Совместимая с глиной добавка для химических веществ, применяемых в строительной промышленности



Совместимая с глиной добавка для химических веществ, применяемых в строительной промышленности
Совместимая с глиной добавка для химических веществ, применяемых в строительной промышленности
Совместимая с глиной добавка для химических веществ, применяемых в строительной промышленности
Совместимая с глиной добавка для химических веществ, применяемых в строительной промышленности
Совместимая с глиной добавка для химических веществ, применяемых в строительной промышленности

 


Владельцы патента RU 2632868:

КОНСТРАКШН РИСЁРЧ ЭНД ТЕКНОЛОДЖИ ГМБХ (DE)

Изобретение относится к продукту конденсации на основе мономеров. Продукт конденсации на основе мономеров, при этом мономеры включают: I) по меньшей мере один мономер, имеющий альдегидный фрагмент, и II) по меньшей мере один мономер, имеющий кетонный фрагмент, который несет по меньшей мере один неароматический фрагмент, и при этом продукт конденсации содержит по меньшей мере один фрагмент из ряда групп фосфоно, сульфино, сульфо, сульфамидо, сульфокси, сульфоалкилокси, сульфиноалкилокси и фосфоноокси и/или их солей, продукт отличается тем, что мономеры дополнительно содержат III) галлиевую кислоту. Кроме того, раскрыты изготовление и применение указанных продуктов конденсации в химических продуктах для строительной промышленности. Технический результат – продукт при использовании в строительных материалах обеспечивает лишь слегка изменение цвета на поверхности затвердевших продуктов, обеспечивает лучшую совместимость с глинами. 4 н. и 11 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к продукту конденсации на основе мономеров, к мономерам, содержащим альдегиды, кетоны, имеющие по меньшей мере один неароматический фрагмент и галлиевую кислоту, и при этом продукт конденсации содержит по меньшей мере один фрагмент из ряда групп фосфоно, сульфино, сульфо, сульфамидо, сульфокси, сульфоалкилокси, сульфиноалкилокси и фосфоноокси и/или их солей. Кроме того, раскрыты изготовление и применение указанных продуктов конденсации в химических продуктах для строительной промышленности.

DE-B 2341923 раскрывает легко растворимые в воде продукты конденсации циклоалканонов и формальдегида, применяя сульфит натрия в качестве соединения, которое вводит кислотные группы. При этом недостатком указанных продуктов конденсации является их низкая термическая устойчивость. Так, например, когда раствор продуктов конденсации циклоалканон-формальдегида выпаривают, даже в щадящих условиях (около 50°С), то главным образом получают нерастворимые в воде соединения в порошкообразном виде. Другие продукты конденсации формальдегида, модифицированного сульфоновой кислотой, а также на основе мочевины, например, подвергаются разложению при температурах около точки кипения воды. При высоких температурах, которые встречаются, например, в глубоких скважинах в нефтяной промышленности, указанные продукты конденсации не могут применяться.

Конденсация симметричных или несимметричных кетонов, имеющих ациклические алифатические, аралифатические и/или ароматические фрагменты, с альдегидами в присутствии сульфита натрия известна из DE 3144673. На заключительной стадии, получают растворимые в воде смолы, которые содержат сульфитные группы. Применение сульфита натрия, и в качестве щелочного катализатора и в качестве соединения, которое вводит кислотные группы, дает возможность образования растворимых в воде продуктов конденсации, которые являются подходящими, например, в качестве добавок к неорганическим вяжущим для усиления их свойств, при этом указанные продукты являются устойчивыми даже при высоких температурах.

Недостатком таких продуктов конденсации, при этом, является то, что они имеют темно красный цвет и, когда их применяют в качестве добавки к химическим продуктам для строительной промышленности, например, в строительный раствор или бетон, приводят к сильному покраснению поверхности затвердевших продуктов. Более того, эффективность указанных продуктов конденсации в качестве диспергирующих веществ для химических веществ, применяемых в строительных смесях, содержащих неорганические вяжущие, является неудовлетворительной.

В значительной степени применяемые в настоящее время в качестве диспергирующих веществ для неорганических вяжущих систем являются поликарбоксилатные эфиры, так как они дают очень хорошие пластифицирующие свойства и эффективное сохранение подвижности с течением времени (уменьшение осадки конуса). При этом недостатком поликарбоксилатных эфиров является их сильная чувствительность в отношении глин, особенно в отношении сукновальной глины, и их полная дезактивация даже при небольшом уровне глины. В указанных неорганических вяжущих системах, глина может быть введена, например, посредством заполнителей или посредством известняка, и указанное является основной проблемой во многих странах, вследствие природного содержания глины в исходных материалах, которые применяют. Также известно, что β-нафталинсульфонат-формальдегидные конденсаты (BNS) обладают приемлемой совместимостью с глиной, но имеют недостаток, который состоит в относительно небольшом уменьшении осадки конуса и слабой эффективности при низких соотношениях вода/цемент (<0,35).

