JPS5832051A

JPS5832051A - セメント分散剤

Info

Publication number: JPS5832051A
Application number: JP9592881A
Authority: JP
Inventors: 細井戸正博; 椿本恒雄; 田原秀行
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1981-06-23
Filing date: 1981-06-23
Publication date: 1983-02-24
Also published as: JPS5838381B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はセメント分散剤に関するものである。近年、モ
ルタル工事やコンク１１−１−　］Ｊｆｆにおいて、そ
の作業性の改善、強ＩＷや耐久性の向上、ひびわれ性の
減少、あるいはその他の諸物性の向上を目的としてセメ
ント分散剤を使用することが一般化している。従来、セメント分散剤としては種々の化合物が知られて
いる。例えばナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物水
溶性塩等のポリアルキルアリールスルホン酸塩系分散剤
やスルホン化メラミン樹脂水溶性塩等のスルホン化トリ
アジン樹脂塩系分散剤は、凝結遅延性及び空気連行性が
少ないという特長を有しているため広く用いられている
。しかし、これらのセメント分散剤は添加清か少ないと
減水効果が小さく、従って高い流動性が１請求される場
合には多量に添加しなければならない。しかも高価なも
のであるという欠点も有している。本発明者らはこのような現状に鑑み、１セれだセメント
分散剤を開発すべく研究を重ねだ結果、本発明を完成さ
せるに至ったものである。従って本発明の目的は、凝結遅延性及び空気連行性が少
なく、減水効果に優れ、１−かも経済的にも有利なセメ
ント分散剤を提供するものである。即チ、本発明は、ポリアルキルアリールスルホン酸塩系
化合物及びスルホン化トリアジン樹脂塩系化合物からな
る群より選ばれた少なくとも１種のスルホン系化合物（
■）、並びにポ１１アルキレングリコールモノアリルエ
ーテル（イ）２５〜７１モル係、マレイソ酸系単量体（
０２５〜７０モル係及びこれらと共重合可能な単量体０
→Ｏ〜５０モル係（但し、（イ）、←）及び（ハ）成分
の合計は１００モル係である。）から導かれた共重合体
（山を有効成分として含有することを特徴とするセメン
ト分散剤に関するものである。スルホン系化合物（Ｉ）を構成するポリアルキルアゼン
、ナフタレン、フルオレン、アントラセン、フェナント
レン、ヒレン、ナフタセン、ペンタセン、コロネン、ヘ
キザセン、ヘプタセン、オクタセン、ノナセン、デカセ
ン、ウンデセン、ドデカセン、アセナフテン等のｔ１１
環式あるいは多環縮合式芳香族炭化水素（ａ）のスルホ
ン化物（Ａ）、多環縮合式芳香族炭化水素（ａ）のアミ
ン基、水ｌ＃基、カルボキシル基、低級アルキル基等の
置換基を１ないし２個有する誘導体（ｂ）のスルホン化
物（Ｂ）並びにり１／オンート油や石油分解ｑ勿等の単
環式あるいは多環縮合式芳香族炭化水素の混合物（ｃ’
）のスルホン化物Ｃ）からなる群より選ばれた１種又は
２種以上を脂肪族アルデヒドで縮合して得られる化合物
の水溶性塩を挙げることができる。その際、得られる化
合物の水溶性を保つ範囲内でスルホン化物（Ａ）、スル
ホン化物（Ｂ）及びスルホン化′吻（Ｃ）の一部に換え
て炭化水素（ａ）、誘導体（ｂ）、混合物（ｃ）、リグ
ニン（ｄ）あるいはリグニン（ｄ）のスルホン化′吻（
Ｄ）を用いることができる。脂肪族アルデヒドとしては
、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ブａピオンア
ルデヒド等を皐げることができる。寸だ、ポリアルキルアリールスルホン酸塩系化合物の他
の例としては、多環縮合式芳香族炭化水素及びその１な
いし２置換誘導体の中で、縮合環が３個以上の化合物の
スルホン化物の水溶性塩も挙げることができる。スルホン化トリアジン樹脂塩系化合物としては、メラミ
ン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン等のトリアジ
