JPS5855034A - 分散剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な分散剤組成物に関するものである。ｉ九
本発明はナフタレンスルホン酸及びホルムアルデヒドの
縮合生成物のある種のアルカリ金属塩をセメント混合物
、例えばセメントペースト、水硬性セメントをベースと
する混合物の特性の改善方法に関するものである。

ナフタレンスルホン酸及びホルムアルデヒドの縮合生成
物の塩はセメント粒子の分散に有効であシ、そしてかか
るセメント分散剤は市販されている。

こＯ縮合生成物は一般にナフタレン゛を過剰の硫酸テス
ルホン化し、そＯ後生じ九ナフタレンスルホン酸をホル
ムアルデヒドと縮合するととｋよ抄それ自体製造され′
る。次にこの縮合生成物をチルカリ金属水酸化物例、え
ば水酸化ナトリウムで中和し１、次にこの生成物を処理
して水分を除去するが、または減少させる。市販の生成
物は、更に処理しない場合は乾燥ペニスで約５〜２２重
量％の硫酸ナトリウムを含んで、いる。スルホン化工程
で用艷る過剰の硫酸を水酸化す）ＩＪウムで中和するた
めに硫酸ナトリウムが存在する。分散剤として用いるす
７タレンスルホイ酸及びホルムアルデヒドの縮合生成物
のナトリウム塩はしばしば出荷され、貯蔵され、そして
液体溶液として加えられる。ナフタレンスルホン酸及び
ホルムアルデヒドの縮合生成物のナトリウム塩の製造に
おける副生物である硫酸ナトリウムは例えば約１８℃以
下の寒い気候において１ＩＩｆＫ依存して１０水和物と
して沈殿し得る。この結果、硫酸ナトリウム１０水和物
の結晶はタンク、容器などをふさぎ、生成物を正しく熾
や扱うことが不可能になる。　　　。

仁の硫酸ナトリウムは冷却し、モしてＦ遇するか、また
は水酸化カルシウムで中和し、そしてＦ遇することＫよ
抄除去できる。

リヒター（Ｒ１ｃｈｔ＠ｒ）Ｋよる米国特許第４　Ｇ　
６７．２４７号にナフタレンスルホン酸−ホルムアルデ
ヒド縮金物の遊離の塩を含まぬ塩の製造方法が示されて
いる。、７ リヒターはスルホン化工程で過剰のナフ”りしンを用い
て硫酸ナトリウムの除去を行っている。しかしながら、
この方法は反応工程を通して厳密な監視が必要でらる。

−゛ ジ、ヨンノン（Ｊ・ｈｎｊＩｏｍ）による米国特許第４
２７７、１６２号にナフタレン、スルホン酸及びホルム
アルデヒドの縮合生成物の水溶性の１が示されている。

これらの塩の力７チ、オ・ンはナト、リウ′ムーＬカリ
ウム、六ル、シウムまたは、ア、ンモニウームイオンで
める−こと、ができる。しかしながら、ジョンソンは低
温での硫酸ナトリウム１０水和物の沈殿の問題を示、し
てすな馳。、　　　　　　　・硫酸塩−生物を除去する
ことなしに、ナフタレンスルホン酸及びホルムアルデヒ
ドの縮合生成物をベースとする分散剤を一低温で貯蔵す
るか、または使用する際にタンク、容器などをつまらせ
ない分散剤を製造することが本発明の目的である。

通常の分散剤で分散されたコンクサートの特性と等しい
か、またはよ抄良いコンクリート特性を与えるセメント
に対する分散剤を製造することが他の目的である。

更に液体の状態で貯蔵する際に安定状態を保つ分散剤を
製造することが目的である。

本発明は分散剤として有用な物質の組成物及びその製造
方法を含むものである。仁の組成物はナフタレンスルホ
ン酸及びホルムアルデヒドの縮合生成物のナトリウム及
びカリウム塩の混合物からなるものである。この分散剤
はかな妙の量の硫酸塩を含んでいても低温において液状
で貯蔵することができる。この組成物をコンクリートに
対する分散剤として用いる場合、このコンクリートの特
性は従来の分散剤で製造されるコンクリートの特性と等
しいか、またはこれを越えるものである。

