JPH05301756A - 石膏及びセメント−含有配合物における水溶性セルローススルホアルキル誘導体の使用 - Google Patents

石膏及びセメント−含有配合物における水溶性セルローススルホアルキル誘導体の使用

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JPH05301756A
JPH05301756A JP5033942A JP3394293A JPH05301756A JP H05301756 A JPH05301756 A JP H05301756A JP 5033942 A JP5033942 A JP 5033942A JP 3394293 A JP3394293 A JP 3394293A JP H05301756 A JPH05301756 A JP H05301756A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は水溶性でイオン性のセルロース誘導
体及びその石膏含有そしてセメント含有配合物用添加剤
としての使用に関する。 【効果】 本発明のセルロース誘導体は、完全に水溶性
であり、プラスター糸の保水性を決定的に改善する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、水溶性でイオン性のセルロース
誘導体及びその石膏及びセメント-含有配合物用添加剤
としての使用に関する。
【0002】水溶性セルロースエーテル類、例えばヒド
ロキシエチルセルロース(HEC)、ヒドロキシプロピル
セルロース(HPC)、メチルセルロース(MC)及び
これらの混合エーテル類は既に長い間、種々の建築材料
の無くてはならない加工助剤であった。その応用分野
は、石膏プラスター、セメントプラスター及び目地剤並
びにナイフ塗布用充填剤として、石造建築、煉瓦工事か
ら、壁面仕上用下地剤に至るまで広範囲にわたってい
る。
【0003】プラスター系の加工性を改善するために使
用するセルロースエーテル類の主なものは、事実上非イ
オン性である。石膏、石灰及びセメント配合系の加工の
ために、特にメチルセルロース類又はそのヒドロキシア
ルキルセルロースとの混合エーテル類が使用される。こ
のことに関連して、すべてに優先して重要なことは、そ
れが加工性、可塑性、硬化挙動、接着性、“開放"時間
(open time)、気孔率、垂れ下がり抵抗性、その他に
影響するので、プラスター系の水分バランスを制御する
ことである。
【0004】市販されている非イオン性セルロースエー
テル類、例えばヒドロキシエチルセルロースのレオロジ
ー性を改善するために、非常に変化に富んだ撥水処理が
実施されて来た(例えば米国特許第3,091,542
号、第3,272,640号、第3,435,027号、ド
イツ国特許公開公報(DE−OS)第2,120,439
号参照)。ヒドロキシエチルセルロースと、長鎖アルキ
ル基又は3-アルコキシ-2-ヒドロキシプロピル基導入
化合物との反応、及びその生成物自体、又はメチルセル
ロース誘導体との混合物の建築材料部門での使用が記載
されている(例えばドイツ国特許公開公報第30 20
689号、第30 04 161号、米国特許第4,84
5,207号、第4,784,693号、ドイツ国特許公
開公報第3909 070号、ヨーロッパ特許第0 36
2 769号参照)が、これらはレオロジー性を改善す
るという目的は、今までのところまだ、希望する結果は
得られていない。更に例えば、長鎖アルキル基のセルロ
ース鎖、又はヒドロキシエチルセルロースへの導入は、
収率が非常に悪くなり易いので、結果として他の化合物
と比較して、製造コストが高くなる。
【0005】イオン性セルロースエーテル類の、石膏及
び/又はセメントを基剤としたモルタル配合物、ナイフ
塗布充填剤及び/又はプラスター配合物用添加物として
の使用は、それ自体新規ではない。米国特許第2,84
4,480号、ヨーロッパ特許第0 269 015号、
米国特許第4,707,187号、第4,462,837
号、第3,446,795号、第4,707,188号、第
2,852,402号、及びドイツ国特許(DE)第3
126 489号から、例えばメチルカルボキシルメチ
ルセルロースエーテル及びカルボキシルメチルヒドロキ
シアルキルセルロースエーテルをモルタル添加物とし
て、又は水中コンクリート添加物として、そして地質形
成のための減水剤としての使用することは公知である。
