, polyoxyethylene alkyl (phenyl) ether sulfate or Examples thereof include the salt, polyoxyethylene alkyl (phenyl) ether phosphate ester or salt thereof, protein material, alkenyl sulfosuccinic acid, α-olefin sulfonate, polyoxyethylene sorbitan oleate and the like.
Of these, resin soap, saturated or unsaturated fatty acids or salts thereof, ABS (alkylbenzene sulfonate), LAS (linear alkylbenzene sulfonate), polyoxyethylene alkyl (phenyl) ether, polyoxyethylene alkyl (phenyl) Ether sulfate ester or a salt thereof, polyoxyethylene sorbitan oleate is preferable, and resin soap, ABS (alkylbenzene sulfonate), LAS (linear alkylbenzene sulfonate), polyoxyethylene alkyl (phenyl) ether, polyoxyethylene alkyl (Phenyl) ether sulfate ester or a salt thereof, polyoxyethylene sorbitan oleate is particularly preferable.
本発明の水硬性材料組成物を凍結融解抵抗性に優れたものとする点からは、水硬性材料組成物中に存在する泡が細かいものであるほうが好ましく、収縮低減剤等の添加に伴って組成物中に含まれる大きな泡を消すために消泡剤を含むことが好ましい。
本発明の水硬性材料組成物が消泡剤を含む場合、における水硬性材料用収縮低減剤と消泡剤との配合割合(収縮低減剤の質量)/(消泡剤の質量)は、99.99/0.01〜85/15であることが好ましい。このような配合比率であると、水硬性材料組成物が収縮低減性能と凍結融解抵抗性の両方に優れたものとなる。配合割合は、より好ましくは、99.98/0.02〜90/10であり、更に好ましくは、99.96/0.04〜90/10であり、特に好ましくは、99.95/0.05〜95/5である。
From the viewpoint of making the hydraulic material composition of the present invention excellent in freeze-thaw resistance, it is preferable that the bubbles present in the hydraulic material composition are fine, and with the addition of a shrinkage reducing agent or the like. It is preferable to include a defoaming agent in order to eliminate large bubbles contained in the composition.
When the hydraulic material composition of the present invention contains a defoaming agent, the blending ratio (mass of the shrinkage reducing agent) / (mass of the defoaming agent) of the shrinkage reducing agent for the hydraulic material and the defoaming agent is 99. It is preferably .99 / 0.01 to 85/15. With such a blending ratio, the hydraulic material composition is excellent in both shrinkage reduction performance and freeze-thaw resistance. The blending ratio is more preferably 99.98 / 0.02 to 90/10, further preferably 99.96 / 0.04 to 90/10, and particularly preferably 99.95 / 0. It is 05 to 95/5.
上述したとおり、水硬性材料組成物の凍結融解抵抗性を良好にするためには、水硬性材料組成物中の大きな泡を減らすことが好ましく、そのためには、水硬性材料に対して収縮低減剤を0.7質量%添加したモルタル組成物のエアボイドアナライザーによる気泡間隔係数が350μm以下となるような収縮低減剤を用いることが好ましい。更に消泡剤を用いることで、収縮低減剤等の添加に伴って組成物中に含まれる大きな泡を消すことができるため、水硬性材料組成物の凍結融解抵抗性をより向上させることができる。
このような収縮低減剤と消泡剤とを所定の割合で含む水硬性材料用の組成物、すなわち、水硬性材料用収縮低減剤と消泡剤とを含む水硬性材料用組成物であって、水硬性材料用組成物における水硬性材料用収縮低減剤と消泡剤との配合割合(水硬性材料用収縮低減剤の質量)/(消泡剤の質量)は、99.99/0.01〜85/15であり、水硬性材料に対して該水硬性材料用収縮低減剤を0.7質量%添加したモルタル組成物のエアボイドアナライザーによる気泡間隔係数を350μm以下に調整できることを特徴とする水硬性材料用組成物もまた、本発明の1つである。
本発明の水硬性材料用組成物は、更にAE剤を含むことが好ましい。水硬性材料用組成物が消泡剤に加えてAE剤を含むと、該水硬性材料用組成物を水硬性材料に添加して得られる水硬性材料組成物が、より凍結融解抵抗性に優れたものとなる。本発明の水硬性材料用組成物がAE剤を含む場合、AE剤の含有量は、上述した水硬性材料組成物がAE剤を含む場合の含有量と同様であることが好ましい。
すなわち、本発明の水硬性材料用組成物が、更にAE剤を含み、該水硬性材料用組成物における水硬性材料用収縮低減剤とAE剤との配合割合(水硬性材料用収縮低減剤の質量)/(AE剤の質量)が、99.98/0.02〜80/20であることは、本発明の水硬性材料用組成物の好適な形態の1つである。
As described above, in order to improve the freeze-thaw resistance of the hydraulic material composition, it is preferable to reduce large bubbles in the hydraulic material composition, and for that purpose, a shrinkage reducing agent with respect to the hydraulic material. It is preferable to use a shrinkage reducing agent such that the bubble spacing coefficient of the mortar composition to which 0.7% by mass is added by an air void analyzer is 350 μm or less. Further, by using a defoaming agent, it is possible to eliminate large bubbles contained in the composition with the addition of a shrinkage reducing agent or the like, so that the freeze-thaw resistance of the hydraulic material composition can be further improved. ..
A composition for a hydraulic material containing such a shrinkage reducing agent and a defoaming agent in a predetermined ratio, that is, a composition for a hydraulic material containing a shrinkage reducing agent for a hydraulic material and a defoaming agent. , The mixing ratio of the shrinkage reducing agent for hydraulic materials and the defoaming agent in the composition for hydraulic materials (mass of shrinkage reducing agent for hydraulic materials) / (mass of defoaming agent) is 99.99 / 0. It is 01 to 85/15, and is characterized in that the bubble spacing coefficient of the mortar composition obtained by adding 0.7% by mass of the shrinkage reducing agent for hydraulic material to the hydraulic material can be adjusted to 350 μm or less by an air void analyzer. The composition for hydraulic materials is also one of the present inventions.
The composition for hydraulic materials of the present invention preferably further contains an AE agent. When the composition for hydraulic material contains an AE agent in addition to the defoaming agent, the hydraulic material composition obtained by adding the composition for hydraulic material to the hydraulic material has more excellent freeze-thaw resistance. It will be. When the composition for hydraulic material of the present invention contains an AE agent, the content of the AE agent is preferably the same as the content when the above-mentioned hydraulic material composition contains an AE agent.
That is, the composition for hydraulic materials of the present invention further contains an AE agent, and the blending ratio of the shrinkage reducing agent for hydraulic materials and the AE agent in the composition for hydraulic materials (the shrinkage reducing agent for hydraulic materials). The mass) / (mass of the AE agent) of 99.98 / 0.02 to 80/20 is one of the preferred forms of the composition for hydraulic materials of the present invention.
本発明の水硬性材料組成物が含む消泡剤としては、消泡剤として機能するものである限り特に制限されないが、例えば、以下の(1)〜(10)に例示する消泡剤の1種又は2種以上を用いることができる。
(1)鉱油系消泡剤:燈油、流動パラフィン等。
(2)油脂系消泡剤:動植物油、ごま油、ひまし油、これらのアルキレンオキシド付加物等。
(3)脂肪酸系消泡剤:オレイン酸、ステアリン酸、これらのアルキレンオキシド付加物等。
(4)脂肪酸エステル系消泡剤:グリセリンモノリシノレート、アルケニルコハク酸誘導体、ソルビトールモノラウレート、ソルビトールトリオレエート、天然ワックス等。
(5)オキシアルキレン系消泡剤:(ポリ)オキシエチレン(ポリ)オキシプロピレン付加物等のポリオキシアルキレン類;ジエチレングリコールヘプチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシプロピレンブチルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン−2−エチルヘキシルエーテル、炭素原子数12〜14の高級アルコールへのオキシエチレンオキシプロピレン付加物等の(ポリ)オキシアルキルエーテル類;ポリオキシプロピレンフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等の(ポリ)オキシアルキレン(アルキル)アリールエーテル類;2,4,7,9−テトラメチル−5−デシン−4,7−ジオール、2,5−ジメチル−3−ヘキシン−2,5−ジオール,3−メチル−1−ブチン−3−オール等のアセチレンアルコールにアルキレンオキシドを付加重合させたアセチレンエーテル類;ジエチレングリコールオレイン酸エステル、ジエチレングリコールラウリル酸エステル、エチレングリコールジステアリン酸エステル等の(ポリ)オキシアルキレン脂肪酸エステル類;ポリオキシエチレンソルビタンモノラウリン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタントリオレイン酸エステル等の(ポリ)オキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル類;ポリオキシプロピレンメチルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンドデシルフェノールエーテル硫酸ナトリウム等の(ポリ)オキシアルキレンアルキル(アリール)エーテル硫酸エステル塩類;(ポリ)オキシエチレンステアリルリン酸エステル等の(ポリ)オキシアルキレンアルキルリン酸エステル類;ポリオキシエチレンラウリルアミン等の(ポリ)オキシアルキレンアルキルアミン類;ポリオキシアルキレンアミド;等。
(6)アルコール系消泡剤:オクチルアルコール、ヘキサデシルアルコール、2−エチルヘキシルアルコール、アセチレンアルコール、グリコール類等。
(7)アミド系消泡剤:アクリレートポリアミン等。
(8)リン酸エステル系消泡剤:リン酸トリブチル、ナトリウムオクチルホスフェート等。
(9)金属石鹸系消泡剤:アルミニウムステアレート、カルシウムオレエート等。
(10)シリコーン系消泡剤:ジメチルシリコーン油、シリコーンペースト、シリコーンエマルジョン、有機変性ポリシロキサン(ジメチルポリシロキサン等のポリオルガノシロキサン)、フルオロシリコーン油等。
The defoaming agent contained in the hydraulic material composition of the present invention is not particularly limited as long as it functions as a defoaming agent, but for example, one of the defoaming agents exemplified in the following (1) to (10). Species or two or more species can be used.