本発明は分散剤、殊に低温にて分散装置に有害である沈
殿、結晶または他の固体粒子を生じない分散剤の水性溶
液に関するものである。これらの分散剤はす７タレンス
ルホン醗及びホルムアルデヒドの縮合生成物の塩である
。それらの生成の際の一生物として、分散剤には硫酸ナ
トリウムが含まれる。低温にて通常は硫酸ナトリウム１
０水和物の結晶が貯蔵タンクの底部に集ま９、そして容
器及び他の装置をつまらせるであろう。しかしながら、
本発明によれば望ましくない硫酸塩副生物は分散装置に
悪影響を及ばす沈殿または他の固体を生じないであろう
。

本発明に使用し得るナフタレンスルホン酸及びホルムア
ルデヒドの縮合生成物は下記の方法で調製できる：　　
　　　　、・ す７タレンスルホン酸は商業的に良く知られた製品であ
る。ナフタレンスルホン酸を製造する方法は多数ある。

一つの方法として、ナフタレン１モルを７０″〜１７５
℃に加熱しながら濃硫酸例えば９６　％　Ｈｍ８０ａ　
１〜ｔ５モルと共に攪拌する。反応温度が最終生成物中
の１−及び２−ナフタレンスルホン酸の比に影響するこ
とは公知である。

７０℃乃至９０℃間の温度で、ナフタレンスルホン酸は
約９０−の１−異性体及び１０％の２−異性体から構成
される。１１０℃では約７５嘔の１−異性体及び２５−
の２−異性体が存在し；そして１４０℃では生成物は約
２５−の１−ナフタレンスルホン酸及び７５ＩＩｋの２
−ナフタレンスルホン酸である。ナフタレンスルホン酸
中のこの２種の異性体の比は本発明に対してはまったく
重要なことではない。いずれの異性体またはその混合物
も本発明に用いることができる。

勿論、本発明に用いる他の出発物質であるホルムアルデ
ヒドも良く知られた化学的化合物で６９、そしてこのも
のは通常は３０〜４０重量−の濃度の水溶液として一般
に入手される。かかる水溶液が本発明の生成物を調製す
る際に好ましい。しかしながら、ホルムアルデヒドの他
の原料も本発明の範囲内のものである。これらのものＫ
はパラホルムアルデヒド及びトリオキサンが含まれる。

パラホルムアルデヒドは弐［０（ＣＨＩＯ）ｎＨを有す
るグリクールの混合物であ抄、ここに１は約８〜１００
の範囲で変わる。このものは水中で解重合し、そして水
和してホルムアルデヒドの溶液を生じる。また水溶液中
のトリオキサンはナフタレンをスルホン化する際に用い
る硫酸の如き強酸の存在下において解重合してホルムア
ルデヒドを与える。

約６０〜１３０℃の温度で加熱することによりナフタレ
ンスルホン酸及びホルムアルデヒドは縮合スる。ナフタ
レンスルホン酸１モルに対して約ａ５〜３モルのホルム
アルデヒドを用いる。縮合生成物を製造する際の従来の
方法は縮合が所望の程度に達し先後に水酸化ナトリウム
を加えることを必要としている。しかしながら本発明に
よれば、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムの混合物
をナフタレンスルホン酸及びホルムアルデヒドの縮合生
成物の水溶液に加える。

水酸ナトリウム及び水酸化カリウムを別々に加えるか、
またはこれらのものを混合し、そして−緒に加えること
ができる。を喪、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム
をナフタレンスルホン酸及びホルムアルデヒドの縮合生
成物の別々のパッチに加えることができ、かくして中和
されたパッチを所望の比で配合できる。

水酸化ナトリウムに対する水酸化カリウムのモル比は水
酸化ナトリウム１モルに対して水酸化カリウムを約１〜
約３モルの範囲とすることができる。好適なモル比は水
酸化ナトリウム１モルに対して約２モルの水酸化カリウ
ームである。

