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JPH0315951B2 - - Google Patents
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JPH0315951B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0315951B2
JPH0315951B2 JP60060965A JP6096585A JPH0315951B2 JP H0315951 B2 JPH0315951 B2 JP H0315951B2 JP 60060965 A JP60060965 A JP 60060965A JP 6096585 A JP6096585 A JP 6096585A JP H0315951 B2 JPH0315951 B2 JP H0315951B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
water
salt
acrylate
component
methacrylate
Prior art date
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Expired
Application number
JP60060965A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61221281A (en
Inventor
Jun Hosoda
Norimasa Yoshida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority to JP60060965A priority Critical patent/JPS61221281A/en
Publication of JPS61221281A publication Critical patent/JPS61221281A/en
Publication of JPH0315951B2 publication Critical patent/JPH0315951B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Sealing Material Composition (AREA)
  • Soil Conditioners And Soil-Stabilizing Materials (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(産業上の利用分野) 本発明は、重合性物質が用いられた、短時間で
水に不溶な弾性ゲルに硬化し得る止水剤に関する
ものであり、地盤の安定化、湧水、漏水の防止等
の一般の土木工事用のほか、特に、下水道管路施
設における浸入水および漏水の防止に好適に用い
られる止水剤に関するものである。 (従来の技術) 従来、地盤の安定化および湧水、漏水の防止等
に用いられる高分子系の止水剤として、たとえば
特開昭58−206680号公報には、一般式
(Field of Industrial Application) The present invention relates to a water sealing agent that uses a polymeric substance and can harden into a water-insoluble elastic gel in a short period of time, and is used for stabilizing the ground, water springs, and water leaks. In addition to general civil engineering work such as prevention, the present invention relates to a water stop agent that is particularly suitable for use in preventing infiltration and water leakage in sewer pipe facilities. (Prior art) Conventionally, as a polymeric water-stopping agent used for stabilizing the ground and preventing spring water and water leakage, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-206680 discloses the general formula

【式】(式中、 Rは水素原子又はメチル基、mは2以上の整数)
で表わされるポリエチレングリコールアクリル酸
エステル類の単独若しくは混合物100重量部と一
般式 (式中、R2、R3は水素原子又はメチル基、nは
2以上で50以下の数)で表わされるポリエチレン
グリコールジアクリル酸エステル類20〜150重量
部の混合物に、必要に応じてアクリル酸塩を加え
たのち、重合触媒を添加して成る水溶液系止水剤
が提案されている。 また、米国特許第4295762号明細書には、軟弱
地盤を安定化させる土質安定剤として、分子量
300以上のポリオキシアルキレングリコールの水
溶性ジアクリレートエステルとこれに対して重量
で2〜50重量%の水溶性ビニル単量体との混合物
水溶液に重合触媒を添加して成るものが提案され
ている。 (発明が解決しようとする問題点) しかしながら、前記特開昭58−206680号公報に
記載されている止水剤は、地盤の安定化、湧水、
漏水の防止等の土木工事に好適に用いられても、
これを下水道管路施設における配管接続部分や配
管内クラツクからの浸入水および漏水の防止に適
用させるためには、なお硬化ゲルの性能、とりわ
け特にその強度が不十分である。 また、前記米国特許第4295762号明細書には、
特に好ましい土質安定剤として、分子量が400〜
600の範囲のポリオキシエチレングリコールのジ
メタクリレートを用い、このものにアクリルアミ
ド、メトキシエチルアクリレート、エトキシエチ
ルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリ
レート、テトラエチレングリコールジアクリレー
ト、ヒドロキシプロピルアクリレート、ジメチル
アミノエチルメタクリレートのジメチル硫酸4級
塩、アクリル酸またはメタクリル酸のアルカリ土
類もしくはアルカリ金属塩のような水溶性ビニル
モノマーを2〜50重量%を共重合させてなるもの
が提案されているが、このような分子量のポリオ
キシエチレングリコールのジメタクリレートが用
いられた共重合体は一般に強度が低く、そして共
重合成分としてメトキシエチルアクリレート、エ
トキシエチルアクリレート、テトラエチレングリ
コール、ジアクリレート、ヒドロキシプロピルア
クリレートが選択された場合は、生成ゲル体の離
漿が甚だしいという欠点があり、止水剤として適
したものとは云えない。 一般に止水剤、特に下水管路施設における浸入
水および漏水を防止するための止水剤としては、
薬剤の安全性が高いこと、地盤への浸透性が良い
こと、硬化時間の設定が容易であつて硬化ゲルは
不透水性で施工後の堀削に耐え得る強度を有する
こと等の一般の土質安定化の場合に要求される性
能を満足させるだけには留まらず、硬化ゲルは離
漿性がないこと、水中に浸漬した場合に膨潤し難
いことおよびゲル体自身の強度が十分高く、長期
間に亘つて破壊することなく耐久性を有すること
等が必要とされる。 すなわち、薬液注入による土質安定化は、多く
の場合、施工後の土木工事(土壌の堀削等)を容
易にするための一時的なものであつて、単に軟弱
地盤を暫時安定化させたり、湧水、漏水等を一定
期間防止したりすれば足りる場合が多いので、硬
化ゲルそれ自体が高強度を有すること、ゲル体に
離漿性や膨潤性がないこと等は必ずしも厳格に要
求されない。 ところが、前記のような下水管施設の止水工事
