JP5234700B2 - Method for producing naphthalenesulfonic acid formaldehyde condensate - Google Patents
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Description
本発明は、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の製造方法、それにより得られうるナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物又はその水溶性塩、それを含有するセメント分散剤、及びそれを添加したセメント組成物に関する。 The present invention relates to a method for producing a naphthalenesulfonic acid formaldehyde condensate, a naphthalenesulfonic acid formaldehyde condensate or a water-soluble salt thereof, a cement dispersant containing the same, and a cement composition to which the same is added.
ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の水溶性塩(以下、ナフタレン系縮合物塩ともいう)は、ホルムアルデヒドによる縮合反応によって高分子化されたものであり、旧来よりセメント分散剤用途に多用されている(特許文献1、非特許文献1)。ナフタレン系縮合物塩をセメント分散剤としてセメント組成物に添加すると、その組成物の流動性を増大させる。その結果、セメント組成物の水/セメント比の減少、コンクリート強度の増大等の好ましい効果を示すことが知られている。また、特許文献2、3は、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の製造において、遊離または未反応ホルマリンを低減することを開示している。
近年、ホルムアルデヒドを起因とするシックハウス症候群が問題化しており、ナフタレン系縮合物塩についても、残存する未反応ホルムアルデヒドが課題となる事が今後予測される。かかるナフタレン系縮合物塩を含有するセメント分散剤、それを含有するセメント組成物は、品質が安定し、硬化体から放出されるホルムアルデヒドを低減し環境への負荷の低い製品として利用されることが期待される。 In recent years, sick house syndrome caused by formaldehyde has become a problem, and it is predicted that remaining unreacted formaldehyde will be a problem for naphthalene-based condensate salts. Such a cement dispersant containing a naphthalene-based condensate salt and a cement composition containing the same may be used as a product with stable quality, reduced formaldehyde released from a cured product, and low environmental impact. Be expected.
ナフタレン系の未反応ホルムアルデヒド量を低減する方法として、ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとの縮合反応に於いて、(1)仕込みホルムアルデヒド量比の低減、(2)反応温度を高めてホルムアルデヒドの反応率を上げる、等が考えられる。 As a method of reducing the amount of unreacted formaldehyde in naphthalene, in the condensation reaction of naphthalene sulfonic acid and formaldehyde, (1) reducing the amount of charged formaldehyde, (2) increasing the reaction temperature and increasing the reaction rate of formaldehyde , Etc. are conceivable.
しかし(1)の方法は、高分子化を妨げるばかりではなく、所定分子量にするには大幅な縮合時間の延長が必要となる。また、一般にナフタレン縮合物の製造において縮合反応は水系で行われることから、(2)の方法では、100〜105℃以上の高温にすることはできない。何れにしてもセメント分散剤としての分子量を得るためには、(1)、(2)の方法では高分子化が難しく、所定の分散性能が得ることができない、また高分子化するには縮合時間を大幅に延長させることが必要となる。 However, the method (1) not only prevents the polymerization, but also requires a significant extension of the condensation time to achieve a predetermined molecular weight. In general, in the production of naphthalene condensate, the condensation reaction is carried out in an aqueous system, so that the temperature of 100 to 105 ° C. or higher cannot be achieved by the method (2). In any case, in order to obtain a molecular weight as a cement dispersant, it is difficult to obtain a high molecular weight by the methods (1) and (2), and a predetermined dispersion performance cannot be obtained. It will be necessary to extend the time significantly.
本発明は、未反応ホルムアルデヒド量が低減され、品質が安定し、環境への負荷が小さく、セメント分散剤として好適なナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物水溶性塩を容易に製造できる方法を提供することを課題とする。 The present invention provides a method in which the amount of unreacted formaldehyde is reduced, the quality is stable, the load on the environment is small, and a naphthalenesulfonic acid formaldehyde condensate water-soluble salt suitable as a cement dispersant can be easily produced. Let it be an issue.
本発明は、ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとを縮合反応させる縮合反応工程(I)、該縮合反応工程(I)で得られた縮合物を含む反応系に亜硫酸塩を添加する工程(II)、及び該工程(II)の反応系から水不溶解物を除去する工程(III)を有するナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の製造方法に関する。 The present invention includes a condensation reaction step (I) in which naphthalenesulfonic acid and formaldehyde are subjected to a condensation reaction, a step (II) in which sulfite is added to the reaction system containing the condensate obtained in the condensation reaction step (I), and The present invention relates to a method for producing a naphthalenesulfonic acid formaldehyde condensate having a step (III) of removing water insolubles from the reaction system of the step (II).