ン環を有する化合物と脂肪族アルデヒドとの付加生成物
であるアミノアルコール系化合＊（ｅ）のスルホン化物
（Ｆ２）を縮合して得られる化合吻の水溶性塩を挙げる
ことができる。その際、写られる化合物の水溶性を保つ
範囲内でスルホン化物Ｃ）の一部に換えてアミノアルコ
ール系化合物（ｅ）、尿素と脂肪族アルデヒドとの付加
生成物（ｆ）あるいは付加生成物（ｆ）のスルホン化物
「）を用いることができる。Ｉ＋Ｗ　１ｔ７ｊ族アルデ
ヒドとしては前記のものが用いられる。これらのポリアルキルア１）−ルスルホンｒ≦９塩系化
合物及びスルホン化トリアジン樹ＩＩＷ　ｍ系化合物は
、−価金属塩、二価金属省、アンモニウム塩あるいは有
機アミン塩と１−でも使用することができる。共重合体（ｒＩ）は、一般式％式％（世し、式中ｍ及びｎは０又は正の整数でｍ　−１−ｎ
　＝１〜１００であり、（’−０２Ｈ４０＋単位と＋Ｃ
ｓＨｅ０＋単位とはどのような順序に結合していてもよ
い。）で示されるボ１１アルキレングリコールモノア１
】ルエーテル（イ）２５〜７０モル係、一般式％式％（但し、式中Ｒ１及びＲ２はそれぞれ水素又はメチル＋
ｃ、Ｈ６０←Ｒ３（Ｒ３は水素又は炭素数１〜２０個の
アｌレキル基を表わし、ｐ及びｑは０又は正の整数でｐ
−４−ｑ＝Ｑ〜１００であり、（７Ｃ２ＨａＯ＋単位と
＋Ｃ３ｒ−ｒ６ｏ＋単位とはどのような順序に結合して
いてもよい。）、−価金属、二価金属、アンモニウム基
又は有機アミン基を表わす。）で示されるマレイン酸系単量体（０）２５〜７０モ／ｌ
／憾、及びこれらと共重合可能な単量体（ハ）０〜５０モル係（但
Ｌ１（イ）、（ロ）及び（ハ）成分の合計は１００モル
幅である。）から導かれた共重合体重）である。ポリアルキレンゲ１１コールモノアリルエーテル（イ）
は、ｒｃｏｔ−ｒやＮ　ａ　ＯＨ等のアルカリを触媒と
して了１）ルアルコールにエチレンオキシド、ｌ’／又
はプロピレンオキシドを直接付加する公知の方法で合成
することができる。そして、前記の一般式でぶ示さ−ルるものであれば、単一の構造のもので混合物で
も用いるととができる。マレイン酸系単量体（ｏ）は前記の一般式で示されるも
のであるが、具体的にはマレイン酸、フマル噸、シトラ
コン酸、メサコン酸並びにこれらの酸根アミン塩及びこ
れらの酸とＴ（Ｏ＋Ｃ２Ｈ４’Ｏ＋＋Ｃ３Ｈ６０←Ｒ３
（但し、Ｒ３は水素又は炭素数１〜２０個のアルキル基
を表わし、ｐ及びｑは０又は正の整数でｐ　−４−ｑ　
＝　０〜１００であり、（ニー　Ｃ２Ｈ４０＋単位と＋
Ｃ３Ｈ６０＋単位とはどのような順序に結合していても
よい。）で表わされるアルコール（以下、アルコール（
１）　トいう。）とのエステルヲ挙ケることができ、こ
れらの１種又は２種以上を用いることができる。また、これらと共重合可能な単一解体（ハ）としては、
了り１１ルｃ夕、メタクリル＋＊、イタコン噌、クロト
ン酸並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、有機アミン塩及びこれらの酸とアルコール
（Ｉ）とから得られるエステル、（メタ）アクリルアミ
ド、酢酸ビニル、酢酸プロペニル、スチレンやｐ−メチ
ルスチレン等の芳香族ビニル化合物、塩化ビニル等を挙
げることができ、これらの１種又は２種以上を用いるこ
とができる。共重合体（２）は、ポリアルキレンゲ１１コールモノア
リルエーテル（イ）、マレイン酸系単量体（ロ）及びこ
れらと共重合可能な単量体（ハ）をそれぞれ２５〜７０
モル係、２５〜７０モル４及びｏ〜５０モル係（但し、
（１）、←）及び（ハ）成分の合計は１００モル係であ
る。）の比率で用いて導かれたものである。この比率の範囲をはずれると曾・れだ性能のセメント分
散剤が得られない。共重合体（ｍを製造する１ては、重合開始剤を用いて前
記単量体成分を共重合させればよい。共重合は溶媒中で
の重合や塊状重合等の方法（（より行うことができる。溶媒中での重合は回分式でも連続式でも行うことができ
、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、インプロピルアルコール等の低
級アルコール；ヘンイン、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：了セトン、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