においては、通常、下水管の内部より管の接続部
分やクラツクに薬液を注入充填してゲル化させる
ので、施工後、管内の補修部分(硬化ゲル)は常
に流水、すなわち下水に曝されるようになる。 したがつて、かかる場合に用いる止水剤は、ゲ
ル体自体離漿性がないこと、水中に浸漬した場合
に膨潤し難いこと、ゲル体自身の強度が高く、長
期間使用しても破壊することがない耐久性を有す
ること等、叙上の土質安定化の場合には必ずしも
厳格に要求されない性能がバランスよく兼備され
ている上に、現今下水管としてコンクリート製の
もの(ヒユーム管)が多数用いられている関係
上、ゲル体はアルカリに対する耐性を有すること
が不可欠である。 本発明者等は、従来、提案されていないかかる
諸性質がバランスよく兼備された止水剤を提供す
べく種々研究した結果、次に示す組成物がその目
的に適つたものであることを見出し、本発明に到
達した。 (問題を解決するための手段) すなわち、本発明は「(a)一般式 (式中、nは18以上で40以下の整数。)であらわ
される化合物の単独または混合物98〜80重量部と
(b)電解質ビニルモノマー2〜20重量部の混合物に
重合触媒を添加して成る止水剤。」に係るもので
ある。 以下、本発明について説明すると、本発明の止
水剤において主成分として用いる一般式 (式中、nは18以上で40以下の整数。)であらわ
される化合物(以下、(a)成分という。)とは、具
体的にはポリエチレングリコールのジメタクリレ
ートであつて、そのポリエチレングリコール部分
の重合度nが18〜40の範囲の架橋性モノマーであ
る。 (a)成分の類似化合物に、ポリエチレングリコー
ルのジアクリレートがあるが、このジアクリレー
トを重合させて得られるゲル体は、そのエステル
部分が加水分解し易く、アルカリ性の下では容易
に崩壊し、さらには溶解するが、ポリエチレング
リコールのジメタクリレートを重合させることに
よつて得られるゲル体は、アルカリ性下において
も崩壊することなく、十分に強度を保持すること
が見出された。 したがつて、主としてコンクリートからなるヒ
ユーム管に適用する止水剤の架橋成分としてポリ
エチレングリコールのジメタクリレートを用いる
ことは意義のあることである。 本発明においては、ポリエチレングリコール部
分の重合度nが18〜40の範囲のポリエチレングリ
コールのジメタクリレートを用いることが必要で
ある。 ポリエチレングリコールのジメタクリレート
は、ポリエチレングリコール部分の重合度(以
下、単にnまたはn数ということもある。)が小
さくなるほど、親水性が失なわれてモノマーの水
溶性が低下し、そしてその重合体は離漿性を示す
傾向があり、また歪に対して弱くなる。 一方、n数が大きくなるほど、親水性が向上し
てモノマーの水溶性が高くなり、その重合体は離
漿性を示さず、かつ歪に対して強くなる傾向を示
すが、二個の重合性二重結合の間隔が長くなるの
で、重合体の架橋密度が低下し、ゲル強度が低下
する傾向がある。 したがつて、止水剤の架橋成分としてポリエチ
レングリコールのジメタクリレートを用いる場
合、適当なn数のものを選択する必要があるが、
本発明者らの研究によれば、驚くべきことには、
n数が18〜40の化合物においては、その重合体の
強度が特異的に高くなることが見出された。 そして、このようなn数を有するポリエチレン
グリコールのジメタクリレートの単独または混合
物に適量の電解質ビニルモノマーを添加し、共重
合させることによつて得られるゲル体は、更に強
度が増強されるばかりか、耐アルカリ性を有する
と共に離漿性を示さず、歪に対して強く、かつ、
ゲル体を水中に浸漬した場合の膨潤が少ない等、
止水剤として好適なものであることが見出され
た。 本発明はかかる知見にもとづき完成されたもの
である。 n数が18〜40のポリエチレングリコールのジメ
タクリレート、すなわち本発明の止水剤における
(a)成分を重合させることにより得られるゲル体の
強度がいかなる理由により特異的に高いのかは、
明確ではないが、nが18未満の場合は、二個の重
合性二重結合間に分子内環化反応が起つて有効な
分子間の架反応が生じ難く、一方、nが40を越え
ると重合体の架橋密度が減少してゲル強度が低下
するが、nが18〜40の場合は分子間の架橋反応効
率が最も高くて、架橋密度が適当であると共に二
重結合間のポリエチレングリコール鎖が止水剤と
しての使用目的に合致した適度の柔軟性を有し、
また電解質ビニルモノマーとの共重合性が良好で
あることとあいまつて強固な弾性ゲル体が生成す
るものと推定される。 本発明に用いる(a)成分は、低毒性で水溶性のす
ぐれた液状物または固状物であつて、その水溶液
は低粘度で下水管の接続部分やクラツクならびに
地盤中への浸透性が良く、また重合性が良好で硬
化時間の設定が容易である。 本発明において、通常好適に用いられる(a)成分
としては、たとえばPEG# 1000ジメタクリレー
ト、PEG# 1540ジメタクリレート等が挙げられ
る。 また、本発明においては、本発明の特徴を失わ
ない範囲内において、公知の任意の架橋成分、た
とえばメチレンビスアクリルアミド、1,3−ジ
(アクリルアミドメチル)−2−イミダゾリドン、
ヘキサヒドロ−1,3−トリアクリル−S−トリ
アジン等の一種または二種以上を(a)成分と混合併
用することも可能である。 本発明において、(a)成分と共重合させるために
用いる電解質モノマー(以下、(b)成分という。)
としては種々のものがあるが、その好適なものと
して、たとえばアクリル酸、アクリル酸塩、メタ
クリル酸、メタクリル酸塩、2−アクリルアミド
−2−メチルプロパンスルホン酸、2−アクリル
アミド−2−メチルプロパンスルホン酸塩、ジメ
チルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミ
ノエチルメタクリレート塩、ジメチルアミノエチ
ルメタクリレートの第4級化物、ジエチルアミノ
エチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメ
タクリレート塩、ジエチルアミノエチルメタクリ
レートの第4級化物、ジメチルアミノエチルアク
リレート、ジメチルアミノエチルアクリレート
塩、ジメチルアミノエチルアクリレートの第4級
化物、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエ
チルアミノエチルアクリレート塩、ジエチルアミ
ノエチルアクリレートの第4級化物、ジメチルア
ミノプロピルメタクリルアミド、ジメチルアミノ
プロピルメタクリルアミド塩、ジメチルアミノプ
ロピルメタクリルアミドの第4級化物、ジエチル
アミノプロピルメタクリルアミド、ジエチルアミ
ノプロピルメタクリルアミド塩、ジエチルアミノ
プロピルメタクリルアミドの第4級化物、ジメチ
ルアミノプロピルアクリルアミド、ジメチルアミ
ノノプロピルアクリルアミド塩、ジメチルアミノ
プロピルアクリルアミドの第4級化物、ジエチル
アミノプロピルアクリルアミド、ジエチルアミノ
プロピルアクリルアミド塩、ジエチルアミノプロ
ピルアクリルアミドの第4級化物等が挙げられ
る。 これらの(b)成分は、各単独で用いられるだけで
はなく、それぞれを混合して用いることもでき
る。 本発明においては、(b)成分は、(a)成分に対して
少量添加することが必要であつて、その好適な割
合は通常(a)/(b)=98/2〜80/20(重量比)であ
る。 (a)成分と(b)成分の使用割合がこの範囲であれ
ば、混合物を共重合させることによつて得られる
ゲルは、親水性の高い電解質モノマーの混入によ
り離漿性を示さず、かつ水中に浸漬した場合の膨
潤を抑制させることができる。 (a)、(b)混合物において、(b)成分の使用量が2重
量%未満ではそのゲル体は離漿を示す傾向があ
り、一方20重量%を越えると、架橋成分である(a)
成分の含有量が少なくなるため、ゲル体の架橋密
度が低下してゲル強度が低下すると共に親水性の
電解質モノマーの含有量が多くなるため、ゲル体
の吸水性が高くなつて、水中に浸漬した場合に膨
潤し易く、耐水性の低下をもたらすので好ましく
ない。 (b)成分として用いるアクリル酸塩およびメタク