По этой причине, задачей настоящего изобретения является предоставление продуктов, которые, в качестве добавок в химические продукты для строительной промышленности, не вызывают изменения цвета. Кроме того, такие продукты должны быть устойчивыми к действию тепла и должны быть подходящими, например, в качестве добавок для усиления свойств водных неорганических систем даже при высоких температурах. В частности, например, ранее известные из предшествующего уровня техники хорошие свойства продуктов в качестве диспергирующих веществ для неорганических вяжущих, должны быть улучшены дополнительно. Следующей задачей настоящего изобретения было предоставление добавки для химических продуктов для строительной промышленности, содержащих неорганическое вяжущее, которая имеет высокую совместимость в отношении глин, особенно в отношении сукновальной глины.

Указанная задача была достигнута посредством продукта конденсации на основе мономеров, причем мономеры включают

I) по меньшей мере один мономер, имеющий альдегидный фрагмент, и

II) по меньшей мере один мономер, имеющий кетонный фрагмент, который несет по меньшей мере один неароматический фрагмент,

и при этом продукт конденсации содержит по меньшей мере один фрагмент из ряда групп фосфоно, сульфино, сульфо, сульфамидо, сульфокси, сульфоалкилокси, сульфиноалкилокси и фосфоноокси и/или их солей,

причем мономеры дополнительно содержат

III) галлиевую кислоту.

В качестве добавок в химические продукты для строительной промышленности, содержащие неорганическое вяжущее, продукты конденсации в соответствии с изобретением неожиданно не приводят к какому-либо изменению цвета на поверхности затвердевших продуктов. Было также неожиданным, что ранее известные из предшествующего уровня техники хорошие свойства продуктов конденсации, например, в качестве диспергирующих веществ для систем, содержащих неорганические вяжущие, могли быть дополнительно улучшены. В частности, продукты конденсации в соответствии с изобретением обладают высокой толерантностью в отношении глин. Продукты конденсации также имеют высокую устойчивость к действию тепла. Они являются устойчивыми, как правило, при температурах по меньшей мере до 300°С. Указанная устойчивость к действию тепла сохраняется даже в присутствии воды.

Дополнительно особенно предпочтительно продукт конденсации дополнительно содержит по меньшей мере один ароматический мономер из ряда аминобензолсульфоновой кислоты, сульфаниловой кислоты, анилина, аммонийнобензойной кислоты, диалкоксибензолсульфоновой кислоты, диалкоксибензойной кислоты, пиридина, пиридинмоносульфоновой кислоты, пиридиндисульфоновой кислоты, пиридинкарбоновой кислоты и пиридиндикарбоновой кислоты. Особенно предпочтительной в указанном контексте является аминобензолсульфоновая кислота.

Что касается по меньшей мере одного фрагмента из групп ряда фосфоно, сульфино, сульфо, сульфамидо, сульфокси, сульфоалкилокси, сульфиноалкилокси и фосфоноокси и/или их солей, является также возможным, чтобы указанные группу были связаны посредством азота или кислорода, или посредством -N-алкиленовых или -О-алкиленовых мостиковых связей, и в этом случае, например, они представляют собой группы сульфамидо, сульфоокси, сульфоалкилокси, сульфиноалкилокси или же группы фосфоноокси. Алкильная группа в указанных фрагментах обладает предпочтительно от 1 до 5 атомов углерода и в частности представляет собой метил или этил. Группы фосфоно, сульфино и в частности сульфогруппы являются предпочтительными.

В одном предпочтительном варианте осуществления продукт конденсации содержит по меньшей мере одну соль на основе железа. Соль на основе железа предпочтительно представляет собой сульфат железа(II) и/или сульфат железа(III).

Молярное соотношение галлиевой кислоты/соли на основе железа предпочтительно представляет собой 2/1-1/10, тем не менее, вариации являются также возможными в соответствии с определенным конечным применением.

Фрагмент R в R-CHO, т.е. мономер I), может представлять собой водород, ароматический или неароматический циклический или неароматический ациклический фрагмент или карбоксильный или гетероциклический фрагмент или же аралифатический фрагмент, в котором количество атомов углерода или атомов углерода и гетероатомов предпочтительно представляет собой от 1 до 10. Ароматические фрагменты, например, представляют собой, α- или β-нафтил, фенил или фурфурил; при этом аралифатические фрагменты, например, представляют собой, бензил или фенэтил; неароматические фрагменты, например, представляют собой, циклоалкил и в частности алкиловые фрагменты, предпочтительно, имеющие от 1 до 6 атомов углерода, такие как, например, метил, этил, пропил и бутил. Алифатические фрагменты также могут быть разветвленными или ненасыщенными и, в этом случае, например, представляют собой, винил.

Мономер I) также может быть замещен одним или большим количеством заместителей, которые не воздействуют отрицательно на реакцию конденсации, такими как, например, аминогруппы, гидроксильные, алкокси или алкоксикарбонильные группы и/или же кислотные группы, которые присутствуют в продуктах конденсации. Является также возможным применять альдегиды, имеющие больше чем одну альдегидную группу, например, диальдегиды или триальдегиды, которые с точки зрения их повышенной реакционной способности могут в некоторых случаях быть особенно полезными. В случае, например, низших насыщенных альдегидов, таких как формальдегид или ацетальдегид, является также возможным применять полимерные виды (например, параформальдегид или паральдегид).