(1) Mineral oil-based defoaming agent: kerosene, liquid paraffin, etc.
(2) Oil-based antifoaming agents: animal and vegetable oils, sesame oils, castor oils, alkylene oxide adducts thereof, etc.
(3) Fatty acid-based antifoaming agent: oleic acid, stearic acid, these alkylene oxide adducts and the like.
(4) Fatty acid ester antifoaming agent: glycerin monolithinolate, alkenyl succinic acid derivative, sorbitol monolaurate, sorbitol trioleate, natural wax and the like.
(5) Oxyalkylene-based defoaming agent: Polyoxyalkylenes such as (poly) oxyethylene (poly) oxypropylene adduct; diethylene glycol heptyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxypropylene butyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene (Poly) oxyalkyl ethers such as -2-ethylhexyl ether and oxyethyleneoxypropylene adduct to higher alcohols having 12 to 14 carbon atoms; (poly) such as polyoxypropylene phenyl ether and polyoxyethylene nonylphenyl ether. Oxyalkylene (alkyl) aryl ethers; 2,4,7,9-tetramethyl-5-decine-4,7-diol, 2,5-dimethyl-3-hexine-2,5-diol, 3-methyl- Acetylene ethers obtained by addition-polymerizing alkylene oxide to acetylene alcohol such as 1-butin-3-ol; (poly) oxyalkylene fatty acid esters such as diethylene glycol oleic acid ester, diethylene glycol lauric acid ester, and ethylene glycol distearate ester; poly (Poly) oxyalkylene sorbitan fatty acid esters such as oxyethylene sorbitan monolauric acid ester and polyoxyethylene sorbitan trioleic acid ester; (poly) oxyalkylene such as polyoxypropylene methyl ether sulfate sodium and polyoxyethylene dodecylphenol ether sulfate sodium Alkyl (aryl) ether sulfate ester salts; (poly) oxyalkylene alkyl phosphates such as (poly) oxyethylene stearyl phosphate; (poly) oxyalkylene alkyl amines such as polyoxyethylene laurylamine; polyoxyalkylene Amid; etc.
(6) Alcohol-based antifoaming agent: octyl alcohol, hexadecyl alcohol, 2-ethylhexyl alcohol, acetylene alcohol, glycols and the like.
(7) Amide-based antifoaming agent: acrylate polyamine and the like.
(8) Phosphate ester antifoaming agent: tributyl phosphate, sodium octyl phosphate, etc.
(9) Metal soap defoaming agent: aluminum stearate, calcium oleate, etc.
(10) Silicone-based defoaming agent: dimethyl silicone oil, silicone paste, silicone emulsion, organically modified polysiloxane (polyorganosiloxane such as dimethylpolysiloxane), fluorosilicone oil and the like.
本発明の水硬性材料組成物が上述した減水剤、AE剤(空気連行剤)、消泡剤等のその他の材料を含む場合、本発明の水硬性材料組成物は、水硬性材料用収縮低減剤及びポリカルボン酸系減水剤とその他の材料とを含む水硬性材料用組成物を含むということもできる。このような、水硬性材料用収縮低減剤及びポリカルボン酸系減水剤とその他の材料とを含む水硬性材料用組成物もまた、本発明の1つである。
本発明の水硬性材料用組成物がAE剤や消泡剤を含む場合、水硬性材料用収縮低減剤とそれらの剤との好ましい配合割合は、上記水硬性材料組成物における好ましい配合割合と同様である。
When the hydraulic material composition of the present invention contains other materials such as the above-mentioned water reducing agent, AE agent (air entraining agent), and defoaming agent, the hydraulic material composition of the present invention reduces shrinkage for hydraulic materials. It can also be said that the composition for a hydraulic material containing an agent and a polycarboxylic acid-based water reducing agent and other materials is included. Such a composition for a hydraulic material containing a shrinkage reducing agent for a hydraulic material, a polycarboxylic acid-based water reducing agent, and other materials is also one of the present inventions.
When the composition for a hydraulic material of the present invention contains an AE agent or an antifoaming agent, the preferable blending ratio of the shrinkage reducing agent for a hydraulic material and those agents is the same as the preferable blending ratio in the above hydraulic material composition. Is.
本発明の水硬性材料用組成物は、セメントに対して水硬性材料用収縮低減剤を0.7質量%添加したモルタル組成物のエアボイドアナライザーによる気泡間隔係数を350μm以下に調整できることを特徴とする組成物であることが好ましい。水硬性材料用組成物の凍結融解抵抗性を良好にするためには、水硬性材料組成物中の大きな泡を減らすことが好ましい。気泡間隔係数は、水硬性材料組成物中の空気の泡の大きさの指標であり、このようにして測定した気泡間隔係数が350μm以下であれば、大きな泡が少ないということができる。気泡間隔係数は、より好ましくは、330μm以下であり、更に好ましくは、300μm以下であり、特に好ましくは、280μm以下である。気泡間隔係数は、通常、120μm以上である。 The composition for hydraulic materials of the present invention is characterized in that the bubble spacing coefficient of a mortar composition obtained by adding 0.7% by mass of a shrinkage reducing agent for hydraulic materials to cement can be adjusted to 350 μm or less by an air void analyzer. It is preferable that the composition is to be used. In order to improve the freeze-thaw resistance of the composition for hydraulic materials, it is preferable to reduce large bubbles in the hydraulic material composition. The bubble spacing coefficient is an index of the size of air bubbles in the hydraulic material composition, and if the bubble spacing coefficient measured in this way is 350 μm or less, it can be said that there are few large bubbles. The bubble spacing coefficient is more preferably 330 μm or less, further preferably 300 μm or less, and particularly preferably 280 μm or less. The bubble spacing coefficient is usually 120 μm or more.
本発明の混和材料組成物は、上述の構成よりなり、収縮低減性とセメント組成物の流動性とをともに充分に発揮させることができるため、水硬性材料組成物等に好適に用いることができる。 Since the admixture material composition of the present invention has the above-mentioned structure and can sufficiently exhibit both shrinkage reduction and the fluidity of the cement composition, it can be suitably used for a hydraulic material composition or the like. ..
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Unless otherwise specified, "part" means "part by weight" and "%" means "mass%".
重合体、ポリアルキレングリコール化合物又は未置換ポリアミン化合物の分子量測定は、以下のようにして行った。
<分子量測定(GPC分析法)>
装置:Waters Alliance(2695)
解析ソフト:Waters社製、Empowerプロフェッショナル+GPCオプション
使用カラム:東ソー(株)製、TSKguardcolumnsα+TSKgelα5000+α4000+α3000
検出器:示差屈折率計(RI)検出器(Waters 2414)、多波長可視紫外(PDA)検出器(Waters 2996)
溶離液:水15076g、アセトニトリル3800gの混合溶媒にホウ酸93.98gと水酸化ナトリウムを30.4g溶解したもの
較正曲線作成用標準物質:ポリエチレングリコール(ピークトップ分子量(Mp)272500、219300、107000、50000、24000、12600、7100、4250、1470)
較正曲線:上記ポリエチレングリコールのMp値と溶出時間とを基礎にして3次式で作成した。
流量:1mL/分
カラム温度:40℃
測定時間:45分
試料液注入量:100μL
試料濃度:溶離液で1%に調整した。
The molecular weight of the polymer, polyalkylene glycol compound or unsubstituted polyamine compound was measured as follows.
<Molecular weight measurement (GPC analysis method)>
Equipment: Waters Alliance (2695)
Analysis software: Waters, Emper Professional + GPC option used Column: Tosoh Co., Ltd., TSKguardcorensα + TSKgelα5000 + α4000 + α3000
Detectors: Differential Refractometer (RI) Detector (Waters 2414), Multi-Wavelength Visible Ultraviolet (PDA) Detector (Waters 2996)
Eluent: 93.98 g of boric acid and 30.4 g of sodium hydroxide dissolved in a mixed solvent of 15076 g of water and 3800 g of acetonitrile Standard material for calibration curve preparation: Polyethylene glycol (peak top molecular weight (Mp) 272500, 219300, 107000, 50000, 24000, 12600, 7100, 4250, 1470)
Calibration curve: Prepared by a cubic formula based on the Mp value and elution time of the above polyethylene glycol.
Flow rate: 1 mL / min Column temperature: 40 ° C
Measurement time: 45 minutes Sample solution injection amount: 100 μL
Sample concentration: Adjusted to 1% with eluent.
(製造例1)重合体1の製造
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管および還流冷却装置を備えたガラス製反応容器に水90.3部を仕込み、撹拌下に、反応装置内を窒素置換し、窒素雰囲気下で92℃まで加熱した。メトキシポリエチレングリコールモノアクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数23)128.0部、メタクリル酸5.6部、水32.0部、30%水酸化ナトリウム水溶液0.43部および連鎖移動剤として3−メルカプトプロピオン酸0.71部を混合したモノマー水溶液を4時間かけて、ならびに、1.5%過硫酸アンモニウム42.0部を5時間かけて反応容器に滴下し、1.5%過硫酸アンモニウム水溶液滴下後、さらに1時間引き続いて92℃に温度を維持し、重合反応を完結させ、30%水酸化ナトリウム水溶液でpH7.0まで中和して酸量36.1モル%、重量平均分子量26000の重合体水溶液(重合体1)を得た。なお、上記酸量の割合は、重合体の製造に使用した単量体のモル数から計算した酸基を有する単量体の割合である。
(Production Example 1) Production of Polymer 1 900.3 parts of water is charged in a glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping device, a nitrogen introduction tube and a reflux cooling device, and nitrogen is mixed in the reaction device under stirring. It was replaced and heated to 92 ° C. in a nitrogen atmosphere. 128.0 parts of methoxypolyethylene glycol monoacrylate (average number of moles of ethylene oxide added 23), 5.6 parts of methacrylic acid, 32.0 parts of water, 0.43 parts of 30% aqueous sodium hydroxide solution, and 3-mercapto as a chain transfer agent. A monomer aqueous solution containing 0.71 part of propionic acid was added dropwise to the reaction vessel over 4 hours, and 42.0 parts of 1.5% ammonium persulfate was added dropwise to the reaction vessel over 5 hours. The temperature was maintained at 92 ° C. for another 1 hour to complete the polymerization reaction, and the polymer aqueous solution was neutralized to pH 7.0 with a 30% sodium hydroxide aqueous solution to have an acid content of 36.1 mol% and a weight average molecular weight of 26000. (Polymer 1) was obtained. The ratio of the amount of acid is the ratio of the monomer having an acid group calculated from the number of moles of the monomer used for producing the polymer.
