JPS5869764A - セメント用混和剤 - Google Patents

セメント用混和剤

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JPS5869764A
JPS5869764A JP16541481A JP16541481A JPS5869764A JP S5869764 A JPS5869764 A JP S5869764A JP 16541481 A JP16541481 A JP 16541481A JP 16541481 A JP16541481 A JP 16541481A JP S5869764 A JPS5869764 A JP S5869764A
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cement
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森谷 東平
山内 淳之介
誠 白石
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Kuraray Co Ltd
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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】 本発明はセメント混和剤に関し、詳しくは分子内にカチ
オン基を有する変性ポリビニルアルコール参4芋ネ→→
呵酬−一暑瞥るセメント混和剤に関する。
従来よシ、高分子エマルジョン。ラテックスあるいはポ
リビニルアルコール(以下、ポリビニルアルコールをP
VAと略記する。)メチルセルロースなどの水溶性高分
子をセメントに混和しセメントの機械的特性を改良する
方法は広く行われている0このうち高分子エマルジョン
あるいはラテックスは水性液であるので取扱いが煩雑で
あシ。
かつ耐摩耗性の改良が充分でなく%またPVA%メナル
セルロースなどは粉末で取扱うことができるがその効果
は小さい。
本発明はこれらの欠点を解決することを目的とするもの
で1分子内にカチオン基を含有する変性PVAをセメン
ト(モルタルあるいはコンクリート)に混和することに
より、曲げ、圧縮、耐摩耗性などの機緘的強度に優れる
と共に、被着体に対する接着力が飛躍的に向上し、讐た
耐水性、耐候性、耐アルカリ性等も良好な七メ・ント組
成物を与えることを見出したものである。
すなわち1本発明は分子内にカチオン基を含有する変性
PVAからなるセメント用混和剤である。
以下、本発明を更に詳しく説−する。本発明に使用され
る変性PVA中に含まれるカチオン基とは一級アミン、
二級アばン、三級アミン、四級アンモニウム塩、ピリジ
ン、ピリジニウム、イミダゾール、イミダゾリニウム、
スルホニウム、ホスホニウムなど水溶液中で解離して正
電荷に帯電する化学構造単位を意味して―る。従来報告
されているカチオン変性PVAの製造法としてはビニル
ピリジンと酢酸ビニルを共重合後ケン化する方法、N−
ビニルフタルイミドあるいはN−ビニルコハクイミドと
酢酸ビニルを共重合後ケy化し、更にアルカリあるいは
ヒドラジンでイミド基を分解する方法、PVAを酸触媒
のもとにアミノアセタール化あるいはアミノベンズアセ
タール化する方法、PVAにアルコキシジメチルアミン
、グリシジルトリメチルアンモニウム塩酸塩あるいは3
−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニ
ウム地酸塩を反応させる方法、PVAにアクリル7ミ)
’をマイクル付加した後ホフマン分解によジアミノ基を
導入せしめる方法などが知られている。
これらの方法で合成したカチオン変性PVAも本発明の
セメント用混和剤において使用し得るが上述したカチオ
ン変性PVAの製造法は工業的に実施するにはカチオン
化する工程自体に種々の困難な問題がある。
これに対して、下記の一般式(1)、(II)、(II
I)あるいは(IV)で示される共重合単位を含む変性
PVAはカチオン活性を示すことは勿論、工業的にカチ
オン基の導入および目的に応じたケン化度を得る方法が
共に安定かつ容易に実施可能であるOR5、R6は水素
原子またはアルキル基(を換基を含んでもよい)、Xは
アニオン、AはB中の窒素原子とアミド基の窒素原子と
連結する基をそれぞれ意味している。) (ここで、R7、♂、♂は水素原子、低級アルキル基ま