分散剤は脱水された粉末の状態か、または水溶液の状態
かの−ずれかで用いることができる。セメント分散の分
野ではこのものをセメントの量を基準として約（１１〜
約１０９１の量でセメントに加えることができる。

この分散剤組成物は乾燥状態として水硬性セメントと予
備混合するか、を九は混合時にコンクリート、モルタル
、セメントペーストなどに加えることができる。このも
のは単独でか、または他の補助剤例えば硬化促進剤、遅
延剤及び空気導入（ｅｎｔｒａｉｎｉｎｇ）剤と組み合
せて用いることができる。

実施例１ ナフタレンスルホン酸及びホルムアルデヒドの縮合生成
物はタッカ−（Ｔｕｅｋ＠ｒ）Ｋよる米国特許第２，１
４１，５５９号に示される方法を多少改良した方法によ
抄製造し友。その改良した方法を下に示す： 適当なスルホン化用容器に入れられ、１６０℃に保持さ
れた濃硫酸（比重ｔ８４）１００部に攪拌しながら徐々
に精製し九す７タレン１００部を加え喪。すべてのナフ
タレンを導入した後（この操作は一般に約１時間を要す
る）、このものを１６０℃で４時間以上か、または試験
することＫより未スルホン化のナフタレンが実質的に残
留していないことが示されるまて攪拌した。次にこのス
ルホン化混合物を約１００℃に冷却し、そして次の冷却
の際の固化を防止する九めに水４４部で希釈し九。この
希釈し喪物質を８０℃に更に冷却し、この温度でホルム
アルデヒドの４０嘔水溶液１４５部を加えた。次にこの
混合物を８０℃で３時間攪拌し；３時間後に４回の全体
が５８部になるように順次１時間おきｋｌ！にホルムア
ルデヒド１毛５部ずつを加ええ。すべてのホルムアルデ
ヒドを加えた後、温度を１時間にわたって徐々に９５〜
１００℃に上昇させ、その温度で１８時間保持し、その
間に最適の効果を有する生成物が得られるまでこのもの
を常に攪拌し友。経験的ｋ。

純粋なナフタレンを用いる場合、１８時間の最終加熱時
間によ抄最良の生成物が生じることが分っている。温度
が９５〜１００℃に上昇した直後に、縮合反応系の中に
未反応のアルデヒドは実質的に全く残っていないととが
分つ九。１８時間の最後の期間中に混合物は徐々に濃ｌ
ＩＫな妙、最終的に２は濃厚な糖みつ状態の濃ｆ！に達
した。しかしながら、この−書化が大きくなって、適当
な攪拌を妨害する場合、この物質を液状に保つために少
量の水を加えて屯よい。所望の程度の縮合が達成された
後、この混合物を冷却した。

次に下記のアルカリ金属水酸化物を用いて生じた縮合生
成物の一部を中和した： ム）　水酸化ナトリウム Ｂ）　水酸化ナトリウム：水酸化カリウム、１：１モル
比 Ｃ）水酸化ナトリウム：水酸化カリウム、１：２モル比 Ｄ）　水酸化ナトリウム：水酸化カリウム、１：３モル
比 少なくともナフタレンスルホン酸−ホルムアルデヒド生
成物を中和するまでこのアルカリ金属水酸化物を加えた
。

試料（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）の各々をＯ’Ｐ
Ｋ凍結し、次に徐々に、５３〜３４７に解氷した。

下記の表に上記のアルカリ金属水酸化物の添加によ抄生
じる塩の特性を示す： 第１表 リウム　　　　　　　　　　　　　状結晶Ｂ　　　　　
１：１　　　　　　　６　　　　非品性の流動性フロッ
ク（ｆｌｏｅ） Ｃ１：２　　　　　　　６　　　　非晶性の流動性フロ
ック Ｄ　　　　　１：３　　　　　　５２　　　　非晶性の
やや流動性フロック 試料ＤＫおける沈殿の量は比較的多いが、この沈殿は非
晶性でやや流動性であり九。この水酸化ナトリクム：水
酸化カリクムのモル比を用いて生じさせ要分散剤は従来
の貯蔵及び調合装置に適するものであった。