(製造例2) 重合体2の製造
メトキシポリエチレングリコールモノアクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数23)123.8部、メタクリル酸8.9部、水30.9部、30%水酸化ナトリウム水溶液0.69部および連鎖移動剤として3−メルカプトプロピオン酸0.70部を混合したモノマー水溶液を使用する以外は、製造例1と同じ方法により酸量48.2モル%、重量平均分子量24000の重合体水溶液(重合体2)を得た。
(Production Example 2) Production of Polymer 2 Monomer polyethylene glycol monoacrylate (average number of moles of ethylene oxide added 23) 123.8 parts, 8.9 parts methacrylic acid, 30.9 parts water, 30% aqueous sodium hydroxide solution 0. A polymer aqueous solution having an acid content of 48.2 mol% and a weight average molecular weight of 24,000 by the same method as in Production Example 1 except that a monomer aqueous solution in which 69 parts and 0.70 parts of 3-mercaptopropionic acid were mixed as a chain transfer agent was used. (Polymer 2) was obtained.
(製造例3)重合体3の製造
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管および還流冷却装置を備えたガラス製反応容器に水69.3部を仕込み、撹拌下に、反応装置内を窒素置換し、窒素雰囲気下で92℃まで加熱した。メトキシポリエチレングリコールモノアクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数45)133.8部、メタクリル酸4.6部、水57.4部、30%水酸化ナトリウム水溶液0.35部および連鎖移動剤として3−メルカプトプロピオン酸1.87部を混合したモノマー水溶液を使用する以外は、製造例1と同じ方法により酸量45.2モル%、重量平均分子量11000の重合体水溶液(重合体3)を得た。
(Production Example 3) Production of polymer 3 69.3 parts of water is charged in a glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping device, a nitrogen introduction tube and a reflux cooling device, and nitrogen is inside the reaction device under stirring. It was replaced and heated to 92 ° C. in a nitrogen atmosphere. 133.8 parts of methoxypolyethylene glycol monoacrylate (average number of moles of ethylene oxide added 45), 4.6 parts of methacrylic acid, 57.4 parts of water, 0.35 parts of 30% aqueous sodium hydroxide solution and 3-mercapto as a chain transfer agent. A polymer aqueous solution (polymer 3) having an acid content of 45.2 mol% and a weight average molecular weight of 11000 was obtained by the same method as in Production Example 1 except that an aqueous monomer solution containing 1.87 parts of propionic acid was used.
(製造例4)重合体4の製造
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管および還流冷却装置を備えたガラス製反応容器に水91.3部を仕込み、撹拌下に、反応装置内を窒素置換し、窒素雰囲気下で80℃まで加熱した。メトキシポリエチレングリコールモノアクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数23)123.3部、メタクリル酸6.7部、ヒドロキシエチルアクリレート3.4部、水30.8部、30%水酸化ナトリウム水溶液0.60部および連鎖移動剤として3−メルカプトプロピオン酸0.91部を混合したモノマー水溶液を使用する以外は、製造例1と同じ方法により酸量36.1モル%、重量平均分子量26500の重合体水溶液(重合体4)を得た。
(Production Example 4) Production of polymer 4 91.3 parts of water is charged in a glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping device, a nitrogen introduction tube and a reflux cooling device, and nitrogen is mixed in the reaction device under stirring. It was replaced and heated to 80 ° C. in a nitrogen atmosphere. 123.3 parts of methoxypolyethylene glycol monoacrylate (average number of moles of ethylene oxide added 23), 6.7 parts of methacrylic acid, 3.4 parts of hydroxyethyl acrylate, 30.8 parts of water, 0.60 parts of 30% aqueous sodium hydroxide solution. And a polymer aqueous solution (heavy) having an acid content of 36.1 mol% and a weight average molecular weight of 26500 by the same method as in Production Example 1 except that a monomer aqueous solution containing 0.91 part of 3-mercaptopropionic acid was used as a chain transfer agent. A coalescence 4) was obtained.
(製造例5)重合体5の製造
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管および還流冷却装置を備えたガラス製反応容器に水91.3部を仕込み、撹拌下に、反応装置内を窒素置換し、窒素雰囲気下で80℃まで加熱した。メトキシポリエチレングリコールモノアクリレート(エチレンオキシドの平均付加モル数23)123.3部、メタクリル酸7.7部、ヒドロキシプロピルアクリレート2.0部、水30.8部、30%水酸化ナトリウム水溶液0.60部および連鎖移動剤として3−メルカプトプロピオン酸0.91部を混合したモノマー水溶液を使用する以外は、製造例1と同じ方法により酸量41.9モル%、重量平均分子量21000の重合体水溶液(重合体5)を得た。
(Production Example 5) Production of Polymer 5 91.3 parts of water is charged in a glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping device, a nitrogen introduction tube and a reflux cooling device, and nitrogen is mixed in the reaction device under stirring. It was replaced and heated to 80 ° C. in a nitrogen atmosphere. 123.3 parts of methoxypolyethylene glycol monoacrylate (average number of moles of ethylene oxide added 23), 7.7 parts of methacrylic acid, 2.0 parts of hydroxypropyl acrylate, 30.8 parts of water, 0.60 parts of 30% aqueous sodium hydroxide solution And a polymer aqueous solution (heavy) having an acid content of 41.9 mol% and a weight average molecular weight of 21000 by the same method as in Production Example 1 except that a monomer aqueous solution in which 0.91 part of 3-mercaptopropionic acid was mixed was used as a chain transfer agent. A coalescence 5) was obtained.
(製造例6)重合体6の製造
温度計、攪拌機、窒素導入管及び還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、重量平均分子量4500のポリエチレングリコール200.0部を仕込んで、窒素気流下120±5℃まで加温して溶融した。次に、温度を120±5℃に保ちながら、アクリル酸12.4部と、パーブチルD(商品名、日本油脂社製、ジ−t−ブチルパーオキサイド)2.5部とを別々に1時間にわたって連続的に滴下し、その後120±5℃に保ちながら1時間攪拌を続け、加熱を終了、80℃まで冷却したところで水200.0部を加え、さらに、30%水酸化ナトリウム水溶液でpH6.7まで中和して重量平均分子量5000および酸量79.5モル%の重合体水溶液(重合体6)を得た。
(Production Example 6) Production of Polymer 6 In a glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen introduction tube and a reflux condenser, 200.0 parts of polyethylene glycol having a weight average molecular weight of 4500 is charged and 120 parts under a nitrogen stream. It was heated to ± 5 ° C. and melted. Next, while maintaining the temperature at 120 ± 5 ° C., 12.4 parts of acrylic acid and 2.5 parts of perbutyl D (trade name, manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd., di-t-butyl peroxide) were separately added for 1 hour. After that, stirring was continued for 1 hour while keeping the temperature at 120 ± 5 ° C., heating was completed, 200.0 parts of water was added when the temperature was cooled to 80 ° C., and the pH was further increased with a 30% aqueous sodium hydroxide solution. It was neutralized to 7 to obtain a polymer aqueous solution (polymer 6) having a weight average molecular weight of 5000 and an acid content of 79.5 mol%.
(製造例7)重合体7の製造
(1.トシル化工程)
撹拌機を備えたガラス製反応器内に、重量平均分子量10000のポリエチレングルコール(PEG10000)を100.86部、トシルクロライド(TsCl)を4.576g、トリエチルアミン(Et3N)を3.036部、ジクロロメタン(CH2Cl2)を200.0部仕込んだ。反応系内を撹拌しながら、24時間反応を行った後、ろ過により塩を取り除き、ろ液を減圧下で脱溶媒を実施し、PEG10000の両末端トシル化体(PEG10000−2OTs)を得た。
(2.チオアセチル化工程)
撹拌機を備えたガラス製反応器内に、PEG10000−2OTsを96.65部、チオ酢酸カリウム(CH3COSK)を2.467部、アセトニトリル(CH3CN)を100.0部仕込んだ。反応系内を撹拌しながら、24時間反応を行った後、ろ過により塩を取り除き、減圧下で脱溶媒を実施しPEG10000の両末端チオアセチル化体(PEG10000−2SAc)を得た。
(3.加水分解工程)
撹拌機を備えたガラス製反応器内に、合成したPEG10000−2SAcを92.65部、メタノール(MeOH)を100.00部仕込みPEG10000−2SAcを溶解させ、1Nの水酸化ナトリウム(NaOH)水溶液を25.00部投入し10分間撹拌した後、1Nの塩酸(HCl)を25.00部投入しさらに10分間撹拌し、ジクロロメタンを投入し抽出を行い、有機層を回収し、減圧下で脱溶媒を実施しPAGジチオール化合物1を得た。
(4.ブロック重合工程)
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入官及び還流冷却装置を備えたガラス製反応装置に、イオン交換水15.0部を仕込み、攪拌下に反応装置を窒素置換し、窒素雰囲気下で80℃に昇温した後、そこへメタクリル酸(MAA)2.680部とイオン交換水(PW)10.720部からなる水溶液(A)(酸水溶液)を4.0時間かけ滴下し、(A)を滴下し始めると同時にPAGジチオール化合物1を31.37部とイオン交換水62.74部からなる水溶液(B)(PAGチオール水溶液)を4.0時間かけ滴下した。また、(A)を滴下し始めると同時にアゾ開始剤2,2’−アゾビス−2−メチルプロピオンアミジン塩酸塩[2,2’−azobis(2−methylpropionamidine)dihydrochloride](和光純薬工業株式会社製 V−50)0.2830部とイオン交換水8.843部からなる水溶液(C)を5.0時間かけ滴下した。その後、1時間引続いて80℃に温度を維持した後、冷却して、重合を終了し、30%水酸化ナトリウム水溶液でpH6.5まで中和して重量平均分子量11000および重量平均分子量10000のポリエチレングリコール1モルに対して5モルのメタクリル酸鎖を両末端に有する酸量90.9モル%の共重合体水溶液(重合体7)を得た。
(Production Example 7) Production of polymer 7 (1. Tosylation step)
In a glass reactor equipped with a stirrer, 100.86 parts of polyethylene glucol (PEG10000) having a weight average molecular weight of 10000, 4.576 g of tosyl chloride (TsCl), and 3.036 parts of triethylamine (Et 3 N). , Dichloromethane (CH 2 Cl 2 ) was charged in 200.0 parts. After the reaction was carried out for 24 hours while stirring the inside of the reaction system, the salt was removed by filtration, and the filtrate was desolvated under reduced pressure to obtain both-terminal tosylates of PEG10000 (PEG10000-2OTs).
