(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）式Ｉａ
【化１】
0004484259.tif 000013
〔式中、Ｍは、いずれも独立して水素、一価または二価金属陽イオン、アンモニウムイオンまたは有機アミン基であり、
ａ＝１／２または１であり、
Ｒ１は、−Ｏ−（ＣｍＨ２ｍＯ）ｎ−Ｒ２であり、その際、Ｒ２は、水素、炭素原子１〜２０個を有する脂肪族炭化水素基、炭素原子５〜８個を有する脂環式炭化水素基または場合によれば置換されている炭素原子６〜１４個を有するアリール基であり、ｍは２〜４であり、かつｎは１〜２００である〕
の構成グループ１〜９０モル％、
（ｂ）式ＩＩ
【化２】
0004484259.tif 000014
〔式中、Ｒ３は、いずれも独立して水素または炭素原子１〜５個を有する脂肪族炭化水素基であり、
ｐは０〜３であり、かつ
Ｒ２、ｍ、ｎは、上記に記載のものを表す〕
の構成グループ０．５〜８０モル％、
（ｃ）式ＩＩＩａまたは／およびＩＩＩｂ
【化３】
0004484259.tif 000015
〔式中、Ｒ４は、いずれも独立して水素、場合によればヒドロキシル基により置換されている炭素原子１〜２０個を有する脂肪族炭化水素基、炭素原子５〜８個を有する脂環式炭化水素基、場合によれば−ＣＯＯＭａ、−（ＳＯ３）Ｍａまたは／および−（ＰＯ３）Ｍ２ａ基により置換されている炭素原子６〜１４個を有するアリール基、−（ＣｍＨ２ｍＯ）ｎ−Ｒ２または−ＣＯ−ＮＨ−Ｒ１であり、かつＭ、ａ、Ｒ２、ｍおよびｎは上記に記載のものを表す〕
の構成グループ０．５〜８０モル％、ならびに
（ｄ）式ＩＶ
【化４】
0004484259.tif 000016
〔式中、Ｒ５は、水素であり、Ｒ６は、水素であり、ならびにＲ７は、炭素原子６個を有するアリール基である〕
の構成グループ１．０〜９０モル％
を含む不飽和ジカルボン酸誘導体およびオキシアルキレングリコール−アルケニルエーテルに基づくコポリマーからなる、セメントを基とする水性懸濁液のための添加剤。
【請求項２】
コポリマーが式Ｉａの構成グループ３０〜６０モル％、式ＩＩの構成グループ１０〜４０モル％、式ＩＩＩａまたは／およびＩＩＩｂの構成グループ３〜３０モル％ならびに式ＩＶの構成グループ１０〜６０モル％を含む、請求項１記載の添加剤。
【請求項３】
構造単位（Ｉ＋ＩＩＩ）の（ＩＩ＋ＩＶ）に対するモル比が、ほぼ１：１である、請求項１または２のいずれかに記載の添加剤。
【請求項４】
Ｍが、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオンまたはマグネシウムイオンから成る群から選択されている一価または二価金属陽イオンを表す、請求項１から３のいずれかに記載の添加剤。
【請求項５】
Ｒ２が、ヒドロキシル基、カルボキシル基または／およびスルホン酸基で置換されているフェニル基である、請求項１から４のいずれかに記載の添加剤。
【請求項６】
式ＩＩにおいて、ｐが０または１を表し、ｍが２または／および３を表すことを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の添加剤。
【請求項７】
コポリマーが、式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶの構成グループの和に対して５０モル％以下、殊には２０モル％以下である追加の構成グループを含み、そのモノマーがＮ−ビニル化合物、ビニルスルホン酸またはアリルスルホン酸ならびに場合によれば置換されているアクリルアミドならびにメタクリルアミドである、請求項１から６のいずれかに記載の添加剤。
【請求項８】
コポリマーが、平均分子量１０００〜２０００００を有する、請求項１から７のいずれかに記載の添加剤。
【請求項９】
不飽和ジカルボン酸誘導体１〜９０モル％、オキシアルキレングリコール−アルケニルエーテル０．５〜８０モル％、不飽和ジカルボン酸イミドまたは／および不飽和ジカルボン酸アミド０．５〜８０モル％およびビニル系モノマー１．０〜９０モル％をラジカル開始剤を用いて重合させることを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載のコポリマーからなるセメントを基とする水性懸濁液のための添加剤の製造方法。
【請求項１０】
不飽和ジカルボン酸誘導体３０〜６０モル％、オキシアルキレングリコール−アルケニルエーテル１０〜４０モル％、不飽和ジカルボン酸イミドまたは／および不飽和ジカルボン酸アミド３〜３０モル％およびビニル系モノマー１０〜６０モル％を使用する、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
