PL126325B1

PL126325B1 -

Info

Publication number: PL126325B1
Application number: PL232667A
Authority: PL
Inventors: Froelich Jan; Froelich Teresa; Smolinski Janusz; Zietek Jerzy; Bychowski Andrzej; Kala Adolf; Kubicki Ryszard
Original assignee: Instytut Przemyslu Organicznego
Filing date: 1981-08-17
Publication date: 1983-07-31

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania srodka modyfikujacego zaprawe beto¬ nowa na bazie zywicy melaminowo- lub mocznikowo-melaminowo-formaldehydowej.The subject of the invention is a method for obtaining a concrete mortar modifying agent based on melamine- or urea-melamine-formaldehyde resin.

Dotychczas otrzymywane zywice melaminowo-formaldehydowe stosowane do modyfikacji mieszanek betonowych maja na celu zwiekszenie ich plastycznosci (plynnosci). Sa to niskoczastecz- kowe, siarczynowane zywice melaminowo-formaldehydowe. Sposób wytwarzania tych zywic znany jest z patentu polskiego nr 103 284 i opiera sie na trójetapowej kondensacji melaminy z formaldehydem i kwasnym siarczynem sodu w stosunku molowym 1:3,3-4,0:0,8-1,1 przy regulo¬ wanym pH.Melamine-formaldehyde resins used to modify concrete mixtures are currently designed to increase their plasticity (fluidity). These are low-molecular-weight, sulfited melamine-formaldehyde resins. The method for producing these resins is known from Polish patent no. 103,284 and is based on the three-stage condensation of melamine with formaldehyde and sodium sulfite in a molar ratio of 1:3.3-4.0:0.8-1.1 at controlled pH.

Zywice tego typu sa chemoutwardzalne przy pH ponizej 4,5 lub termoutwardzalne przy temperaturze rzedu 100°C, a wiec w warunkach produkcji betonów niepoddawanych obróbce cieplnej pozostaja niezmienione.Resins of this type are chemically cured at a pH below 4.5 or thermoset at temperatures around 100°C, so they remain unchanged under the production conditions of concretes not subjected to heat treatment.

Stwierdzono nieoczekiwanie, ze dodanie w ostatnim etapie wytwarzania do zywic tego typu, szczególnie zywic o wysokim ciezarze czasteczkowym glinianów sodu lub potasu, pozwala na uzyskanie zywic chemoutwardzalnych w warunkach wysokiego pH zapraw betonowych i tempera¬ tury normalnej, co znacznie rozszerza mozliwosci aplikacyjne tych zapraw. Srodek modyfikujacy zaprawe betonowa otrzymuje sie sposobem wg wynalazku ogrzewajac w pierwszym etapie mela- mine, formaldehyd i kwasny siarczyn sodu w roztworze wodnym przy stosunku molowym 1:3,3-4,0:0,8-1,1 i pH 10-13 w 70°C-80°C w ciagu 1-2 godzin, przy czym melamine mozna w ilosci do 50% wagowych zastapic mocznikiem lub jego metylolowymi pochodnymi.It was unexpectedly found that adding sodium or potassium aluminates to this type of resins, particularly high molecular weight resins, in the final stage of production allows for the production of chemically curable resins under conditions of high pH of concrete mortars and normal temperature, which significantly expands the application possibilities of these mortars. The concrete mortar modifying agent is obtained by the method according to the invention by first heating melamine, formaldehyde, and sodium bisulfite in aqueous solution at a molar ratio of 1:3.3-4.0:0.8-1.1 and pH 10-13 at 70°C-80°C for 1-2 hours. Up to 50% of the melamine can be replaced by urea or its methylol derivatives.

Drugim etapem jest kondensacja otrzymanych w pierwszym etapie metylenosiarczynowych melaminy i mocznika, prowadzona przy pH 3-4,5 w temperaturze 30-60°C do lepkosci wyzszej niz m • Pa • s w 50°C. W trzecim etapie zywice ogrzewa sie w temperaturze 90-95°C i pH 8-9 w ciagu2 126 325 2-6 godzin. Produkt trzeciego etapu miesza sie z glinianem sodu lub potasu, w takiej ilosci by zawartosc tlenku glinu w koncowym produkcie o stezeniu 20%, wynosila 0,2-2,0%.The second stage is the condensation of the methylene sulfite resins obtained in the first stage, melamine and urea, carried out at a pH of 3-4.5 and a temperature of 30-60°C to a viscosity higher than 50°C. In the third stage, the resin is heated at 90-95°C and a pH of 8-9 for 2-6 hours. The product of the third stage is mixed with sodium or potassium aluminate in an amount such that the alumina content in the final product at a 20% concentration is 0.2-2.0%.

