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JPH06211940A - コポリマー - Google Patents

コポリマー

Info

Publication number
JPH06211940A
JPH06211940A JP3346186A JP34618691A JPH06211940A JP H06211940 A JPH06211940 A JP H06211940A JP 3346186 A JP3346186 A JP 3346186A JP 34618691 A JP34618691 A JP 34618691A JP H06211940 A JPH06211940 A JP H06211940A
Authority
JP
Japan
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formula
copolymer
ratio
iii
hydrogen
Prior art date
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Application number
JP3346186A
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English (en)
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JP2766807B2 (ja
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Salvatore Valenti
サルバトーレ・ヴァレンチ
Bernhard Leikauf
ベルンハルト・ライカウフ
Akira Ohta
晃 太田
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Sandoz AG
Original Assignee
Sandoz AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Sandoz AG filed Critical Sandoz AG
Publication of JPH06211940A publication Critical patent/JPH06211940A/ja
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Publication of JP2766807B2 publication Critical patent/JP2766807B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/14Esterification

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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セメント添加剤として用いるコポリマーを提
供する。 【構成】 下記、 【化1】 [式中、Mは水素または疎水性ポリアルキレングリコー
ルまたはポリシロキサンの残基であり、RはC2-6アル
キレン基、R1はC1-20アルキル、C6-9シクロアルキル
またはフェニル基であり、x,yおよびzは1から10
0の数であり、mは1から100の数であり、nは10
から100の数である。但し、 i)x対(y+z)の比率は1:10から10:1(両
端を含む)、 ii)z:yの比率は5:1から100:1、および iii)m+n=15−100である。] で示される型および数のモノマー単位を持つ遊離酸また
は塩形のランダムコポリマー。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はセメント混合物への添
加剤として使用され得る新規な有機コポリマーに関する
ものである。
【0002】
【発明の構成】より具体的には、この発明は下記、
【化6】 [式中、Mは水素または疎水性ポリアルキレングリコー
ルまたはポリシロキサンの残基であり、RはC2-6アル
キレン基、R1はC1-20アルキル、C6-9 シクロアルキ
ルまたはフェニル基、x、yおよびzは1から100ま
での数、mは1から100までの数、nは10から10
0までの数、但し、 i)x対(y+z)の比率は1:10から10:1まで
(両端を含む)、 ii)z:yの比率は5:1から100:1、および iii)m+n=15−100] で示される型および数のモノマー単位をもつ遊離酸また
は塩形のランダムコポリマーに関するものである。
【0003】当業界の技術者にとっては、上記の全数字
は平均値であり、スチレンおよびマレイン酸エステルの
単位はコポリマー中に無作為に分布されていることは明
かであろう。
【0004】スチレンおよびマレイン酸半エステルの有
機コポリマーは好ましくは5、000から100、00
0、より好ましくは10、000から30、000の平
