JPH07144948A - Admixture for cement - Google Patents

Admixture for cement

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JPH07144948A
JPH07144948A JP29300593A JP29300593A JPH07144948A JP H07144948 A JPH07144948 A JP H07144948A JP 29300593 A JP29300593 A JP 29300593A JP 29300593 A JP29300593 A JP 29300593A JP H07144948 A JPH07144948 A JP H07144948A
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JP
Japan
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polymer
acrylamide
cement
salt
acid
Prior art date
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Pending
Application number
JP29300593A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Takagi
斗志彦 高木
Kenji Tsuboi
賢次 坪井
Tsugio Matsubara
次男 松原
Atsushi Ito
敦 伊藤
Shoichi Arazeki
正一 荒関
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
Application filed by Mitsui Toatsu Chemicals Inc filed Critical Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Priority to JP29300593A priority Critical patent/JPH07144948A/en
Publication of JPH07144948A publication Critical patent/JPH07144948A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24Macromolecular compounds
    • C04B24/26Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/2652Nitrogen containing polymers, e.g. polyacrylamides, polyacrylonitriles

Abstract

PURPOSE:To prevent the reduction of the workability of concrete or mortar with the lapse of time and to improve applicability and work efficiency by blending cement with an amphoteric polymer obtd. by bringing an anionic acrylamide polymer into Mannich reaction. CONSTITUTION:An anionic (meth)acrylamide polymer having a wt. average mol. wt. of 1,000-500,000 is produced by copolymerizing 95-20mol% (meth) acrylamide with 5-80mol% one or more kinds of anionic monomers selected from among alpha,beta-unsatd. monocarboxylic acid (salt), alpha,beta-unsatd. dicarboxylic acid (salt) and alpha,beta-unsatd. sulfonic acid (salt), and 1-50mol% (meth)acrylamide in the polymer is cationized by Mannich reaction to obtain an amphoteric acrylamide polymer. This polymer is added to cement by 0.05-2.5wt.% (expressed in terms of solid matter). At this time, the polymer may be used in combination with a general admixture for cement.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はマンニッヒ変性したアク
リルアミド系の両性重合体に関するものである。さらに
詳しくは、コンクリートやモルタルのワーカビリティー
の経時による低下を防止し、その施工性、作業性を改善
することを可能にする高性能のセメント用減水剤に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Mannich-modified acrylamide amphoteric polymer. More specifically, the present invention relates to a high-performance cement water-reducing agent that can prevent the workability of concrete or mortar from deteriorating over time and improve its workability and workability.

【0002】[0002]

【従来の技術】セメント、水及び砂利、混和剤または混
和材とを混合してなるセメント配合物は、混練後、時間
の経過と共にセメントの物理的化学的凝集が進行し、流
動性を失い、施工性、作業性が経時的に低下する。例え
ばセメント配合物のポンプ圧送に際し何らかの理由によ
り圧送を中止し、その後圧送を再開しようとする場合、
配管中のセメント配合物の流動性が低下し、圧送再開時
に圧送圧力の急上昇や閉塞を生じることもある。水の配
合量を増やせば流動性は改善されるが、これではコンク
リート強度の低下が著しい。これらの問題を解決するた
めに、従来セメント減水剤として、リグニンスルホン酸
塩、オキシカルボン酸塩、β−ナフタレンスルホン酸塩
ホルマリン縮合物、スルホン基含有メラミンホルムアル
デヒド樹脂、ポリカルボン酸塩などが提案されている。
また、最近ではスランプロスの低減を目的とした、ポリ
アクリルアミドの部分加水分解物や、アニオン性モノマ
ーとアクリルアミドの共重合物などが提案されている
が、近年の建築土木技術の進歩に対応できる分散流動
性、スランプ保持力、貯蔵安定性などを十分に満足する
ものとは言い難く、更に高性能の減水剤が望まれてい
た。
Cement, water and gravel, a cement mixture prepared by mixing an admixture or admixture, after kneading, physical and chemical agglomeration of the cement progresses with the passage of time, and loses fluidity, The workability and workability decrease over time. For example, when pumping a cement mixture for some reason to stop the pumping and then restart the pumping,
The fluidity of the cement mixture in the pipe may decrease, and the pumping pressure may suddenly rise or be blocked when the pumping is restarted. Although the fluidity can be improved by increasing the amount of water, the strength of the concrete decreases significantly. In order to solve these problems, as a conventional cement water reducing agent, lignin sulfonate, oxycarboxylate, β-naphthalene sulfonate formalin condensate, sulfo group-containing melamine formaldehyde resin, polycarboxylate, etc. have been proposed. ing.
Recently, a partial hydrolyzate of polyacrylamide and a copolymer of anionic monomer and acrylamide have been proposed for the purpose of reducing slump loss. It is difficult to say that the fluidity, the slump holding power, the storage stability, etc. are sufficiently satisfied, and a high-performance water reducing agent has been desired.

