DE102016004210B4

DE102016004210B4 - Baustoffzubereitungen mit Formaldehyd-freien und Polyethergruppen enthaltenden Polykondensationsprodukten

Info

Publication number: DE102016004210B4
Application number: DE102016004210.9A
Authority: DE
Inventors: Brigitte Dix; Frank Börner
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2016-04-06
Filing date: 2016-04-06
Publication date: 2019-10-24
Anticipated expiration: 2036-04-07
Also published as: DE102016004210A1

Abstract

Ein Baustoff, enthaltend- ein anorganisches Bindemittel,- ein Formaldehyd-freies Polykondensationsprodukt, erhältlich durch Polykondensationsreaktion aus den folgenden Ausgangskomponenten (i) und (ii):(i) einem Naphthalinderivat oder einem Aminoplastbildner und(ii) mindestens einem Aldehyd, der mindestens zwei C-Atome und zusätzlich zu der Aldehydgruppe eine weitere funktionelle Gruppe aufweist, so dass das Polykondensationsprodukt Struktureinheiten, die sich aus dem Naphthalinderivat oder dem Aminoplastbildner ableiten, und Struktureinheiten, die sich aus dem Aldehyd ableiten, aufweist,wobei(a) eine oder mehrere der sich aus dem Aldehyd ableitenden Struktureinheiten des Polykondensationsprodukts eine Polyethergruppe enthalten, wobei die Polyethergruppe bereits vor der Polykondensationsreaktion Bestandteil der funktionellen Gruppe des Aldehyds ist oder nach der Polykondensationsreaktion durch Reaktion der funktionellen Gruppe des Aldehyds mit einer Polyetherverbindung eingeführt wird, und(b) eine oder mehrere Struktureinheiten des Polykondensationsprodukts eine Säuregruppe oder ein Salz der Säuregruppe aufweisen, wobei die Säuregruppe -COOH, -SOH oder -O-SOH ist.

Description

Anorganische oder mineralische Bindemittel haben für die Bauindustrie eine hohe Bedeutung. Zu den anorganischen Bindemitteln gehören folgende Materialien:

- Hydraulische Bindemittel; sie erhärten auch unter Wasser und sind wasserfest, z.B. Portlandzement, hydraulischer Kalk.
- Latent-hydraulische Bindemittel; sie benötigen einen Anreger (z.B. Ca(OH)₂ oder Zement), um hydraulische Eigenschaften zu entwickeln, z.B. Flugasche, Hüttensand.
- Nicht-hydraulische Bindemittel; sie erhärten nur an der Luft und sind nicht wasserbeständig, z.B. Lehm, Kalk, CaSO₄-Bindemittel bzw. Gips (Anhydrit, Halbhydrat), Phosphatzemente, Lehm, Magnesitbinder.

Anorganische Bindemittel werden bei der Herstellung von Baustoffen eingesetzt. Sofern das Bindemittel noch nicht abgebunden hat und der Baustoff noch eine gewisse Fließfähigkeit oder plastische Verformbarkeit aufweist, wird der Baustoff häufig auch als Baustoffzubereitung bezeichnet (z.B. Frischbeton, Transportbeton oder Mörtel). Ist die Aushärtung bereits abgeschlossen und weist der Baustoff daher eine definierte Form auf (z.B. Betonfertigteil, Betonplatten), wird der Baustoff häufig auch als Baustofferzeugnisse bezeichnet. Bekannte Baustoffe sind beispielsweise Beton, Mörtel oder Holzwerkstoffe (z.B. Zement- oder Gips-gebundene Holzspan- oder Holzfaserplatten).
Durch Zusatzstoffe (z.B. Quarz-, Hüttensand, Kalksteinmehl, Pigmente, Puzzolane) und Zusatzmittel können die Verarbeitbarkeit des anorganischen Bindemittels sowie die Eigenschaften des Bauprodukts (z.B. Beton, anorganisch gebundene Holzwerkstoffe) gezielt verändert werden. Bezogen auf Zement beträgt der Zusatzmittelanteil üblicherweise maximal 5%.
Die Zusatzmittel werden je nach Einsatzzweck und Wirkung in Gruppen unterteilt, z.B. Abbinderegler (Verzögerer, Beschleuniger), Verflüssiger und Fließmittel, Luftporenbildner und Schaumbildner, Entschäumer, Schwindreduzierer oder H ydropho bierungsmittel.
Fließmittel wirken besonders stark verflüssigend und bewirken damit eine erhebliche Verminderung des Wasseranspruchs und/oder eine Verbesserung der Verarbeitbarkeit des anorganischen Bindemittels. Die am häufigsten eingesetzten Fließmittel sind zurzeit Polycarboxylatether (PCE), sulfonierte Naphthalin-Formaldehyd-Harze (SNF) und sulfonierte Melamin-Formaldehyd-Harze (SMF).
Die Verbesserung der Verarbeitbarkeit sollte jedoch möglichst nicht auf Kosten der mechanischen Eigenschaften des Baustoffs und/oder des Abbindeverhaltens erzielt werden.
Fließmittel basieren prinzipiell auf zwei unterschiedlichen Wirkmechanismen. Nach dem ersten Wirkprinzip werden die anorganischen Partikel (z.B. Zementkörner) durch ionische Wechselwirkungen mit dem Fließmittel abgeschirmt. Sulfonierte Naphthalin-Formaldehyd-Harze (SNF) und sulfonierte Melamin-Formaldehyd-Harze (SMF) basieren auf diesem Wirkmechanismus. Bei den Polycarboxylatethern (PCE) basiert der Wirkmechanismus auf der durch die Polyalkoxy-Seitenketten verursachten sterischen Abstoßung. I. Schober und J. Zimmermann beschreiben diese Wirkmechanismen der Fließmittel in Aktuelle Wochenschau der GDCh, Bauen und Chemie, 35/2011 („Organische Zusatzmittel in der Bauchemie am Beispiel von Betonverflüssigern“).
Durch die Veröffentlichung der Einstufung von Formaldehyd als Mutagen der Kategorie 2 nach CLP-Verordnung (Stoff kann vererbbare Schäden verursachen) und Karzinogen der Klasse 1B (Stoff ist wahrscheinlich beim Menschen krebserzeugend) im Amtsblatt der Europäischen Union (Verordnung [EU] Nr. 605/ 2014) in 2014 besteht ein starkes Interesse an Formaldehyd-freien Zusatzmitteln (wie z.B. Fließmitteln oder Verflüssigern) für anorganische Bindemittel und somit an Alternativen zu Naphthalin-Formaldehyd-Harzen (SNF) und Melamin-Formaldehyd-Harzen (SMF).
Polycarboxylatether (PCE) sind zwar Formaldehyd-frei, nachteilig ist jedoch deren Preis, die starke Abhängigkeit von den Dispergiereigenschaften und -bedingungen (Inkompatibilität zwischen Zement und PCE) sowie die Schaumbildung (Entschäumer erforderlich).
EP 0 568 865 A1 beschreibt ein Formaldehyd-freies Polykondensationsprodukt aus Melamin und Glyoxylsäure als Zusatzmittel für hydraulische Bindemittel und Baustoffe.
DE 196 27 531 A1 beschreibt Formaldehyd-freie Polykondensationsprodukte aus einem Aminoplast-Bildner wie z.B. Melamin oder Harnstoff, Glyoxylsäure sowie einer Aminoverbindung. Das Polykondensationsprodukt kann als Zusatzmittel für anorganische Bindemittel wie z.B. Zement verwendet werden.
DE 10 2005 060 947 A1 beschreibt ein pulverförmiges Polykondensationsprodukt, bestehend aus (a) einem Polykondensationsprodukt auf Basis einer aromatischen oder heteroaromatischen Verbindung mit mindestens einem Oxyethylen- oder Oxypropylenrest und einem Aldehyd, ausgewählt aus Formaldehyd, Glyoxylsäure und Benzaldehyd, sowie (b) einem feinteiligen mineralischen Trägermaterial.
DE 10 2004 050 395 A1 beschreibt ein Polykondensationsprodukt, bestehend aus (A) einer aromatischen oder heteroaromatischen Verbindung mit mindestens einem Oxyethylen- oder Oxypropylenrest, sowie gegebenenfalls (B) einer aromatischen Verbindung und/oder einem Aminoplastbildner, und (C) einem Aldehyd, ausgewählt aus Formaldehyd, Glyoxylsäure und Benzaldehyd.
WO 2007/071361 beschreibt ein Polykondensationsprodukt aus einer aromatischen oder heteroaromatischen Verbindung, die mindestens einen Alkoxy-Rest aufweist, und einem Aldehyd, der aus Formaldehyd, Glyoxylsäure und Benzaldehyd ausgewählt ist. Das Polykondensationsprodukt kann als Zusatzmittel für anorganische Bindemittel wie z.B. Zement verwendet werden.
Eine sterische und/oder elektrostatische Stabilisierung ist nicht nur im Bereich der Fließmittel für anorganische Bindemittel, sondern auch für andere Anwendungen von Interesse. Beispielsweise kann eine Verbesserung der Fließeigenschaften eines Lacks dazu beitragen, dass das Material nach der Aushärtung eine verbesserte Elastizität und einen höheren Glanz aufweist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines Formaldehyd-freien Fließmittels für anorganische Bindemittel enthaltende Baustoffzubereitungen oder -erzeugnisse.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein einen Baustoff, enthaltend

