JP7036807B2 - ハロゲン化物含有量が低減されたカチオン性ポリマーの調製方法 - Google Patents
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Description
a)混合物を得るために、0℃~120℃の温度で少なくとも1種の式(I)の化合物を少なくとも1種の水溶性カチオン性ポリマーP2の水溶液に加えること、ここで、ハロゲン化物含有量はポリマーの10質量%を超え、25℃での粘度は200cps未満であり、ここで、この粘度は50質量%に濃縮されたポリマーP2の水溶液について決定され、そしてカチオン電荷密度は4meq.g-1以上であり、ここで、式(I)の化合物は、式:R1-COO- Y1 +によって規定され、
上式中、R1は、水素原子、又は、1~8個の炭素原子を含む直鎖又は枝分かれ鎖のいずれかの飽和アルキル鎖を表し、少なくとも1個の窒素原子及び/又は酸素原子を含むことができ、前記鎖は1~4個の式-CORのカルボキシレート官能基により置換されていてもよく、
Y1 +はアルカリ金属カチオン、式R2-NH3 +のアンモニウム、又は、式R3-N+(R4)(R5)(R6)の第四級アンモニウムを表し、
Rは、OH基又はO-Y2 +基を表し、
Y2 +はアルカリ金属カチオン又は式R2-NH3 +のアンモニウムを表し、
R2は、水素原子又は1~4個の炭素原子を含む直鎖又は枝分かれ鎖のいずれかである飽和アルキル鎖を表し、そして
R3、R4、R5及びR6は、互いに独立して、1~4個の炭素原子を含む直鎖又は枝分かれ鎖のいずれかである飽和アルキル鎖を表す、
b)攪拌混合物を得るために、工程a)で得られた混合物を少なくとも5分間攪拌すること、
c)冷却混合物を得るために、工程b)の最後に得られた攪拌混合物の温度を-10℃~50℃の温度に低下させること、及び、
d)カチオン性ポリマーP1の水溶液を得るために、工程c)の最後に得られた冷却混合物を液体/固体分離すること、
を含む方法に関する。
-スメクタイトなどのタイプ2:1、又は、カオリンなどのタイプ1:1又は亜塩素酸塩などのタイプ2:1:1の膨潤性粘土、
-マグネシウム及び/又はアルミニウムのケイ酸塩。
-ラメラ構造を有するフィロシリケート、
-アモルファス粘土。
例1:ポリマーの10質量%未満の塩化物含有量を特徴とし、エピクロロヒドリンとジメチルアミンの重縮合の結果として得られるポリマーP1の調製
ジャケット、凝縮器、機械的攪拌機構及び温度センサープローブを備えた1リットル反応器に以下のものを添加した:272gの60質量%濃度のジメチルアミン(供給源:Sigma Aldrich)及び331gの水。その後、温度を70℃~80℃に維持しながら、319gのエピクロロヒドリン(供給源:Sigma Aldrich)を3時間かけて滴下して加えた。次いで、形成されるポリマーの濃度を50質量%に調整するために、50℃の水約80gを混合物に添加した。
ジャケット、コンデンサー、機械的攪拌機構及び温度センサープローブを備えた1リットルの反応器において、以下のものを加えた:水95g、水中で64%濃度のジアリルジメチルアンモニウムクロリド(DADMAC)(供給源:SNF(登録商標))135gを及び水中50質量%の濃度の次亜リン酸ナトリウム17g。次亜リン酸ナトリウムの溶液及び過硫酸ナトリウムの溶液を、それぞれ13gの水と13gの次亜リン酸ナトリウム(供給源:Sigma Aldrich)及び100gの水と13gの過硫酸ナトリウム(供給源:Sigma Aldrich)と混合することによって調製した。536gのDADMAC(水中64質量%濃度)ならびに次亜リン酸ナトリウムの溶液及び過硫酸ナトリウムの溶液を2時間かけて1リットル反応器に徐々に添加した。
本発明の水溶性カチオン性ポリマーP1の性能は(標準ASTM C1611による)セメント質組成物の流動性において評価される。
445kg/m3の割合で投入されたセメント(供給源:Lafarge)、
885kg/m3の割合で投入された砂(正規化、密度1485kg/m3)、
ベントナイト粘土、
水、
ポリカルボン酸系流動化剤(SNF社製のFloset(商標)SH7)
からなる。
試験は、カチオン性ポリマーの溶液中に種々の異なるグレード/合金の金属切削片を浸漬することからなる。腐食の定性的評価は、0から10の範囲の尺度に基づいて行われる。
0=腐食なし
3 =腐食点(点食タイプ)がいくつか観察された
5=金属切削片全体の中程度の攻撃
7=金属切削片全体の激しい攻撃
10=金属切削片全体の完全な攻撃
本開示は以下の態様も包含する。