また、これら工程(I)〜(III)を有し、前記縮合反応工程(I)の後に縮合物の中和を行う、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の水溶性塩の製造方法に関する。 Moreover, it is related with the manufacturing method of the water-soluble salt of a naphthalenesulfonic acid formaldehyde condensate which has these process (I)-(III) and neutralizes a condensate after the said condensation reaction process (I).
また、本発明は、上記本発明の製造方法で得られうるナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物又はその水溶性塩、該ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物水溶性塩を含有するセメント分散剤、並びに、セメント、水及び該セメント分散剤を含有するセメント組成物に関する。 The present invention also provides a naphthalene sulfonic acid formaldehyde condensate obtained by the production method of the present invention or a water-soluble salt thereof, a cement dispersant containing the naphthalene sulfonic acid formaldehyde condensate water-soluble salt, and cement, water And a cement composition containing the cement dispersant.
更に本発明は、ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとを縮合反応させる縮合反応工程(I)、該縮合反応工程(I)で得られた縮合物を含む反応系に亜硫酸塩を添加する工程(II)、及び該工程(II)の反応系から水不溶解物を除去する工程(III)を有し、前記縮合反応工程(I)の後に縮合物の中和を行う、セメント分散剤組成物の製造方法に関する。 Furthermore, the present invention provides a condensation reaction step (I) in which naphthalenesulfonic acid and formaldehyde are subjected to a condensation reaction, a step (II) in which sulfite is added to the reaction system containing the condensate obtained in the condensation reaction step (I), And a method for producing a cement dispersant composition, comprising removing the water-insoluble matter from the reaction system of step (II) (III), and neutralizing the condensate after the condensation reaction step (I) About.
本発明により、未反応ホルムアルデヒド量が低減され、品質が安定し、環境への負荷が小さく、セメント分散剤として好適なナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の水溶性塩を容易に製造できる方法が提供される。このため、未反応ホルムアルデヒド量が低減され、品質が安定し、環境への負荷が小さいナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物水溶性塩、該水溶性塩を含有するセメント分散剤、及び該分散剤を含有するセメント組成物を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a method in which the amount of unreacted formaldehyde is reduced, the quality is stable, the burden on the environment is small, and a water-soluble salt of a naphthalenesulfonic acid formaldehyde condensate suitable as a cement dispersant can be easily produced. . For this reason, the amount of unreacted formaldehyde is reduced, the quality is stable, and the load on the environment is small. The water-soluble salt of naphthalenesulfonic acid formaldehyde condensate, the cement dispersant containing the water-soluble salt, and the dispersant are contained. A cement composition can be provided.
本発明は、従来提案されている上記(1)、(2)の方法とは異なり、未反応ホルムアルデヒドを亜硫酸塩で水不溶解物として除去する方法を提案するものである。 The present invention proposes a method for removing unreacted formaldehyde as a water-insoluble substance with sulfite, unlike the above-mentioned methods (1) and (2).
即ち、本発明では、ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとを縮合反応させる縮合反応工程(I)、該縮合反応工程(I)で得られた縮合物を含む反応系に亜硫酸塩を添加する工程(II)、及び該工程(II)の反応系から水不溶解物を除去する工程(III)を含むナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の製造方法、または、ナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドとを縮合反応させる縮合反応工程(I)、該縮合反応工程(I)で得られた縮合物を含む反応系に亜硫酸塩を添加する工程(II)、及び該工程(II)の反応系から水不溶解物を除去する工程(III)を含み、前記縮合反応工程(I)の後に縮合物の中和を行う、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の水溶性塩の製造方法であり、このようにしてナフタレンスルホン酸とホルムアルデヒドの縮合反応終了後、反応系に亜硫酸塩を添加して未反応ホルムアルデヒドを水不溶解物として除去するものである。 That is, in the present invention, a condensation reaction step (I) in which naphthalenesulfonic acid and formaldehyde are subjected to a condensation reaction, and a step (II) in which sulfite is added to the reaction system containing the condensate obtained in the condensation reaction step (I). And a method for producing a naphthalenesulfonic acid formaldehyde condensate comprising a step (III) of removing water-insoluble matter from the reaction system of the step (II), or a condensation reaction step of condensing a naphthalenesulfonic acid and formaldehyde ( I), a step (II) of adding sulfite to the reaction system containing the condensate obtained in the condensation reaction step (I), and a step of removing water-insoluble matter from the reaction system of the step (II) ( III), and a method for producing a water-soluble salt of a naphthalenesulfonic acid formaldehyde condensate, wherein the condensate is neutralized after the condensation reaction step (I). After the condensation reaction completion of phosphate and formaldehyde, it is a reaction to the addition to unreacted formaldehyde sulphite intended to remove as water insolubles.