Sposób wg wynalazku, pozwala otrzymac zywice wykazujaca interesujace wlasnosci, polega¬ jace na nadawaniu zaprawom betonowym znakomitej urabialnosci przy znikomych ilosciach wody, co umozliwia wytwarzanie zapraw, kitów, mas uszczelniajacych, w których zywica stanowi oprócz czynnika ulatwiajacego czynnosci robocze, nierozpuszczalnik impregnujacy i wzmacnia¬ jacy tworzywa betonowe.The method according to the invention allows for obtaining a resin with interesting properties, consisting in giving concrete mortars excellent workability with negligible amounts of water, which enables the production of mortars, putties, and sealing masses in which the resin constitutes, in addition to a factor facilitating work operations, a non-solvent that impregnates and strengthens concrete materials.

Charakterystyczna cecha srodka modyfikujacego otrzymanego sposobem wg wynalazku, jako produktu jednoskladnikowego jest polikondensacja zachodzaca powyzej granicznego stezenia zywicy, która postepuje w miare wiazania wody przez cement.A characteristic feature of the modifying agent obtained by the method according to the invention, as a single-component product, is polycondensation occurring above the limiting concentration of the resin, which progresses as the cement binds water.

Sposób otrzymywania srodka modyfikujacego sposobem wg wynalazku charakteryzuje sie prostota technologii, prawie 100% wydajnosci i calkowitym brakiem scieków i odgazów.The method of obtaining the modifying agent according to the invention is characterized by technological simplicity, almost 100% efficiency, and a complete lack of wastewater and off-gassing.

Przyklad I. Mieszanine 135g melaminy, 99g pirosiarczynu sodu, 305g formaliny 36%, 660 g wody i 30 g lugu sodowego 40% ogrzewa sie w temperaturze 70°C w ciagu 1 godziny.Produkt reakcji chlodzi sie do temperatury 50°C i zakwasza 45 g kwasu siarkowego do pH 4. Przy tym pH i temperaturze 50°C prowadzi sie kondensacje do momentu tworzenia zelu. Zgestniala zywice rozciencza sie przy pomocy 300 g wody o temperaturze 50°C i kontynuuje kondensacje przez nastepne 30 minut. Nastepnie dodaje sie do zywicy 44 glugu sodowego 40% do uzyskania pH 9-9,5.Example I. A mixture of 135g of melamine, 99g of sodium metabisulfite, 305g of 36% formalin, 660g of water, and 30g of 40% sodium hydroxide solution is heated to 70°C for 1 hour. The reaction product is cooled to 50°C and acidified with 45g of sulfuric acid to pH 4. At this pH and 50°C, condensation is continued until a gel forms. The thickened resin is diluted with 300g of 50°C water and condensation is continued for another 30 minutes. 44g of 40% sodium hydroxide solution is then added to the resin until a pH of 9-9.5 is obtained.

Zalkalizowany produkt ogrzewa sie do temperatury 90°C i utrzymuje dalej te temperature w ciagu 3 godzin, po czym podnosi temperature masy reakcyjnej do 95°C na dalsze 3 godziny utrzymujac pH 7,5-8,5 przez caly czas kondensacji, przez okresowe dodatki lugu sodowego. Do otrzymanej zywicy, po jej ostudzeniu dodaje sie kolejno 140 g siarczanu glinu o zawartosci 17% tlenku glinu, rozpuszczonego w 140 g wody, 297 g lugu sodowego 40% i 764 g wody. Otrzymuje sie 2990 g gotowego produktu o stezeniu 20% suchej substancji o gestosci 1,13-1,14 i lepkosci 3-5 m *Pa *s.The alkalized product is heated to 90°C and maintained at this temperature for 3 hours. The temperature of the reaction mass is then raised to 95°C for a further 3 hours, maintaining a pH of 7.5-8.5 throughout the condensation process by periodically adding sodium hydroxide solution. After cooling, the resulting resin is then sequentially added with 140 g of aluminum sulfate containing 17% alumina, dissolved in 140 g of water, 297 g of 40% sodium hydroxide solution, and 764 g of water. This gives 2990 g of finished product with a 20% dry solids concentration, a density of 1.13-1.14, and a viscosity of 3-5 mPa s.