従って、例えば0.05ないし1%のカルボキシルメチ
ルヒドロキシエチルセルロースの添加により、プラスタ
ー系の加工性が改善され、市販のメチルヒドロキシプロ
ピルセルロース(MHPC)又はメチルヒドロキシエチ
ルセルロース(MHEC)と比較して、気孔率が減少し
ているために加工性がより容易になっている。しかし、
これには、プラスター系を液化する作用が強いという欠
点がある。それ故、普通に市販されているMHEC又は
MHPCと比較して、加工性が良くなると、それと引き
替えに、垂れ下がり抵抗性がはっきりと悪くなる。
【0006】カルボキシルメチルセルロースとエチレン
オキシド、プロピレンオキシド又は塩化メチルとの反応
によって、塩、アルカリ、及び酸に対する安定性が改善
される。しかし、特に多価カチオン(例えばCa2+、A
3+)との一般的不適合性は完全には排除できない。そ
の結果、強烈なゲル化又は凝集が起こることがあり得る
〔L. Brandt, ウルマンの工業化学百科辞典(Ullmanns
Encyclopedia of Industrial Chemistry) 5A巻、4
79頁、Verlag Chemie社(Weinheim/New York)1986
年刊行、更にまたドイツ国特許公告公報第3 126 4
89号、及び W. Hansi Dtsch. Farben Ztschr. 25, 19
71, p. 493)。
【0007】それ故本発明の目的は、上記欠点を無くし
て、簡単にそして好収率で生産することができ、そして
市販セルロースエーテル類(HEC、MHEC、MHP
C)と比較して保水性が改善されたセルロースエーテル
を製造し、それを補助剤として使用し、その結果その応
用特性(application technology parameters)〔例え
ば垂れ下がり抵抗性、開放時間(open time)〕を改善
することである。
【0008】今、ヒドロキシエチル、ヒドロキシプロピ
ル、ヒドロキシブチル、ジヒドロキシプロピル、アルキ
ル特にメチル、アリール特にフェニル、アリールアルキ
ル特にベンジル及び/又はアルコキシ-ヒドロキシアル
キル、特に3-アルコキシ-2-ヒドロキシアルキルを置
換基として有する水溶性スルホアルキル改質セルロース
誘導体は、驚くべきことに、添加剤として従来のメチル
セルロース、ヒドロキシアルキル及び/又はメチルヒド
ロキシアルキルセルロースの非イオン性誘導体を含む石
膏及びセメント配合物と比較して、その性質が改善され
ることが発見された。
【0009】本発明で使用されるセルロース誘導体は完
全に水溶性であり、プラスター系の保水性の値を決定的
に改善し、下記に記載した方法により、セルロースエー
テル(例えばMC、HEC、SEC)を改質するか、又
はセルロースから直接製造することができる。
【0010】以下に示す化合物を、スルホアルキル基導
入剤による改質に使用することができる。即ち、 ヒドロキシエチルセルロース (HEC) ヒドロキシプロピルセルロース (HPC) ヒドロキシブチルセルロース (HBC) ジヒドロキシプロピルセルロース (DHPC) メチルセルロース (MC) メチルヒドロキシプロピルセルロース (MHPC) メチルヒドロキシエチルセルロース (MHEC) メチルヒドロキシブチルセルロース (MHBC) エチルセルロース (EC) ヒドロキシプロピルヒドロキシエチルセルロース (HPHEC) ヒドロキシエチルヒドロキシブチルセルロース (HEHBC) である。
【0011】上記化合物は、セルロースのモノ-、ジ-、
又はトリ-エーテルとして、そして異なるセルロースエ
ーテルの混合物として、スルホアルキル、特にスルホエ
チル基導入剤によって改質することができる。流動学的
挙動を改善するために、アルキル、ヒドロキシアルキ
ル、アリール、アリールアルキル及び/又は3-アルコ
キシ-2-ヒドロキシアルキル基導入化合物との反応を、
スルホアルキル基導入剤との反応の前、特にその後に行
うことは可能である。セルロース又はセルロース誘導体
の改質剤は、ウレタン、エステル結合を介して、しかし
特にエーテル結合を介して、基質(セルロース)に結合
している。
【0012】本発明のアニオン性セルロース誘導体は、
スルホエチル基による平均置換度(DS)が0.001
−0.6、好ましくは0.01−0.5である。アルキ
ル、アリール、又はアリールアルキル基による平均置換
度は、DS=0.0001−2.5、特に0.001−2.