実施例２ 各々七メン）７６９０ｆ、５／４−インチの粗い磁石２
１，４００Ｆ、砂１７，６５０ｔ、及び第２表に示すよ
うな水を含む６種のセメント混合物を調製した。これら
の混合物に空気導入剤 （ＤＡＲＡＶＡＩＲ，Ｗ、　Ｒ，Ｇｒａｔ＠＆　Ｃｏ、
、　ＣａｍｂｒｉｄｇｅＭａｍｓ−Ｉ！り並びに第２表
に示す量及びタイプのナフタレンスルホン酸及びホルム
アルデヒドの縮合生成物を加え喪。

各々のコンクリート試料に対してスランプ試験及び圧縮
強さ試験を行った。また各々のコンクリート試料に対す
る空気の−１及び単位容積当りの重量を記録し九、この
試験結果を第５表に示す。

Ｅ　　　　２．２５　　　＆６　　１４１．９　　１１
９４　　２８４４　　５９９０Ｆ　　　　２．００　　
　ＮＯ１４１８２２８０４０５８４７７９Ｇ　　　　１
．５ＯＳ、０　　１４五５　　２２４８　　４０７５　
　４８９ＩＨ１００＆２　１４１４　　１０００　　５
２４８　　３９０５Ｉ　　　　２．００　　４．５　１
４５Ｌｆ　　　１２９１　　４２６０　４９８０Ｊ　　
　　２．２５　　４．５　　１４４１　　１２７２　　
４０５５　　４８１６第３表に明瞭に示されているよう
に、本発明の分散剤を用いた組成物、即ち試料Ｇ及びＪ
は従来の分散剤を含む試料、試料Ｆ及び■の特性と実質
的に等しい特性を示し、そして未処理のコンクリート、
試料Ｅ及びＨの特性を越えるものであった。

特許出願人　ダブりニー・、アール・ブレイス・アンド
・カンパニー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　実質的にナフタレンスルホン酸及びホルムアルデヒ
   ドの縮合生成物Ｏ複数のアルカリ金属塩からなる分散剤
   組成物。 Ｌ　組成物が水溶液の状態でらる、特許請求の範１１１
   １１１１［記載の組成物。 五　アルカ９＊属塩がナトリウム塩及びカリウム塩であ
   る、特許請求０＠１ｌｌｌｌ１１項記載の組成物。 ζ　カリウム塩に対するナトリウム塩のモル比が約１＝
   ｓ−約１：１である、特許請求の範囲第Ｓ項記載Ｏ組成
   物。 五　カリウム塩に対するナトリウム塩０モル比が約１：
   ！である、特許請求の範囲第４項記載の組成物。 ４　実質的にナフタレンスルホン酸及びホルムアルデヒ
   ドの縮合生成物の複数の塩からなる分散剤の製法であっ
   て、 （１）　　硫酸をナフタレンと反応させてナフタレンス
   ルホン酸を生じさせ、 （２）　　該ナフタレンスルホン酸をホルムアルデヒド
   と縮合し、そして （２）水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムからなる中
   和剤を用いて生じたナフタレンスルホン酸とホルムアル
   デヒドの縮合生成物を中和する工程を含んてなる、 該分散剤の製造方法。 ２　水酸化カリウムを加える前に水酸化ナトリウムを加
   える、特許請求の範囲第６項記載の方法。 ａ　水酸化ナトリウムを加える前に水酸化カリウムを加
   える、特許請求の範囲第６項記載の方法。 ρ　水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムを同時に加え
   る、特許請求の範囲第６項記載の方法。 １（Ｌ　　＊酸化ナトリウムを縮合生成物の第一の部分
   に加え、水酸化カリウムを縮合生成物７の第二の部分に
   加え、そしてこの縮合生成物の第−及び第二の部分を特
   徴とする特許請求の範囲第６項記載の方法。 １１、水酸化カリウムに対する水酸化ナトリウムのモル
   比が約１＝３〜約１：１である、特許請求の範囲第６項
   記載の方法。 １２、水酸化カリウムに対する水酸化ナトリウムのモル
   比が約１＝２である、特許請求の範囲第１１項記載の方
   法。