(2. Thioacetylation step)
In a glass reactor equipped with a stirrer, 96.65 parts of PEG10000-2OTs, 2.467 parts of potassium thioacetate (CH 3 COSK), and 100.0 parts of acetonitrile (CH 3 CN) were charged. After carrying out the reaction for 24 hours while stirring the inside of the reaction system, the salt was removed by filtration, and the solvent was removed under reduced pressure to obtain a thioacetylated product having both ends of PEG10000 (PEG10000-2SAc).
(3. Hydrolysis step)
In a glass reactor equipped with a stirrer, 92.65 parts of the synthesized PEG10000-2SAc and 100.00 parts of methanol (MeOH) were charged to dissolve the PEG10000-2SAc, and a 1N aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH) was added. After adding 25.00 parts and stirring for 10 minutes, 25.00 parts of 1N hydrochloric acid (HCl) was added and stirred for another 10 minutes, dichloromethane was added and extraction was performed, the organic layer was recovered, and the solvent was removed under reduced pressure. Was carried out to obtain PAG dithiol compound 1.
(4. Block polymerization step)
15.0 parts of ion-exchanged water was charged into a glass reactor equipped with a thermometer, agitator, dropping device, nitrogen introducer and reflux cooling device, the reactor was replaced with nitrogen under stirring, and the temperature was 80 ° C. in a nitrogen atmosphere. After the temperature was raised to 2.680 parts of methacrylic acid (MAA) and 10.720 parts of ion-exchanged water (PW), an aqueous solution (A) (acid aqueous solution) consisting of 10.720 parts was added dropwise over 4.0 hours to (A). At the same time as the dropping was started, an aqueous solution (B) (PAG thiol aqueous solution) consisting of 31.37 parts of PAG dithiol compound 1 and 62.74 parts of ion-exchanged water was added dropwise over 4.0 hours. Further, at the same time when (A) is started to be dropped, the azo initiator 2,2'-azobis-2-methylpropionamidine hydrochloride [2,2'-azobis (2-methylropionamide) dihydrochloride] (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) V-50) An aqueous solution (C) consisting of 0.2830 parts and 8.843 parts of ion-exchanged water was added dropwise over 5.0 hours. Then, after maintaining the temperature at 80 ° C. for 1 hour, the polymer was cooled to complete the polymerization, and neutralized to pH 6.5 with a 30% aqueous sodium hydroxide solution to have a weight average molecular weight of 11000 and a weight average molecular weight of 10000. An aqueous copolymer solution (polymer 7) having 90.9 mol% of acid content having 5 mol of methacrylic acid chains at both ends with respect to 1 mol of polyethylene glycol was obtained.
(製造例8)重合体8の製造
(1.両末端エポキシ化ポリ(n=100)エチレングリコールの製造)
温度計、滴下装置及び還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、脱水テトラヒドロフラン(THF)10.00部を仕込み、マグネティックスターラーで撹拌、さらに氷で冷却しながら水素化ナトリウム1.00部を溶解させた。溶解後、氷で冷却しながらポリ(n=100)エチレングリコール50.00部、THF40.00部の混合液を0.5時間かけてゆっくりと滴下し、さらに5分程度撹拌した後、40℃に加温した。ここに、エピクロロヒドリン8.16部を内温40℃に維持しながら0.5時間かけて滴下し、さらに5時間撹拌した。その後、少量の脱イオン水を加えて未反応の水素化ナトリウムの処理を行い、さらにエバポレーターでTHFを溜去後、残渣物をジエチルエーテル200mlに滴下し、沈殿物を採取、乾燥させることにより両末端エポキシ化ポリ(n=100)エチレングリコールを得た。
(2.重合体8の製造)
温度計、攪拌機及び還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、両末端エポキシ化ポリ(n=100)エチレングリコール48.5部を仕込み、内温55℃になるよう加温し、撹拌した。ここに、L−アスパラギン酸2.87部、48%水酸化ナトリウム3.59部、水42.09部の混合液を、内温55℃に維持しながら、1.0時間かけてゆっくり滴下し、さらに2.5時間撹拌することにより重量平均分子量4800および酸量66.7モル%の重合体水溶液(重合体8)を得た。
(Production Example 8) Production of Polymer 8 (1. Production of epoxidized poly (n = 100) ethylene glycol at both ends)
In a glass reaction vessel equipped with a thermometer, a dropping device and a reflux condenser, 10.00 parts of dehydrated tetrahydrofuran (THF) was charged, stirred with a magnetic stirrer, and 1.00 parts of sodium hydride was dissolved while cooling with ice. I let you. After melting, a mixed solution of 50.00 parts of poly (n = 100) ethylene glycol and 40.00 parts of THF was slowly added dropwise over 0.5 hours while cooling with ice, and the mixture was further stirred for about 5 minutes and then at 40 ° C. It was heated to. To this, 8.16 parts of epichlorohydrin was added dropwise over 0.5 hours while maintaining the internal temperature at 40 ° C., and the mixture was further stirred for 5 hours. Then, a small amount of deionized water is added to treat the unreacted sodium hydride, and THF is further distilled off with an evaporator, the residue is added dropwise to 200 ml of diethyl ether, and the precipitate is collected and dried. Terminal epoxidized poly (n = 100) ethylene glycol was obtained.
(2. Production of polymer 8)
A glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer and a reflux condenser was charged with 48.5 parts of epoxidized poly (n = 100) ethylene glycol at both ends, heated to an internal temperature of 55 ° C., and stirred. Here, a mixed solution of 2.87 parts of L-aspartic acid, 3.59 parts of 48% sodium hydroxide, and 42.09 parts of water was slowly added dropwise over 1.0 hour while maintaining an internal temperature of 55 ° C. Then, the mixture was further stirred for 2.5 hours to obtain a polymer aqueous solution (polymer 8) having a weight average molecular weight of 4800 and an acid content of 66.7 mol%.
(製造例9)重合体9の製造
温度計、攪拌機、滴下漏斗、窒素導入管及び還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、エポミンSP−200(数平均分子量10000のポリエチレンイミン;日本触媒社製)123.7部を仕込み、攪拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で60℃まで加温し、撹拌した。ここに、アクリル酸メチル11.81部を0.5時間で滴下した後、1時間引き続いて60℃に温度を維持し、アクリル酸メチルの付加反応を終了した。次に、30wt%に調整したNaOH水溶液18.80部と純水340.5部を投入した後、温度を70℃まで昇温し、1時間かけてアクリル酸メチルの加水分解を行った。加水分解終了後、温度を20℃以下まで下げ、酢酸37.99部を加え、pH=8.4に調整することにより重量平均分子量10450および酸量91.7モル%の重合体水溶液(重合体9)を得た。
(Production Example 9) Production of Polymer 9 In a glass reaction vessel equipped with a thermometer, agitator, a dropping funnel, a nitrogen introduction tube and a reflux condenser, Epomin SP-200 (polyethylene imine having a number average molecular weight of 10000; Nippon Catalyst Co., Ltd.) (Manufactured) 123.7 parts were charged, the inside of the reaction vessel was replaced with nitrogen under stirring, and the mixture was heated to 60 ° C. under a nitrogen atmosphere and stirred. To this, 11.81 parts of methyl acrylate was added dropwise over 0.5 hours, and then the temperature was maintained at 60 ° C. for 1 hour to complete the addition reaction of methyl acrylate. Next, 18.80 parts of an aqueous NaOH solution adjusted to 30 wt% and 340.5 parts of pure water were added, and then the temperature was raised to 70 ° C., and methyl acrylate was hydrolyzed over 1 hour. After the completion of hydrolysis, the temperature is lowered to 20 ° C. or lower, 37.99 parts of acetic acid is added, and the pH is adjusted to 8.4 to adjust the weight average molecular weight to 10450 and the acid content to 91.7 mol%. 9) was obtained.