たはフェニル基、R10はアルキル基(置換基を含んで
もよい)、Xはアニオン、をそれぞれ意味している。) ♂、♂は水素原子を九はアルキル基(置換基を含んでも
よい)、Xはアニオン%DはB中の窒素原子とエーテル
基の酸素原子とを連結する脂肪族の基、をそれぞれ意味
している。) 上記一般式(1)〜(IV)で示された共重合単位を含
む変性PVAの製造はビニルエステルとりわけ酢酸ビニ
ルと次式(イ)〜(ニ) Co−N−A−B               ”ノ
♂ CH2=CH CH2−CH−0−D−B          (ニ)
(ここで、R1−R3、R7−R10、X−1A%B、
 Dの意味は前記と同一である。)で示される重合性単
量体とをラジカル重合開始剤の存在下に共重合させ、し
かる後に該共重合体のアルコール#液にアルカリあるい
は酸触媒を作用させて、共重合体中のビニルエステル単
位を目的に応じて部分的にあるいは高度にケン化せしめ
てビニルアルコール単位とすることにより有効かつ簡便
に製造される〇一般式(イ)で示される単量体において
R1、R2は水素原子または低級アルキル基であるが、
通常水素原子またはメチル基が好ましく、更に酢酸ビニ
ルとの共重合反応における重合速度が大である点で水素
原子であることが好ましい。R3もまた水素♂、♂は水
素原子又は置換基を含んでもよいアルキル基を、X−は
アニオンを示している。♂、R5,♂は通常の目的では
すべてメチル基が好ましいが、特殊な目的にはエチル基
、プロピル基等の低級アルキル基あるいは反応性を付与
する目的でメチロール基、あるいはカチオン基の密度を
向上させる目的でアゼノアルキル基など置換基を含有し
たアルキル基も用いられる。Xとしては塩素、シュウ素
、ヨウ素などのハロゲン原子またはCM!10808あ
るいはCIIaCgH4SOsが好ましいが、とシわけ
塩素原子が、経済上、安全上、あるいは変性PVAの物
性上好ましい。Bは四級アンモニウム塩の形である場合
、変性PVAの製造の取扱い易さにおいて好ましいが一
級〜三級アミンでも本発明の効果を発現させ得る。アミ
ノ基B中の窒素原子とアミド基の量系原子とを連結する
基である人は安定な結合を含む基であれば何れも用いら
れるが、通常直鎖状または分岐した脂肪族の基が用iら
れる〇上記一般式(イ)で示される単量体のうち三級ア
ミンの形のものの具体例として次のものが挙げられる。
N−(2−ジメチルアミノエチル)アクリルアミド、N
−(2−ジメチルアミノエテル)メタクリルアミド、N
−(3−ジメチルアミンプロピル)アクリルアミド、N
−(3−ジエチルアミノプロビル)アクリルアミド、N
−(3−ジエチルアミノプロビル)メタクリルアミド、
N−(3−ジエチルアミンプロピル)メタクリルアミド
、N−(1,1−ジメチル−3−ジメチルアミノプロピ
ル)アクリルアミド、N−(l、1−ジメチル−3−ジ
エチルアミノプロビル)メタクリルアミド、N−(1,
1−ジエチル−3−ジメチルアミノブチル)アクリルア
ミド、N−(1−メチル−1,3−ジフェニル−3−1
ジエチルアミノプロビル)メタクリルアミド、N−(3
−ジメチルアミノエチル)アクリルアミド、N−(3−
メチルエチルアミノプロピル)メタクリルアミド、N−
メチル−N−(3−ジメチルアミノプロピル)アクリル
アばド、N−(2,2−ジメチル−3−ジメチルアミノ
プロピル)アクリルアミド、N−(2,2−ジメチル−
3−ジメチルアミノプロピル)メタクリルアミドs N
−(2,2−ジメチル−3−ジメチルアミノプロピル)
クロトン酸アミド、N−(3,3−ジメチル−4−ジメ
チルアミノブチル)アクリルアミド、N−(3,3−ジ
メチル−4−ジメチルアミノブチル)メタクリルアミド
、N−(3,3−ジメチル−4−ジメチルアミノブチル
)クロトン酸アミド。
上記一般式(イ)で示される単量体のうち四級アンモニ
ウムの形のものは上述した三級アミン聾単量体を次のよ
うな公知の四級化剤で四級化することにより容易に得る
ことができる。硫酸ジアルキル、例えばジメチル硫酸、
ジエチル硫酸、ジプロピル硫酸、アルキルまたはアリー
ルスルホン酸のCl−04−エステル、91.tばメタ
ンスルホン酸、ヘンゼンスルホン酸またはトルエンスル
ホン酸などのメチル−、エチル−、プロピル−またはブ
チルエステル、ノ・ロゲン化ヘンシル% N、tば[化
ベンジルまたは臭化ベンジル、)・ロゲン化アルキル、
例えば塩化メチル、臭化メチル、ヨウ化メチル、塩化エ
