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KR100615640B1 - 개선된 고성능 콘크리트 분산제와 그 제조방법 - Google Patents

개선된 고성능 콘크리트 분산제와 그 제조방법 Download PDF

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KR100615640B1
KR100615640B1 KR1020050029260A KR20050029260A KR100615640B1 KR 100615640 B1 KR100615640 B1 KR 100615640B1 KR 1020050029260 A KR1020050029260 A KR 1020050029260A KR 20050029260 A KR20050029260 A KR 20050029260A KR 100615640 B1 KR100615640 B1 KR 100615640B1
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South Korea
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meth
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polyalkylene glycol
dispersant
salt
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김제삼
오정면
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(주) 청도정밀화학
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Abstract

본 발명은 폴리알킬렌글리콜모노알킬에테르와 (메타)아크릴산과의 직접 에스테르 반응에 의하여 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트를 제조하는 방법에 있어서 직접 에스테르 반응 촉매인 무기산 촉매의 양을 최적의 반응속도를 얻을 수 있는 만큼 원하는 대로 사용하여 에스테르 반응 시간을 단축함으로써 반응을 경제적으로 수행할 수 있도록 하고 이때 사용된 무기산 촉매를 에스테르 반응 종료 후 알카리 화합물로 중화하여 염을 형성하게 한 후, 에스테르 반응 생성물로부터 제거함을 특징으로 한다. 상기와 같이 염이 제거된 폴리 알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트 단량체 혼합물은 또 다른 단량체들과 공중합하여 콘크리트 분산제가 제조되는데 최종 제품내 에스테르 반응용 무기산 촉매의 염이 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트 중량의 0 ~ 1 중량%일 때 분산 능력이 우수하고, 슬럼프 유지 능력이 우수한 콘크리트 분산제가 제조됨을 특징으로 한다.
콘크리트 분산제, 슬럼프, 불포화 카르복실산, 에스테르 반응, 폴리알킬렌 글리콜모노알킬에테르, (메타)아크릴산, 공중합

Description

개선된 고성능 콘크리트 분산제와 그 제조방법{An Improved Production Method of High Performance Concrete Dispersant}
본 발명은 고성능의 콘크리트 분산제 및 그 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 콘크리트 내에 존재하는 시멘트의 분산력을 향상시켜 적은 양의 물로도 유동성이 높고, 시멘트 입자의 분산 유지 능력을 향상시켜, 장시간 콘크리트의 유동성을 유지시켜 작업성을 향상시키는 콘크리트 분산제 및 그 제법에 관한 것이다.
최근 들어 콘크리트 구조물의 강도 개선 요구와 교통 혼잡으로 인하여 작업장까지의 콘크리트 운반 시간이 지연되는 등의 문제점으로 인하여 구조물 콘크리트의 유동성과 분산 유지 능력에 대한 관심이 고조되고 있다.
콘크리트의 강도를 개선하기 위해선 사용하는 시멘트 양에 비해 투입하는 물의 양을 줄이는 것이 중요하지만 물의 사용량을 줄이면 콘크리트의 운동성을 얻을 수 없다. 따라서 고 성능의 콘크리트 혼화용 분산제가 반드시 필요하다. 또한 타설 현장까지의 콘크리트 운반시간 지연, 현장에서의 대기시간 등에 의하여 콘크리트 혼합물의 품질변화 및 슬럼프 로스 등으로 콘크리트 조성물의 펌프 압 상승 또는 막힘 현상이 발생하여 타설 작업의 효율성이 급격히 저하되는 문제가 있어서 콘크리트 분산제의 슬럼프 유지 능력이 매우 필요하다.