0である。触媒量のアルカリと反応する化合物(例えば
エポキシド、グリシジルエーテル)の平均置換度(M
S)は0.0001−5、特に0.001−4である。セ
ルロース誘導体の平均重合度は、約30ないし約4,0
00であり、特に1,000ないし2,500である。
【0013】本発明で使用されるスルホアルキル置換セ
ルロースは、上述したセルロースエーテル類を基本にし
て製造されるが、特にスルホエチルセルロース(SE
C)を基本にして有機溶媒の存在下に製造される。懸濁
剤として、芳香族及び/又は脂肪族炭化水素、ケトン
類、スルホキシド、環状エーテル又は1分子当たり好ま
しくは2−5個の炭素原子を有する低級アルコール並び
にこれら溶媒の混合物が使用される。好ましくはイソプ
ロパノール及び/又は2-メチル-2-プロパノール(ter
t-ブタノール)又はそれらの混合物が使用される。
【0014】本発明で使用されるセルロース誘導体は、
直接セルロースからも製造することができる。疎水性に
改質したヒドロキシエチルスルホエチルセルロースは、
例えば初めにセルロースを不活性有機懸濁剤及びアルカ
リ金属水酸化物の混合物に加えて製造することができ
る。次いで、スルホアルキル導入剤、特にビニールスル
ホン酸ナトリウムを添加し、アルカリセルロースと反応
させる。反応が完結したら、アルカリは随時中和する
か、又は水性-有機溶媒混合物で抽出する。しかし、使
用したアルカリの一部は随時残留していても良く、これ
はその後の反応で使用される。スルホアルキルセルロー
ス、特にスルホエチルセルロースは、随時セルロース化
学で公知の方法で後処理することでき(例えば、K. Eng
elskirchen、Houben-Weylの高分子量物質(Makromolekul
are Stoffe)E20/III巻 2,051頁以降(編集者:A. Bart
h, J. Falbe)、 Georg Thieme Verlag社/Stuttgart 1987
年発行参照)、そして随時不活性有機懸濁剤及びアルカ
リ金属水酸化物の混合物中に懸濁させ、エチレンオキシ
ドと反応させることができる。随時更に別の試薬、例え
ばプロピレンオキシド、n-ブチルグリジジルエーテ
ル、塩化メチル又は塩化ベンジルとの反応を、好ましく
は不活性有機懸濁剤中で実施することができる。反応完
結後、なお存在している可能性のあるアルカリを中和す
るか、又は有機−水性溶媒混合物で抽出することができ
る。生成物は公知の方法で後処理し、石膏及びセメント
-含有配合物の添加剤として使用される。
【0015】アニオン性で水溶性の生成物はスルホアル
キル、特にスルホエチル置換度:0.001−0.6、特
に0.01ー0.5を有する。スルホエチル化セルロース
誘導体の流動度(fluidity)又は保水値は実質的にはス
ルホエチル置換度によって決められる。スルホエチル基
に対して置換度が0.6以上であると、液化作用が増加
し、それに伴って、プラスター系の垂れ下がり抵抗性
(non-sag property)が損なわれるので、同抵抗性を必
要とする系では使用できない。
【0016】好ましいスルホアルキル基導入化合物は、
クロロエタンスルホン酸、ブロモメタンスルホン酸、ビ
ニールスルホン酸、及びそれらの塩、特にビニールスル
ホン酸の塩、特にそのナトリウム塩である。
【0017】出発物質として使用されるのは、粉砕セル
ロース、特にリンターパルプ、針葉樹サルファイトパル
プ(softwood sulphite)、針葉樹サルフェートパル
プ、又は広葉樹セルロースである。市販されているセル
ロースエーテル類、例えばヒドロキシエチル、又はヒド
ロキシプロピルセルロース、メチル又はメチルヒドロキ
シエチル、又はメチルヒドロキシプロピルセルロースエ
ーテル類、エチルヒドロキシエチルセルロース及びエチ
ルセルロースも同様に出発物質として使用することがで
きる。
【0018】スルホエチル-置換セルロース誘導体の製