さらに追加して式Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶの構成グループのモノマーに対して５０モル％以下、殊には２０モル％以下のＮ−ビニル化合物、ビニルスルホン酸またはアリルスルホン酸またはアクリルアミドならびにメタクリルアミドを共重合させる、請求項９から１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
重合を水溶液中、温度２０〜１００℃において実施する、請求項９から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
水溶液中のモノマー濃度が２０〜５０重量％である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
重合を溶剤を使用しないで、ラジカル開始剤を用い、温度２０〜１５０℃で行う、請求項９から１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
コポリマーをセメントの重量に対して、０．０１〜１０重量％の量で使用する、請求項１から８までのいずれかに記載の添加剤。
【請求項１６】
セメント含有率に対して１４〜４５重量％の低い含水量の懸濁液のために使用する、請求項１５に記載の添加剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、不飽和ジカルボン酸誘導体およびオキシアルキレングリコール−アルケニルエーテルに基づくコポリマー、その製造方法ならびに、これから製造された建材特性の加工プロセスおよび硬化状態における改善のための水硬性結合剤、殊にはセメントのための添加剤としてのこのコポリマーの応用に関する。
【０００２】
【従来の技術】
粉末状無機または有機物質、例えば粘土、陶器用スラリー、シリカ粉、チョーク、カーボンブラック、石粉、顔料、タルク、プラスチック粉および水硬性結合剤の水性スラリーに、その加工性、すなわち混練性、塗装性、噴霧性、ポンプ輸送性または流動性の改善のために、しばしば分散剤の形の添加剤を加えることは公知である。通常これらのイオン基を含む添加剤は、固体凝集体を破壊し、形成された粒子を分散させ、このようにして特に高濃度懸濁液の加工性を改善する。この作用は、水硬性結合剤、例えばセメント、石灰、セッコウまたは硬セッコウを含む建材混合物の製造の際に適切に使用される。
【０００３】
上記の結合剤を基とするこれらの建材混合物を使用に適し、加工ができる形とするために、通常、後続の水和工程ならびに硬化工程に必要とするより実質的により多くの混合水が必要である。この余分で、後には蒸発する水により形成される建築用成形体の空洞部分は、著しく悪化した機械的強度および耐久性の原因となる。
【０００４】
あらかじめ与えられた加工コンシステンシーにおけるこの余分の水分の低下または／およびあらかじめ与えられた水／結合剤比率における加工性を改善するために、一般に減水剤または流動化剤と呼ばれる添加剤が使用される。このような薬剤は、なかでもナフタレンスルホン酸またはアルキルナフタレンスルホン酸を基とした重縮合製品〔欧州特許出願公開（ＥＰ−Ａ）第２１４４１２号明細書参照〕ならびにスルホン酸基を有するメラミン−ホルムアルデヒド樹脂〔ドイツ特許（ＤＥ−ＰＳ）第１６７１０１７号明細書参照〕が公知である。
【０００５】
これらの添加剤の欠点は、その優れた流動化作用が、殊にコンクリート製造の際に短い期間しか有効でないことにある。短時間でのコンクリート混合物の加工性の低下（「スランプロス」）は、殊に、生コンクリートの製造と使用との間、例えば長い供給経路または輸送経路のために長時間かかる場合に問題となる。
【０００６】
別の問題は、鉱山および室内（プラスターボード乾燥、硬セッコウ塗布への応用、コンクリート製品製造）におけるこのような流動化剤の使用の場合に発生し、この場合に、製造のために製品内に含まれる毒性のホルムアルデヒドが放出され、これによる著しい労働衛生への負荷となる。この理由から、この代わりにホルムアルデヒドを使用しないでマレイン酸モノエステルとスチレンから成るコンクリート流動化剤、例えば欧州特許出願公開（ＥＰ−Ａ）第３０６４４９号明細書に相当するものの開発が試みられている。コンクリート混合物の流動化作用は、この添加剤を用いると十分に長い時間維持されるが、最初に存在する著しく高い分散性は、流動化剤を水調剤として貯蔵すると、エステルポリマーの加水分解のために著しく急速に失われる。
【０００７】
この問題は、欧州特許出願公開（ＥＰ−Ａ）第６１０６９９号明細書によるマレイン酸モノエステル構造、マレイン酸アミド構造ならびにマレイン酸イミド構造ならびにビニルモノマーを含むコポリマーから成るポリマー流動化剤の場合には起きない。しかし、この製品は、望ましくない大量の空気孔を導入し、このために硬化した建材の低い強度および耐久性となるという欠点を有する。上記のコポリマーの応用に必要な最適鎖長さに調整するために、さらに、分子量調整剤、例えばｎ−ドデシルメルカプタン、ｔ−ドデシルメルカプタンならびにジイソプロピルキサントゲンジスルフィトが不可欠である。しかし、上記の流動化剤の使用の際のこれらの化合物の使用は、著しく高い臭気の不快感を伴う。