本発明で選定した亜硫酸塩は、ホルムアルデヒドの水不溶解物の形成能に優れ、十分な除去効果を奏することができる。他の無機塩ではこのような効果は十分に得られない。従って、縮合反応の条件や縮合時間を延長する必要はなく、未反応ホルムアルデヒド量を低減することが可能となる。本発明の製造方法では、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物水溶性塩が溶解した水溶液を得ることができるため、そのまま種々の用途、特にセメント分散剤に好ましく供することができる。 The sulfite selected in the present invention is excellent in the ability to form a water-insoluble substance of formaldehyde and has a sufficient removal effect. Such effects cannot be sufficiently obtained with other inorganic salts. Therefore, it is not necessary to extend the conditions for the condensation reaction and the condensation time, and the amount of unreacted formaldehyde can be reduced. In the production method of the present invention, an aqueous solution in which a water-soluble salt of naphthalene sulfonic acid formaldehyde condensate is dissolved can be obtained, and thus it can be preferably used as it is for various uses, in particular, a cement dispersant.
本発明では、ホルムアルデヒド含量が110ppm(重量比基準、以下同様)以下であるナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の水溶性塩を得ることができる。すなわち、本発明によれば、ホルムアルデヒドが110ppm以下であり、重量平均分子量が10000以上であるナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物またはその水溶性塩を含有するセメント分散剤を提供することができる。 In the present invention, it is possible to obtain a water-soluble salt of a naphthalenesulfonic acid formaldehyde condensate having a formaldehyde content of 110 ppm (weight ratio basis, the same shall apply hereinafter) or less. That is, according to the present invention, a cement dispersant containing naphthalenesulfonic acid formaldehyde condensate having a formaldehyde content of 110 ppm or less and a weight average molecular weight of 10,000 or more or a water-soluble salt thereof can be provided.
本発明で使用する亜硫酸塩は、ナトリウム塩等の一価の金属塩、カルシウム塩、マグネシウム塩等の二価の金属塩が好ましく、特にカルシウム塩がホルムアルデヒドを水不溶解物として、除去する面から好ましい。 The sulfite used in the present invention is preferably a monovalent metal salt such as a sodium salt, or a divalent metal salt such as a calcium salt or a magnesium salt. In particular, the calcium salt removes formaldehyde as a water-insoluble substance. preferable.
また亜硫酸塩の添加量は、縮合反応後の反応系中に存在する未反応ホルムアルデヒド1モルに対して、亜硫酸塩を0.5〜5モルが好ましく、更に0.8〜3モル、特に1〜3モルであることが、反応効率、濾過工程での負担、未反応ホルムアルデヒド量の低減の観点から好ましい。 The amount of sulfite added is preferably 0.5 to 5 mol, more preferably 0.8 to 3 mol, particularly 1 to 1 mol of unreacted formaldehyde present in the reaction system after the condensation reaction. 3 mol is preferable from the viewpoints of reaction efficiency, burden in the filtration step, and reduction of the amount of unreacted formaldehyde.
更にナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の水溶性塩を製造する場合は、縮合反応工程(I)の後に縮合物の中和を行うことが容器の腐食防止等の観点から好ましい。中和は、工程(III)の前までに行うことが好ましく、また、工程(II)において亜硫酸塩と共に中和剤を添加して、未反応ホルムアルデヒドの水不溶解物の形成と中和を行うことが好ましい。中和は、保存容器の腐食を抑制する観点から、反応系のpHが20℃で4〜12の範囲になるまで行うことが好ましく、中和剤としては、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、炭酸カルシウム等が使用でき、亜硫酸塩の添加効果発現(未反応ホルムアルデヒドを水不溶解物にする効果)の観点から、炭酸カルシウムが好ましい。中和剤は、ナフタレンスルホン酸と未反応硫酸に対してそれぞれ1.0〜1.1モル倍添加することが好ましい。すなわち、中和剤は、ナフタレンスルホン酸に対して1.0〜1.1モル倍添加することが好ましく、未反応硫酸に対して1.0〜1.1モル倍添加することが好ましい。かかる水溶性塩は、通常、該水溶性塩が溶解した水溶液として得られる。 Furthermore, when manufacturing the water-soluble salt of a naphthalenesulfonic acid formaldehyde condensate, it is preferable from a viewpoint of corrosion prevention etc. of a container to neutralize a condensate after condensation reaction process (I). Neutralization is preferably performed before step (III). In step (II), a neutralizing agent is added together with sulfite to form and neutralize water-insoluble matter of unreacted formaldehyde. It is preferable. Neutralization is preferably performed from the viewpoint of suppressing corrosion of the storage container until the pH of the reaction system is in the range of 4 to 12 at 20 ° C. As the neutralizing agent, calcium hydroxide, sodium hydroxide, carbonate Calcium carbonate or the like is preferable from the viewpoint of the effect of adding sulfite and the effect of adding sulfite (effect of making unreacted formaldehyde water insoluble). The neutralizing agent is preferably added in an amount of 1.0 to 1.1 moles per each of naphthalenesulfonic acid and unreacted sulfuric acid. That is, the neutralizing agent is preferably added in an amount of 1.0 to 1.1 mol times relative to naphthalenesulfonic acid, and is preferably added in an amount of 1.0 to 1.1 mol times relative to unreacted sulfuric acid. Such a water-soluble salt is usually obtained as an aqueous solution in which the water-soluble salt is dissolved.
