JPH09328346A - セメント分散剤、セメントの分散方法およびセメント組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた減水性能を維持しながら、過大な空気
連行性を制御できるセメント分散剤、セメントの分散方
法およびセメント組成物を提供する。 【解決手段】 アルコキシポリアルキレングリコールと
（メタ）アクリル酸エステルとのエステル交換法によっ
て得られるアルコキシポリアルキレングリコールモノ
（メタ）アクリル酸エステル系単量体を含む単量体成分
を重合して得られる重合体を含むセメント分散剤および
該セメント分散剤を、少なくともセメントおよび水より
なるセメント組成物に配合してなるセメントの分散方法
および該セメント分散剤、セメントおよび水よりなるセ
メント組成物。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、セメント分散剤、
セメントの分散方法およびセメント組成物に関するもの
である。さらに詳しくは、減水性能に優れ、かつ適度な
空気連行性と良好なスランプ保持性能を備えたセメント
分散剤、セメントの分散方法およびセメント組成物に関
するものである。 【０００２】 【従来の技術および発明が解決しようとする課題】１９
８１年にコンクリート構造物の早期劣化が社会問題化し
て以来、コンクリート中の単位水量を減らしてその耐久
性と施工性を向上させることが強く求められている。 【０００３】したがって、本発明の目的は、セメント分
散剤、セメントの分散方法およびセメント組成物の製造
方法を提供することにある。 【０００４】本発明の他の目的は、ポリカルボン酸系に
特有の秀でた減水性能を維持しながら、過大な空気連行
性を制御できるセメント分散剤、セメントの分散方法お
よびセメント組成物を提供することにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記諸目的は、下記
（１）〜（１３）によって達成される。 【０００６】（１） エステル交換法によって得られる
アルコキシポリアルキレングリコールモノ（メタ）アク
リル酸エステル系単量体を含む単量体成分を重合して得
られる重合体を含むセメント分散剤。 【０００７】（２） 一般式（１） 【０００８】 【化８】【０００９】（ただし、式中、Ｒ¹ は炭素原子数１〜２
２のアルキル基、Ｒ² Ｏは炭素原子数２〜４のオキシア
ルキレン基の１種または２種以上の混合物を表わし、２
種以上の場合はブロック状に付加していてもあるいはラ
ンダム状に付加していてもよく、ｍはオキシアルキレン
基の平均付加モル数であり、１〜１００の数を表わ
す。）で示されるアルコキシポリアルキレングリコール
と、一般式（２） 【００１０】 【化９】 【００１１】（ただし、式中、Ｒ³ は水素原子またはメ
チル基を表わし、またＲ⁴ は炭素原子数１〜２２のアル
キル基または炭素原子数３〜１２のシクロアルキル基を
表わす。）で示される（メタ）アクリル酸エステルと
を、塩基性触媒の存在下にエステル交換反応に供して得
られる一般式（３） 【００１２】 【化１０】 【００１３】（ただし、式中、Ｒ¹ 、Ｒ² ＯおよびＲ³
は前記のとおりであり、またｎはオキシアルキレン基の
平均付加モル数であり、１〜１００の数を表わす。）で
示されるアルコキシポリアルキレングリコールモノ（メ
タ）アクリル酸エステル系単量体（ａ）５〜９５重量
％、一般式（４） 【００１４】 【化１１】 【００１５】（ただし、式中、Ｒ³ は前記のとおりであ
り、またＭ¹ は水素原子、一価金属原子、二価金属原
子、アンモニウム基または有機アミン基を表わす。）で
示される（メタ）アクリル酸（塩）単量体（ｂ）９５〜
５重量％、およびこれらの単量体と共重合可能な単量体
（ｃ）０〜５０重量％（ただし、（ａ）、（ｂ）および
（ｃ）の合計は１００重量％である。）を用いて導かれ
た重合体（Ａ）および／または該重合体（Ａ）をさらに
アルカリ性物質で中和して得られた重合体塩（Ｂ）を含
むセメント分散剤。 【００１６】（３） 一般式（３）で示されるアルコキ
シポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリル酸系
単量体（ａ）が、一般式（５） 【００１７】 【化１２】 【００１８】（ただし、式中、Ｒ³ は水素原子またはメ
チル基、Ｒ⁷ Ｏは炭素原子数２〜４のオキシアルキレン
基の１種または２種以上の混合物を表わし、２種以上の
場合はブロック状に付加していてもランダム状に付加し
ていてもよく、Ｒ⁸ は炭素原子数１〜２２のアルキル基
であり、またｐはオキシアルキレン基の平均付加モル数
であり、１〜９７の整数を表わす。）で示される第１の
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（ａ¹ ）と、一般式（６） 【００１９】 【化１３】【００２０】（ただし、式中、Ｒ³ は水素原子またはメ
チル基、Ｒ⁹ Ｏは炭素原子数２〜４のオキシアルキレン
基の１種または２種以上の混合物を表わし、２種以上の
場合はブロック状に付加していてもランダム状に付加し
ていてもよく、Ｒ¹⁰は炭素原子数１〜２２のアルキル基
であり、またｑはオキシアルキレン基の平均付加モル数
であり、４〜１００の整数を表わし、ｐ≠ｑかつｑ−ｐ
≧３である。）で示される第２の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（ａ²）との
