DE2916705A1

DE2916705A1 - Verfahren zur herstellung eines plastifikators und dessen anwendung in baustoff-mischungen

Info

Publication number: DE2916705A1
Application number: DE19792916705
Authority: DE
Inventors: Guenther Dipl Chem Arndt; Wolfgang Dipl Chem Dr Bergholz; Waltraud Dipl Ing Tribius; Horst Dipl Chem Zehlicke
Original assignee: SKW Stickstoffwerke Piesteritz GmbH
Current assignee: SKW Stickstoffwerke Piesteritz GmbH
Priority date: 1978-05-04
Filing date: 1979-04-25
Publication date: 1979-11-15
Also published as: DE2916705B2

Description

"Verfahren zur Herstellung eines Plastifikators und
dessen Anwendung in Baustoffmischungen Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Plastifikators oder Verflüssigers, der bei Baustoff-Mischungen aus Zement oder Anhydrit mit Zuschlagstoffen eingesetzt werden kann, Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es ist bekannt, als Plastifikatoren für Baustoff-Mischungen sulfitmodifizierte Melaminharze zu verwenden, wie sie in den DE-OS 1.671.017 und DE-OS 1.745.441 beschrieben sind.
Es ist weiterhin bekannt, als Plastifikatoren für Baustoff-Mischungen Ca-Ligninsulfonate (US-Patent 3.864.290), Lignin-Formaldehyd-Kondensate (US-Patent 3.784.493) und mit Aminen modifizierte Sulfitablaugen (US-Patent 3.784.493) zu verwenden.
Die nach dem bekannten Verfahren hergestellten Plastifikatoren auf der Basis von sulfitmodifizierten Melaminharzen sind trotz guter Wirksamkeit für eine Massenanwendung relativ teuer, Die nach den bekannten Verfahren hergestellten Plastifikatoren auf der Basis von Ligninsulfonaten sind zwar kostengünstig, sie führen jedoch zu verringerten Baustoff-Festigkeiten und sind deshalb nur begrenzt anwendbar.
Baustoffe auf Gips- bzw. Änhydrit-Basis unter Zusatz eines sulfitmodifizierten Melaminharzes sind im DDR-Patent 84.719 beschrieben, Weiterhin ist nach DE-OS 2.322.845 bekannt, einen Verfestigungsbeschleuniger auf der Basis eines wasserlöslichen Melamin-Pormaldehyd-Kondensats mit einem Verfestigungsverzögerer (Ca-Ligninsulfonat) in einem Zementgemisch gleichzeitig anzuwenden, Baustoff-Mischungen, welche sulfitmodifizierte Melaminharze enthalten, sind pumpfähig und selbstnivellierend, wodurch ihre Ausbringung und Verarbeitung ganz erheblich erleichtert wird, Die nach den bekannten Verfahren hergestellten pumpfähigen Baustoff-Mischungen sind wiederum aufgrund der eingesetzten Plastifikatoren für eine Massenanwendung relativ teuer.
Ziel der Erfindung Ziel der Erfindung ist es, ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung eines Plastifikators zu finden, dessen Einsatz in Baustoff-Mischungen diese bis zur pumpfähigen und selbstnivellierenden Konsistenz plastifizieren, ohne ihre Festigkeit negativ zu beeinflussen, Darlegung des Wesens der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es, anstelle der bisher verwendeten teuren sulfitmodifizierten Melaminharze oder der mit erheblichen Nachteilen behafteten Ligninsulfonate, Plastifikatoren zu finden, die bei guter Wirksamkeit und günstiger Ökonomie auch eine variable Einstellung der Abbindezeiten der Baustoffe zur Anpassung an die unterschiedlichen Verwendungszwecke erlauben und der bei guter Verflüssigerwirkung die Festigkeiten der Baustoffe nicht negativ beeinflußt und die Nachteile der bisher bekannten Plastifikatoren beseitigt, Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein sulfitmodifiziertes Melaminharz und ein Ligninsulfonat-Harnstoff-Formaldehyd-Harz ko-kondensiert werden.