セメント分散剤としてのナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物水溶性塩の製造方法の一例を以下に簡単に説明する。 An example of a method for producing a naphthalenesulfonic acid formaldehyde condensate water-soluble salt as a cement dispersant will be briefly described below.
まず、ナフタレンスルホン酸を得るために、ナフタレン1モルに対して、硫酸1.2〜1.4モル比を用い、150〜165℃で2〜5時間反応させてスルホン化物を得る。次いで、該スルホン化物1モルに対して、ホルムアルデヒドとして0.95〜0.99モルとなるようにホルマリンを85〜95℃で、3〜6時間かけて滴下し、95〜105℃で縮合反応を行う〔工程(I)〕。縮合物に、水と中和剤(例えば炭酸カルシウム)と亜硫酸塩を加え、80〜95℃で中和工程を行うと共に未反応アルデヒドを水不溶解物とする〔工程(II)及び中和〕。中和剤は、ナフタレンスルホン酸と未反応硫酸に対してそれぞれ1.0〜1.1モル倍添加することが好ましい。また、亜硫酸塩は、未反応ホルムアルデヒド1モルに対して、0.5〜5モル添加することが好ましい。なお、反応系中の未反応ホルムアルデヒドの量は、後述する実施例の方法により測定できる。その後、定法により水不溶解物を除去する工程、好ましくは濾過により分離し〔工程(III)〕、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物水溶性塩の水溶液が得られる。この水溶液はそのまま或いは他の成分を適宜添加してセメント分散剤組成物として使用することができる。該水溶液の固形分濃度は用途にもよるが、セメント分散剤用としては、30〜45重量%が好ましい。更に必要に応じて該水溶液を乾燥、粉末化して粉末状のナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物水溶性塩を得ることができ、これを粉末状のセメント分散剤に用いてもよい。乾燥、粉末化は、噴霧乾燥、ドラム乾燥、凍結乾燥等により行うことができる。 First, in order to obtain naphthalene sulfonic acid, it is made to react at 150-165 degreeC for 2 to 5 hours using 1.2-1.4 molar ratio of sulfuric acid with respect to 1 mol of naphthalene, and a sulfonated substance is obtained. Next, formalin is added dropwise at 85 to 95 ° C. over 3 to 6 hours to form 0.95 to 0.99 mol of formaldehyde with respect to 1 mol of the sulfonated product, and a condensation reaction is performed at 95 to 105 ° C. Perform [Step (I)]. Water, a neutralizing agent (for example, calcium carbonate) and sulfite are added to the condensate, and a neutralization step is performed at 80 to 95 ° C. and an unreacted aldehyde is converted into a water-insoluble matter [step (II) and neutralization]. . The neutralizing agent is preferably added in an amount of 1.0 to 1.1 moles per each of naphthalenesulfonic acid and unreacted sulfuric acid. Moreover, it is preferable to add 0.5-5 mol of sulfites with respect to 1 mol of unreacted formaldehyde. The amount of unreacted formaldehyde in the reaction system can be measured by the method of Examples described later. Thereafter, the water-insoluble matter is removed by a conventional method, preferably by filtration [Step (III)] to obtain an aqueous solution of a water-soluble salt of naphthalenesulfonic acid formaldehyde condensate. This aqueous solution can be used as a cement dispersant composition as it is or with other components added as appropriate. The solid content concentration of the aqueous solution is preferably 30 to 45% by weight for a cement dispersant, although it depends on the application. Further, if necessary, the aqueous solution can be dried and pulverized to obtain a powdery naphthalenesulfonic acid formaldehyde condensate water-soluble salt, which may be used as a powdery cement dispersant. Drying and powdering can be performed by spray drying, drum drying, freeze drying, or the like.