混合物である前記（２）に記載のセメント分散剤。 【００２１】（４） 該混合物は、相当するアルコキシ
ポリアルキレングリコールの混合物と、一般式（２） 【００２２】 【化１４】 【００２３】（ただし、式中、Ｒ³ は水素原子またはメ
チル基を表わし、またＲ⁴ は炭素原子数１〜２２のアル
キル基または炭素原子数３〜１２のシクロアルキル基を
表わす。）で示される（メタ）アクリル酸エステルとの
エステル交換反応により得られる前記（３）に記載のセ
メント分散剤。 【００２４】（５） 該第１の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（ａ¹ ）と該第
２の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（ａ² ）との重量比は５：９５〜９５：５
である前記（３）に記載のセメント分散剤。 【００２５】（６） Ｒ² Ｏは炭素原子数２〜３のオキ
シアルキレン基であり、またＲ¹ は炭素原子数１〜１２
アルキル基である前記（２）に記載のセメント分散剤。 【００２６】（７） Ｒ³ はメチル基である前記（６）
に記載のセメント分散剤。 【００２７】（８） 一般式（４）においてＭ¹ は水素
原子または一価金属原子である前記（２）に記載のセメ
ント分散剤。 【００２８】（９） さらに、ナフタレン系セメント分
散剤、アミノスルホン酸系セメント分散剤、ポリカルボ
ン酸系セメント分散剤およびリグニン系セメント分散剤
よりなる群から選ばれた少なくとも１種のセメント分散
剤を配合してなる前記（１）〜（８）のいずれか一つに
記載のセメント分散剤。 【００２９】（１１） 前記（１）〜（９）のいずれか
一つに記載のセメント分散剤を、少なくともセメントお
よび水よりなるセメント組成物に配合してなるセメント
の分散方法。 【００３０】（１２） 該セメント分散剤がセメントに
対して０．０１〜１．０重量％であり、また、水／セメ
ントの重量比が０．１５〜０．７である前記（１１）に
記載のセメントの分散方法。 【００３１】（１３） 前記（１）〜（９）のいずれか
一つに記載のセメント分散剤、セメントおよび水よりな
るセメント組成物。 【００３２】 【発明の実施の形態】まず、本発明によるセメント分散
剤、セメントの分散方法およびセメント組成物において
使用されるセメント分散剤は、エステル交換法によって
得られるアルコキシポリアルキレングリコールモノ（メ
タ）アクリル酸エステル系単量体を含む単量体成分を重
合して得られる重合体よりなるものである。 【００３３】このようなセメント分散剤として代表的な
ものとしては、例えば、一般式（１）で示されるアルコ
キシポリアルキレングリコールと、一般式（２）で示さ
れる（メタ）アクリル酸エステルとを、塩基性触媒の存
在下にエステル交換反応に供して得られる一般式（３）
で示されるアルコキシポリアルキレングリコールモノ
（メタ）アクリル酸エステル系単量体（ａ）５〜９５重
量％、好ましくは５０〜９４重量％、さらに好ましくは
６０〜９３重量％、一般式（４）で示される（メタ）ア
クリル酸（塩）単量体（ｂ）９５〜５重量％、好ましく
は５０〜６重量％、さらに好ましくは４０〜７重量％お
よびこれらの単量体と共重合可能な単量体（ｃ）０〜５
０重量％、好ましくは０〜３０重量％、さらに好ましく
は０〜１０重量％（ただし、（ａ）、（ｂ）および
（ｃ）の合計は１００重量％である。）を用いて導かれ
た重合体（Ａ）および／または該重合体（Ａ）をさらに
アルカリ性物質で中和して得られた重合体塩（Ｂ）より
なるものがある。 【００３４】一般式（１） 【００３５】 【化１５】【００３６】同一般式（１）において、Ｒ¹ は炭素原子
数１〜２２、好ましくは１〜１２のアルキル基、Ｒ² Ｏ
は炭素原子数２〜４、好ましくは２〜３のオキシアルキ
レン基の１種または２種以上の混合物を表わし、２種以
上の場合はブロック状に付加していてもあるいはランダ
ム状に付加していてもよく、ｍはオキシアルキレン基の
平均付加モル数であり、１〜１００、好ましくは１〜５
０の数を表わす。 【００３７】一般式（２） 【００３８】 【化１６】 【００３９】同一般式（２）において、Ｒ³ は水素原子
またはメチル基を表わし、またＲ^４は炭素原子数１〜２
２、好ましくは１〜１２のアルキル基または炭素原子数
３〜１２、好ましくは４〜８のシクロアルキル基を表わ
す。 【００４０】 【化１７】 【００４１】同一般式（３）において、Ｒ^１ 、Ｒ² Ｏ
およびＲ³ は前記のとおりであり、またｎはオキシアル
キレン基の平均付加モル数であり、１〜１００、好まし
くは１〜５０の数を表わす。 【００４２】一般式（４） 【００４３】 【化１８】 【００４４】同一般式（４）において、Ｒ³ は水素原子
またはメチル基であり、またＭ¹ は水素原子、一価金属
原子、例えばナトリウム、カリウム等のアルカリ金属原
子、二価金属原子、例えばカルシウム、マグネシウム等
のアルカリ土類金属原子、アンモニウム基または有機ア
ミン基、例えばメチルアミン、ジメチルアミン、トリメ
チルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチ
ルアミン、プロピルアミン、ジプロピルアミン、トリプ
ロピルアミン、イソプロピルアミン等であり、好ましく
は水素原子または一価金属原子である。 【００４５】アルコキシポリアルキレングリコールと、
（メタ）アクリル酸エステルとのエステル交換反応は、