- ein anorganisches Bindemittel,
- ein Formaldehyd-freies Polykondensationsprodukt, erhältlich durch Polykondensationsreaktion aus den folgenden Ausgangskomponenten (i) und (ii):
1. (i) einem Naphthalinderivat oder einem Aminoplastbildner und
2. (ii) mindestens einem Aldehyd, der mindestens zwei C-Atome und zusätzlich zu der Aldehydgruppe eine weitere funktionelle Gruppe aufweist,
so dass das Polykondensationsprodukt Struktureinheiten, die sich aus dem Naphthalinderivat oder dem Aminoplastbildner ableiten, und Struktureinheiten, die sich aus dem Aldehyd ableiten, aufweist, wobei
1. (a) eine oder mehrere der sich aus dem Aldehyd ableitenden Struktureinheiten des Polykondensationsprodukts eine Polyethergruppe enthalten, wobei die Polyethergruppe bereits vor der Polykondensationsreaktion Bestandteil der funktionellen Gruppe des Aldehyds ist oder nach der Polykondensationsreaktion durch Reaktion der funktionellen Gruppe des Aldehyds mit einer Polyetherverbindung eingeführt wird, und
2. (b) eine oder mehrere Struktureinheiten des Polykondensationsprodukts eine Säuregruppe oder ein Salz der Säuregruppe aufweisen, wobei die Säuregruppe -COOH, -SO₃H oder -O-SO₃H ist.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass sich auch Aldehyde, die zusätzlich zu der Aldehydgruppe noch eine weitere funktionelle Gruppe aufweisen, in effektiver Weise mit einem Naphthalinderivat (z.B. einer Naphthalinsulfonsäure) oder einem Aminoplastbildner zu einem Polykondensationsprodukt umsetzen lassen und diese weitere funktionelle Gruppe genutzt werden kann, um sterisch anspruchsvolle Polyethergruppen in das Polykondensationsprodukt einzubauen. Wie nachfolgend noch ausführlicher beschrieben wird, kann bereits der Ausgangsaldehyd diese Polyethergruppe (als Bestandteil der weiteren funktionellen Gruppe) enthalten. Alternativ ist es auch möglich, dass der Ausgangsaldehyd noch keine Polyethergruppe enthält, diese aber nach der Umsetzung des Ausgangsaldehyds mit dem Naphthalinderivat bzw. dem Aminoplastbildner in das Polykondensationsprodukt eingebracht wird, indem die weitere funktionelle Gruppe des Aldehyds mit einer Polyetherverbindung mit reaktiver Endgruppe umgesetzt wird.
Da das erfindungsgemäße Polykondensationsprodukt neben den sterisch anspruchsvollen Polyethergruppen noch Säuregruppen und somit eine relativ hohe Ladungsdichte aufweist, ermöglicht es gleichzeitig sowohl eine sterische wie auch eine elektrostatische Stabilisierung und kann daher in einem Baustoff, der ein anorganisches Bindemittel wie z.B. Zement oder Gips enthält, als Fließmittel fungieren.
Das anorganische Bindemittel kann ein hydraulisches Bindemittel, ein latent-hydraulisches Bindemittel oder auch ein nicht-hydraulisches Bindemittel sein. Diese anorganischen Bindemittel sind dem Fachmann bekannt. Wie einleitend bereits erwähnt, gehören zu den anorganischen Bindemitteln folgende Materialien:

- Hydraulische Bindemittel; sie erhärten auch unter Wasser und sind wasserfest, z.B. Zement wie beispielsweise Portlandzement, hydraulischer Kalk.
- Latent-hydraulische Bindemittel; sie benötigen einen Anreger (z.B. Ca(OH)₂ oder Zement), um hydraulische Eigenschaften zu entwickeln, z.B. Flugasche, Hüttensand.
- Nicht-hydraulische Bindemittel; sie erhärten nur an der Luft und sind nicht wasserbeständig, z.B. Lehm, Kalk, CaSO₄-Bindemittel bzw. Gips (Anhydrit, Halbhydrat), Phosphatzemente, Lehm, Magnesitbinder.

