JPH04211046A - 低い遊離ホルムアルデヒド含有率を有するナフタリンスルホン酸/ホルムアルデヒド縮合体の製法 - Google Patents
低い遊離ホルムアルデヒド含有率を有するナフタリンスルホン酸/ホルムアルデヒド縮合体の製法Info
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- JPH04211046A JPH04211046A JP3022315A JP2231591A JPH04211046A JP H04211046 A JPH04211046 A JP H04211046A JP 3022315 A JP3022315 A JP 3022315A JP 2231591 A JP2231591 A JP 2231591A JP H04211046 A JPH04211046 A JP H04211046A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G16/00—Condensation polymers of aldehydes or ketones with monomers not provided for in the groups C08G4/00 - C08G14/00
- C08G16/02—Condensation polymers of aldehydes or ketones with monomers not provided for in the groups C08G4/00 - C08G14/00 of aldehydes
- C08G16/0212—Condensation polymers of aldehydes or ketones with monomers not provided for in the groups C08G4/00 - C08G14/00 of aldehydes with acyclic or carbocyclic organic compounds
- C08G16/0218—Condensation polymers of aldehydes or ketones with monomers not provided for in the groups C08G4/00 - C08G14/00 of aldehydes with acyclic or carbocyclic organic compounds containing atoms other than carbon and hydrogen
- C08G16/0237—Condensation polymers of aldehydes or ketones with monomers not provided for in the groups C08G4/00 - C08G14/00 of aldehydes with acyclic or carbocyclic organic compounds containing atoms other than carbon and hydrogen containing sulfur
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、遊離ホルムアルデヒド
の低含有率を有するナフタリンスルホン酸/ホルムアル
デヒド縮合体の製法に関する。 [0002]
の低含有率を有するナフタリンスルホン酸/ホルムアル
デヒド縮合体の製法に関する。 [0002]
【従来の技術】ナフタリンスルホン酸/ホルムアルデヒ
ド縮合体及びコンクリート可塑剤としてのその使用は、
例えば米国特許第2,141,569号明細書、米国特
許第3,686,133号明細書又は米国特許第4,7
25.665号明細書中に記載されている。これは、濃
硫酸によるナフタリンのスルホン化及びその後の、好ま
しくは110乃至160℃における30バールまでの圧
力下での生成したナフタリンスルホン酸のホルムアルデ
ヒドとの酸縮合により製造される。縮合後混合物は7゜
5乃至11のpH1好ましくはpH8にされる。
ド縮合体及びコンクリート可塑剤としてのその使用は、
例えば米国特許第2,141,569号明細書、米国特
許第3,686,133号明細書又は米国特許第4,7
25.665号明細書中に記載されている。これは、濃
硫酸によるナフタリンのスルホン化及びその後の、好ま
しくは110乃至160℃における30バールまでの圧
力下での生成したナフタリンスルホン酸のホルムアルデ
ヒドとの酸縮合により製造される。縮合後混合物は7゜
5乃至11のpH1好ましくはpH8にされる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】公知のナフタリンスル
