JPH07241450A - 分散剤及びその製造法 - Google Patents

分散剤及びその製造法

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JPH07241450A
JPH07241450A JP6058339A JP5833994A JPH07241450A JP H07241450 A JPH07241450 A JP H07241450A JP 6058339 A JP6058339 A JP 6058339A JP 5833994 A JP5833994 A JP 5833994A JP H07241450 A JPH07241450 A JP H07241450A
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Yoshito Nishimori
嘉人 西盛
Hideaki Ishitoku
秀明 石徳
Masanobu Kawamura
昌信 河村
Tomofumi Nakamoto
奉文 中本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 石膏用分散剤として優れた分散性を示し、且
つセメント用減水剤として減水硬化が大きく且つ流動性
の経時的変化が少ない分散剤を提供する。 【構成】 一般式(I) 【化1】 で表される化合物、アルデヒド類、アミノ酸、アミノベ
ンゼンスルホン酸及びアルカリを水性条件下で任意の順
序で反応させて得られる縮合生成物を分散剤として含有
するもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は工業用の分散剤に関す
る。更に詳しくはセメント用の減水剤、石膏用、染料
用、無機及び有機顔料用、石炭微粉末スラリー用等の分
散剤に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来か
ら分散剤はセメント、石膏、染料、無機及び有機顔料、
石炭微粉末スラリー等の広範な分野に多用されている。
例えば土木、建築等に大量に使用されているセメント組
成物には、その施行時に於ける作業性の改善、セメント
硬化物の強度や耐久性或いはひび割れ防止等の諸物性の
向上を目的として、セメント用減水剤が使用されてい
る。また石膏は石膏ボード、石膏プラスター等の建築材
料、陶磁器、鋳物等の型材等の分野に広く利用されてい
る。従来より石膏ボード等では、混合水量を低減して石
膏硬化時乾燥工程での乾燥エネルギーの低減、及び撹拌
混合時間や乾燥時間を短縮し、生産性を向上させるため
に分散剤が使用されている。
【0003】先きにこれ等の分野の分散剤として、ビス
フェノール類とアミノベンゼンスルホン酸のホルムアル
デヒド縮合物を主成分とする分散剤が提案されている
(特開平3-187960)。しかしながらセメント用減水剤と
して用いた場合、セメント組成物の流動性が短時間で失
われ(スランプロス)、作業性が悪化するという欠点が
未だ克服されていなかった。また石膏用分散剤として用
いた場合も生産性の向上の面から水量の更なる削減が要
求されており、撹拌混合時間が短くとも更に優れた分散
性が要求されていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者等は、既
存の分散剤よりも優れた分散性を示す分散剤に就いて鋭
意検討した。その結果、ビスフェノール類と芳香族アミ
ノスルホン酸のホルムアルデヒド縮合物の分子内にアミ
ノ酸を導入することにより、ビスフエノール類・芳香族
アミノスルホン酸・ホルムアルデヒド縮合物では予想出
来なかった分散効果を示すことを見出だした。特に下記
A成分、B成分、C成分をA:B:C=1.0:0.6〜0.