リル酸塩には、それぞれナトリウム塩、カルシウ
ム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩等があ
り、このうちナトリウム塩は、アクリル酸、メタ
クリル酸等と水酸化ナトリウムを水溶液中で混合
させることにより沈澱物のない均一溶液として得
られる。 一方、カルシウム塩およびマグネシウム塩は、
同様にアクリル酸、メタクリル酸等とカルシウ
ム、マグネシウムの水酸化物を水溶液中で混合さ
せることにより得られるが、この際一部生成する
沈澱物を除去するため過工程が必要であつて、
その調製には種々煩雑さが伴うが、これらのカル
シウム塩およびマグネシウム塩はナトリウム塩に
くらべて(a)、(b)混合物のゲル化体を水中に浸漬さ
せた場合の膨潤が少なくて有利である。 そこで、本発明者らは、かかる煩雑な作業によ
り得られるアクリル酸およびメタクリル酸それぞ
れのカルシウム塩、マグネシウム塩等を用いるこ
となしに、これらの塩が用いられた場合と同様に
水中膨潤性の少ない(a)(b)混合物のゲル化体を得よ
うとして種々研究した結果、本出題人の出願に係
る特公昭46−28418号公報に記載した技術に準じ
た方法、すなわち予め(a)成分とアクリル酸、メタ
クリル酸各々のナトリウム塩の混合物水溶液イ
と、硫酸マグネシウム、塩化ママグネシウムおよ
び塩化カルシウムからなる群から選ばれた少なく
とも1種(以下、(c)成分という)と重合触媒の混
合物水溶液ロの二液を用意し、そして施工時に
イ,ロ両液を混合してゲル化させることにより、
その目的を達成することができるばかりか、この
場合に(c)成分をアクリル酸またはメタクリル酸に
対して過剰(化学量論的量よりも多い量)に用い
ることにより、より水中膨潤性の少ないゲル体が
得られることが見出された。 したがつて、本発明の止水剤を使用するに当
り、必要に応じてこのような手段を採択すること
が望ましい。 なお、(b)成分として、2−アクリルアミド−2
−メチルプロパンスルホン酸塩を用いる場合に
も、上記の場合と同様に、予め(a)成分と2−アク
リルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸のナ
トリウム塩の混合物水溶液と、前記(c)成分と重合
触媒の混合物水溶液の二液を用意し、そして施工
時に両液を混合してゲル化させることにより、2
−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン
酸ナトリウム塩が用いられた場合よりも水中膨潤
性の少ないゲル体が得られる。 そして、このゲル体は、前述のアクリル酸、メ
タクリル酸各々のナトリウム塩と前記(c)成分とを
併用した場合に得られるゲル体よりも水中膨潤性
が少なく、耐水性がすぐれている。 本発明においては既述のごとく、(b)成分として
ジアルキルアミノアルキルアクリレート、ジアル
キルアミノアルキルメタクリレート、ジアルキル
アミノアルキルアクリルアミド、ジアルキルアミ
ノアルキルメタクリルアミドのようなカチオン性
ビニルモノマーの各単独またはこれらの混合物、
これらモノマーの硫酸塩、塩酸塩のような塩ある
いはこれらモノマージメチル硫酸、塩化メチル等
による第4級化物等が用いられるが、これらが用
いられた(a)、(b)混合液を土砂中に注入し、硬化さ
せて得られる固結体は強度が特に増強することが
認められる。 これは架橋重合体構造中のカチオン基と土砂粒
子との結合力が強いためと考えられる。 本発明の止水剤は、一般に常温で使用されるか
ら、(a)、(b)混合物を共重合させる重合触媒として
はレドツクス系触媒を用いることが望ましいが、
カチオン性ビニルモノマーのうち、第3アミンを
有するものが用いられた場合は、特に該触媒の還
元剤成分を用いることなく、酸化剤成分(過酸化
物)の使用のみで常温において(a)、(b)混合物を共
重合させゲル化させることができる。 また、カチオン性ビニルモノマーのうち、ジア
ルキルアミノアルキルアクリルアミドおよびジア
ルキルアミノアルキルメタクリルアミドはその構
造上、アルカリ性下においても加水分解し難く、
カチオン基とビニル基の分解は生じ難くて安定で
ある。 したがつて、これらのモノマーを含む溶液にレ
ドツクス系触媒の還元剤成分であるアミン等を混
合したアルカリ性溶液は、長期間貯蔵した場合に
も経時変化することなく、そしてこの溶液に酸化
剤成分を添加することにより得られるゲル体の性
質は常に安定していて、硬化後長期に亘つて安定
した止水性を有する。 したがつて、この点、本発明の止水剤におい
て、(b)成分としてジアルキルアミノアルキルアク
リルアミド、ジアルキルアミノアルキルメタクリ
ルアミドが用いられたものは特に好ましいものと
云える。 本発明の止水剤を使用するにあたり、(a)、(b)混
合物は効果の点から、通常3〜60重量%の濃度の
水溶液として用いることが好ましい。 この際、用いられるレドツクス系触媒の酸化剤
成分としては、たとえば過硫酸アンモニウム、過
硫酸カリウム等が好ましく、還元剤成分として
は、たとえばチオ硫酸ナトリウム、ロンガリツ
ト、亜硫酸ナトリウム、トリエタノールアミン、
ヘキサメチレンテトラミン、硫酸第一鉄、酒石
酸、クエン酸等が挙げられる。 レドツクス系触媒の使用量は、目的とする硬化
時間に応じて適宜変化させられるが、通常、(a)、
(b)混合物に対して0.1〜100重量%の範囲である。 次に実施例および比較例を用いて本発明を説明
する。 (実施例) 実施例1〜11および比較例1〜11 第1表に記載したような割合の(a)、(b)両成分混
合物10gに、重合触媒(過硫酸アンモニウムおよ
びトリエタノールアミン)、水および必要に応じ
て(c)成分として硫酸マグネシウム(MgSo4
7H2o)を所定量加えて全容を100mlとした薬液を
直径50mmの円筒形容器中でゲル化させた。 この際の薬液の硬化時間、得られたゲル体につ
いて離漿性、破壊歪、破壊強度、膨潤性および耐
アルカリ性等を調べた結果を第1表に示す。 これら各性能の測定は次の方法によつた。 Γ硬化時間…薬液がゲル化するまでの時間を20℃
の下で測定した。 Γ離漿性…ゲル化1日後の離漿水の多少を肉眼で
観察した。 Γ破壊性、破壊強度…ゲル体を一軸圧縮して得ら
れた値である。 Γ膨潤性…ゲル体を100〜200倍量の水中に10日間
浸漬した時の重量増加の度合を膨
潤度で示した。 なお、ここでいう膨潤度とは、次のように定義
される。 膨潤度水中10日間浸漬後のゲル体の重量/もとのゲル
体の重量 Γ耐アルカリ性…ゲル体を100〜200倍量の5%
NaOH水溶液中に10日間浸漬し
た時の状態を肉眼で観察した結果
である。 なお、比較のために、本発明の止水剤とは異な
つた種々の組成物を前記と同様の方法によりゲル
化させ、得られたゲル体について同様の試験をし
た結果を第2表に示す。
[Formula] (wherein R is a hydrogen atom or a methyl group, m is an integer of 2 or more)
100 parts by weight of polyethylene glycol acrylic esters, either alone or as a mixture, represented by the general formula (In the formula, R 2 and R 3 are hydrogen atoms or methyl groups, and n is a number from 2 to 50. An aqueous water stop agent has been proposed in which a polymerization catalyst is added after adding an acid salt. In addition, US Pat. No. 4,295,762 discloses that molecular weight