ホン酸/ホルムアルデヒド縮合体の欠点は、これが就中
的0.3重量%である遊離ホルムアルデヒドの比較的高
い含有率を有することにある。高いホルムアルデヒド含
有率は、樹脂を、例えばセメント混合物への添加剤とし
て及び該混合物から製造した成分における添加剤として
使用する場合に不都合である。何となればホルムアルデ
ヒドは、環境中に流出し、環境を汚染し、健康上有害な
ものであるからである。 [0004]
ホン酸/ホルムアルデヒド縮合体の欠点は、これが就中
的0.3重量%である遊離ホルムアルデヒドの比較的高
い含有率を有することにある。高いホルムアルデヒド含
有率は、樹脂を、例えばセメント混合物への添加剤とし
て及び該混合物から製造した成分における添加剤として
使用する場合に不都合である。何となればホルムアルデ
ヒドは、環境中に流出し、環境を汚染し、健康上有害な
ものであるからである。 [0004]
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、遊離ホ
ルムアルデヒドの低含有率を有するナフタリンスルホン
酸−ホルムアルデヒド縮合体を提供することであった。 驚くべきことに、この様な縮合体は、ナフタリンスルホ
ン酸及びホルムアルデヒドの縮合生成物を縮合後直ちに
比較的高い温度及び比較的高いpHにおいて処理すれば
、得られる。本発明による縮合体中の遊離ホルムアルデ
ヒドの含有率は、0.1重量%以下、好ましくは検出限
界以下、すなわち約0.004乃至0.005重量%よ
り少ない。 [0005]したがって本発明は、遊離ホルムアルデヒ
ドの低含有率を有するナフタリンスルホン酸−ホルムア
ルデヒド縮合体を製造する方法において、ナフタリンス
ルホン酸及びホルムアルデヒドの縮合生成物を縮合後直
ちに80℃より低くない温度において11.5より大な
るpHにし、この温度において、遊離ホルムアルデヒド
の所望の低含有率が達するまで、保つことを特徴とする
方法に関する。 [0006]高いpH値において、望ましい低い遊離ホ
ルムアルデヒド含有率が比較短い時間後達成される。縮
合体は、好ましくは縮合後により大なるpHにする。 [0007]好ましい温度範囲は85乃至100℃であ
る。ナフタリンスルホン酸及びホルムアルデヒドの縮合
生成物は、例えば米国特許第4,725,665号明細
書により、濃硫酸によるナフタリンのスルホン化及びそ
の後の、好ましくは110乃至160℃における及び1
乃至11バールの圧力下での生成したナフタリンスルホ
ン酸のホルムアルデヒドとの酸縮合により製造される。 本発明により、この反応において得られる縮合生成物は
、酸縮合後直ちに少なくとも80℃、好ましくは85乃
至100℃にし、その後11.5より大なるpH1好ま
しくは12よりなるpHにし、生成物をこの温度におい
て、遊離ホルムアルデヒドの所望の低含有率が達するま
で保つ。 [0008]驚くべきことに、遊離ホルムアルデヒドの
この様な低含有率を有するナフタリンスルホン酸/ホル
ムアルデヒド縮合体は、この処理を縮合が完結した後直
ちに実施する場合のみ、得られる。例えば、生成物を縮
合後室温に冷却するか又は同−時間低いpHにおいて保
つ場合、ホルムアルデヒド含有率の低減は好結果が得ら
れないか又は不可能になる。その場合ホルムアルデヒド
含有率をさらに低減させることは延長された熱処理後で
さえ達成されない。 [0009]さらに本発明は、添加剤として本発明によ
るナフタリンスルホン酸/ホルムアルデヒド縮合体を含
有する、改善された性質を有する建築材料及びこの建築
材料の製法に関する。本発明によるナフタリンスルホン
酸/ホルムアルデヒド縮合体は、好ましくは、建築材料
、例えばセメント、プラスター及び目地用バインダー、
水硬化性石灰、水葬硬化性石灰、建築用石膏、硬石膏バ
インダー又はマグネシア石灰への添加剤として使用され
る。これは性質の改善、就中建築材料、例えばセメント
またはセメント混合物の可塑化をもたらし、このことは
、成形した成分の相応して高い強度においてより少ない
水が硬化に必要とされることを意味する。 [00101
ルムアルデヒドの低含有率を有するナフタリンスルホン
酸−ホルムアルデヒド縮合体を提供することであった。 驚くべきことに、この様な縮合体は、ナフタリンスルホ
ン酸及びホルムアルデヒドの縮合生成物を縮合後直ちに
比較的高い温度及び比較的高いpHにおいて処理すれば
、得られる。本発明による縮合体中の遊離ホルムアルデ
ヒドの含有率は、0.1重量%以下、好ましくは検出限
界以下、すなわち約0.004乃至0.005重量%よ
り少ない。 [0005]したがって本発明は、遊離ホルムアルデヒ
ドの低含有率を有するナフタリンスルホン酸−ホルムア