Der Baustoff kann in einer noch nicht ausgehärteten Form vorliegen, so dass er noch fließfähig oder plastisch verformbar ist (z.B. in Form einer wässrigen Suspension). Ein solcher Baustoff wird häufig auch als Baustoffzubereitung bezeichnet (z.B. Frischbeton, Transportbeton, Mörtel, etc.). Alternativ kann der Baustoff auch ausgehärtet vorliegen, so dass er eine definierte Form aufweist. Ein solch ausgehärteter Baustoff wird häufig auch als Baustofferzeugnis bezeichnet (z.B. Betonplatten, Betonfertigteile).
Der Baustoff der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt ein Holzwerkstoff, ein Beton oder ein Mörtel.
Wie dem Fachmann bekannt ist, enthalten Beton und Mörtel eine Gesteinskörnung (z.B. Kies und/oder Sand) als anorganische Zuschlagsstoffe, während Holzwerkstoffe ein Lignocellulose- und/oder Cellulose-haltiges Material als organischen Zuschlagsstoff enthalten. Als Lignocellulose- und/oder Cellulose-haltige Materialien können beispielsweise Holzwolle, Holzspäne (z.B. Langspäne), Sägereste, Zellstoff, Altpapierfasern oder Holzfasern eingesetzt werden.
Bei dem Holzwerkstoff kann es sich beispielsweise um eine Holzwolle-Zement-Platte, eine Zement-gebundene Holzspanplatte, eine Zement-gebundene Holzfaserplatte, eine Gips-gebundene Holzspanplatte, eine Gips-gebundene Holzfaserplatte, einen Gipskarton, eine Holzwolle-Gips-Platte oder eine Holzwolle-Magnesit-Platte handeln.
Aber auch andere anorganisch gebundenen Holzwerkstoffe, die dem Fachmann an sich bekannt sind, können im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Baustoff eingesetzt werden.
Die Einsatzbereiche für anorganisch gebundene Holzwerkstoffe sind vielfältig, z.B. Trockenbau, Holzrahmen- und Containerbau, Schalungselemente, Fassadenverkleidungen, Decken-, Fußboden- und Wandkonstruktionen im Fertighausbau, in Sport- und Landwirtschaftsbauten, Feuchtraumauskleidungen oder Brand- und Schallschutzkonstruktionen.
Wie oben ausgeführt, wird bei der Herstellung des Polykondensationsprodukts als Ausgangskomponente (ii) für die Polykondensationsreaktion mindestens ein Aldehyd eingesetzt, der mindestens zwei C-Atome und zusätzlich zu der Aldehydgruppe eine weitere funktionelle Gruppe aufweist.
Diese weitere funktionelle Gruppe enthält entweder bereits eine Polyethergruppe oder kann nach erfolgter Polykondensation des Aldehyds mit dem Naphthalinderivat oder dem Aminoplastbildner aufgrund ihrer Reaktivität mit einer Polyetherverbindung umgesetzt werden. Beide Alternativen führen dazu, dass das Polykondensationsprodukt in den sich aus dem Aldehyd ableitenden Struktureinheiten eine Polyethergruppe aufweist.
Bevorzugt ist die weitere funktionelle Gruppe des Aldehyds eine Carbonsäure- oder Carboxylat-Gruppe, eine Ester-Gruppe, eine Hydroxy-Gruppe, eine Aldehyd-Gruppe, eine Ether-Gruppe, eine Amid-Gruppe oder eine Amin-Gruppe.
Handelt es sich beispielsweise um eine Ester-, Ether- oder Amid-Gruppe, so kann diese bereits im Ausgangsaldehyd eine Polyethergruppe enthalten. Alternativ kann die Polyethergruppe nach bereits erfolgter Polykondensationsreaktion durch Umesterung, Umetherung oder Umamidierung eingeführt werden.
Es kann bevorzugt sein, dass das C-Atom des Aldehyds, das sich in alpha-Position zu der Aldehydgruppe befindet, mit der weiteren funktionellen Gruppe verbunden ist oder selbst Bestandteil der weiteren funktionellen Gruppe ist.
Sofern die weitere funktionelle Gruppe keine Aldehydgruppe ist, handelt es sich bei dem Ausgangsaldehyd um einen Monoaldehyd. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es aber auch möglich, dass der Aldehyd der Ausgangskomponente (ii) ein Dialdehyd ist (d.h. die weitere funktionelle Gruppe ist eine Aldehydgruppe).
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Aldehyd mit der weiteren funktionellen Gruppe ein alpha-Hydroxyaldehyd (insbesondere Glykolaldehyd oder Glycerinaldehyd), Glyoxylsäure, ein Glyoxylsäureester, ein Glyoxylsäureamid, ein Ether eines alpha-Hydroxyaldehyds, ein alpha,alpha-Dialkoxyaldehyd, Glyoxal oder ein Dialdehyd der Formel OHC-(CH₂)_1-3-CHO. Diese Aldehyde sind kommerziell erhältlich oder können über Syntheseverfahren, die dem Fachmann allgemein bekannt sind, hergestellt werden.
Alpha-Hydroxy-Monoaldehyde, insbesondere Alpha-Hydroxy-C_2-3-Monoaldehyde wie Glycolaldehyd oder Glycerinaldehyd können über herkömmliche, dem Fachmann bekannte Syntheseverfahren hergestellt werden oder sind kommerziell erhältlich. Glykolaldehyd wird beispielsweise als Dimer kommerziell angeboten. Dieses Dimer kann durch basisch katalysierte Ringöffnung zur Harzsynthese verwendet werden.
Alpha-Hydroxy-C_2-3-Monoaldehyde wie Glycolaldehyd oder Glycerinaldehyd können beispielsweise durch eine katalytische Umpolungsreaktion aus Formaldehyd oder einer Formaldehyd-Quelle (z.B. Paraformaldehyd) erhalten werden (Carbonyl-Umpolung). Wie dem Fachmann bekannt ist, handelt es sich bei einer Umpolung um eine chemische Reaktion, bei der eine Verbindung, die eine funktionelle Gruppe enthält, modifiziert wird mit dem Ziel, deren Polarität umzukehren. Eine solche katalytische Umpolungsreaktion des Formaldehyds zur Herstellung von alpha-Hydroxy-C_2-3-Monoaldehyden ist beispielsweise in DE 42 12 264 beschrieben.
Geeignete Glyoxylsäureester lassen sich beispielsweise durch folgende Formel beschreiben: OHC-C(O)-OR wobei R C_1-6-Alkyl (insbesondere Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl) oder ein Rest, der eine Polyethergruppe enthält, ist.
Glyoxylsäureester sind kommerziell erhältlich oder über gängige, dem Fachmann bekannte Syntheseverfahren (z.B. Veresterung der Glyoxylsäure mit einem Alkohol, beispielsweise einem C_1-6-Alkylalkohol oder einem Polyetheralkohol) zugänglich.
Geeignete Glyoxylsäureamide lassen sich beispielsweise durch folgende Formel beschreiben: OHC-C(O)-NR₁R₂ wobei R₁ und R₂ unabhängig voneinander H, C_1-6-Alkyl (insbesondere Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl) oder ein Rest, der eine Polyethergruppe enthält, sind, unter der Maßgabe, dass nicht beide Reste R₁ und R₂ jeweils H sind.
Glyoxylsäureamide sind über gängige, dem Fachmann bekannte Syntheseverfahren (z.B. Amidierung der Glyoxylsäure mit einemAlkylamin oder einem Polyetheramin) zugänglich.
Ein bevorzugter Ether eines alpha-Hydroxyaldehyds ist ein Ether des Glykolaldehyds, der sich beispielsweise durch folgende Formel wiedergeben lässt: OHC-CH₂-O-R wobei R C_1-6-Alkyl (insbesondere Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl) oder ein Rest, der eine Polyethergruppe enthält, ist.
Ein alpha,alpha-Dialkoxyaldehyd (bzw. ein alpha,alpha-Dialkoxyalkanal) ist ein Monoaldehyd, an dessen alpha-Kohlenstoffatom zwei Dialkoxyreste -OR gebunden sind und dadurch eine Acetalgruppe bilden. Bevorzugt ist R C_1-6-Alkyl, insbesondere Methyl oder Ethyl, oder ein Rest, der eine Polyethergruppe enthält. Bevorzugt handelt es sich um ein Dialkoxyethanal.
Sofern der Aldehyd der Ausgangskomponente (ii) ein Glyoxylsäureester, ein Glyoxylsäureamid, ein Ether eines alpha-Hydroxyaldehyds oder ein Dialkoxyaldehyd ist, enthält die weitere funktionelle Gruppe dieses Aldehyds bevorzugt eine Polyethergruppe. Eine nachträgliche Einführung der Polyethergruppe, d.h. nach erfolgter Polykondensationsreaktion der Ausgangskomponenten (i) und (ii), ist dann nicht mehr erforderlich.
Ein Aldehyd, der eine Polyethergruppe aufweist, kann beispielsweise hergestellt werden, indem ein alpha-Hydroxyaldehyd oder eine Glyoxylsäure mit einer Polyetherverbindung, die eine reaktive Endgruppe aufweist (beispielsweise ein Polyetheralkohol oder ein Polyetheramin), umgesetzt wird. Dabei erhält man einen Glyoxylsäureester, ein Glyoxylsäureamid oder einen Ether eines alpha-Hydroxyaldehyds, der/das eine Polyethergruppe enthält. Geeignete Bedingungen für die Umsetzung (beispielsweise über Veresterung, Amidierung oder Veretherung) der weiteren funktionellen Gruppe des Aldehyds mit der Polyetherverbindung sind dem Fachmann bekannt. Der eine Polyethergruppe enthaltende Aldehyd der Ausgangskomponente (ii) kann anschließend mit dem Naphthalinderivat oder dem Aminoplastbildner zu dem Polykondensationsprodukt umgesetzt werden.
Bevorzugt ist die Polyethergruppe eine Gruppe, die Ethoxy-Monomereinheiten und/oder Propoxy-Monomereinheiten enthält.
Eine Polyethergruppe ist bevorzugt eine Gruppe, die mindestens eine der folgenden Struktureinheiten aufweist: -[CH₂-CH(R)-O-]_n und/oder -[CH(R)-CH₂-O-]n und/oder [-CH₂-CH₂-CH₂-O-]_n wobei jeweils R=H oder Methyl und n ≥2, bevorzugter n ≥4, z.B. 2≤n≤150 oder 3≤n≤100 oder 4≤n≤20.