均分子量をもち、好ましくはスチレンおよびマレイン酸
半エステル単位の均一な分布、即ちx対(y+z)の比
率が1:3から3:1、最も好ましくはx対(y+z)
の比率が1:1をもつ。最も好ましいコポリマーは約1
3、000の平均分子量をもつ。
【0005】式1において、どのアルキルまたはアルキ
レン基も直線形または分枝形であり得、各Rは、個別
に、好ましくはC2-3アルキレン基であり、最も好まし
くは各Rは同一でエチレンである。各R1は、個別に、
好ましくはC1-2アルキル、より好ましくは全てのR1
はメチルである。mは好ましくは7から20、最も好ま
しくは10−15の数である。
【0006】Mは好ましくはエチレンオキシドおよびプ
ロピレンオキシドから誘導された単位から成るコポリマ
ーの残基であるかまたはジ−C1-4アルキルシロキサン
単位から成るポリシロキサンの残基である。エチレンオ
キシド/プロピレンオキシドコポリマーは式I、
【化7】 [式中、R2は水素であるかまたは、個別に上記のR1
同じ意味をもち、p、q、およびrは0から100の数
をもつ。但し、p、q、およびrの少なくとも1つが少
なくとも1であり、q>p+rである。]で示され得
る。好ましいポリシロキサン類は式II、
【化8】 [式中、qは前記と同じ意味をもつ。]に対応する。
【0007】別法として、Mはプロピレンオキシドから
誘導された10から200単位をもつポリプロピレング
リコールの残基である。
【0008】必要な分子量をもつためには、この発明の
コポリマーは少なくとも12、好ましくは18から40
の式1の構造単位を含み、換言すればnが好ましくは1
8から40の数である。これはm+nの合計が好ましく
は25から60であることを意味する。式Iの構造単位
をもつコポリマーの酸基は遊離酸または塩形であり得
る。これらの塩はアルカリ、アルカリ土類、鉄、アルミ
ニウム、(アルカノール)アンモニウム塩であり得る。好
ましくはこれらのコポリマーはアルカリ金属塩、特にナ
トリウム塩である。
【0009】式1の構造単位をもつ有機コポリマーは、
例えば下記、
【化9】 で示される組成のランダムコポリマーを式III、 R1−O−(−R−O)m −H (III) で示される化合物および適量の式IまたはIIの化合物
とを反応させ、所望により生成したコポリマーをアルカ
リまたはアルカリ土類塩基、鉄(II)またはアルミニウム
塩またはアンモニア、アルカノールアミンまたはアルカ
リアミン化合物と反応させることによって、当技術で知
られている方法により製造され得る。使用される量によ
って、上記の式IまたはIIおよびIIIの化合物で示
されたスチレン−マレイン酸無水物コポリマー中のマレ
イン酸無水物群の反応は実質的に完全であり得るかまた
は最終ポリマー中に、多くの無水物基が残り、これは水
溶液中でジカルボン酸基を形成する。理論的には反応物
の等モル量で得られる100%の変形は、もちろん決し
て得られない。
【0010】好ましくはスチレン−マレイン酸無水物コ
ポリマー中のマレイン酸無水物のほぼ全単位が半エステ
ル単位に変形するが、それは得られたコポリマーの酸価
を測定することによって測られる。
【0011】この明細書中に記載された型のコポリマー
は、スチレンおよびマレイン酸無水物のコポリマー化に
よって得られ、既知であり、例えばC.E.シルドクネ
ヒト(Schildknecht)、“ビニルおよび関連ポリマー
(Vinyl and Related Polymers)"ジョン・ウィリ
ー・アンド・サンズ、インク・(John Wiley and
Sons、Inc.,)ニューヨーク、1952年に記載され
ている。
【0012】式IまたはIIIのポリアルキレングリコ
ールもまた既知の化合物であり、アルキレンオキシド、
特にエチレンオキシドおよびプロピレンオキシドをアル
キル−またはシクロアルキルアルコールまたはフェノー
ルに付加するかまたは、アルキレンオキシドの重付加に
よって得られる。
【0013】式IIのポリシロキサン類もまた、既知の
化合物であり、例えばジクロロジメチルシランをクロロ
トリメチルシランおよび水と重縮合することによって得
られる。
【0014】式Iの反復単位をもつ新規コポリマーは優
れた界面活性剤であり、有機および無機の物質を分散す
るのに使用され得る。具体的にはセメント混合物への添
加剤として使用され得る。
【0015】この発明の有機コポリマーが添加剤として
使用されているセメント混合物は、モルタルおよびコン
クリートである。水硬性結合剤は、例えばポゾランセメ
ント、スラグセメントまたは他の型、アルミナセメント
または混合セメントであり得るが、ポルトランドセメン
トが好ましい。
【0016】この発明の有機コポリマーをセメントの重
量を基に0.01から10重量%、好ましくは0.1か
ら3重量%添加する。この量では、この発明の有機コポ
リマーは、それらが添加されるセメント混合物を流動化
する属性をもち、従って、優れた超可塑剤である。それ
らはまた、同様なコポリマーより低い度合の空気導入属
性をもつ。
【0017】例えば固定促進剤または遅延剤、霜予防