【０００８】
望ましくない大量の空気孔導入の問題は、欧州特許出願公開（ＥＰ−Ａ）第７３６５５３号明細書に記載の、ポリジメチルシロキサン、ポリプロピレングリコール−含有（ブロック）ポリマーまたは／およびジカルボン酸エステルに基づく疎水性構造要素によるオキシアルキレングリコール−アルケニルエーテルおよび不飽和ジカルボン酸誘導体に基づくコポリマーにより解決される。さらに製品製造のために臭気が不快な分子量調整剤の使用を必要としない。しかし、このようなコポリマーは、欧州特許出願公開（ＥＰ−Ａ）第６１０６９９号明細書の記載と同様に、出来るだけ少量の水を用いて、特に緊密な組織で従って高強度で高耐久性のコンクリートを製造しなければならない場合、すなわち将来性があり、革新的な高機能コンクリート構造物には、特に最適な性質は有していない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、上記の従来技術の欠点がなく、反対にできるだけ少い添加量で、高濃度建材混合物の加工性を実用的に長く維持し、硬化プロセスを遅延させず、かつ過度の空気孔を導入しないで、その際同時に製造の間に臭気が不快な物質の使用が避けられる、新規のポリマー化合物の提供を課題とした。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この課題は、請求項１に記載のコポリマーにより解決された。意外にも、不飽和ジカルボン酸誘導体とオキシアルキレングリコール−アルケニルエーテルを基とする本発明による製品は、水性建材混合物に優れた加工性を与え、硬化した状態の建材の性質に不利に影響しないことが分かった。
【００１１】
殊に意外なことは、本発明によるコポリマーは、著しく少ない水分のコンクリート混合物中でも著しく優れた流動化作用を示し、かつ高い使用量でも硬化プロセスを遅延させないことであった。
【００１２】
本発明によるコポリマーは、少なくとも４種の構成グループａ）、ｂ）、ｃ）およびｄ）から成る。
【００１３】
第一の構成グループａ）は、式Ｉａおよび／またはＩｂに相当するジカルボン酸誘導体である。
【００１４】
【化５】
0004484259.tif 000002
【００１５】
式中、ａ、ＭおよびＲ１は、下記を表す。
【００１６】
Ｍ  いずれも独立して水素、一価または二価金属陽イオン、アンモニウムイオンまたは有機アミン基を表し、その際、有機アミン基として、有利には置換されたアンモニウム基が用いられ、これらは第一級、第二級または第三級Ｃ１〜Ｃ２０−アルキルアミン、Ｃ１〜Ｃ２０−アルカノールアミン、Ｃ５〜Ｃ８−シクロアルキルアミンおよびＣ８〜Ｃ１４−アリールアミンから誘導される。相当するアミンの例は、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、シクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、フェニルアミン、プロトン化（アンモニウム）した形のジフェニルアミンである。
【００１７】
ａ＝１／２または１であって、いずれもＭおよび一価または二価陽イオンに対応する。
【００１８】
Ｒ１  同様に−ＯａＭ有利にはまたは−Ｏ−（ＣｍＨ２ｍＯ）ｎ−Ｒ２を表していてもよく、その際、Ｒ２は、水素、炭素原子１〜２０個を有する脂肪族炭化水素基、炭素原子５〜８個を有する脂環式炭化水素基または場合によれば置換されている炭素原子６〜１４個を有するアリール基であり、ｍは２〜４であり、かつｎは１〜２００であってもよい。脂肪族炭化水素は、この際、線状または分枝状ならびに飽和または不飽和であってもよい。有利なシクロアルキル基は、シクロペンチル基またはシクロヘキシル基、有利なアリール基は、フェニル基またはナフチル基であり、これらは例えばＣ１〜Ｃ４−アルキル基および殊にはヒドロキシル基、カルボキシル基または／およびスルホン酸基で置換されていてもよい。
【００１９】
式Ｉａによるジカルボン酸誘導体の代わりまたはその他に、構成グループａ）（ジカルボン酸誘導体）は、式Ｉｂに相当する環状であってもよい。
【００２０】
第二の構成グループは、式ＩＩに相当し、
【００２１】
【化６】
0004484259.tif 000003
【００２２】
オキシアルキレン−アルケニルエーテルから誘導され、式中、ｍ、ｎおよびＲ２は上記のものを表す。Ｒ３は、この場合にも水素または炭素原子１〜５個を有する脂肪族炭化水素基を表し、これらは同様に線状でも分枝状でも、また不飽和であってもよい。ｐは０〜３の値を取ることができる。
【００２３】
有利な実施態様によると、式ＩａおよびＩＩ中で、ｍは２または／および３を表し、ポリエチレンオキシドまたは／およびポリプロピレンオキシドから誘導されるポリアルキレンオキシド基である。別の有利な実施態様においては、式ＩＩ中のｐは０または１を表し、すなわちビニルポリアルコキシラートまたは／およびアリルポリアルコキシラートである。