【0003】[0003]

【課題を解決するための手段】本発明者らはこれらの課
題を解決するために、鋭意検討を重ねた結果、マンニッ
ヒ反応によりカチオン変性したアクリルアミド系重合体
が、所定の分子量をもち、しかもアニオン性の官能基と
カチオン性の官能基が一定の比率の場合に、セメント減
水剤として著しく性能が向上することを見いだし、本発
明を完成した。すなわち本発明は、重量平均分子量が
1,000〜500,000 の範囲にある、(1) α, β−不飽和カ
ルボン酸アミド95〜20モル%と、(2) α, β−不飽和モ
ノカルボン酸(塩)、α, β−不飽和ジカルボン酸
(塩)、α, β−不飽和スルホン酸(塩)の中から選ば
れた一種以上のアニオン性のモノマー5〜80モル%とを
共重合して得られるアクリルアミド系重合体を、(1)
α, β−不飽和カルボン酸アミドを全体のモノマー単位
に対して1〜50モル%をマンニッヒ反応させて得られる
両性の重合体を有効成分とするセメント用混和剤であ
る。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve these problems, the present inventors have found that an acrylamide polymer cation-modified by the Mannich reaction has a predetermined molecular weight and an anion. The present invention has been completed by discovering that the performance as a cement water-reducing agent is remarkably improved when the ratio of the functional group of the cation and the functional group of the cation is fixed. That is, the present invention has a weight average molecular weight
In the range of 1,000 to 500,000, (1) α, β-unsaturated carboxylic acid amide 95 to 20 mol% and (2) α, β-unsaturated monocarboxylic acid (salt), α, β-unsaturated dicarboxylic acid An acrylamide polymer obtained by copolymerizing 5 to 80 mol% of one or more anionic monomers selected from acid (salt) and α, β-unsaturated sulfonic acid (salt), )
It is an admixture for cement containing an amphoteric polymer obtained by reacting an α, β-unsaturated carboxylic acid amide in an amount of 1 to 50 mol% with respect to the total monomer units as an active ingredient.

【0004】本発明で使用されるアクリルアミド系重合
体は、アクリルアミド(または、メタクリルアミド)と
α, β−不飽和モノカルボン酸(塩)、α, β−不飽和
ジカルボン酸(塩)、α, β−不飽和スルホン酸(塩)
の中から選ばれた一種以上のアニオン性のモノマーとの
共重合体をマンニッヒ変性したものである。アクリルア
ミド(またはメタクリルアミド)とアニオン性のモノマ
ーの共重合比率は95〜20 : 5〜80(モル比)であるが、
第三成分として共重合可能な一種以上の不飽和単量体と
の共重合体を使用しても差し支えない。
The acrylamide polymer used in the present invention includes acrylamide (or methacrylamide) and α, β-unsaturated monocarboxylic acid (salt), α, β-unsaturated dicarboxylic acid (salt), α, β-unsaturated sulfonic acid (salt)
Mannich modification of a copolymer with one or more anionic monomers selected from the above. The copolymerization ratio of acrylamide (or methacrylamide) and anionic monomer is 95 to 20: 5 to 80 (molar ratio),
A copolymer with one or more unsaturated copolymerizable monomers may be used as the third component.

【0005】α, β−不飽和モノカルボン酸(塩)の例
としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等の
酸及び/またはそれらの塩、α, β−不飽和ジカルボン
酸(塩)の例としては、無水マレイン酸、マレイン酸、
フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等の酸及び/また
はそれらの塩、α, β−不飽和スルホン酸(塩)の例と
しては、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、メタリ
ルスルホン酸、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミ
ド−2−フェニルプロパンスルホン酸、2−アクリルア
ミド−2−メチルプロパンスルホン酸等の酸及び/また
はそれらの塩等をあげることができる。
Examples of α, β-unsaturated monocarboxylic acids (salts) include acids such as acrylic acid, methacrylic acid and crotonic acid and / or their salts, and α, β-unsaturated dicarboxylic acids (salts). Examples include maleic anhydride, maleic acid,
Examples of acids such as fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid and / or their salts, and α, β-unsaturated sulfonic acids (salts) include vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, methallyl sulfonic acid, and styrene sulfonic acid. , 2-acrylamido-2-phenylpropanesulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and / or salts thereof.