콘크리트 혼화용 분산제는 그 화학 성분에 따라 크게 리그닌계, 폴리올계, 옥시 유기산염계, 폴리 카본산계, 멜라닌계, 나프탈렌계 등으로 분류되어 있으며, 통상 분산제의 감수율이 10~15%인데 대하여 감수율이 20~30%인 것을 고성능 분산제라 하며, 분자 내에 카르복실산기(-COOH)를 두개 이상 갖고 있는 것을 폴리 카본산계라 한다. 이러한 폴리카본산계 콘크리트 분산제를 제조하기 위하여 종래에는 친수성 그룹인 폴리알킬렌글리콜모노알킬에테르와 중합을 할 수 있는 불포화 카르복실산인 (메타)아크릴산 또는 메틸메타아크릴레이트를 직접 에스테르 반응 또는 에스테르 교환 반응을 통하여 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트를 제조한 후, 카본산계 단량체와 라디칼 공중합을 통하여 폴리 카본산계 분산제를 제조하고 있다.
대한민국 특허 10-0247527에 나타난 선행기술에서는 메틸메타아크릴레이트와 폴리알킬렌글리콜모노알킬에테르의 에스테르 교환 반응에 의하여 폴리알킬렌글리콜메타아크릴레이트를 제조하고 있다. 이 공정에서는 과량의 메틸메타아크릴레이트를 반응기로 환류시켜 공비에 의하여 반응부산물인 메탄올을 제거하고, 촉매로는 수산화나트륨 등의 알카리 염기를 사용한다. 이 제법은 반응 시간이 짧은 대신 공비로 비등한 메틸메타아크릴레이트 중 메탄올을 분리하는 공정이 필요하고, 반응생성물 내에 존재하는 미반응 메틸메타아크릴레이트를 완벽히 제거해야 하는 문제가 존재함과 동시에 반응 촉매로 사용한 염기를 필터링 등을 통하여 제거해야 하는 문제점등이 존재한다. 직접 에스테르법에 의한 폴리알킬렌글리콜메타아크릴레이트의 제조 방법은 일본 특허 11-71152에서 개시되고 있다.
(메타)아크릴산을 폴리알킬렌글리콜모노알킬에테르와 직접 에스테르 반응시켜 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트를 제조하는 방법으로 공지의 사실로 알려져 있는 제조 방법이나 발명자들은 촉매로 사용하는 황산 등의 산 촉매를 적게 사용하고 반응 중 부산물로 생성되는 생성수를 공비로 제거하기 위한 벤젠 등의 솔벤트 사용량을 과도하게 사용하여 반응 중 생성되는 원하지 않는 분순물인 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트의 생성을 최대로 억제하여 반응 종료 후 폴리알킬렌 글리콜(메타)아크릴레이트의 함량이 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트의 중량비로 0 ~ 5%이하가 되는 기술에 대하여 알려주고 있다.
그러나, 산 촉매의 사용을 원료로 사용되는 폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르와 (메타)아크릴산을 합한 총 중량의 0.5 중량%로 제한하여, 반응시간이 약 25시간으로 극도로 느리고, 반응 중 (메타)아크릴산의 중합반응이 발생할 위험이 크며, 또한, 긴 반응 시간으로 인하여 경제적인 제법이 되기 어렵다. 한편, 과량으로 사용한 벤젠 등의 솔벤트를 반응 종료 후 제거하는 것도 공정에 부담이 된다. 상기의 선행 기술에서 주장하는 원치 않는 부산물인 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트의 생성 또한, 상기 선행기술의 명세서 내용으로는 억제 또는 제어 할 수 있는 구체적인 방법이 나타나 있지 않다.
그러므로 제조시 부산물의 생성을 억제할 제어 변수를 설정할 수 없어 반응 후 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트의 함량을 분석하여 반응 종료 후 생성물의 품질을 결정할 수밖에 없는 문제점이 존재한다.