【００２４】
第三の構成グループは、式ＩＩＩａまたは／およびＩＩＩｂに相当し、
【００２５】
【化７】
0004484259.tif 000004
【００２６】
式中、ａおよびＭは、上記のものを表し、かつＲ４は、いずれも独立して水素、場合によればヒドロキシル基により置換されている炭素原子１〜２０個を有する脂肪族炭化水素基、炭素原子５〜８個を有する脂環式炭化水素基、または炭素原子６〜１４個を有するアリール基であって、その際、一個または数個の水素原子は、例えば構造要素−ＣＯＯａＭ１、−（ＳＯ３）ａＭまたは／および−（ＰＯ３）ａＭ２により置換されていてもよく、その際、ａおよびＭは上記のものを表す。さらに、Ｒ４は、基−（ＣｍＨ２ｍＯ）ｎ−Ｒ２または−ＣＯ−ＮＨ−Ｒ１を表し、ここでｍ、ｎおよびＲ２は上記のものを表す。
【００２７】
第四の構成グループｄ）は、式ＩＶに相当し、
【００２８】
【化８】
0004484259.tif 000005
【００２９】
式中、Ｒ５は、いずれも独立して水素またはメチル基または場合によれば置換されているメチレン基であってもよく、これはＲ７を取り入れて一個または数個の５〜８員環（例えばインデン環）を形成し、Ｒ６は、水素またはメチル基またはエチル基であり、かつＲ７は、いずれも独立して水素、Ｃ１〜Ｃ２０−アルキル基、Ｃ５〜Ｃ８−シクロアルキル基、場合によれば置換されていてもよいＣ６〜Ｃ１４−アリール基である。その他にも、Ｒ７は、基−Ｏ−ＣＯＲ４、−ＯＲ４、ＣＯＯＲ４であってもよく、ここで、かつＲ４は上記に記載のものを表す。
【００３０】
本発明として、ポリマーは、式Ｉａまたは／およびＩｂの構成グループ１．０〜９０モル％、式ＩＩの構成グループ０．５〜８０モル％、式ＩＩＩａまたは／およびＩＩＩｂの構成グループ０．５〜８０モル％ならびに式ＩＶの構成グループ１．０〜９０モル％を含むとする。
【００３１】
有利には、これらのコポリマーは、式Ｉａまたは／およびＩｂの構成グループ３０〜６０モル％、式ＩＩの構成グループ１０〜４０モル％、式ＩＩＩａまたは／およびＩＩＩｂの構成グループ３〜３０モル％ならびに式ＩＶの構成グループ１０〜６０モル％を含む。構造単位の殊に有利なモル比（Ｉ＋ＩＩＩ）：（ＩＩ＋ＩＶ）は、本発明によるコポリマーにおいてはほぼ１：１である。
【００３２】
有利な実施態様によると、本発明によるコポリマーは、さらにＮ−ビニル化合物、ビニルスルホン酸またはアリルスルホン酸ならびに置換されていてもよいアクリルアミドならびにメタクリルアミドを基とする構成グループを、構成グループＩ〜ＩＶの和に対して５０モル％以下、殊には２０モル％以下を含む。
【００３３】
構造要素Ｉ〜ＩＶは、いずれも均質な組成を有していてもよいが、しかし種々の物質の混合物であってもよい。すなわち、例えば、式Ｉａの置換基Ｒ１中ならびに式ＩＩ中のｎは、同一コポリマー中で異なる値であってもよく、これは殊に有利な実施態様では、アルキレンオキシドの長い配列と短い配列が交代するようになり、これは本発明によるコポリマーの応用技術的性質に殊に有利な性質を持つことが出来る。
【００３４】
本発明によるコポリマー中の反復構造要素ａ）およびｂ）の数は、制限されるものではないが、しかし、コポリマーが平均分子量１０００〜２０００００を有するようにその数を調整すると有利であることが分かっており、その際、望ましい鎖長は、第一に無機結合剤の種類（ポルトランドセメント、硬セッコウ、セッコウなど）および応用分野（流しコンクリート、硬セッコウ塗布など）により定まる。
【００３５】
本発明によるコポリマーの製造は、種々の経路が可能である。その際実質的に、不飽和ジカルボン酸誘導体１〜９０モル％、オキシアルキレングリコール−アルケニルエーテル０．５〜８０モル％、不飽和ジカルボン酸イミドまたは不飽和ジカルボン酸アミド０．５〜８０モル％およびビニルモノマー１．９〜９０モル％を有利にはラジカル開始剤を用いて重合させる。
【００３６】
構成グループＩａ、ＩＩＩａおよびＩＩＩｂを形成するモノマーを予備的に形成された形で使用するか、または上記の構造要素を重合の間または／およびその後にポリマー類似反応により前段階化合物Ｉｂから形成させることも可能である。反対に、構成グループＩＩおよびＩＶは、通常、適当に前に形成されたモノマーから重合のプロセス中で形成させる。
【００３７】
式グループＩａの構成グループとなる不飽和ジカルボン酸誘導体として、有利にはマレイン酸、フマル酸、これらのジカルボン酸の一価または二価金属塩、例えばナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩またはマグネシウム塩、アンモニウム塩または有機アミン基との塩が使用される。単位Ｉａを形成する有利に使用されるモノマーとして、一般式Ｖ