В одном предпочтительном варианте осуществления мономер I) содержит по меньшей мере один альдегид из ряда параформальдегида, формальдегида, ацетальдегида, бутиральдегида, глиоксаля, глютаральдегида, бензальдегида, нафтилальдегида или нафтилсульфональдегида, 3-метоксипропиональдегида, ацетальдоля, акролеина, кротональдегида, фурфурола, 4-метоксифурфурола, пропаргилальдегида, глиоксиловой кислоты, карбоксипропанала, карбоксибутанала, карбоксипентанала, глюкозы, сахарозы, коричного альдегида, лигнинов и лигносульфонатов. Особенно предпочтительным альдегидом, который применяют, является формальдегид.

Мономеры II), которые применяют для продукта конденсации в соответствии с изобретением, представляют собой симметричные или несимметричные кетоны, имеющие ациклические, алифатические, аралифатические и/или ароматические углеводородные фрагменты, но, в которых по меньшей мере один фрагмент является неароматическим фрагментом. Углеводородные фрагменты предпочтительно обладают от 1 до 10 атомов углерода.

Ациклические алифатические фрагменты представляют собой прямоцепочечные или разветвленные, ненасыщенные и предпочтительно насыщенные алкильные фрагменты, такие как, например, метил, этил, пропил, бутил, изобутил и нонил. Аралифатические фрагменты, например, представляют собой, бензил или фенэтил, и ароматические фрагменты, например, представляют собой, α- или β-нафтил, и в частности фенил.

Мономеры II) также могут быть замещены одним или большим количеством заместителей, которые не воздействую отрицательно на реакцию конденсации, такими как, например, аминогруппы, гидроксильные, алкокси или алкоксикарбонильные группы и/или же кислотными группами, которые присутствуют в продуктах конденсации.

Дополнительно особенно предпочтительно мономер II) содержит по меньшей мере один кетон из ряда метилэтилкетона, ацетона, диацетонового спирта, этилацетоацетата, левулиновой кислоты, метилвинилкетона, оксида мезитила, 2,6-диметил-2,5-гептадиен-4-она, ацетофенона, 4-метоксиацетофенона, 4-ацетилбензолсульфоновой кислоты, диацетила, ацетилацетона, бензоилацетона и циклогексанона. Особенно предпочтительным является ацетон.

Мономеры I) и мономеры II) могут применяться в чистом виде, или же в виде составов с соединением, которое вводит по меньшей мере один фрагмент из ряда групп фосфоно, сульфино, сульфо, сульфамидо, сульфокси, сульфоалкилокси, сульфиноалкилокси и фосфоноокси и/или их солей - например, в виде альдегидо-сульфитного аддукта или в виде соли гидроксиметансульфиновой кислоты. Является также возможным применять два или большее количество разных альдегидов и/или кетонов.

Общее количество атомов углерода или, где это является подходящим, атомов углерода и гетероатомов в мономерах I) и мономерах II), которые применяют в соответствии с изобретением, предпочтительно выбирают таким образом, чтобы сохранять гидрофильную природу продуктов конденсации. Указанное зависит, среди прочих факторов, от количества кислотных групп в продукте конденсации, а также от соотношения кетон/альдегид. Предпочтительное общее количество для альдегидов составляет от 1 до 11, предпочтительное общее количество для кетонов составляет от 3 до 12.

Продукт конденсации в соответствии с изобретением содержит мономеры, предпочтительно в следующем составе:

25-74 мол. % мономера I),

25-74 мол. % мономера II) и

0,01-30 мол. %, предпочтительно 1-25 мол. % и дополнительно особенно предпочтительно 5-20 мол. % мономера III).

Молярное соотношение альдегид/кетон/по меньшей мере один фрагмент из ряда групп фосфоно, сульфино, сульфо, сульфамидо, сульфокси, сульфоалкилокси, сульфиноалкилокси и фосфоноокси и/или их солей/галлиевая кислота предпочтительно представляет собой 1/1-3,5/0,02-2/0,001-1, тем не менее вариации являются также возможными в соответствии с определенным конечным применением.

В одном предпочтительном варианте осуществления продукт конденсации имеет молекулярную массу, которая находится в диапазоне между 1000 и 30000 г/моль, при этом молекулярную массу устанавливают с помощью гельпроникающей хроматографии и калибруют с использованием полиэтиленгликоля в качестве стандарта.

На основании своих свойств, продукты конденсации в соответствии с изобретением могут применяться в качестве диспергирующих веществ и, особенно предпочтительно, в качестве пластифицирующих добавок для водных систем.