ルデヒド縮合体を製造する方法において、ナフタリンス
ルホン酸及びホルムアルデヒドの縮合生成物を縮合後直
ちに80℃より低くない温度において11.5より大な
るpHにし、この温度において、遊離ホルムアルデヒド
の所望の低含有率が達するまで、保つことを特徴とする
方法に関する。 [0006]高いpH値において、望ましい低い遊離ホ
ルムアルデヒド含有率が比較短い時間後達成される。縮
合体は、好ましくは縮合後により大なるpHにする。 [0007]好ましい温度範囲は85乃至100℃であ
る。ナフタリンスルホン酸及びホルムアルデヒドの縮合
生成物は、例えば米国特許第4,725,665号明細
書により、濃硫酸によるナフタリンのスルホン化及びそ
の後の、好ましくは110乃至160℃における及び1
乃至11バールの圧力下での生成したナフタリンスルホ
ン酸のホルムアルデヒドとの酸縮合により製造される。 本発明により、この反応において得られる縮合生成物は
、酸縮合後直ちに少なくとも80℃、好ましくは85乃
至100℃にし、その後11.5より大なるpH1好ま
しくは12よりなるpHにし、生成物をこの温度におい
て、遊離ホルムアルデヒドの所望の低含有率が達するま
で保つ。 [0008]驚くべきことに、遊離ホルムアルデヒドの
この様な低含有率を有するナフタリンスルホン酸/ホル
ムアルデヒド縮合体は、この処理を縮合が完結した後直
ちに実施する場合のみ、得られる。例えば、生成物を縮
合後室温に冷却するか又は同−時間低いpHにおいて保
つ場合、ホルムアルデヒド含有率の低減は好結果が得ら
れないか又は不可能になる。その場合ホルムアルデヒド
含有率をさらに低減させることは延長された熱処理後で
さえ達成されない。 [0009]さらに本発明は、添加剤として本発明によ
るナフタリンスルホン酸/ホルムアルデヒド縮合体を含
有する、改善された性質を有する建築材料及びこの建築
材料の製法に関する。本発明によるナフタリンスルホン
酸/ホルムアルデヒド縮合体は、好ましくは、建築材料
、例えばセメント、プラスター及び目地用バインダー、
水硬化性石灰、水葬硬化性石灰、建築用石膏、硬石膏バ
インダー又はマグネシア石灰への添加剤として使用され
る。これは性質の改善、就中建築材料、例えばセメント
またはセメント混合物の可塑化をもたらし、このことは
、成形した成分の相応して高い強度においてより少ない
水が硬化に必要とされることを意味する。 [00101
【実施例1例1
撹拌機及び共沸蒸留用装置を有するボイラーにナフタリ
ン溶融体964kg及び96%硫酸4201を充填し、
155℃のスルホン化温度に達した後、生成した反応水
をガソリンと共に共沸的に留出させた。全反応水をスル
ホン化混合物から除去するやいなや連行剤を留去した。 [00111次にボイラーを密閉し、冷却しながら水8
821を添加した。120℃に達した後、混合物に30
分にわたって35%ホルマリン溶液6701を充填し、
次に140℃に加熱した。縮合をこの温度において90
分間実施した。次に水8301を冷却しながら酸性樹脂
(pH0,8)に添加し、混合物を95℃に冷却した。 次に50%水酸化ナトリウム溶液4501を、穏やかに
冷却しながら、11.7のpHに達するまで添加した。 反応混合物を3時間95℃において保ち、次に室温に冷
却した。最終生成物は40重量%の固体含有率を有した
。粘度は60mPa、sであった(DIN第52562
号により測定)。 [0012]縮合体のホルムアルデヒド含有率を水酸化
ナトリウム溶液の添加後直ちに、それぞれの場合1.2
及び3時間後、測定した。測定値及びpHにおける増大
を表1中に示す。 [0013]ホルムアルデヒド含有率をZ、 Anal
、 Chem、281. 17−21 (1976)
中に記載され、社内で変更された方法により測定した。 [0014]樹脂3〜4gを300m1容ガラスピーカ
中に秤量し、蒸留水約150m1中に溶解した。溶液の
pHを正確にpH10にした(0. 1N HCI又
は0、IN NaOHにより)。次に1モルの亜硫酸
ナトリウム溶液−これは同様にあらかじめ正確にpH1
0に調整されている一約50m1をこの溶液に添加し、
混合物を10分間撹拌した。亜硫酸水素塩付加生成物の
生成から得られる水酸化ナトリウム溶液をO,IN
HClでPH10に逆滴定した。 [0015] 計算: 0.1N HCI消費量X0.3003ホルムアルデ
ヒド%=□ 秤量量 検出限界は約0.004〜0.005重量%である。 [0016]例2及び3 ナフタリンスルホン酸/ホルムアルデヒド縮合体を例1
と同様に製造したが、但し該生成物を縮合後それぞれ1
2.2及び12.6のpH値にした。縮合体のホルムア
ルデヒド含有率及び0. 1.2及び3時間後のpHに