Mit dem Verfahren des Mischens mehrerer als Plastifikatoren bekannter Stoffe konnte die Aufgabe der Erfindung nicht gelöst werden. In einer Mischung addieren sich lediglich die bekannten Effekte der Mischungskomponenten, während die vorgeschlagenen Ko-Kondensate zu einer erheblich verbesserten Wirkung führen, Darüberhinaus ermöglicht die Ko-Kondensation bei Einhaltung definierter nedingungen die Herstellung von Plastifikatoren, durch die neben einer Verflüssigung der Baustoff-Mischungen deren Abbindezeit gezielt beeinflußbar ist. Es kann somit die Beeinflussung der Abbindezeiten, die nach den bekannten Verfahren nur durch eine aufwendige Zumischung verschiedener Zusätze zum Baustoff selbst erreichbar ist, in einfacher Weise gleichzeitig durch die Wahl eines geeigneten Plastifikators erreicht werden.
Zur Realisierung des erfindungsgemäßen Gedankens ist es unwesentlich, ob der Plastifikator hergestellt wird nach -1. aus einem sulfitmodifizierten Melaminharz und einem Iiigninsulfonat-Harnstoff-Formaldehyd-Hsrz als Vorprodukte, die anschließend einer gemeinsamen Kondensation unterworfen werden, 2. aus einem sulfitmodifizierten Melaminharz, in dessen Lösung aus Ligninsulfonaten, Harnstoff und Formaldehyd ein Kondensat hergestellt und mit dem ersteren verbunden wird, 3. aus einem Ligninsulfonat-Harnstoff-Formaldehyd-Kondensat, in dessen Lösung aus Melamin, Formaldehyd und z,B. einem Alkali-Pyrosulfit ein sulfitmodifiziertes Melaminharz hergestellt und mit dem ersteren verbunden wird, Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in å jedem Fall eine hohe Veredelung des Abproduktes Sulfitablauge erzielt, was zu besonders günstigen ökonomischen Effekten führt, Je nach Anwendung bestimmter molarer Verhältnisse und Bührung der Reaktion bei definierten pH-Werten und Temperaturen wird eine Reihe lagerstabiler Polymerer erhalten, die als Plastifikatoren für alle beliebigen Baustoff-Mischungen verwendet werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet insbesondere die Herstellung von Plastifikatoren mit variabel eingestellten Abbindezeiten, Dadurch ist es möglich, die unterschiedlichen Bedürfnisse der Anwender zielgerichtet zu erfüllen, Die Baustoff-Mischungen können bei günstigen Kosten und guter Qualität aus Zement oder Anhydrit bzw. Gips mit den üblichen Zuschlagstoffen unter Zusatz von 0,1 bis 20 %, vorzugsweise 0,5 bis 5 %, des erfindungsgemäßen duroplastischen Polymeren hergestellt werden.
Die erfindungsgemäßen Baustoff-Mischungen können für die unterschiedlichen Anwendungen im Bauwesen eingesetzt werden, Mit besonderem Vorteil sind diese Baustoffe für Schwer- und Leichtbetone, zur Herstellung von Betonelementen und ähnliche Anwendungen verwendbar, indem die Verarbeitbarkeit bei gleichem Wasser-Bindemittel-Wert verbessert oder Erhöhungen der Pestigkeiten durch Reduzierung des Wasseranteils erreicht werden, was insbesondere in der Betonvorfertigung von Bedeutung ist.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Plastifikatoren wird in den nachfolgenden Beispielen näher erläutert, Ausführungsbeispiele Beispiel 1 330 g eines sulfitmodifizierten Melaminharzes, hergestellt nach DT-OS 2.505.578 oder DT-AS 2,359,291, werden als Komponente A mit 320 g einer Komponente B, - hergestellt durch Kondensation von 270 g 50 %iger Ca-Sulfitablauge mit 40 g Harnstoff und 32 g Formalin 30 %ig bei pH 9 und einer Temperatur von 70 O während einer Stunde -, im alkalischen Medium bei pH 8,5 - 9,0 während einer Stunde bei 70 0C ko-kondensiert.