剤、顔料、などのセメント技法において普通に使用され
る他の添加剤もまた、この発明のセメンタイト混合物中
に存在することができる。
【0018】下記の実施例はこの発明を説明している
が、ここで、全ての割合、比率、百分率は重量によるも
のであり、全ての温度は摂氏で表わされている。 実施例1 26.13部%のマレイン酸無水物を60℃で窒素ガス
下でフラスコ中に溶解し、60部のポリエチレングリコ
ール500と混合する。0.01部のヒドロキノンメチ
ルエーテルおよび0.666部のドデシルメルカプタン
を攪拌しながら加え、最後に1.17部のアゾジイソブ
チロニトリルを溶解して透明な黄色溶液(溶液A)を得
る。攪拌器、温度計、冷却器および漏斗(計量ポンプ)
を備えたもう1つのフラスコに、60部のポリエチレン
グリコール500および1.3部のマレイン酸無水物を
攪拌しながら混合する。フラスコを窒素で5分間パージ
し、窒素下におく。透明な無色の液体を100℃まで加
熱し、温度が100℃に到達すると同時に1.45部/
分の割合で溶液A、0.45部/分の割合で26.66
部のスチレンを1時間にわたって加える。次に溶液を1
00℃でもう1時間攪拌し、0.12部のアゾジイソブ
チロニトリルを加え、さらに1時間同じ温度で攪拌を続
ける。溶液を140℃にまで加熱し、12.83部の商
標“プルロニック”PE6100で販売されているポリ
アルキレングリコールを5分間にわたって加える。温度
を保ちながら混合物をさらに2時間攪拌する。約60−
70℃に冷却した後、溶液を235部の脱イオン水で希
釈する。室温まで冷却した後、乳液を約28.5部の水
酸化ナトリウム溶液(30%)で中和し、40%の固体
含量になるように調整する。
【0019】実施例2−20 種々の量のポリエチレングリコール(半エステルに対す
る遊離酸のモル率で表わされる)を使って 1:0.94 1:0.85 1:0.75 1:0.65 1:0.55 他の疎水性ポリアルキレングリコールを使う場合、 “プルロニック”PE 6100 (BASF) “プルロニック”PE 3100 (BASF) シンペロニック PE L−61 (ICI) ダウファックス 20 A 64 (DOW) ダウファックス 20 A 612 (DOW) シナロックス 50−50 B (DOW) シナロックス 100−150 D (DOW) シナロックス 100−D95 (DOW) CC−118 (日本油脂) CD−115 (MBT) 異なるポリシロキサン類を使う場合、 VP 1610 (ワッカー) SLM 50400/61 (ワッカー) SLM 50400/62 (ワッカー) SLM 50480/6 (ワッカー) および/または異なるポリエチレングリコールを使う場
合、 分子量=500(m=11)で 分子量=350(m=8)で 分子量=650(m=15)で 実施例1の製造方法によって同様の生成物を得る。全合
成を別の溶媒を使用せずに行なう。ポリエチレングリコ
ールを100℃で溶媒として使用し、マレイン酸無水物
およびスチレンのコポリマーで140℃でエステル化す
る。
【0020】“プルロニック”PE 6100は175
0g/モルのプロピレンオキシドブロックのモル質量お
よび10%のエチレンオキシドのパーセンテージをも
つ。“プルロニック”PE 3100は950g/モル
のプロピレンオキシドブロックのモル質量および10%
のポリエチレンオキシドのパーセンテージをもつ。“シ
ンペロニック”PE L−61はプロピレンオキシドお
よび2090g/モルのモル質量をもつエチレンオキシ
ドのブロックコポリマーである。“ダウファックス”2
0A64はプロピレンオキシドおよび7209g/モル
のモル質量をもつエチレンオキシドのブロックコポリマ
ーである。“ダウファックス”20A612はプロピレ
ンオキシドおよび1000の分子量をもつエチレンオキ
シドのブロックコポリマーである。“シナロックス”5
0−50Bはプロピレンオキシドおよび1200g/モ
ルのモル質量をもつエチレンオキシドのランダムコポリ
マーである。“シナロックス”100−150Dは、プ
ロピレンオキシドおよび2750の分子量をもつエチレ
ンオキシドのランダムコポリマーである。“シナロック
ス”100−D95は2000の分子量をもつプロピレ
ンオキシドのポリマーである。CC−118は27モル
のプロピレンオキシドおよび4モルのエチレンオキシド
のブロックコポリマーである。CD−115はメチルエ
ーテルおよびヒドロキシ末端基をもつプロピレンオキシ
ドおよびエチレンオキシドのブロックコポリマーであ
る。プロピレンオキシドのモル質量は1900g/モル
であり、ポリエチレンオキシドのパーセンテージは5%
である。VP1610は650の分子量をもつヒドロキ
シプロピレン末端基をもつポリジメチルシロキサンであ
る。SLM 50400/61は3000の分子量をも
つヒドロキシペンタメチレン末端基をもつものである。
SLM/50400/62は3000の分子量をもつヒ
ドロキシプロピレン末端基をもつものである。SLM/
50480/6は、10のエチレンオキシド基でエーテ