おける減少を表1中に示す。 [0017]比較例C4及びC5 ナフタリンスルホン酸/ホルムアルデヒド縮合体を例1
と類似して製造したが、但し該生成物を縮合後それぞれ
10.1及び11.2のpH値にした。0. 1.2及
び3時間後の縮合体のホルムアルデヒド含有率を表1中
に示す。 [0018]比較例C6 ナフタリンスルホン酸/ホルムアルデヒド縮合体を例1
と類似して製造したが、但し縮合後12のpHを設定し
、該生成物を室温に冷却し、3時間室温において放置し
、次に95℃に加熱し、1時間95℃において保った。 縮合体のホルムアルデヒド含有率は0.24重量%であ
った。 [0019]例7 次のコンクリート混合物を例2により得られたナフタリ
ンスルホン酸/ホルムアルデヒド縮合体を使用して製造
した: 38.96kgの円形粒子、0〜4mm112.98k
gの円形粒子、4〜8mm、12.99kgの円形粒子
、8〜16mm及び12.0kgのセメントP Z 2
75 (F) (PerlmooserZementw
erke、 Werk Kirchbichl)を乾燥
状態でEirichポジティブ・ミキサー中で30秒間
混合し、次に水4゜4kg、さらに30秒後水2.23
kgを添加し、混合を1分間続けた。例2で得られた樹
脂90gを次に添加し、混合を1分間続けた。水/セメ
ント比率は0.54であり、セメント含有率はセメント
340kg/コンクリートm3であった。 [00201比較のため、コンクリート混合物をこれと
類似して製造したが、樹脂を添加しなかった。 [0021]次の性質を、得られるコンクリート混合物
に関してDIN第1048号、5heet 1 and
OENORM B5303により測定した: a)流動性の尺度としての低下度(cm)b)18時間
、28日後の対照強度(エツジ長15cmの試料立方体
) 強度 (3回の測定の平均値) 低下度 18時間後 28日後樹脂不使用
35cm 8.53N mm−241,3N m
m−2樹脂使用 64cm 8.71N mrr
r” 41.5N mm−”表1=樹脂のホルムア
ルデヒド含有率 95℃における熱処理 例1 0時間後 1時間後 2時間
後 3時間後ホルムアルデヒド (重量%) 0.34 0.32
0.28 0.06pH11,711,711,49
,4 例2 ホルムアルデヒド (重量%) 0.33 neg、
neg、 neg。 pH12,212,011,911,8例3 ホルムアルデヒド (重量%) 0.28 neg、
neg、 neg。 pH12,612,712,712,7比較例C4 ホルムアルデヒド (重量%) 0.34 0.34 0
.34 0.34pH10,19,89,79,3 比較例C5 ホルムアルデヒド (重量%) 0.34 0.33 0
.32 0.30pH11,211,210,810
,2* rneg、Jは検出限界以下を示す。 [0022] 【発明の効果】以上説明したように本発明により得られ
るナフタリンスルホン酸/ホルムアルデヒド縮合体は、
公知の該縮合体と比較して遊離ホルムアルデヒド含有率
が著しく低く、そのため例えば建築材料、例えばセメン
ト混合物に使用する場合ホルムアルデヒドの流出、すな
わち環境汚染の心配がない利点を有する。
ン溶融体964kg及び96%硫酸4201を充填し、
155℃のスルホン化温度に達した後、生成した反応水
をガソリンと共に共沸的に留出させた。全反応水をスル
ホン化混合物から除去するやいなや連行剤を留去した。 [00111次にボイラーを密閉し、冷却しながら水8
821を添加した。120℃に達した後、混合物に30
分にわたって35%ホルマリン溶液6701を充填し、
次に140℃に加熱した。縮合をこの温度において90
分間実施した。次に水8301を冷却しながら酸性樹脂
(pH0,8)に添加し、混合物を95℃に冷却した。 次に50%水酸化ナトリウム溶液4501を、穏やかに
冷却しながら、11.7のpHに達するまで添加した。 反応混合物を3時間95℃において保ち、次に室温に冷
却した。最終生成物は40重量%の固体含有率を有した
。粘度は60mPa、sであった(DIN第52562
号により測定)。 [0012]縮合体のホルムアルデヒド含有率を水酸化
ナトリウム溶液の添加後直ちに、それぞれの場合1.2
及び3時間後、測定した。測定値及びpHにおける増大
を表1中に示す。 [0013]ホルムアルデヒド含有率をZ、 Anal
、 Chem、281. 17−21 (1976)
中に記載され、社内で変更された方法により測定した。 [0014]樹脂3〜4gを300m1容ガラスピーカ
中に秤量し、蒸留水約150m1中に溶解した。溶液の
pHを正確にpH10にした(0. 1N HCI又
は0、IN NaOHにより)。次に1モルの亜硫酸