It has been proposed that a polymerization catalyst is added to an aqueous solution of a mixture of a water-soluble diacrylate ester of 300 or more polyoxyalkylene glycol and 2 to 50% by weight of a water-soluble vinyl monomer. . (Problems to be Solved by the Invention) However, the water sealing agent described in JP-A No. 58-206680 is not suitable for stabilizing the ground, preventing spring water,
Although it is suitable for civil engineering works such as water leakage prevention,
The performance of the cured gel, especially its strength, is still insufficient to apply it to the prevention of water infiltration and leakage from pipe connections and cracks in pipes in sewer pipe facilities. Furthermore, in the specification of US Pat. No. 4,295,762,
As a particularly preferable soil stabilizer, the molecular weight is 400~
600 range of polyoxyethylene glycol dimethacrylate, which includes acrylamide, methoxyethyl acrylate, ethoxyethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, hydroxypropyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, dimethyl sulfate 4 It has been proposed to copolymerize 2 to 50% by weight of water-soluble vinyl monomers such as alkaline earth or alkali metal salts of acrylic acid or methacrylic acid. Copolymers using ethylene glycol dimethacrylate generally have low strength, and when methoxyethyl acrylate, ethoxyethyl acrylate, tetraethylene glycol, diacrylate, or hydroxypropyl acrylate is selected as a copolymerization component, the resulting gel It has the disadvantage of causing severe syneresis of the body, and cannot be said to be suitable as a water-stopping agent. In general, water-stopping agents, especially water-stopping agents for preventing water intrusion and leakage in sewage pipe facilities, include:
General soil properties such as high chemical safety, good permeability into the ground, easy setting of curing time, and hardening gel is impermeable and strong enough to withstand excavation after construction. In addition to satisfying the performance required for stabilization, the cured gel has no syneresis, is difficult to swell when immersed in water, and has sufficient strength to last for a long period of time. It is necessary to have durability without breaking over a long period of time. In other words, soil stabilization by chemical injection is often a temporary measure to facilitate post-construction civil engineering work (soil excavation, etc.), and is used to simply temporarily stabilize soft ground. In many cases, it is sufficient to prevent spring water, water leakage, etc. for a certain period of time, so it is not strictly required that the cured gel itself has high strength or that the gel body has no syneresis or swelling properties. However, when performing water stoppage work on sewage pipe facilities as described above, chemical solutions are usually injected from inside the pipe into the joints and cracks of the pipe to form a gel. gel) becomes constantly exposed to running water, i.e. sewage. Therefore, the water sealing agent used in such cases should be such that the gel itself does not have syneresis, does not easily swell when immersed in water, has high strength, and will not break down even after long-term use. In addition to having a well-balanced combination of performances that are not necessarily strictly required in the case of soil stabilization as described above, such as having unprecedented durability, there are currently many types of sewage pipes made of concrete (Hyum pipes). Due to its use, it is essential that the gel body has resistance to alkali. The inventors of the present invention have conducted various studies in order to provide a water-stopping agent that has a well-balanced combination of properties that have not been proposed in the past, and have found that the following composition is suitable for that purpose. , arrived at the present invention. (Means for Solving the Problem) That is, the present invention provides “(a) general formula (In the formula, n is an integer of 18 or more and 40 or less.) 98 to 80 parts by weight of a compound represented by