В данном случае, необходимые свойства могут контролироваться посредством соответствующего выбора исходных соединений и молярных пропорций. Примеры водных систем, в которых могут применяться продукты в соответствии с изобретением, преимущественно включают следующее: неорганические суспензии вяжущих и растворы вяжущих, дисперсии пигментов и дисперсии красителей, диспергирующие вещества в случае эмульсий масло в воде, водные суспензии каолина или суспензии глины, а также суспензии масло/вода/угольная пыль. Как следствие их высокой устойчивости к действию тепла, продукты конденсации в соответствии с изобретением являются особенно подходящими в качестве добавок в неорганические вяжущие. В качестве диспергирующих веществ они являются подходящими, например, для изготовления текучего бетона или самовыравнивающихся стяжек, и при этом их хорошая устойчивость к действию тепла также делает их пригодными, в частности, для пластификации цементных смесей для глубоких скважин, где требуется высокотемпературная устойчивость вследствие наличия высоких температур. Поверхностно-активные вещества в соответствии с изобретением уменьшают поверхностное натяжение водных растворов и являются подходящими, например, в качестве пенообразующей добавки для изготовления пенобетона. Они также могут применяться в качестве веществ для введения пор воздуха в строительный раствор или бетон. Другое возможное применение состоит в разжижении нефтяного остатка посредством заводнения с применением поверхностно-активных веществ или заводнения с применением мицеллярных растворов, в случае нефти, добываемой третичными методами. В качестве удерживающих веществ, они являются подходящими для изготовления суспензий гидравлического вяжущего, которые имеют хорошую водоудерживающую способность, в случае, например, цементных растворов для глубокой скважины, или в случае клеящих составов для облицовки, а также они являются очень подходящими в качестве загустителей, например, в нефтяной промышленности, для повышения вязкости водных растворов или суспензий.

В одном предпочтительном варианте осуществления продукт конденсации в соответствии с изобретением применяют в качестве добавки в состав строительного материала, который содержит неорганическое вяжущее. При этом является предпочтительным применять 0,002-2% от массы, в частности 0,01-1% от массы и очень предпочтительно 0,05-0,5% от массы продукта конденсации, из расчета общей доли твердых неорганических веществ состава строительного материала.

В одном предпочтительном варианте осуществления вяжущее, о котором идет речь, содержит по меньшей мере одно из ряда портландцемента, извести, гипса, полугидрата сульфата кальция, в частности бассанит, безводного сульфата кальция, в частности ангидрит, летучей золы, доменного шлака, пуццоланов и горючих битуминозных сланцев.

Термин "пуццоланы" в смысле настоящего изобретения включает вяжущие, которые не тверднут как таковые, а вместо этого, после хранения во влажных условиях, дают продукты реакции, которое развивают прочность как результат образования гидроксида кальция, примеры таких продуктов включают летучую золу, доменный шлак, кремнеземная пыль, и также природные пуццоланы, такие как трасс, пемза, глинозем, туфф и/или игнимбрит. Другие пуццоланы, которые не тверднут как таковые, могут представлять собой золу от сгорания природных продуктов, такие как рисовая шелуха и зерновые оболочки.

В одном особенно предпочтительном варианте осуществления продукт конденсации в соответствии с изобретением может применяться в качестве диспергирующего вещества для вяжущих систем или гипса. При этом, системы, о которых идет речь, могут представлять собой, в частности, строительные растворы для кирпичной кладки, строительные растворы для штукатурки, строительные растворы для комбинированных систем термической изоляции, штукатурные покрытия для ремонтных работ, растворы для заделки швов, клеящие составы для облицовки плитками, строительные растворы для нанесения тонких слоев, растворы для стяжек, растворы для заливки бетона, строительные растворы для впрыскивания, наполнители, жидкие строительные растворы для затирки или облицовки (например, для труб водопроводной воды). Дополнительно предпочтительным является применение продуктов конденсации в соответствии с изобретением в наполнителях на основе гипса, самовыравнивающихся стяжках на основе гипса или в гипсокартонных листах.

При этом особенно предпочтительно продукт конденсации в соответствии с изобретением может применяться в том случае, когда смесь строительного материала содержит сукновальную глину, которая может быть введена в смесь строительного материала, например, посредством заполнителей или известняка.

В частности, по сравнению с поликарбоксилатным простым эфиром, а также с β-нафталинсульфонат-формальдегидными конденсатами, продукт конденсации в соответствии с изобретением демонстрирует фактическое отсутствие снижения диспергирующего действия в присутствии сукновальной глины.

В одном предпочтительном варианте осуществления, продукт конденсации применяют в составах строительных материалов, содержащих в пределах между 0,1-20% от массы сукновальной глины, предпочтительно 0,5-15% от массы. Термин "сукновальная глина" включает все способные к набуханию глинистые минералы шестнадцатигранных минералов монтмориллонитовой группы, а также триоктаэдрических минералов сапонитовой группы.

Продукты конденсации предпочтительно применяют в виде растворов или дисперсий, в частности в виде водных растворов или дисперсий. Содержание твердых веществ указанных составов, как правило, составляет 10-70%, в частности 20-50% от массы.

Является также возможным применять два или большее количество продуктов конденсации в соответствии с изобретением с такой же, подобной и/или же разной активностью, или их смеси с одной или большим количеством известных добавок, имеющие такую же, подобную и/или разную активность, такие как, например, смеси с известными диспергирующими веществами, поверхностно-активными веществами или добавками к бетону. Указанным образом часто является возможным дополнительно модифицировать или изменять свойства конечных продуктов.