Przyklad II. 29 g mocznika miesza sie z 217 g formaliny 36%, 48 g wody i 8 g wodorotlenku sodu 40%. Mieszanine ogrzewa sie przez 4 godziny w temperaturze 70°C. Otrzymana zywice miesza sie z 190 g melaminy, 820 g wody, 430 g formaliny 36%, 163 g siarczynu sodu i 70 g wodorotlenku sodowego 40% i ogrzewa przez 1 godzine przy temperaturze 70°C. Po uplywie tego czasu miesza¬ nine chlodzi sie do 50°C i zakwasza kwasem siarkowym do pH 4,0. Kondensacje w temperaturze 50°C prowadzi sie do uzyskania lepkosci okolo 8000 m • Pa -s. Zgestniala zywice alkalizuje sie do pH 9-10 przy pomocy ok. 98 g wodorotlenku sodowego 40%, a nastepnie ogrzewa do temperatury 90°C na ok^es 2 godzin. Do zywicy dodaje sie nastepnie 469 siarczanu glinu (o zawartosci 17% tlenku glinu), rozpuszczonego w 46 g wody i 142 g wodorotlenku sodu 40%. Po wymieszaniu produkt rozciencza sie 1035 g wody. Otrzymuje sie 3300 g zywicy o zawartosci 20% suchej substan¬ cji, gestosci 1,12-1,14 i lepkosci 6-11 m -Pa -s.Example II. 29 g of urea is mixed with 217 g of 36% formalin, 48 g of water, and 8 g of 40% sodium hydroxide. The mixture is heated for 4 hours at 70°C. The resulting resin is mixed with 190 g of melamine, 820 g of water, 430 g of 36% formalin, 163 g of sodium sulfite, and 70 g of 40% sodium hydroxide and heated for 1 hour at 70°C. After this time, the mixture is cooled to 50°C and acidified with sulfuric acid to pH 4.0. Condensation at 50°C is carried out until a viscosity of approximately 8000 m³/h is obtained. The thickened resin is basified to pH 9-10 with approximately 98 g of 40% sodium hydroxide and then heated to 90°C for approximately 2 hours. 469 g of aluminum sulfate (17% aluminum oxide), dissolved in 46 g of water, and 142 g of 40% sodium hydroxide, are then added to the resin. After mixing, the product is diluted with 1035 g of water. This yields 3300 g of resin with a 20% dry solids content, a density of 1.12-1.14, and a viscosity of 6-11 m-Pa-s.

Zastrzezenie patentowe Sposób otrzymywania srodka modyfikujacego zaprawe betonowa na bazie zywicy melaminowo- lub mocznikowo-melaminowo-formaldehydowej otrzymanej poprzez trójetapowa kondensacje melaminy lub jej mieszaniny z mocznikiem badz jego metylolopochodnymi z formal¬ dehydem i kwasnym siarczynem sodu w stosunku molowym 1: 3,3-4,0:0,8-1,1 przy regulowanym pH, znamienny tym, ze do zywicy dodaje sie w koncowej fazie glinian metali alkalicznych w takiej ilosci, aby zawartosc tlenku glinu w koncowym produkcie o stezeniu okolo 20% wynosila 0,2-2,0%.Patent claim A method for obtaining a concrete mortar modifying agent based on melamine- or urea-melamine-formaldehyde resin obtained by three-stage condensation of melamine or its mixture with urea or its methylol derivatives with formaldehyde and sodium acid sulfite in a molar ratio of 1: 3.3-4.0: 0.8-1.1 at controlled pH, characterized in that alkali metal aluminate is added to the resin in the final phase in such an amount that the aluminum oxide content in the final product at a concentration of approximately 20% is 0.2-2.0%.

Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 cgz.Printing Workshop of the Polish People's Republic Office. Edition: 100 copies.

Cena 100 zlPrice 100 PLN

Claims

Patent claim: Method for obtaining a concrete mortar modifying agent based on melamine- or urea-melamine-formaldehyde resin obtained by three-stage condensation of melamine or its mixture with urea or its methylol derivatives with formaldehyde and sodium acid sulfite in a molar ratio of 1: 3.3-4.0: 0.8-1.1 at controlled pH, characterized in that alkali metal aluminate is added to the resin in the final phase in such an amount that the aluminum oxide content in the final product at a concentration of approximately 20% is 0.2-2.0%. Printing Studio of the Patent Office of the Polish People's Republic. Edition: 100 cgz. Price: PLN 100.