本発明の製造方法で得られうるナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物又はその水溶性塩は、重量平均分子量が10000以上が好ましく、更に10000〜15000であることが好ましい。この分子量は、液体クロマトグラフィー法(標準物質はポリスチレンスルホン酸ナトリウム)により測定されるものである。 The naphthalenesulfonic acid formaldehyde condensate or water-soluble salt thereof obtainable by the production method of the present invention preferably has a weight average molecular weight of 10,000 or more, more preferably 10,000 to 15,000. This molecular weight is measured by a liquid chromatography method (the standard substance is sodium polystyrene sulfonate).
また、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物水溶性塩について、水溶性とは、固形分濃度10重量%以上の水溶液を調製できるものをいう。 Moreover, about the naphthalenesulfonic acid formaldehyde condensate water-soluble salt, water-soluble means that an aqueous solution having a solid content concentration of 10% by weight or more can be prepared.
ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物をセメント分散剤として使用する場合、セメント100重量部に対して、0.05〜3重量部、更に0.1〜2重量部、特に0.2〜1重量部が好ましい。 When naphthalenesulfonic acid formaldehyde condensate is used as a cement dispersant, it is preferably 0.05 to 3 parts by weight, more preferably 0.1 to 2 parts by weight, and particularly preferably 0.2 to 1 part by weight with respect to 100 parts by weight of cement. .
本発明のセメント分散剤と、セメントと、水を混合することによりセメント組成物が得られる。水/セメント重量比(W/C)は20〜60%、更に25〜50%、特に30〜45%が好ましい。 A cement composition is obtained by mixing the cement dispersant of the present invention, cement, and water. The water / cement weight ratio (W / C) is preferably 20 to 60%, more preferably 25 to 50%, and particularly preferably 30 to 45%.
セメントとしては、普通ポルトランドセメント、ビーライトセメント、中庸熱セメント、早強セメント、超早強セメント、耐硫酸セメント等のセメントであり、またこれらに高炉スラグ、フライアッシュ、シリカヒューム、石粉(炭酸カルシウム粉末)等が添加されたものでもよい。 The cements include ordinary Portland cement, Belite cement, moderately hot cement, early strong cement, super early strong cement, sulfuric acid resistant cement, etc., and blast furnace slag, fly ash, silica fume, stone powder (calcium carbonate) Powder) or the like may be added.
さらに、セメント組成物に骨材を含有することもできる。骨材として、砂及び砂利が挙げられる。その際、水硬性組成物はモルタルやコンクリートとして使用できる。 Furthermore, an aggregate can also be contained in a cement composition. Aggregates include sand and gravel. At that time, the hydraulic composition can be used as mortar or concrete.
本発明のセメント組成物は、生コンクリート、コンクリート振動製品分野の外、セルフレベリング用、耐火物用、プラスター用、石膏スラリー用、軽量又は重量コンクリート用、AE用、補修用、プレパックド用、トレーミー用、グラウト用、地盤改良用、寒中用等種々のコンクリートに使用できる。 The cement composition of the present invention is used in the field of ready-mixed concrete, concrete vibration products, for self-leveling, for refractories, for plaster, for gypsum slurry, for lightweight or heavy concrete, for AE, for repair, for pre-packed, for trayy. It can be used for various concretes such as for grout, ground improvement, and cold.
以下の比較例及び実施例によりナフタレン系縮合物塩を製造し、セメント分散剤としての性能評価を行った。結果を表1に示す。 Naphthalene-based condensate salts were produced according to the following comparative examples and examples, and performance evaluation as a cement dispersant was performed. The results are shown in Table 1.
(未反応ホルムアルデヒド量の測定方法)
反応系中の未反応ホルムアルデヒド量は、ナフタレン系縮合物塩を含む反応生成物(固形分濃度40重量%)1gを蒸留水100mlに溶解した後、この水溶液に対して、2−4−ジニトロフェニルヒドラドン誘導体化処理を行い、液体クロマトグラフィーを用いて定量した。標準物質は、ホルムアルデヒドの2−4−ジニトロフェニルヒドラドン誘導体を使用した。液体クロマトグラフィー法の測定条件を下記に示す。
・カラムタイプ:L-Column-ODS(4.6φ×150mm)
・溶離液:水/アセトニトリル=1/1
・流速:1.0ml/min
・検出器:UV360nm
(Method for measuring the amount of unreacted formaldehyde)
The amount of unreacted formaldehyde in the reaction system was determined by dissolving 1 g of a reaction product containing a naphthalene-based condensate salt (solid content concentration: 40% by weight) in 100 ml of distilled water, and then adding 2-4-dinitrophenyl to this aqueous solution. A hydradone derivatization treatment was performed and quantified using liquid chromatography. As a standard substance, a 2--4-dinitrophenylhydradon derivative of formaldehyde was used. The measurement conditions of the liquid chromatography method are shown below.