【0006】共重合可能な不飽和単量体の例としては、
親水性単量体、イオン性単量体、親油性単量体などがあ
げられ、それら一種以上の単量体が適用できる。具体的
には親水性単量体として、例えばジアセトンアクリルア
ミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメ
チルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、
N−エチルアクリルアミド、N,Nージエチルアクリル
アミド、N−プロピルアクリルアミド、N−アクリロイ
ルピロジリン、N−アクリロイルピペリジン、N−アク
リロイルモルホリン、ヒドロキシエチルメタクリレー
ト、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピ
ルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、
各種のメトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリ
レート、N−ビニル−2−ピロリドン等を上げることが
できる。
Examples of the copolymerizable unsaturated monomer include:
Examples thereof include hydrophilic monomers, ionic monomers, lipophilic monomers and the like, and one or more kinds of these monomers can be applied. Specifically, as hydrophilic monomers, for example, diacetone acrylamide, N, N-dimethyl acrylamide, N, N-dimethyl methacrylamide, N-ethyl methacrylamide,
N-ethyl acrylamide, N, N-diethyl acrylamide, N-propyl acrylamide, N-acryloyl pyrrolidine, N-acryloyl piperidine, N-acryloyl morpholine, hydroxyethyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate,
Various methoxy polyethylene glycol (meth) acrylates, N-vinyl-2-pyrrolidone, etc. can be used.

【0007】イオン性単量体としては、N,N−ジメチ
ルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジエチルアミ
ノエチルメタクリレート、N,N−ジメチルアハノエチ
ルアクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルメタ
クリルアミド、N,Nージメチルアミノプロピルアクリ
ルアミド等のアミン及びそれらの塩類をあげることがで
きる。
Examples of the ionic monomer include N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, N, N-diethylaminoethyl methacrylate, N, N-dimethylahanoethyl acrylate, N, N-dimethylaminopropyl methacrylamide, N, Examples thereof include amines such as N-dimethylaminopropyl acrylamide and salts thereof.

【0008】親油性単量体としては、例えばN,N−ジ
−n−プロピルアクリルアミド、N−n−ブチルアクリ
ルアミド、N−n−ヘキシルアクリルアミド、N−n−
ヘキシルメタクリルアミド、N−n−オクチルアクリル
アミド、N−n−オクチルメタクリルアミド、N−te
rt−オクチルアクリルアミド、N−ドデシルアクリル
アミド、N−n−ドデシルメタクリルアミド等のN−ア
ルキル(メタ)アクリルアミド誘導体、N,N−ジグリ
シジルアクリルアミド、N,N−ジグリシジルメタクリ
ルアミド、N−(4−グリシドキシブチル)アクリルア
ミド、N−(4ーグリシドキシブチル)メタクリルアミ
ド、N−(5−グリシドキシベンチル)アクリルアミ
ド、N−(6−グリシドキシヘキシル)アクリルアミド
等のN−(ω−グリシドキシアルキル)(メタ)アクリ
ルアミド誘導体、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、
ラウリル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル
(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレー
ト等の(メタ)アクリレート誘導体、アクリロニトリ
ル、メタクリロニトリル、酢酸ビニル、塩化ビニル、塩
化ビニリデン、エチレン、プロピレン、ブテン等のオレ
フィン類、スチレン、ジビニルベンゼン、αーメチルス
チレン、ブタジェン、イソブレン等をあげることができ
る。共重合に供せられる不飽和単量体は、不飽和単量体
の種類、及びそれらの組み合わせにより異なり一概には
言えないが、概ね0 〜30重量%の範囲にある。
Examples of the lipophilic monomer include N, N-di-n-propylacrylamide, Nn-butylacrylamide, Nn-hexylacrylamide and Nn-
Hexyl methacrylamide, Nn-octyl acrylamide, Nn-octyl methacrylamide, N-te
N-alkyl (meth) acrylamide derivatives such as rt-octylacrylamide, N-dodecylacrylamide, Nn-dodecylmethacrylamide, N, N-diglycidylacrylamide, N, N-diglycidylmethacrylamide, N- (4- N- (ω such as glycidoxybutyl) acrylamide, N- (4-glycidoxybutyl) methacrylamide, N- (5-glycidoxybenzyl) acrylamide, and N- (6-glycidoxyhexyl) acrylamide. -Glycidoxyalkyl) (meth) acrylamide derivative, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate,
(Meth) acrylate derivatives such as lauryl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, olefins such as acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl acetate, vinyl chloride, vinylidene chloride, ethylene, propylene and butene. Examples thereof include styrenes, divinylbenzene, α-methylstyrene, butadiene, isoprene and the like. The unsaturated monomer used for the copolymerization is generally in the range of 0 to 30% by weight, although it varies depending on the type of the unsaturated monomer and the combination thereof and cannot be generally stated.