상기와 같이 직접 에스테르법 또는 에스테르 교환반응법에 의해 제조된 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트는 아크릴산 또는 메타아크릴산과 같은 불포화 카르복실산 등과 공중합 반응을 거친 후 중화시켜 최종 제품인 콘크리트 분산제가 제조된다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는, 직접 에스테르 반응에 의하여 폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트 제조에 있어서 반응 속도를 현저히 증가시켜 경제성 있는 제품을 제조함과 동시에 제품의 품질을 제어 할 수 있는 제조방법을 제공하고, 상기의 제품을 이용하여 고성능의 폴리카본산계 분산제를 제조하는 방법을 제공함을 목적으로 하고 있다.
또한 본 발명의 분산제는 분산력이 좋고, 슬럼프 유지능력이 매우 우수한 분산제를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 발명자들이 꾸준히 연구한 결과, 하기의 [화학식 1]로 표시되는 폴리알킬렌글리콜모노알킬에테르와 [화학식 2]로 표시되는 불포화카르복실산의 직접 에스테르 반응에 의하여 [화학식 3]으로 표시되는 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트를 제조할 때, 촉매로 사용하는 황산 등의 일반적인 무기 산 촉매의 양이 너무 적으면 반응 속도가 극도로 느려져서 제조 공정 의 경제성이 저하되고, 산촉매량이 일정 반응 속도를 얻기 위해 충분히 사용되면 최종 제품의 분산성 및 유지 능력에 지대한 악 영향을 줌을 발견하였다.
[화학식 1]
Figure 112005018410711-pat00001
(단, 식 중에서 R1은 탄소수 1 ~ 22인 알킬기, R2는 탄소 원자수가 2 ~ 4인 알킬렌 기의 1종 또는 2종이상의 혼합물이며, n은 1 ~ 100이다.)
[화학식 2]
Figure 112005018410711-pat00002
(단, 식 중에서 R3는 수소원자 또는 메틸기이다.)
[화학식 3]
Figure 112005018410711-pat00003
(단, 식 중에서 R1, R2, R3, n 은 상기한 바와 같다)
상기와 같은 문제를 해결하기 위해 연구한 결과 사용한 무기산촉매와 이 무기산촉매를 수산화나트륨과 같은 염기로 중화할 때 발생하는 무기염이 최종 제품에 잔존하는 경우 최종 제품인 콘크리트 분산제의 분산능력과 유지능력에 큰 악영향을 미침을 발견하였다.
따라서, 본 발명은 불포화 카르복실산[화학식1]과 폴리알킬렌글리콜모노알킬에테르[화학식2]를 원료로 사용하고 황산 등의 일반적 무기산 촉매를 사용하여 직접 에스테르반응을 통하여 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트를 합성하는 반응 공정에서, 반응 종료 후 잔류 산촉매를 제거하고, 이와 같이 무기산 촉매가 제거된 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트와 불포화 카르복실산을 공중합 반응시켜 고성능의 콘크리트 분산제를 제조하는 것으로 구성된다.
본 발명의 분산제를 제조하는 과정을 설명하면,
유기용제하에서 폴리알킬렌글리콘모노알킬에테르와 불포화 카르복실산을 무기산촉매 하에서 반응시켜 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴산에스테르계 단량체 용액을 제조하는 단계; 상기 용액으로부터 유기용제를 증류제거 하는 단계; 상기 잔류 용액에 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴산에스테르계 단량체가 70 ~ 95 중량%의 범위가 되도록 물을 추가하는 단계; 상기 수용액에 염기를 투입하여 반응성 무기산을 중화시키는 단계; 상기 무기산촉매와 염기로부터 생성되는 염을 여과하는 단계; 및 분리된 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴산에스테르계 단량체용액을 포함한 공중합체를 제조하는 단계; 를 포함하여 고성능의 분산제를 제조하는 것을 특징으로 한다.
이하는 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명에서 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트를 합성하는 직접 에스테르 반응에서 반응원료인 불포화 카르복실산과 폴리알킬렌글리콜모노알킬에테르의 몰비는 1:1 ~ 5:1이 적당하고 더욱 바람직하게는 1:1 ~ 3:1이 적당하다.
