JP2015163571A - Cement additive - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cement additive which shows enough water reduction performance or can improve holding performance of cement dispersibility with additive quantity less than existing lignin derivatives.SOLUTION: A cement additive contains a lignin derivative in which a lignin part and a polyalkylene glycol part is essential. As for the lignin derivative, the mean addition mole number of alkylene oxide comprising the polyalkylene glycol part is over 10, a mole ratio of the polyalkylene glycol part and the lignin part is 0.1-20, and a number average molecular weight is 6,000-200,000 and molecular weight distribution is 1.0-3.5.

Description

本発明は、リグニン誘導体を含有するセメント添加剤に関する。より詳しくは、セメントや石膏などのセメント組成物やその他の水硬性材料に有用なセメント添加剤に関する。 The present invention relates to a cement additive containing a lignin derivative. More specifically, the present invention relates to a cement additive useful for cement compositions such as cement and gypsum and other hydraulic materials.

リグニンは、木材等の植物系バイオマスの3大主成分のうちの一つ(3大主成分:セルロース、ヘミセルロース、リグニン)であり、天然の芳香族ポリマーとして地球上に最も豊富に存在している。リグニンの構造については、光合成において合成されるp−クマリルアルコール・コニフェニルアルコール・シナピルアルコールという3種類の基本骨格であるリグニンモノマーが、一電子酸化され、フェノキシラジカルとなり、これが不定形にラジカルカップリングすることにより、複雑な三次元網目構造をとっている。 Lignin is one of the three major components of plant biomass such as wood (three major components: cellulose, hemicellulose, lignin), and is the most abundant on the earth as a natural aromatic polymer. . Regarding the structure of lignin, lignin monomers, which are the three basic skeletons of p-coumalyl alcohol, coniphenyl alcohol, and sinapyrcohol synthesized in photosynthesis, are one-electron oxidized to form phenoxy radicals, which are radically converted into radicals. By coupling, it has a complex three-dimensional network structure.

上述のように、リグニンの分子構造は複雑であり、また、植物体から単離する際の単離方法によりリグニンの化学的特性が大きく変化することから、リグニンの工業材料としての利用は限られている。さらに、リグニンは、基本的には疎水性物質であり、難水溶性であることも、その利用が限られる1つの原因となっている。 As described above, the molecular structure of lignin is complex, and the chemical properties of lignin vary greatly depending on the isolation method used for isolation from plant bodies, so the use of lignin as an industrial material is limited. ing. Furthermore, lignin is basically a hydrophobic substance and is poorly water-soluble, which is one reason that its use is limited.

リグニンの利用の一例として、疎水性のリグニンに親水性基を導入した両親媒性のリグニン誘導体をコンクリート用混和剤や界面活性剤として利用することが開示されている(例えば、特許文献1及び非特許文献1参照。)。 As an example of the use of lignin, the use of an amphiphilic lignin derivative having a hydrophilic group introduced into a hydrophobic lignin as an admixture or a surfactant for concrete is disclosed (for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). (See Patent Document 1).

特開2011−184230号公報JP 2011-184230 A

本間 春海(H HOMMA)他4名「ジャーナル オブ ウッド ケミストリー アンド テクノロジー(Journal of Wood Chemistry and Technology)」、(英国)、2008年、第28巻、p270−282Harumi Honma (H HOMA) and 4 others "Journal of Wood Chemistry and Technology" (UK), 2008, 28, p270-282

上記のようにリグニンに親水性を付与し、それによって水溶性用途への展開を図ることが模索されている。
しかしながら、両親媒性のリグニン誘導体がその用途に充分に適しているといえる程の性能を発揮するものとはなっていない。そのため、親水性が要求される用途の一つであるセメント添加剤用途においては、セメント減水性等の性能を高め、当該用途において際立った性能を発揮できるようにする工夫の余地があった。
As described above, it has been sought to impart hydrophilicity to lignin and thereby to develop into water-soluble applications.
However, the amphiphilic lignin derivative does not exhibit performance that can be said to be sufficiently suitable for its use. Therefore, in the cement additive application, which is one of the applications that require hydrophilicity, there is room for improvement to improve the performance of cement water reduction and the like so that the outstanding performance can be exhibited in the application.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、従来のリグニン誘導体よりも、少量の添加量でも充分な減水性能を発揮したり、セメント分散性の保持性能を向上したりすることができるセメント添加剤を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described present situation, and can exhibit sufficient water reduction performance or improve cement dispersibility retention performance even with a small amount of addition than conventional lignin derivatives. An object is to provide a cement additive.

本発明者は、リグニン部位とポリアルキレングリコール部位とを有するリグニン誘導体に着目し、ポリアルキレングリコール部位の構造、両部位のモル比率、数平均分子量及び分子量分布が相まってセメント添加剤としての性能に影響を及ぼし、これらを好適化することによってセメント減水性能や分散保持性能が向上し、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。 The present inventor paid attention to a lignin derivative having a lignin moiety and a polyalkylene glycol moiety, and affected the performance as a cement additive in combination with the structure of the polyalkylene glycol moiety, the molar ratio of both moieties, the number average molecular weight and the molecular weight distribution. It has been conceived that, by optimizing them, the cement water reduction performance and dispersion retention performance can be improved, and the above-mentioned problems can be solved brilliantly, and the present invention has been achieved.

すなわち本発明は、リグニン部位とポリアルキレングリコール部位とを必須とするリグニン誘導体を含むセメント添加剤であって、上記リグニン誘導体は、ポリアルキレングリコール部位を構成するアルキレンオキサイドの平均付加モル数が10を超え、ポリアルキレングリコール部位とリグニン部位とのモル比率が0.1〜20であり、かつ、数平均分子量が6000〜20万、分子量分布が1.0〜3.5であるセメント添加剤である。
以下に本発明を詳述する。
なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を2つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
That is, the present invention is a cement additive comprising a lignin derivative that essentially comprises a lignin moiety and a polyalkylene glycol moiety, wherein the lignin derivative has an average added mole number of alkylene oxide constituting the polyalkylene glycol moiety of 10. A cement additive having a molar ratio of the polyalkylene glycol moiety to the lignin moiety of 0.1 to 20, a number average molecular weight of 6000 to 200,000, and a molecular weight distribution of 1.0 to 3.5. .
The present invention is described in detail below.
A combination of two or more preferred embodiments of the present invention described below is also a preferred embodiment of the present invention.

<リグニン誘導体>
本発明のリグニン誘導体は、リグニン部位とポリアルキレングリコール部位とを必須とする。これらの部位以外にその他の構造部位を有していてもよい。
<Lignin derivative>
The lignin derivative of the present invention requires a lignin moiety and a polyalkylene glycol moiety. In addition to these sites, other structural sites may be included.

上記リグニン部位は、リグニンに由来する構造単位である。リグニンとしては、特に限定されず、例えば、アルカリリグニン、クラフトリグニン、酢酸リグニン、オルガノソルブルリグニン、爆砕リグニン、硫酸リグニン等が挙げられ、これらのリグニンを1種又は2種以上を用いることができる。
これらのリグニンの中でもアルカリリグニン、酢酸リグニン、オルガノソルブルリグニン、爆砕リグニンは、蒸解に硫黄含有化合物を用いないことから、硫黄臭の発生がない点で有利である。
The lignin site is a structural unit derived from lignin. The lignin is not particularly limited, and examples thereof include alkali lignin, kraft lignin, acetate lignin, organosolv lignin, explosive lignin, sulfate lignin, and the like, and one or more of these lignins can be used. .
Among these lignins, alkaline lignin, acetic acid lignin, organosolv lignin, and explosive lignin are advantageous in that no sulfur odor is generated because no sulfur-containing compound is used for cooking.

上記リグニンの原料となる植物についても特に限定されず、スギ、モミ、ヒノキ、マツ等針葉樹、ユーカリ、アカシア、シラカバ、ブナ、ナラ等の広葉樹、稲藁、穀物、バガス、竹、ケナフ、葦等の草本植物等が挙げられる。
これらの中でも、木質系のものが分散性能の点で好ましく、針葉樹や広葉樹のものがさらに好ましく、特に、針葉樹のものが好ましい。
The plant used as the raw material for the lignin is not particularly limited. Herbaceous plants and the like.
Among these, woody materials are preferable in terms of dispersion performance, softwoods and hardwoods are more preferable, and coniferous materials are particularly preferable.

本発明で使用するリグニンは、通常行われる方法、例えば、「リグニンの化学(中野準三編 ユニ出版)」に記載の方法を用いて原料物質より単離することにより得ることができる。 The lignin used in the present invention can be obtained by isolating it from the starting material using a commonly used method, for example, the method described in "Lignin Chemistry (Nakano Junzo Hen Uni Uni Publishing)".

リグニンの分子量は、原料物質、単離方法によって異なり、本発明において使用されるリグニンの重量平均分子量は特に限定されないが、例えば、重量平均分子量500〜100万のリグニンを使用することができる。好ましくは、重量平均分子量5000〜10万のリグニンである。重量平均分子量は、ゲルパーミーエーションクロマトグラフィー(GPC)分析法を用い、後述する実施例に記載の条件により測定することができる。 The molecular weight of lignin varies depending on the raw material and the isolation method, and the weight average molecular weight of lignin used in the present invention is not particularly limited. For example, lignin having a weight average molecular weight of 500 to 1,000,000 can be used. Preferably, it is a lignin having a weight average molecular weight of 5000 to 100,000. A weight average molecular weight can be measured by the conditions as described in the Example mentioned later using a gel permeation chromatography (GPC) analysis method.

本発明のリグニン誘導体に用いられるリグニン中の硫黄元素の含有率は、リグニン100質量%に対して0.1〜4質量%の範囲であることが好ましい。硫黄元素の含有率は、0.1〜3質量%の範囲であることがより好ましい。更に好ましくは、0.1〜2質量%の範囲であり、特に好ましくは、0.1〜1質量%の範囲である。
リグニン中の硫黄元素の含有率は、後述する実施例に記載の測定機器、測定条件で元素分析によって測定することができる。
It is preferable that the content rate of the elemental sulfur in the lignin used for the lignin derivative of this invention is the range of 0.1-4 mass% with respect to 100 mass% of lignin. The content of sulfur element is more preferably in the range of 0.1 to 3% by mass. More preferably, it is the range of 0.1-2 mass%, Most preferably, it is the range of 0.1-1 mass%.
The content of sulfur element in lignin can be measured by elemental analysis with the measuring equipment and measurement conditions described in the examples described later.

本発明のリグニン誘導体におけるポリアルキレングリコール部位は、ポリアルキレングリコール鎖を有する化合物(以下、ポリアルキレングリコール含有化合物ともいう。)に由来する構造単位であり、ポリアルキレングリコール部位を構成するアルキレンオキサイドの平均付加モル数が10を超えることを特徴とする。
上記アルキレンオキサイドの平均付加モル数とは、ポリアルキレングリコール部位を構成する1つのポリアルキレングリコール鎖において付加しているアルキレンオキサイドのモル数の平均値を意味する。
上記アルキレンオキサイドの平均付加モル数が10以下であれば、セメント添加剤の減水性能が充分なものとはならず、セメントの適正な分散性を得るために必要なセメント添加剤の純分添加量が多くなる。該添加量は、セメント添加剤の減水性能の指標となり、少ないほど減水性能が優れると評価される。多量に使用されるセメントに対して、該添加量がわずかでも少なくなれば大きな効果が認められることになる。
The polyalkylene glycol moiety in the lignin derivative of the present invention is a structural unit derived from a compound having a polyalkylene glycol chain (hereinafter also referred to as a polyalkylene glycol-containing compound), and is an average of the alkylene oxide constituting the polyalkylene glycol moiety. The added mole number is more than 10.
The average number of moles of alkylene oxide added means the average value of the number of moles of alkylene oxide added in one polyalkylene glycol chain constituting the polyalkylene glycol moiety.
If the average added mole number of the alkylene oxide is 10 or less, the water reducing performance of the cement additive is not sufficient, and the amount of the pure additive of the cement additive necessary for obtaining an appropriate dispersibility of the cement Will increase. The amount added is an indicator of the water reduction performance of the cement additive, and the smaller the amount, the better the water reduction performance. For cement used in a large amount, a great effect will be recognized if the addition amount is slightly reduced.