造は好ましくは、適当な撹拌機を備え、不均一な反応塊
を互いに充分に、確実に混合させる円筒状反応容器中で
実施される。反応容器は、好ましくは密閉され、反応を
窒素雰囲気中で実施できるようにしてある。同容器を、
定められたある温度にする適当な装置も装備している。
【0019】本工程は、下記の反応段階からなる。即
ち、 a)少なくとも触媒量の塩基が必要な、セルロース又は
セルロース誘導体の、少なくとも1種のエーテル化剤
(スルホアルキル化剤、例えばビニールスルホン酸ナト
リウム、及び/又はヒドロキシアルキル基導入化合物、
例えばエチレンオキシド、及び/又は疎水化剤、例えば
n-ブチルグリシジルエーテル)の存在下での、アルカ
リとの反応。
【0020】b)随時更に少なくとも1種のエーテル化
剤、(ヒドロキシアルキル基導入剤、スルホアルキル化
剤、又は疎水化剤)とのエーテル化反応。
【0021】c)随時中和、そして水−有機溶媒混合物
での抽出、又は生成物が熱凝集点(thermal flocculati
on point)を有している場合は熱水による後処理。
【0022】である。
【0023】ヒドロキシアルキル基導入化合物として、
好ましくはエチレンオキシド(EO)、プロピレンオキ
シド(PO)、ブチレンオキシド(BO)、及びグリシ
ドールが使用される。スルホアルキルエーテル化剤とし
て使用されるのはハロゲノエタンスルホン酸又はビニー
ルスルホン酸、特にビニールスルホン酸ナトリウムであ
る。疎水化剤はエポキシド(例えばプロピレンオキシ
ド、ブチレンオキシド、スチレンオキシド、シクロペン
テンオキシド、シクロヘキセンオキシド)、アルキルハ
ライド(例えば塩化メチル、塩化エチル)、アリールア
ルキルハライド(例えば塩化ベンジル)、及びアリール
オキシ-又はアルコキシ-ヒドロオキシアルキル又は-ヒ
ドロキシアリール、又はヒドロキシアルキルアリール、
特に3-アルコキシ-2-ヒドロキシプロピル基導入剤
(例えばイソプロピルグリシジルエーテル、n-ブチル
グリシジルエーテル、2-エチルヘキシルグリシジルエ
ーテル、アリルグリシジルエーテル)である。
【0024】スルホエチル-置換セルロース誘導体は5
ないし60,000mPaの粘度を有している(2重量
%水溶液で、20℃、剪断速度:D=2.5s-1で測
定)。生成物の粘度等級は、酸化性物質、例えば空気、
22、金属酸化物を除去するか、又は添加するか、平
均重合度の異なるセルロースを選んで使用することによ
り調整することができる。
【0025】セルロース又はセルロース誘導体のアルカ
リ化は通常アルカリ金属水酸化物、特に水酸化ナトリウ
ムを、固体状で、又は溶液の形(例えば18−50重量
%のアルカリ金属水酸化物水溶液として)で使用して実
施する。
【0026】均一にエーテル化された製品を得るため
に、更に部分的な過熱を避けるために、セルロース又は
セルロース誘導体のアルカリ化及びそれに続く少なくと
も1種のエーテル化剤とで行う反応は、好ましくは有機
溶媒の存在下に実施する。
【0027】エーテル化剤(アルキレンオキシド、ビニ
ールスルホン酸ナトリウム及び疎水化剤)は一緒に供給
し、アルカリと初めは好ましくは10−60℃、次いで
40−120℃の温度で、0.5−6時間の反応時間で
反応させることができる。好ましくは、ビニールスルホ
ン酸ナトリウムを、好ましくは有機溶媒と共に、最初に
アルカリセルロースと反応させ、続いて混合エーテル化
を、第1段階で生成したスルホエチルセルロースを精製
又は中和するか又はしないで実施することができる。特
にアルカリ含量は、第1段階のエーテル化反応の後、中
和又は水-有機懸濁剤で減少させ、なお残っている苛性
ソーダ溶液は第2段階のエーテル化に有利に使用され
る。
【0028】更にアルキレンオキシド及び/又は疎水化
剤との反応は有機溶媒の存在下又は不存在下、最初は1
0−60℃、その後40−120℃の温度で、0.5−
6時間の反応時間で実施することができる。