る共重合体（ｍの溶解性並びに該共重合体重）の使用時
の便からは、水及び炭素数１〜４の低級アｌレコールよ
りなる群から選ば瓦た少なくとも１種を用いることが好
ましい。炭素数１〜４の低級アルコールノ中テモメチル
アルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコー
ルが特に有効である。水媒体中で重合を行う時は、重合開始剤としてアンモニ
ウム又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゛碓酸水
素す）　＋１ウム等の促進剤を併用することもできる。又、低級アルコール、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素
、酢酸エチル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−１イドロバ−オキシド等の
ノーイドロバ−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が重合開始剤として用−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。哄に、水−低級アルコール混合溶媒を用いる場合に
は、上記の種々の重合開始剤あるいは重合開始剤と促進
剤の組合せの中から適宜選釈して用いることができる。重合流度は、用いられる溶媒や重合開始剤により適宜定
められるが、通常０〜１２０℃の範囲内で行われる。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、
５０〜１５０℃の温ＩＷ範１用内で行われる。このようにして得られだ共重合体（６）は、そのままで
もスルホン系化合物（Ｉ）とともに本発明のセメント分
散剤として甲いられるが、必要に応じて更にアルカリ性
物質で中和して使用してもよい。このようなアルカリ性
物質としては、−価金属及び二価金属の水ｔｔｉ化物、
塩化物及び炭酸塩：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。また共重合体（６）の分子量は広い範囲のものが使用で
きるが、５００〜５．０．０００の範囲内のものが好ま
しい。本発明のセメント分散剤はスルホン系化合物（［）及び
共重合体（山を有効成分として含有するものであるが、
これら両者の使用比率は広い範囲でＹｌｌいられる。し
かし、スルホン系化合物ｍ９５〜３０重合部に対して共
重合体（ｍ　５〜７０重−緊部（但し、両者の合計を１
００重量部とする。）の比率で用いれば、特に優れた性
能を発揮する。本発明のセメント分散剤は、セメントペースト、モルタ
ル、コンクリート等に用いられるが、その際通常セメン
ト重叶の０．０１〜２重喰係、好ましくは０．０２〜１
重量部の比率で用いられる。本発明のセメント分散剤を使用するには、スルホン系化
合物（Ｉ）と共重合体（２）とを予じめ混合しておいて
からセメントペースト、モルタルあるいはコンクリート
等の練り混ぜ°時に添加してもよく、あるいはスルホン
系化合物（■）と共重合体（ｍとを別々に練り混ぜ時に
添加してもよい。これらの添加方法により本発明の範囲
が限定を受けるものではない。本発明のセメント分散剤は、少量添加で大きな減水効果
が得られる。また、さらに高い流動性を得るだめに多量
に添加した場合にも、凝結遅延性や異常な空気連行性を
示さないと云う優れた減水性能を発揮する。しかも、強
度や耐久性等の物性においても優れた性能を発揮するも
のである。本発明のセメント分散剤は、必要に応じて更に他の公知
のセメント混和剤と組み合せて使用してもよい。このよ
うな公知のセメント混和剤としては、例えば従来公知の
セメント分散剤、空気連行剤、セメント湿潤分散剤、防
水剤、強度増進剤、硬化促進剤等を挙げることができる
。次に本発明のセメント分散剤について参考例及び実施例
を挙げて更に詳細に説明するが、もちろん本発明はこれ
だけに１浪定されるものではない。尚、例中特にことわりのない限り係は重量部を、また部
は重量部を表わすものとする。参考例　１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β−ナフタレンスルホン酸１００部、水２５部、