Die Polyethergruppe kann verzweigt oder linear sein. Enthält die Polyethergruppe sowohl Ethylenoxid- wie auch Propylenoxid-Monomereinheiten, können diese in separaten Blöcken (d.h. separate Blöcke aus Ethylenoxideinheiten und aus Propylenoxideinheiten) oder statistisch verteilt vorliegen Weiterhin kann die Polyethergruppe neben den Ethylenoxid- und/oder Propylenoxid-Monomereinheiten noch weitere Einheiten, beispielsweise Amidoamin-Monomereinheiten enthalten.
Geeignete Polyetherverbindungen, die mit der weiteren funktionellen Gruppe des Aldehyds umgesetzt werden kann, sind dem Fachmann bekannt. Die Polyetherverbindung weist üblicherweise eine endständige reaktive Gruppe auf, die mit der weiteren funktionellen Gruppe des Aldehyds eine chemische Reaktion eingehen kann. Hierfür geeignete endständige reaktive Gruppen sind dem Fachmann bekannt. Beispielsweise können Polyetheralkohole (d.h. Polyetherverbindung mit endständiger OH-Gruppe) und Polyetheramine (d.h. Polyetherverbindungen mit endständiger Amingruppe) genannt werden. Als weitere reaktive endständige Gruppen können beispielsweise Carbonsäuregruppen, Carbonsäureanhydridgruppen oder Carbonsäurechloridgruppen genannt werden.
Bei den Polyetheralkoholen kann es sich beispielsweise um ein Polyethylenglykol oder ein Polypropylenglykol handeln. Auch ist es möglich, dass der Polyetheralkohol sowohl Ethylenoxid- wie auch Propylenoxid-Monomereinheiten (beispielsweise in separaten Blöcken oder statistisch verteilt) enthält. Der Polyetheralkohol kann linear oder verzweigt sein. Solche Polyetheralkohole sind kommerziell erhältlich. Beispielhaft können Polyetheralkohole mit einer mittleren Molmasse im Bereich von 150 g/mol - 650 g/mol (z.B. PEG200, PEG300, PEG400, PEG500 oder PEG600) genannt werden.
Polyetheramine weisen Ethylenoxid- und/oder Propylenoxid-Monomereinheiten sowie eine oder mehrere endständige Amingruppen auf. Das Polyetheramin kann linear oder verzweigt sein. Solche Polyetheramine sind kommerziell erhältlich und werden beispielsweise unter der Bezeichnung JEFFAMINE® vertrieben.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass nur ein Aldehyd als Ausgangskomponente (ii) verwendet wird. Alternativ ist es allerdings auch möglich, dass zwei oder mehr Aldehyde, jeweils mit einer weiteren funktionellen Gruppe versehen, als Ausgangskomponente (ii) für die Polykondensationsreaktion eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Ausgangskomponente (ii) einen Monoaldehyd, ausgewählt aus einem alpha-Hydroxyaldehyd (insbesondere Glykolaldehyd oder Glycerinaldehyd), Glyoxylsäure, einem Glyoxylsäureester, einem Glyoxylsäureamid, einem Ether eines alpha-Hydroxyaldehyds und einem Dialkoxyaldehyd, sowie einen Dialdehyd, insbesondere Glyoxal, umfassen, wobei bevorzugt in der Polykondensationsreaktion zunächst der Monoaldehyd mit dem Aminoplastbildner zu einem Zwischenprodukt und anschließend das Zwischenprodukt mit dem Dialdehyd umgesetzt wird.
Wie oben ausgeführt, wird für die Herstellung des Polykondensationsprodukts als Ausgangskomponente (i) ein Naphthalinderivat oder einen Aminoplastbildner verwendet.
Bevorzugt ist das Naphthalinderivat eine Naphthalinsulfonsäure oder ein Salz einer Naphthalinsulfonsäure. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Naphthalinderivat eine 2-Naphthalinsulfonsäure oder eines ihrer Salze, wobei die 2-Naphthalinsulfonsäure optional noch weitere Substituenten an dem aromatischen Ringsystem aufweisen kann oder alternativ keine weiteren Substituenten aufweist.
Liegt die Naphthalinsulfonsäure als Salz vor, kann es sich beispielsweise um ein Alkalimetall-, Erdalkalimetall-, NH4⁺- oder ein primäres, sekundäres, tertiäres oder quartäres Ammonium-Salz handeln.
Weitere Naphthalinderivate, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind beispielsweise Hydroxynaphthalinsäuren, Aminonaphthalinsulfonsäuren oder Nitronaphthalinsäuren.
Geeignete Bedingungen für die Umsetzung eines Aldehyds mit einem Naphthalinderivat in einer Polykondensationsreaktion sind dem Fachmann bekannt. Die Reaktionstemperatur kann beispielsweise im Bereich von 70-160°C, bevorzugter 80-140°C liegen. Die Reaktion kann bei saurem pH oder alternativ auch unter basischen pH-Bedingungen durchgeführt werden. Bevorzugt wird ein wässriges Lösungsmittel verwendet. Ferner können Wasserstoffbrücken-brechende polare Lösungsmittel eingesetzt werden.
Geeignete molare Verhältnisse des Naphthalinderivats (i) und des Aldehyds (ii) sind dem Fachmann bekannt. Beispielsweise kann das molare Verhältnis von Naphthalinderivat (i) zu Aldehyd (ii) im Bereich von 1:3 bis 3:1, bevorzugter 1:2 bis 2:1 oder 1:1,5 bis 1,5:1 liegen.
Geeignete Aminoplast-Bildner sind insbesondere ein Aminotriazin (insbesondere Melamin), Harnstoff, ein Harnstoffderivat, Thioharnstoff, ein Thioharnstoffderivat, Iminoharnstoff, ein Iminoharnstoffderivat, ein Diaminoalkan, ein Diamidoalkan, ein Polyacrylamid oder ein Gemisch aus mindestens zwei dieser Verbindungen.
Geeignete Bedingungen für die Umsetzung eines Aldehyds mit einem Aminoplastbildner wie z.B. Melamin in einer Polykondensationsreaktion sind dem Fachmann bekannt. Die Reaktionstemperatur kann beispielsweise im Bereich von 20°C bis 100°C, bevorzugter im Bereich von 40 bis 65°C liegen. Der pH-Wert kann beispielsweise im Bereich von 6 bis 10, bevorzugter 7 bis 8,5 liegen. Bevorzugt wird ein wässriges Lösungsmittel verwendet. Ferner können Wasserstoffbrücken-brechende polare Lösungsmittel eingesetzt werden.
Geeignete molare Verhältnisse des Aminoplastbildner (i) wie z.B. Melamin und des Aldehyds (ii) sind dem Fachmann bekannt. Beispielsweise kann das molare Verhältnis von Aminoplastbildner (i) zu Aldehyd (ii) im Bereich von 1:4 bis 4:1, bevorzugter 1:3 bis 3:1 liegen.
Wie oben bereits erwähnt, können in einer beispielhaften Ausführungsform ein Aminoplastbildner, insbesondere Melamin, als Ausgangskomponente (i) und ein Monoaldehyd und ein Dialdehyd als Ausgangskomponente (ii) eingesetzt werden, wobei in der Polykondensationsreaktion zunächst der Monoaldehyd mit dem Aminoplastbildner zu einem Zwischenprodukt umgesetzt wird und anschließend das Zwischenprodukt mit dem Dialdehyd umgesetzt wird.
Wie bei jeder Oligomerisation oder Polymerisation erhält man bei einer Polykondensationsreaktion ein Reaktionsprodukt mit Struktureinheiten, die sich aus den eingesetzten Monomeren ableiten. Folglich enthält das Polykondensationsprodukt der vorliegenden Erfindung Struktureinheiten, die sich aus dem Naphthalinderivat oder dem Aminoplastbildner ableiten, und Struktureinheiten, die sich aus dem Aldehyd ableiten. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht das Polykondensationsprodukt aus diesen Struktureinheiten, d.h. für die Polykondensationsreaktion werden nur die Ausgangskomponenten (i) und (ii) eingesetzt. Der mittlere Polykondensationsgrad kann beispielsweise im Bereich von 4-20 liegen.
Sofern nicht bereits der Ausgangsaldehyd eine Polyethergruppe enthielt, wird diese Polyethergruppe nach erfolgter Polykondensationsreaktion in das Polykondensationsprodukt eingeführt. Dazu wird die weitere funktionelle Gruppe des Aldehyds genutzt, die nach der Polykondensationsreaktion jeweils in den sich aus dem Aldehyd ableitenden Struktureinheiten vorliegt. Die weitere funktionelle Gruppe des Aldehyds wird mit einer Polyetherverbindung umgesetzt. Bevorzugt enthält die Polyetherverbindung eine endständige reaktive Gruppe, die mit der weiteren funktionellen Gruppe des Aldehyds reagiert. Geeignete Polyetherverbindungen sind beispielsweise Polyetheralkohole (d.h. Polyetherverbindung mit endständiger OH-Gruppe) oder Polyetheramine (d.h. Polyetherverbindungen mit endständiger Amingruppe). Als weitere reaktive endständige Gruppen können beispielsweise Carbonsäuregruppen, Carbonsäureanhydridgruppen oder Carbonsäurechloridgruppen genannt werden. Solche Polyetherverbindungen sind dem Fachmann bekannt und kommerziell erhältlich oder können über bekannte Verfahren hergestellt werden. In diesem Zusammenhang kann auf die bereits oben beschriebenen Polyetherverbindungen verwiesen werden, die für die Herstellung eines Ausgangsaldehyds mit Polyethergruppe eingesetzt werden können.
Bei der Reaktion der funktionellen Gruppe des Aldehyds mit der Polyetherverbindung, durch die die Polyethergruppe in das Polykondensationsprodukt eingeführt wird, kann es sich beispielsweise um eine Veresterung, eine Veretherung, eine Amidierung, eine Aminierung, eine Acetalisierung, eine Umesterung, eine Umetherung, eine Umamidierung, eine Umacetalisierung oder eine Kombination aus mindestens zwei dieser Reaktionen handeln. Geeignete Bedingungen für solche Reaktionen sind dem Fachmann bekannt.