【0029】反対に、エーテル化は又、セルロースを第
1段階のエーテル化ではアルキレンオキシド及び疎水化
剤と反応させ、続いてビニールスルホン酸ナトリウム
を、40−120℃で、好ましくは不活性有機懸濁剤、
特にイソプロパノール及び/又はtert-ブタノール中で
反応させて実施することができる。引き続いて更にアル
キレンオキシド及び/又は疎水化剤との反応も随時実施
することが可能である。そうして得られた生成物は、随
時中和し、随時存在するスラリー媒体から分離し、そし
て副生物、随時なお存在するアルカリ又は固着している
塩を、不活性有機、又は水-有機溶媒混合物、例えばア
ルコール類、アルコール−水混合物で洗浄して除去す
る。エーテル化反応が2-又は3-段階工程の時は、精製
は第1段階又は第2段階の後、有機溶媒−水の混合物を
使用して実施することができる。アルカリを消費する試
薬、例えば、塩化メチル、塩化エチル、又は塩化ベンジ
ルを、化学量論量使用すれば、中和は無しで済ますこと
ができる。第2又は第3段階で存在し得る触媒量のアル
カリのために、適当な不活性、例えば、水−アルコール
溶媒混合物で過剰なアルカリを洗い出し、それによって
中和を行わないか、又は中和で生成物中に残る少量の塩
を洗い出して精製工程を省くことも可能である。
【0030】生成物が熱凝集点を持っている場合は、精
製は常圧下、又は僅かな加圧下、熱水で行うのが有利で
ある。
【0031】スルホエチル-改質セルロース誘導体は非
常に優れた酸及びアルカリ安定性を有し、カルボキシメ
チルセルロースとは対照的に数多くの多価カチオン(特
にCa2+、Al3+)と優れた適合性を示す。
【0032】本発明のスルホアルキル化、特にスルホエ
チル化セルロース誘導体は、石膏及びセメント含有配合
物への添加剤として使用される。石膏及びセメント含有
配合物に添加する生成物の量は、その用途によって異な
る。石膏を基剤としたプラスター配合物では、添加量は
乾燥配合物の合計量に対して、好ましくは0.05−0.
5重量%であり、一方、セメント基剤のプラスター配合
物では乾燥配合物の合計量に対して、0.02−0.3重
量%である。しかし、ナイフ塗布用充填剤への添加量は
もっと多くすることができる。石膏基剤のナイフ塗布用
充填剤では、0.1−2重量%、そしてセメント基剤の
ナイフ塗布用充填剤では0.1−1重量%である。
【0033】本発明のセルロースエーテルでは、“D
S”(置換度)及び“MS”(モル置換度)の名称は、
通常の意味を有する。
【0034】セルロース分子の各アンヒドログルコース
単位には、3個のヒドロキシル基が存在する。
【0035】DS:セルロース中で置換されたヒドロキ
シル基の、アンヒドログルコース単位当たりの数、 MS:セルロースと結合した反応物の、アンヒドログル
コース単位当たりのモル数、 以下本発明を、操作の好ましい実施例並びに比較実施例
によって、更に詳細に説明する(部は重量部を意味す
る)。
【0036】
【実施例】
実施例1ヒドロキシエチルセルロースからヒドロキシエチルスル
ホエチルセルロースの製造 225部の、濕分5.1%の市販ヒドロキシエチルセル
ロース(HEC、MS=2.5)を、8部のアセトンと
2部の水との混合物に添加する。12時間後、セルロー
スエーテルを濾別、約2,000部の純アセトンで洗
浄、そして強力な吸引装置で濾別した。アセトンで濡ら
したHECを、適当な撹拌装置を装備し、適当に温度制
御できる円筒状反応容器の中で、2,180部のtert-ブ
タノールに懸濁する。反応容器は窒素をパージして空気
を置換した。119.4部の51.4重量%ビニールスル
ホン酸ナトリウム溶液を加えてから、得られた混合物を
15分間激しく撹拌する。それから157部の水、及び
15.7部の水酸化ナトリウム粒子を添加し、25℃で
30分間、アルカリ化を行う。得られた混合物を75℃
で60分以上加熱し、同温度を180分間維持する。反
応混合物を等モル量の濃酢酸を加えて中和する。生成物