９８係ｆ％硫酸１６部を仕込み、反応器内を８０〜９０
　’Ｃの範囲ｔ’Ｃ−保ちながら３７％ホルマ１１ン水
溶液４２部を３時間で滴下した。続いて反応器内を１０
０±２℃に昇温した醍、１０時間その温ＩＩを保ち続け
、縮合反応を行った。縮合反応中に水２５部を滴下ｌ−
だ。縮合反応、終了後、反応物をライミング・ソープ−
ジョンを行い、ナフタレンスルホン酸・ホルマＩＩン縮
合物（■）のＮａ塩水溶液を得た。参考例　２ｉＭｒＫ計、攪拌機、及び還流冷却器を備えたガラス製
反応容器に炭Ｃ１ナト１１ウムでｐ　Ｈ８に調節した３
７係ホルマリン水溶液１０８部とメラミン４２部とを仕
込み、７０℃に加熱した。数分後に反応液は透明となり
、メラミンが完全に溶解した。直ちに冷却し、反応液の温度を４０〜５０℃に保持しな
がら水６９部及び亜・、砒酸すｌ・１】ラム３５部を加
えた。その後、反応液を８０℃に昇温し、２０時間反応
を行−、スルホン化メラミンＩｔ　＋、＋＆　１２１の
水溶液を得た。参考例　３温叶計、清拌殿、滴下ロート、ガス導入管及び還流冷却
器を備えたガラス製反応容器にボ１１アルキレングリコ
ールモノアリルエーテル（平均１分子当り５個のエチレ
ンオキシド単位を含むもの）３３４部及び水１００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
中で９５℃に加熱した。その後無水マレインｍ１ｘ７．
を部及び過１ｌｉｆｆｌ　’悄アンモニウム１４．２部
を水２４６．６部に溶解した水溶液を１２０分で添加し
た。添加終了後、躯に１４．２部の２０係過硫酸アンモ
ニウム水溶液を２０分で添υ口した。添加完結後、１０
０分間９５℃に反応容器内の温１Φを保持して重合反応
を完了し、共重合体水溶液を得た。次いで４０係苛１り
１：ソーダ水溶液を加えて中和を行い、共重合体（３）
の水溶液を得た。この共重合体（３）の水溶液の、Ｈ及び粘：駆は第１表
に示した１由りであった。参考例　４参考例３と同じ反応容器にポリアルキレングリコールモ
ノアリルエーテル（平均１分子当り１０部及び水１８８
．５部を仕込み１．ｌｔ拌下に反応容器内を窒素置換し
、窒素雰囲気中で９５　’Ｃに加熱した。その凌マレイ
ンを俊８８．２部及び過希酸アンモニウム１４部を水１
３２．３部に溶解した水溶液を１２０分で添加した。添
加終了後史に１４部の２０係過希酸アンモニウム水溶液
を２０分で添加した。添加完結１÷、１００分間９５℃
に反応容器内のＹＭ　ｌ＆を保持して重合反応を完了し
、共重合体水溶液を得た。次いで４０７ｇ苛性ソーダ水
溶液を加えて中和を行い、共重合体（４１の水溶液を得
た。この共重合体＋４１の水溶液のｐ　Ｈ及び粘度は第１表
に示した通りであった。参考例　５参考例３と同じ反応容器にボ１１アルキレングリコール
モノアリルエーテル（平均１　分子当す５１ｍのプロピ
レンオキシド単位を含むもの）　３４８．５部、マレイ
ンｐ　１１６−１　部、ベンゾイルパーオキシ）”　１
３．９部及びイソプロピルアルコール１１９．６部から
なる混合溶液の内の１７９．．４部を仕込み、・１．？
沖丁に反応容器内を４素置所し、窒素雰囲気中で混合溶
液の沸点まで加熱Ｉ−だ。その後、残りの混合溶液４１
８７部を１２０分で添加した。添加終了液、６０分間隔
で３回ベンゾイルパーオキシド４．６部及びイソプロピ
ルアルコール１８．４部の懸濁液を添加した。最終の添
加後、１２０分間沸点に反応容器内の温度を保持して重
合反応を；評続した。その後、反応容器内の温＋ｆを室
温にまで戻し、４０係苛性ソーダ水溶液及び脱イオン水
を加えて中和をｒｊい、再び加熱し、イソプロピルアル
コールを留去して共重合体１５）の水溶液を得た。この
共重合体用）の水溶液のｐｑ及び粘１ｗはｉｇ　１表に
示した通りであった。参考例　６参考例１と同じ反応容器に、ポリアルキレングリコール
モノアリルエーテル（平均１分子当り５・間のエチレン
オキシド単位を含むもの）　２２２．７部、マレイン酸
モノ第２級アルコール３モルエトキシレート（“８０１
”ＴＡＮＯＬ−３０″、日本触媒化学工業・手製）エス
テル３４４．２部、イソプロピルアルコール２５０．２
　ｉ及びペンゾイルパーオキンド１７．０部からなる混
合溶液の内の２５部２部を仕込み、攪拌下に反応容器内
を窒装置・醜し、窒素雰囲気中で混合溶液の沸点まで加
塾した。その後、残りの混合溶液５８３＝８一部を１２
