PL97755B1 - Sposob wytwarzania wodnych roztworow melaminowo-formaldehydowych produktow kondensacji - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia wodnych roztworów anionowych melaminowo- formaldehydowych produktów kondensacji, zawie¬ rajacych grupy kwasu sulfonowego, o wysokiej za¬ wartosci substancji stalej.Sposób wytwarzania rozpuszczalnych w wodzie (produktów kondensacji, zawierajacych (grupy kwa¬ su sulfonowego, jest juz znany iz opisu pat. St.Zjedn. Am. nr 2 7(30 516. Specjalna wlasciwosc tych produktów kondensacji polega ma tym, ze nie utwairadzaga sie one pod wjplywem wysokiej tem¬ peratury. Dlaitego znajduja one zastosowanie np. jako koloidy ochronne, srodki zageszczajace albo emulgatory. Pirodukity te imaja te wade, ze mozna wytwarzac ich roztwory najwyzej o zawartosci 2i5*/o wagowych substancji stalej.(Równiez wedlug opisu patentowego RFN DT-OS nr 1671017 mozna otrzymac roztwory produktów kondensacji oparte na amano-s-triazynde o co naj¬ mniej dwóch grupach aminowych, formaldehydzie i siarczynie metalu alkalicznego tylko o zawartosci do ,20°/e wagowych substancji stalej. Te produkty kondensacji znajduja zastosowanie przede wszyst¬ kimi w materialach budowlanych.Przy wytwarzaniu opisanych w przykladach D i E opisu patentowego HFTN DT^05 nr 4 671017 wy¬ zej procentowych roztworów produktów kondensa¬ cji jako substancje wyjsciowe stosuje sie kwas diwuaimino-s^riazynosulfonowy i formaline, to zna- czy kwas sulfonowy tinzeba bylo najpierw syntety¬ zowac d wydzielj/c.Znane trzy sposoby maja dlatego powazne wady.Zadaniem wynalazku jest usuniecie tych wad i dostarczenie sposobu dajacego sie przeprowadzic za jDomoca prostych srodków technicznych, który po- *zwala na wytworzenie anionowych melanunowo- -'formaldehydowych produktów kondensacji, zawie¬ rajacych grupy kwasu sulfonowego, w .postaci wo¬ dnych roztworów o wysokim stezeniu.Zadanie rozwiazano wedlug wynalazku przez opracowanie sposobu wytwarzania wodnych roz¬ tworów melandnowo-formaldehydowych produktów kondensacji, zawierajacych anionowe grupy kwasu sulfonowego, przez wielostopniowa kondensacje przy róznych wartosciach pH, który polega na tym, ze: a) nieianine albo mieszanki melaminowoHmoczni- kowe o zawartosci do 40% molowych mocznika, formaldehyd i siarczyn metalu alkalicznego w sto¬ sunku molowym 1: 2,7 do 3,2 : 0,9 do 1,1 w roztwo¬ rze wodnym w temperaturze 60--60oC i .przy war¬ tosci pH 10—(13 ogrzewa sie tak dlugo, az siarczyn nie jest juz wiecej wykrywalny, b) nastepnie za pomoca rozcienczonego kwasu mi¬ neralnego ustala sie wartosc pH 3,0—4,5 i w tem¬ peraturze 30—60°C kontynuuje sie kondensacje w ciagu 30—90 minut i c) produkt kondensacji po ustaleniu wartosci pH 7,5—9,0 ogrzewa sie w temiperatwze 70—95°C, do- 977553 97755 4 Mozliwosci zastosowania roztworów wedlag wy¬ nalazku sa liczne. Korzystnie dodaje sie je do ma¬ terialów budowlanych, aby polepszyc fch wlasci¬ wosci. Przykladami mozliwosci zastosowania sa oa- prawa uszkodzen betonu, deflegmatcry betonu, ma- *sy klejace dla ceramiki, szkla, wytwarzanie okla¬ dzin podlogowych, bloków betonowych tynków i powlok, transport owame betonowe plyty budowla¬ ne, ibetom lekki, w budowie dróg, do zapohiiegamia tworzenia sie szczelin roboczych i wzmacniania for¬ macji geologicznych.W nastepujacych przykladach opisano najpierw typowy sposób wykonania procesu wedlug wyna¬ lazku z wytworzeniem zawierajacego 34,0% wago- wych substancji stalych roztworu anionowego, mo¬ dyfikowanego siarczynem imelaminowonformaldehy- dowego produkta kondensacji i nastepnie przedsta¬ wiono ich wlasciwosci przy zastosowaniu w mate¬ rialach budowlanych. Wyrazne jest zwiekszenie roz- plywu jak równiez wzrost wytrzymalosci na scis¬ kanie ksztaltek z betonu i anhydrytu. Dalsze