[1] ハロゲン化物含有量がポリマーの10質量%未満であり、25℃での粘度が200cps未満であり、ここで、前記粘度は50質量%に濃縮されたポリマーP1の水溶液について決定され、そしてカチオン電荷密度が4meq.g -1 以上である、水溶性カチオン性ポリマーP1の水溶液を調製するためのポリマー調製方法であって、
下記の順次の工程:
a)混合物を得るために、0℃~120℃の温度で少なくとも1種の式(I)の化合物を少なくとも1種の水溶性カチオン性ポリマーP2の水溶液に加えること、ここで、ハロゲン化物含有量はポリマーの10質量%を超え、25℃での粘度は200cps未満であり、ここで、前記粘度は50質量%に濃縮されたポリマーP2の水溶液について決定され、そして、カチオン電荷密度は4meq.g -1 以上であり、式(I)の化合物は、式:R 1 -COO-Y 1 + によって規定され、
上式中、R 1 は、水素原子、又は、1~8個の炭素原子を含む直鎖又は枝分かれ鎖のいずれかの飽和アルキル鎖を表し、少なくとも1個の窒素原子及び/又は酸素原子を含むことができ、前記鎖は1~4個の式-CORのカルボキシレート官能基により置換されていてもよく、
Y 1 + はアルカリ金属カチオン、式R 2 -NH 3 + のアンモニウムイオン、又は、式R 3 -N + (R 4 )(R 5 )(R 6 )の第四級アンモニウムを表し、
Rは、OH基又はO - Y 2 + 基を表し、
Y 2 + はアルカリ金属カチオン又は式R 2 -NH 3 + のアンモニウムイオンを表し、
R 2 は、水素原子又は1~4個の炭素原子を含む直鎖又は枝分かれ鎖のいずれかである飽和アルキル鎖を表し、そして
R 3 、R 4 、R 5 及びR 6 は、互いに独立して、1~4個の炭素原子を含む直鎖又は枝分かれ鎖のいずれかである飽和アルキル鎖を表す、
b)攪拌混合物を得るために、工程a)で得られた混合物を少なくとも5分間攪拌すること、
c)冷却混合物を得るために、工程b)の最後に得られた攪拌混合物の温度を-10℃~50℃の温度に低下させること、及び、
d)カチオン性ポリマーP1の水溶液を得るために、工程c)の最後に得られた冷却混合物を液体/固体分離すること、
を含むことを特徴とする、方法。
[2] 前記水溶性カチオン性ポリマーP1は5meq.g -1 以上のカチオン電荷密度を特徴とする、上記態様1に記載の方法。
[3] 前記水溶性カチオン性ポリマーP1は、ポリマーの全質量に対して2質量%未満の不溶性化合物の質量含有量であることを特徴とする、上記態様1又は2に記載の方法。
[4] 工程a)において、式(I)の化合物のアニオン電荷数/水溶性カチオン性ポリマーP2のカチオン電荷数の比は0.2:1~5:1、好ましくは0.6:1~2:1である、上記態様1~3のいずれかに記載の方法。
[5] 前記水溶性カチオン性ポリマーP2は6meq.g -1 以上のカチオン電荷密度を特徴とする、上記態様1~4のいずれかに記載の方法。
[6] 式(I)の化合物はギ酸ナトリウム、ギ酸カリウム、酢酸ナトリウム及び酢酸カリウムの中から選ばれ、好ましくはギ酸カリウム及び酢酸カリウムから選ばれる、上記態様1~5のいずれかに記載の方法。
[7] 前記液体/固体分離工程d)はデカンテーション又はろ過プロセスであり、好ましくはろ過プロセスである、上記態様1~6のいずれかに記載の方法。
[8] 前記水溶性カチオン性ポリマーP2はジアリルジアルキルアンモニウムハライドなどの種類の少なくとも1種のモノマーの重合から得られる、上記態様1~7のいずれかに記載の方法。
[9] 前記水溶性カチオン性ポリマーP2は少なくともジアリルジメチルアンモニウムクロリドの重合から得られる、上記態様1~8のいずれかに記載の方法。
[10] 前記水溶性カチオン性ポリマーP2は少なくとも1種のエピハロヒドリンと少なくとも1種の第二級アミンとの重縮合から得られるポリマーである、上記態様1~7のいずれかに記載の方法。
[11] 前記水溶性カチオン性ポリマーP2はエピクロロヒドリンとジメチルアミンとの重縮合から得られるポリマーである、上記態様1~7のいずれかに記載の方法。
[12] ジメチルアミンとエピクロロヒドリンとの間の化学量論比は1:0.99~1:0.80、好ましくは1:0.95~1:0.85である、上記態様11に記載の方法。
[13] 前記水溶性カチオン性ポリマーP1は6meq.g -1 以上のカチオン電荷密度を特徴とする、上記態様1~12のいずれかに記載の方法。
[14] 無機鉱物バインダ又は石膏誘導体をベースとする組成物中の添加剤としての、又は、開放、半閉鎖もしくは閉鎖水性回路の処理における、上記態様1~13のいずれかに記載の方法によって得られると思われる水溶性カチオン性ポリマーP1の使用。