Wie oben ausgeführt, enthalten eine oder mehrere Struktureinheiten des Polykondensationsprodukts eine Säuregruppe oder ein Salz der Säuregruppe, wobei die Säuregruppe -COOH, -SO₃H oder -O-SO₃H ist.
Durch die Anwesenheit der Säuregruppen wird sichergestellt, dass das Polykondensationsprodukt nicht nur eine sterische Stabilisierung, sondern auch eine elektrostatische Stabilisierung bewirkt.
Die Säuregruppe kann in den sich aus der Ausgangskomponente (i) oder in den sich aus der Ausgangskomponente (ii) ableitenden Struktureinheiten oder in beiden Struktureinheiten vorliegen.
Beispielsweise kann bereits die Ausgangskomponente (i) eine Säuregruppe enthalten, wie dies bei Verwendung einer Naphthalinsulfonsäure der Fall ist.
Die Anwesenheit einer Säuregruppe in den sich aus dem Aldehyd ableitenden Struktureinheiten kann beispielsweise realisiert werden, indem Glyoxylsäure als Ausgangsaldehyd eingesetzt wird und nicht alle der durch die Glyoxylsäure in dem Polykondensationsprodukt bereit gestellten Säuregruppen anschließend mit der Polyetherverbindung umgesetzt werden.
Die Anwesenheit einer Säuregruppe in den sich aus dem Aldehyd ableitenden Struktureinheiten kann auch realisiert werden, indem die bei der Polykondensationsreaktion zwischen dem Aminoplastbildner und dem Aldehyd entstandenen Methylolgruppen teilweise sulfoniert oder sulfatiert werden. Bei der Reaktion zwischen einem Aldehyd und einem Amin oder Amid bilden sich gemäß der Reaktionsgleichung -NHR + OHC- → -NR-CH(OH)- reaktive Methylolgruppen. Durch Reaktion einer Methylolgruppe mit einem Sulfonierungs- oder Sulfatierungsmittel wird eine Sulfonierung (d.h. Einführung von -SO₃H oder -SO₃ ^-) oder Sulfatierung (d.h. Einführung von -O-SO₃H oder -O-SO₃ ^-) bewirkt. Geeignete Sulfonierungs- oder Sulfatierungsmittel sind dem Fachmann bekannt. Als Sulfonierungsmittel kann z.B. ein Sulfit, ein Hydrogensulfit oder ein Pyrosulfit verwendet werden. Es kann sich beispielsweise um ein Alkali-, Erdalkali- oder Ammoniumsalz des Sulfits, Hydrogensulfits oder Pyrosulfits handeln. Geeignete Reaktionsbedingungen für die Sulfonierung oder Sulfatierung sind dem Fachmann bekannt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ausgangskomponente (i) eine Naphthalinsulfonsäure oder ein Salz der Naphthalinsulfonsäure, die Ausgangskomponente (ii) ist Glyoxylsäure (d.h. ein Aldehyd, dessen weitere funktionelle Gruppe eine Carbonsäuregruppe ist) und nach der Polykondensationsreaktion der Ausgangskomponenten (i) und (ii) wird durch Reaktion der Säuregruppe der Glyoxylsäure mit einer Polyetherverbindung (beispielsweise einem Polyetheramin oder einem Polyetheralkohol) eine Polyethergruppe in das Polykondensationsprodukt eingeführt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Ausgangskomponente (i) eine Naphthalinsulfonsäure oder ein Salz der Naphthalinsulfonsäure, und die Ausgangskomponente (ii) ist ein Glyoxylsäureester, der eine Polyethergruppe enthält. In diesem Fall enthält die weitere funktionelle Gruppe des Aldehyds bereits vor der Polykondensationsreaktion eine Polyethergruppe.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Ausgangskomponente (i) eine Naphthalinsulfonsäure oder ein Salz der Naphthalinsulfonsäure, und die Ausgangskomponente (ii) ist ein Glyoxylsäureamid, das eine Polyethergruppe enthält. In diesem Fall enthält die weitere funktionelle Gruppe des Aldehyds bereits vor der Polykondensationsreaktion eine Polyethergruppe.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Ausgangskomponente (i) eine Naphthalinsulfonsäure oder ein Salz der Naphthalinsulfonsäure ist, und die Ausgangskomponente (ii) ist ein Glykolaldehydether und/oder ein Glycerinaldehydether, der eine Polyethergruppe enthält. In diesem Fall enthält die weitere funktionelle Gruppe des Aldehyds bereits vor der Polykondensationsreaktion eine Polyethergruppe.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Ausgangskomponente (i) eine Naphthalinsulfonsäure oder ein Salz der Naphthalinsulfonsäure, die Ausgangskomponente (ii) ist Glykolaldehyd oder Glycerinaldehyd (d.h. ein Aldehyd, dessen weitere funktionelle Gruppe eine Hydroxylgruppe ist) und nach der Polykondensationsreaktion der Ausgangskomponenten (i) und (ii) wird durch Reaktion der Hydroxylgruppe des Glykol- oder Glycerinaldehyds mit einer Polyetherverbindung (beispielsweise einem Polyetheramin oder einem Polyetheralkohol) eine Polyethergruppe in das Polykondensationsprodukt eingeführt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Ausgangskomponente (i) ein Aminoplastbildner, bevorzugt Melamin, die Ausgangskomponente (ii) ist Glyoxylsäure, und nach der Polykondensationsreaktion der Ausgangskomponenten (i) und (ii) wird durch Reaktion der Säuregruppe der Glyoxylsäure mit einer Polyetherverbindung (beispielsweise einem Polyetheramin oder einem Polyetheralkohol) eine Polyethergruppe in das Polykondensationsprodukt eingeführt.
Optional werden die bei der Polykondensationsreaktion zwischen dem Aminoplastbildner und dem Aldehyd entstandenen Methylolgruppen teilweise sulfoniert oder sulfatiert. Alternativ oder ergänzend zur Sulfonierung oder Sulfatierung kann die Anwesenheit von Säuregruppen auch dadurch realisiert werden, dass nicht alle der durch die Glyoxylsäure in dem Polykondensationsprodukt bereit gestellten Säuregruppen mit der Polyetherverbindung umgesetzt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Ausgangskomponente (i) ein Aminoplastbildner, bevorzugt Melamin, und die Ausgangskomponente (ii) ist ein Glyoxylsäureester, der eine Polyethergruppe enthält. In diesem Fall enthält die weitere funktionelle Gruppe des Aldehyds bereits vor der Polykondensationsreaktion eine Polyethergruppe.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Ausgangskomponente (i) ein Aminoplastbildner, bevorzugt Melamin, und die Ausgangskomponente (ii) ist ein Glykolaldehydether und/oder ein Glycerinaldehydether, der eine Polyethergruppe enthält. In diesem Fall enthält die weitere funktionelle Gruppe des Aldehyds bereits vor der Polykondensationsreaktion eine Polyethergruppe.
Sofern der Ausgangsaldehyd keine Säuregruppe als weitere funktionelle Gruppe aufweist, wird die Anwesenheit von Säuregruppen im erfindungsgemäßen Endprodukt beispielsweise dadurch realisiert, dass die bei der Polykondensationsreaktion zwischen dem Aminoplastbildner und dem Aldehyd entstandenen Methylolgruppen teilweise sulfoniert oder sulfatiert werden.
Wie oben bereits erwähnt, ist es möglich, dass die Ausgangskomponente (ii) sowohl einen Monoaldehyd, der bevorzugt aus einem alpha-Hydroxyaldehyd (insbesondere Glykolaldehyd oder Glycerinaldehyd), Glyoxylsäure, einem Glyoxylsäureester, einem Glyoxylsäureamid, einem Ether eines alpha-Hydroxyaldehyds und einem Dialkoxyaldehyd ausgewählt wird, wie auch einen Dialdehyd, insbesondere Glyoxal, umfasst, wobei in der Polykondensationsreaktion zunächst der Monoaldehyd mit dem Aminoplastbildner zu einem Zwischenprodukt wird und anschließend das Zwischenprodukt mit dem Dialdehyd umgesetzt wird.
Je nach Anwendung kann der Anteil des Polykondensationsprodukts in dem Baustoff über einen breiten Bereich variieren. Üblicherweise enthält der Baustoff das Polykondensationsprodukt in einer Menge von ≤ 5 Gew%, bezogen auf die Menge des anorganischen Bindemittels.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Baustoffs erfolgt über Verfahren, die dem Fachmann grundsätzlich bekannt sind. Das anorganische Bindemittel und das Polykondensationsprodukt sowie anorganische Zuschlagsstoffe (z.B. Gesteinskörnung wie Sand und/oder Kies) bzw. organische Zuschlagsstoffe (insbesondere Lignocellulose- oder Cellulose-haltige Materialien) werden in bekannter Weise in ein wässriges Medium eingebracht. Gegebenenfalls kann dann die Aushärtung des Baustoffs gestartet werden.
Da das erfindungsgemäße Polykondensationsprodukt neben den sterisch anspruchsvollen Polyethergruppen noch Säuregruppen und somit eine relativ hohe Ladungsdichte aufweist, ermöglicht es gleichzeitig sowohl eine sterische wie auch eine elektrostatische Stabilisierung und kann daher in einem Baustoff, der ein anorganisches Bindemittel wie z.B. Zement oder Gips enthält, als Fließmittel fungieren.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch die Verwendung eines Formaldehyd-freien Polykondensationsprodukts, erhältlich durch Polykondensationsreaktion aus den folgenden Ausgangskomponenten (i) und (ii):