ＭａＯＯＣ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯ−（ＣｍＨ２ｍＯ）ｎ−Ｒ２    Ｖ
〔式中、ａ、ｍ、ｎおよびＲ２は上記のものを表す〕を有する上記の酸のポリアルキレングリコールモノエステルが使用される。構造単位Ｉｂは、無水マレイン酸から誘導される。ＩａならびにＩｂの構成グループに導く不飽和ジカルボン酸誘導体は、有利には３０〜６０モル％の量が使用される。
【００３８】
本発明によるコポリマー中に構成グループｂ）導入のための第二の本発明による成分は、オキシアルキレングリコール−アルケニルエーテルであり、これは有利には１０〜４０モル％の量が使用される。式ＶＩ
ＣＨ２＝ＣＲ３−（ＣＨ２）ｐ−Ｏ−（ＣｍＨ２ｍＯ）ｎ−Ｒ２    ＶＩ
に相当する有利なオキシアルキレングリコール−アルケニルエーテルにおいて、ｐ、ｍ、ｎ、Ｒ２およびＲ３は上記のものを表す。殊に有利には、ここで鎖長の調節のために、メチルポリエチレングリコールモノビニルエーテルおよびメチルポリエチレングリコールモノアリルエーテルの使用が分かっている（ｐ＝０ならびに１、ｍ＝２）。
【００３９】
構成グループｃ）の導入のための第三の本発明による成分として、有利には、不飽和ジカルボン酸イミドまたは／および不飽和ジカルボン酸アミド３〜３０モル％が使用される。構造単位ＩＩＩは、本発明によると、５員で有利には置換されている環状イミド（ＩＩＩａ）、あるいは第一級または／および第二級アミンの開環ジカルボン酸モノアミド（ＩＩＩｂ）であってもよい。これらの構造は、それぞれのモノマーの性質に応じて式ＶＩＩで表される。
【００４０】
【化９】
0004484259.tif 000006
【００４１】
〔式中、ａ、ＭおよびＲ４は、上記のものを表す〕。
【００４２】
このようなモノマーの例は、Ｎ−フェニルマレインイミド、Ｎ−（２，６−ジメチルフェニル）−マレインイミド、Ｎ−ヒドロキシエチルマレインイミド、Ｎ−（４−スルホフェニル）−マレインイミド（ＶＩＩａ）、Ｎ−フェニルマレイン酸モノアミド、Ｎ−（４−スルホフェニル）−マレイン酸モノアミド、Ｎ−（３，６−スルホナフチル−１）−マレイン酸モノアミドおよびＮ，Ｎ−（ジメトキシエチル）−マレイン酸モノアミド（ＶＩＩｂ）である。
【００４３】
しかしＩＩＩａまたは／およびＩＩＩｂならびにＶＩＩａまたは／およびＶＩＩｂに相当する構造は、重合の進行の間に、例えば第一級アミノ基を有する化合物と、Ｉｂによる酸無水物基との反応により始めて形成することができ、これにより構造ＩＩＩａならびにＶＩＩａの化合物が生成する。この「現場」プロセスに第二級アミンを使用すると、反応は構造ＩＩＩｂならびにＶＩＩｂのモノアミドの段階で停止し、これは多くの場合に望ましいこともある。このような第一級および第二級アミンの例は、ｎ−ブチルアミン、２−エチルヘキシルアミン、ｎ−ラウリルアミン、グルタミン酸、グリシン、スルファニル酸、タウリン、ホスファニル酸、１−アミノ−３，６−ナフタレンジスルホン酸、シクロヘキシルアミン、ジブチルアミン、ビス−（２−メトキシエチル）−アミンなどである。
【００４４】
構成グループｄ）の導入のための第四の実質的な成分は、有利には、電子欠損受容体モノマー、例えば無水マレイン酸との高い共重合傾向を有するモノマーである。このようなモノマーの例は、エチレン、プロピレン、ｎ−ブチレン、イソブテン、ジイソブテン、シクロヘキセン、スチレン、α−メチルスチレン、インデン、４−メトキシ−スチレン、４−メチルスチレン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ジシクロペンタジエンなどである。
【００４５】
その外にも、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ブチルアクリレート、アクリル酸、メタクリル酸などであってもよい。一般式ＶＩＩＩ
Ｒ５ＣＨ＝ＣＲ６Ｒ７                    ＶＩＩ
〔式中、Ｒ５、Ｒ６およびＲ７は、ＩＶ項に記載のものであってもよい〕のモノマーが使用される。構造ＶＩＩＩのモノマーは、場合によれば混合物として使用してもよい。
【００４６】
有利な実施態様によると、他の重合可能なモノマー、例えばＮ−ビニル化合物、ビニルスルホン酸またはアリルスルホン酸ならびに場合によれば置換されているアクリルアミドならびにメタクリルアミドに基づくモノマーを式Ｉ〜ＩＶならびにＶ〜ＶＩＩＩに相当するモノマーに対して５０モル％以下、殊には２０モル％以下で、本発明によるコポリマーの構成のために使用される。このような化合物の例は、Ｎ−ビニルピロリドン、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、ビニルスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸などである。
【００４７】