【0009】次に上記した単量体を重合してアクリルア
ミド系重合体を製造するのであるが、重合法としてはラ
ジカル重合法が好ましく、重合溶媒としては水、アルコ
ール、ジメチルホルムアミド等の極性溶媒が適用可能で
ある。単量体濃度は 2〜40重量%好ましくは 5〜30重量
%である。重合開始剤としては水溶性のものであれば特
に制限はない。具体的には過酸化物系では、例えば過硫
酸アンモニウム、過硫酸カリ、過酸化水素、tert−ブチ
ルパーオキサイド等があげられる。この場合、単独でも
使用できるが、還元剤と組み合わせてレドックス系重合
剤としても使える。
Next, the above-mentioned monomers are polymerized to produce an acrylamide polymer. The polymerization method is preferably a radical polymerization method, and the polymerization solvent is water, alcohol, a polar solvent such as dimethylformamide. Applicable. The monomer concentration is 2 to 40% by weight, preferably 5 to 30% by weight. The polymerization initiator is not particularly limited as long as it is water-soluble. Specifically, examples of the peroxide type include ammonium persulfate, potassium persulfate, hydrogen peroxide, tert-butyl peroxide and the like. In this case, although it can be used alone, it can also be used as a redox polymerizing agent in combination with a reducing agent.

【0010】還元剤としては、例えば亜硫酸塩、亜硫酸
水素塩、鉄、銅、コバルト等の低次のイオンの塩、N,N,
N',N'-テトラメチルエチレンジアミン等の有機アミン、
更にはアルドース、ケトース等の還元糖などをあげるこ
とができる。また、アゾ化合物としては、2,2'−アゾビ
ス−2 −アミジノプロパン塩酸塩、2,2'−アゾビス−2,
4 −ジメチルバレロニトリル、4,4'−アゾビス−4 −シ
アノバレイン酸及びその塩などを使用することができ
る。更に、上記した重合開始剤を2種以上併用すること
も可能である。開始剤の添加量は、単量体に対して0.01
〜0重量%、好ましくは0.1 〜8 重量%である。また、
レドックス系の場合には、開始剤に対して還元剤の添加
量はモル基準で 0.1〜100 %、好ましくは 0.2〜80%で
ある。また、必要に応じてイソプロピルアルコール、ア
リルアルコール、α−チオグリセロール、メルカプトこ
はく酸、チオグリコール酸、トリエチルアミン等の連鎖
移動剤を適宜使用することもできる。
Examples of the reducing agent include sulfites, bisulfites, salts of low-order ions such as iron, copper and cobalt, N, N,
Organic amines such as N ', N'-tetramethylethylenediamine,
Further, reducing sugars such as aldose and ketose can be mentioned. As the azo compound, 2,2'-azobis-2-amidinopropane hydrochloride, 2,2'-azobis-2,
4-Dimethylvaleronitrile, 4,4'-azobis-4-cyanovaleic acid and salts thereof can be used. Furthermore, it is also possible to use two or more of the above-mentioned polymerization initiators in combination. The amount of the initiator added is 0.01 with respect to the monomer.
.About.0% by weight, preferably 0.1 to 8% by weight. Also,
In the case of a redox system, the amount of the reducing agent added to the initiator is 0.1 to 100%, preferably 0.2 to 80% on a molar basis. Further, if necessary, a chain transfer agent such as isopropyl alcohol, allyl alcohol, α-thioglycerol, mercaptosuccinic acid, thioglycolic acid, triethylamine or the like can be appropriately used.