mozli¬ wosci zastosowania, jakie sa np. wymienione w opisie patentowym RFN DT-OS nr 1671017, sa . równiez otwarte dla takich wytworzonych wedlug wynalazku roztworów modyfdkowanych siarczynem melanincwo-formaldehydowych produktów konden¬ sacji.Przyklad I. Wytwarzanie roztworu produktu kondensacji. Do 770 czesci objetosciowych 30%-go wodnego roztworu formaldehydu wprowadza sde, mieszajac w temperaturze pokojowej 350 czesci wa¬ gowych /melam-iny, 280 czesci wagowych Na^Ps i 60 czesci objetosciowych 20%-go NaOH. Ogrzewa sie do temperatury 75°C a utrzymuje te temperatu- re tak dlugo (okolo 1/2 godziny), az siarczyn nie jest juz wiecej wykrywalny. Nastepnie oziebia sie do temperatury 50°C i tak idlugo dodaje sie kwas (60 czesci objetosciowych stezonego H^S04 w 900 czes¬ ciach objetosciowych H^O), az osiagnie sie wartosc 40 pH 3,8. W temperaturze 50°C prowadzi sie konden¬ sacje az do osiagniecia lepkosci okolo 300 cP <40°C) (w ciagu okolo 1/2 do 1 godziny). Nastawia sie wartosc pH 8,0 (za pomoca okolo 280 czesci obje¬ tosciowych 20°/o^go NaOH). Produkt kondensacji 45 ogrzewa sie w ciagu okolo 1 godziny w tempera¬ turze 90°C, dotad az zmierzy sie lepkosc 1(2 cP/i90°C.Nastepnie oziebia sie i nastawia wartosc pH 8,5.Zawartosc substancji stalej wynosi 34,0%, lepkosc w temperaturze 20°C : 26 cP, lepkosc roztworu o 50 zawartosci 20% substancji stalej : 9 cP. tad az lepkosc w temperaturze 20°C i iprzy zawar¬ tosci 20% substancji stalej wynosi 5—40 cP.W opisany iwyzej sposób mozliwe jest otrzymanie roztworów o zawartosci 30—50% wagowych sub¬ stancji stalej. Jako kwasy, mineralne stosuje sie korzystnie kwas siarkowy, poniewaz przy stosowa¬ niu produktu kondensacji w zbrojonymi betonie nie wystejpuje ani niebezpieczenstwo korozji jak w przypadku kwasu solnego, ani opóznienie wiazania betonu jak w przypadku kwasu fosforowego. Jesli jednak roztwory wedlug wynalazku maja byc sto¬ sowane do innych celów, mozna równiez zastosowac w stopniu b) inne kwasy mineralne. Jesli stosuje sie kwas siarkowy, to wystepujace w produkcie koncowym siarczany korzystnie usuwa sie z roz¬ tworu. Usuwanie to mozna przeprowadzic celowo albo przez oziebianie dotad, az wydzieli siie Na2S04 i nastepne oddzielenie w iznany sposób, jak sa¬ czenie, wirowanie lufo dekantacje, albo pirzez doda¬ nie wodorotlenku wapnia lub zawiesiny tlenku wapnia, npT w postaci droibnoziarmistego wapna bia¬ lego, w miejsce wodorotlenku metalu alkalicznego do nastawienia pH w stopniu c) i oddzielenie siar¬ czanu wapnia w sposób wyzej opisany.W imelaiminowo-formialdehydowych produktach kondensacji wedlug wynalazku, zawierajacych gru¬ py kwasu sulfonowego, mozna do 40% molowych melaiminy zastapic przez mocznik, jak to wynika z wyzej podanej definicji.W stopniu c) przeprowadza sie oznaczenie lep¬ kosci w celu ustalenia wymaganego czasu ogrzewa¬ nia przez rozcienczenie do zawartosci 20% substan¬ cji stalej i nastepny pomiar lepkosci w wyzej po¬ danej temperaturze.Istotne dla stosowalnosci produktów kondensacji jest to, aby lepkosc roztworów po zakonczeniu kon¬ densacji przy zawartosci 20% wagowych substancji stalej wynosila 5—40 cP.Korzystnie nastawia sie roztwór po zakonczeniu stopnia c) na wartosc pH 10,5—11,5. W tym zakre¬ sie roztwór ma szczególnie dobra trwalosc podczas skladowania.Sposób wedlug wynalazku umozliwia z zastoso¬ waniem tylko meHanuiny allbo meHamino^mcicznika, formaldehydu, siarczynu metalu alkalicznego, kwa¬ su mineralnego i lugu przez utrzymanie okreslo¬ nych warunków kondensacji wytworzenie bez du¬ zego nakladu w prosty sposób roztworów stezeniu —50%. Przez dodanie wody mozna przy tym latwo nastawic kazde zadane nizsze stezenie substancji czynnej.Wydzielanie okreslonych produktów posrednich jest zbedne, przez