반응 중 발생하는 생성수를 제거하기 위하여 생성수와 공비를 이루는 솔벤트 를 사용할 수 있는데 예로서, 벤젠, 톨루엔 등의 방향족 탄화수소, 사이클로 헥산 등의 지환식 화합물, n-헥산 등의 지방족 탄화수소류가 있다.
에스테르 반응에 사용 가능한 촉매로는 황산, 파라톨루엔 술폰산, 메탄 술폰산, 질산, 인산 등의 무기산이 적당하고, 사용량은 반응에 투여한 폴리알킬렌글리콜모노알킬에테르 양의 1 ~ 10 중량%가 적당하고, 더욱 바람직하게는 2 ~ 8 중량%가 적당하다. 촉매량이 너무 적으면 반응속도가 현저히 저하되어 경제성에 문제가 생기고, 너무 많으면 반응 속도는 빨라지나, 불포화 카르복실산의 중합반응 등의 부반응이 많이 발생한다.
반응 중 불포화 카르복실산의 중합을 방지하기 위하여 중합 방지제를 사용하는데 공지의 중합 방지제인 하이드로퀴논류, 페노시아진류를 사용할 수 있다. 반응온도는 상압에서 75 ~ 120℃가 적당하다.
에스테르 반응이 종료되면 투입했던 벤젠 등의 솔벤트를 감압하에서 제거하고 반응 생성물에 물을 섞어 반응 생성물 중량이 70 ~ 95 중량%가 되도록 수용액을 제조한 후 반응 생성물내에 존재하는 산 촉매를 중화시켜 염을 형성시킨 후 제거한다. 상기 범위는 반응기의 산촉매를 중화시켜 형성되는 염을 제거하기 위한 것으로, 상기 범위 이하의 경우는 물이 지나치게 많아 염이 석출되지 않고, 상기 범위보다 높은 경우에는 물이 지나치게 적어 석출염을 효과적으로 분리할 수 없으므로, 본 발명에서는 수용액의 고형분함량을 상기 범위로 조절하는 것이 매우 중요하다. 또한 상기 범위로 조절함으로써 본 발명의 최종 중합체 내의 산 또는 염의 성분은 본 발명이 목적으로 하는 범위로 달성 할 수 있다.
제거하는 방법은 여러 가지가 존재한다.
한 방법은 사용한 산 촉매와 같은 당량의 수산화나트륨 수용액을 투여하면 황산이 촉매인 경우 황산나트륨이 형성되어 잠시 상온에서 방치하면 비중이 상대적으로 높은 황산나트륨이 층분리되어 쉽게 염을 제거할 수 있다.
또 다른 방법은 반응 생성물의 수용액에 MgO, CaO와 같은 고체염을 투입하면 산 촉매가 중화되어 침전되고 필터링 등을 통하여 제거하면 산 촉매의 염을 효율적으로 제거 가능하다.
상기의 중화는 0 ~ 50 ℃, 좋게는 30 ~ 40 ℃에서 이루어지는 것이 반응성 무기산을 제거하는 효율이 더욱 좋다.
상기와 같이 산 촉매가 제거된 반응 생성물은 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트[화학식3]와 (메타)아크릴산계 단량체[화학식2]가 공중합하여 콘크리트 분산제의 최종 제품이 합성된다. 상기와 같이 제조된 반응생성물 내에는 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트와 (메타)아크릴산 류 단량체가 동시에 존재하기 때문에 반응 생성물 그대로 공중합 반응을 시킬 수도 있고, 다른 공중합 가능한 단량체를 첨가하여 공중합 반응을 시킬 수 있다. 다른 공중합 가능한 단량체로는 말레익산, 푸마르산, 알릴 알콜류, (폴리)에틸렌글리콜알릴에테르 등을 들 수 있고, 공중합 후 분자량은 젤 퍼미에이션 크로마토그래피 (GPC)로 분석하였을때 중량 평균 분자량이 15,000 ~ 50,000이 적당하다.