は濾別し、8部のアセトンと2部の水からなる混合物、
2,000部で2回、更に2,000部の純アセトンで洗
浄する。得られた製品は空気循環式乾燥室中、50℃で
乾燥する。
【0037】実施例3,7,9スルホエチルセルロースからヒドロキシプロピルスルホ
エチルセルロースの製造 実施例2,8(操作実施例6)スルホエチルセルロースの製造 適当な撹拌装置を装備し、適当に温度制御できる円筒状
反応容器中、128.6部のリンターパルプセルロース
(水分:5.5%)を、窒素雰囲気下2,188部のイソ
プロパノールに懸濁する。56.7部の51.6重量%濃
度のビニールスルホン酸ナトリウム溶液を加えてから、
混合物を15分間激しく互いに混合させる。次いで、1
81.5部の水と45部の水酸化ナトリウム粒子を添加
して、アルカリ化を25℃で80分間実施する。得られ
た混合物を75℃で60分間以上加熱し、同温度を18
0分間維持する。反応混合物は等モル量の濃酢酸を加え
て中和する。生成物は濾別し、8部のアセトンと2部の
水からなる混合物2,000部で4回、そして2,000
部の純アセトンで洗浄する。製品は空気循環式乾燥室
中、50℃で乾燥する。スルホエチルセルロースNo.
2,6,及び8の製品製造に関するデータは表1に示し
た。
【0038】実施例7ヒドロキシプロピルスルホエチルセルロースの製造 実施例6で製造したスルホエチルセルロースを8部のア
セトンと2部の水からなる混合物、2,000部に加え
た。12時間後、得られたセルロースエーテルを濾別
し、約2,000部の純イソプロパノールで洗浄、そし
て強力な吸引装置で濾別した。223部の、イソプロパ
ノールで濡らしたスルホエチルセルロースを加圧反応器
に充填した。反応器は窒素をパージして空気を置換し
た。38部の水と、16部の49.9%水酸化ナトリウ
ム溶液を撹拌しながら注入した。25℃で30分間アル
カリ化を実施した。連続的に撹拌しながら、280部の
プロピレンオキシドを注入した。得られた混合物は80
℃で150分以上加熱した。同温度を60分間維持し
た。等モル量の濃酢酸で中和し、生成物は濾別し、8.
5部のアセトンと1.5部の水からなる混合物、2,00
0部で3回、そして2,000部の純アセトンで洗浄し
た。製品は空気循環式乾燥室中、50℃で乾燥した。ヒ
ドロキシプロピルスルホエチルセルロースNo.3,7及
び9の製品製造データは表1に示した。
【0039】実施例4、5(操作実施例4)ヒドロキシプロピルスルホエチルセルロースのワンポッ
ト法(複数の工程を容器を変えず1個で実施する)によ
る製造 87.1部の細かく粉砕し、漂白精製したトウヒ亜硫酸
セルロース(水分:6.9%)を器壁にまで届く翼式撹
拌機を装備した加圧式反応器中、1,066部のter
t−ブタノールに懸濁した。反応器は窒素をパージして
空気を置換した。101.5部の水、及び13.1部の4
9.5重量%濃度のビニールスルホン酸ナトリウム溶液
を添加した。混合物は15分間撹拌した。39.2部の
50.1重量%水酸化ナトリウム溶液と280部のプロ
ピレンオキシドを注入し、アルカリ化を25℃で80分
間実施した。次いで、得られた混合物を70℃で60分
間以上加熱し、この温度を180分間維持した。生成物
は等モル量の濃酢酸で中和した。得られた生成物は濾別
し、8部のメタノールと2部の水からなる混合物、2,
000部で3回、そして更に2,000部の純メタノー
ルで洗浄した。製品は空気循環式乾燥室中、50℃で乾
燥した。ヒドロキシプロピルスルホエチルセルロースN
o.4及び5の製造データを表1に示した。
【0040】実施例10メチルスルホエチルセルロースの製造 68.6部の細かく粉砕し、漂白精製したトウヒ亜硫酸
セルロース(水分:5.5%)を器壁にまで届く翼式撹
拌機を装備した加圧式反応器中、1,077部のter
t−ブタノールに懸濁した。反応器は窒素をパージして
空気を置換した。11.9部の水、及び118部の54.