チル、臭化エチ)Vまたはヨウ化エチルなどである。
上記一般式(イ)で示される単量体として上述した各棟
の例のうち次の4種類の単量体、N−(1,1−ヅメナ
ル−3−ジメチルアミノグロビル)アクリルアミド CHa トリメチル−(3−アクリルアミド−3,3−ジメチル
プロピル)アンモニウムクロリド?H8 CH2=CH−C0N)(−C−CH2CHzN (C
f(a )sαるH3 N−(3−ジエチルアミノプロビル)メタクリルアミド ?H3 GHz−C−CONHCH2CHzCH2N(CHa)
2トリメチル−(3−メタクリルアミド−プロピル)ア
ンモニウムクロリド ?H3− 0M2−C−CONHcH2eHtCHxN (CHs
)、αが本発明の変性PVAを製造する上で1重合速度
、アミド基の安定性、単量体製造時の経済′性の観点か
ら優れて−る。
また、上記(ロ)で示される単量体としては例えば、1
−ビニルイミダゾール、1−ビニル−2=メチルイミダ
ゾール、1−ビニル−2−エチルイミダゾール、1−ビ
ニル−2−フェニルイミタソール、1−ビニル−2,4
,5−トリメチルイミダゾールなどがあげられる。また
上記一般式()・)で示される単量体は上記一般式(ロ
)で示される単量体に、前述した四級化剤で四級化する
ことにより容易に得ることができる。
また上記一般式(ニ)で示される単量体としてはガえば
ジメチルアミノエチルビニルエーテル、ジメチルアミノ
プロピルビニルエーテルあるいはこれらの四級化物ある
鎖はビニロキシエチルアミン寺が挙げられる。
また、変性PVA中のカチオン基が下記一般式(V)あ
るいは(Vl)で示される共重合単位であるものも本発
明にとって有効である。
11 +CH2−C−)        (y)R12R13 R” (ここで、R11、R12、R13は水素原子または低
級アルキル基、R14はアルキル基、X−はアニオンを
それぞれ意味している。) これまでPvム分子中にビニルアミン共重合単位を含有
せしめることは予想以上に困難であ抄未だ有効な方法が
知られていなかったが、本発明者らは、ビニルエステル
、特に酢酸ビニルとN−ビニルアルキルアミド特にN−
ビニルアセトアミド、N−ビニル−N−メチルアセトア
ンドあるいはN−ビニル−N−メチルホルムアミド、あ
るいはメチル−N−ビニルカルバメート、エチル−N−
ビニルカルバ/−) 、t@rt −フfルーN−ビニ
ルカルバメート、メチル−N−インプロペニルカルバメ
ート、エチル−N−4ンプロペニルカルパメー)、ta
rt−メチル−N−イソプロペニルカルバメートなどの
不飽和カルバメート化合物などとをラジカル重合開始剤
の存在下に共重合させ、しかる後に該共重合体を加水分
解することによfi、 N−ビニルアルキルアミド単位
中のアミド基あるいはカルバメート基含有単量体単位中
のカルバメート基は中−千加水分解されビニルアミン単
位とすることができ、こうしてビニルアイン単位を任意
な量を含有する変性PVAを製造し得ることをも併せ見
出している。
本発明のセメント用混和剤として用いるカチオン基変性
PVA中のカチオン基の量、ケン化度あるいは変性PV
Aの重合度は目的に応じて適宜選択され特に制限は無い
が、多くの目的に対してはカチオン基の菫は0.01〜
10モル係、特に好ましくは0,1〜3モルチ、ケン化
度は50〜100モル饅、特に好ましくは68〜100
モル%、重合度は100〜4000、特に好ましくは5
00〜2500の範囲から選ばれる。
本発明において変性PVAの添加量は七メ、ントに対し
て0.01〜30重量%、特に0.05〜10重量−が
好ましい。0.01重量%よシ少ない量では添加しない
場合と実質的に同じで効果が見られず、30重iit%
を超える童ではセメントの流動性が悪くなる傾向があり
、またそのように多量を添加する必要もないからである
。添加方法としてはカチオン基変性PVAの微粉末を用
いるのが作業性の点から蝦も便利であるが、水溶液を添
加する方法も用いられる。
本発明の変性PVAは、単独で使用しても高−効果を発
揮するものであるが、他の混和剤例えば高分子エマルジ
ョ/おるいはラテックス、PVA。
変性PVAあるいはセルロース誘導体などを併用するこ
とも差しつかえなく、目的によっては併用によシ良好な
結果を得ることができる。
以下、本発明を実施例によって説明する0部あるいFi
チは断シなき限り重量部、重量%を意味している。
実施例1 および比較例1.2 トリメチル−(3−アクリルアミド−3,3−ジメチル