上記ポリアルキレングリコール部位を構成するアルキレンオキサイドの平均付加モル数は、11以上が好ましく、より好ましくは13以上、更に好ましくは15以上、特に好ましくは20以上、一層好ましくは25以上、より一層好ましくは30以上、最も好ましくは50以上である。上限としては、上記アルキレンオキサイドの平均付加モル数は通常300以下であることが好ましく、より好ましくは250以下、さらに好ましくは200以下、特に好ましくは150以下、一層好ましくは100以下である。
またセメント分散性の保持性能については、上記アルキレンオキサイドの平均付加モル数が11以上であることが好ましく、より好ましくは13以上、更に好ましくは15以上、特に好ましくは20以上、一層好ましくは25以上である。保持性能の観点から上限としては、上記アルキレンオキサイドの平均付加モル数は100以下であることが好ましく、より好ましくは75以下、更に好ましくは60以下、特に好ましくは50以下、一層好ましくは40以下、より一層好ましくは30以下である。
The average added mole number of the alkylene oxide constituting the polyalkylene glycol moiety is preferably 11 or more, more preferably 13 or more, still more preferably 15 or more, particularly preferably 20 or more, still more preferably 25 or more, and still more preferably. 30 or more, most preferably 50 or more. As an upper limit, the average added mole number of the alkylene oxide is usually preferably 300 or less, more preferably 250 or less, further preferably 200 or less, particularly preferably 150 or less, and still more preferably 100 or less.
Regarding the cement dispersibility retention performance, the average added mole number of the alkylene oxide is preferably 11 or more, more preferably 13 or more, still more preferably 15 or more, particularly preferably 20 or more, and further preferably 25 or more. It is. From the viewpoint of retention performance, the average added mole number of the alkylene oxide is preferably 100 or less, more preferably 75 or less, still more preferably 60 or less, particularly preferably 50 or less, more preferably 40 or less, More preferably, it is 30 or less.

上記アルキレンオキサイドとしては、特に限定されないが、炭素数2〜18のアルキレンオキサイドを用いることが好ましく、より好ましくは炭素数2〜8のアルキレンオキサイドであり、例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、イソブチレンオキサイド、1−ブテンオキサイド、2−ブテンオキサイド、トリメチルエチレンオキサイド、テトラメチレンオキサイド、テトラメチルエチレンオキサイド、ブタジエンモノオキサイド、オクチレンオキサイド等が挙げられる。また、ジペンタンエチレンオキサイド、ジヘキサンエチレンオキサイド等の脂肪族エポキシド;トリメチレンオキサイド、テトラメチレンオキサイド、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、オクチレンオキサイド等の脂環エポキシド;スチレンオキサイド、1,1−ジフェニルエチレンオキサイド等の芳香族エポキシド等を用いることもできる。 Although it does not specifically limit as said alkylene oxide, It is preferable to use a C2-C18 alkylene oxide, More preferably, it is a C2-C8 alkylene oxide, for example, ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, Examples include isobutylene oxide, 1-butene oxide, 2-butene oxide, trimethylethylene oxide, tetramethylene oxide, tetramethylethylene oxide, butadiene monooxide, and octylene oxide. In addition, aliphatic epoxides such as dipentane ethylene oxide and dihexane ethylene oxide; alicyclic epoxides such as trimethylene oxide, tetramethylene oxide, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, octylene oxide; styrene oxide, 1,1-diphenylethylene oxide, etc. An aromatic epoxide or the like can also be used.

上記ポリアルキレングリコール部位を構成するアルキレンオキサイドとしては、セメント粒子との親和性の観点から、炭素数2〜8程度の比較的短鎖のアルキレンオキサイド(オキシアルキレン基)が主体であることが好適である。より好ましくは、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等の炭素数2〜4のアルキレンオキサイドが主体であることであり、更に好ましくは、エチレンオキサイドが主体であることである。 The alkylene oxide constituting the polyalkylene glycol moiety is preferably a relatively short chain alkylene oxide (oxyalkylene group) having about 2 to 8 carbon atoms from the viewpoint of affinity with cement particles. is there. More preferably, the main component is an alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, and still more preferably, the main component is ethylene oxide.

ここでいう「主体」とは、ポリアルキレングリコール部位が、2種以上のアルキレンオキサイドにより構成されるときに、全アルキレンオキサイドの存在数において、大半を占めるものであることを意味する。「大半を占める」ことを全アルキレンオキサイド100モル%中のエチレンオキサイドのモル%で表すとき、50〜100モル%が好ましい。これにより、本発明のリグニン誘導体がより高い親水性を有することとなる。より好ましくは60モル%以上であり、さらに好ましくは70モル%以上、特に好ましくは80モル%以上、最も好ましくは90モル%以上である。 The “main body” as used herein means that when the polyalkylene glycol moiety is composed of two or more kinds of alkylene oxides, it accounts for the majority of the total number of alkylene oxides present. When expressing “dominate” in terms of mol% of ethylene oxide in 100 mol% of all alkylene oxides, 50 to 100 mol% is preferable. Thereby, the lignin derivative of the present invention has higher hydrophilicity. More preferably, it is 60 mol% or more, More preferably, it is 70 mol% or more, Especially preferably, it is 80 mol% or more, Most preferably, it is 90 mol% or more.

上記ポリアルキレングリコール含有化合物としては、ポリアルキレングリコール部位のアルキレンオキサイドの平均付加モル数が上述の範囲となる限り特に限定されないが、具体的には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール系化合物(以下、グリコール系化合物ともいう。);ポリエチレングリコール−モノエチル−グリシジルエーテル、ポリエチレングリコール−モノメチル−グリシジルエーテル、ラウリルアルコール−ポリエチレンオキサイド−グリシジルエーテル等の単官能のグリシジルエーテル系化合物;ポリ(エチレングリコール)ジグリシジルエーテル、ポリ(プロピレングリコール)ジグリシジルエーテル等の二官能のグリシジルエーテル系化合物;及びこれらのグリシジル基(以下、エポキシ基ともいう。)をメトキシ、エトキシ等のアルコキシド化合物と反応させて、グリシジルエーテル基の官能度を低下させたグリシジルエーテル系化合物;メトキシポリエチレングリコール等のアルコキシポリアルキレングリコールとエピクロロヒドリン等のエピハロヒドリンとの反応により得られる単官能型エポキシポリアルキレングリコール化合物が挙げられる。
なお、ポリアルキレングリコール部位は、ポリアルキレングリコール鎖を有する化合物に由来する構造となっていればよく、そのような構造を構成するための原料が特定されるものではないが、上記化合物から構成されることが好ましい。その場合、これらの化合物は、化合物中のアルキレンオキサイドの平均付加モル数が10を超えるものである。
The polyalkylene glycol-containing compound is not particularly limited as long as the average number of added moles of alkylene oxide in the polyalkylene glycol moiety is within the above range, but specifically, polyalkylene glycol compounds such as polyethylene glycol and polypropylene glycol (Hereinafter also referred to as glycol compounds); monofunctional glycidyl ether compounds such as polyethylene glycol-monoethyl-glycidyl ether, polyethylene glycol-monomethyl-glycidyl ether, lauryl alcohol-polyethylene oxide-glycidyl ether; poly (ethylene glycol) Bifunctional glycidyl ether compounds such as diglycidyl ether and poly (propylene glycol) diglycidyl ether; and their glycidyl groups The glycidyl ether compound in which the functionality of the glycidyl ether group is lowered by reacting with an alkoxide compound such as methoxy or ethoxy; and an alkoxypolyalkylene glycol such as methoxypolyethylene glycol and epichlorohydrin. And monofunctional epoxy polyalkylene glycol compounds obtained by reaction with epihalohydrins such as
The polyalkylene glycol moiety may be a structure derived from a compound having a polyalkylene glycol chain, and a raw material for constituting such a structure is not specified, but is composed of the above compound. It is preferable. In that case, these compounds have an average addition mole number of alkylene oxide in the compound of more than 10.

上記ポリアルキレングリコール含有化合物としては、不飽和結合を有しないポリアルキレングリコール含有化合物が好ましく、不飽和結合を有しないポリアルキレングリコール含有化合物の中でもより好ましくは単官能のグリシジルエーテル系化合物、アルコキシポリアルキレングリコールとエピハロヒドリンとの反応により得られる単官能型エポキシポリアルキレングリコール化合物であり、更に好ましくはアルコキシポリアルキレングリコールとエピハロヒドリンとの反応により得られる単官能型エポキシポリアルキレングリコール化合物である。 The polyalkylene glycol-containing compound is preferably a polyalkylene glycol-containing compound having no unsaturated bond, and more preferably a monofunctional glycidyl ether compound or an alkoxy polyalkylene among polyalkylene glycol-containing compounds having no unsaturated bond. A monofunctional epoxy polyalkylene glycol compound obtained by the reaction of glycol and epihalohydrin, and more preferably a monofunctional epoxy polyalkylene glycol compound obtained by the reaction of alkoxy polyalkylene glycol and epihalohydrin.

本発明のリグニン誘導体におけるポリアルキレングリコール部位とリグニン部位とのモル比率は、0.1〜20である。上記モル比率は、リグニン部位1モルに対するポリアルキレングリコール部位のモル比率を表す。
上記モル比率が上記範囲よりも小さいと、セメント添加剤としての性能を充分に発揮できず、該用途に適さないものとなる。上記範囲よりも大きいと、セメントの適正な分散性を得るために必要なセメント添加剤の純分添加量が多くなる。
上記ポリアルキレングリコール部位とリグニン部位とのモル比率は、好ましくは、1.0〜13であり、より好ましくは1.5〜12であり、更に好ましくは2〜11であり、特に好ましくは2.5〜10であり、最も好ましくは3〜9である。
上記ポリアルキレングリコール部位とリグニン部位とのモル比率は、後述する実施例に記載の方法により求めることができる。
The molar ratio of the polyalkylene glycol moiety to the lignin moiety in the lignin derivative of the present invention is 0.1-20. The molar ratio represents the molar ratio of the polyalkylene glycol moiety to 1 mol of the lignin moiety.
When the molar ratio is smaller than the above range, the performance as a cement additive cannot be sufficiently exhibited, and it is not suitable for the application. When it is larger than the above range, the amount of the pure additive of the cement additive necessary for obtaining an appropriate dispersibility of the cement is increased.
The molar ratio between the polyalkylene glycol moiety and the lignin moiety is preferably 1.0 to 13, more preferably 1.5 to 12, still more preferably 2 to 11, and particularly preferably 2. It is 5-10, Most preferably, it is 3-9.
The molar ratio between the polyalkylene glycol moiety and the lignin moiety can be determined by the method described in Examples described later.

本発明のリグニン誘導体の数平均分子量は6000〜20万であり、好ましくは6000〜10万であり、より好ましくは6000〜5万であり、更に好ましくは6000〜3万であり、特に好ましくは6000〜2万である。数平均分子量が上記範囲を外れると、セメント添加剤としての用途に適さないものとなる。
本発明のリグニン誘導体の分子量分布(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))は1.0〜3.5である。
上記分子量分布が上記範囲よりも小さいと、分子量分布曲線がシャープなものとなり過ぎ、セメント添加剤としての製造が困難となる。上記範囲よりも大きいと、セメントの適正な分散性を得るために必要なセメント添加剤の純分添加量が多くなる。
本発明のリグニン誘導体の分子量分布は、好ましくは1.0〜2.0であり、より好ましくは1.0〜1.8であり、更に好ましくは1.0〜1.6である。リグニン誘導体の数平均分子量、分子量分布は、GPCを用い、後述する実施例に記載の方法により測定することができる。
The number average molecular weight of the lignin derivative of the present invention is 6,000 to 200,000, preferably 6,000 to 100,000, more preferably 6,000 to 50,000, still more preferably 6,000 to 30,000, and particularly preferably 6,000. ~ 20,000. When the number average molecular weight is out of the above range, it becomes unsuitable for use as a cement additive.
The molecular weight distribution (weight average molecular weight (Mw) / number average molecular weight (Mn)) of the lignin derivative of the present invention is 1.0 to 3.5.
When the molecular weight distribution is smaller than the above range, the molecular weight distribution curve becomes too sharp and it becomes difficult to produce as a cement additive. When it is larger than the above range, the amount of the pure additive of the cement additive necessary for obtaining an appropriate dispersibility of the cement is increased.
The molecular weight distribution of the lignin derivative of the present invention is preferably 1.0 to 2.0, more preferably 1.0 to 1.8, and still more preferably 1.0 to 1.6. The number average molecular weight and molecular weight distribution of the lignin derivative can be measured by the method described in Examples described later using GPC.

<リグニン誘導体の製造方法>
本発明のリグニン誘導体の製造方法は、特に限定されないが、例えば、リグニンとポリアルキレングリコール含有化合物とを反応させる製造方法が挙げられる。
このような、リグニン部位とポリアルキレングリコール部位とを必須とするリグニン誘導体の製造方法であって、上記製造方法は、リグニンとポリアルキレングリコール含有化合物とを反応させる工程を含むリグニン誘導体の製造方法もまた本発明の1つである。
<Method for producing lignin derivative>
Although the manufacturing method of the lignin derivative of this invention is not specifically limited, For example, the manufacturing method with which a lignin and a polyalkylene glycol containing compound are made to react is mentioned.
A method for producing such a lignin derivative essentially comprising a lignin moiety and a polyalkylene glycol moiety, wherein the production method includes a step of reacting lignin with a polyalkylene glycol-containing compound. It is also one aspect of the present invention.