중합 개시제는 수용성이면 가능한데, 예로서는 과황산 암모늄, 과황산 나트륨과 황산칼륨 등의 일반적인 과황산염이 적당하다.
분자량 조절을 위하여 연쇄 이동제는 필요에 따라 사용가능하며, 연쇄 이동제로는 메르켑토프로피온산, 메르켑토 아세틱산, 메르켑토 프로피온산 2-에틸 헥실 에스테르 등의 공지의 화합물을 사용할 수 있다.
공중합 반응 온도는 50 ~ 150℃ 정도가 적당하나 50 ~ 120℃가 바람직하다. 공중합 반응 종료 후 제품의 pH가 6.5 ~ 7.5가 되도록 알카리 금속 수산화물, 알카리 토금속 수산화물 또는 아민 등의 염기성 물질로 중화 시킨다. 상기와 같이 얻어지는 공중합체를 주 성분으로 하는 콘크리트 분산제는 시멘트와 물로 이루어지는 시멘트 조성물에 투입되었을 때 시멘트의 분산능력 및 수화반응 지연능력을 향상 시킨다. 이 때, 상기와 같이 얻어지는 공중합체 최종 제품내에 무기산 촉매의 염이 공중합 반응 전에 제거되어, 상기의 폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트 중량의 0 ~ 1 중량% 일 때 제조된 콘코리트 분산제의 분산능력과 유지능력이 월등히 향상된다.
이하 실시예에서 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 하기의 실시예에 의하여 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
온도계, 교반기, 반응 생성수 분리기, 냉각 환류기 등이 장착된 2리터 유리 반응기에 평균 분자량 475의 폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르를 712.5g 투입하고, 반응 촉매인 황산을 15g 투입한 후, 중합 방지제로 하이드로 퀴논을 1.7g 투입하여 하이드로 퀴논이 완전히 용해 되도록 하였다. 그 후 메타아크릴산을 194g 정량하여 반응기에 투입하고, 벤젠을 400g 주입한 후 승온, 환류하여 직접 에스테르 반응을 시작하였다. 소정량의 생성수가 발생한 것을 확인 한 후 반응기로부터 벤젠을 감압하에서 제거하고 반응 생성물에 물을 첨가하여 85% 수용액을 제조하였다.
물이 첨가된 반응 생성물에 50 중량%의 가성소다(NaOH)를 24.5g을 주입하여 상온에서 교반시키며 촉매로 사용한 황산을 완전 중화 하였다. 중화가 완료된 후 잠시 교반을 중지하고, 용액 전체를 분액깔대기에 주입한다. 잠시 동안 용액을 정체 시키면 중화에 의해 생성된 황산나트륨 염이 용액으로부터 분리되어 용액의 맨 밑부분에 상분리(Phase Separation)되어 황산나트륨 염의 층이 생성된다. 층분리가 완전히 종료된 후 밑 부분의 황산나트륨 염층을 분액 깔대기로부터 제거한다.
상기와 같이 무기산 촉매의 염을 완전히 제거한 에스테르 반응 생성물 320g에 아크릴산 26.5g, 메타아크릴산 26.4g을 첨가하고, 연쇄 이동제로 메르켑토프로피온산 2.8g을 섞어 공중합 혼합물을 제조하였다.
교반기가 장착된 2리터 유리 반응기에 우선 물을 155g 투입하고, 질소로 치환한 후, 반응온도를 80℃로 유지 하였다. 이 반응기에 상기의 공중합 혼합물을 4시간에 걸쳐 적하 투입하고, 중합 개시제인과 황산암모늄 2.4g을 180g의 물에 녹여 5시간 동안 공중합 혼합물과 함께 적하 투입하였다. 적하 투입이 완료 된 후, 공중합 반응을 완료하기 위하여 1시간 더 반응시킨 후 공중합 반응을 종료하였다. 반응 종료 후 33 중량%의 가성소다로 제품의 pH가 6.5~7.5가 되도록 중화 하였다. 공중합 반응 종료 후 잔류 무기산 촉매의 염은 제조된 분산제에 대하여 0.2 중량% 였다. 또한 얻어진 공중합체의 중량 평균 분자량은 24,000이었다.