Настоящее изобретение соответственно дополнительно предоставляет состав, содержащий, из расчета сухой массы,

10-99% от массы продукта конденсации в соответствии с изобретением, а также

1-90% от массы по меньшей мере одного соединения из ряда

поликарбоксилатных эфиров, лигносульфоната, меламино-формальдегидсульфоната, нафталино-формальдегидсульфоната, простых полиариловых эфиров, фосфорилированных полиалкоксилатов, β-нафталинсульфонат-формальдегидных конденсатов, конденсатов меламино, сульфаниловой кислоты-фенольных смол, нитрата кальция, кристаллического гидросиликата кальция, фосфатов, глюконатов, сахарозы, гидролизатов крахмала, триэтаноламина, триизопропаноламина, диэтанолизопропаноламина, этанолдиизопропаноламина, поли(гидроксиалкилированного)полиэтиленамина, N,N-бис(2-гидроксипропил)-N-(гидроксиэтил)амина, 1-(N,N-бис(2-гидроксиэтил)амино)пропан-2-ола, N,N,N',N'-тетра(2-гидроксиэтил)этилендиамина, метилдиэтаноламина, моноэтаноламина, диэтаноламина, моноизопропаноламина, диизопропаноламина и противопенных добавок.

Продукты конденсации в соответствии с изобретением могут быть получены посредством реакции мономеров в щелочных условиях, и могут сопровождаться схемой реакции в одном реакционном сосуде. В качестве вариантов осуществления изготовления продуктов конденсации является предпочтительным добавлять мономер I) и мономер III), а также соединение, которое вводит по меньшей мере один фрагмент из ряда групп фосфоно, сульфино, сульфо, сульфамидо, сульфокси, сульфоалкилокси, сульфиноалкилокси и фосфоноокси и/или их солей, и затем добавлять мономер II).

Реакция, как правило, задается с самым щадящим нагревом и к тому же является экзотермической и, таким образом, как правило, осуществляют охлаждение. Для того чтобы получить однородный продукт, или в частности, когда применяют исходные продукты, которые являются относительно нереакционноспособными, является полезным продолжать нагрев, возможно на протяжении периода до нескольких часов.

В одном предпочтительном варианте осуществления мономеры вступают в реакцию при значении рН, которое составляет 8-14, в частности 9-13. Регулирование рН может осуществляться, например, с помощью добавления гидроксидов одновалентных или двухвалентных катионов, или с помощью добавления соединения, которое вводит по меньшей мере один фрагмент из ряда групп фосфоно, сульфино, сульфо, сульфамидо, сульфокси, сульфоалкилокси, сульфиноалкилокси и фосфоноокси и/или их солей, таких как, например, сульфит натрия, который гидролизован щелочной реакцией в водном растворе.

Реакция может быть проведена как в гомогенной фазе, так и в гетерогенной фазе. Реакцию предпочтительно проводят в воде или в смеси воды и полярного органического растворителя, при этом доля воды предпочтительно составляет по меньшей мере 50% от массы. В качестве добавлений безводных растворителей, в частности, предполагаются полярные органические растворители, такие как, например, спирты или сложные эфиры кислот. Реакция может проводиться либо в открытом сосуде, либо в автоклаве, в случае которого указанное может быть полезным для проведения реакции в атмосфере инертного газа, например, в атмосфере азота.

Продукты конденсации могут быть отделены, если это необходимо, от их растворов или дисперсий, как получено после реакции; такое отделение может, например, осуществляться посредством упаривания в ротационном испарителе или посредством сушки распылением. Полученные растворы или дисперсии могут, в качестве альтернативы, применяться непосредственно такими, как они есть.

Применяемые мономеры I) и мономеры II) представляют собой упомянутые выше альдегиды и кетоны, а также могут применяться смеси кетонов и/или альдегидов. Альдегиды и кетоны могут применяться либо в чистом виде, либо в виде составов с соединением, которое вводит по меньшей мере один фрагмент из ряда групп фосфоно, сульфино, сульфо, сульфамидо, сульфокси, сульфоалкилокси, сульфиноалкилокси и фосфоноокси и/или их солей, например, в виде бисульфитного продукта присоединения. Они могут быть введены вначале как в водный раствор и в безводный раствор, например, в спиртовой раствор, так и добавлены в указанных формах.

В случае альдегидов или кетонов с короткой алкильной цепью, реакция является особенно быстрой и экзотермической, в то время как, например, для завершения реакции в случае соединений, которые имеют пространственно объемных заместителей, таких как метилизобутилкетон или бензилацетон, требуется продолжительная термическая дополнительная обработка.

В качестве соединений, которые вводят по меньшей мере один фрагмент из ряда групп фосфоно, сульфино, сульфо, сульфамидо, сульфокси, сульфоалкилокси, сульфиноалкилокси и фосфоноокси и/или их солей, является возможным применять все соединения, которые вводят указанные фрагменты в условиях конденсации, например, такие как, чистые соли, соли кислот с одновалентными - трехвалентными органическими или неорганическими катионами или продукты присоединения, в частности продукты присоединения с альдегидами и кетонами, которые применяют в соответствии с изобретением. Их примеры представляют собой сульфиты, бисульфиты, пиросульфиты, бисульфитные продукты присоединения альдегидов или кетонов, соли амидосульфоновой кислоты, соли таурина, соли сульфаниловой кислоты, соли гидроксиметансульфиновой кислоты, соли аминоуксусной кислоты и соли фосфорной кислоты.