[15] 無機鉱物バインダ又は石膏誘導体をベースとする組成物中の粘土の影響を緩和するための緩和剤としての、上記態様13に記載の方法によって得られると思われる水溶性カチオン性ポリマーP1の使用。
Claims (12)
- ハロゲン化物含有量がポリマーの10質量%未満であり、25℃での粘度が200cps未満であり、ここで、前記粘度は50質量%に濃縮されたポリマーP1の水溶液について決定され、そしてカチオン電荷密度が6meq.g-1以上である、水溶性カチオン性ポリマーP1の水溶液を調製するための方法であって、
下記の順次の工程:
a)混合物を得るために、0℃~120℃の温度で少なくとも1種の式(I)の化合物を少なくとも1種の水溶性カチオン性ポリマーP2の水溶液に加えること、ここで、ハロゲン化物含有量はポリマーの10質量%を超え、25℃での粘度は200cps未満であり、ここで、前記粘度は50質量%に濃縮されたポリマーP2の水溶液について決定され、そして、カチオン電荷密度は6meq.g-1以上であり、式(I)の化合物は、式:R1-COO-Y1 +によって規定され、
上式中、R1は、水素原子、又は、1~8個の炭素原子を含む直鎖又は枝分かれ鎖のいずれかの飽和アルキル鎖を表し、少なくとも1個の窒素原子及び/又は酸素原子を含むことができ、前記鎖は1~4個の式-CORのカルボキシレート官能基により置換されていてもよく、
Y1 +はアルカリ金属カチオン、式R2-NH3 +のアンモニウムイオン、又は、式R3-N+(R4)(R5)(R6)の第四級アンモニウムを表し、
Rは、OH基又はO-Y2 +基を表し、
Y2 +はアルカリ金属カチオン又は式R2-NH3 +のアンモニウムイオンを表し、
R2は、水素原子又は1~4個の炭素原子を含む直鎖又は枝分かれ鎖のいずれかである飽和アルキル鎖を表し、そして
R3、R4、R5及びR6は、互いに独立して、1~4個の炭素原子を含む直鎖又は枝分かれ鎖のいずれかである飽和アルキル鎖を表す、
b)攪拌混合物を得るために、工程a)で得られた混合物を少なくとも5分間攪拌すること、
c)冷却混合物を得るために、工程b)の最後に得られた攪拌混合物の温度を-10℃~50℃の温度に低下させること、及び、
d)カチオン性ポリマーP1の水溶液を得るために、工程c)の最後に得られた冷却混合物を液体/固体分離すること、
を含むことを特徴とする、方法。 - 前記水溶性カチオン性ポリマーP1の水溶液は、ポリマーの全質量に対して2質量%未満の不溶性化合物の質量含有量であることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 工程a)において、式(I)の化合物のアニオン電荷数/水溶性カチオン性ポリマーP2のカチオン電荷数の比は0.2:1~5:1である、請求項1又は2記載の方法。
- 式(I)の化合物はギ酸ナトリウム、ギ酸カリウム、酢酸ナトリウム及び酢酸カリウムの中から選ばれる、請求項1~3のいずれか1項記載の方法。
- 前記液体/固体分離工程d)はデカンテーション又はろ過プロセスである、請求項1~4のいずれか1項記載の方法。
- 前記水溶性カチオン性ポリマーP2はジアリルジアルキルアンモニウムハライドなどの種類の少なくとも1種のモノマーの重合から得られる、請求項1~5のいずれか1項記載の方法。
- 前記水溶性カチオン性ポリマーP2は少なくともジアリルジメチルアンモニウムクロリドの重合から得られる、請求項1~6のいずれか1項記載の方法。
- 前記水溶性カチオン性ポリマーP2は少なくとも1種のエピハロヒドリンと少なくとも1種の第二級アミンとの重縮合から得られるポリマーである、請求項1~5のいずれか1項記載の方法。
- 前記水溶性カチオン性ポリマーP2はエピクロロヒドリンとジメチルアミンとの重縮合から得られるポリマーである、請求項1~5のいずれか1項記載の方法。
- ジメチルアミンとエピクロロヒドリンとの間の化学量論比は1:0.99~1:0.80である、請求項9記載の方法。
- 無機鉱物バインダ又は石膏誘導体をベースとする組成物中の添加剤としての、又は、開放、半閉鎖もしくは閉鎖水性回路の処理における、請求項1~10のいずれか1項記載の方法によって得られる水溶性カチオン性ポリマーP1の使用。
- 無機鉱物バインダ又は石膏誘導体をベースとする組成物中の粘土の影響を緩和するための緩和剤としての、請求項1記載の方法によって得られる水溶性カチオン性ポリマーP1の使用。
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