(製造例10)重合体10の製造
温度計、攪拌機、滴下漏斗、窒素導入管及び還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、エポミンSP−200(数平均分子量10000のポリエチレンイミン;日本触媒社製) 102.5部、アクリル酸メチル6.43部を使用する以外は、製造例9と同じ方法により重量平均分子量10300および酸量87.9モル%の重合体水溶液(重合体10)を得た。
(Production Example 10) Production of polymer 10 In a glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping funnel, a nitrogen introduction tube and a reflux condenser, Epomin SP-200 (polyethyleneimine having a number average molecular weight of 10000; Nippon Catalyst Co., Ltd.) (Manufactured by) A polymer aqueous solution (polymer 10) having a weight average molecular weight of 10300 and an acid content of 87.9 mol% was obtained by the same method as in Production Example 9 except that 102.5 parts and 6.43 parts of methyl acrylate were used. It was.
(比較製造例1)比較重合体1の製造
特許第3179022号公報の参考例4と同様の方法で酸量61.3モル%の比較重合体水溶液(比較重合体1)を得た。
(Comparative Production Example 1) Production of Comparative Polymer 1 An aqueous comparative polymer solution (comparative polymer 1) having an acid content of 61.3 mol% was obtained in the same manner as in Reference Example 4 of Japanese Patent No. 3179022.
(比較製造例2)比較重合体2の製造
温度計、攪拌機、窒素導入管及び還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、重量平均分子量6000のポリエチレングリコール112.5部、アクリル酸28.7部を使用する以外は、製造例6と同じ方法で酸量95.5モル%の比較重合体水溶液(比較重合体2)を得た。
(Comparative Production Example 2) Production of Comparative Polymer 2 In a glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen introduction tube and a reflux condenser, 112.5 parts of polyethylene glycol having a weight average molecular weight of 6000 and 28.7 parts of acrylic acid A comparative polymer aqueous solution (comparative polymer 2) having an acid content of 95.5 mol% was obtained by the same method as in Production Example 6 except that parts were used.
(比較製造例3)比較重合体3の製造
(1.トシル化工程)
撹拌機を備えたガラス製反応器内に、エチレンオキシドの平均付加モル数25のポリエチレングリコール(PEG1000)を33.33部、トシルクロライド(TsCl)を13.75部、トリエチルアミン(Et3N)を9.15部およびジクロロメタン200.0部を使用した以外は、製造例7のトシル化工程と同様の方法でPEG1000のトシル化体(PEG1000−OTs)を得た。
(2.チオアセチル化工程)
撹拌機を備えたガラス製反応器内に、PEG1000−OTsを40.00部、チオ酢酸カリウム(CH3COSK)を9.437部使用した以外は、製造例7のチオアセチル化工程と同様の方法でPEG1000のチオアセチル化体(PEG1000−SAc)を得た。
(3.加水分解工程)
撹拌機を備えたガラス製反応器内に、合成したPEG1000−SAcを43.572部、メタノール(MeOH)を70.00部使用した以外は、製造例7の加水分解工程と同様の方法でPAGジチオール化合物2を得た。
(4.ブロック重合工程)
酸水溶液にメタクリル酸121.30部と30%水酸化ナトリウム水溶液18.806部とイオン交換水435.2部を、PAG水溶液にPAGジチオール化合物2 37.50部とイオン交換水65.54部を使用する以外は製造例7のブロック重合工程と同様の方法により重量平均分子量6430およびエチレンオキシドの平均付加モル数25のポリエチレングリコール1モルに対して20モルのメタクリル酸鎖を両末端に有する酸量97.6モル%の共重合体水溶液(比較重合体3)を得た。
(Comparative Production Example 3) Production of Comparative Polymer 3 (1. Tosylation Step)
In a glass reactor equipped with a stirrer, 33.33 parts of polyethylene glycol (PEG1000) having an average addition molar number of 25 ethylene oxide, 13.75 parts of tosyl chloride (TsCl), and 9 parts of triethylamine (Et 3 N). Tosylated products of PEG1000 (PEG1000-OTs) were obtained in the same manner as in the tosylation step of Production Example 7, except that .15 parts and 200.0 parts of dichloromethane were used.
(2. Thioacetylation step)
The same method as the thioacetylation step of Production Example 7 except that 40.00 parts of PEG1000-OTs and 9.437 parts of potassium thioacetate (CH 3 COSK) were used in a glass reactor equipped with a stirrer. A thioacetylated product of PEG1000 (PEG1000-SAc) was obtained.
(3. Hydrolysis step)
PAG was carried out in the same manner as in the hydrolysis step of Production Example 7, except that 43.572 parts of the synthesized PEG1000-SAc and 70.00 parts of methanol (MeOH) were used in a glass reactor equipped with a stirrer. Dithiol compound 2 was obtained.
(4. Block polymerization step)
121.30 parts of methacrylic acid, 18.806 parts of 30% sodium hydroxide aqueous solution and 435.2 parts of ion-exchanged water were added to the acid aqueous solution, and 37.50 parts of PAG dithiol compound 2 and 65.54 parts of ion-exchanged water were added to the PAG aqueous solution. An acid amount 97 having 20 mol of methacrylic acid chains at both ends with respect to 1 mol of polyethylene glycol having a weight average molecular weight of 6430 and an average addition molar number of 25 ethylene oxide by the same method as the block polymerization step of Production Example 7 except that it is used. A 6 mol% aqueous copolymer solution (comparative polymer 3) was obtained.
(製造例11)ポリカルボン酸系減水剤(PC−1)の製造
温度計、撹拌機、滴下装置、窒素導入管及び還流冷却器を備えたガラス製反応容器に水1698部を仕込み、撹拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で80℃まで加熱した。次に、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリル酸エステル(エチレンオキシドの平均付加モル数25個)1668部、メタクリル酸332部および水500部を混合し、さらに連鎖移動剤としてメルカプトプロピオン酸16.7部を均一に混合することにより、モノマー水溶液を調製した。このモノマー水溶液及び10%過硫酸アンモニウム水溶液184部をそれぞれ4時間で滴下し、滴下終了後更に10%過硫酸アンモニウム水溶液46部を1時間で滴下した。その後1時間引き続いて80℃に温度を維持し、重合反応を完結させ、30%水酸化ナトリウム水溶液で中和して重量平均分子量23,800の重合体水溶液(PC−1)を得た。
(Production Example 11) Production of polycarboxylic acid-based water reducing agent (PC-1) 1698 parts of water is charged in a glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping device, a nitrogen introduction tube and a reflux condenser, and the mixture is stirred. The inside of the reaction vessel was replaced with nitrogen and heated to 80 ° C. in a nitrogen atmosphere. Next, 1668 parts of methoxypolyethylene glycol monomethacrylic acid ester (average number of moles of ethylene oxide added: 25), 332 parts of methacrylic acid and 500 parts of water were mixed, and 16.7 parts of mercaptopropionic acid was uniformly added as a chain transfer agent. An aqueous monomer solution was prepared by mixing. 184 parts of each of the monomer aqueous solution and the 10% ammonium persulfate aqueous solution was added dropwise in 4 hours, and 46 parts of the 10% ammonium persulfate aqueous solution was further added dropwise in 1 hour after the completion of the addition. After that, the temperature was continuously maintained at 80 ° C. for 1 hour to complete the polymerization reaction, and the mixture was neutralized with a 30% aqueous sodium hydroxide solution to obtain a polymer aqueous solution (PC-1) having a weight average molecular weight of 23,800.
(製造例12)ポリカルボン酸系減水剤(PC−2)の製造
温度計、攪拌機、滴下装置、環流冷却器を備えたガラス製反応容器に、イオン交換水72.26部、3−メチル−3−ブテン−1−オールにエチレンオキサイドを50モル付加した不飽和アルコール127.74部を仕込み、65℃に昇温した後、そこへ過酸化水
素30%水溶液0.38部を添加し、アクリル酸40%水溶液19.83部を3時間、3−メルカプトプロピオン酸0.35部を3時間、L−アスコルビン酸2.1%水溶液6.99部を3.5時間かけて滴下した。その後、60分間引き続いて65℃に温度を維持して重合反応を完結させ、温度を50℃以下に降温し水酸化ナトリウム5.0%水溶液79.12部でpH4からpH7になるように中和し、重量平均分子量27,000の重合体水溶液(PC−2)を得た。
(Production Example 12) Production of polycarboxylic acid-based water reducing agent (PC-2) 72.26 parts of ion-exchanged water, 3-methyl- in a glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, a dropping device, and a recirculation cooler. 127.74 parts of unsaturated alcohol to which 50 mol of ethylene oxide was added to 3-butene-1-ol was charged, the temperature was raised to 65 ° C., and then 0.38 part of a 30% aqueous solution of hydrogen peroxide was added to acrylic acid. 19.83 parts of a 40% aqueous acid solution was added dropwise over 3 hours, 0.35 parts of 3-mercaptopropionic acid was added dropwise over 3 hours, and 6.99 parts of a 2.1% aqueous solution of L-ascorbic acid was added dropwise over 3.5 hours. Then, the temperature was continuously maintained at 65 ° C. for 60 minutes to complete the polymerization reaction, the temperature was lowered to 50 ° C. or lower, and neutralized with 79.12 parts of a 5.0% aqueous sodium hydroxide solution from pH 4 to pH 7. Then, an aqueous polymer solution (PC-2) having a weight average molecular weight of 27,000 was obtained.