・ Column type: L-Column-ODS (4.6φ × 150mm)
・ Eluent: Water / acetonitrile = 1/1
・ Flow rate: 1.0ml / min
・ Detector: UV360nm
(ナフタレン系縮合物塩の分子量)
ナフタレン系縮合物塩の分子量は、0.2%水溶液に調整し、液体クロマトグラフィー法で測定し、重量平均分子量で表した。標準物質はポリスチレンスルホン酸ナトリウムを使用した。液体クロマトグラフィー法の測定条件を下記に示す。
・カラムタイプ:G4000SWXL+ G2000SWXL(7.8φ×300mm)
・溶離液:30mM酢酸ソーダ水溶液/アセトニトリル=6/4
・流速:0.7ml/min
・検出器:UV280nm
(Molecular weight of naphthalene-based condensate salt)
The molecular weight of the naphthalene-based condensate salt was adjusted to a 0.2% aqueous solution, measured by a liquid chromatography method, and represented by a weight average molecular weight. The standard substance used was sodium polystyrene sulfonate. The measurement conditions of the liquid chromatography method are shown below.
・ Column type: G4000SW XL + G2000SW XL (7.8φ × 300mm)
-Eluent: 30 mM sodium acetate aqueous solution / acetonitrile = 6/4
・ Flow rate: 0.7ml / min
・ Detector: UV280nm
(セメント分散剤としての性能評価)
ナフタレン系縮合物塩のセメント分散剤としての性能を評価した。普通ポルトランドセメント(太平洋セメント社製)1000gとセメントに対して1重量%(固形分換算)のナフタレン系縮合物塩を水300gに溶解したものをJIS−R5201に基づいたモルタルミキサーで低速1分、高速2分混合した後、ビカー針コーンに充填する。コーン表面を平滑にならして、引き上げ後の拡がり(mm)を測定した。
(Performance evaluation as cement dispersant)
The performance of naphthalene condensate salt as a cement dispersant was evaluated. 1000 g of ordinary Portland cement (manufactured by Taiheiyo Cement) and 1% by weight (converted to solid content) of a naphthalene-based condensate salt in 300 g of water are dissolved in 300 g of water at a low speed of 1 minute using a mortar mixer based on JIS-R5201. After mixing for 2 minutes at high speed, fill the Vicat needle cone. The cone surface was smoothed and the spread (mm) after lifting was measured.
比較例1
ナフタレン1モルに硫酸1.28モルを150℃〜160℃で3時間反応させたスルホン化物に水44gを入れ、ホルマリン(37%)0.98モル(ホルムアルデヒドとして、以下同様)を90℃で3時間かけて滴下する。滴下後98℃から102℃で10時間縮合反応を行った。縮合物に水と中和量の炭酸カルシウムを加えて中和した。中和後のpHは約6であった。その後、濾過して、ナフタレン系縮合物のカルシウム塩(以下、Ca塩と表記する)濃度を40重量%固形分に調整した。このときの未反応ホルムアルデヒド量は660ppmであり、Ca塩の分子量は13200であった。得られた水溶液を用いてセメント分散剤としての性能評価を行った。
Comparative Example 1
44 g of water was added to a sulfonated product obtained by reacting 1 mol of naphthalene with 1.28 mol of sulfuric acid at 150 ° C. to 160 ° C. for 3 hours, and 0.98 mol of formalin (37%) (as formaldehyde) Dripping over time. After the dropping, a condensation reaction was performed at 98 to 102 ° C. for 10 hours. The condensate was neutralized by adding water and a neutralizing amount of calcium carbonate. The pH after neutralization was about 6. Then, it filtered and the calcium salt (henceforth Ca salt) density | concentration of a naphthalene type condensate was adjusted to 40 weight% solid content. The amount of unreacted formaldehyde at this time was 660 ppm, and the molecular weight of the Ca salt was 13200. Performance evaluation as a cement dispersant was performed using the obtained aqueous solution.