9:0.05〜0.3の反応モル比で製造した縮合物が石膏用分
散剤として、A:B:C=1.0:1.0〜2.0:0.2〜1.5の
反応モル比で製造した縮合物がセメント用分散剤として
夫々好適であることを見出だし本発明に到達した。 A成分:一般式(I)で表されるビスフェノール類、
【0005】
【化2】
【0006】B成分:アミノベンゼンスルホン酸 C成分:アミノ酸
【0007】本発明で使用されているビスフェノール類
の具体例としては4,4’−ジヒドロキシジフェニルメ
タン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパ
ン、4,4’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4,
4−ビス(4−ヒドロキシフェニル)吉草酸、4,4−
ビス(4−ヒドロキシフェニル)酪酸及びこれ等の異性
体等が挙げられる。またこれ等は2種以上併用してもよ
い。またアミノベンゼンスルホン酸としては4−アミノ
ベンゼンスルホン酸及びその異性体の他、2−アミノ−
5−メチルベンゼンスルホン酸等のメチル基を有するも
の及びその異性体も使用可能である。
【0008】またアミノ酸としては、グルタミン酸、グ
リシン、アラニン、イミノ二酢酸、アスパラギン酸、セ
リン、アミノ酪酸、グルタチオン、6−アミノヘキサン
酸、バリン、メチオニン、ロイシン等が使用可能である
が、グルタミン酸、グリシン、イミノ二酢酸が好まし
い。本発明で使用するホルムアルデヒド類としては、通
常ホルムアルデヒド水溶液(ホルマリン)を使用する
が、パラホルムアルデヒド等のホルムアルデヒド誘導体
を用いてもよい。またその使用割合は、ビスフェノール
類1モルに対するアミノベンゼンスルホン酸とアミノ酸
の合計のモル数が0.65〜3.5であることが望ましい。ま
たホルムアルデヒド類はビスフェノール類に対して1.2
〜5.0モル使用するのが好ましい。
【0009】本発明の製造法では反応時にアルカリを添
加することが必要である。用いるアルカリは水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、アンモニ
ア、及び水酸化アンモニウム等が使用可能であり、ビス
フェノール類に対して0.6〜4.0モル加えるのが望まし
い。上記ビスフェノール類1モルに対するアミノベンゼ
ンスルホン酸とアミノ酸の合計のモル数、ホルムアルデ
ヒド及びアルカリのモル数を外れると、分子量が分散剤
として好ましい範囲に含まれない。縮合物の重量平均分
子量は3000〜50000の範囲のものが望ましい。特に望ま
しくは7000〜30000で、その範囲以外のものは分散性や
分散安定性が低下する。尚、重量平均分子量はゲル・パ
ーミエイション・クロマトグラフィー(GPC)によっ
て容易に測定出来る。
【0010】本発明の分散剤は、前記各成分を上記の割
合で水性条件下、常圧或いは加圧下30〜140℃の温度条
件で、2〜60時間反応させることにより、得ることが出
来る。また本発明の縮合物はアミノベンゼンスルホン酸
とアミノ酸の一方をビスフェノール類と同時に仕込んで
ホルムアルデヒド縮合させ、その後で他方をホルムアル
デヒド縮合させても得ることが出来る。本発明の分散剤
の固形分添加率は、石膏或いはセメントに対しては0.05
〜1.0重量%であることが望ましい。0.05重量%未満で
あると分散性が不充分であり、1.0重量%以上であると
石膏或いはセメント組成物が著しい凝結遅延を起こす場
合がある。
【0011】
【実施例】以下、本発明を実施例に従って、更に詳述す
るが、本発明はこれによって限定されるものではない。
尚、配合量を示す「部」は重量部を示す。
【0012】合成例1 撹拌装置、還流装置、温度計、ホルムアルデヒド滴下装
置の付いた反応容器に下記の物質を所定量仕込んだ。 (1) 2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン 228.3部(1.0モル) (2) 4−アミノベンゼンスルホン酸 129.9部(0.75モル) (3) グルタミン酸 22.1部(0.15モル) (4) 水酸化ナトリウム 39.2部(0.98モル) (5) 水 876.4部 この固液に温度100℃にて37%ホルムアルデヒド水溶液2
02.7部(ホルムアルデヒド2.5モル)を1時間で滴下
し、更にその温度で20時間反応させて本発明の縮合物の
水溶液を得た。
【0013】合成例2 撹拌装置、還流装置、温度計、ホルムアルデヒド滴下装