Настоящее изобретение предоставляет, в частности, продукты, которые не приводят к какому-либо изменению цвета тогда, когда их применяют в качестве добавок в приемлемом диапазоне доз (<2% от массы) в химических продуктах для строительной промышленности, которые содержат неорганическое вяжущее. Указанное является особенно преимущественным, так как такие изменения цвета серьезно ограничивают применение существующих продуктов конденсации. Более того, указанные продукты являются устойчивыми к действию тепла, и по этой причине подходят для применения даже при высоких температурах, например, в качестве добавок для улучшения свойств водных неорганических систем. Кроме того, неожиданно, также является возможным дополнительно улучшить диспергирующие свойства, по сравнению с известными продуктами конденсации. Другим большим преимуществом продуктов конденсации в соответствии с изобретением является их высокая совместимость в отношении глин, в частности в отношении сукновальной глины, в результате чего они могут также применяться в составе строительных материалов, где поликарбоксилатные эфиры, которые обычно в них применяются, не проявляют никакого действия.

Приведенные ниже примеры иллюстрируют преимущества настоящего изобретения.

Примеры

Синтез полимеров

Общая процедура

Вначале добавляли 40 г воды. Затем добавляли соответствующее количество сомономера. рН доводили до 10. Сульфит натрия растворяли в реакционном растворе, и капля по капле добавляли кетон, и смесь тщательно перемешивали. Во время указанной процедуры, температура повышалась до 30-32°С. Раствор нагревали до 56°С. Медленно капля по капле добавляли формальдегид, в ходе чего температура не должна была превышать 70°С. По завершении добавления, температура повышалась до 90°С, и смесь нагревали в течение нескольких часов до тех пор, пока не была достигнута необходимая молекулярная масса.

Устойчивость в отношении примесей глины

Совместимость с глиной продемонстрирована посредством испытания пластичной смеси.

Цемент, который применяли, представлял собой СЕМ I 42.5R из Бернбурга, от компании Schwenk Zement KG. Содержащий глину минерал, который применяли, представлял собой алеврит, природный пуццолан. Он содержал 30% от массы глин, в частности сукновальных глин.

Цемент отвешивали в 900 мл-й металлический химический стакан. Соответствующее количество воды добавляли в отдельный стеклянный химический стакан. Воду добавляли к цементу, и смесь перемешивали на протяжении 60 секунд. Затем смесь оставляли отстояться на протяжении 60 секунд. Применяя шприц, пластифицирующую добавку добавляли в водный 30%-ный раствор, и пластичную смесь перемешивали на протяжении 180 секунд. Полученную цементную пластичную смесь добавляли в уменьшенный конус с более низким внутренним диаметром, который составлял 40 мм, указанный конус ставили на увлажненную стеклянную пластину (пластина Hagermann с диаметром, который составлял 300 мм). После того, как конус снимали, устанавливали осадку конуса в трех разных положениях, и выводили среднее значение. Осадку конуса определяли по истечении 5, 10, 20 и 30 минут. Перед каждым измерением, смесь быстро перемешивали лопаточкой.

Для того чтобы затем определить чувствительность к глине, применяли эталонную калибровку коммерчески доступных BNS (Melcret 500L). Прежде всего, количество добавления соответствующих пластифицирующих добавок которое требуется для того, чтобы получить осадку конуса, составляющую d=120 мм, выводили для соотношения вода/цемент (в/ц), которое составляет 0,33 в цементе СЕМ I. Указанные количества добавления затем использовали в смеси цемента и пуццолана. В случае, когда смесь составляла 70% от массы СЕМ I и 30% от массы пуццолана, применяли соотношение вода/цемент, составляющее 0,55. Из примеров, показанных ниже, является очевидным, что пластифицирующие добавки на основе поликарбоксилатных эфиров имеют исключительно низкую совместимость с глинами, а полимеры в соответствии с изобретением демонстрируют лучшее действие, чем BNS.

Мини-испытания строительных растворов демонстрируют эффективность полимеров в соответствии с изобретением по сравнению с традиционными пластифицирующими добавками.

Цвет затвердевших образцов исследовали с применением стандартных образцов строительного раствора. В указанном случае изготавливали строительный раствор с соотношением вода/цемент, которое составляло 0,3. Цемент, который применяли, представлял собой цемент класса СЕМ I от компании Schwenk KG, из завода Бернбурга. Количества добавления пластифицирующей добавки, которую применяют в указанном случае, по отношению к содержанию твердых веществ, составляют 1% от массы, из расчета содержания цемента.

Мини-испытания строительных растворов

Мини-испытания строительных растворов проводили следующим образом: Соотношение вода/цемент, которое устанавливали, составляло 0,48. Соотношение песок/цемент, которое выбирали, составляло 2,2. Применяли цемент СЕМ I 42.5R из Бернбурга, от компании Schwenk Zement KG.