上記リグニンとポリアルキレングリコール含有化合物との反応において、例えば、リグニン中の水酸基にポリアルキレングリコール含有化合物の反応基を反応させることにより、リグニンを誘導体化することができる。
上記ポリアルキレングリコール含有化合物の反応基としては、リグニンの水酸基と反応することができる限り制限されないが、例えば、グリシジル基、水酸基、カルボキシル基、アルデヒド基、アミノ基等が挙げられ、反応性の観点から、好ましくはグリシジル基、水酸基である。
In the reaction between the lignin and the polyalkylene glycol-containing compound, for example, the lignin can be derivatized by reacting the hydroxyl group in the lignin with the reactive group of the polyalkylene glycol-containing compound.
The reactive group of the polyalkylene glycol-containing compound is not limited as long as it can react with the hydroxyl group of lignin, and examples thereof include a glycidyl group, a hydroxyl group, a carboxyl group, an aldehyde group, an amino group, and the reactive viewpoint. Therefore, a glycidyl group and a hydroxyl group are preferable.

上記リグニンとポリアルキレングリコール含有化合物との反応において、リグニンに対するポリアルキレングリコール含有化合物の添加量は、本発明のリグニン誘導体のポリアルキレングリコール部位とリグニン部位とのモル比率に依存する。また、理論的には、リグニン中の全ての水酸基は親水性化合物中の反応基と反応する可能性があり得るため、ポリアルキレングリコール含有化合物の添加量は、リグニン中の水酸基の量、ポリアルキレングリコール含有化合物中の上記反応基の量と上記モル比率に基づき算出される。ポリアルキレングリコール含有化合物の添加量は、通常、リグニン100質量%に対し、5〜400質量%、好ましくは10〜300質量%、より好ましくは15〜250質量%である。 In the reaction between the lignin and the polyalkylene glycol-containing compound, the amount of the polyalkylene glycol-containing compound added to the lignin depends on the molar ratio between the polyalkylene glycol moiety and the lignin moiety of the lignin derivative of the present invention. Theoretically, since all hydroxyl groups in lignin may react with reactive groups in hydrophilic compounds, the amount of polyalkylene glycol-containing compound added is the amount of hydroxyl groups in lignin, polyalkylene It is calculated based on the amount of the reactive group and the molar ratio in the glycol-containing compound. The addition amount of the polyalkylene glycol-containing compound is usually 5 to 400% by mass, preferably 10 to 300% by mass, and more preferably 15 to 250% by mass with respect to 100% by mass of lignin.

ポリアルキレングリコール含有化合物として、グリシジル基を有しないグリコール系化合物を用いる場合、リグニンとグリコール系化合物との混合物に、酸触媒を添加して反応させることにより、リグニン誘導体を調製することができる。グリコール系化合物としては上述の化合物を用いることができる。 When a glycol-based compound having no glycidyl group is used as the polyalkylene glycol-containing compound, a lignin derivative can be prepared by adding an acid catalyst to a mixture of lignin and a glycol-based compound to cause a reaction. The above-mentioned compounds can be used as the glycol compound.

上記反応において、酸触媒としては、塩酸、硫酸等を用いることができる。収率向上の観点から、好ましい条件として、添加量は、ポリアルキレングリコール含有化合物に対して0.1〜3.0質量%、反応温度は、100℃〜200℃、より好ましくは120℃〜160℃、更に好ましくは140℃、反応時間は、30分〜180分、より好ましくは60分〜120分、更に好ましくは、90分である。 In the above reaction, hydrochloric acid, sulfuric acid or the like can be used as the acid catalyst. From the viewpoint of improving the yield, as preferable conditions, the addition amount is 0.1 to 3.0% by mass relative to the polyalkylene glycol-containing compound, and the reaction temperature is 100 ° C. to 200 ° C., more preferably 120 ° C. to 160 ° C. The reaction time is 30 minutes to 180 minutes, more preferably 60 minutes to 120 minutes, still more preferably 90 minutes.

上記反応において、リグニンとグリコール系化合物との反応終了後、反応系に水を添加して、水不溶部を取り除くことが好ましい。 In the above reaction, it is preferable to remove water-insoluble parts by adding water to the reaction system after completion of the reaction between lignin and the glycol compound.

本発明のリグニン誘導体の製造方法において用いられるポリアルキレングリコール含有化合物としては、反応性の観点から、グリシジルエーテル系化合物を用いることが好ましい。 As the polyalkylene glycol-containing compound used in the method for producing a lignin derivative of the present invention, it is preferable to use a glycidyl ether compound from the viewpoint of reactivity.

上記グリシジルエーテル系化合物としては、上述の化合物を用いることができるが、(1)二官能のグリシジルエーテル系化合物とナトリウムエトキシド等のアルコキシド化合物との反応により得られる単官能型エポキシポリアルキレングリコール化合物、(2)アルコキシポリアルキレングリコールとエピクロロヒドリン等のエピハロヒドリンとの反応により得られる単官能型エポキシポリアルキレングリコール化合物を用いることが反応性の観点から、好ましい。上記(1)及び(2)の反応の一例として、それぞれ下記式(1)及び(2)に示す。式中、nは、10を超える数を表す。Rは、炭素数1〜12のアルキル基を表す。 The above-mentioned compounds can be used as the glycidyl ether compound, but (1) a monofunctional epoxy polyalkylene glycol compound obtained by reacting a bifunctional glycidyl ether compound with an alkoxide compound such as sodium ethoxide. (2) From the viewpoint of reactivity, it is preferable to use a monofunctional epoxy polyalkylene glycol compound obtained by a reaction between an alkoxy polyalkylene glycol and an epihalohydrin such as epichlorohydrin. Examples of the reactions (1) and (2) are shown in the following formulas (1) and (2), respectively. In the formula, n represents a number exceeding 10. R represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.

Figure 2015163571
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Figure 2015163571
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上記グリシジルエーテル系化合物としてより好ましくは、(2)の単官能型エポキシポリアルキレングリコール化合物である。
上記(1)の反応生成物には、副生成物として、二官能のグリシジルエーテル系化合物の有する2つのグリシジル基と2分子のアルコキシド化合物とが反応し生成するエポキシ基を有しない化合物や未反応の二官能のグリシジルエーテル系化合物が含まれる。この反応生成物とリグニンとを反応させてリグニン誘導体を合成した場合には、未反応の二官能のグリシジルエーテル系化合物が架橋剤として作用し、リグニン誘導体の分子量分布が大きくなるおそれがある。上記(2)の反応においては、このような副反応が起きず、完全単官能型エポキシポリアルキレングリコール化合物を合成することができ、分子量分布の小さいリグニン誘導体を合成することができる。
The monofunctional epoxy polyalkylene glycol compound (2) is more preferred as the glycidyl ether compound.
The reaction product of the above (1) includes, as a by-product, a compound having no epoxy group or an unreacted product produced by reacting two glycidyl groups of a bifunctional glycidyl ether compound with two molecules of an alkoxide compound. These bifunctional glycidyl ether compounds are included. When this reaction product and lignin are reacted to synthesize a lignin derivative, the unreacted bifunctional glycidyl ether compound acts as a cross-linking agent, which may increase the molecular weight distribution of the lignin derivative. In the reaction (2), such a side reaction does not occur, and a completely monofunctional epoxy polyalkylene glycol compound can be synthesized, and a lignin derivative having a small molecular weight distribution can be synthesized.

上記(2)の反応に用いられるアルコキシポリアルキレングリコールとしては、上述の化合物を用いることができ、好ましくはメトキシポリエチレングリコールである。
上記エピハロヒドリンとしては、上述の化合物を用いることができ、好ましくは収率向上の観点から、エピクロロヒドリンである。
As the alkoxypolyalkylene glycol used in the reaction (2), the above-mentioned compounds can be used, and methoxypolyethylene glycol is preferable.
As the epihalohydrin, the above-mentioned compounds can be used, and epichlorohydrin is preferable from the viewpoint of improving the yield.

上記(2)の反応に用いられるエピハロヒドリンの添加量は、特に限定されないが、アルコキシポリアルキレングリコール100モル%に対し、好ましくは100〜1000モル%、より好ましくは300〜800モル%である。 The addition amount of epihalohydrin used in the reaction (2) is not particularly limited, but is preferably 100 to 1000 mol%, more preferably 300 to 800 mol% with respect to 100 mol% of the alkoxypolyalkylene glycol.

上記(2)の反応において、塩基としては、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水素化物等を用いることができる。具体的には、アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げられ、アルカリ土類金属としては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム等が挙げられる。塩基として好ましくは反応性の観点から水素化ナトリウムであり、添加量は、アルコキシポリアルキレングリコール100モル%に対して80〜150モル%であることが好ましい。
さらに、溶媒としては、一般的な合成に使用される有機溶媒を用いることができ、好ましくはアセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジオキサン、テトラヒドロフランである。
上記(2)の反応の好ましい条件として、反応温度は、50℃〜150℃、より好ましくは50℃〜80℃、反応時間は、60分〜600分、より好ましくは180分〜360分である。
In the reaction (2), as the base, alkali metal or alkaline earth metal hydroxide, alkali metal or alkaline earth metal hydride, or the like can be used. Specifically, examples of the alkali metal include lithium, sodium, and potassium, and examples of the alkaline earth metal include beryllium, magnesium, and calcium. The base is preferably sodium hydride from the viewpoint of reactivity, and the addition amount is preferably 80 to 150 mol% with respect to 100 mol% of the alkoxypolyalkylene glycol.
Furthermore, as a solvent, the organic solvent used for a general synthesis | combination can be used, Preferably they are acetonitrile, a dimethylformamide, a dioxane, and tetrahydrofuran.
As preferable conditions for the reaction (2) above, the reaction temperature is 50 ° C. to 150 ° C., more preferably 50 ° C. to 80 ° C., and the reaction time is 60 minutes to 600 minutes, more preferably 180 minutes to 360 minutes. .

上記リグニンの水酸基とグリシジルエーテル系化合物のエポキシ基との反応は、通常用いられる方法により行うことができる。
例えば、リグニンをアルカリ水溶液に溶解し、アルカリ性条件下で遊離したリグニン中の水酸基(リグニン−OH)をグリシジルエーテル系化合物中のエポキシ基と反応させることにより、リグニン誘導体を調製することができる。リグノセルロース系バイオマスをアルカリ蒸解した後に得られる。
黒液を、上記リグニンのアルカリ水溶液として用いることもできる。
The reaction between the hydroxyl group of the lignin and the epoxy group of the glycidyl ether compound can be performed by a commonly used method.
For example, a lignin derivative can be prepared by dissolving lignin in an aqueous alkaline solution and reacting a hydroxyl group (lignin-OH) in lignin liberated under alkaline conditions with an epoxy group in a glycidyl ether compound. Obtained after alkaline digestion of lignocellulosic biomass.
Black liquor can also be used as the alkaline aqueous solution of lignin.

上記リグニンの水酸基とグリシジルエーテル系化合物のエポキシ基との反応条件として、反応温度は、通常、50℃〜100℃、好ましくは70℃、反応時間は、通常、30分〜24時間、好ましくは1時間〜12時間、より好ましくは、2時間〜6時間である。 As reaction conditions for the hydroxyl group of the lignin and the epoxy group of the glycidyl ether compound, the reaction temperature is usually 50 ° C. to 100 ° C., preferably 70 ° C., and the reaction time is usually 30 minutes to 24 hours, preferably 1 Time to 12 hours, more preferably 2 hours to 6 hours.

上記反応において、リグニンとグリシジルエーテル系化合物との反応終了後、反応系に酸を添加して中和することが好ましい。添加する酸としては、悪影響を及ぼさない限り何れの酸でもよく、例えば、塩酸、リン酸、硫酸等の無機酸、及びギ酸、酢酸等の有機酸を使用することができる。 In the above reaction, it is preferable to neutralize the reaction system by adding an acid after completion of the reaction between lignin and the glycidyl ether compound. The acid to be added may be any acid as long as it does not have an adverse effect. For example, inorganic acids such as hydrochloric acid, phosphoric acid and sulfuric acid, and organic acids such as formic acid and acetic acid can be used.

上記反応は、疎水性のリグニンにグリシジルエーテル系化合物の有するポリアルキレングリコール鎖が導入されたことにより、得られるリグニン誘導体が親水性になった時点で完了する。リグニンとグリシジルエーテル系化合物との反応の完了は、例えば、反応中の溶液を一部サンプリングしたものに酸を加えてpHを下げた際、沈殿を生じるか否かで判定することができる。反応が不十分である場合、未反応のリグニンが沈殿として析出する。反応が完了した場合は沈殿が生じず、両親媒性リグニン誘導体が得られている。
以下、本発明のリグニン誘導体は、両親媒性リグニン誘導体ともいう。
The above reaction is completed when the resulting lignin derivative becomes hydrophilic due to the introduction of the polyalkylene glycol chain of the glycidyl ether compound into the hydrophobic lignin. Completion of the reaction between the lignin and the glycidyl ether compound can be determined, for example, by whether or not precipitation occurs when the pH is lowered by adding an acid to a sample of a part of the solution during the reaction. When the reaction is insufficient, unreacted lignin is deposited as a precipitate. When the reaction is completed, no precipitation occurs and an amphiphilic lignin derivative is obtained.
Hereinafter, the lignin derivative of the present invention is also referred to as an amphiphilic lignin derivative.