(本発明における条件(1)及び(2)の値の測定)
下記の配合で、JASS 5 M402準拠のモルタルを調製し、下記15打フロー、0打フローの測定方法により、上記重合体1〜10、比較重合体1〜3並びに市販品である重量平均分子量1000のポリエチレングリコール(PEG1000:比較重合体4)、重量平均分子量4500のポリエチレングリコール(PEG4500:比較重合体5)、及び、数平均分子量10000のポリエチレンイミン(PEI)(SP−200:比較重合体6)について、本発明における条件(1):(該化合物含有モルタル組成物の15打フロー値)/(該化合物を含まないモルタルの15打フロー値)×100、条件(2):(2時間後の15打フロー値の比)/(10分後の15打フロー値の比)×100の値を測定した。結果を表1に示す。表1における(I)〜(V)は、上述した本発明における重合体の分類を記載したものであり、それぞれの分類は以下のとおりである。
なお、JASS 5 M402準拠のモルタルに重合体(収縮低減剤)を添加する場合には、水と重合体との合計が225gとなるように添加した。
(I):ポリカルボン酸系重合体
(II):グラフト重合体
(III):(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体
(IV):キレートPEG重合体
(V):ポリアミン系重合体
(Measurement of values of conditions (1) and (2) in the present invention)
A JASS 5 M402 compliant mortar was prepared with the following formulation, and the above polymers 1 to 10, comparative polymers 1 to 3, and commercially available weight average molecular weight 1000 were prepared by the following 15-stroke flow and 0-stroke flow measurement methods. Polyethylene glycol (PEG1000: Comparative Polymer 4), polyethylene glycol having a weight average molecular weight of 4500 (PEG4500: Comparative Polymer 5), and polyethyleneimine (PEI) having a number average molecular weight of 10000 (SP-200: Comparative Polymer 6). Condition (1): (15 stroke flow value of the polymer-containing polymer composition) / (15 stroke flow value of the polymer not containing the compound) × 100, condition (2): (after 2 hours). The value of (ratio of 15-stroke flow value) / (ratio of 15-stroke flow value after 10 minutes) × 100 was measured. The results are shown in Table 1. (I) to (V) in Table 1 describe the classification of the polymer in the present invention described above, and each classification is as follows.
When the polymer (shrinkage reducing agent) was added to the JASS 5 M402 compliant mortar, it was added so that the total amount of water and the polymer was 225 g.
(I): Polycarboxylic acid-based polymer (II): Graft polymer (III): (Poly) alkylene glycol-based block copolymer (IV): Chelate PEG polymer (V): Polyamine-based polymer
<JASS 5 M402準拠のモルタル>
普通ポルトランドセメント(JIS R 5210適合品) 450g
水(脱イオン水) 225g
ISO砂(セメント協会) 1350g
モルタル空気量が、収縮低減剤無添加(プレーン)±3%となるように消泡剤(マスターエア404(BASFジャパン社製)を添加)
<モルタル組成物の混練>
モルタル組成物の混練はJIS R5201−1997附属書2の方法に従い、以下のとおり実施した。セメント100重量部に対して固形分0.1%又は1.0%となるように各重合体または収縮低減剤および消泡剤を秤量して水で希釈したもの225gを練鉢に仕込み、これに普通ポルトランドセメント450gを入れ、直ちに低速(自転速度140±5rpm、公転速度62±10rpm)で始動させた。始動させてから30秒後にセメント強さ試験用標準砂(JIS R5201−1997附属書2の5.1.3に規定)1350gを30秒間かけて入れた。砂投入後、高速(自転速度285±10rpm、公転速度125±10rpm)にてさらに30秒間混練し、90秒間混練を休止した。休止の最初の15秒間に練鉢に付着したモルタルを掻落し、底に付着したモルタルを中央に集めた。休止後、再度高速で60秒間混練し、混練を終了した。
混練終了後、練鉢からモルタルを取り出し、空気量の測定をJIS A1174−1978の方法に従い行った。
さらに、混練から10分後に練鉢からモルタルを取り出し、以下に示すJIS R5201−1997の方法に従いモルタルフローの測定を行った。空気量およびモルタルフロー値の測定後のモルタルは容量1000mlのポリビーカーに入れ、乾燥を防ぐため濡れた雑巾で容器の上部を覆い保管した。また、混練開始から1時間毎にステンレス製の匙を使用してモルタル全体を10回程度撹拌した。
混練から2時間後、ステンレス製の匙を使用してモルタル全体を10回程度撹拌した後、15打フロー測定を行った。
<JASS 5 M402 compliant mortar>
Ordinary Portland cement (JIS R 5210 compliant product) 450g
Water (deionized water) 225 g
ISO Sand (Cement Association) 1350g
Defoamer (master air 404 (manufactured by BASF Japan) added) so that the amount of mortar air is ± 3% without shrinkage reducing agent (plain)
<Kneading of mortar composition>
The kneading of the mortar composition was carried out according to the method of JIS R5201-1997 Annex 2 as follows. 225 g of each polymer or shrinkage reducing agent and defoaming agent diluted with water so as to have a solid content of 0.1% or 1.0% with respect to 100 parts by weight of cement was charged into a kneading pot. 450 g of ordinary Portland cement was placed therein, and the mixture was immediately started at a low speed (rotation speed 140 ± 5 rpm, revolution speed 62 ± 10 rpm). Thirty seconds after the start-up, 1350 g of standard sand for cement strength test (specified in 5.1.3 of JIS R5201-1997 Annex 2) was added over 30 seconds. After the sand was added, the mixture was kneaded at a high speed (rotation speed 285 ± 10 rpm, revolution speed 125 ± 10 rpm) for another 30 seconds, and kneading was stopped for 90 seconds. The mortar attached to the kneading pot was scraped off during the first 15 seconds of the rest, and the mortar attached to the bottom was collected in the center. After the rest, kneading was performed again at high speed for 60 seconds to complete the kneading.
After the kneading was completed, the mortar was taken out from the kneading pot and the amount of air was measured according to the method of JIS A1174-1978.
Further, 10 minutes after the kneading, the mortar was taken out from the kneading pot, and the mortar flow was measured according to the method of JIS R5201-1997 shown below. After measuring the air volume and the mortar flow value, the mortar was placed in a polybeaker having a capacity of 1000 ml, and the top of the container was covered with a wet cloth to prevent drying. In addition, the entire mortar was stirred about 10 times using a stainless steel spoon every hour from the start of kneading.
Two hours after kneading, the entire mortar was stirred about 10 times using a stainless steel spoon, and then a 15-stroke flow measurement was performed.
<モルタル組成物の0打フローおよび15打フロー測定>
モルタル組成物の0打フローおよび15打フロー測定は、JIS R5201−1997の方法に従い以下のようにして行った。
モルタルを、乾燥した布でよく拭ったフローテーブル上の中央の位置に置いたフローコーン(上部内径70±0.5mm、下部内径100±0.5mm、高さ60±0.5mm)に2回に分けて入れる。1/2の高さまで入れ、突き棒(直径20±1mm、長さ200mm)で全面を15回突いた後、フローコーンの上部までモルタルを入れ、突き棒で全面を15回突き、不足分があれば補い表面をならす。その後、フローコーンを真上に取り去り広がったモルタルの直径を測定し、0打フロー値とした。0打フロー測定後、フローテーブルに15秒間で15回の落下運動を与えた後、広がったモルタルの直径を測定し、15打フロー値とした。
直径の測定は、モルタルの広がった後の径の最大と認められる方向と、これに直角な方向とで行い、平均値を0打および15打フロー値とした。
<Measurement of 0-stroke flow and 15-stroke flow of mortar composition>
The 0-stroke flow and 15-stroke flow measurements of the mortar composition were carried out as follows according to the method of JIS R5201-1997.
Twice the mortar on a flow cone (upper inner diameter 70 ± 0.5 mm, lower inner diameter 100 ± 0.5 mm, height 60 ± 0.5 mm) placed in the center position on a flow table wiped well with a dry cloth. Divide into and put in. Insert it to a height of 1/2, poke the entire surface 15 times with a thrust rod (diameter 20 ± 1 mm, length 200 mm), then insert mortar to the top of the flow cone, pierce the entire surface 15 times with a thrust rod, and there is a shortage. If there is, make up for it and smooth the surface. Then, the flow cone was removed directly above and the diameter of the spread mortar was measured and set to a 0-stroke flow value. After measuring the 0-stroke flow, the flow table was given a falling motion 15 times in 15 seconds, and then the diameter of the spread mortar was measured to obtain a 15-stroke flow value.
The diameter was measured in the direction recognized as the maximum diameter of the mortar after spreading and in the direction perpendicular to this, and the average value was taken as the flow value of 0 strokes and 15 strokes.
<実施例1〜12及び比較例1〜15:モルタル流動性及び収縮低減性能評価>
下記の方法により、上記重合体1〜10、又は比較重合体1〜6と上記ポリカルボン酸系減水剤PC−1〜2とを組み合わせて、モルタル流動性及び収縮低減性能の評価を行った。各化合物の添加量をモルタル流動性が180〜200mmとなるように各化合物の添加量を調節した。
各化合物の添加量、並びに、モルタル流動性及び収縮低減性能の結果を表2及び3に示した。
<Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 15: Evaluation of mortar fluidity and shrinkage reduction performance>
The mortar fluidity and shrinkage reduction performance were evaluated by combining the above polymers 1 to 10 or the comparative polymers 1 to 6 with the above polycarboxylic acid-based water reducing agent PC-1 to 2 by the following method. The amount of each compound added was adjusted so that the mortar fluidity was 180 to 200 mm.
Tables 2 and 3 show the addition amount of each compound and the results of mortar fluidity and shrinkage reduction performance.