Процедура

Цемент и песок добавляли в металлический химический стакан и перемешивали вместе. Пластифицирующую добавку растворяли в воде и добавляли к цементной смеси. Суспензию смешивали при установочном параметре 1 на протяжении 30 секунд. Затем ее смешивали при установочном параметре 2 на протяжении еще 60 секунд. После времени ожидания, составляющего 20 секунд, смешивание проводили при установочном параметре 1 на протяжении дополнительных 90 секунд.

Смесь добавляли в уменьшенный конус, имеющий более низкий диаметр, который составлял 40 мм. После того, как конус поднимали, устанавливали осадку конуса.

Мини-испытания строительных растворов демонстрируют, что добавки в соответствии с изобретением дают сопоставимые результаты осадки конуса при более низком уровне добавления.

1. Продукт конденсации на основе мономеров, причем мономеры включают

I) по меньшей мере один мономер, имеющий альдегидный фрагмент, и

II) по меньшей мере один мономер, имеющий кетонный фрагмент, который несет по меньшей мере один неароматический фрагмент,

и при этом продукт конденсации содержит по меньшей мере один фрагмент из ряда групп фосфоно, сульфино, сульфо, сульфамидо, сульфокси, сульфоалкилокси, сульфиноалкилокси и фосфоноокси и/или их солей,

который отличается тем, что мономеры дополнительно содержат

III) галлиевую кислоту.

2. Продукт конденсации по п. 1, который отличается тем, что продукт конденсации дополнительно содержит по меньшей мере один ароматический мономер из ряда аминобензолсульфоновой кислоты, анилина, аммонийнобензойной кислоты, диалкоксибензолсульфоновой кислоты, диалкоксибензойной кислоты, пиридина, пиридинмоносульфоновой кислоты, пиридиндисульфоновой кислоты, пиридинкарбоновой кислоты и пиридиндикарбоновой кислоты.

3. Продукт конденсации по п. 1 или 2, который отличается тем, что продукт конденсации содержит по меньшей мере одну соль на основе железа.

4. Продукт конденсации по п. 3, который отличается тем, что соль на основе железа представляет собой сульфат железа(II) и/или сульфат железа(III).

5. Продукт конденсации по пп. 1, 2 или 4, который отличается тем, что мономеры включают

25-74 мол. % мономера I),

25-74 мол. % мономера II) и

0,01-30 мол. % мономера III).

6. Продукт конденсации по пп. 1, 2 или 4, который отличается тем, что мономер I) содержит по меньшей мере один альдегид из ряда параформальдегида, формальдегида, ацетальдегида, бутиральдегида, глиоксаля, глютаральдегида, бензальдегида, нафтилальдегида или нафтилсульфональдегида, 3-метоксипропиональдегида, ацетальдоля, акролеина, кротональдегида, фурфурола, 4-метоксифурфурола, пропаргилальдегида, глиоксиловой кислоты, карбоксипропанала, карбоксибутанала, карбоксипентанала, глюкозы, сахарозы, коричного альдегида, лигнинов и лигносульфонатов.

7. Продукт конденсации по пп. 1, 2 или 4, который отличается тем, что мономер II) содержит по меньшей мере один кетон из ряда метилэтилкетона, ацетона, диацетонового спирта, этилацетоацетата, левулиновой кислоты, метилвинилкетона, оксида мезитила, 2,6-диметил-2,5-гептадиен-4-она, ацетофенона, 4-метоксиацетофенона, 4-ацетилбензолсульфоновой кислоты, диацетила, ацетилацетона, бензоилацетона и циклогексанона.

8. Продукт конденсации по пп. 1, 2 или 4, который отличается тем, что продукт конденсации имеет молекулярную массу, которая находится в диапазоне между 1000 и 30000 г/моль, и при этом молекулярную массу устанавливают с помощью гель-проникающей хроматографии и калибруют относительно полиэтиленгликоля в качестве стандарта.

9. Способ изготовления продукта конденсации по любому из пп. 1-8, который отличается тем, что мономеры вступают в реакцию при значении рН, составляющем 8-14.

10. Способ изготовления продукт конденсации по п. 9, который отличается тем, что реакцию проводят в воде или в смеси воды и полярного органического растворителя.

11. Применение продукта конденсации по любому из пп. 1-8 в качестве добавки в состав строительного материала, который содержит неорганическое вяжущее.

12. Применение по п. 11, которое отличается тем, что применяют 0,002-2% от массы продукта конденсации из расчета общей доли твердых неорганических веществ состава строительного материала.

13. Применение продукта конденсации по п. 11 или 12, которое отличается тем, что состав строительного материала содержит в пределах между 0,1% и 20% от массы сукновальной глины.

14. Применение продукта конденсации по п. 11 или 12, которое отличается тем, что вяжущее представляет собой по меньшей мере одно из ряда портландцемента, извести, гипса, полугидрата сульфата кальция, безводного сульфата кальция, летучей золы, доменного шлака, пуццоланов и горючих битуминозных сланцев.