プロピル)アンモニウムクロリドと酢酸ビニルとの共重
合体をケン化して、カチオン基としてトリメチル−(3
−アクリルアミド−3,3−ジメチルプロピル)アンモ
ニウムクロリド単位を2モル−含有し、酢酸ビニル単位
のケン化度が92モル−1重合度が1800のカチオン
基変性PvAを得た1つこの変性PVAの微粉末をポル
トランドセメント100部および豊浦標準砂300部に
対して0.5部添加し、さらにモルタルの70−値が1
70になるよう水を65部加えて混練し、JIS−R5
201rセメントの物理試験法」に準じて成型し4週間
標準状態(20″CA65%RH)で遺生後強度を測定
した。また、混Ml後のモルタルを20分説に予め裏遺
したモルタル板(セメント−砂が1:2の4週間養生し
たもの。40X40IIJ)に厚さ3uの厚さになるよ
うmシ、直ちにスレート板を貼合わせた。4週間標準状
態で養生銃、測定用治具を使用しオートブラフで引張速
度1m/分で接着力をg1定した。I$IIJ定結果を
第1表に示したO 比較のために実施例1における変性PVAを用(比較例
2)につ―て実施例1と同様に画定を実施した結果を第
1表に併せて示した。カチオン基変性PVAを用いた本
発明の組成物(実施fill)では各比較例とに較べ、
モルタルの強直および接第  1  表 実施例2〜10 実施例1のカチオン基変性PVA1C代えて、酢酸ビニ
ルと各種共重合単量体との共重合体をケン化して得た。
第2表に示すカチオン基変性Pvムを使用した他は実I
IA例1と同様にしてセメントモルタル組成物の物性測
定を実施した。結果を第3表に示した。カチオン基変性
PVA配合モルタルは強度、接着力が極めて優れて−る
。
以下余白 第  2  表 (注1 ) t@rt−ブチル−N−ビニルカルノくメ
ートと酢酸ビニルとの共重合体のメタノール溶液に硫酸
を触媒として酸ケン化してカルノ(メート基を分解しビ
ニルアミン単位を含有せしめたPVAを得九〇(注2)
N−ビニルアセトアミドと酢酸ビニルとの共重合体をア
ルカリ触媒でケン化し、−にケン化物の水溶液に苛性ソ
ーダを100℃にて作用させ、アミド基を分解してビニ
ルアミン単位を含有せしめ九PVAを得た。
第  3#I

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)分子内にカチオン基を含有する変性ポリビニルアル
    コールからなるセメント用混和剤。 2)分子内にカチオン基を含む変性ポリビニルアルコー
    ルが下記一般式(1)で示される共重合単位を含む変性
    ポリビニルアルコールである特許請求の範囲第1項に記
    載のセメント用混和剤。 ♂ 表3 R4、Hll 、R6は水素原子またはアルキル基(置
    換基を含んでもよい)、Xはアニオン、AはB中の窒素
    原子とアミド基の窒素原子を連結する基を各々意味して
    いる。 3)分子内にカチオン基を含む変性ポリビニルアルコー
    ルが下記一般式(1)または(II)で示される共重合
    単位を含む変性ポリビニルアルコールである特許請求の
    範囲第1項に記載のセメント用混和剤。 (−CH2−CH−)− ■ (ここで、R’、R’、♂は水素原子、低級アルキル基
    またはフェニル基、R10はアルキル基(置換基を含ん
    でもよい)、Xはアニオンをそれぞれ意味している。) 4)分子内にカチオン基を含む変性ポリビニルアルコー
    ルが下記一般式(W)で示される共重合単位を含む変性
    ポリビニルアルコールである特許請求の範囲第1項に記
    載のセメント用混和剤。 R5、R6は水素原子またはアルキル基(置換基t−t
    んでもよい)%Xはアニオン、DはB中の窒素原子とi
    !ll素原子を連結する脂肪族の基、をそれぞれ意味し
    ている。) 5)分子内にカチオン基を含む変性ポリビニルアルコー
    ルが下記一般式(V)または(Vl)で示される共重合
    単位を含む変性ポリビニルアルコールである特許請求の
    範囲第1項に記載のセメント用混和剤。 11 」 R14R” (ここで、R”、 R”、♂は水素原子または低級アル
    キル基、R14はアルキル基(置換基な含んでもよい)
    、Xはアニオンをそれぞれ意味している。)
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