本発明の一実施形態において、リグニンを水酸化ナトリウム水溶液に溶解させ、得られたリグニンのアルカリ水溶液を常圧下で約70℃に温め、所定量のグリシジルエーテル系化合物を加え、約3時間攪拌しながら反応させ、反応終了後、反応系に酸を加えて中和することにより、リグニン誘導体が得られる。 In one embodiment of the present invention, lignin is dissolved in an aqueous sodium hydroxide solution, the resulting alkaline aqueous solution of lignin is warmed to about 70 ° C. under normal pressure, a predetermined amount of glycidyl ether compound is added, and the mixture is stirred for about 3 hours. Then, after the reaction is completed, the reaction system is neutralized by adding an acid to obtain a lignin derivative.

上記反応により得られたリグニン誘導体は、そのままコンクリート用混和剤として使用することもできるし、必要に応じて、脱塩及び未反応の親水性化合物の除去のために、限外濾過に付すことができる。例えば、分子量3000以下を排除できる限外濾過装置を用いて濾過に付すことが好ましい。 The lignin derivative obtained by the above reaction can be used as it is as an admixture for concrete, and if necessary, can be subjected to ultrafiltration for desalting and removal of unreacted hydrophilic compounds. it can. For example, it is preferable to perform filtration using an ultrafiltration device that can exclude a molecular weight of 3000 or less.

上記リグニンとグリシジルエーテル系化合物との反応の一例として、好ましい反応形態を下記式(3)に示す。式中、nは、10を超える数を表す。Rは、炭素数1〜12のアルキル基を表す。 As an example of the reaction between the lignin and the glycidyl ether compound, a preferred reaction form is shown in the following formula (3). In the formula, n represents a number exceeding 10. R represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.

Figure 2015163571
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<セメント添加剤>
本発明のリグニン誘導体をセメント添加剤として使用する場合は、水溶液の形態で使用してもよいし、又は、乾燥させたものを粉体化して使用してもよい。乾燥させる場合、凍結乾燥機等の従来使用されている乾燥方法により完全に乾燥させてもよい。また、粉体化した本発明のセメント添加剤を予めセメント粉末やドライモルタルのような水を含まないセメント組成物に配合して、左官、床仕上げ、グラウトなどに用いるプレミックス製品として使用してもよいし、セメント組成物の混練時に配合してもよい。
<Cement additive>
When the lignin derivative of the present invention is used as a cement additive, it may be used in the form of an aqueous solution or may be used after pulverized. When drying, you may dry completely by conventionally used drying methods, such as a freeze dryer. In addition, the powdered cement additive of the present invention is blended in advance with a water-free cement composition such as cement powder or dry mortar, and used as a premix product for plastering, floor finishing, grout, etc. Alternatively, it may be blended when the cement composition is kneaded.

好ましくは、本発明のリグニン誘導体を主成分とするセメント添加剤は、水溶液の形態で使用する。水溶液の濃度は任意であるが、例えば、5〜50%であり、好ましくは、10〜30%程度である。 Preferably, the cement additive based on the lignin derivative of the present invention is used in the form of an aqueous solution. Although the density | concentration of aqueous solution is arbitrary, it is 5 to 50%, for example, Preferably, it is about 10 to 30%.

セメントに添加する際の本発明のセメント添加剤の配合量は、任意であるが、例えば、固形分換算で、セメントの質量に対して、0.01〜10.0質量%、好ましくは0.02〜5.0質量%、より好ましくは0.1〜1.0質量%である。このような配合量により、通常の汎用セメントにおいては、単位水量の低減、強度の増大、耐久性の向上などの各種の好ましい諸効果がもたらされる。特に、配合量が0.1質量%以上である場合は、流動性が著しく付与されるため、いわゆるセメント減水剤としての効果に優れ、好ましい。 The blending amount of the cement additive of the present invention when added to cement is arbitrary, but for example, 0.01 to 10.0% by mass, preferably 0.0. It is 02-5.0 mass%, More preferably, it is 0.1-1.0 mass%. Such a blending amount brings various preferable effects such as a reduction in unit water amount, an increase in strength, and an improvement in durability in ordinary general-purpose cement. In particular, when the blending amount is 0.1% by mass or more, fluidity is remarkably imparted, and therefore, the effect as a so-called cement water reducing agent is excellent, which is preferable.

本発明のセメント添加剤はまた、他のセメント添加剤と組み合わせて用いることもでき、ポリカルボン酸系減水剤と併用することもできる。ポリカルボン酸系減水剤としては、ポリ(メタ)アクリル酸等のポリカルボン酸の側鎖に(ポリ)アルキレングリコール鎖を有する重合体を含む減水剤であればよい。
上記ポリカルボン酸を構成する不飽和カルボン酸系単量体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などのモノカルボン酸系単量体;マレイン酸、イタコン酸、フマル酸、シトラコン酸等のジカルボン酸系単量体、これらのジカルボン酸無水物及びこれらの塩等が挙げられる。
上記(ポリ)アルキレングリコール鎖としては、特に限定されないが、上述のアルキレンオキサイドから構成される高分子鎖((ポリ)アルキレンオキサイド)であることが好ましい。
上記ポリカルボン酸系減水剤の特性については、本発明のセメント添加剤と併用して分散性を向上し、減水性能を発揮できるものであれば特に限定されるものではない。
上記ポリカルボン酸系減水剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよい
The cement additive of the present invention can also be used in combination with other cement additives, and can also be used in combination with a polycarboxylic acid-based water reducing agent. The polycarboxylic acid-based water reducing agent may be any water reducing agent including a polymer having a (poly) alkylene glycol chain in the side chain of a polycarboxylic acid such as poly (meth) acrylic acid.
Examples of the unsaturated carboxylic acid monomer constituting the polycarboxylic acid include monocarboxylic acid monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid; maleic acid, itaconic acid, fumaric acid, citraconic acid, and the like. These dicarboxylic acid monomers, their dicarboxylic acid anhydrides, and their salts.
Although it does not specifically limit as said (poly) alkylene glycol chain | strand, It is preferable that it is a polymer chain ((poly) alkylene oxide) comprised from the above-mentioned alkylene oxide.
The characteristics of the polycarboxylic acid-based water reducing agent are not particularly limited as long as they can be used in combination with the cement additive of the present invention to improve dispersibility and exhibit water reducing performance.
The polycarboxylic acid water reducing agent may be used alone or in combination of two or more.

本発明のセメント添加剤はまた、オキシカルボン酸系化合物と併用することもできる。オキシカルボン酸系化合物を併用することにより、高温の環境下においても、より高い分散保持性能を発揮することができる。オキシカルボン酸系化合物としては、炭素原子数4〜10のオキシカルボン酸又はその塩が好ましく、具体的には、例えば、グルコン酸、グルコヘプトン酸、アラボン酸、リンゴ酸、クエン酸や、これらのナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アンモニウム、トリエタノールアミンなどの無機塩又は有機塩などが挙げられる。これらのオキシカルボン酸系化合物は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらのオキシカルボン酸系化合物のうち、グルコン酸又はその塩が特に好適である。特に、貧配合コンクリートの場合には、分子中にスルホン酸基を有するスルホン酸系分散剤としてリグニンスルホン酸塩系の分散剤を使用し、オキシカルボン酸系化合物としてグルコン酸もしくはその塩を使用することが好ましい。
本発明のセメント添加剤はまた、その他のセメント添加剤として、特開2013−53010号公報に記載されているようなその他のセメント添加剤を併用することができる。
The cement additive of the present invention can also be used in combination with an oxycarboxylic acid compound. By using the oxycarboxylic acid compound in combination, higher dispersion retention performance can be exhibited even in a high temperature environment. As the oxycarboxylic acid compound, an oxycarboxylic acid having 4 to 10 carbon atoms or a salt thereof is preferable, and specifically, for example, gluconic acid, glucoheptonic acid, alabonic acid, malic acid, citric acid, and sodium thereof. Inorganic salts or organic salts such as potassium, calcium, magnesium, ammonium and triethanolamine. These oxycarboxylic acid compounds may be used alone or in combination of two or more. Of these oxycarboxylic acid compounds, gluconic acid or a salt thereof is particularly suitable. In particular, in the case of poor blended concrete, a lignin sulfonate-based dispersant is used as a sulfonic acid-based dispersant having a sulfonic acid group in the molecule, and gluconic acid or a salt thereof is used as an oxycarboxylic acid-based compound. It is preferable.
The cement additive of the present invention can also be used in combination with other cement additives as described in JP2013-53010A as other cement additives.

本発明のセメント添加剤と組み合わせて用いることができる他のセメント添加剤としては、更に、水溶性高分子物質、高分子エマルジョン、遅延剤、早強剤・促進剤、鉱油系消泡剤、油脂系消泡剤、脂肪酸系消泡剤、脂肪酸エステル系消泡剤、オキシアルキレン系消泡剤、アルコール系消泡剤、アミド系消泡剤、リン酸エステル系消泡剤、金属石鹸系消泡剤、シリコーン系消泡剤、AE剤、その他界面活性剤、防水剤、防錆剤、ひび割れ低減剤、膨張材等が挙げられ、これらは、特開2012−131997号公報に記載のものと同様のものを用いることができる。 Other cement additives that can be used in combination with the cement additive of the present invention include water-soluble polymer materials, polymer emulsions, retarders, early strengthening agents / accelerators, mineral oil-based antifoaming agents, fats and oils Antifoaming agent, fatty acid-based antifoaming agent, fatty acid ester-based antifoaming agent, oxyalkylene-based antifoaming agent, alcohol-based antifoaming agent, amide-based antifoaming agent, phosphate ester-based antifoaming agent, metal soap-based defoaming agent Agents, silicone-based antifoaming agents, AE agents, other surfactants, waterproofing agents, rust-preventing agents, crack reducing agents, expansion materials, and the like, and these are the same as those described in JP 2012-131997 A Can be used.

その他のセメント添加剤(材)として、例えば、セメント湿潤剤、増粘剤、分離低減剤、凝集剤、乾燥収縮低減剤、強度増進剤、セルフレベリング剤、着色剤、防カビ剤、高炉スラグ、フライアッシュ、シンダーアッシュ、クリンカーアッシュ、ハスクアッシュ、シリカヒューム、シリカ粉末、石膏等が挙げられる。 Other cement additives (materials) include, for example, cement wetting agents, thickeners, separation reducing agents, flocculants, drying shrinkage reducing agents, strength enhancers, self-leveling agents, coloring agents, fungicides, blast furnace slag, Examples include fly ash, cinder ash, clinker ash, husk ash, silica fume, silica powder, and gypsum.

本発明のセメント添加剤と他のセメント添加剤と組み合わせて用いる場合の配合割合は、本発明のセメント添加剤の必須成分であるリグニン誘導体の固形分と他のセメント添加剤の固形分との質量割合が1〜99/99〜1であることが好ましい。より好ましくは、5〜95/95〜5であり、更に好ましくは、10〜90/90〜10であり、特に好ましくは、20〜80/80〜20である。
また、本発明のセメント添加剤とポリカルボン酸系減水剤又はオキシカルボン酸系化合物と他のセメント添加剤とを用いる場合、本発明のセメント添加剤の必須成分であるリグニンとポリカルボン酸系減水剤又はオキシカルボン酸系化合物と他のセメント添加剤との質量割合は、1〜98/1〜98/1〜98であることが好ましい。より好ましくは、5〜90/5〜90/5〜90であり、更に好ましくは、10〜90/5〜85/5〜85であり、特に好ましくは、20〜80/10〜70/10〜70である。
The blending ratio when used in combination with the cement additive of the present invention and other cement additives is the mass of the solid content of the lignin derivative, which is an essential component of the cement additive of the present invention, and the solid content of other cement additives. The ratio is preferably 1 to 99 / 99-1. More preferably, it is 5-95 / 95-5, More preferably, it is 10-90 / 90-10, Most preferably, it is 20-80 / 80-20.
Further, when using the cement additive of the present invention and a polycarboxylic acid-based water reducing agent or oxycarboxylic acid-based compound and another cement additive, lignin and polycarboxylic acid-based water reducing water which are essential components of the cement additive of the present invention. The mass ratio of the agent or the oxycarboxylic acid compound and the other cement additive is preferably 1 to 98/1 to 98/1 to 98. More preferably, it is 5-90 / 5-90 / 5-90, More preferably, it is 10-90 / 5-85 / 5-85, Most preferably, it is 20-80 / 10-70 / 10-10 70.