本発明に相当するコポリマーは、通常の方法により製造できる。本発明により溶剤を使用しないか、または水溶液中で操作できると殊に有利である。このどちらの場合も、常圧すなわち安全性に問題がない反応である。
【００４８】
操作を水溶液中で行う場合には、重合は、２０〜１００℃において通常のラジカル開始剤を用いて行い、その際、水溶液の濃度は、２０〜５０重量％に調整して行う。有利な実施態様によると、ラジカル重合は、この場合に酸性ｐＨ領域内、殊には４．０〜６．５の間のｐＨ値範囲内で行うことができ、その際、従来の開始剤、例えばＨ２Ｏ２をエーテル分割を恐れることなく用いてもよく、これにより収率が大きく影響される。
【００４９】
本発明による方法において、有利には、不飽和ジカルボン酸誘導体を装入し、容器内が所要の反応温度に到達すると直ちにその他のモノマーを重合開始剤と一緒に加えるようにして操作する。
【００５０】
有利に過酸化物開始剤の活性いき値を低下できる重合助剤を別に加えると、共重合が比較的低い温度で進行できる。
【００５１】
ジカルボン酸誘導体を一般式Ｖの有利なポリアルキレングリコールモノエステルの形で使用する場合には、最初に容器中で不飽和ジカルボン酸とポリアルキレンオキシドとの反応により中間的にこれらを製造することも本発明により可能である。同様に、構成グループｃ）の導入のために必要で、一般式ＩＩＩｂならびにＶＩＩｂに相当するジカルボン酸イミドまたは／およびジカルボン酸アミドは、別に中間的に製造し、これらを不飽和ジカルボン酸誘導体に場合によればその他のモノマーと一緒に加えることも可能である。
【００５２】
使用する重合開始剤、重合活性化剤およびその他の助剤、例えば分子量調節剤の種類には比較的問題がなく、すなわち、開始剤として通常のラジカル供与剤が使用でき、例えば過酸化水素、ペルオキシ二硫酸ナトリウム、ペルオキシ二硫酸カリウムまたはペルオキシ二硫酸アンモニウム、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、過酸化ジベンゾイル、過酸化ラウロイル、ペルオキシ二炭酸ジシクロヘキシル、ペルオキシ−２−エチルヘキサン酸ｔ−ブチル、過安息香酸ｔ−ブチル、過酸化ナトリウム、２，２’−アゾビス−（２−アミジノプロパン）−ジヒドロクロリド、アゾビス−（イソブチロニトリル）、アゾビス−（２−メチルバレロニトリル）、アゾビス−（シクロヘキサンカルボニトリル）などである。レドックス系を用いる場合には、上記の開始剤に還元性作用がある活性化剤を組み合わせる。このような還元剤の例は、Ｆｅ（ＩＩ）塩、ナトリウムヒドロキシメタンスルフィナート−二水和物、アルカリ金属亜硫酸塩およびアルカリ金属メタ重亜硫酸塩、次亜リン酸ナトリウム、塩酸ヒドロキシルアミン、チオ尿素などである。
【００５３】
重合促進剤または活性化剤として、重亜硫酸ナトリウム、アスコルビン酸または重金属塩、また分子量調節剤として硫黄を含まない化合物、例えばアリル化合物、アルデヒドおよびリン含有成分が使用される。
【００５４】
本発明によるコポリマーの特別な利点は、溶剤を用いないでも製造ができ、これは通常のラジカル開始剤を用いて温度６０〜１５０℃の間で実施されることである。この方法は、経済的な理由から、殊に、本発明によるコポリマーを無水の形で直接その本発明による用途に導かなければならない場合に使用できるが、それというのもこうするとコストがかかる溶剤、殊には水の分離、例えば噴霧乾燥が不要となるからである。
【００５５】
有利な実施態様によると、本発明によるコポリマーは、重合の後に水を用いて薄め、アルカリ液を加えて中和される。
【００５６】
本発明によるコポリマーは、水性懸濁液、殊には無機結合剤、例えばセメント、石灰、セッコウ、半水セッコウおよび無水セッコウを基とする懸濁液のための添加剤として特に好適である。その際、無機結合剤の重量に対して０．０１〜１０重量％、有利には０．０５〜３重量％の量で使用される。その際、コポリマーは、優れて長期間にわたる流動化作用を有し、その結合剤混合物中に空気孔を高率には導入せず、かつこれにより硬化した建材の強度および耐久度を低下させない。本発明によるコポリマーは、低い含水量の懸濁液、例えば無機結合剤部分に対して含水量１５〜４５重量％の懸濁液に対して殊に好適である。
【００５７】
以下の実施例で本発明を詳しく説明する。
【００５８】
【実施例】
実施例１
温度計、攪拌機、還流冷却器および別々に供給するための入口２個を備えた２５００ｍｌジャケット付き反応槽中に、メチルポリエチレングリコール（分子量１８５０ｇ／モル）７６３．３ｇ（０．４１３モル）を装入し、無水マレイン酸９．８ｇ（０．１００モル）と撹拌しながら混合させた。同伴した空気を窒素を３０分間導入して除去し、槽内容物を１０５℃に加熱した。
【００５９】