Beispiel 2 660 g eines sulfitmodifizierten Melaminharzes, hergestellt nach DT-OS 1.671.017, werden mit 270 g Sulfitab lauge 50 %ig und 32 g Formalen 30 %ig und 40 g Harnstoff bei pH 9 bei einer Temperatur von 80 0C während einer Zeit von 2 Stunden kondensiert, Die Reaktion ist beendet, wenn freies Formaldehyd nur noch in Spuren nachweisbar ist, Beispiel 3 Es wird ein Kondensat aus 135 g Sulfitablauge 50 %zig, 16 g Formalen 30 %ig und 20 g Harnstoff bei pH 9 und einer 0 Temperatur von 75 0 in einer Stunde hergestellt. In dieses Kondensat werden 63 g Melamin, 152 g Formalin 30 Soig und 40 g Na-Pyrosulfit gegeben und bei pH 9 über eine Stunde und danach bei pH 5 eines weitere Stunde kondensiert.
Danach wird ein pH-Wert von 8 - 9 eingestellt, Die nach diesen Beispielen hergestellten Plastifikatoren zeigen bei verringerten Produktkosten eine verbesserte plastifizierende Wirkung und erlauben bereits bei ihrer Herstellung die Einstellung unterschiedlicher Äbbindezeiten.
An einem Beton B 300, der mit einem Zement PZ 7/375 hergestellt wurde, wurden folgende Werte gemessen: Verdichtungszahl VZ Abbindezeit (min) ohne Plastifikator 1,18 160 sulfitmodif. Melaminharz 1,10 110 Plastifikator nach Beispiel 1 1,05 210 Plastifikator nach Beispiel 2 1,05 220 Plastifikator nach Beispiel 3 1,07 120 Anwendungsbeispiel Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Baustoff-Mischungen kann von allen im Bauwesen üblichen Baustoff-Mischungen, vorwiegend auf der Basis von Zement oder Anhydrit bzw.
Gips mit leichten oder schweren Zuschlagstoffen und Wasser ausgegangen werden, denen während der Herstellung oder des Transportes oder vor der Verarbeitung 0,1 bis 20 % des beschriebenen Plastifikators zugesetzt werden.
Die Zusammensetzung von Baustoff-Mischungen wird in den nachfolg-enden Beispielen näher erläutert, Baustoff Verflüssiger Dosierung Ausbreit- Festigk.
v. Binde- maß cm v. Vermittel gleichsmörtel B 300 aus PZ7/ 375 Konsistenz Melment L 1,5 55 100 V3 B 300 aus PZ7/ 375 Konsistenz "Plastifikator" 1,5 59 102 V3 Anhydritestrich- Viskomin 2 57 100 mischung Anhydritestrich-Plastifikator 2 58 101 mischung Dabei sind Melment L und Viskomin handelsübliche sulfitmodifizierte Melaminharze, als Plastifikator ist erfindungsgemäß ein Ko-Kondensat aus sulfitmodifiziertem Melaminharz und Ligninsulfonat-Harnstoff-Pormaldehyd-Harz zu verstehen.

Claims

Erfindungsanspruch Verfahren zur Herstellung von Plastifikatoren, dadurch gekennzeichnet, daß ein sulfitmodifiziertes Melaminharz und ein Ligninsulfonat-Harnstoff-Pormaldehyd-Harz ko-kondensiert werden.
2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ko-Kondensate aus den Vorkondensaten der Komponenten oder in der wäßrigen Lösung einer Komponente hergestellt werden.
3. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Ko-Kondensation verwendeten Komponenten in ihrem Verhältnis zueinander von 1 - 99 % variierbar sind,
4. Anorganisch-organische Baustoff-Mischung, dadurch gekennzeichnet, daß der nach Punkt 1 - 3 hergestellte Plastifikator in einer Menge von 0,1 % bis 20 % bezogen auf das Bindemittel angewendet wird.