(i) einem Naphthalinderivat oder einem Aminoplastbildner und
(ii) mindestens einem Aldehyd, der mindestens zwei C-Atome und zusätzlich zu der Aldehydgruppe eine weitere funktionelle Gruppe aufweist, so dass das Polykondensationsprodukt Struktureinheiten, die sich aus dem Naphthalinderivat oder dem Aminoplastbildner ableiten, und Struktureinheiten, die sich aus dem Aldehyd ableiten, aufweist, wobei
1. (a) eine oder mehrere der sich aus dem Aldehyd ableitenden Struktureinheiten des Polykondensationsprodukts eine Polyethergruppe enthalten, wobei die Polyethergruppe bereits vor der Polykondensationsreaktion Bestandteil der funktionellen Gruppe des Aldehyds ist oder nach der Polykondensationsreaktion durch Reaktion der funktionellen Gruppe des Aldehyds mit einer Polyetherverbindung eingeführt wird, und
2. (b) eine oder mehrere Struktureinheiten des Polykondensationsprodukts eine Säuregruppe oder ein Salz der Säuregruppe aufweisen, wobei die Säuregruppe -COOH, -SO₃H oder -O-SO₃H ist;
als Fließmittel in einem Baustoff.

Der Baustoff enthält bevorzugt ein anorganisches Bindemittel.
Hinsichtlich der bevorzugten Eigenschaften des Polykondensationsprodukts, des Baustoffs sowie des anorganischen Bindemittels kann auf die obigen Ausführungen verwiesen werden.
In den nachfolgenden Beispielen wird die Herstellung des Polykondensationsprodukts eingehender beschrieben.
Beispiele
Beispiel 1: Naphthalinsulfonsäureglyoxylat mit Polyethergruppe
Als Ausgangskomponenten (i) und (ii) wurden Natrium-2-naphthalinsulfonat und Glyoxylsäure verwendet.
Die Polykondensationsreaktion dieser Ausgangskomponenten wurde folgendermaßen durchgeführt:

0,1 mol Natrium-2-naphthalinsulfonat wurden mit 20ml Wasser und 14,8g 50%iger Glyoxylsäure (d.h. ein Aldehyd, der als weitere funktionelle Gruppe eine Carbonsäuregruppe aufweist) (0,1 mol) auf 95°C über 16h erwärmt. Nach 16h erhielt man eine feste Masse, die mit 120g Wasser versetzt wurde und weitere 6h auf 95°C erwärmt wurde. Man erhielt ein Zwischenprodukt, das 35% Feststoffanteil aufwies.

In den sich aus der Glyoxylsäure ableitenden Struktureinheiten des Zwischenprodukts liegt jeweils eine Säuregruppe -COOH vor. Diese Säuregruppe wurde in einem weiteren Schritt genutzt, um eine Polyethergruppe einzuführen. Hierzu wurden 20g (0,1 mol) PEG 200 zugegeben. Nach Zugabe von 5ml konz. Salzsäure (37%ig) wurde 1h bei 50°C gerührt. Dabei wurden unter Vakuum 20ml Wasser abdestilliert. Nach Zugabe von 50%iger Kaliumcarbonatlösung wurde das Produkt bei pH8 am Rotationsverdampfer bis zur Trockne eingeengt. Ausbeute: 49,7 g.
Es wurde ein Polykondensationsprodukt erhalten, das Struktureinheiten, die sich aus der Naphthalinsulfonsäure ableiten, sowie Struktureinheiten, die sich aus der Glyoxylsäure ableiten, aufweist, wobei die sich aus der Glyoxylsäure ableitenden Struktureinheiten eine Polyethergruppe enthalten.
Beispiel 2: Naphthalinsulfonsäureglyoxylat mit Polyethergruppen und zusätzlicher Sulfonierung
Als Ausgangskomponente wurde die Hälfte des in Beispiel 2 beschriebenen Polykondensationsprodukts verwendet (24,85g/ 0,01 mol bezogen auf Naphthalinsulfonsäureeinsatz).
Zu diesem Polykondensationsprodukt wurden 20m1 Wasser zugegeben. Der pH-Wert wurde mit NaOH-Lösung auf pH 9 eingestellt. Es wurden 0,025mol Natriumbisulfit, gelöst in 5ml Wasser, zugegeben. Dabei wurde davon ausgegangen, dass mehr als die Hälfte der Halbacetalmethylole, die sich am Ende der Oligomere befanden, sulfoniert werden. Dann wurde 2h bei 88°C erwärmt. Dabei ging das Produkt vollständig in Lösung. Das Wasser wurde weitestgehend abgezogen. Ausbeute: 30,1g.
Es wurde ein Polykondensationsprodukt erhalten, bei dem eine teilweise Sulfonierung der sich aus der Glyoxylsäure ableitenden Struktureinheiten durchgeführt wurde. Durch die zusätzlichen Säuregruppen weist das Polykondensationsprodukt des Beispiels 2 eine bessere Wasserlöslichkeit als das Polykondensationsprodukt des Beispiels 1 auf.
Die Polykondensationsprodukte der Beispiele 1 und 2 weisen sowohl sterisch anspruchsvolle Polyethergruppen als auch Säuregruppen auf, wodurch eine sterische wie auch eine elektrostatische Stabilisierung ermöglicht wird. Diese Polykondensationsprodukte können daher in einem Baustoff, der ein anorganisches Bindemittel wie z.B. Zement oder Gips enthält, als Fließmittel fungieren.