塩基性触媒の存在下に４０〜１５０℃の温度で１〜２０
時間、好ましくは１〜１０時間行なわれる。また、さら
に必要があれば、減圧下にエステル交換反応を進めるこ
ともできる。 【００４６】一般に、アルコキシポリアルキレングリコ
ールモノ（メタ）アクリル酸エステル系単量体（ａ）を
得るには、本発明のごとく塩基性触媒の存在下にアルコ
キシポリアルキレングリコールと（メタ）アクリル酸エ
ステルとをエステル交換させるか、あるいは、酸触媒の
存在下にアルコキシポリアルキレングリコールと（メ
タ）アクリル酸とをエステル化させる方法が知られてい
る。 【００４７】本発明のエステル交換反応により得られる
アルコキシポリアルキレングリコールモノ（メタ）アク
リル酸エステル系単量体（ａ）を含有する単量体成分を
重合して得られる重合体では、減水性能が大幅に改善さ
れること、さらには驚くべきことに単量体（ａ）を得る
までの反応時間が大幅に短縮でき工業的にも優位性があ
ること、を見出だし、本発明を完成するに到った。酸触
媒によるエステル化反応に比べて塩基性触媒によるエス
テル交換反応が、このように減水性能に好結果をももた
らす理由は不明だが、エステル交換反応では副反応を抑
制できるのが理由の一つかもしれない。酸触媒によるエ
ステル化反応ではアルコキシポリアルキレングリコール
（１）のエーテル開裂により両末端に水酸基を持つ（ポ
リ）アルキレングリコールが副生し、これが、（メタ）
アクリル酸とのエステル化反応で二官能のジ（メタ）ア
クリル酸エステル系単量体となる。そして、これは、次
工程の重合反応で架橋剤として作用し、セメント分散性
能の乏しい、高分子量架橋ポリマーを与える。しかし、
このような考え方によって本発明のセメント分散剤がな
んら制限を受けるものではない。 【００４８】アルコキシポリアルキレングリコールと
（メタ）アクリル酸エステルとのエステル交換反応にお
いて、（メタ）アクリル酸エステル／アルコキシポリア
ルキレングリコールのモル比は１／１〜２０／１、特に
１／１〜１０／１の範囲内が好ましい。１／１未満では
エステル交換反応の転化率が低く、２０／１を超える量
では反応装置等が大きくなり好ましくない。 【００４９】本発明において行なわれるエステル交換反
応に使用される塩基性触媒としては、水酸化ナトリム、
水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属水酸
化物；水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等のアル
カリ土類金属水酸化物；ナトリウムメトキサイド、ナト
リウムエトキサイド、ナトリウムイソプロポキサイド、
カリウムメトキサイド、カリウムエトキサイド、カリウ
ムイソプロポキサイド等のアルカリ金属アルコキサイ
ド；アンモニウム塩型アミンを交換基に持つ強塩基性の
イオン交換樹脂等がある。これらの塩基性触媒の中でも
アルカリ金属水酸化物と金属アルコキサイドが好まし
く、中でも、水酸化ナトリウムあるいはナトリウムメト
キサイドが特に好ましい。塩基性触媒の使用量は、アル
コキシポリアルキレングリコール（１）に対して、０．
０１〜２０重量％、特に０．１〜１０重量％が好まし
い。０．０１重量％未満の量では触媒効果が充分発現さ
れず、２０重量％を超える量を使用しても不経済なだけ
である。塩基性触媒は、一度に仕込む方法、連続あるい
は分割添加する方法が可能であるが、触媒表面が、系内
で不活性化し、触媒作用が失活するのを防ぐ面では、連
続あるいは分割添加するのが好ましい。 【００５０】エステル交換反応は、回分、連続いずれに
よっても行ないうるが、例えば回分反応では内温を徐々
に上げていき、許容温度に達してもアルキルアルコール
が留出しなくなれば、反応の終結が確認される。そし
て、減圧下に原料の（メタ）アクリル酸エステルを留去
し、目的のアルコキシポリアルキレングリコールモノ
（メタ）アクリル酸エステル系単量体（ａ）が得られ
る。 【００５１】前記のごとき特定のエステル交換反応によ
り得られた一般式（３）で示されるアルコキシポリアル
キレングリコールモノ（メタ）アクリル酸エステル系単
量体（ａ）は、一般式（４）で示される（メタ）アクリ
ル酸（塩）単量体（ｂ）および必要によりこれらの単量
体と共重合可能な単量体（ｃ）とともに重合反応に供さ
れる。 【００５２】共重合体（Ａ）を得るには、重合開始剤を
用いて前記単量体成分を共重合させれば良い。共重合
は、溶媒中での重合や塊状重合等の方法により行なうこ
とができる。 【００５３】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、イソプロピルア
ルコ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。原料単量体および得られる共重合体（Ａ）
の溶解性ならびに該共重合体（Ａ）の使用時の便から
は、水および炭素数１〜４の低級アルコールよりなる群
から選ばれた少なくとも１種を用いることが好ましい。
その場合、炭素数１〜４の低級アルコールの中でもメチ
ルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコ
ール等が特に有効である。 【００５４】水媒体中で重合を行なう時は、重合開始剤
としてアンモニウムまたはアルカリ金属の過硫酸塩ある
いは過酸化水素等の水溶性の重合開始剤が使用される。