上述した種々の他のセメント添加剤の中でも、本発明のセメント添加剤と併用するセメント添加剤としては、ポリカルボン酸系減水剤やオキシカルボン酸系化合物の他に、オキシアルキレン系消泡剤、促進剤、分離低減剤、AE剤が好ましく、AE剤を用いる場合、本発明のセメント添加剤とオキシアルキレン系消泡剤とAE剤との3成分を併用することが好ましい。 Among the various other cement additives described above, as a cement additive used in combination with the cement additive of the present invention, in addition to a polycarboxylic acid-based water reducing agent and an oxycarboxylic acid-based compound, an oxyalkylene-based antifoaming agent, An accelerator, a separation reducing agent, and an AE agent are preferable. When an AE agent is used, it is preferable to use the three components of the cement additive of the present invention, an oxyalkylene antifoaming agent, and an AE agent.

本発明のセメント添加剤と併用するオキシアルキレン系消泡剤としては、上記のものの中でも、ポリオキシアルキレンアルキルアミン類が好ましい。
本発明のセメント添加剤とオキシアルキレン系消泡剤とを併用する場合、オキシアルキレン系消泡剤の配合割合は、本発明のセメント添加剤の必須成分であるリグニン誘導体の固形分の質量に対して0.01〜20質量%であることが好ましい。
また、本発明のセメント添加剤とオキシアルキレン系消泡剤とAE剤との3成分を併用する場合、オキシアルキレン系消泡剤の割合は、上記と同様であり、AE剤の割合は、本発明のセメント添加剤の必須成分であるリグニン誘導体の固形分の質量に対して0.001〜2質量%であることが好ましい。
Among the above, polyoxyalkylene alkylamines are preferable as the oxyalkylene-based antifoaming agent used in combination with the cement additive of the present invention.
When the cement additive of the present invention and the oxyalkylene antifoaming agent are used in combination, the blending ratio of the oxyalkylene antifoaming agent is based on the solid content of the lignin derivative that is an essential component of the cement additive of the present invention. It is preferable that it is 0.01-20 mass%.
In addition, when the three components of the cement additive of the present invention, the oxyalkylene antifoaming agent and the AE agent are used in combination, the proportion of the oxyalkylene antifoaming agent is the same as described above, and the proportion of the AE agent is It is preferable that it is 0.001-2 mass% with respect to the mass of the solid content of the lignin derivative which is an essential component of the cement additive of the invention.

本発明のセメント添加剤と促進剤とを併用する場合、本発明のセメント添加剤の必須成分であるリグニン誘導体と促進剤との質量割合は、10/90〜99.9/0.1であることが好ましい。より好ましくは、20/80〜99/1である。 When the cement additive of the present invention and the accelerator are used in combination, the mass ratio of the lignin derivative, which is an essential component of the cement additive of the present invention, and the accelerator is 10/90 to 99.9 / 0.1. It is preferable. More preferably, it is 20/80 to 99/1.

本発明のセメント添加剤と分離低減剤とを併用する場合、分離低減剤としては、非イオン性セルロースエーテル類等の各種増粘剤、部分構造として炭素原子数4〜30の炭化水素鎖からなる疎水性置換基と炭素原子数2〜18のアルキレンオキサイドを平均付加モル数で2〜300付加したポリオキシアルキレン鎖とを有する化合物等の1種又は2種以上を用いることができる。
本発明のセメント添加剤と分離低減剤とを併用する場合、本発明のセメント添加剤の必須成分であるリグニンと分離低減剤との質量割合は、10/90〜99.99/0.01であることが好ましい。より好ましくは50/50〜99.9/0.1である。本発明のセメント添加剤と分離低減剤とを含むセメント組成物は、高流動コンクリート、自己充填性コンクリート、セルフレベリング材として好適に用いることができる。
When the cement additive of the present invention and the separation reducing agent are used in combination, the separation reducing agent includes various thickening agents such as nonionic cellulose ethers, and a hydrocarbon chain having 4 to 30 carbon atoms as a partial structure. 1 type (s) or 2 or more types, such as a compound which has a hydrophobic substituent and the polyoxyalkylene chain which added the C2-C18 alkylene oxide by the average addition mole number 2-300, can be used.
When the cement additive of the present invention and the separation reducing agent are used in combination, the mass ratio of lignin, which is an essential component of the cement additive of the present invention, and the separation reducing agent is 10/90 to 99.99 / 0.01. Preferably there is. More preferably, it is 50 / 50-99.9 / 0.1. The cement composition containing the cement additive of the present invention and the separation reducing agent can be suitably used as high-fluidity concrete, self-filling concrete, and self-leveling material.

本発明のセメント添加剤は、セメントペースト、モルタル、コンクリート等のセメント組成物に加えて用いることができ、このような本発明のセメント添加剤を含んでなるセメント組成物もまた、本発明の1つである。 The cement additive of the present invention can be used in addition to a cement composition such as cement paste, mortar, concrete, etc., and such a cement composition comprising the cement additive of the present invention is also one of the present inventions. One.

上記セメント組成物としては、セメント、水、細骨材、粗骨材等を含むものが好適であり、セメントとしては、特に限定されず、例えば、ポルトランドセメント(普通、早強、超早強、中庸熱、耐硫酸塩、及びそれぞれの低アルカリ形)等が挙げられ、特開2009−046655号に記載のものと同様のものを用いることができる。上記骨材としては、砂利、砕石、水砕スラグ、再生骨材等以外に、珪石質、粘土質、ジルコン質、ハイアルミナ質、炭化珪素質、黒鉛質、クロム質、クロマグ質、マグネシア質等の耐火骨材等が挙げられる。 As the above-mentioned cement composition, those containing cement, water, fine aggregate, coarse aggregate and the like are suitable, and the cement is not particularly limited. For example, Portland cement (ordinary, early strength, very early strength, And the like, and those similar to those described in JP-A No. 2009-046655 can be used. As the above aggregate, in addition to gravel, crushed stone, granulated slag, recycled aggregate, etc., siliceous, clay, zircon, high alumina, silicon carbide, graphite, chrome, chromic, magnesia, etc. Refractory aggregate and the like.

上記セメント組成物の1mあたりの単位水量、セメント使用量及び水/セメント比(質量比)としては、例えば、単位水量100〜185kg/m、使用セメント量200〜800kg/m、水/セメント比(質量比)=0.1〜0.7とすることが好適であり、より好ましくは、単位水量120〜175kg/m、使用セメント量250〜800kg/m、水/セメント比(質量比)=0.2〜0.65とすることである。このように、本発明の多分岐ポリアルキレングリコール系ブロック共重合体を含むセメント混和剤は、貧配合から富配合に至るまでの幅広い範囲で使用可能であり、高減水率領域、すなわち、水/セメント比(質量比)=0.15〜0.5(好ましくは0.15〜0.4)といった水/セメント比の低い領域でも使用可能であり、更に、単位セメント量が多く水/セメント比が小さい高強度コンクリート、単位セメント量が300kg/m以下の貧配合コンクリートのいずれにも有効である。 Examples of the unit water amount per 1 m 3 of the cement composition, the cement use amount, and the water / cement ratio (mass ratio) include, for example, a unit water amount of 100 to 185 kg / m 3 , a use cement amount of 200 to 800 kg / m 3 , and a water / cement ratio. The cement ratio (mass ratio) is preferably 0.1 to 0.7, and more preferably, the unit water amount is 120 to 175 kg / m 3 , the cement amount used is 250 to 800 kg / m 3 , and the water / cement ratio ( (Mass ratio) = 0.2 to 0.65. Thus, the cement admixture containing the multi-branched polyalkylene glycol block copolymer of the present invention can be used in a wide range from poor blending to rich blending, and has a high water reduction rate range, that is, water / Cement ratio (mass ratio) = 0.15 to 0.5 (preferably 0.15 to 0.4) can be used even in a region where the water / cement ratio is low. Is effective for both high-strength concrete with a small amount and poor blend concrete with a unit cement amount of 300 kg / m 3 or less.

本発明のセメント添加剤は、上述の構成よりなり、従来のリグニン誘導体に比べて、優れた減水性能を発揮し、セメント組成物を流動性に優れるものとすることができるセメント添加剤である。 The cement additive of the present invention is a cement additive that has the above-described configuration, exhibits excellent water reduction performance as compared with conventional lignin derivatives, and can make the cement composition excellent in fluidity.

ポリアルキレングリコール含有化合物の反応率の算出におけるGPC RIチャートの例を示した図である。It is the figure which showed the example of the GPC RI chart in calculation of the reaction rate of a polyalkylene glycol containing compound. 実施例2、6、9及び比較例1、5、6のリグニン誘導体(セメント添加剤)の純分換算添加量と0打フロー値との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the pure amount conversion addition amount of the lignin derivative (cement additive) of Examples 2, 6, and 9 and Comparative Examples 1, 5, and 6, and the 0 striking flow value. 実施例2及び比較例7の混練後の経過時間とスランプフロー値との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the elapsed time after the kneading | mixing of Example 2 and Comparative Example 7, and a slump flow value.

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “part” means “part by weight” and “%” means “mass%”.

<GPC測定条件>
装置:Waters社製、Waters Alliance(2695)
解析ソフト:Waters社製、Empowerプロフェッショナル+GPCオプション
使用カラム:東ソー社製
・TSKguard column α
・TSKgel α―3000
・TSKgel α―4000
・TSKgel α―5000
検出器:示差屈折率計(RI)検出器(Waters社製、Waters 2414)
溶離液:100mMホウ酸水溶液14304gに50mM水酸化ナトリウム水溶液96gとアセトニトリル3600gを混合した溶媒
較正曲線作成用標準物質:ポリエチレングリコール[ピークトップ分子量(Mp)300000、200000、107000、50000、27700、11840、6450、1470、1010、400]
較正曲線:上記ポリエチレングリコールのMp値と溶出時間とを基礎にして3次式で作成
流量:1.0mL/min
カラム温度:40℃
測定時間:60分
試料液注入量:100μL(試料濃度0.5wt%の溶離液調製溶液)
<GPC measurement conditions>
Apparatus: Waters Alliance (2695), manufactured by Waters
Analysis software: Waters, Empor professional + GPC option column: Tosoh TSKguard column α
・ TSKgel α-3000
・ TSKgel α-4000
・ TSKgel α-5000
Detector: differential refractometer (RI) detector (Waters 2414, manufactured by Waters)
Eluent: Standard substance for preparing a solvent calibration curve in which 96 g of 50 mM aqueous sodium hydroxide solution and 3600 g of acetonitrile were mixed in 14304 g of 100 mM boric acid aqueous solution: polyethylene glycol [peak top molecular weight (Mp) 300000, 200000, 107000, 50000, 27700, 11840, 6450, 1470, 1010, 400]
Calibration curve: Created by cubic equation based on Mp value and elution time of polyethylene glycol Flow rate: 1.0 mL / min
Column temperature: 40 ° C
Measurement time: 60 minutes Sample solution injection amount: 100 μL (eluent preparation solution with sample concentration of 0.5 wt%)

<硫黄元素含有率>
リグニンの硫黄元素含有率は、以下の測定方法により測定した。
測定機器:vario EL cube(エレメンタール社製、CHNSO全自動元素分析計)
測定条件:
測定モード CHNS
燃焼管設定温度1150℃、還元管設定温度850℃
燃焼管充填剤:酸化タングステン
還元管充填剤:還元銅
測定ガスフローメーター:MFC−TCD 約230ml/min
ヘリウムガスフローメーター:Fiow He 230ml/min
試料量:約2mg、スズボート包み込み
検出器:TCD
<Sulfur element content>
The sulfur element content of lignin was measured by the following measurement method.
Measuring instrument: vario EL cube (manufactured by Elemental, CHNSO fully automatic elemental analyzer)
Measurement condition:
Measurement mode CHNS
Combustion tube set temperature 1150 ° C, reduction tube set temperature 850 ° C
Combustion tube filler: Tungsten oxide reducing tube filler: Reduced copper measurement gas flow meter: MFC-TCD about 230 ml / min
Helium gas flow meter: Fiow He 230ml / min
Sample amount: about 2 mg, tin boat enveloping detector: TCD

<蒸解条件>
以下の条件により蒸解を行い、リグニンを含む黒液を得た。
木材:スギ(Cryptomeria japonica)材
蒸解温度:170℃、蒸解時間:2h
活性アルカリ(水酸化ナトリウム)添加率(活性アルカリ(酸化ナトリウム)換算):19.5%(木材に対する割合)
AQ(アントラキノン)添加率:0.1%(木材に対する割合)
液比:5L/kg
パルプ収率:44%
パルプ中の残留リグニン含有率:2.8%
<Cooking conditions>
Cooking was performed under the following conditions to obtain a black liquor containing lignin.
Wood: Cryptomeria japonica cooking temperature: 170 ° C, cooking time: 2h
Active alkali (sodium hydroxide) addition rate (converted to active alkali (sodium oxide)): 19.5% (ratio to wood)
AQ (anthraquinone) addition rate: 0.1% (ratio to wood)
Liquid ratio: 5L / kg
Pulp yield: 44%
Residual lignin content in the pulp: 2.8%

<リグニンの精製>
上記蒸解により得られた強アルカリ性水溶液である黒液に対して、約30%の硫酸水溶液を添加し、撹拌しながらpHを2.0に調製し、沈殿を生じせしめた。遠心分離により 沈殿物を回収し、蒸留水を用いて洗浄した。沈殿は、濾過、もしくは遠心分離で回収し、風乾後、減圧乾燥した。乾燥物を乳鉢で軽く粉砕し、精製リグニンを得た。精製リグニンの数平均分子量(Mn)は12600、重量平均分子量(Mw)は16000であった。精製リグニンの中の硫黄元素の含有率は、精製リグニン100質量%に対して0.2質量%であった。
<Purification of lignin>
About 30% sulfuric acid aqueous solution was added to the black liquor which is a strong alkaline aqueous solution obtained by the above cooking, and the pH was adjusted to 2.0 while stirring to cause precipitation. The precipitate was collected by centrifugation and washed with distilled water. The precipitate was collected by filtration or centrifugation, dried in air, and then dried under reduced pressure. The dried product was lightly pulverized in a mortar to obtain purified lignin. The number average molecular weight (Mn) of the purified lignin was 12600, and the weight average molecular weight (Mw) was 16000. The content of elemental sulfur in the purified lignin was 0.2% by mass with respect to 100% by mass of the purified lignin.