(b) A water stop agent made by adding a polymerization catalyst to a mixture of 2 to 20 parts by weight of an electrolyte vinyl monomer. ”. Below, to explain the present invention, the general formula used as the main component in the water stopper of the present invention is: (In the formula, n is an integer of 18 or more and 40 or less.) The compound (hereinafter referred to as component (a)) is specifically a dimethacrylate of polyethylene glycol, and the polyethylene glycol moiety is It is a crosslinking monomer having a degree of polymerization n in the range of 18 to 40. A similar compound to component (a) is polyethylene glycol diacrylate, but the gel obtained by polymerizing this diacrylate has an ester moiety that is easily hydrolyzed, easily disintegrates under alkaline conditions, and It was found that the gel body obtained by polymerizing dimethacrylate of polyethylene glycol does not disintegrate even under alkaline conditions and maintains sufficient strength. Therefore, it is significant to use polyethylene glycol dimethacrylate as a crosslinking component of a water stopper applied to humid pipes mainly made of concrete. In the present invention, it is necessary to use polyethylene glycol dimethacrylate whose polyethylene glycol moiety has a degree of polymerization n in the range of 18 to 40. In dimethacrylate of polyethylene glycol, as the degree of polymerization (hereinafter sometimes simply referred to as n or the number of n) of the polyethylene glycol moiety decreases, hydrophilicity is lost and the water solubility of the monomer decreases, and the polymer tends to exhibit syneresis and is also susceptible to strain. On the other hand, as the n number increases, the hydrophilicity improves and the water solubility of the monomer increases, and the polymer does not show syneresis and tends to be resistant to strain. As the spacing between double bonds becomes longer, the crosslinking density of the polymer tends to decrease and the gel strength tends to decrease. Therefore, when using polyethylene glycol dimethacrylate as a crosslinking component of a water sealant, it is necessary to select an appropriate number of n.
According to the research of the present inventors, surprisingly,
It has been found that in compounds where n number is 18 to 40, the strength of the polymer is specifically increased. Then, the gel body obtained by adding an appropriate amount of electrolyte vinyl monomer to polyethylene glycol dimethacrylate having such n number alone or in a mixture and copolymerizing it not only has further increased strength, but also It has alkali resistance, shows no syneresis, is resistant to strain, and
There is little swelling when the gel body is immersed in water, etc.
It was found that it is suitable as a water stop agent. The present invention was completed based on this knowledge. Dimethacrylate of polyethylene glycol having an n number of 18 to 40, that is, in the water stopper of the present invention
The reason why the strength of the gel body obtained by polymerizing component (a) is specifically high is as follows.