別の加熱および撹拌ができる供給槽（供給物１）中に、同時に、メチルポリエチレングリコール（分子量１８５０ｇ／モル）７６３．３ｇ（０．４１３モル）、メチルポリエチレングリコールモノアリルエーテル（分子量２５０ｇ／モル）６９．８ｇ（０．２７９モル）およびスルファニル酸ナトリウム塩−二水和物３８．１ｇ（０．１６５モル）から成る混合物を調製し、これに温度６５℃において、無水マレイン酸２０３．９ｇ（２．０７９モル）を撹拌しながら加えた（モノマー成分ＶＩＩｂの形成）。窒素を用いてパージした後、この混合物ならびにスチレン２８７．２ｇ（２．７５８モル）、アゾビス−（イソブチロニトリル）１２．２ｇおよび１，１’−アゾビス（シクロヘキサンカルボニトリル）２．５ｇから成る第二の混合物（供給物２）を連続的に６０分の間に反応器内に加えた。
【００６０】
添加が終わった後、反応混合物を１１５℃に加熱し、さらに６０分間撹拌した。引き続き、反応温度を１４０℃に上昇させ、１２０分間、エステル化およびイミド形成を完結させるために撹拌した。
【００６１】
透明でオレンジ色の溶融ポリマーをさらに撹拌しながら１１５℃に冷却し、フタル酸ジイソブチル６３ｇと混合させ、さらに５０℃に冷却し、水２５００ｍｌを用いて薄め、希カセイソーダを用いてｐＨ値６．５に調整した。
【００６２】
橙黄色の濁った溶液が得られ、これは固体含有量３４．７重量％を有していた。
【００６３】
実施例２
実施例１と同様に操作したが、ただし、下記の組成の供給物１および２を用いた。
【００６４】
0004484259.tif 000007
赤褐色の濁った溶融ポリマーをフタル酸ジイソブチル６３ｇを混合させ、薄めて中和した。
【００６５】
濁って黄色がかった固体含有量３４．３重量％の調剤が得られた。
【００６６】
実施例３
実施例１を繰り返したが、しかし、実施例１で使用したアリルエーテル（分子量２５０ｇ／モル）の代わりに、メチルポリエチレングリコール−モノビニルエーテル（分子量３５０ｇ／モル）９７．７ｇ（０．２７９モル）を用いた。さらに、供給物２中にスチレンと混合したビニルエーテルを加え、実施例１のアリルエーテルを供給物１には用いなかった。冷却フェーズ中に暗褐色ポリマーとフタル酸ジイソブチル６４ｇとを混合させ、水を用いて薄め、ＮａＯＨを用いて中和した。
【００６７】
濁って褐色かあった最終製品は、固体３３．８重量％を含んでいた。
【００６８】
実施例４
メチルポリエチレングリコール（分子量１８５０ｇ／モル）１３１８．１ｇ（０．７１２５モル）およびメチルポリエチレングリコール（分子量５００ｇ／モル）１１８．８ｇ（０．２３７６モル）を装入し、無水マレイン酸２１９．９ｇ（２．２４３モル）と混合させた。３０分間の窒素パージの後に、槽内容物を１０５℃に加熱し、別の供給口から
0004484259.tif 000008
から成る混合物を２時間かけて加えた。添加が終わった後に、温度を１１５℃に上昇させ、さらに６０分間この温度で重合の完結まで攪拌した。
【００６９】
引き続き、ジ−（２−メトキシエチル）アミン３５．９ｇ（０．２７０モル）およびフタル酸ジイソブチル６３．３ｇの混合物を３０分間で加え、温度を１４０℃に上昇させた。この温度に到達した後に、さらに２時間エステル形成およびモノアミド形成の完結まで撹拌した。５０℃に冷却した後に、水を用いて薄め、希カセイソーダを用いてｐＨ値６．５に調整した。
【００７０】
コハク色で固体含有量３４．９重量％の乳化液が得られた。
【００７１】
実施例５
実施例４を繰り返したが、実施例４のメチルポリエチレングリコール（分子量５００ｇ／モル）の代わりに、一方だけメチルエーテル化したエチレンオキシドとプロピレンオキシドのブロック共重合体（モル比１０：３、分子量６７５ｇ／モル）１６０．２ｇ（０．２３７モル）を用いた。
【００７２】
固体含有量３６．０％の乳化液が得られた。
【００７３】
実施例６
実施例４と同様に操作したが、ただし、Ｎ−ビニルピロリドン７８．４ｇ（０．７０５モル）を加えたために、スチレンの量を１５０．４ｇ（１．４４４モル）に減らした。
【００７４】
淡褐色の最終製品は、固体３４．１％を含んでいた。
【００７５】
実施例７
0004484259.tif 000009
を装入し、窒素を用いてパージし、９５℃に加熱した。
【００７６】
引き続き、
スチレン                                      ２６ｇ（０．２５０モル）
メチルポリエチレングリコール−モノビニルエーテル（分子量１０００ｇ／モル）                                          ９５０ｇ（０．９５０モル）
および
アゾビス−（２−メチルブチロニトリル）                          ２１ｇ
から成る混合物を２時間の間に加えた。さらに添加終了後２時間反応混合物を９５℃で撹拌した。
【００７７】
引き続き、
ジ−（２−メトキシエチル）アミン          ５６．４ｇ（０．４３２モル）
および
フタル酸ジイソブチル                                            ６５ｇ