[실시예 2]
에스테르반응의 무기산 촉매인 황산을 중화할 때 50% 가성소다 대신 고체 염기인 MgO분말을 사용한 것을 제외하면 [실시예 1]과 동일하다. 85% 에스테르 반응 생성물 수용액에 7.2g의 MgO 분말을 투입하여 교반한 후 반응 생성물이 중화 됐음을 확인 한 후 사용한 MgO와 황산의 염을 필터링에 의하여 제거한 후 공중합 반응을 실시하였다.
공중합 반응 후 제조된 콘크리트 분산제의 중량 평균 분자량은 28,000이었고, 무기산 촉매인 황산의 염은 폴리에틸렌글리콜메타아크릴레이트 중량의 0.15 중량% 이었다.
[실시예 3]
[실시예 1] 에서 사용한 동일한 반응기에 분자량 1068인 폴리에틸렌글리콜 모노에틸에테르를 827g 투입하고 80℃를 유지한 후, 반응 촉매로서 황산을 20g 주입하였다. 중합 방지제로 하이드로퀴논을 1.7g 투입하여 용해시킨 후 메타아크릴산을 204g 투입하고, 생성수 추출 용제인 벤젠을 400g 주입하고 승온하여 반응을 시작하였다. 소정량의 생성수가 발생한 후 감압하에서 벤젠을 제거하고 물을 섞어 80% 수용액을 제조 하였다.
상온에서 50% 가성소다 32.7g을 상기의 수용액에 투입하여 교반하여 중화 반응을 종결 시킨 후 혼합액을 분액 깔대기로 옮겨 정체 시켰다. 혼합물로부터 무기산 촉매염이 분액 깔대기 밑층에 층분리 된 후 완전 제거 하였다.
상기의 염이 제거된 수용액 320g에 아크릴산 16g과 메타 아크릴산 16g을 섞고, 연쇄 이동제로 메르켑토 프로피온산을 2.8g 섞어 공중합 혼합물을 제조하였다. 교반기가 장착된 2리터 유리 반응기에 우선 물 155g을 투입하고, 질소로 반응기 내부를 치환한 후 반응온도를 80℃로 유지하였다. 상기의 공중합 혼합물을 4시간에 걸쳐 반응기에 적하 투입하고, 중합 개시제인 과황산암모늄 2.4g을 180g의 물에 녹여 5시간 동안 공중합 혼합물과 함께 적하 투입하였다. 개시제의 적하 투입이 완료된 후 중합 반응을 완료하기 위하여 1시간 동안 80℃를 유지 하였다.
공중합 반응 완료후 33 중량%의 가성소다로 제품의 PH가 6.5 ~ 7.5가 되도록 중화하였다.
이렇게 하게 제조된 콘크리트 분산제의 중량 평균 분자량은 32,000이었고, 잔류 무기산 촉매의 염은 폴리에틸렌글리콜메타아크릴레이트 중량의 0.32 중량% 이었다.
[비교예 1]
공중합 반응 이전에 에스테르 반응 촉매인 황산을 중화한 후 제거 하지 않은것을 제외하며 [실시예 1]과 동일하다. 공중합 반응 종료 후 최종 콘크리트 분산제의 중량 평균 분자량은 26,000이었고, 최종 제품내 무기산 촉매 염은 폴리에틸렌 글리콜메타아크릴레이트 중량의 1.85 중량% 이었다.