【0011】重合温度は単一重合開始剤の場合には概ね
30〜90℃であり、レドックス系重合開始剤の場合にはよ
り低く概ね−5〜50℃である。また、重合中同一温度に
保つ必要はなく、重合の進行にともない適宜変えてよく
一般に重合の進行に伴い発生する重合熱により昇温す
る。この時高濃度で重合を行う場合には、必要に応じて
除熱をしながら重合してもよい。重合器内の雰囲気は特
に限定はないが、重合を速やかに行わせるには窒素ガス
のような不活性ガスで置換した方がよい。重合時間は特
に限定はないが、概ね1〜20時間である。
The polymerization temperature is generally in the case of a single polymerization initiator.
The temperature is 30 to 90 ° C, which is lower in the case of a redox type polymerization initiator and is generally -5 to 50 ° C. Further, it is not necessary to keep the same temperature during the polymerization, and it may be appropriately changed as the polymerization proceeds, and the temperature is generally raised by the heat of polymerization generated with the progress of the polymerization. At this time, if the polymerization is carried out at a high concentration, the polymerization may be carried out while removing heat, if necessary. The atmosphere in the polymerization vessel is not particularly limited, but it is preferable to replace with an inert gas such as nitrogen gas in order to carry out the polymerization rapidly. The polymerization time is not particularly limited, but is generally 1 to 20 hours.

【0012】本発明で使用されるアクリルアミド系重合
体の重量平均分子量は水系のGPCカラム(例えば、Sh
odex OHpak SB-800 HQシリーズ)を用いて調べることが
でき、プルラン換算値で 1,000〜500,000 の範囲にあ
る。重量平均分子量が500,000を超えると水溶液の粘度
が高くなるため取扱いに支障をきたし、平均分子量が1,
000 以下だと流動性能が劣るという問題がある。
The weight average molecular weight of the acrylamide polymer used in the present invention is determined by the aqueous GPC column (for example, Sh
odex OHpak SB-800 HQ series) and it is in the range of 1,000 to 500,000 in pullulan conversion. When the weight average molecular weight exceeds 500,000, the viscosity of the aqueous solution becomes high, which hinders the handling.
If it is less than 000, there is a problem that fluidity is inferior.

【0013】マンニッヒ反応は上記により得られるアク
リルアミド系重合体に、ホルムアルデヒド及びジアルキ
ルアミンあるいはジアルカノールアミンを反応させる。
ジアルキルアミンの例としては、ジメチルアミン、ジエ
チルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン等があ
り、ジアルカノールアミンの例としてはジエタノールア
ミン、ジプロパノールアミン等がある。これらの2級ア
ミン化合物は1種のみならず2種以上を併用することが
できる。またホルムアルデヒドとしては水溶液(ホルマ
リン)あるいはパラホルムアルデヒドの何れを用いても
良い。2級アミン化合物はホルムアルデヒドのモル数の
1.0〜1.5 倍使用する。
In the Mannich reaction, the acrylamide polymer obtained above is reacted with formaldehyde and a dialkylamine or dialkanolamine.
Examples of dialkylamines include dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, dibutylamine and the like, and examples of dialkanolamines include diethanolamine, dipropanolamine and the like. These secondary amine compounds may be used alone or in combination of two or more. As formaldehyde, either an aqueous solution (formalin) or paraformaldehyde may be used. The secondary amine compound is the number of moles of formaldehyde
Use 1.0 to 1.5 times.