比較例2
ナフタレン1モルに硫酸1.28モルを150℃〜160℃で3時間反応させたスルホン化物に水44gを入れ、ホルマリン(37%)0.95モルを80℃〜90℃で3時間かけて滴下する。滴下後98℃から102℃で10時間縮合反応を行った。縮合物に水と中和量の炭酸カルシウムを加えて中和した。中和後のpHは約6であった。その後、濾過してCa塩40重量%固形分とした。このときの未反応ホルムアルデヒド量は450ppm、Ca塩の分子量は8500であった。得られた水溶液を用いてセメント分散剤としての性能評価を行った。
Comparative Example 2
44 g of water was added to a sulfonated product obtained by reacting 1.28 mol of sulfuric acid with 1 mol of naphthalene at 150 ° C. to 160 ° C. for 3 hours, and 0.95 mol of formalin (37%) was added dropwise at 80 ° C. to 90 ° C. over 3 hours. To do. After the dropping, a condensation reaction was performed at 98 to 102 ° C. for 10 hours. The condensate was neutralized by adding water and a neutralizing amount of calcium carbonate. The pH after neutralization was about 6. Then, it filtered and it was set as Ca salt 40 weight% solid content. At this time, the amount of unreacted formaldehyde was 450 ppm, and the molecular weight of the Ca salt was 8500. Performance evaluation as a cement dispersant was performed using the obtained aqueous solution.
比較例3
ナフタレン1モルに硫酸1.28モルを150℃〜160℃で3時間反応させたスルホン化物に水44gを入れ、ホルマリン(37%)0.95モルを90℃で3時間かけて滴下する。滴下後98℃から102℃で18時間縮合反応を行った。縮合物に水と中和量の炭酸カルシウムを加えて中和した。中和後のpHは約6であった。その後、濾過してCa塩40重量%固形分とした。このときの未反応ホルムアルデヒド量は410ppm、Ca塩の分子量は11100であった。得られた水溶液を用いてセメント分散剤としての性能評価を行った。
Comparative Example 3
44 g of water is added to a sulfonated product obtained by reacting 1 mol of naphthalene with 1.28 mol of sulfuric acid at 150 ° C. to 160 ° C. for 3 hours, and 0.95 mol of formalin (37%) is added dropwise at 90 ° C. over 3 hours. After the dropping, a condensation reaction was carried out at 98 to 102 ° C. for 18 hours. The condensate was neutralized by adding water and a neutralizing amount of calcium carbonate. The pH after neutralization was about 6. Then, it filtered and it was set as Ca salt 40 weight% solid content. At this time, the amount of unreacted formaldehyde was 410 ppm, and the molecular weight of the Ca salt was 11100. Performance evaluation as a cement dispersant was performed using the obtained aqueous solution.
比較例4
ナフタレン1モルに硫酸1.28モルを150℃〜160℃で3時間反応させたスルホン化物に水44gを入れ、ホルマリン(37%)0.98モルを90℃で3時間かけて滴下する。滴下後98℃から102℃で18時間縮合反応を行った。縮合物に水と中和量の炭酸カルシウムを加えて中和した。中和後のpHは約6であった。その後、濾過してCa塩40重量%固形分とした。このときの未反応ホルムアルデヒド量は440ppm、Ca塩の分子量は16300であった。得られた水溶液を用いてセメント分散剤としての性能評価を行った。
Comparative Example 4
44 g of water is added to a sulfonated product obtained by reacting 1 mol of naphthalene with 1.28 mol of sulfuric acid at 150 ° C. to 160 ° C. for 3 hours, and 0.98 mol of formalin (37%) is added dropwise at 90 ° C. over 3 hours. After the dropping, a condensation reaction was carried out at 98 to 102 ° C. for 18 hours. The condensate was neutralized by adding water and a neutralizing amount of calcium carbonate. The pH after neutralization was about 6. Then, it filtered and it was set as Ca salt 40 weight% solid content. The amount of unreacted formaldehyde at this time was 440 ppm, and the molecular weight of the Ca salt was 16300. Performance evaluation as a cement dispersant was performed using the obtained aqueous solution.