ル化され、1400の分子量をもつ、ヒドロキシプロピ
レン末端基をもつポリジメチルシロキサンである。
【0021】適用実施例A モルタルをDIN 1164、7部に従って下記の構成
で混合する。1350gのよく混ざった標準砂、450
gのポルトランドセメントおよび180gの水道水。水
道水は、セメントの重量に対する乾燥成分として計算さ
れた、0.3%の実施例1の化合物を含む。モルタルを
標準条件に従って混合し、混合の後直ちにモルタルのコ
ンシステンシーをDIN 1060、3部または他のい
ずれかの標準方法にしたがって測定する。この発明のモ
ルタルとの比較のために、どんな添加剤も含まないかま
たはナフタレンスルホン酸エステルまたはメラミンスル
ホン酸エステルおよびホルムアルデヒドの縮合物を同じ
用量(セメントに対して0:3重量%の乾燥物質)含
む、同様な混合物を製造する。これの試験の結果から、
この発明のモルタルの流動特性は比較のモルタルのそれ
よりずっと良好であることがわかる。
【0022】適用実施例B 下記の方法にしたがってコンクリート混合物を製造す
る。 DIN1045によるA/Bにおける0−16mmのメ
ッシュの骨材: メッシュ 1mm 20% メッシュ 4mm 45% メッシュ 8mm 70% メッシュ16mm 100% 粉末顔料 8% ポルトランドセメントI ASTM C150型(ホル
ダーバンク、レキンゲン、スイス)350kg/m3
コンクリート 混合水 40% 混合をリボンブレンダー中でおこない、水を最初の30
秒以内に加え、混合を全部で2分間持続する。ナフタレ
ンスルホン酸エステルおよびホルムアルデヒドの縮合物
を含む比較用のコンクリート混合物を製造する。両方の
場合とも、セメントに対して0.3重量%の添加剤を、
混合水に加える。混合の後、ASTM C 143(ス
ランプ)またはDIN 1048(流動表)の両方によっ
て生コンクリートの流動性を測定する。この発明の添加
剤を含むコンクリート混合物は従来の添加剤を含むかま
たは含まない比較の混合物よりも良好なコンシステンシ
ーおよび流動性を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年3月27日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】下記の実施例はこの発明を説明している
が、ここで、全ての割合、比率、百分率は重量によるも
のであり、全ての温度は摂氏で表わされている。 実施例1 26.13部のマレイン酸無水物を60℃で窒素ガス下
でフラスコ中に溶解し、60部のポリエチレングリコー
ル500と混合する。0.01部のヒドロキノンメチル
エーテルおよび0.666部のドデシルメルカプタンを
攪拌しながら加え、最後に1.17部のアゾジイソブチ
ロニトリルを溶解して透明な黄色溶液(溶液A)を得
る。攪拌器、温度計、冷却器および漏斗(計量ポンプ)
を備えたもう1つのフラスコに、60部のポリエチレン
グリコール500および1.3部のマレイン酸無水物を
攪拌しながら混合する。フラスコを窒素で5分間パージ
し、窒素下におく。透明な無色の液体を100℃まで加
熱し、温度が100℃に到達すると同時に1.45部/
分の割合で溶液A、0.45部/分の割合で26.66
部のスチレンを1時間にわたって加える。次に溶液を1
00℃でもう1時間攪拌し、0.12部のアゾジイソブ
チロニトリルを加え、さらに1時間同じ温度で攪拌を続
ける。溶液を140℃にまで加熱し、12.83部の商
標“プルロニック”PE6100で販売されているポリ
アルキレングリコールを5分間にわたって加える。温度
を保ちながら混合物をさらに2時間攪拌する。約60−
70℃に冷却した後、溶液を235部の脱イオン水で希
釈する。室温まで冷却した後、乳液を約28.5部の水
酸化ナトリウム溶液(30%)で中和し、40%の固体
含量になるように調整する。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】適用実施例A モルタルをDIN 1164、7部に従って下記の構成
で混合する。1350gのよく混ざった標準砂、450
gのポルトランドセメントおよび180gの水道水。水
道水は、セメントの重量に対する乾燥成分として計算さ
れた、0.3%の実施例1の化合物を含む。モルタルを
標準条件に従って混合し、混合の後直ちにモルタルのコ
ンシステンシーをDIN 1060、3部または他のい
ずれかの標準方法にしたがって測定する。この発明のモ
ルタルとの比較のために、どんな添加剤も含まないかま
たはナフタレンスルホン酸塩またはメラミンスルホン酸
塩およびホルムアルデヒドの縮合物を同じ用量(セメン
トに対して0:3重量%の乾燥物質)含む、同様な混合
物を製造する。これの試験の結果から、この発明のモル
タルの流動特性は比較のモルタルのそれよりずっと良好
であることがわかる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】適用実施例B 下記の方法にしたがってコンクリート混合物を製造す