この際、亜硫酸水素ナトリウム、モール塩等の促進剤を
併用することもできる。また、低級アルコール、芳香族
炭化水素、脂肪族炭化水素、エステル化合物あるいはケ
トン化合物を溶媒とする重合には、ベンゾイルパーオキ
シドやラウロイルパーオキシド等のパーオキシド；クメ
ンハイドロパーオキシド等のハイドロパーオキシド；ア
ゾビスイソブチロニトリル等の芳香族アゾ化合物等が重
合開始剤として用いられる。この際アミン化合物等の促
進剤を併用することもできる。さらに、水−低級アルコ
ール混合溶剤を用いる場合には、上記の種々の重合開始
剤あるいは重合開始剤と促進剤との組み合わせの中から
適宜選択して用いることができる。重合温度は、用いる
溶媒や重合開始剤により適宜定められるが、通常０〜１
２０℃の範囲内で行なわれる。 【００５５】塊状重合は、重合開始剤としてベンゾイル
パーオキシドやラウロイルパーオキシド等のパーオキシ
ド；クメンハイドロパーオキシド等のハイドロパーオキ
シド；アゾビスイソブチロニトリル等の脂肪族アゾ化合
物等を用い、５０〜２００℃の温度範囲内で行なわれ
る。 【００５６】また、得られる重合体（Ａ）の分子量調節
のために、チオール系連鎖移動剤を併用することもでき
る。この際に用いられるチオール系連鎖移動剤は、一般
式ＨＳ−Ｒ⁵ −Ｅ_g （ただし、式中Ｒ⁵ は炭素数１〜２
のアルキル基を表わし、Ｅは−ＯＨ、−ＣＯＯＭ² 、−
ＣＯＯＲ⁶ または−ＳＯ₃ Ｍ² 基を表わし、Ｍ² は水
素、一価金属、二価金属、アンモニウム基または有機ア
ミン基を表わし、Ｒ⁶ は炭素数１〜１０のアルキル基を
表わし、ｇは１〜２の整数を表わす。）で表わされ、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、２−メルカプトプロピオン酸、３−メル
カプトプロピオン酸、チオリンゴ酸、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が挙
げられ、これらの１種または２種以上を用いることがで
きる。 【００５７】このようにして得られた重合体（Ａ）は、
そのままでもセメント分散剤の主成分として用いられる
が、必要に応じて、さらにアルカリ性物質で中和して得
られる重合体塩（Ｂ）をセメント分散剤の主成分として
用いても良い。このようなアルカリ性物質としては、一
価金属および二価金属の水酸化物、塩化物および炭素塩
等の無機物；アンモニア；有機アミン等が好ましいもの
として挙げられる。 【００５８】また、一般式（３）で示されるアルコキシ
ポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリル酸エス
テル系単量体（ａ）としては、一般式（５） 【００５９】 【化１９】 【００６０】（ただし、式中、Ｒ³ は水素原子またはメ
チル基、Ｒ⁷ Ｏは炭素原子数２〜４のオキシアルキレン
基の１種または２種以上の混合物を表わし、２種以上の
場合はブロック状に付加していてもランダム状に付加し
ていてもよく、Ｒ⁸ は炭素原子数１〜２２、好ましくは
１〜１５のアルキル基であり、またｐはオキシアルキレ
ン基の平均付加モル数であり、１〜９７、好ましくは１
〜１０の整数を表わす。）で示される第１のアルコキシ
ポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート
（ａ¹ ）と、一般式（６） 【００６１】 【化２０】 【００６２】（ただし、式中、Ｒ³ は水素原子またはメ
チル基、Ｒ⁹ Ｏは炭素原子数２〜４のオキシアルキレン
基の１種または２種以上の混合物を表わし、２種以上の
場合はブロック状に付加していてもランダム状に付加し
ていてもよく、Ｒ¹⁰は炭素原子数１〜２２、好ましくは
１〜１５のアルキル基であり、またｑはオキシアルキレ
ン基の平均付加モル数であり、４〜１００、好ましくは
１１〜１００の整数を表わし、ｐ≠ｑかつｑ−ｐ≧３で
ある。）で示される第２の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（ａ² ）との混合物
であってもよい。 【００６３】このような第１の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（ａ¹ ）と第２
の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（ａ² ）との混合物を製造するには、これら
の第１および第２の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（ａ¹ ）および（ａ² ）を
別々にエステル交換反応により製造してもよいが、別法
としては、それぞれ相当するアルコキシポリアルキレン
グリコールの混合物と、一般式（２）で示される（メ
タ）アクリル酸エステルとのエステル交換反応により製
造してもよく、特に後者の方法は工業的に安価の製造方
法を提供できる。 【００６４】この場合、第１の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（ａ¹ ）と第２
の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（ａ² ）との重量比は５：９５〜９５：５、
好ましくは１０：９０〜９０：１０である。 【００６５】一般式（５）で表わされるアルコキシポリ
アルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート
（ａ¹ ）としては、例えば、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（エ
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
ート等が例示される。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（ａ）は、その側鎖の短鎖ア
ルコキシポリアルキレングリコールに疎水性を有するこ
とが重要である。 【００６６】また、共重合のし易さの面からは、側鎖は
エチレングリコール単位が多く含まれているのが好まし
い。したがって、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（ａ¹ ）としては、平均付加
モル数ｍが１〜９７、好ましくは１〜１０の（アルコキ
シ）（ポリ）エチレングリコールモノ（メタ）アクリレ
ートが好ましい。 【００６７】本発明で用いられる長鎖アルコキシポリア
ルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート系単量体
（ａ² ）は前記一般式（６）で示されるものであり、例
えば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）アクリレートなどが例示される。 【００６８】高い減水性を得るためには、アルコキシポ
リアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート（ａ
² ）の平均付加モル数４〜１００のアルコキシポリアル
キレングリコール鎖による立体反発と親水性でセメント
粒子を分散させることが重要である。そのためには、ポ
リアルキレングリコール鎖にはオキシエチレン基が多く
導入されることが好ましく、ポリエチレングリコール鎖
が最も好ましい。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（ａ² ）のアルキレングリコ
ール鎖の平均付加モル数ｎは４〜１００、好ましくは１
１〜１００である。 【００６９】カルボン酸系単量体（ｂ）は、前記一般式
（４）で示されるものである。単量体（ｂ）の例として
は、アクリル酸、メタクリル酸ならびにこれらの酸の一
価金属塩、二価金属塩、アンモニウム塩および有機アミ
ン塩を挙げることができ、これらの１種または２種以上
を用いることができる。 【００７０】単量体（ｃ）は、単量体（ａ）および
（ｂ）と共重合可能な単量体である。単量体（ｃ）の例
としては、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサ
コン酸、イタコン酸等のジカルボン酸類；これらのジカ
ルボン酸類とＨＯ（Ｒ¹¹Ｏ）_r Ｒ¹²（ただし、Ｒ¹¹Ｏは
炭素数２〜４のオキシアルキレン基の１種または２種以
上の混合物を表わし、２種以上の場合はブロック状に付
加していてもランダム状に付加していてもよく、ｒはオ
キシアルキレン基の平均付加モル数であり１から１００
の整数を表わし、Ｒ¹²は水素または炭素数１〜２２、好
ましくは１〜１５のアルキル基を表わす。）で表わされ
るアルコールとのモノエステルあるいはジエステル類；
（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリルアルキルア
ミド等の不飽和アミド類；酢酸ビニル、プロピオン酸ビ
ニル等のビニルエステル類；ビニルスルホン酸、（メ
タ）アリルスルホン酸、スルホエチル（メタ）アクリレ
ート、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お
よびそれらの一価金属塩、二価金属塩、アルモニウム
塩、有機アミン塩類；スチレン、α−メチルスチレン等
の芳香族ビニル類；炭素数１〜１８、好ましくは１〜１
５の脂肪族アルコールあるいはベンジルアルコール等の
フェニル基含有アルコールと（メタ）アクリル酸とのエ
ステル類；ポリアルキレングリコールモノ（メタ）アク
リレート；ポリアルキレングリコールモノ（メタ）アリ
ルエーテル等が挙げられ、これらの１種または２種以上
を用いることができる。 【００７１】また、本発明のセメント分散剤として用い
られる重合体（Ａ）および／または重合体塩（Ｂ）の重
量平均分子量としては、５００〜５００，０００、特に
５，０００〜３００，０００の範囲とすることが好まし
い。重量平均分子量が５００未満では、セメント分散剤
の減水性能が低下するために好ましくない。一方、５０
０，０００を越える分子量では、セメント分散剤の減水
性能、スランプロス防止能が低下するために好ましくな
い。 【００７２】さらに上記セメント分散剤には、従来公知
のナフタレン系セメント分散剤、アミノスルホン酸系セ
メント分散剤、ポリカルボン酸系セメント分散剤および
リグニン系セメント分散剤よりなる群から選ばれた少な
くとも１種のセメント分散剤を配合してもよいことはも
ちろんである。 【００７３】また、従来公知のセメント分散剤の他に、
空気連行剤、セメント湿潤剤、膨張剤、防水剤、遅延
剤、急結剤、水溶性高分子物質、増粘剤、凝集剤、乾燥
収縮低減剤、強度増進剤、硬化促進剤、消泡剤等を配合
することができる。 【００７４】このようにして得られる重合体を主成分と
するセメント分散剤は、少なくともセメントおよび水よ