Although it is not clear, when n is less than 18, an intramolecular cyclization reaction occurs between two polymerizable double bonds, making it difficult to cause an effective intermolecular cross-reaction, whereas when n exceeds 40, The crosslinking density of the polymer decreases and the gel strength decreases, but when n is 18 to 40, the intermolecular crosslinking reaction efficiency is the highest, and the crosslinking density is appropriate and the polyethylene glycol chains between double bonds are has appropriate flexibility to meet the purpose of use as a water sealing agent,
It is also presumed that a strong elastic gel body is produced in combination with good copolymerizability with the electrolyte vinyl monomer. Component (a) used in the present invention is a liquid or solid substance with low toxicity and excellent water solubility, and the aqueous solution has low viscosity and has good permeability into sewer pipe connections, cracks, and the ground. Also, it has good polymerizability and the curing time can be easily set. In the present invention, examples of the component (a) that is usually suitably used include PEG #1000 dimethacrylate, PEG #1540 dimethacrylate, and the like. In addition, in the present invention, any known crosslinking component may be used, such as methylenebisacrylamide, 1,3-di(acrylamidomethyl)-2-imidazolidone,
It is also possible to mix and use one or more types of hexahydro-1,3-triacryl-S-triazine and the like with component (a). In the present invention, the electrolyte monomer used to copolymerize with component (a) (hereinafter referred to as component (b))
There are various types of methacrylates, and preferred examples include acrylic acid, acrylates, methacrylic acid, methacrylates, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, and 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid. acid salt, dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate salt, quaternized product of dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate salt, quaternized product of diethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl Acrylate salt, quaternized product of dimethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl acrylate salt, quaternized product of diethylaminoethyl acrylate, dimethylaminopropyl methacrylamide, dimethylaminopropyl methacrylamide salt, dimethylaminopropyl methacrylamide Quaternary product, diethylaminopropyl methacrylamide, diethylaminopropyl methacrylamide salt, quaternized product of diethylaminopropyl methacrylamide, dimethylaminopropylacrylamide, dimethylaminopropylacrylamide salt, quaternized product of dimethylaminopropylacrylamide, diethylaminopropyl Examples include acrylamide, diethylaminopropylacrylamide salts, and quaternized products of diethylaminopropylacrylamide. These components (b) can be used not only individually, but also in a mixture. In the present invention, component (b) needs to be added in a small amount to component (a), and the preferred ratio is usually (a)/(b) = 98/2 to 80/20 ( weight ratio). If the ratio of components (a) and (b) used is within this range, the gel obtained by copolymerizing the mixture will not exhibit syneresis properties due to the incorporation of highly hydrophilic electrolyte monomers, and Swelling when immersed in water can be suppressed. In a mixture of (a) and (b), if the amount of component (b) used is less than 2% by weight, the gel body tends to show syneresis, while if it exceeds 20% by weight, it is a crosslinking component.
As the content of the components decreases, the crosslinking density of the gel body decreases, resulting in a decrease in gel strength.At the same time, the content of hydrophilic electrolyte monomer increases, which increases the water absorbency of the gel body, making it difficult to immerse in water. This is not preferable because it tends to swell, resulting in a decrease in water resistance. The acrylates and methacrylates used as component (b) include sodium salts, calcium salts, magnesium salts, aluminum salts, etc. Among these, sodium salts are prepared by dissolving acrylic acid, methacrylic acid, etc. and sodium hydroxide in aqueous solution. A homogeneous solution without precipitates can be obtained by mixing the mixture in the solution. On the other hand, calcium and magnesium salts are
Similarly, it can be obtained by mixing acrylic acid, methacrylic acid, etc. with calcium and magnesium hydroxides in an aqueous solution, but a step is required to remove some of the precipitate that is formed at this time.
Although their preparation involves various complications, these calcium salts and magnesium salts are advantageous compared to sodium salts because they cause less swelling when the gelled mixture of (a) and (b) is immersed in water. be. Therefore, without using the calcium salts, magnesium salts, etc. of acrylic acid and methacrylic acid obtained through such complicated work, the present inventors have developed a method that has low swelling property in water as in the case where these salts are used. As a result of various studies in an attempt to obtain a gelled product of the mixture (a) and (b), we found that a method similar to the technique described in Japanese Patent Publication No. 46-28418 filed by the present applicant, that is, a method in which components (a) and An aqueous solution (a) of a mixture of sodium salts of acrylic acid and methacrylic acid, and an aqueous solution (a) of a mixture of at least one member selected from the group consisting of magnesium sulfate, magnesium chloride, and calcium chloride (hereinafter referred to as component (c)) and a polymerization catalyst. By preparing two liquids, and mixing them together to form a gel during construction,
Not only can this objective be achieved, but in this case, by using component (c) in excess (amount greater than the stoichiometric amount) relative to acrylic acid or methacrylic acid, it is possible to reduce swelling in water. It was found that a gel body was obtained. Therefore, when using the water stopper of the present invention, it is desirable to adopt such measures as necessary. In addition, as component (b), 2-acrylamide-2
- When using methylpropanesulfonate, in the same way as in the above case, an aqueous solution of a mixture of component (a) and sodium salt of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid is polymerized with component (c). By preparing two liquids, an aqueous solution of a catalyst mixture, and gelling the two liquids by mixing them at the time of construction.
- A gel body with less swelling in water is obtained than when sodium salt of acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid is used. This gel body has less swelling property in water and is superior in water resistance than the gel body obtained when the above-mentioned sodium salts of acrylic acid and methacrylic acid are used together with the component (c). In the present invention, as described above, as component (b), cationic vinyl monomers such as dialkylaminoalkyl acrylate, dialkylaminoalkyl methacrylate, dialkylaminoalkylacrylamide, and dialkylaminoalkylmethacrylamide are used alone or in mixtures thereof;
Salts such as sulfates and hydrochlorides of these monomers, or quaternized products of these monomers such as dimethyl sulfate and methyl chloride are used. It is recognized that the strength of the solidified body obtained by injecting and curing is particularly increased. This is thought to be due to the strong bonding force between the cation groups in the crosslinked polymer structure and the sand particles. Since the water stopper of the present invention is generally used at room temperature, it is desirable to use a redox catalyst as the polymerization catalyst for copolymerizing the mixtures (a) and (b).