【0014】本発明ではマンニッヒ反応により、カルボ
ン酸アミドはアクリルアミド重合体のモノマー総量に対
して1〜50モル%アミノアルキル化される。マンニッヒ
反応はアミノアルキル化率により20〜80℃の温度条件、
10分〜24時間の反応時間から適宜条件を選んで行うこと
ができるが、通常は40〜60℃で20分〜2時間の範囲で実
施する。本発明のマンニッヒ変性したアクリルアミド系
の両性重合体の添加量は固形分としてセメントに対して
0.05〜2.5 重量%が適当である。0.05%未満では十分な
ワーカビリティーを得ることはできず、2.5%を越えると
経済的に不利である。さらに、本発明のマンニッヒ変性
したアクリルアミド系の両性重合体をセメントに添加す
る場合、一般的な混和剤、混和材つまり空気連行剤、早
強剤、遅延剤、防水剤、防錆剤、保水剤、着色剤、防腐
剤、グラスファイバー、フライアッシュ、高炉スラグ、
シリカ粉末等と併用することが可能である。さらに本発
明のマンニッヒ変性したアクリルアミド系の両性重合体
は、コンクリートのほかにも例えば石膏の減水剤として
も用いられる。
In the present invention, the carboxylic acid amide is aminoalkylated by 1 to 50 mol% based on the total amount of the monomers of the acrylamide polymer by the Mannich reaction. The Mannich reaction depends on the aminoalkylation rate at a temperature condition of 20 to 80 ° C,
The reaction can be carried out by appropriately selecting the conditions from the reaction time of 10 minutes to 24 hours, but it is usually carried out at 40 to 60 ° C. for 20 minutes to 2 hours. The amount of the Mannich-modified acrylamide-based ampholytic polymer of the present invention added to the cement as solid content
0.05 to 2.5% by weight is suitable. If it is less than 0.05%, sufficient workability cannot be obtained, and if it exceeds 2.5%, it is economically disadvantageous. Furthermore, when the Mannich-modified acrylamide amphoteric polymer of the present invention is added to cement, a general admixture, admixture, that is, an air entraining agent, an early strengthening agent, a retarding agent, a waterproofing agent, a rust preventive, a water retention agent. , Colorants, preservatives, fiberglass, fly ash, blast furnace slag,
It is possible to use together with silica powder and the like. Furthermore, the Mannich-modified acrylamide-based amphoteric polymer of the present invention can be used as a water reducing agent for gypsum as well as concrete.

【0015】[0015]

【実施例】以下に本発明を製造例と応用例に分けて具体
的に説明するが、本発明は以下の実施例に必ずしも限定
されるものではない。なお%は特に断らない限り重量%
を意味するものとする。 製造例1 撹拌機、温度計、窒素ガス導入管を備えた1lのステン
レス(SUS304)製デュワー瓶に、40%アクリルアミド280.
0g (1.58モル)、80%アクリル酸60.80g (0.67モル)、
およびイオン交換水429.2gを混合した水溶液を10%苛性
ソーダでpH4.5に調整した後、20℃に調節してから投入
した。15分間窒素ガスを吹き込んで置換した後、撹拌し
ながら10%過硫酸アンモニウム水溶液と10%亜硫酸水素
ナトリウム水溶液とを投入して重合を開始した。内温は
75℃まで上昇した。その後2時間撹拌を続け、得られた
アニオン性のポリアクリルアミド系重合体の重量平均分
子量を昭和電工社製のGPCカラム(Shodex OHpak KB-8
0M*2) を用いて測定したところ、33,700であった。これ
を重合体Aとする。次いで重合体A溶液を15%に希釈
し、その350.0g (0.74モル(モノマー単位))を撹拌機、
還流冷却器、温度計を備えたllの4つ口フラスコに入
れて60℃に昇温し、撹拌しながら37%ホルマリン15.04g
(0.19モル)と50%ジメチルアミン21.66g (0.24モ
ル)、イオン交換水47.78gを加えて1時間反応した。反
応液のカチオン価を調べたところ2.9meq./gであった。
これを重合体A−1とする。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below by dividing it into production examples and application examples, but the present invention is not necessarily limited to the following examples. Unless otherwise specified,% is weight%
Shall mean. Production Example 1 A 1 liter stainless steel (SUS304) Dewar equipped with a stirrer, a thermometer, and a nitrogen gas inlet tube was charged with 40% acrylamide 280.
0g (1.58mol), 80% acrylic acid 60.80g (0.67mol),
An aqueous solution in which 429.2 g of deionized water and ion-exchanged water were mixed was adjusted to pH 4.5 with 10% caustic soda, adjusted to 20 ° C., and then added. After substituting by blowing nitrogen gas for 15 minutes, 10% ammonium persulfate aqueous solution and 10% sodium hydrogen sulfite aqueous solution were added with stirring to initiate polymerization. The internal temperature is
It rose to 75 ° C. Then, stirring was continued for 2 hours, and the weight average molecular weight of the obtained anionic polyacrylamide polymer was measured by a GPC column (Shodex OHpak KB-8 manufactured by Showa Denko KK).
It was 33,700 when measured using 0M * 2). This is referred to as polymer A. Then, the polymer A solution was diluted to 15%, and 350.0 g (0.74 mol (monomer unit)) of the solution was stirred with a stirrer,
Put it in a four-necked flask equipped with a reflux condenser and a thermometer and raise the temperature to 60 ° C. While stirring, 37% formalin 15.04g
(0.19 mol), 50% dimethylamine (21.66 g, 0.24 mol) and ion-exchanged water (47.78 g) were added, and the mixture was reacted for 1 hour. When the cation value of the reaction solution was examined, it was 2.9 meq./g.
This is designated as Polymer A-1.