Claims

Ein Baustoff, enthaltend - ein anorganisches Bindemittel, - ein Formaldehyd-freies Polykondensationsprodukt, erhältlich durch Polykondensationsreaktion aus den folgenden Ausgangskomponenten (i) und (ii): (i) einem Naphthalinderivat oder einem Aminoplastbildner und (ii) mindestens einem Aldehyd, der mindestens zwei C-Atome und zusätzlich zu der Aldehydgruppe eine weitere funktionelle Gruppe aufweist, so dass das Polykondensationsprodukt Struktureinheiten, die sich aus dem Naphthalinderivat oder dem Aminoplastbildner ableiten, und Struktureinheiten, die sich aus dem Aldehyd ableiten, aufweist, wobei (a) eine oder mehrere der sich aus dem Aldehyd ableitenden Struktureinheiten des Polykondensationsprodukts eine Polyethergruppe enthalten, wobei die Polyethergruppe bereits vor der Polykondensationsreaktion Bestandteil der funktionellen Gruppe des Aldehyds ist oder nach der Polykondensationsreaktion durch Reaktion der funktionellen Gruppe des Aldehyds mit einer Polyetherverbindung eingeführt wird, und (b) eine oder mehrere Struktureinheiten des Polykondensationsprodukts eine Säuregruppe oder ein Salz der Säuregruppe aufweisen, wobei die Säuregruppe -COOH, -SO₃H oder -O-SO₃H ist.
Baustoff nach Anspruch 1, wobei das anorganische Bindemittel ein hydraulisches Bindemittel, ein latent-hydraulisches Bindemittel oder ein nicht-hydraulisches Bindemittel ist.
Baustoff nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Baustoff ein Beton, ein Mörtel oder ein Holzwerkstoff, insbesondere eine Holzwolle-Zement-Platte, eine Zement-gebundene Holzspanplatte, eine Zement-gebundene Holzfaserplatte, eine Gips-gebundene Holzspanplatte, eine Gips-gebundene Holzfaserplatte, eine Holzwolle-Gips-Platte oder eine Holzwolle-Magnesit-Platte ist.
Baustoff nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Naphthalinderivat eine Naphthalinsulfonsäure oder ein Salz einer Naphthalinsulfonsäure ist; oder wobei der Aminoplast-Bildner ein Aminotriazin (insbesondere Melamin), Harnstoff, ein Harnstoffderivat, Thioharnstoff, ein Thioharnstoffderivat, Iminoharnstoff, ein Iminoharnstoffderivat, ein Diaminoalkan, ein Diamidoalkan, ein Polyacrylamid oder ein Gemisch aus mindestens zwei dieser Verbindungen ist.
Baustoff nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die weitere funktionelle Gruppe des Aldehyds eine Carbonsäure- oder Carboxylat-Gruppe, eine Ester-Gruppe, eine Hydroxy-Gruppe, eine Aldehyd-Gruppe, eine Ether-Gruppe, eine Amid-Gruppe oder eine Amin-Gruppe ist.
Baustoff nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Aldehyd mit der weiteren funktionellen Gruppe ein alpha-Hydroxyaldehyd, Glyoxylsäure, ein Glyoxylsäureester, ein Glyoxylsäureamid, ein Ether eines alpha-Hydroxyaldehyds, ein Dialkoxyaldehyd, Glyoxal oder ein Dialdehyd der Formel OHC-(CH₂)_1-3-CHO ist.
Baustoff nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Aldehyd der Ausgangskomponente (ii) bereits vor der Polykondensationsreaktion eine Polyethergruppe enthält und ein Glyoxylsäureester, ein Glyoxylsäureamid, ein Ether eines alpha-Hydroxyaldehyds oder ein Dialkoxyaldehyd ist; oder wobei die Reaktion der funktionellen Gruppe des Aldehyds mit der Polyetherverbindung, durch die die Polyethergruppe nach der Polykondensationsreaktion in das Polykondensationsprodukt eingeführt wird, eine Veresterung, eine Veretherung, eine Amidierung, eine Aminierung, eine Acetalisierung, eine Umesterung, eine Umetherung, eine Umamidierung oder eine Umacetalisierung ist.
Baustoff nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Polyethergruppe Ethoxy-Monomereinheiten und/oder Propoxy-Monomereinheiten enthält; und/oder die Polyetherverbindung ein Polyetheralkohol oder ein Polyetheramin ist.
Baustoff nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die bei der Polykondensationsreaktion zwischen dem Aminoplastbildner und dem Aldehyd entstandenen Methylolgruppen teilweise sulfoniert oder sulfatiert werden.
Baustoff nach einem der Ansprüche 1-8, wobei die Ausgangskomponente (i) eine Naphthalinsulfonsäure oder ein Salz der Naphthalinsulfonsäure ist, die Ausgangskomponente (ii) Glyoxylsäure ist und nach der Polykondensationsreaktion der Ausgangskomponenten (i) und (ii) durch Reaktion der Säuregruppe der Glyoxylsäure mit einer Polyetherverbindung eine Polyethergruppe in das Polykondensationsprodukt eingeführt wird.
Baustoff nach einem der Ansprüche 1-8, wobei die Ausgangskomponente (i) eine Naphthalinsulfonsäure oder ein Salz der Naphthalinsulfonsäure ist, und die Ausgangskomponente (ii) ein Glyoxylsäureester, ein Glyoxylsäureamid ein Glykolaldehydether oder ein Glycerinaldehydether ist, der/das eine Polyethergruppe enthält.
Baustoff nach einem der Ansprüche 1-9, wobei die Ausgangskomponente (i) ein Aminoplastbildner, bevorzugt Melamin ist, die Ausgangskomponente (ii) Glyoxylsäure ist, und nach der Polykondensationsreaktion der Ausgangskomponenten (i) und (ii) durch Reaktion der Säuregruppe der Glyoxylsäure mit einer Polyetherverbindung eine Polyethergruppe in das Polykondensationsprodukt eingeführt wird.
Baustoff nach Anspruch 12, wobei die bei der Polykondensationsreaktion zwischen dem Aminoplastbildner und dem Aldehyd entstandenen Methylolgruppen teilweise sulfoniert oder sulfatiert werden; und/oder nicht alle der durch die Glyoxylsäure in dem Polykondensationsprodukt bereit gestellten Säuregruppen mit der Polyetherverbindung umgesetzt werden.
Baustoff nach einem der Ansprüche 1-9, wobei die Ausgangskomponente (i) ein Aminoplastbildner, bevorzugt Melamin ist, und die Ausgangskomponente (ii) ein Glyoxylsäureester, ein Glyoxylsäureamid ein Glykolaldehydether oder ein Glycerinaldehydether ist, der/das eine Polyethergruppe enthält.
Baustoff nach Anspruch 14, wobei die bei der Polykondensationsreaktion zwischen dem Aminoplastbildner und dem Aldehyd entstandenen Methylolgruppen teilweise sulfoniert oder sulfatiert werden.
Verwendung eines Formaldehyd-freien Polykondensationsprodukts, erhältlich durch Polykondensationsreaktion aus den folgenden Ausgangskomponenten (i) und (ii): (i) einem Naphthalinderivat oder einem Aminoplastbildner und (ii) mindestens einem Aldehyd, der mindestens zwei C-Atome und zusätzlich zu der Aldehydgruppe eine weitere funktionelle Gruppe aufweist, so dass das Polykondensationsprodukt Struktureinheiten, die sich aus dem Naphthalinderivat oder dem Aminoplastbildner ableiten, und Struktureinheiten, die sich aus dem Aldehyd ableiten, aufweist, wobei (a) eine oder mehrere der sich aus dem Aldehyd ableitenden Struktureinheiten des Polykondensationsprodukts eine Polyethergruppe enthalten, wobei die Polyethergruppe bereits vor der Polykondensationsreaktion Bestandteil der funktionellen Gruppe des Aldehyds ist oder nach der Polykondensationsreaktion durch Reaktion der funktionellen Gruppe des Aldehyds mit einer Polyetherverbindung eingeführt wird, und (b) eine oder mehrere Struktureinheiten des Polykondensationsprodukts eine Säuregruppe oder ein Salz der Säuregruppe aufweisen, wobei die Säuregruppe -COOH, -SO₃H oder -O-SO₃H ist. als Fließmittel in einem Baustoff.