りなるセメント組成物に配合することによりセメントの
分散を促進する。 【００７５】本発明のセメント分散剤は、ポルトランド
セメント、ビーライト高含有セメント、アルミナセメン
ト、各種混合セメント等の水硬セメント、あるいは、石
膏などのセメント以外の水硬材料などに用いることがで
きる。 【００７６】本発明において使用されるセメント分散剤
は、従来のセメント分散剤に比較して少量の添加でも優
れた効果を発揮する。たとえば水硬セメントを用いるモ
ルタルやコンクリート等に使用する場合には、セメント
重量の０．０１〜１．０％、好ましくは０．０２〜０．
５％となる比率の量を練り混ぜの際に添加すればよい。
この添加により高減水率の達成、スランプロス防止性能
の向上、単位水量の低減、強度の増大、耐久性の向上な
どの各種の好ましい諸効果がもたらされる。添加量が
０．０１％未満では性能的に不十分であり、逆に１．０
％を越える多量を使用しても、その効果は実質上頭打ち
となり経済性の面からも不利となる。 【００７７】本発明によるセメント組成物は、上記セメ
ント分散剤、セメントおよび水よりなるものである。本
発明のセメント組成物は、該セメント組成物１ｍ³ あた
りのセメント使用量、単位水量にはとりたてて制限はな
いが、単位水量１２０〜１８５ｋｇ／ｍ³ 、水／セメン
ト重量比＝０．１５〜０．７、好ましくは単位水量１２
０〜１７５ｋｇ／ｍ³ 、水／セメント重量比＝０．２〜
０．５％が推奨される。該セメント組成物には、さらに
必要により砂、砂利等の骨材が配合される。 【００７８】 【実施例】以下、実施例を挙げ、本発明をさらに具体的
に説明する。なお、例中、特にことわりのない限り、％
は重量％を、また、部は重量部を表わすものとする。 【００７９】実施例１ 塩基性触媒存在下のエステル交換反応によるアルコキシ
ポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリル酸エス
テル系単量体（ａ）の合成 ３００ｍｌのセパラブルフラスコに温度計、攪拌機およ
びラシヒリングを充填した充填塔を設け、還流比を任意
に変えられるようにした。上記充填塔に、メチルメタク
リレート６０６ｇ、メトキシポリエチレングリコール
（オキシエチレン基の平均付加モル数：１０モル）４０
８ｇ、重合禁止剤としてフェノチアジン０．１２ｇを仕
込み、塔頂温度が５０℃に達したときに４９％濃度の水
酸化ナトリウム２．６５ｇを１時間３０分かけて滴下し
た。減圧下にメタノール−メチルメタクリレート共沸物
を留去し、目的のメトキシポリエチレングリコールモノ
メタクリレート（１）４６７ｇを単離した。反応は３時
間で終了した。収率９９％以上。また、副生するポリエ
チレングリコールジメタクリレートは、得られたメトキ
シポリエチレングリコールモノメタクリレートに対して
０．１％以下であった。結果を表１に示す。 【００８０】実施例２ メトキシポリエチレングリコール（オキシエチレン基の
平均付加モル数：１０モル）４０８ｇの代わりに、メト
キシポリエチレングリコール（オキシエチレン基の平均
付加モル数：１０モル）６９ｇとメトキシポリエチレン
グリコール（オキシエチレン基の平均付加モル数：２５
モル）２０６ｇを用いた以外は、実施例１と同様の操作
を行ない、メトキシポリエチレングリコールモノメタク
リレートの混合物（２）を得た。結果を表１に示す。 【００８１】比較例１ 酸触媒存在下のエステル化反応によるアルコキシポリア
ルキレングリコールモノ（メタ）アクリル酸エステル系
単量体（ａ）の合成 ３００ｍｌのセパラブルフラスコに温度計、攪拌機およ
び水分離器を設け、反応生成水を分離できるようにし
た。上記反応装置に、メタクリル酸８０５．５ｇ、メト
キシポリエチレングリコール（オキシエチレン基の平均
付加モル数：１０モル）１６５７．８ｇ、酸触媒として
硫酸４９．３ｇ、重合禁止剤としてフェノチアジン０．
４９ｇ、溶媒としてシクロヘキサン７３．９ｇを仕込み
攪拌しながら加熱した。常圧下にシクロヘキサン−水共
沸物を留出させ、反応生成水を分離器で除去しながらシ
クロヘキサンを還流させた。反応は２５時間で終了し
た。反応後、常圧下に、シクロヘキサンおよび過剰のメ
タクリル酸を留去し、メトキシポリエチレングリコール
モノメタクリレート（３）１８５８．６ｇを単離した。
収率９８％。副生するポリエチレングリコールジメタク
リレートは、得られたメトキシポリエチレングリコール
モノメタクリレートに対して１２．０％であった。結果
を表１に示す。 【００８２】比較例２ 酸触媒としての硫酸の代わりに、パラトルエンスルホン
酸２１８．２ｇを使用した以外は、比較例１と同様の操
作を行ない、メトキシポリエチレングリコールモノメタ
クリレート（４）を得た。結果を表１に示す。 【００８３】 【表１】【００８４】実施例３ 本発明のセメント分散剤（１）の製造 温度計、攪拌機、滴下漏斗、窒素導入管および還流冷却
器を備えたガラス製反応容器に水１９５ｇを仕込み、攪
拌下に反応容器内を窒素で置換し、窒素雰囲気下で９５
℃まで加熱した。次に、実施例１で得られたメトキシポ
リエチレングリコールモノメタクリレート（１）４７．
４ｇ、メタクリル酸１２．６ｇ、水１５ｇを混合した単
量体水溶液と１．５％過硫酸アンモニウム水溶液２４ｇ
をそれぞれ４時間で滴下し、滴下終了後、さらに１．５
％過硫酸アンモニウム６ｇを１時間で滴下した。その
後、１時間引き続いて９５℃に温度を維持して重合反応
を完結させた。重量平均分子量３６０００の重合体から