置の付いた反応容器に下記の物質を所定量仕込んだ。 (1) 2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン 228.3部(1.0モル) (2) 3−アミノベンゼンスルホン酸 155.9部(0.9モル) (3) 水酸化ナトリウム 40.0部(1.0モル) (4) 水 861.2部 この固液に温度90℃にて37%ホルムアルデヒド水溶液21
0.8部(2.6モル)を1時間で滴下し、更にその温度で15
時間反応させた。反応後の反応液にグルタミン酸44.1部
(0.3モル)、水酸化ナトリウム12.0部(0.3モル)を加
えた後、ホルムアルデヒド水溶液24.3部(0.3モル)を3
0分で滴下した。この反応液を90℃で5時間反応させて
縮合物の水溶液を得た。
【0014】合成例3〜12 本発明のA成分、B成分、C成分を夫々表1,2に示し
た化合物に代え、そのモル比を表3のように代えた他
は、合成例1に全く同様にして夫々の縮合物の水溶液を
得た。尚合成例1〜5のモル比は石膏用分散剤に適した
モル比に含まれており、合成例6〜9はセメント用減水
剤に適したモル比に含まれている。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】
【表3】
【0018】合成例1〜12の方法で得られた縮合物の
重量平均分子量を表4に示した。
【0019】
【表4】
【0020】合成例13 特開平3−187960号公報に記載された実施例1に
従って反応容器に下記の物質を仕込んだ。 (1)2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン 114.2部(0.5モル) (2)4−アミノベンゼンスルホン酸 173.2部(1.0モル) (3)水酸化ナトリウム 40.0部(1.0モル) (4)水 768.7部 この固液懸濁液に、温度90℃で37重量%ホルムアルデヒ
ド水溶液162.2部(2モル)を1時間で滴下し、更に同
様の温度で10時間反応させて縮合物の水溶液を得た。
【0021】合成例14 撹拌装置、還流装置、温度計、ホルムアルデヒド滴下装
置の付いた反応容器に下記の物質を所定量仕込んだ。 (1)2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン 274.0部(1.2モル) (2)4−アミノベンゼンスルホン酸 173.2部(1.0モル) (3)水酸化ナトリウム 44.0部(1.1モル) (4)水 1575.0部 この固液懸濁液に、温度60℃で37重量%ホルムアルデヒ
ド水溶液210.8部(2.6モル)を1時間で滴下した。更に
その温度で35時間反応させ、縮合物の水溶液を得た。
【0022】合成例15 特開平4−331751号公報に従い、撹拌装置、還流
装置、温度計、ホルムアルデヒド滴下装置の付いた反応
容器に下記の物質を所定量仕込んだ。 (1)4,4’−ジヒドロキシジフェニルメタン 200.3部(1.0モル) (2)グルタミン酸 147.1部(1.0モル) (3)水酸化ナトリウム 80.0部(2.0モル) (4)水 913.0部 この固液懸濁液に、温度80℃にて37重量%ホルムアルデ
ヒド水溶液202.5部(2.5モル)を1時間で滴下し、更に
その温度で5時間反応させて縮合物の水溶液を得た。
【0023】石膏試験 石膏(睦化学工業株式会社製の商品名:SK)1100部と
水620部をミキサーで15秒間撹拌し、内径50mm、高さ50m
mの中空の円柱容器に流し込んだ。容器を上方に引き抜
いた後、石膏スラリーの円状の広がりの直径(フロー
値)を2箇所測定し平均すると、100mmであった。次に
分散剤として、合成例1の縮合物水溶液を2.2部(石膏
に対して0.2重量%)添加し、同一石膏量で水量を変更
した他は上記方法と同様にして、100mmのフロー値を示
す水量を調べると、水量は475部であった。これより、
合成例1の縮合物水溶液を固形分換算で2.2部添加した
場合の減水量は以下の計算式より13.2%であった。
【0024】
【0025】石膏の凝結時間はJIS R 9112に準拠して測
定し、石膏硬化物が最高温度に達した時間を硬化時間と
した。合成例2〜5,10〜12に就いても同様の方法
で減水率と硬化時間を求めた。また比較例として、合成
例14及び汎用分散剤であるナフタレンスルホン酸ホル
ムアルデヒド縮合物(花王株式会社製,商品名:マイテ
ィ150、以下NSFと略す。)を用いて同様の方法で減
水率と硬化時間を求めた。測定結果を表5に示す。
【0026】
【表5】