(モルタルの混練)
下記に示すモルタル配合
普通ポルトランドセメント(JIS R 5210適合品) 500g
水(脱イオン水)+添加剤 225g
大井川産陸砂(粒径5mm以上の砂を除去;密度2.69g/cm3) 1350g
により、JIS R5201−1997附属書2の方法に従い、上述の本発明における条件(1)、(2)の値の測定におけるモルタル組成物の混練と同様の方法で行った。混練終了後、練鉢からモルタルを取り出し、JIS A1171記載の鋼製のスランプコーン(上端内径50±0.5mm、下端内径100±0.5mm、高さ150±0.5mm)を使用して、以下に示す方法に従いモルタル流動性の測定および収縮低減性能評価用の供試体の作成を行った。
<モルタル流動性の測定>
スランプコーンを水平に設置した鋼製の平板の上に置き、上述の方法で混練したモルタルをスランプコーンの約1/2の高さまで詰め、突き棒で15回突く。15回突いた後、スランプコーンの上部までモルタルを詰め突き棒で15回突く。さらに、モルタルの上面をスランプコーンの上面に合わせてならした後、直ちにスランプコーンを静かに鉛直に引き上げる。次に、モルタルの広がりが停止したことを確認した後、広がったモルタルの長径と長径に直行する直径をそれぞれ測定し、平均値をモルタル流動性とした。
<収縮低減性能評価>
(供試体の作成)
収縮低減性能評価に使用する供試体(4×4×16cm)は、前述の<モルタル組成物の混練>に従い混練したモルタルを使用して、JIS R 5201附属書2の方法に従い実施した。
型枠には予めシリコングリースを塗布して容易に脱型できるようにすると共に、両端にゲージプラグを装着した。モルタルを混練直後に型枠に入れ、密閉し20℃で保管し、初期養生(封緘養生)を行なった。1日後に脱型し、供試体に付着したシリコングリースをたわしを用いて水で洗浄し、続いて20℃の静水中で6日間養生(水中養生)した。
(長さ変化の測定)
JIS A1129−3(ダイヤルゲージ方法)に従い、ダイヤルゲージ((株)西日本試験機社製)を使用した。静水中で6日間養生した供試体の表面の水を紙タオルでふき取った後、直ちに測長し、この時点の長さを基準とした。その後、温度20±1℃、湿度60±5%に設定した恒温恒湿室内に保存し、適時測長した。
この際、下記式で示す収縮低減率の計算を行い、本発明の組成物を使用しない基準モルタルの収縮量に対して、本発明の組成物の添加時に収縮を低減できた値とした。値が大きいほど収縮を低減できたことを示す。
(Mortar kneading)
Ordinary Portland cement containing mortar shown below (JIS R 5210 compliant product) 500 g
Water (deionized water) + additive 225g
Land sand from Oi River (removes sand with a particle size of 5 mm or more; density 2.69 g / cm 3 ) 1350 g
Therefore, according to the method of JIS R5201-1997 Annex 2, the kneading of the mortar composition in the above-mentioned measurement of the values of the conditions (1) and (2) in the present invention was carried out. After the kneading is completed, the mortar is taken out from the kneading pot, and a steel slump cone (upper end inner diameter 50 ± 0.5 mm, lower end inner diameter 100 ± 0.5 mm, height 150 ± 0.5 mm) described in JIS A1171 is used. Specimens for measuring mortar fluidity and evaluating shrinkage reduction performance were prepared according to the methods shown below.
<Measurement of mortar fluidity>
The slump cone is placed on a horizontally placed steel flat plate, and the mortar kneaded by the above method is packed to a height of about 1/2 of the slump cone and pierced 15 times with a stick. After poking 15 times, stuff the mortar to the top of the slump cone and poke it 15 times with a stick. In addition, after smoothing the top surface of the mortar to the top surface of the slump cone, immediately gently pull the slump cone vertically. Next, after confirming that the spread of the mortar had stopped, the major axis of the expanded mortar and the diameter orthogonal to the major axis were measured, respectively, and the average value was taken as the mortar fluidity.
<Evaluation of shrinkage reduction performance>
(Creation of specimen)
The specimen (4 × 4 × 16 cm) used for the evaluation of shrinkage reduction performance was carried out according to the method of JIS R 5201 Annex 2 using the mortar kneaded according to the above-mentioned <Kneading of mortar composition>.
Silicone grease was applied to the mold in advance so that it could be easily removed, and gauge plugs were attached to both ends. Immediately after kneading, the mortar was placed in a mold, sealed and stored at 20 ° C. for initial curing (sealing curing). After 1 day, the mold was removed, and the silicon grease adhering to the specimen was washed with water using a scrubbing brush, and then cured in still water at 20 ° C. for 6 days (underwater curing).
(Measurement of length change)
A dial gauge (manufactured by Nishinihon Testing Machine Co., Ltd.) was used in accordance with JIS A1129-3 (dial gauge method). After wiping off the water on the surface of the specimen cured in still water for 6 days with a paper towel, the length was measured immediately, and the length at this point was used as a reference. Then, it was stored in a constant temperature and humidity chamber set at a temperature of 20 ± 1 ° C. and a humidity of 60 ± 5%, and the length was measured in a timely manner.
At this time, the shrinkage reduction rate represented by the following formula was calculated, and the shrinkage was set to a value capable of reducing the shrinkage when the composition of the present invention was added with respect to the shrinkage amount of the reference mortar not using the composition of the present invention. The larger the value, the more the shrinkage could be reduced.
実施例1〜12において重合体1〜10を使用した場合、PC−1、2いずれの組み合わせにおいてもこれら重合体を使用しない比較例1及び11に比べて、より少量の減水剤添加量で同等のモルタル流動性を示した。一方、重合体1、3、4、6、8及び9をそれぞれ単独で使用した比較例6〜10及び15は、モルタル流動性の値が他に比べて低いことから、これらの重合体自体にはモルタル流動性を向上させる効果は殆ど認められないことが明らかとなった。このような単独ではモルタル流動性の向上に寄与しない重合体をポリカルボン酸系減水剤と組み合わせることで、ポリカルボン酸系減水剤の量を少なくしてもモルタル流動性に優れたものとなることは、当業者が予測することのできない効果である。
また、収縮低減剤として、上記重合体1〜10を用いることにより、収縮低減剤としてPEG1000、PEG4500及びSP−200を用いた場合よりも、少ない添加量で同等以上の収縮低減性を示すことも明らかとなった。
When the polymers 1 to 10 are used in Examples 1 to 12, the combination of PC-1 and 2 is equivalent to the amount of the water reducing agent added in a smaller amount as compared with Comparative Examples 1 and 11 in which these polymers are not used. Mortar fluidity was shown. On the other hand, in Comparative Examples 6 to 10 and 15 in which the polymers 1, 3, 4, 6, 8 and 9 were used alone, the mortar fluidity values were lower than those of the others. It was clarified that the effect of improving the mortar fluidity was hardly observed. By combining such a polymer that does not contribute to the improvement of mortar fluidity by itself with a polycarboxylic acid-based water reducing agent, the mortar fluidity can be improved even if the amount of the polycarboxylic acid-based water reducing agent is reduced. Is an effect that cannot be predicted by those skilled in the art.
Further, by using the above polymers 1 to 10 as the shrinkage reducing agent, it is possible to exhibit the same or higher shrinkage reducing property with a smaller amount of addition than when PEG1000, PEG4500 and SP-200 are used as the shrinkage reducing agent. It became clear.
Claims (2)
該水硬性材料用収縮低減剤は、下記(I)〜(V)からなる群より選択される少なくとも1種の化合物を含み、
該水硬性材料用収縮低減剤及びポリカルボン酸系減水剤の含有割合が、混和材料組成物100質量%に対してそれぞれ30〜90質量%、10〜70質量%であることを特徴とする混和材料組成物。
(I):
下記式(1);
該重合体は、構造単位(I)の割合が、全構造単位100質量%に対して、70〜97質量%であり、構造単位(II)の割合が、全構造単位100モル%に対して、10〜59モル%であり、重量平均分子量が、4000〜32000である重合体
(II):
下記式(3);
[V−(OA1)f−]kY[−(B1O)g−W]l (3)
(式(3)中、V、Wは、同一又は異なって、水素原子又は炭素原子数1〜30の炭化水素基を表す。OA1、B1Oは、同一又は異なって、炭素数2〜18のオキシアルキレン基を表す。f、gは、それぞれ、OA1、B1Oの平均付加モル数を表し、f、gは、同一又は異なって、0〜2000であり、f+g=1〜2000である。Yは活性水素を有する化合物の残基を表す。k、lは、同一又は異なって、0〜6である。ただし、k+lは1以上である。)で表されるポリエーテル化合物にエチレン性不飽和単量体をグラフト重合してなる重合体であって、
該エチレン性不飽和単量体は不飽和カルボン酸系単量体を含み、
該重合体は、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合が、全構造単位100質量%に対して、0.1〜12質量%であり、該ポリエーテル化合物の重量平均分子量が、1500〜50000である重合体
(III):
エチレン性不飽和単量体成分由来の高分子鎖(A)と(ポリ)アルキレングリコール鎖(B)の末端とが結合部位(X)を介して結合した構造を有する共重合体であって、
該エチレン性不飽和単量体は、不飽和アニオン系単量体を含み、
該共重合体は、不飽和アニオン系単量体由来の構造単位の割合が、(ポリ)アルキレングリコール鎖1モルに対して1〜30モルであり、(ポリ)アルキレングリコール鎖を形成する(ポリ)アルキレングリコールの重量平均分子量が、1500〜50000である(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体
(IV):
直鎖状又は分岐状ポリアルキレングリコール鎖の少なくとも2つの末端に、金属、金属化合物及び金属イオンの少なくとも1つに対して吸着能を示す有機残基が結合したポリアルキレングリコール化合物であって、
該ポリアルキレングリコール化合物は、ポリアルキレングリコール鎖を形成するポリアルキレングリコールの重量平均分子量が、1500〜50000であり、
該有機残基は、カルボニル基、水酸基、アミノ基、チオール基、リン酸基、亜リン酸基及びシラン基からなる群より選択される少なくとも1つの官能基を有するポリアルキレングリコール化合物
(V):
酸基含有側鎖を有するポリアミン化合物であって、
該ポリアミン化合物は、未置換ポリアミン化合物由来の構造単位と不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位とを有し、該不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合が、全構造単位100モル%に対して、25〜99モル%である酸基含有側鎖を有するポリアミン化合物 An admixture material composition containing a shrinkage reducing agent for hydraulic materials and a polycarboxylic acid-based water reducing agent.