1重量%濃度のビニールスルホン酸ナトリウム溶液を添
加し、混合物は15分間撹拌した。62.9部の50重
量%水酸化ナトリウム溶液を注入した。アルカリ化を2
5℃で80分間実施した。次いで、121部の塩化メチ
ルを注入し、得られた混合物を70℃で60分間以上加
熱した。この温度を180分間維持した。室温に冷却
後、生成物は濾別し、8部のメタノールと2部の水から
なる混合物、2,000部で4回、そして更に2,000
部のエタノールで洗浄した。製品は空気循環式乾燥室
中、50℃で乾燥した。
【0041】実施例11、12、15、16(操作実施
例14)ヒドロキシエチルセルロースを基剤とした、疎水的に改
質したヒドロキシエチルスルホエチルセルロースの製造 225部の市販ヒドロキシエチルセルロース(HEC、
MS=2.5;水分:5.1%)を、8部のアセトンと2
部の水とからなる混合物、約2,000に加える。12
時間後、セルロースエーテルを濾別し、約2,000部
の純粋アセトンで洗浄する。得られたセルロースエーテ
ルは強力な吸引装置で濾別し、更に反応させるために、
適当に温度制御でき、そして適当な撹拌装置を装備した
円筒状反応容器に充填する。窒素雰囲気下セルロースエ
ーテルを2,180部のtert−ブタノール中に懸濁
する。96部の水、169部の30.2重量%濃度のビ
ニールスルホン酸ナトリウム水溶液、及び18.3部の
疎水化剤(この場合、イソプロピルグリシジルエーテ
ル)を添加する。得られた混合物を激しく15分間撹拌
する。15.7部の粒状水酸化ナトリウムを加えてか
ら、アルカリ化反応を25℃で30分間行う。混合物は
60分間で75℃に加熱し、同温度で180分間エーテ
ル化反応を行う。反応混合物は等モル量の濃酢酸を加え
て中和し、生成物は濾別、8部のアセトンと2部の水と
からなる混合物、2,000で4回、更に2,000部の
純アセトンで洗浄する。製品は空気循環式乾燥室中50
℃で乾燥する。実施例11、12、14、15及び16
の製品製造データを表1に示した。
【0042】実施例13ヒドロキシエチルヒドロキシプロピルスルホエチルセル
ロースの製造 87.1部の細かく粉砕し、漂白精製したトウヒ亜硫酸
セルロース(水分:6.9%)を器壁にまで届く翼式撹
拌機を装備した加圧式反応器中、1,066部のter
t−ブタノールに懸濁した。反応器は窒素をパージして
空気を置換した。12.9部の50.5重量%濃度のビニ
ールスルホン酸ナトリウム溶液及び137.6部の水を
添加し、混合物は15分間撹拌する。30部の粒状水酸
化ナトリウムを添加する。アルカリ化を25℃で60分
間実施してから、11部のエチレンオキシド及び116
部のプロピレンオキシドを注入する。得られた反応混合
物を80℃で100分間以上加熱する。この温度を18
0分間維持した。得られた混合物は等モル量の濃酢酸で
中和し、得られた生成物は濾別し、8部のアセトンと2
部の水からなる混合物、2,000部で3回、そして最
後に純アセトンを加えて洗浄する。製品は空気循環式乾
燥室中、50℃で乾燥した。
【0043】本発明のセルロースエーテルは、完全配合
の機械型用石膏プラスター(無水プラスター、砂状石灰
石、消石灰及び凝結遅延剤)を使用して試験した。プラ
スター系の組成は、アニオン性セルロース誘導体の他に
更にプラスター系の性質及び流動挙動を改善する添加剤
を含むことができる。有用な添加剤は、例えば凝固遅延
剤、凝固促進剤、脱泡剤、気孔形成剤、及び疎水化剤で
ある〔I. Schrage:ウルマン工業化学百科辞典(Ullman
n's Encyclopaedie der technischen Chemie)第9巻、
312頁以降(Verlag Chemie社(Weinheim/New Yor
k)1974年発行、及び同所に引用されている文献参
照〕。
【0044】下記に示してある表で、量は重量部を意味
する。粘度はHaake回転粘度計、Type RV1
00,System M 500、測定装置MVを使用
し、DIN(ドイツ工業規格)53,019に従って温