Among cationic vinyl monomers, when one having a tertiary amine is used, (a) can be obtained at room temperature by using only the oxidizing agent component (peroxide) without using the reducing agent component of the catalyst. (b) The mixture can be copolymerized and gelled. Furthermore, among cationic vinyl monomers, dialkylaminoalkylacrylamide and dialkylaminoalkylmethacrylamide are difficult to hydrolyze even under alkaline conditions due to their structure.
Decomposition of the cationic group and vinyl group is difficult to occur and it is stable. Therefore, an alkaline solution obtained by mixing a solution containing these monomers with an amine, etc., which is a reducing agent component of a redox catalyst, does not change over time even when stored for a long period of time, and the oxidizing agent component can be added to this solution. The properties of the gel body obtained by adding it are always stable and have stable water-stopping properties for a long period of time after curing. Therefore, in this respect, it can be said that the water stopper of the present invention in which dialkylaminoalkylacrylamide or dialkylaminoalkylmethacrylamide is used as component (b) is particularly preferable. When using the water stopper of the present invention, the mixture of (a) and (b) is preferably used as an aqueous solution, usually at a concentration of 3 to 60% by weight, from the viewpoint of effectiveness. In this case, the oxidizing agent component of the redox catalyst used is preferably ammonium persulfate, potassium persulfate, etc., and the reducing agent component is, for example, sodium thiosulfate, Rongarite, sodium sulfite, triethanolamine,
Examples include hexamethylenetetramine, ferrous sulfate, tartaric acid, citric acid, and the like. The amount of redox catalyst used can be changed depending on the desired curing time, but usually (a),
(b) ranging from 0.1 to 100% by weight, based on the mixture; Next, the present invention will be explained using Examples and Comparative Examples. (Example) Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 11 To 10 g of a mixture of both components (a) and (b) in the proportions shown in Table 1, a polymerization catalyst (ammonium persulfate and triethanolamine) and water were added. and magnesium sulfate (MgSo 4 .
A predetermined amount of 7H 2 O) was added to bring the total volume to 100 ml, and the drug solution was gelled in a cylindrical container with a diameter of 50 mm. Table 1 shows the results of examining the curing time of the chemical solution, syneresis, fracture strain, fracture strength, swelling property, alkali resistance, etc. of the resulting gel body. Each of these performances was measured by the following method. Γ curing time...Time required for the chemical solution to gel at 20℃
Measured under. Γ Syneresis: The amount of syneresis water after 1 day of gelation was observed with the naked eye. Γ fracture property, fracture strength...values obtained by uniaxially compressing a gel body. Γ Swelling property: The degree of weight increase when the gel body was immersed in 100 to 200 times the amount of water for 10 days was expressed as the degree of swelling. In addition, the swelling degree here is defined as follows. Swelling degree Weight of gel body after 10 days immersion in water/weight of original gel body Γ Alkali resistance...5% of 100 to 200 times the amount of gel body
These are the results of visual observation of the state when immersed in a NaOH aqueous solution for 10 days. For comparison, various compositions different from the water stopper of the present invention were gelled by the same method as above, and the obtained gel bodies were subjected to similar tests. Table 2 shows the results. .

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】 実施例12〜17および比較例11〜14 第3表に示した組成の止水用薬液を豊浦標準砂
に浸透固結させ、得られた直径50m/m、高さ
100m/mのゲル体について一軸圧縮強度を測定
した結果を第3表に併記した。
[Table] Examples 12 to 17 and Comparative Examples 11 to 14 A water stop chemical solution having the composition shown in Table 3 was infiltrated into Toyoura standard sand and solidified, resulting in a diameter of 50 m/m and a height of
Table 3 also shows the results of measuring the unconfined compressive strength of the 100 m/m gel body.