なる本発明のセメント分散剤（１）を得た。結果を表２
に示す。 【００８５】実施例４ 本発明のセメント分散剤（２）の製造 実施例１で得られたメトキシポリエチレングリコールモ
ノメタクリレート（１）の代わりに、実施例２で得られ
たメトキシポリエチレングリコールモノメタクリレート
の混合物（２）を用いた以外は、実施例３と同様の操作
を行ない本発明のセメント分散剤（２）を得た。結果を
表２に示す。 【００８６】比較例３および４ 比較セメント分散剤（１）および（２）の製造 実施例１で得られたメトキシポリエチレングリコールモ
ノメタクリレート（１）の代わりに、比較例１および２
で得られたメトキシポリエチレングリコールモノメタク
リレート（３）および（４）を用いた以外は、実施例３
と同様の操作を行ない比較セメント分散剤（１）および
（２）を得た。結果を表２に示す。 【００８７】 【表２】【００８８】実施例５および比較例６〜７ コンクリート試験 セメントとして普通ポルトランドセメント（秩父小野田
セメント：比重３．１６）、細骨材として大井川水系産
陸砂（比重２．６２、ＦＭ２．７１）、粗骨材として青
梅産硬質砂岩砕石（比重２．６４、ＭＳ２０ｍｍ）を用
いた。セメント分散剤としては、本発明のセメント分散
剤（１）（実施例５）および比較セメント分散剤
（１）、（２）（比較例６、７）を用いた。コンクリー
トの配合条件は、単位セメント量３２０ｋｇ／ｍ³ 、単
位水量１６５ｋｇ／ｍ³ および細骨材率４７％である。 【００８９】上記の条件下に、コンクリートを製造し、
スランプ、空気量の測定はすべて日本工業規格（ＪＩＳ
Ａ １１０１、１１２８）に準拠して行なった。結果
を表３に示す。 【００９０】 【表３】 【００９１】実施例５と比較例６〜７の添加量を比較し
てみると、比較例６〜７が０．２１％、０．１８％であ
るのに対して、実施例５では０．０９％と非常に低添加
量でよいことがわかる。また、コンクリート製造直後の
空気量を比較してみると、比較例６〜７ではそれぞれ
７．０％および８．９％であるのに対して実施例５では
６．４％と空気連行性を低減できることがわかる。 【００９２】その理由としては、実施例１のエステル交
換反応で製造したメトキシポリアルキレングリコールモ
ノメタアクリレート（１）には架橋成分が０．１％以下
と非常に少ないのに対して、比較例１〜２のエステル化
法で製造したメトキシポリアルキレングリコールモノメ
タクリレート（３）および（４）にはそれぞれ架橋成分
が１２．０％および１４．６％と多いことに起因すると
推測される。 【００９３】エステル交換反応で得られた単量体を用い
ることにより添加量および空気連行性を低減することが
できる。 【００９４】実施例６〜７、比較例８〜９ モルタル試験 本発明のセメント分散剤（１）および（２）（実施例６
および７）および比較セメント分散剤（１）および
（２）（比較例８および９）をそれぞれ添加したモルタ
ルフロー値および空気量を測定した。試験に使用した材
料およびモルタル配合は、秩父小野田普通ポルトランド
セメント４００ｇ、豊浦標準砂８００ｇ、本発明あるい
は比較セメント分散剤を含む水２４０ｇである。 【００９５】モルタルはモルタルミキサーを用いた機械
練りで調製した。調製したモルタルを、直径５５ｍｍ、
高さ５５ｍｍの中空円筒に詰める。つぎに、円筒を垂直
に持ち上げ、その後テーブルに広がったモルタルの直径
を２方向について測定し、この平均をフロー値とした。
空気量はモルタルの重量と容量から算出した。結果を表
４に示す。 【００９６】 【表４】 【００９７】 【発明の効果】本発明によれば、優れた減水性能を維持
しながら、過大な空気連行性を制御できるセメント分散
剤、セメントの分散方法およびセメント組成物を提供す
ることができる。 【００９８】また、本発明によるセメント分散剤は、ア
ルコキシポリアルキレングリコールと（メタ）アクリル
酸エステルとを、塩基性触媒の存在下にエステル交換反
応に供して得られるアルコキシポリアルキレングリコー
ルモノ（メタ）アクリル酸エステル系単量体および（メ
タ）アクリル酸（塩）単量体、さらに必要によりその他
の共重合性単量体を重合して得られるものであるから極
めて安価である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０４Ｂ 28/02 Ｃ０４Ｂ 28/02 Ｃ０８Ｆ 220/06 ＭＬＲ 7824−4Ｊ Ｃ０８Ｆ 220/06 ＭＬＲ 220/28 ＭＭＬ 220/28 ＭＭＬ 290/06 ＭＲＳ 290/06 ＭＲＳ // Ｃ０４Ｂ 103:40 (72)発明者 岩井 正吾 神奈川県川崎市川崎区千鳥町14−１ 株式 会社日本触媒内 (72)発明者 流 浩一郎 神奈川県川崎市川崎区千鳥町14−１ 株式 会社日本触媒内 (72)発明者 田原 秀行 兵庫県姫路市網干区興浜字西沖992番地の １ 株式会社日本触媒内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 エステル交換法によって得られるアルコ
   キシポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリル酸
   エステル系単量体を含む単量体成分を重合して得られる
   重合体を含むセメント分散剤。 【請求項２】 一般式（１） 【化１】 （ただし、式中、Ｒ¹ は炭素原子数１〜２２のアルキル
   基、Ｒ² Ｏは炭素原子数２〜４のオキシアルキレン基の