０分で添加した。添加終了後、１２０分間沸点に反応容
器内の温度を保持１．て重合反応を継侯した。その後、
反応容器内の温１＆を室温にまで戻し、ベンゾイルパー
オキシド１７．０部を加えて再び加熱し、イソプロピル
アルコールを留去して共重合体を傅た。次いで４０係苛
性ソーダ水溶液及び脱イオン水を加えて中和を行い、共
重合体１６＋の水溶液を４だ。この共重合体

【６）の水
溶液のｐＩ（及び粘；Ｊ［は第１表に示１−だ通りであ
った。一括≧考七クリ　　７参考例１と同じ反応容器に、ポリアルキレングリコール
モノアリルエーテル（平均１分子当す３個のエチレンオ
キシド単位及び２個のプロピレンオキシド単位を含むも
の）　３　り　８．２部、マレインｉＭｘｓｏ、ｓ部、
スチレン１５．６部、イソプロビルアルコール２４９部
及びベンゾイルパーオキシド１６．９部からなる混合溶
液の内の２４９部を仕込み、今拌下に反応容器内を窒素
置換し、窒素雰囲気中で混合溶液の沸点まで加略しだ。その後、残りの混合溶液５８］、、５部を１２０分で添
加した。添加終了後、１２０分間沸点に反応容器内の温１ノ℃を
保持して重合反応を貼続した。その後、反応容器内の７
Ｍ　’Ａｉを室温に寸で戻し、ペンゾイルパーオギシド
１６．９部を加えて再び加熱し、インプロピルアルコー
ルを留去して共重合体を得た。次いで４０　％　’Ｎｆ
性ソーダ水溶液及び脱イオン水を加えて中和を行い、共
１１合体（７）の水溶液を得た。この共重合体１７）の水溶液のｐ　Ｈ及び粘１ｙは第１
表に示しだ通りであった。第１表実施例　】（ブレーンモルタルの組成）住友ｘ　通ポルトランドセメント　　　１部豊浦標準砂
　　　　　　　　２部水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．５５部
分散剤無添加モルタル（プレーンモルタル）は上記の配
合で調製を行った。才だ分散剤添加モルタルは、セメン
トに対して分散剤が固形換算で０．１係から０．５係と
なる骨をあらかじめ水に溶解しておき、その水溶液を用
いてモルタルを調製した。このようにして得た各種モルタルの分散剤添加量とフロ
ー値との関係を第２表に示しだ。なお、フロー値の測定
は、ＪＩＳＲ５２０１（１９６４）のフロー試験方法に
従って行った。（表中の符号の説明）ｈ：ｅ−考例１で得たナフタレンスルホン酸・ホルマリ
ン縮合物（１１のＮａ塩Ｂ　：参考例２で得たスルホン化メラミン樹脂（２）の
Ｎａ塩Ｃ：　市販（７）ナフタレンスルホン醐ホルマリ
ン縮合物水溶性塩Ｄ　：市販のスルホン化メラミン樹脂水溶性塩Ｅ：参考
例３で得だ共重合体＋３１Ｆ：＃４　　　　　　　１４１Ｇ：／１５　　　　　　　１５１［（：ｒｒ　　６　　　　　　　　：６ｊＩニア７　　
　　　　　１７１ホン系化合物（１）と共重合体（ｍとを併用することに
より、スルホン系化合物（Ｉ）単独使用の場合に比較し
て飛躍的に流動性が向上する。実施例　２実施例１と同様の配合組成で、各種分散剤につめてフロ
ー値が２１０±５祁となる添加量でのモルタルのフロー
値及び圧縮強さを第３表に示ｌ−だ。なお、フロー値及び圧縮強さは、いずれもＪＩＳＩｔ　
５２０１　　（１９６４）　　の試験方法に従って行っ
た。７ｒた３、分散剤についての記号Ａ〜１は、実施例】の
場合と同じである。；π３表に示した如く、硬化後のモルタルの圧縮強ＩＩ
Ｉ′はスルホン系化合物と共重合体とを併用することに
より、スルホン系化合物を単独で使用した場合より改善
されていることが明らかである。特許用・頓入　　日本触媒化学工業株式会社　２４−

Claims

【特許請求の範囲】１、ポリアルキルアリールスルホン酸塩系化合物及びス
ルホン化トリアジン樹脂塩系化合物からなる群より選ば
れた少なくとも１種のスルホン系化合物（Ｉ）並びにポ１１アルキレングリコールモノアリルエーテル（イ）
２５〜７０モル係、マレイン愛系単量体（ロ）２５〜７
０モル係及びこれらと共重合可能な単量体（・）Ｏ〜５
０モル係（但し、（イ）、（ロ）及びＣｉ酸成分合計は
１００モル係である。）から導かれた共重合体（５）を有効成分として含有することを特徴とするセメント分
散剤。２、　スルホン系化合物（Ｉ）と共重合体（１１）が、
前者９５〜３０重１部に対して後者５〜７０重量部（化
１−１両者の合計を１００重号部とする。）の比率であ
る特許請求の範囲第１項記載のセメント分散剤。