度20℃、剪断速度D=2.5s−1で測定した。それ
ぞれの場合、蒸留水中2重量%濃度の溶液を測定した。
セルロースエーテルは、DIN4188によるスクリー
ンを取り付けた篩装置を用いて篩分けを行った。下に示
す二つの画分をプラスター系で使用した。
【0045】45% < 0.063mm 55% < 0.25mm 試験のために、完全配合機械型用石膏プラスターを調製
し、稠度をDIN18,555、第2部に従って、展開
度(degree of spread)から測定し
た。保水値は、DIN18,555第7部に従って測定
した。水ー固体値(water−solid valu
e)は標準化した。本発明で特許請求しているスルホエ
チル置換セルロース誘導体をそれぞれ、対応する粘度の
市販のメチルヒドロキシエチルセルロースと比較した。
【0046】表1には製造条件、表2には置換度、そし
て表3には種々のスルホエチル−置換セルロース誘導体
の試験結果を、粘度がほぼ同じの市販メチルヒドロキシ
エチルセルロース(Walocel M)と比較し
ながら掲げてある。示してある結果は、それぞれ2回の
測定値の平均である。
【0047】
【表1】
【0048】
【表2】
【0049】
【表3】
【0050】
【表4】
【0051】本発明の主なる特徴及び態様は下記に示す
ようである。
【0052】1.石膏及び/又はセメント−含有プラス
ター系用添加物としてのイオン性スルホアルキル−改
質、特にスルホエチル−改質セルロース誘導体。
【0053】2.第1項記載の添加剤において、水溶性
でイオン性の該セルロースエーテルがスルホエチル置換
度(DS)が0.001−0.6、特に0.01−0.5で
あるスルホエチル−置換セルロース誘導体であることを
特徴とする添加剤。
【0054】3.第1項又は第2項記載の添加剤におい
て、該水溶性スルホエチル化セルロース誘導体が更にエ
ポキシド及び/又はアルキル及び/又はアリールアルキ
ルハライド及び/又は3−アルコキシ−2−ヒドロキシ
プロピル基導入剤でエーテル化されていることを特徴と
する添加剤。
【0055】4.第1項ないし第3項の少なくとも1項
記載の添加剤において、該セルロース誘導体を、セルロ
ースをスルホアルキル導入剤、特にスルホエチル導入
剤、特にビニールスルホン酸ナトリウムと反応させて製
造することを特徴とする添加剤。
【0056】5.第1項ないし第4項の少なくとも1項
記載の添加剤において、該水溶性セルロース誘導体が、
30−4,000特に1,000ー2,500の平均重合
度を有していることを特徴とする添加剤。
【0057】6.第1項ないし第5項の少なくとも1項
記載の添加剤において、該水溶性セルロースエーテル
が、温度20℃、2%水溶液で剪断速度D=2.5s
−1で測定した粘度が5−60,000mPa(回転粘
度計使用)の範囲にあることを特徴とする添加剤。
【0058】7.その添加により、石膏及び/又はセメ
ント−含有配合物の加工性が改善されることを特徴とす
る第1項ないし第6項の少なくとも1項記載の水溶性ス
ルホエチル−改質セルロース誘導体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス・スツアブリコウスキ ドイツ連邦共和国デー3030バルスロデ・ク ラウデイウスシユトラーセ5 (72)発明者 ベルナー・ランゲ ドイツ連邦共和国デー2722フイツセルヘー フエデ・ヒンターデムシユツツエンホルツ 12

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 石膏及び/又はセメント-含有プラスタ
    ー系用添加物としてのイオン性スルホアルキル-改質、
    特にスルホエチル-改質セルロース誘導体。
  2. 【請求項2】 その添加により、石膏及び/又はセメン
    ト-含有配合物の加工性が改善されることを特徴とする
    請求項1記載の水溶性スルホエチル-改質セルロース誘
    導体。
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