15. Состав строительного материала, содержащий, из расчета сухой массы,

10-99% от массы продукта конденсации по любому из пп. 1-8, а также

1-90% от массы по меньшей мере одного соединения из ряда

поликарбоксилатных эфиров, лигносульфоната, меламино-формальдегидсульфоната, нафталино-формальдегидсульфоната, простых полиариловых эфиров, фосфорилированных полиалкоксилатов, β-нафталинсульфонат-формальдегид конденсатов, конденсатов меламино, сульфаниловой кислоты-фенольных смол, нитрата кальция, кристаллического гидросиликата кальция, фосфатов, глюконатов, сахарозы, гидролизатов крахмала, триэтаноламина, триизопропаноламина, диэтанолизопропаноламина, этанолдиизопропаноламина, поли(гидроксиалкилированного)полиэтиленамина, N,N-бис(2-гидроксипропил)-N-(гидроксиэтил)амина, 1-(N,N-бис(2-гидроксиэтил)амино)пропан-2-ола, N,N,N',N'-тетра(2-гидроксиэтил)этилендиамина, метилдиэтаноламина, моноэтаноламина, диэтаноламина, моноизопропаноламина, диизопропаноламина и противопенных добавок.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к жидкой фенольной смоле, предназначенной для введения в проклеивающий состав для минеральных волокон, которая содержит главным образом феноло-формальдегидные конденсаты и феноло-формальдегид-глициновые конденсаты.
Группа изобретений относится к негорючим композитным материалам для изготовления негорючих листов, в том числе ламинированных, негорючим конструкционным материалам, в том числе в виде профилей, негорючих формованных изделий и пр., которые могут быть использованы в авиа-, судо- и автомобилестроении, строительстве, в инфраструктурных проектах, а также к связующему для получения негорючего композитного материала.

Описаны и заявлены новые клеевые смеси для достижения улучшенной проклейки наряду с другими преимуществами. Изобретением является композиция для улучшения проклейки бумаги и картона при их производстве, включающая клеевую эмульсию с клеевой добавкой, содержащую один или несколько альдегид-функционализированных полимеров в стабилизирующем количестве, имеющих по крайней мере один вид альдегид-реакционно-способного мономера, присутствующий в указанном полимере.

Изобретение относится к гипс содержащим водным суспензиям, содержащим поликонденсат, основанный на фосфате в качестве единственного агента с диспергирующими свойствами, а также дополнительно содержит пенообразующий агент.
Изобретение относится к способу уменьшения выделения формальдегида из минерально-волокнистого изделия и к соединенным минерально-волокнистым изделиям, имеющим низкое выделение формальдегида.

Изобретение относится к гибридным связующим на основе эпокситрифенольной смолы, предназначенным для армированных пластиков с повышенной коррозионной стойкостью и термостабильностью.
Изобретение касается покрытия для поршней, в частности покрытия для направляющей части поршня двигателя внутреннего сгорания. Композиция для покрытия поршня содержит: а) термически отверждаемую фенольную смолу, b) по меньшей мере, один твердый смазочный материал, выбранный из группы, состоящей из графита, MoS2, WS2, BN и ПТФЭ и c) углеродное волокно.

Изобретение имеет отношение к полимерному композиционному материалу на основе термореактивных смол и волокнонаполненному материалу на его основе. Полимерный композиционный материал включает термореактивную резольную фенолоформальдегидную смолу и дополнительно содержит термореактивную эпоксидную смолу и термореактивную полиэфирную смолу в соотношении, % масс: термореактивная резольная фенолоформальдегидная смола 48-83; термореактивная эпоксидная смола 3-13; термореактивная полиэфирная смола 14-39. Волокнонаполненный материал включает полимерный композиционный материал на основе термореактивных смол и волокно.
Изобретение относится к области получения прессовочной композиции, предназначенной для изготовления изделий общепромышленного назначения. .

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности, для пропитки декоративной бумаги при отделки древесных плит. .

Настоящее изобретение относится к процессу получения поливинилацеталей. Описан способ получения поливинилацеталей, включающий взаимодействие поливинилового спирта с альдегидом или смесью альдегидов в водной среде в присутствии минеральной кислоты с последующей фильтрацией полученной дисперсии поливинилацеталя, промывкой дистиллированной водой выделенного после фильтрации поливинилацеталя, стабилизацией его водным раствором натриевой щелочи и сушкой, отличающийся тем, что взаимодействие поливинилового спирта с альдегидом или смесью альдегидов осуществляют при их мольном соотношении 1:(0,2-1,0) и температуре 0-72°C, отфильтрованный поливинилацеталь нейтрализуют 1,1-2,1 мас.% водным раствором аммиака при температуре 15-25°C в течение 0,5-1,0 часа, промывают 4-6 раз дистиллированной водой и стабилизируют при температуре 40-60°C в течение 1-4 часов 0,04-0,12 мас.% водным раствором натриевой щелочи или 0,04-0,40 мас.% водным раствором аммиака при модуле ванны на всех стадиях, равном 5-8.
Изобретение относится к термореактивным самосшивающимся бесформальдегидным смолам. .
Наверх