【0027】コンクリート試験 本発明の分散剤を添加したコンクリートのスランプロス
(流動性の経時変化)を合成例6〜12を合成例13,
15及びNSFと比較した。尚コンクリートの配合を表
6に示す。コンクリートは、セメント,骨剤,及び減水
剤を含む水を100リットル可搬傾胴式ミキサーにて3分
間混練し、直後,60,120分後のスランプ、及び空気量
を測定した。コンクリートのスランプ,及び空気量はJI
S A 6204に準拠して行った。
【0028】
【表6】 1) C セメント:普通ポルトランドセメント W 水 :水道水 S 細骨材 :島根産川砂 比重2.59 粗粒率2.60 G 粗骨材 :山口産砕石 比重2.71 粗粒率6.86
【0029】測定結果を表7に示す。
【0030】
【表7】 1) 固形分添加率(対セメント重量) 2) 直後の空気量は市販の界面活性剤サンフローAE−
4にて調整した。
【0031】本発明の分散剤は、比較例の縮合物よりも
石膏試験の結果では減水率が大きく、コンクリート試験
では少ない添加量で同程度のスランプを得ることが出来
る。これは本発明の分散剤が分散性に優れていることを
示している。またスランプの経時変化から、本発明の分
散剤(減水剤)は流動性の経時的変化が極めて少ないこ
とを示している。また石膏の凝結試験の結果から、見掛
けの硬化時間は従来の分散剤と殆ど変化が無いことを示
している。これ等の結果より、本発明の分散剤が優れた
結果を有することは明らかである。
【0032】
【発明の効果】本発明の分散剤は、従来の分散剤と比較
し、分散性にも分散安定性にも優れているため、セメン
ト用の減水剤、石膏用分散剤のみならず、染料用、無機
及び有機顔料用、石炭微粉末スラリー用等の分散剤とし
て優れた性能を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中本 奉文 山口県岩国市飯田町2−8−1 日本製紙 株式会社生産技術研究所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビスフェノール類、アミノベンゼンスル
    ホン酸、及びアミノ酸のホルムアルデヒド縮合物を含有
    することを特徴とする分散剤。
  2. 【請求項2】 水性条件下で、下記A成分、B成分、C
    成分をA:B:C=1.0:0.6〜0.9:0.05〜0.3のモル比
    でホルムアルデヒド縮合させて得られる生成物を含有す
    ることを特徴とする石膏用分散剤; A成分:一般式(I)で表されるビスフェノール類、 【化1】 B成分:アミノベンゼンスルホン酸 C成分:アミノ酸
  3. 【請求項3】 水性条件下で、請求項2に記載のA成
    分、B成分、C成分をA:B:C=1.0:1.0〜2.0:0.2
    〜1.5のモル比でホルムアルデヒド縮合させて得られた
    生成物を分散剤として含有することを特徴とするセメン
    ト用減水剤。
  4. 【請求項4】 水性条件下で、請求項2に記載のA成
    分、B成分、C成分とアルカリ、アルデヒド類とを1.
    0:0.6〜2.0:0.05〜1.5:0.6〜4.0:1.2〜5.0のモル比
    で反応させて新規な縮合物を得る製造法。
  5. 【請求項5】 C成分として、グルタミン酸、グリシ
    ン、イミノ二酢酸の何れかを用いることを特徴とする請
    求項2または3中の何れか1項に記載の分散剤。
  6. 【請求項6】 C成分として、グルタミン酸、グリシ
    ン、イミノ二酢酸の何れかを用いることを特徴とする請
    求項4に記載の分散剤の製造法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100400479B1 (en) * 2002-10-08 2003-10-04 Envitech Inc Concrete admixture using liquor generated from monosodium glutamate fermentation process as by-product
JPWO2015064445A1 (ja) * 2013-10-28 2017-03-09 日立化成株式会社 樹脂組成物、電極、鉛蓄電池及びこれらの製造方法
CN108675800A (zh) * 2018-06-17 2018-10-19 刘玉清 一种改性茶皂素陶瓷解凝剂及其制备方法

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