   １種または２種以上の混合物を表わし、２種以上の場合
   はブロック状に付加していてもあるいはランダム状に付
   加していてもよく、ｍはオキシアルキレン基の平均付加
   モル数であり、１〜１００の数を表わす。）で示される
   アルコキシポリアルキレングリコールと、一般式（２） 【化２】 （ただし、式中、Ｒ³ は水素原子またはメチル基を表わ
   し、またＲ⁴ は炭素原子数１〜２２のアルキル基または
   炭素原子数３〜１２のシクロアルキル基を表わす。）で
   示される（メタ）アクリル酸エステルとを、塩基性触媒
   の存在下にエステル交換反応に供して得られる一般式
   （３） 【化３】 （ただし、式中、Ｒ¹ 、Ｒ² ＯおよびＲ³ は前記のとお
   りであり、またｎはオキシアルキレン基の平均付加モル
   数であり、１〜１００の数を表わす。）で示されるアル
   コキシポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリル
   酸エステル系単量体（ａ）５〜９５重量％、 一般式（４） 【化４】 （ただし、式中、Ｒ³ は前記のとおりであり、またＭ¹
   は水素原子、一価金属原子、二価金属原子、アンモニウ
   ム基または有機アミン基を表わす。）で示される（メ
   タ）アクリル酸（塩）単量体（ｂ）９５〜５重量％、お
   よびこれらの単量体と共重合可能な単量体（ｃ）０〜５
   ０重量％（ただし、（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の合計
   は１００重量％である。）を用いて導かれた重合体
   （Ａ）および／または該重合体（Ａ）をさらにアルカリ
   性物質で中和して得られた重合体塩（Ｂ）を含むセメン
   ト分散剤。 【請求項３】 一般式（３）で示されるアルコキシポリ
   アルキレングリコールモノ（メタ）アクリル酸系単量体
   （ａ）が、一般式（５） 【化５】 （ただし、式中、Ｒ³ は水素原子またはメチル基、Ｒ⁷
   Ｏは炭素原子数２〜４のオキシアルキレン基の１種また
   は２種以上の混合物を表わし、２種以上の場合はブロッ
   ク状に付加していてもランダム状に付加していてもよ
   く、Ｒ⁸ は炭素原子数１〜２２のアルキル基であり、ま
   たｐはオキシアルキレン基の平均付加モル数であり、１
   〜９７の整数を表わす。）で示される第１のアルコキシ
   ポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート
   （ａ¹ ）と、一般式（６） 【化６】（ただし、式中、Ｒ³ は水素原子またはメチル基、Ｒ⁹
   Ｏは炭素原子数２〜４のオキシアルキレン基の１種また
   は２種以上の混合物を表わし、２種以上の場合はブロッ
   ク状に付加していてもランダム状に付加していてもよ
   く、Ｒ¹⁰は炭素原子数１〜２２のアルキル基であり、ま
   たｑはオキシアルキレン基の平均付加モル数であり、４
   〜１００の整数を表わし、ｐ≠ｑかつｑ−ｐ≧３であ
   る。）で示される第２の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（ａ²）との混合物で
   ある請求項２に記載のセメント分散剤。 【請求項４】 該混合物は、相当するアルコキシポリア
   ルキレングリコールの混合物と、一般式（２） 【化７】 （ただし、式中、Ｒ³ は水素原子またはメチル基を表わ
   し、またＲ⁴ は炭素原子数１〜２２のアルキル基または
   炭素原子数３〜１２のシクロアルキル基を表わす。）で
   示される（メタ）アクリル酸エステルとのエステル交換
   反応により得られる請求項３に記載のセメント分散剤。 【請求項５】 該第１の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（ａ¹ ）と該第２のア
   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（ａ² ）との重量比は５：９５〜９５：５である
   請求項３に記載のセメント分散剤。 【請求項６】 Ｒ² Ｏは炭素原子数２〜３のオキシアル
   キレン基であり、またＲ¹ は炭素原子数１〜１２アルキ
   ル基である請求項２に記載のセメント分散剤。 【請求項７】 Ｒ³ はメチル基である請求項６に記載の
   セメント分散剤。 【請求項８】 一般式においてＭ¹ は水素原子または一
   価金属原子である請求項２に記載のセメント分散剤。 【請求項９】 さらに、ナフタレン系セメント分散剤、
   アミノスルホン酸系セメント分散剤、ポリカルボン酸系
   セメント分散剤およびリグニン系セメント分散剤よりな
   る群から選ばれた少なくとも１種のセメント分散剤を配
   合してなる請求項１〜８のいずれか一つに記載のセメン
   ト分散剤。 【請求項１１】 請求項１〜９のいずれか一つに記載の
   セメント分散剤を、少なくともセメントおよび水よりな
   るセメント組成物に配合してなるセメントの分散方法。 【請求項１２】 該セメント分散剤がセメントに対して
   ０．０１〜１．０重量％であり、また、水／セメントの
   重量比が０．１５〜０．７である請求項１１に記載のセ
   メントの分散方法。 【請求項１３】 請求項１〜９のいずれか一つに記載の
   セメント分散剤、セメントおよび水よりなるセメント組
   成物。