を加え、温度を１２５℃に上昇させた。さらにこの温度で２時間撹拌した。５０℃に冷却した後に希釈および中和した。
【００７８】
淡褐色で固体３９．９重量％を有する調剤が残った。
【００７９】
実施例８
実施例７と同様に操作したが、供給物中のビニルエーテルの代わりにメチルポリエチレングリコール−モノアリルエーテル（分子量１１００ｇ／モル）８８０ｇ（０．８００モル）、および供給物中のビニルエーテルのかわりにメチルポリエチレングリコール−モノアリルエーテル（分子量１１００ｇ／モル）１０４５ｇ（０．９５０モル）を使用した。開始剤の量は、４３．５ｇに増やさなければならなかった。
【００８０】
淡褐色に着色した固体４３．２重量％を有する製品が残った。
【００８１】
実施例９
実施例４に記載の方法に従ってポリマーを製造したが、その際、後の反応において、ジ−（２−メトキシエチル）アミンの代わりに、シクロヘキシルアミン３７．７ｇ（０．３８０モル）を使用した。
【００８２】
赤褐色の最終製品は、固体３６．１重量％を有していた。
【００８３】
実施例１０
実施例４のジ−（２−メトキシエチル）アミンの代わりに、メチルポリエチレングリコール−モノアミン（分子量５００ｇ／モル）９１．０ｇ（０．１８２モル）をポリマー類似イミド形成のために使用した。
【００８４】
淡橙色の水性生成物は、固体３５．０重量％を有していた。
【００８５】
比較例１
スルホン化メラミン−ホルムアルデヒド−重縮合物に基づく市販のコンクリート流動化剤「メルメント（Ｍｅｌｍｅｎｔ）Ｌ１０」。
【００８６】
比較例２
ナフタレンスルホン酸−ホルムアルデヒド−重縮合物に基づく、市場で入手できるコンクリート流動化剤「リキメント（Ｌｉｑｕｉｍｅｎｔ）Ｎ」
比較例３
欧州特許出願公開（ＥＰ−Ａ）第３０６４４９明細書（実施例１）の記載の方法に従って、メチルポリエチレングリコール−モノマレイナートおよびスチレンから成るコポリマーを合成した。
【００８７】
比較例４
欧州特許出願公開（ＥＰ−Ａ）第６１０６９９明細書（実施例７）に従って、メチルポリエチレングリコール（分子量５００ｇ／モル）、ポリマー類似反応によりシクロヘキシルアミンと部分的に反応させた無水マレイン酸およびスチレンから成るコポリマーを製造した。
【００８８】
比較例５
欧州特許出願公開（ＥＰ−Ａ）第７３６５５３明細書（実施例１）による無水マレイン酸、メチルポリエチレングリコールモノビニルエーテル（分子量５００ｇ／モル）およびポリプロピレングリコール−ビス（マレインアミド酸）から成るコポリマー。
【００８９】
従来の製品に対して改善された性質を証明するために、水性コポリマー調剤をセメント含有固体懸濁液（モルタル、コンクリート）のための流動化剤としての比較試験を行った。
【００９０】
応用例１
ポルトランドセメント（ＣＥＭ  Ｉ  ４２．５Ｒ、マンネルスドルフ（Ｍａｎｎｅｒｓｄｏｒｆ））４５０ｇを、標準砂（粗砂：細砂＝２：１）１３５０ｇと本発明による製品ならびに比較製品を溶解した形で含む水２２５ｇとを規格通りに混合した。セメントモルタル製造の直後に、スランプならびに９０分間にわたるその経時変化測定を行った。さらに、測定開始時の混合物中の空気含有量も測定した。
【００９１】
この試験の結果を表１に記載した。
【００９２】
【表１】
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【００９３】
応用例２
規格に従って、コンクリート混合機中で、ポルトランドセメント（ＣＥＭ  Ｉ４２．５Ｒ、キーフェルスフェルデン（Ｋｉｅｆｅｒｓｆｅｌｄｅｎ））５．３ｋｇを骨材（粒径分布０〜３２ｍｍ）３３．０ｋｇおよび水２．６５ｋｇ（添加剤からの水を除く）を混合させた。本発明によるコポリマーおよび比較製品の水溶液を加え、流動化剤添加の１０ならびに４０分後にＤＩＮ１０４８に従ってスランプ測定（二重測定）を行った。
【００９４】
１０分スランプ測定に続いて、新しいコンクリートを型に充填し、１０分間圧密し、２４時間２０℃で保管した。得られた試験片（辺長さ１５ｘ１５ｘ１５ｃｍ）から、圧縮強さならびにその試験片の密度を用いて空気含有量を測定した。
【００９５】
結果を表２に総括する。
【００９６】
【表２】
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【００９７】
本発明による製品および比較ポリマーを用いて水／セメント比０．５０において実施したコンクリート試験（表２）の他に、水分を著しく減らした（０．４０）試験を行った。この低い値でも殊に密度が高い組織の高機能コンクリートが製造された。
【００９８】
応用例３
応用例２の記載に従って操作したが、しかし水を２．６５ｋｇの代わりに２．１２ｋｇを用いた。
【００９９】
結果を表３に総括する。
【０１００】
【表３】
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