ナトリウム溶液−これは同様にあらかじめ正確にpH1
0に調整されている一約50m1をこの溶液に添加し、
混合物を10分間撹拌した。亜硫酸水素塩付加生成物の
生成から得られる水酸化ナトリウム溶液をO,IN
HClでPH10に逆滴定した。 [0015] 計算: 0.1N HCI消費量X0.3003ホルムアルデ
ヒド%=□ 秤量量 検出限界は約0.004〜0.005重量%である。 [0016]例2及び3 ナフタリンスルホン酸/ホルムアルデヒド縮合体を例1
と同様に製造したが、但し該生成物を縮合後それぞれ1
2.2及び12.6のpH値にした。縮合体のホルムア
ルデヒド含有率及び0. 1.2及び3時間後のpHに
おける減少を表1中に示す。 [0017]比較例C4及びC5 ナフタリンスルホン酸/ホルムアルデヒド縮合体を例1
と類似して製造したが、但し該生成物を縮合後それぞれ
10.1及び11.2のpH値にした。0. 1.2及
び3時間後の縮合体のホルムアルデヒド含有率を表1中
に示す。 [0018]比較例C6 ナフタリンスルホン酸/ホルムアルデヒド縮合体を例1
と類似して製造したが、但し縮合後12のpHを設定し
、該生成物を室温に冷却し、3時間室温において放置し
、次に95℃に加熱し、1時間95℃において保った。 縮合体のホルムアルデヒド含有率は0.24重量%であ
った。 [0019]例7 次のコンクリート混合物を例2により得られたナフタリ
ンスルホン酸/ホルムアルデヒド縮合体を使用して製造
した: 38.96kgの円形粒子、0〜4mm112.98k
gの円形粒子、4〜8mm、12.99kgの円形粒子
、8〜16mm及び12.0kgのセメントP Z 2
75 (F) (PerlmooserZementw
erke、 Werk Kirchbichl)を乾燥
状態でEirichポジティブ・ミキサー中で30秒間
混合し、次に水4゜4kg、さらに30秒後水2.23
kgを添加し、混合を1分間続けた。例2で得られた樹
脂90gを次に添加し、混合を1分間続けた。水/セメ
ント比率は0.54であり、セメント含有率はセメント
340kg/コンクリートm3であった。 [00201比較のため、コンクリート混合物をこれと
類似して製造したが、樹脂を添加しなかった。 [0021]次の性質を、得られるコンクリート混合物
に関してDIN第1048号、5heet 1 and
OENORM B5303により測定した: a)流動性の尺度としての低下度(cm)b)18時間
、28日後の対照強度(エツジ長15cmの試料立方体
) 強度 (3回の測定の平均値) 低下度 18時間後 28日後樹脂不使用
35cm 8.53N mm−241,3N m
m−2樹脂使用 64cm 8.71N mrr
r” 41.5N mm−”表1=樹脂のホルムア
ルデヒド含有率 95℃における熱処理 例1 0時間後 1時間後 2時間
後 3時間後ホルムアルデヒド (重量%) 0.34 0.32
0.28 0.06pH11,711,711,49
,4 例2 ホルムアルデヒド (重量%) 0.33 neg、
neg、 neg。 pH12,212,011,911,8例3 ホルムアルデヒド (重量%) 0.28 neg、
neg、 neg。 pH12,612,712,712,7比較例C4 ホルムアルデヒド (重量%) 0.34 0.34 0
.34 0.34pH10,19,89,79,3 比較例C5 ホルムアルデヒド (重量%) 0.34 0.33 0
.32 0.30pH11,211,210,810
,2* rneg、Jは検出限界以下を示す。 [0022] 【発明の効果】以上説明したように本発明により得られ
るナフタリンスルホン酸/ホルムアルデヒド縮合体は、
公知の該縮合体と比較して遊離ホルムアルデヒド含有率
が著しく低く、そのため例えば建築材料、例えばセメン
ト混合物に使用する場合ホルムアルデヒドの流出、すな
わち環境汚染の心配がない利点を有する。
Claims (2)
- 【請求項1】 遊離ホルムアルデヒドの低含有率を有す
るナフタリンスルホン酸−ホルムアルデヒド縮合体を製
造する方法において、ナフタリンスルホン酸及びホルム
アルデヒドの縮合生成物を縮合後直ちに80℃より低い
ない温度において11.5より大なるpHにし、この温
度において、遊離ホルムアルデヒドの所望の低含有率が
達するまで、保つことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 添加剤として請求項1記載のナフタリン
スルホン酸/ホルムアルデヒド縮合体を含有することを
特徴とする、改善された性質を有する建築材料。
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