The water-hardening material for shrinkage reducing agents, see contains at least one compound selected from the group consisting of: (I) ~ (V),
The content ratios of the shrinkage reducing agent for hydraulic materials and the polycarboxylic acid-based water reducing agent are 30 to 90% by mass and 10 to 70% by mass, respectively, with respect to 100% by mass of the admixture material composition. Material composition.
(I):
The following formula (1);
In the polymer, the ratio of the structural unit (I) is 70 to 97% by mass with respect to 100% by mass of the total structural unit, and the ratio of the structural unit (II) is 100 mol% with respect to the total structural unit. , 10-59 mol% and a weight average molecular weight of 4000-32000: Polymer (II):
The following formula (3);
[V- (OA 1) f - ] k Y [- (B 1 O) g -W] l (3)
(In the formula (3), V and W are the same or different and represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. OA 1 and B 1 O are the same or different and have 2 to 2 carbon atoms. Represents 18 oxyalkylene groups. F and g represent the average number of added moles of OA 1 and B 1 O, respectively, and f and g are the same or different, 0 to 2000, and f + g = 1 to 2000. Y represents the residue of the compound having active hydrogen. K and l are the same or different, 0 to 6. However, k + l is 1 or more.) A polymer obtained by graft-polymerizing an ethylenically unsaturated monomer.
The ethylenically unsaturated monomer contains an unsaturated carboxylic acid-based monomer and contains
In the polymer, the proportion of structural units derived from unsaturated carboxylic acid-based monomers is 0.1 to 12% by mass with respect to 100% by mass of all structural units, and the weight average molecular weight of the polyether compound is , 1500-50000 Polymer (III):
A copolymer having a structure in which a polymer chain (A) derived from an ethylenically unsaturated monomer component and a terminal of a (poly) alkylene glycol chain (B) are bonded via a binding site (X).
The ethylenically unsaturated monomer contains an unsaturated anionic monomer and contains
In the copolymer, the ratio of the structural unit derived from the unsaturated anionic monomer is 1 to 30 mol with respect to 1 mol of the (poly) alkylene glycol chain, and the (poly) alkylene glycol chain is formed (poly). ) (Poly) alkylene glycol-based block copolymer (IV): alkylene glycol having a weight average molecular weight of 1500 to 50,000.
A polyalkylene glycol compound in which at least two ends of a linear or branched polyalkylene glycol chain are bonded to an organic residue exhibiting an adsorptive ability to at least one of a metal, a metal compound and a metal ion.
The polyalkylene glycol compound has a weight average molecular weight of 1500 to 50,000 of the polyalkylene glycol forming the polyalkylene glycol chain.
The organic residue is a polyalkylene glycol compound (V) having at least one functional group selected from the group consisting of a carbonyl group, a hydroxyl group, an amino group, a thiol group, a phosphoric acid group, a phosphite group and a silane group:
A polyamine compound having an acid group-containing side chain.
The polyamine compound has a structural unit derived from an unsubstituted polyamine compound and a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid-based monomer, and the ratio of the structural unit derived from the unsaturated carboxylic acid-based monomer is the total structure. A polyamine compound having an acid group-containing side chain which is 25 to 99 mol% with respect to 100 mol% of a unit.
該水硬性材料用収縮低減剤は下記(I)〜(V)からなる群より選択される少なくとも1種の化合物を含み、
該水硬性材料用収縮低減剤及びポリカルボン酸系減水剤の水硬性材料に対する固形分換算の割合が、それぞれ0.0001〜10重量%、0.001〜10重量%であり、収縮低減剤とポリカルボン酸系減水剤との配合割合(収縮低減剤の質量)/(減水剤の質量)が97/3〜70/30であることを特徴とする水硬性材料組成物。
(I):
下記式(1);
該重合体は、構造単位(I)の割合が、全構造単位100質量%に対して、70〜97質量%であり、構造単位(II)の割合が、全構造単位100モル%に対して、10〜59モル%であり、重量平均分子量が、4000〜32000である重合体
(II):
下記式(3);
[V−(OA1)f−]kY[−(B1O)g−W]l (3)
(式(3)中、V、Wは、同一又は異なって、水素原子又は炭素原子数1〜30の炭化水素基を表す。OA1、B1Oは、同一又は異なって、炭素数2〜18のオキシアルキレン基を表す。f、gは、それぞれ、OA1、B1Oの平均付加モル数を表し、f、gは、同一又は異なって、0〜2000であり、f+g=1〜2000である。Yは活性水素を有する化合物の残基を表す。k、lは、同一又は異なって、0〜6である。ただし、k+lは1以上である。)で表されるポリエーテル化合物にエチレン性不飽和単量体をグラフト重合してなる重合体であって、
該エチレン性不飽和単量体は不飽和カルボン酸系単量体を含み、
該重合体は、不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合が、全構造単位100質量%に対して、0.1〜12質量%であり、該ポリエーテル化合物の重量平均分子量が、1500〜50000である重合体
(III):
エチレン性不飽和単量体成分由来の高分子鎖(A)と(ポリ)アルキレングリコール鎖(B)の末端とが結合部位(X)を介して結合した構造を有する共重合体であって、
該エチレン性不飽和単量体は、不飽和アニオン系単量体を含み、
該共重合体は、不飽和アニオン系単量体由来の構造単位の割合が、(ポリ)アルキレングリコール鎖1モルに対して1〜30モルであり、(ポリ)アルキレングリコール鎖を形成する(ポリ)アルキレングリコールの重量平均分子量が、1500〜50000である(ポリ)アルキレングリコール系ブロック共重合体
(IV):
直鎖状又は分岐状ポリアルキレングリコール鎖の少なくとも2つの末端に、金属、金属化合物及び金属イオンの少なくとも1つに対して吸着能を示す有機残基が結合したポリアルキレングリコール化合物であって、
該ポリアルキレングリコール化合物は、ポリアルキレングリコール鎖を形成するポリアルキレングリコールの重量平均分子量が、1500〜50000であり、
該有機残基は、カルボニル基、水酸基、アミノ基、チオール基、リン酸基、亜リン酸基及びシラン基からなる群より選択される少なくとも1つの官能基を有するポリアルキレングリコール化合物
(V):
酸基含有側鎖を有するポリアミン化合物であって、
該ポリアミン化合物は、未置換ポリアミン化合物由来の構造単位と不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位とを有し、該不飽和カルボン酸系単量体由来の構造単位の割合が、全構造単位100モル%に対して、25〜99モル%である酸基含有側鎖を有するポリアミン化合物
A hydraulic material composition containing a shrinkage reducing agent for a hydraulic material, a polycarboxylic acid-based water reducing agent, and a hydraulic material.
The water-hardening material for shrinkage reducing agent is viewed contains at least one compound selected from the group consisting of: (I) ~ (V),
The ratios of the shrinkage reducing agent for hydraulic material and the polycarboxylic acid-based water reducing agent to the hydraulic material in terms of solid content were 0.0001 to 10% by mass and 0.001 to 10% by mass, respectively. A hydraulic material composition having a compounding ratio (mass of shrinkage reducing agent) / (mass of water reducing agent) with a polycarboxylic acid-based water reducing agent of 97/3 to 70/30.
(I):
The following formula (1);
In the polymer, the ratio of the structural unit (I) is 70 to 97% by mass with respect to 100% by mass of the total structural unit, and the ratio of the structural unit (II) is 100 mol% with respect to the total structural unit. , 10-59 mol% and a weight average molecular weight of 4000-32000: Polymer (II):
The following formula (3);
[V- (OA 1) f - ] k Y [- (B 1 O) g -W] l (3)
(In the formula (3), V and W are the same or different and represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 30 carbon atoms. OA 1 and B 1 O are the same or different and have 2 to 2 carbon atoms. Represents 18 oxyalkylene groups. F and g represent the average number of added moles of OA 1 and B 1 O, respectively, and f and g are the same or different, 0 to 2000, and f + g = 1 to 2000. Y represents the residue of the compound having active hydrogen. K and l are the same or different, 0 to 6. However, k + l is 1 or more.) A polymer obtained by graft-polymerizing an ethylenically unsaturated monomer.
The ethylenically unsaturated monomer contains an unsaturated carboxylic acid-based monomer and contains
In the polymer, the proportion of structural units derived from unsaturated carboxylic acid-based monomers is 0.1 to 12% by mass with respect to 100% by mass of all structural units, and the weight average molecular weight of the polyether compound is , 1500-50000 Polymer (III):
A copolymer having a structure in which a polymer chain (A) derived from an ethylenically unsaturated monomer component and a terminal of a (poly) alkylene glycol chain (B) are bonded via a binding site (X).
The ethylenically unsaturated monomer contains an unsaturated anionic monomer and contains
In the copolymer, the ratio of the structural unit derived from the unsaturated anionic monomer is 1 to 30 mol with respect to 1 mol of the (poly) alkylene glycol chain, and the (poly) alkylene glycol chain is formed (poly). ) (Poly) alkylene glycol-based block copolymer (IV): alkylene glycol having a weight average molecular weight of 1500 to 50,000.
A polyalkylene glycol compound in which at least two ends of a linear or branched polyalkylene glycol chain are bonded to an organic residue exhibiting an adsorptive ability to at least one of a metal, a metal compound and a metal ion.
The polyalkylene glycol compound has a weight average molecular weight of 1500 to 50,000 of the polyalkylene glycol forming the polyalkylene glycol chain.
The organic residue is a polyalkylene glycol compound (V) having at least one functional group selected from the group consisting of a carbonyl group, a hydroxyl group, an amino group, a thiol group, a phosphoric acid group, a phosphite group and a silane group:
A polyamine compound having an acid group-containing side chain.
The polyamine compound has a structural unit derived from an unsubstituted polyamine compound and a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid-based monomer, and the ratio of the structural unit derived from the unsaturated carboxylic acid-based monomer is the total structure. A polyamine compound having an acid group-containing side chain which is 25 to 99 mol% with respect to 100 mol% of a unit.
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