<製造例1:単官能型エポキシPEG(25モル)>
温度計、攪拌機、還流管を備えたガラス製反応容器に、テトラヒドロフランを50.0部、濃度60%の水素化ナトリウム2.0部を仕込んだ。
エチレンオキサイドの平均付加モル数が25であるメトキシポリエチレングリコール(メトキシPEG(25モル)ともいう。)50.0部にテトラヒドロフラン50.0部を加え、充分に均一化した後、氷冷した反応容器に添加した。その後10分間、攪拌した。
次に、反応容器を氷冷しながら、エピクロロヒドリン16.4部を添加し、反応容器を70℃に加温した。加温開始から5時間で加温をやめ、反応終了とした。反応容器を氷冷し、1.5部の水を加え、未反応の水素化ナトリウムを失活させた。
得られた反応物を濃縮するため、エバポレーターにより、テトラヒドロフラン、未反応のエピクロロヒドリンを留去した。
得られた反応物の濃縮液を、ジエチルエーテル400.0部にゆっくりと滴下し、生じた沈殿物を減圧ろ過し、室温で乾燥することで、実施例1〜4及び比較例5のリグニン誘導体の製造に用いる単官能型エポキシPEGを得た。
<Production Example 1: Monofunctional Epoxy PEG (25 mol)>
A glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux tube was charged with 50.0 parts of tetrahydrofuran and 2.0 parts of sodium hydride having a concentration of 60%.
50.0 parts of tetrahydrofuran was added to 50.0 parts of methoxypolyethylene glycol (also referred to as methoxy PEG (25 moles)) having an average addition mole number of ethylene oxide of 25, and the mixture was sufficiently homogenized and then cooled in an ice-cooled reaction vessel. Added to. Thereafter, the mixture was stirred for 10 minutes.
Next, 16.4 parts of epichlorohydrin was added while cooling the reaction vessel with ice, and the reaction vessel was heated to 70 ° C. The heating was stopped within 5 hours from the start of heating, and the reaction was completed. The reaction vessel was ice-cooled and 1.5 parts of water was added to deactivate unreacted sodium hydride.
In order to concentrate the obtained reaction product, tetrahydrofuran and unreacted epichlorohydrin were distilled off by an evaporator.
The concentrated solution of the obtained reaction product was slowly added dropwise to 400.0 parts of diethyl ether, and the resulting precipitate was filtered under reduced pressure and dried at room temperature, whereby the lignin derivatives of Examples 1 to 4 and Comparative Example 5 were used. Monofunctional epoxy PEG used in the production of was obtained.

<製造例2:単官能型エポキシPEG(50モル)>
温度計、攪拌機、還流管を備えたガラス製反応容器に、テトラヒドロフランを10.0部、濃度60%の水素化ナトリウム1.0部を仕込んだ。
エチレンオキサイドの平均付加モル数が50であるメトキシポリエチレングリコール(メトキシPEG(50モル)ともいう。)50.0部にテトラヒドロフラン100.0部を加え、充分に均一化した後、氷冷した反応容器に添加した。その後10分間、攪拌した。
次に、反応容器を氷冷しながら、エピクロロヒドリン7.0部を添加し、反応容器を70℃に加温した。加温開始から5時間で加温をやめ、反応終了とした。反応容器を氷冷し、0.8部の水を加え、未反応の水素化ナトリウムを失活させた。
得られた反応物を濃縮するため、エバポレーターにより、テトラヒドロフラン、未反応のエピクロロヒドリンを留去した。
得られた反応物の濃縮液を、ジエチルエーテル400.0部にゆっくりと滴下し、生じた沈殿物を減圧ろ過し、室温で乾燥することで、実施例5〜10のリグニン誘導体の製造に用いる単官能型エポキシPEGを得た。
<Production Example 2: Monofunctional epoxy PEG (50 mol)>
A glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux tube was charged with 10.0 parts of tetrahydrofuran and 1.0 part of sodium hydride having a concentration of 60%.
100.0 parts of tetrahydrofuran was added to 50.0 parts of methoxypolyethylene glycol (also referred to as methoxy PEG (50 moles)) having an average addition mole number of ethylene oxide of 50, and the mixture was sufficiently homogenized and then ice-cooled in a reaction vessel. Added to. Thereafter, the mixture was stirred for 10 minutes.
Next, 7.0 parts of epichlorohydrin was added while cooling the reaction vessel with ice, and the reaction vessel was heated to 70 ° C. The heating was stopped within 5 hours from the start of heating, and the reaction was completed. The reaction vessel was ice-cooled, 0.8 parts of water was added, and unreacted sodium hydride was deactivated.
In order to concentrate the obtained reaction product, tetrahydrofuran and unreacted epichlorohydrin were distilled off by an evaporator.
The obtained concentrate of the reaction product is slowly added dropwise to 400.0 parts of diethyl ether, and the resulting precipitate is filtered under reduced pressure and dried at room temperature to be used for producing the lignin derivatives of Examples 5 to 10. Monofunctional epoxy PEG was obtained.

<製造例3:単官能型エポキシPEG(10モル)>
温度計、攪拌機、還流管を備えたガラス製反応容器に、テトラヒドロフランを60.0部、濃度60%の水素化ナトリウム5.1部を仕込んだ。
エチレンオキサイドの平均付加モル数が10であるメトキシポリエチレングリコール(メトキシPEG(10モル)ともいう。)60.0部にテトラヒドロフラン60.0部を加え、充分に均一化した後、氷冷した反応容器に添加した。その後10分間、攪拌した。
次に、反応容器を氷冷しながら、エピクロロヒドリン38.4部を添加し、反応容器を70℃に加温した。加温開始から5時間で加温をやめ、反応終了とした。反応容器を氷冷し、3.9部の水を加え、未反応の水素化ナトリウムを失活させた。
得られた反応物を濃縮するため、エバポレーターにより、テトラヒドロフラン、未反応のエピクロロヒドリンを留去した。
得られた反応物の濃縮液を、ジエチルエーテル400.0部にゆっくりと滴下し、生じた沈殿物を減圧ろ過し、室温で乾燥することで、比較例1〜4のリグニン誘導体の製造に用いる単官能型エポキシPEGを得た。
<Production Example 3: Monofunctional Epoxy PEG (10 mol)>
A glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux tube was charged with 60.0 parts of tetrahydrofuran and 5.1 parts of sodium hydride having a concentration of 60%.
60.0 parts of tetrahydrofuran was added to 60.0 parts of methoxypolyethylene glycol (also referred to as methoxy PEG (10 moles)) having an average addition mole number of ethylene oxide of 10, and the mixture was sufficiently homogenized and then cooled in an ice-cooled reaction vessel. Added to. Thereafter, the mixture was stirred for 10 minutes.
Next, 38.4 parts of epichlorohydrin was added while cooling the reaction vessel with ice, and the reaction vessel was heated to 70 ° C. The heating was stopped within 5 hours from the start of heating, and the reaction was completed. The reaction vessel was ice-cooled and 3.9 parts of water was added to deactivate unreacted sodium hydride.
In order to concentrate the obtained reaction product, tetrahydrofuran and unreacted epichlorohydrin were distilled off by an evaporator.
The obtained concentrate of the reaction product is slowly added dropwise to 400.0 parts of diethyl ether, and the resulting precipitate is filtered under reduced pressure and dried at room temperature to be used for producing the lignin derivatives of Comparative Examples 1 to 4. Monofunctional epoxy PEG was obtained.

<製造例4:単官能型エポキシPEG(90モル)>
温度計、攪拌機、還流管を備えたガラス製反応容器に、テトラヒドロフランを10.0部、濃度60%の水素化ナトリウム1.0部を仕込んだ。
エチレンオキサイドの平均付加モル数が90であるメトキシポリエチレングリコール(メトキシPEG(90モル))90.0部にテトラヒドロフラン180.0部を加え、充分に均一化した後、氷冷した反応容器に添加した。その後10分間、攪拌した。
次に、反応容器を氷冷しながら、エピクロロヒドリン7.0部を添加し、反応容器を70℃に加温した。加温開始から5時間で加温をやめ、反応終了とした。反応容器を氷冷し、0.8部の水を加え、未反応の水素化ナトリウムを失活させた。
得られた反応液は遠心分離を行い、生成した塩を取り除いた。
塩を取り除いた反応液を、ジエチルエーテル720.0部にゆっくりと滴下し、生じた沈殿物を減圧ろ過し、室温で乾燥することで、実施例11、12のリグニン誘導体の製造に用いる単官能型エポキシPEGを得た。
<Production Example 4: Monofunctional epoxy PEG (90 mol)>
A glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux tube was charged with 10.0 parts of tetrahydrofuran and 1.0 part of sodium hydride having a concentration of 60%.
180.0 parts of tetrahydrofuran was added to 90.0 parts of methoxypolyethylene glycol (methoxyPEG (90 moles)) having an average addition mole number of ethylene oxide of 90, and the mixture was sufficiently homogenized and then added to an ice-cooled reaction vessel. . Thereafter, the mixture was stirred for 10 minutes.
Next, 7.0 parts of epichlorohydrin was added while cooling the reaction vessel with ice, and the reaction vessel was heated to 70 ° C. The heating was stopped within 5 hours from the start of heating, and the reaction was completed. The reaction vessel was ice-cooled, 0.8 parts of water was added, and unreacted sodium hydride was deactivated.
The resulting reaction solution was centrifuged to remove the produced salt.
The reaction solution from which the salt had been removed was slowly added dropwise to 720.0 parts of diethyl ether, and the resulting precipitate was filtered under reduced pressure and dried at room temperature, whereby the monofunctional compound used in the production of the lignin derivatives of Examples 11 and 12 was used. A type epoxy PEG was obtained.

<実施例1のリグニン誘導体の製造>
温度計、攪拌機、還流管を備えたガラス製反応容器に、精製リグニン32.7部と製造例1で得られた単官能型エポキシPEG4.9部を、20%水酸化ナトリウム溶液151.2部に溶解させた。容器を70℃に加温し、3時間反応させ、実施例1の両親媒性リグニン誘導体を得た。
得られたサンプルのGPC測定結果から、実施例1の両親媒性リグニン誘導体の単官能型エポキシPEGの反応率は、99.0%であり、サンプル固形分中の、実施例1の両親媒性リグニン誘導体の純分濃度は50.8%であった。
<Production of lignin derivative of Example 1>
In a glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux tube, 32.7 parts of purified lignin and 4.9 parts of monofunctional epoxy PEG obtained in Production Example 1 were added to 151.2 parts of a 20% sodium hydroxide solution. Dissolved in. The container was heated to 70 ° C. and reacted for 3 hours to obtain the amphiphilic lignin derivative of Example 1.
From the GPC measurement result of the obtained sample, the reaction rate of the monofunctional epoxy PEG of the amphiphilic lignin derivative of Example 1 was 99.0%, and the amphiphilic property of Example 1 in the sample solid content was The pure concentration of the lignin derivative was 50.8%.