[비교예 2]
공중합 반응전에 에스테르 반응 촉매인 황산을 중화한 후 제거 하지 않은 것을 제외하면 [실시예 3]과 동일하다. 공중합 반응 종료 후 최종 콘크리트 분산제의 중량 평균 분자량은 33,000이었고, 최종 제품내 무기산 촉매 염은 폴리에틸렌글리콜메타아크릴레이트 중량의 2.3 중량% 이었다.
[실험예]
콘크리트 시험
시멘트는 보통의 포틀랜드 시멘트를 사용하고 골재 또한 일반 수계의 모래와 경질 사암 쇄석을 사용하였다. 시멘트 분산제로는 실시예 1 내지 실시예 3, 비교예 1 및 2에서 제조된 분산제를 각각 사용하였다. 콘크리트 배합조건은 시멘트 300kg당 물 188kg과 모래 833kg과 자갈 997kg 이다. 상기 조건하에서 콘크리트를 배합하였고, KS F2560에서 정한 바에 따라 슬럼프 경시 변화를 측정하여 각각 콘크리트 분산제의 성능을 [표 1]에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112005018410711-pat00004
[표 1]에서 나타난 바와 같이 무기산 촉매를 중화한 후 공중합 반응전에 제거한 콘크리트 분산제의 성능이 그렇게 하지 않은 분산제에 비해 월등히 우수함을 알 수 있다. 그 이유는 공중합 반응에 잔류 에스테르 반응용 산촉매가 악영향을 줄 수도 있고, 최종 제품 내에 잔류하는 무기산 촉매의 염이 분산력과 유지 능력에 나쁜 영향을 주는 것으로 추측된다.
즉, 비교예 1에서와 같이, 본 발명의 범주에 속하지 않는 분산제의 경우는 과량 사용하여도 본 발명의 효과보다 열세였으며, 본 발명과 동일한 양을 사용할 경우 흐름성이 매우 급격히 떨어지는 것을 알 수 있었다.
직접 에스테르 반응에 의하여 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트를 함유하는 단량체성분을 제조하여, 중합한 후 콘크리트 분산제를 제조하는 방법에서 무기산 촉매를 원하는 양 만큼 사용하여 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트 제조시 반응속도를 최대로 빨리하여 경제성을 양호하게 하고, 에스테르 반응 후 무기산 촉매를 중화한 후 제거하고 공중합 반응을 시켜 제조된 콘크리트 분산제의 분산능력과 슬럼프 유지 능력이 매우 우수한 콘크리트 분산제 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims (4)

  1. 유기용제하에서 폴리알킬렌글리콘모노알킬에테르와 불포화 카르복실산을 무기산촉매 하에서 반응시켜 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴산에스테르계 단량체 용액을 제조하는 단계;
    상기 용액으로부터 유기용제를 증류제거 하는 단계;
    상기 잔류 용액에 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴산에스테르계 단량체가 70 ~ 95 중량%의 범위가 되도록 물을 추가하는 단계;
    상기 수용액에 염기를 투입하여 반응성 무기산을 중화시키는 단계;
    상기 무기산촉매와 염기로부터 생성되는 염을 여과하는 단계; 및
    분리된 폴리알킬렌글리콜(메타)아크릴산에스테르계 단량체용액을 포함한 공중합체를 제조하는 단계;
    를 포함하는 콘크리트 분산제의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 무기산촉매의 염은 분산제에 대하여 1중량% 이하로 함유하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 분산제 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 공중합체는 (메타)아크릴산, (메타)아크릴레이트, 말레익산, 푸마르산, 알릴알콜류, 폴리에틸렌글리콜알릴에테르에서 선택되는 어느 하나 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 콘크리트 분산제 제조방법.
  4. 무기산 촉매의 염을 1중량%이하로 함유하는 제 1항 내지 제 3항의 제조방법으로 제조된 분산제를 시멘트 혼합물과 혼합하여 제조되는 안정한 흘림성을 가지는 시멘트 조성물.
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