【表】【table】

【表】 (発明の効果) 本発明の止水剤は以下に述べるような優れた性
質をもつ。 (1) (a)成分として用いられるポリエチレングリコ
ール部分の重合度が18〜40の範囲にあるポリエ
チレングリコールのジメタクリレートエステル
は、二個の重合性二重結合間のポリエチレング
リコール鎖が止水剤として最適であり、強固で
歪に対して強いゲル体が得られる。 (2) (a)成分として用いられるポリエチレングリコ
ールのジメタクリレートエステルは、耐加水分
解性を有し、アルカリ下でも耐久性のあるゲル
体が得られる。 (3) (a)成分と(b)成分を本発明で規定する特定の割
合で混合して用いることにより、得られるゲル
体は離漿性がなく、かつ水中に浸漬した場合膨
潤し難く、不透水性で強度が高い。 (4) (a)成分および(b)成分は低毒性で重合性、水溶
性が高く、水溶液として止水工事を実施する場
合、安全で硬化時間の設定が容易で浸透性の良
い薬剤として用いる事ができる。 このようなことから本発明の止水剤は上記の性
質を利用して、たとえば下水管路施設における浸
入水及び漏水を防止するための止水剤として好適
に用いられる。
[Table] (Effects of the Invention) The water stopper of the present invention has excellent properties as described below. (1) The polyethylene glycol dimethacrylate ester used as component (a), whose polyethylene glycol moiety has a degree of polymerization in the range of 18 to 40, has a polyethylene glycol chain between two polymerizable double bonds that acts as a water stopper. This is optimal and results in a gel body that is strong and resistant to strain. (2) The dimethacrylate ester of polyethylene glycol used as component (a) has hydrolysis resistance, and a gel body that is durable even under alkaline conditions can be obtained. (3) By mixing and using components (a) and (b) in the specific ratio specified in the present invention, the resulting gel body has no syneresis and is difficult to swell when immersed in water. Impervious to water and high strength. (4) Components (a) and (b) have low toxicity, high polymerizability, and high water solubility, and are used as a safe, easy-to-set curing time, and highly penetrating agent when performing water stoppage work as an aqueous solution. I can do things. For this reason, the water stop agent of the present invention is suitably used as a water stop agent for preventing water infiltration and water leakage in, for example, sewage pipe facilities by utilizing the above-mentioned properties.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 (a)一般式 (式中、nは18以上で40以下の整数。)であらわ
される化合物の単独または混合物98〜80重量部と
(b)電解質ビニルモノマー2〜20重量部の混合物に
重合触媒を添加して成る止水剤。 2 (b)成分がアクリル酸、アクリル酸塩、メタク
リル酸、メタクリル酸塩、2−アクリルアミド−
2−メチルプロパンスルホン酸、2−アクリルア
ミド−2−メチルプロパンスルホン酸塩、ジメチ
ルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノ
エチルメタクリレート塩、ジメチルアミノエチル
メタクリレートの第4級化物、ジエチルアミノエ
チルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタ
クリレート塩、ジエチルアミノエチルメタクリレ
ートの第4級化物、ジメチルアミノエチルアクリ
レート、ジメチルアミノエチルアクリレート塩、
ジメチルアミノエチルアクリレートの第4級化
物、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチ
ルアミノエチルアクリレート塩、ジエチルアミノ
エチルアクリレートの第4級化物、ジメチルアミ
ノプロピルメタクリルアミド、ジメチルアミノプ
ロピルメタクリルアミド塩、ジメチルアミノプロ
ピルメタクリルアミドの第4級化物、ジエチルア
ミノプロピルメタクリルアミド、ジエチルアミノ
プロピルメタクリルアミド塩、ジエチルアミノプ
ロピルメタクリルアミドの第4級化物、ジメチル
アミノプロピルアクリルアミド、ジメチルアミノ
プロピルアクリルアミド塩、ジメチルアミノプロ
ピルアクリルアミドの第4級化物、ジエチルアミ
ノプロピルアクリルアミド、ジエチルアミノプロ
ピルアクリルアミド塩およびジエチルアミノプロ
ピルアクリルアミドの第4級化物からなる群から
選ばれた1種または2種以上である特許請求の範
囲第1項記載の止水剤。 3 下水道管路施設における浸入水および漏水の
防止用である特許請求の範囲第1項または第2項
に記載の止水剤。 4 (a)一般式 (式中、nは18以上で40以下の整数。)であらわ
される化合物の単独または混合物98〜80重量部と
(b)アクリル酸、メタクリル酸または2−アクリル
アミド−2−メチルプロパンスルホン酸のナトリ
ウム塩の混合物に、(c)硫酸マグネシウム、塩化マ
グネシウムおよび塩化カルシウムからなる群から
選ばれた少なくとも1種と重合触媒を添加して成
る止水剤。 5 (c)成分の使用量が、(b)成分に対して化学量論
的量よりも多い量である特許請求の範囲第4項記
載の止水剤。 6 下水道施設における侵入水および漏水の防止
用である特許請求の範囲第4項または第5項に記
載の止水剤。
[Claims] 1 (a) General formula (In the formula, n is an integer of 18 or more and 40 or less.) 98 to 80 parts by weight of a compound represented by
(b) A water stop agent made by adding a polymerization catalyst to a mixture of 2 to 20 parts by weight of an electrolyte vinyl monomer. 2 (b) Component is acrylic acid, acrylate, methacrylic acid, methacrylate, 2-acrylamide.
2-Methylpropanesulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonate, dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl methacrylate salt, quaternized product of dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate salt, diethylamino Quaternary product of ethyl methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl acrylate salt,
Quaternary product of dimethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl acrylate salt, quaternary product of diethylaminoethyl acrylate, dimethylaminopropyl methacrylamide, dimethylaminopropyl methacrylamide salt, quaternary product of dimethylaminopropyl methacrylamide diethylaminopropyl methacrylamide, diethylaminopropyl methacrylamide salt, quaternized product of diethylaminopropyl methacrylamide, dimethylaminopropylacrylamide, dimethylaminopropylacrylamide salt, quaternized product of dimethylaminopropylacrylamide, diethylaminopropylacrylamide, diethylaminopropyl The water stop agent according to claim 1, which is one or more selected from the group consisting of an acrylamide salt and a quaternized product of diethylaminopropylacrylamide. 3. The water stop agent according to claim 1 or 2, which is used to prevent infiltration and water leakage in sewer pipe facilities. 4 (a) General formula (In the formula, n is an integer of 18 or more and 40 or less.) 98 to 80 parts by weight of a compound represented by
(b) a mixture of sodium salts of acrylic acid, methacrylic acid, or 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid; (c) at least one member selected from the group consisting of magnesium sulfate, magnesium chloride, and calcium chloride; and a polymerization catalyst. Waterproofing agent made by adding. 5. The water stop agent according to claim 4, wherein the amount of component (c) used is greater than the stoichiometric amount relative to component (b). 6. The water stop agent according to claim 4 or 5, which is used to prevent water intrusion and leakage in sewage facilities.
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