実施例2〜4及び比較例5のリグニン誘導体は、製造例1で得られた単官能型エポキシPEGを用い、実施例5〜10のリグニン誘導体は、製造例2で得られた単官能型エポキシPEGを用い、比較例1〜4のリグニン誘導体は、製造例3で得られた単官能型エポキシPEGを用い、実施例1と同様の処方で製造した。各原料の仕込み量は表1に示す通りである。表1において単官能型エポキシPEGは、EPEGと示した。 The lignin derivatives of Examples 2 to 4 and Comparative Example 5 used the monofunctional epoxy PEG obtained in Production Example 1, and the lignin derivatives of Examples 5 to 10 were the monofunctional epoxy obtained in Production Example 2. Using PEG, the lignin derivatives of Comparative Examples 1 to 4 were produced with the same formulation as in Example 1 using the monofunctional epoxy PEG obtained in Production Example 3. The amount of each raw material charged is as shown in Table 1. In Table 1, the monofunctional epoxy PEG is indicated as EPEG.

Figure 2015163571
Figure 2015163571

<実施例11:リグニン誘導体11>
温度計、攪拌機、還流管を備えたガラス製反応容器に、精製リグニン18.6部(固形分92.6%、リグニン純分88.0%)を2M水酸化ナトリウム水溶液30.3部(NaOH 2.4部)及び蒸留水75.7部に溶解させ、製造例4で得られた単官能型エポキシPEG(以下、EPEGともいう)18.8部を添加した。容器を70℃に加温し、3時間反応させ、両親媒性リグニン11を得た。得られたサンプルのGPC測定結果から、実施例11の両親媒性リグニンの単官能型エポキシPEGの反応率は85%であり、サンプル固形分中の、両親媒性リグニンの純分濃度は82%であった。さらに、両親媒性リグニン11におけるリグニン由来の構造部位とEPEG由来の構造部位との質量比は、49:51であった。リグニン由来の構造部位とEPEG由来の構造部位との質量比は後述する算出方法により求めた。
<Example 11: Lignin derivative 11>
In a glass reaction vessel equipped with a thermometer, stirrer, and reflux tube, 18.6 parts of purified lignin (solid content 92.6%, pure lignin content 88.0%) was added 30.3 parts of 2M aqueous sodium hydroxide solution (NaOH). 2.4 parts) and 15.7 parts of monofunctional epoxy PEG (hereinafter also referred to as EPEG) obtained in Production Example 4 were added. The container was heated to 70 ° C. and reacted for 3 hours to obtain amphiphilic lignin 11. From the GPC measurement result of the obtained sample, the reaction rate of the monofunctional epoxy PEG of the amphiphilic lignin of Example 11 is 85%, and the pure content concentration of the amphiphilic lignin in the sample solid content is 82%. Met. Furthermore, the mass ratio of the structural site derived from lignin to the structural site derived from EPEG in amphiphilic lignin 11 was 49:51. The mass ratio between the structural site derived from lignin and the structural site derived from EPEG was determined by the calculation method described later.

<実施例12:リグニン誘導体12>
温度計、攪拌機、還流管を備えたガラス製反応容器に、精製リグニン13.5部(固形分92.6%、リグニン純分88.0%)を2M水酸化ナトリウム水溶液22.0部(NaOH 1.8部)及び蒸留水55.0部に溶解させ、製造例4で得られた単官能型エポキシPEG(以下、EPEGともいう)23.2部を添加した。容器を70℃に加温し、3時間反応させ、両親媒性リグニン12を得た。得られたサンプルのGPC測定結果から、実施例12の両親媒性リグニンの単官能型エポキシPEGの反応率は90%であり、サンプル固形分中の、両親媒性リグニンの純分濃度は86%であった。さらに、両親媒性リグニン12におけるリグニン由来の構造部位とEPEG由来の構造部位との質量比は、35:65であった。リグニン由来の構造部位とEPEG由来の構造部位との質量比は後述する算出方法により求めた。
<Example 12: Lignin derivative 12>
In a glass reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux tube, 13.5 parts of purified lignin (solid content 92.6%, lignin pure content 88.0%) was added 22.0 parts of 2M aqueous sodium hydroxide solution (NaOH). 1.8 parts) and 55.0 parts of distilled water, and 23.2 parts of monofunctional epoxy PEG (hereinafter also referred to as EPEG) obtained in Production Example 4 was added. The container was heated to 70 ° C. and reacted for 3 hours to obtain amphiphilic lignin 12. From the GPC measurement result of the obtained sample, the reaction rate of the monofunctional epoxy PEG of the amphiphilic lignin of Example 12 was 90%, and the pure content concentration of the amphiphilic lignin in the sample solid content was 86%. Met. Furthermore, the mass ratio of the structural site derived from lignin to the structural site derived from EPEG in amphiphilic lignin 12 was 35:65. The mass ratio between the structural site derived from lignin and the structural site derived from EPEG was determined by the calculation method described later.

<比較例6のリグニン誘導体の製造>
(グリシジルエーテル系化合物の調製)
エチレンオキサイドの平均付加モル数が13のポリエチレングリコールジグリシジルエーテル(ナガセケムテックス株式会社製、デナコールEX−841)24部をアセトン20部に加え、攪拌しながら50℃に加熱した。次に、ナトリウムエトキシド1.36部をエタノール12部に溶解し、これを50℃に加熱した。50℃に加熱されたグリシジルエーテル系化合物アセトン溶液に、ナトリウムエトキシド溶液を20分かけて滴下し、さらに同温度で10分間攪拌した。溶液を酢酸で中和した後、ロータリエバポレーターで溶媒を除去し、デシケーター内で真空乾燥を24時間行い、エトキシにより単官能化されたグリシジルエーテル系化合物(エトキシ−(2−ヒドロキシ)−プロポキシ−ポリエチレングリコールグリシジルエーテル)を得た。
<Production of lignin derivative of Comparative Example 6>
(Preparation of glycidyl ether compounds)
24 parts of polyethylene glycol diglycidyl ether (Nagase ChemteX Corp., Denacol EX-841) having an average addition mole number of ethylene oxide of 13 was added to 20 parts of acetone and heated to 50 ° C. with stirring. Next, 1.36 parts of sodium ethoxide was dissolved in 12 parts of ethanol and heated to 50 ° C. The sodium ethoxide solution was added dropwise to the glycidyl ether compound acetone solution heated to 50 ° C. over 20 minutes, and the mixture was further stirred at the same temperature for 10 minutes. After neutralizing the solution with acetic acid, the solvent was removed with a rotary evaporator, vacuum drying was performed in a desiccator for 24 hours, and a glycidyl ether compound (ethoxy- (2-hydroxy) -propoxy-polyethylene monofunctionalized with ethoxy). Glycol glycidyl ether).

(リグニンの誘導体化)
上記の18.0部のアルカリリグニン1N水酸化ナトリウム水溶液に、上記の方法で調製した単官能のグリシジルエーテル系化合物を33.3部加えた。溶液を70℃に加熱し、3時間攪拌して反応させた。反応を、酢酸を加えてpHを4にすることで終了させ、比較例6のリグニン誘導体を得た。
(Lignin derivatization)
33.3 parts of the monofunctional glycidyl ether compound prepared by the above method was added to 18.0 parts of the above-mentioned alkaline lignin 1N sodium hydroxide aqueous solution. The solution was heated to 70 ° C. and stirred for 3 hours to react. The reaction was terminated by adding acetic acid to bring the pH to 4, and the lignin derivative of Comparative Example 6 was obtained.

<ポリアルキレングリコール部位とリグニン部位とのモル比率>
リグニン誘導体におけるポリアルキレングリコール部位とリグニン部位とのモル比率は、下記式(4)に基づき、原料となる精製リグニンとポリアルキレングリコール含有化合物の合計100質量%に対するリグニンとポリアルキレングリコール(以下、PAGともいう。)含有化合物の仕込み比率(質量%)(以下、仕込み組成比ともいう。)と反応率(%)からリグニンとPAGの仕上がりの組成比(質量%)を求め、この組成比(質量%)をモル比に換算することにより求めることができる。なお、精製リグニンの反応率は100%である。
<Molar ratio of polyalkylene glycol moiety and lignin moiety>
The molar ratio of the polyalkylene glycol moiety to the lignin moiety in the lignin derivative is based on the following formula (4), and the lignin and polyalkylene glycol (hereinafter referred to as PAG) relative to 100% by mass of the purified lignin and the polyalkylene glycol-containing compound as raw materials. The composition ratio (mass%) of the finished lignin and PAG is obtained from the preparation ratio (mass%) of the contained compound (hereinafter also referred to as the composition ratio) and the reaction rate (%). %) Can be obtained by converting the molar ratio. The reaction rate of purified lignin is 100%.

Figure 2015163571
Figure 2015163571

<PAG反応率の算出>
PAG反応率は、下記式(5)に基づき、(a)〜(c)の数値を用いて算出することができる。図1にGPC RIチャートの例を示す。図中、(1)と(2)との面積の差が、反応したPAGの量に相当する。
(a)各種原料の仕込み重量
(b)原料リグニンのGPC RIチャートにおける、10〜32分までの面積100%に対する10〜25分における面積比率
(c)両親媒性リグニン誘導体のGPC RIチャートにおける、10〜32分までの面積100%に対する10〜25分における面積比率
なお、図1のGPC RIチャートにおいては、面積が0のところを省略し、溶出時間15分から示している。
なお、PAGの反応率の測定方法としては、GPCのRI面積比より算出する方法の他に、紫外可視分光光度計により、リグニン中のフェノール性水酸基の数を、反応前後で測定しその測定値より算出する方法等があるが、本願では、上記GPCによる方法により測定した。
<Calculation of PAG reaction rate>
The PAG reaction rate can be calculated using the numerical values of (a) to (c) based on the following formula (5). FIG. 1 shows an example of a GPC RI chart. In the figure, the difference in area between (1) and (2) corresponds to the amount of reacted PAG.
(A) Charge weight of various raw materials (b) Area ratio in 10-25 minutes with respect to 100% area up to 10-32 minutes in GPC RI chart of raw material lignin (c) In GPC RI chart of amphiphilic lignin derivative In the GPC RI chart of FIG. 1, the area where the area is 0 is omitted, and the elution time is shown from 15 minutes.
As a method for measuring the reaction rate of PAG, in addition to the method of calculating from the RI area ratio of GPC, the number of phenolic hydroxyl groups in lignin was measured before and after the reaction with an ultraviolet-visible spectrophotometer. In this application, the GPC method is used for measurement.

Figure 2015163571
Figure 2015163571

実施例1〜12及び比較例1〜6のリグニン及びPAGの仕込み組成(質量%)、PAG反応率、リグニン及びPAGの仕上がり組成(質量%及びモル比)、純分、数平均分子量、重量平均分子量、分子量分布を表2に示した。なお、実施例及び比較例においては、PAGとしてエポキシポリエチレングリコールを使用しているため、表2においてPAGは、EPEGと表す。 Charge composition (mass%) of lignin and PAG of Examples 1-12 and Comparative Examples 1-6, PAG reaction rate, finished composition (mass% and molar ratio) of lignin and PAG, pure content, number average molecular weight, weight average The molecular weight and molecular weight distribution are shown in Table 2. In Examples and Comparative Examples, since epoxy polyethylene glycol is used as PAG, PAG is represented as EPEG in Table 2.

Figure 2015163571
Figure 2015163571

<モルタル試験>
以下のようにしてモルタルを調製し、初期のモルタル空気量(以下、単に空気量ともいう。)及び0打フロー値を測定した。結果を表3及び4に示す。また、表3及び4の結果の一部をグラフ化したものを図2に示す。
なお、モルタル試験では消泡剤としてMA−404(BASFポゾリス社製)を有姿で25質量%対各成分固形分となる量を、各成分に添加した。
<Mortar test>
Mortar was prepared as follows, and the initial mortar air amount (hereinafter also simply referred to as air amount) and zero-stroke flow value were measured. The results are shown in Tables 3 and 4. Moreover, what graphed a part of result of Table 3 and 4 is shown in FIG.
In the mortar test, MA-404 (manufactured by BASF Pozzolith Co., Ltd.) was used as an antifoaming agent, and an amount of 25% by mass to each component solid content was added to each component.

<モルタルフロー試験>
モルタルフロー試験は、温度が20℃±1℃、相対湿度が60%±10%の環境下で行った。
モルタル配合は、C/S/W=500/1350/250(g)とした。
ただし、
C:普通ポルトランドセメント(太平洋セメント社製)
S:セメント強さ試験用標準砂(セメント協会製)
W:実施例1〜12、比較例1〜6のサンプル、及び、消泡剤のイオン交換水溶液
Wとして、表3及び4に示した添加量の各成分を量り採り、消泡剤MA−404を有姿で各成分の固形分に対して25質量%加え、更にイオン交換水を加えて所定量とし、充分に均一溶解させた。表3及び4において、各成分の添加量は、セメント質量に対する各成分の固形分の質量%で表されている。
<Mortar flow test>
The mortar flow test was performed in an environment where the temperature was 20 ° C. ± 1 ° C. and the relative humidity was 60% ± 10%.
The mortar formulation was C / S / W = 500/1350/250 (g).
However,
C: Ordinary Portland cement (manufactured by Taiheiyo Cement)
S: Standard sand for cement strength test (Cement Association)
W: As the samples of Examples 1 to 12, Comparative Examples 1 to 6, and the ion exchange aqueous solution W of the antifoaming agent, each component of the addition amount shown in Tables 3 and 4 was weighed out, and the antifoaming agent MA-404. Was added in an amount of 25% by mass to the solid content of each component, and ion-exchanged water was further added to obtain a predetermined amount, which was sufficiently uniformly dissolved. In Tables 3 and 4, the amount of each component added is represented by mass% of the solid content of each component with respect to the cement mass.