る。 DIN1045によるA/Bにおける0−16mmのメ
ッシュの骨材: メッシュ 1mm 20% メッシュ 4mm 45% メッシュ 8mm 70% メッシュ16mm 100% 粉末含料 8% ポルトランドセメントタイプI ASTM C150型
(ホルダーバンク、レキンゲン、スイス)350kg/
3 コンクリート 混合水 40% 混合をリボンブレンダー中でおこない、水を最初の30
秒以内に加え、混合を全部で2分間持続する。ナフタレ
ンスルホン酸塩およびホルムアルデヒドの縮合物を含む
比較用のコンクリート混合物を製造する。両方の場合と
も、セメントに対して0.3重量%の添加剤を、混合水
に加える。混合の後、ASTM C 143(スランプ)
またはDIN 1048(流動表)の両方によって生コン
クリートの流動性を測定する。この発明の添加剤を含む
コンクリート混合物は従来の添加剤を含むかまたは含ま
ない比較の混合物よりも良好なコンシステンシーおよび
流動性を示す。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記、 【化1】 [式中、Mは水素または疎水性ポリアルキレングリコー
    ルまたはポリシロキサンの残基であり、 RはC2-6アルキレン基、 R1はC1-20アルキル、C6-9シクロアルキルまたはフェ
    ニル基であり、 x,yおよびzは1から100の数であり、 mは1から100の数であり、 nは10から100の数である。但し、 i)x対(y+z)の比率は1:10から10:1(両
    端を含む)、 ii)z:yの比率は5:1から100:1、および iii)m+n=15−100である。] で示される型および数のモノマー単位を持つ遊離酸また
    は塩形のランダムコポリマー。
  2. 【請求項2】 5、000から100、000、好まし
    くは10、000から30、000の平均分子量をも
    つ、請求項1記載の有機コポリマー。
  3. 【請求項3】 式1におけるx対(y+z)の比率が
    1:3から3:1である、請求項1または2記載のコポ
    リマー。
  4. 【請求項4】 請求項1で定義された式1、[式中、M
    が水素または疎水性ポリアルキレングリコールの残基、
    Rがエチレン基、R1がメチル、x対(y+z)の比率
    が1:1、mが10−15の数でありnが18−25の
    数である。]で示される構造単位を含む、請求項1から
    3のいずれか1項記載の有機コポリマー。
  5. 【請求項5】 下記、 【化2】 組成のランダムコポリマーと式III、 R1−O−(−R−O)m−H (III) で示される化合物、および式I、 【化3】 で示される化合物、または式II、 【化4】 [式中、R2は水素またはR1であり、p,qおよびrが
    0−100の数である。但し、p,qおよびrの少なく
    とも1つがlであり、q>p+rである。]で示される
    化合物を適量反応させ、所望により、生成したコポリマ
    ーをアルカリまたはアルカリ土類塩基、鉄またはアルミ
    ニウム塩類またはアンモニアまたはアルキルアミノまた
    はアルカノールアミノ化合物と反応させることを含む請
    求項1記載のコポリマーの製造方法。
  6. 【請求項6】 式Iの反復単位をもつ請求項1から5の
    いずれか1項で定義された有機コポリマーを加えること
    を含む、水硬性結合剤、骨材および水を含むセメント性
    混合物の流動性の改善方法。
  7. 【請求項7】 セメント性生成物および下記の式、 【化5】 [式中、Mが水素または疎水性ポリアルキレングリコー
    ルまたはポリシロキサンの残基であり、 RがC2-6アルキレン基、 R1がC1-20アルキル−、C6-9シクロアルキル−または
    フェニル基、 x,yおよびzが1から100の数、 mが1から100の数、 nが10から100の数である。但し、 i)x対(y+z)の比率が1:10から10:1(両
    端を含む)、 ii)z:yの比率が5:1から100:1であり、 iii)m+n=15−100である。] で示される型および数のモノマー単位をもつ、遊離酸ま
    たは塩のランダムコポリマーを含むセメント混合物。
  8. 【請求項8】 有機コポリマーが5、000から10
    0、000、好ましくは10、000から30、000
    の平均分子量をもつ、請求項7記載のセメント混合物。
  9. 【請求項9】 式Iでx対(y+z)の比率が1:3か
    ら3:1である、請求項7および8のいずれか1項記載
    のセメント混合物。
  10. 【請求項10】 有機コポリマーが式1、[式中、Rが
    エチレン基、R1がメチル、x対(y+z)の比率が
    1:1、mが11−12の数であり、nが18−25の
    数である。]で示される循環単位を含む、前記の請求項
    のいずれか1項記載のセメント混合物。
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