【0016】製造例2 重合体A (15%) 350.0g対して、37%ホルマリンを30.0
8(0.37モル)、50%ジメチルミンを43.32g (0.48モル)
に変更した以外は製造例1と同様の方法で反応を行い、
重合体A−2を得た。カチオン価は5.4meq./g であっ
た。
Production Example 2 To 350.0 g of Polymer A (15%), 30.0% of 37% formalin was added.
8 (0.37 mol), 50% dimethylmine 43.32 g (0.48 mol)
Reaction was carried out in the same manner as in Production Example 1 except that
Polymer A-2 was obtained. The cation value was 5.4 meq./g.

【0017】比較製造例1 重合体A (15%)350.0gに対して、37%ホルマリンを0.
10g(1.23×10-3モル)、50%ジメチルアミンを0.22g(2.4
6×10-3モル) に変更した以外は製造例1と同様の方法
で反応を行い、重合体A−3を得た。カチオン価は0.1m
eq./g 以下であった。
Comparative Production Example 1 35% of Polymer A (15%) was added with 0.3% of 37% formalin.
10 g (1.23 × 10 -3 mol), 0.22 g (2.4% 50% dimethylamine)
Polymer A-3 was obtained by performing the reaction in the same manner as in Production Example 1 except that the amount was changed to 6 × 10 −3 mol). Cation value is 0.1m
It was less than eq./g.

【0018】比較製造例2 撹拌機、温度計、窒素ガス導入管を備えた1lのステン
レス(SUS304)製デュワー瓶に、40%アクリルアミド396.
0g (2.23モル)、80%アクリル酸2.03g(0.02モル) 、お
よびイオン交換水372.0gを混合した水溶液を10% 苛性ソ
ーダでpH4.5 に調整した後、20℃に調節してから投入し
た。15分間窒素ガスを吹き込んで置換した後、撹拌しな
がら10%過硫酸アンモニウム水溶液と10% 亜硫酸水素ナ
トリウム水溶液とを投入して重合を開始した。内温は77
℃まで上昇した。その後2時間撹拌を続け、得られたア
ニオン性のポリアクリルアミド系重合体の重量平均分子
量を昭和電工社製のGPCカラム(Shodex OHpak KB-80M
*2) を用いて測定したところ、18,500であった。これを
重合体Bとする。次いで重合体B溶液を15%に希釈し、
その350.0g (0.74モル(モノマー単位))を撹拌機、還流
冷却器、温度計を備えた1lの4つ口フラスコに入れて
60℃に昇温し、撹拌しながら37%ホルマリン15.04g (0.
19モル)と50%ジメチルアミン21.66g (0.24モル) 、イ
オン交換水47.7g を加えて1時間反応した。反応液のカ
チオン価を調べたところ2.8meq./g であった。これを重
合体B−1とする。
Comparative Production Example 2 A 1 liter stainless (SUS304) Dewar bottle equipped with a stirrer, a thermometer and a nitrogen gas inlet tube was charged with 40% acrylamide 396.
An aqueous solution prepared by mixing 0 g (2.23 mol), 80% acrylic acid 2.03 g (0.02 mol), and ion-exchanged water 372.0 g was adjusted to pH 4.5 with 10% caustic soda, and then adjusted to 20 ° C. before being charged. After substituting by blowing nitrogen gas for 15 minutes, 10% ammonium persulfate aqueous solution and 10% sodium hydrogen sulfite aqueous solution were added while stirring to initiate polymerization. Inner temperature is 77
It rose to ℃. Then, stirring was continued for 2 hours, and the weight average molecular weight of the obtained anionic polyacrylamide polymer was measured by a GPC column (Shodex OHpak KB-80M manufactured by Showa Denko KK).
* 2) was used to measure 18,500. This is referred to as polymer B. Then dilute the Polymer B solution to 15%,
350.0 g (0.74 mol (monomer unit)) was placed in a 1 liter 4-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser and thermometer.
The temperature is raised to 60 ° C and 37% formalin 15.04 g (0.
19 mol), 50% dimethylamine (21.66 g (0.24 mol)) and ion-exchanged water (47.7 g) were added and the reaction was carried out for 1 hour. When the cation value of the reaction solution was examined, it was 2.8 meq./g. This is designated as Polymer B-1.