Figure 2015163571
Figure 2015163571

Figure 2015163571
Figure 2015163571

<モルタルの調製>
ホバート型モルタルミキサー(型番N−50;ホバート社製)にステンレス製ビーター(撹拌羽根)を取り付け、C、Wを投入し、1速で30秒間混練した。更に1速で混練しながら、Sを30秒かけて投入した。S投入終了後、2速で30秒間混練した後、ミキサーを停止し、15秒間モルタルの掻き落としを行い、その後、75秒間静置した。75秒間静置後、更に60秒間2速で混練を行い、モルタルを調製した。
<Preparation of mortar>
A stainless beater (stirring blade) was attached to a Hobart mortar mixer (model number N-50; manufactured by Hobart), C and W were added, and kneaded at a first speed for 30 seconds. Further, S was added over 30 seconds while kneading at a first speed. After the completion of S addition, after kneading for 30 seconds at the second speed, the mixer was stopped, the mortar was scraped off for 15 seconds, and then allowed to stand for 75 seconds. The mixture was allowed to stand for 75 seconds and then kneaded at a second speed for 60 seconds to prepare a mortar.

<0打フロー値測定>
モルタルを混練容器からポリエチレン製1L容器に移し、スパチュラで20回撹拌した後、直ちにフロー測定板(30cm×30cm)に置かれたミニスランプコーン(マイクロコンクリートスランプコーン、JIS−A−1173に記載) (上端内径50mm、下端内径100mm、高さ150mm)フローコーン(JIS−R−5201(1997年改正)に記載)に半量詰めて15回つき棒で突き、更にモルタルをフローコーンのすりきりいっぱいまで詰めて15回つき棒で突き、最後に不足分を補い、ミニスランプコーンの表面をならした。その後、直ちにフローコーンを垂直に引き上げ、広がったモルタルの直径(最も長い部分の直径(長径)及び前記長径に対して90度をなす部分の直径)を2箇所測定し、その平均値を0打フロー値とした。
なお、0打フロー値は、数値が大きいほど、分散性能が優れている。
<0-stroke flow value measurement>
The mortar was transferred from the kneading container to a polyethylene 1 L container, stirred for 20 times with a spatula, and immediately placed on a flow measuring plate (30 cm × 30 cm) (micro concrete slump cone, described in JIS-A-1173). (Upper end inner diameter 50mm, lower end inner diameter 100mm, height 150mm) Packed in half of the flow cone (described in JIS-R-5201 (revised in 1997)) and pushed with a stick with 15 turns, and further packed the mortar to the full size of the flow cone. I struck with a stick with 15 strokes and finally made up the shortage and smoothed the surface of the mini slump cone. Immediately after that, the flow cone is pulled up vertically, and the diameter of the expanded mortar (the diameter of the longest part (major axis) and the diameter of the part forming 90 degrees with respect to the major axis) is measured in two places, and the average value is zero. The flow value was used.
In addition, the zero stroke flow value has a better dispersion performance as the numerical value is larger.

<適正フロー220mmに必要な添加量の算出>
モルタル評価より得られたデータをもとに、純分換算添加量とフロー値とをプロットし、適正フロー値である220mmになるのに必要な純分換算添加量を算出し、結果を表5に示した。実施例1〜12のリグニン誘導体を用いたセメント添加剤は、比較例1〜6のリグニン誘導体を用いたセメント添加剤に比べて、より少量の使用で高いセメント分散効果を発揮することが確認された。
<Calculation of addition amount required for proper flow 220 mm>
Based on the data obtained from the mortar evaluation, the pure equivalent added amount and the flow value are plotted, and the pure equivalent added amount necessary to reach the appropriate flow value of 220 mm is calculated. It was shown to. It was confirmed that the cement additives using the lignin derivatives of Examples 1 to 12 exhibited a high cement dispersing effect with a smaller amount of use than the cement additives using the lignin derivatives of Comparative Examples 1 to 6. It was.

Figure 2015163571
Figure 2015163571

<コンクリート試験>
実施例2で得られたセメント添加剤と比較例7として市販のリグニンスルホン酸(ポゾリスNo.8、BASFポゾリス社製)を用いて、所定のスランプフロー値を得るための添加剤添加量と混練直後、混練20分後、40分後、60分後のスランプフロー値及び空気量を評価し、結果を表6及び図3に示した。実施例2のリグニン誘導体を用いたセメント添加剤は、比較例7のセメント添加剤に比べて、高い分散保持性能を発揮することが確認された。
<Concrete test>
Using the cement additive obtained in Example 2 and commercially available lignin sulfonic acid (Pozoris No. 8, manufactured by BASF Pozoris) as Comparative Example 7, the additive addition amount and kneading for obtaining a predetermined slump flow value Immediately after that, the slump flow value and the air amount after 20 minutes, 40 minutes and 60 minutes of kneading were evaluated, and the results are shown in Table 6 and FIG. It was confirmed that the cement additive using the lignin derivative of Example 2 exhibited higher dispersion retention performance than the cement additive of Comparative Example 7.

Figure 2015163571
Figure 2015163571

上記コンクリート試験の試験条件を以下に示した。
<コンクリート組成物における配合>
単位セメント量:366.0kg/m
単位水量:174kg/m(添加剤、消泡剤等の混和剤を含む。)
単位細骨材量:790.0Kg/m
単位粗骨材量:968kg/m
水/セメント比(W/C):47.5%
骨材量比(s/a):45.0%
セメント:太平洋セメント製、普通ポルトランドセメント
細骨材:大井川産川砂、君津産山砂
粗骨材:青梅産砕石
The test conditions of the concrete test are shown below.
<Combination in concrete composition>
Unit cement amount: 366.0 kg / m 3
Unit water amount: 174 kg / m 3 (including additives such as additives and antifoaming agents)
Unit fine aggregate amount: 790.0 Kg / m 3
Unit coarse aggregate amount: 968 kg / m 3
Water / cement ratio (W / C): 47.5%
Aggregate amount ratio (s / a): 45.0%
Cement: Taiheiyo Cement, Ordinary Portland cement Fine aggregate: Oigawa river sand, Kimitsu mountain sand coarse aggregate: Ome crushed stone

<コンクリート組成物の調製>
上記コンクリート原料、配合により、練り混ぜ量が30Lとなるようにそれぞれの材料を計量し、パン型ミキサーを使用して下記に記載の方法によって材料の混練を実施した。
まず細骨材、粗骨材及びセメントを10秒間混練した後、セメント混和剤を含む所定量の水道水を加えて90秒間混練し、コンクリート組成物を得た。
<Preparation of concrete composition>
Each material was weighed so that the amount of kneading became 30 L depending on the above concrete raw materials and blending, and the materials were kneaded by the method described below using a bread mixer.
First, fine aggregate, coarse aggregate and cement were kneaded for 10 seconds, and then a predetermined amount of tap water containing a cement admixture was added and kneaded for 90 seconds to obtain a concrete composition.

<セメント添加剤の調製>
重合体と消泡剤とを用いて調製した。所定量のリグニン誘導体水溶液を量り採り、消泡剤には市販のオキシアルキレン系消泡剤(BASFポゾリス社製、マイクロエア404)を用い、空気量が3〜6%(体積%)となるように調整した。
<Preparation of cement additive>
Prepared using polymer and antifoam. A predetermined amount of an aqueous solution of lignin derivative is weighed, and a commercially available oxyalkylene-based antifoaming agent (manufactured by BASF Pozzolith Co., Ltd., Micro Air 404) is used as the antifoaming agent so that the air amount becomes 3 to 6% (volume%). Adjusted.

<スランプフロー値及びモルタル空気量の測定方法>
上記スランプフロー値の測定は、JIS−A−1101(2005年改正)の方法により行った。
上記モルタル空気量(初期空気量)の測定は、JIS−A−1128(2005年改正)の方法により行った。モルタルを500mLのガラス製メスシリンダーに約200mL詰め、径8mmの丸棒で突き、手で軽く振動させて粗い気泡を抜いた。更にモルタルを約200mL加えて同様に気泡を抜いた後、モルタルの体積と質量を測り、各材料の密度から空気量を計算した。
<Measurement method of slump flow value and mortar air volume>
The slump flow value was measured by the method of JIS-A-1101 (revised in 2005).
The mortar air amount (initial air amount) was measured by the method of JIS-A-1128 (revised in 2005). About 200 mL of mortar was packed in a 500 mL glass graduated cylinder, struck with a round bar having a diameter of 8 mm, and gently bubbled by hand to remove coarse bubbles. Further, about 200 mL of mortar was added and air bubbles were similarly removed. Then, the volume and mass of the mortar were measured, and the amount of air was calculated from the density of each material.

<乾燥収縮低減性能試験>
実施例2及び4で得られたセメント添加剤と比較例7として市販のリグニンスルホン酸(ポゾリスNo.8、BASFポゾリス社製)について、乾燥収縮低減性能を評価した。上記コンクリート試験の方法により得られたコンクリート組成物について、JIS−A−1132の方法により供試体を作成し、JIS−A−1129(2009年改正)の方法により一定期間保存した後の供試体の長さの変化を測定した。上記供試体を20±2℃、湿度60±5%で保存し、保存開始時の供試体の長さ100%に対する8週間保存後の供試体の長さの変化率を表7に示した。
実施例2、4を用いた場合、市販のリグニンスルホン酸(BASFポゾリス社製 ポゾリスNo.8)である比較例7を用いた場合より、長さの変化率が低く、乾燥収縮低減性が確認された。
<Drying shrinkage reduction performance test>
The dry shrinkage reduction performance of the cement additives obtained in Examples 2 and 4 and the commercially available lignin sulfonic acid (Pozoris No. 8, manufactured by BASF Pozoris) as Comparative Example 7 were evaluated. About the concrete composition obtained by the above concrete test method, a specimen was prepared by the method of JIS-A-1132, and the specimen was stored for a certain period of time by the method of JIS-A-1129 (2009 revision). The change in length was measured. The above specimens were stored at 20 ± 2 ° C. and humidity 60 ± 5%, and Table 7 shows the rate of change in the length of the specimens after storage for 8 weeks with respect to the specimen length of 100% at the start of storage.
When Examples 2 and 4 were used, the rate of change in length was lower than that of Comparative Example 7 which was a commercially available lignin sulfonic acid (Posolis No. 8 manufactured by BASF Pozzolith Co., Ltd.), and drying shrinkage reduction was confirmed. It was done.

Figure 2015163571
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Claims (4)

リグニン部位とポリアルキレングリコール部位とを必須とするリグニン誘導体を含むセメント添加剤であって、
該リグニン誘導体は、ポリアルキレングリコール部位を構成するアルキレンオキサイドの平均付加モル数が10を超え、ポリアルキレングリコール部位とリグニン部位とのモル比率が0.1〜20であり、かつ、数平均分子量が6000〜20万、分子量分布が1.0〜3.5である
ことを特徴とするセメント添加剤。
A cement additive comprising a lignin derivative that essentially comprises a lignin moiety and a polyalkylene glycol moiety,
In the lignin derivative, the average number of added moles of the alkylene oxide constituting the polyalkylene glycol moiety exceeds 10, the molar ratio of the polyalkylene glycol moiety to the lignin moiety is 0.1 to 20, and the number average molecular weight is A cement additive having a molecular weight distribution of 6000 to 200,000 and a molecular weight distribution of 1.0 to 3.5.
前記ポリアルキレングリコール部位を構成するアルキレンオキサイドの平均付加モル数は、30以上であることを特徴とする請求項1に記載のセメント添加剤。 The cement additive according to claim 1, wherein the average added mole number of alkylene oxide constituting the polyalkylene glycol moiety is 30 or more. 前記ポリアルキレングリコール部位とリグニン部位とのモル比率は、1.0〜13であることを特徴とする請求項1又は2に記載のセメント添加剤。 The cement additive according to claim 1 or 2, wherein a molar ratio between the polyalkylene glycol moiety and the lignin moiety is 1.0 to 13. 前記リグニン誘導体の分子量分布は、1.0〜2.0であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のセメント添加剤。 The cement additive according to any one of claims 1 to 3, wherein the lignin derivative has a molecular weight distribution of 1.0 to 2.0.
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