co proces staje sie równiez in¬ teresujacy pod wzgledem ekonomicznym, poniewaz nie powTstaja dodatkowe koszty ewentualnie poza¬ danego zwiekszenia stezenia. Z drugiej strony przy przesylaniu, skladowaniu, manipulacjach itd. osz¬ czedza sie przestrzen transportowa i skladowa jak równiez energie, poniewaz trzeba siie uporac ze zna¬ cznie mniejszymi ilosciami wody.Trwalosc wytworzonych wedlug wynalazku wy- sokostezonych roztworów jest zadowalajaca i od¬ powiada pod tym wzgledem znanym dotychczas roztworom, zawierajacym maksymalnie 20% wago¬ wych substancji stalej. iDodatek pro- 1 duktu konden¬ sacji wedlug . wynalazku ((przyklad I) w odniesieniu do •ciezaru cementu Bez dodatku 0,9% 1,5% Wskaznik wodno- icementowy 0,45 0,45 0,40 Rozplyw wedlug DIN 1048 40 60 60 Przyklad zastosowania 1. Wytwarza sie nastepu¬ jacy zarób betonu: 27,0 czesci wagowych piasku 40 45 50 55 6097755 Dodatek ipnoduktu kondensa¬ cji wedlug wynalazku (przyklad I) w odnie¬ sieniu do ciezaru loementu Bez dodatku 3,3% ^yiskazmilc wodno- cementowy 0,53 0,46 i 1 dnia Wytrzy¬ malosc na rozciaganie przy zgi¬ naniu kp/lcm2 2)1 57 Wytrzy¬ malosc na sciskanie kp/cm2 .• 83 223 6 Wyniki badania ipo uplywie 7 dni Wytrzy¬ malosc na rozciaganie przy zgi¬ naniu kip/cm2 52 67 Wytrzy¬ malosc na sciskanie kip/cm2" 354 550 28 dni Wytrzyma¬ losc na roz¬ ciaganie (przy zginaniu kp/cm2 74 96 Wytrzyma¬ losc na sciskanie kp/cm2 450 | 673 | Dodatek produktu* (kondensa¬ cji wedlug wynalazku (przyklad I) w icdnie- isiieniu do ciezaru anhydryjtu Bez dodatku 1 3,3°^ Wskaz¬ nik wodno- cemen- towy 0,40 0,30 \ Boz- iplyw c(m 14,0 18,5 Wyniiki badan po uplywie 1 1 dnia Wytrzy¬ malosc na rozciaganie przy zgi¬ naniu kp/cm2 '10 33 Wytrzy¬ malosc na sciskanie kip/cm2 100 252 7 dni * Wytrzy¬ malosc na rozciaganie przy zgi¬ naniu kp/!cm2 36 90 Wytrzy¬ malosc na sciskanie kp/cm2 232 457 28 dni Wytrzy¬ malosc na rozciaganie przy zgi¬ naniu kp/cm2 61 98 Wytrzy¬ malosc na - sciskanie kp/cm2 294 706 1 0—4 mm, 5,7 czesci wagowych piasku 4—8 mm, 12,0 czesci wagowych krzemu 8—il6 mm, 18,3 czesci wa¬ gowych krzemu 16—32 mm, 13,0 czesci wagowych cementu portlandzkiego 350 F.Przyklad zastosowania 2. W oparem o DIN 1 164 wytwarza sie ksztaltki próbne o wymiarach 4X4X X16 cm.Rozplyw: 18±1 cm.Skladowanie az do badania w klimacie wzorco¬ wym 20/65.Cement: cement portlandzki 350 F.Przyklad zastosowania 3. W oparciu o DIN 4i 208 wytwarza sie ksztaltki próbne o wymiarach 4X4X X16 cm. Syntetyczny anhydryt AB 200. Schudzony piaskiem normowym wedlug DIN 1164 w stosunku 1 czesc wagowa AB 200 do 3 czesci wagowych pias¬ ku normowego. PL PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania wodnych iroztworów me- laminowo-foirmaldehydowych produktów konden¬ sacji, zawierajacych anionowe grupy kwasu sul¬ fonowego, przez wielostopniowa kondensacje przy 35 róznych wartosciach pH, znamienny tym, ze melaimine albo mieszanki melaninowo-moczni- kowe, zawierajace do 40%r molowych mocznika, formaldehyd i siarczyn metalu alkalicznego w sto¬ sunku molowym 1 : 2,7 do 3,2: 0,9 do 1,1 w iroz- 40 t/worze wodnym w temperaturze 60—80°C i przy wairtosci pH 10—13 (Ogrzewa sie tak dlugo, az siar¬ czyn nie jest juz wiecej wykrywalny, nastepnie za ipomioca rozcienczonego kwasu mi¬ neralnego ustala sie wartosc pH 3,0—4,5 w tem- 45 peratuirze 30—60°C kontynuuje sie kondensacje w ciagu 30—00 minut, i produkt kondensacji po ustaleniu wartosci pH 7,5—9,0 ogrzewa sie w temperaturze 70—<95°C do¬ tad, az lepkosc w temperaturze 20°C i przy za- 50 wartosci 20% substancji istalej wynosi 5—40 cP.

2. Sposób wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze po zakonczeniu procesu nastawia sie wartosc pH 10,5—11,5. CZYTELNIA Urzedu Pg-4c:utowego Pociej lzecuoD8i: e| Licowej PL PL PL