比較例5
比較例1の合成法で縮合反応を行った後、縮合物に水と中和量の炭酸カルシウムと、表1に示す未反応ホルムアルデヒド量に対する量の炭酸ナトリウムを加えて中和した。中和後のpHは約6であった。その後、比較例1同様に濾過してCa塩40重量%固形分に調整した。このときの未反応ホルムアルデヒド量、分子量を表1に示す。得られた水溶液を用いてセメント分散剤としての性能評価を行った。
Comparative Example 5
After performing the condensation reaction by the synthesis method of Comparative Example 1, water and neutralized amount of calcium carbonate and the amount of sodium carbonate relative to the amount of unreacted formaldehyde shown in Table 1 were added to the condensate for neutralization. The pH after neutralization was about 6. Then, it filtered similarly to the comparative example 1 and adjusted Ca salt to 40 weight% solid content. Table 1 shows the amount of unreacted formaldehyde and the molecular weight. Performance evaluation as a cement dispersant was performed using the obtained aqueous solution.
実施例1〜9
比較例1の合成法で縮合反応を行った後、縮合物に水と中和量の炭酸カルシウムと、表1に示す種類、未反応ホルムアルデヒド量に対する量の亜硫酸塩を加えて中和した。中和後のpHは約6であった。その後、比較例1同様に濾過してCa塩40重量%固形分に調整した。このときの未反応ホルムアルデヒド量、分子量を表1に示す。得られた水溶液を用いてセメント分散剤としての性能評価を行った。
Examples 1-9
After conducting the condensation reaction by the synthesis method of Comparative Example 1, the condensate was neutralized by adding water, a neutralized amount of calcium carbonate, and the type shown in Table 1, an amount of sulfite with respect to the amount of unreacted formaldehyde. The pH after neutralization was about 6. Then, it filtered similarly to the comparative example 1 and adjusted Ca salt to 40 weight% solid content. Table 1 shows the amount of unreacted formaldehyde and the molecular weight. Performance evaluation as a cement dispersant was performed using the obtained aqueous solution.
*表1中、亜硫酸塩の添加量は、未反応ホルムアルデヒド1モルあたりの添加量(モル)である。 * In Table 1, the addition amount of sulfite is the addition amount (mol) per mol of unreacted formaldehyde.
Claims (8)
該縮合反応工程(I)で得られた縮合物を含む反応系に、亜硫酸カルシウム、亜硫酸マグネシウム及び亜硫酸ナトリウムから選ばれる亜硫酸塩を添加する工程(II)、及び
該工程(II)の反応系から水不溶解物を濾過により除去する工程(III)を有し、
前記縮合反応工程(I)の後に工程(II)において、縮合反応後の反応系中に存在する未反応ホルムアルデヒド1モルに対して、前記亜硫酸塩を0.5〜5モル添加し、前記亜硫酸塩と共に中和剤として炭酸カルシウムを添加して縮合物の中和を行う、
ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物の水溶性塩の製造方法。 A condensation reaction step (I) in which naphthalenesulfonic acid and formaldehyde are subjected to a condensation reaction;
A step (II) of adding a sulfite selected from calcium sulfite, magnesium sulfite and sodium sulfite to the reaction system containing the condensate obtained in the condensation reaction step (I), and a reaction system of the step (II) Having a step (III) of removing water insolubles by filtration;
In step (II) after the condensation reaction step (I), 0.5 to 5 mol of the sulfite is added to 1 mol of unreacted formaldehyde present in the reaction system after the condensation reaction, and the sulfite is added. In addition, neutralize the condensate by adding calcium carbonate as a neutralizing agent,
A method for producing a water-soluble salt of a naphthalenesulfonic acid formaldehyde condensate.
該縮合反応工程(I)で得られた縮合物を含む反応系に、亜硫酸カルシウム、亜硫酸マグネシウム及び亜硫酸ナトリウムから選ばれる亜硫酸塩を添加する工程(II)、及び
該工程(II)の反応系から水不溶解物を濾過により除去する工程(III)を有し、
前記縮合反応工程(I)の後に工程(II)において、縮合反応後の反応系中に存在する未反応ホルムアルデヒド1モルに対して、前記亜硫酸塩を0.5〜5モル添加し、前記亜硫酸塩と共に中和剤として炭酸カルシウムを添加して縮合物の中和を行う、
セメント分散剤組成物の製造方法。 A condensation reaction step (I) in which naphthalenesulfonic acid and formaldehyde are subjected to a condensation reaction;
A step (II) of adding a sulfite selected from calcium sulfite, magnesium sulfite and sodium sulfite to the reaction system containing the condensate obtained in the condensation reaction step (I), and a reaction system of the step (II) Having a step (III) of removing water insolubles by filtration;
In step (II) after the condensation reaction step (I), 0.5 to 5 mol of the sulfite is added to 1 mol of unreacted formaldehyde present in the reaction system after the condensation reaction, and the sulfite is added. In addition, neutralize the condensate by adding calcium carbonate as a neutralizing agent,
A method for producing a cement dispersant composition.
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