【0019】実施例および比較例で得られたアクリルア
ミド系重合体についてセメント減水剤としての性能をJI
S-R-5201の方法に従って試験した。すなわち、普通ポル
トランドセメント1kgに、セメントに対して固形分で7.
5 、5.0 、2.5gのアクリルアミド系重合体を含む水260g
を加え、モルタルミキサーで3分間撹拌した後セメント
のフロー値を測定した。表1にアクリルアミド系重合体
の組成とフロー値を示した。尚、重合体無添加の場合の
セメントペーストのフロー値は150 だった。
The performance of the acrylamide polymers obtained in Examples and Comparative Examples as a cement water reducing agent was measured by JI
Tested according to the method of SR-5201. That is, in 1 kg of ordinary Portland cement, the solid content of the cement is 7.
260 g of water containing 5, 5.0 and 2.5 g of acrylamide polymer
Was added and stirred for 3 minutes with a mortar mixer, and the flow value of the cement was measured. Table 1 shows the composition and flow value of the acrylamide polymer. The flow value of the cement paste when the polymer was not added was 150.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明のアクリルアミド系重合体は、従
来知られていたアニオンモノマーを単に共重合したもの
に比べてセメント減水性能を大きく向上させることがで
きる。マンニッヒ反応で導入される3級アミノ基は酸性
水溶液中でカチオン性を示す官能基であり、凝集剤や製
紙用添加剤への応用例は多数あったが、セメント減水剤
としてはこのような官能基を積極的に利用する考えは従
来なかった。その作用については不明であるが、本発明
によりアクリルアミド系の減水剤の能力を大幅に向上さ
せることができることが明らかになり、今後広く利用さ
れることが期待される。
EFFECTS OF THE INVENTION The acrylamide polymer of the present invention can greatly improve the water-reducing performance of cement as compared with a conventionally known copolymer of anionic monomer. The tertiary amino group introduced by the Mannich reaction is a functional group that exhibits cationicity in an acidic aqueous solution, and although there were many examples of application to a flocculant and an additive for papermaking, such a functional water reducing agent for cement was used. Until now, there was no idea to actively use the radical. Although its action is unknown, it has been clarified that the ability of the acrylamide-based water reducing agent can be greatly improved by the present invention, and is expected to be widely used in the future.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 敦 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 (72)発明者 荒関 正一 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三井 東圧化学株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Atsushi Ito 1190 Kasama-cho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd. (72) Shoichi Araseki 1190 Kasama-cho, Sakae-ku, Yokohama, Kanagawa Mitsui Toatsu Inside Chemical Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重量平均分子量が 1,000〜500,000 の範
囲にある、(1) α,β−不飽和カルボン酸アミド95〜20
モル%と、(2) α, β−不飽和モノカルボン酸(塩)、
α, β−不飽和ジカルボン酸(塩)、α, β−不飽和ス
ルホン酸(塩)の中から選ばれた一種以上のアニオン性
のモノマー5 〜80モル% とを共重合して得られるアクリル
アミド系重合体を、(1) α, β−不飽和カルボン酸アミ
ドを全体のモノマー単位に対して1〜50モル%をマンニ
ッヒ反応させて得られる両性の重合体を有効成分とする
セメント用混和剤。
1. An α, β-unsaturated carboxylic acid amide having a weight average molecular weight of 1,000 to 500,000 (95 to 20).
Mol% and (2) α, β-unsaturated monocarboxylic acid (salt),
Acrylamide obtained by copolymerizing 5 to 80 mol% of one or more anionic monomer selected from α, β-unsaturated dicarboxylic acid (salt) and α, β-unsaturated sulfonic acid (salt) (1) Cement admixture containing (1) an amphoteric polymer obtained by reacting an α, β-unsaturated carboxylic acid amide in a Mannich reaction in an amount of 1 to 50 mol% based on the total monomer units. .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001011129A (en) * 1999-06-15 2001-01-16 Sika Ag Polymer capable of dispersing multi-purpose cement for high-fluidity, high-strength concrete
JP2016069210A (en) * 2014-09-29 2016-05-09 株式会社日本触媒 Additive for inorganic powder

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