JP2010042961A

JP2010042961A - Foaming agent for gypsum slurry

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Publication number: JP2010042961A
Application number: JP2008208339A
Authority: JP
Inventors: Haruyoshi Miyauchi; 治義宮内; Ichiro Sugii; 一郎杉井
Original assignee: Toho Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Toho Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2008-08-13
Filing date: 2008-08-13
Publication date: 2010-02-25

Abstract

【課題】強度の高い石膏ボードの製造においても気泡安定性に優れる石膏スラリー用起泡剤組成物を提供する。
【解決手段】下記一般式（１）で表される、アルケニルフェノールの１種または２種以上にアルキレンオキサイドを付加した化合物を含有することを特徴とする石膏スラリー用起泡剤。ならびに該化合物と、該化合物の硫酸エステル塩、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアリールエーテル硫酸エステル塩からなる起泡剤組成物。

（式中、Ｒは炭素数１３〜１７のアルケニル基を表し、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基を表し、ｎは１〜１００の整数であって、ｎ個のＡＯは同一であっても異なっていてもよい。）
【選択図】なしThe present invention provides a foaming agent composition for a gypsum slurry that is excellent in bubble stability even in the production of a gypsum board having high strength.
A foaming agent for a gypsum slurry comprising a compound represented by the following general formula (1), wherein an alkylene oxide is added to one or more alkenylphenols. And a foaming agent composition comprising the compound and a sulfate, alkyl sulfate, polyoxyalkylene alkyl ether sulfate, or polyoxyalkylene aryl ether sulfate of the compound.

(In the formula, R represents an alkenyl group having 13 to 17 carbon atoms, AO represents an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms, n is an integer of 1 to 100, and n AOs are the same. Or different.)
[Selection figure] None

Description

本発明は石膏用ボードの製造に適した気泡安定性に優れた石膏スラリー用起泡剤及び起泡剤組成物に関する。 The present invention relates to a foaming agent and a foaming agent composition for a gypsum slurry, which is suitable for the production of a plasterboard and has excellent cell stability.

石膏ボードは軽量化、遮音性、断熱性を目的に気泡を含ませた形で製品化される。その過程において起泡剤によりプレフォームされた泡沫と石膏スラリーとを混ぜて原紙に挟み石膏ボードが製造される。この泡沫を形成する起泡剤としては一般にアルキル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩などが用いられる（特許文献１〜２）。しかしながら、これら起泡剤は発泡性が高いものの安定性に欠け、破泡を招き、ひいては粗大気泡の形成を招くことがあった。また、強度の高い石膏ボードの製造においては、密度の高い石膏スラリーが使用されるため自重による破泡を招く事もある。これらを背景に従来よりも泡安定に優れるに起泡剤が望まれていた。
特開平６−２３９６７６号特開平７−２９１７６１号 Gypsum board is produced in the form of bubbles in order to reduce weight, sound insulation and heat insulation. In that process, the foam pre-formed with the foaming agent and the gypsum slurry are mixed and sandwiched between the base papers to produce a gypsum board. Generally as a foaming agent which forms this foam, alkyl sulfate ester salt, polyoxyalkylene alkyl ether sulfate, etc. are used (patent documents 1-2). However, although these foaming agents have high foaming properties, they are not stable, leading to bubble breakage, and eventually forming coarse bubbles. Moreover, in the manufacture of a high-strength gypsum board, a high-density gypsum slurry is used, which may cause bubble breakage due to its own weight. Against this background, a foaming agent has been desired to have better foam stability than before.
JP-A-6-239676 JP-A-7-291176

本発明の課題は気泡安定性に優れる石膏スラリー用起泡剤および起泡剤組成物の提供、特には強度の高い石膏ボードの製造においても気泡安定性に優れる石膏スラリー用起泡剤および起泡剤組成物の提供に関する。 An object of the present invention is to provide a foaming agent for a gypsum slurry and a foaming agent composition excellent in bubble stability, and in particular, in the production of a high-strength gypsum board, the foaming agent and foaming foam for a gypsum slurry excellent in bubble stability The present invention relates to providing an agent composition.

本発明者らは上記課題を達成するために鋭意検討を行った結果、上記課題に最適な石膏スラリー用起泡剤および起泡剤組成物を見いだし、本発明を完成させるに至った。すなわち本発明は、下記一般式（１）で表される、アルケニルフェノールの１種または２種以上にアルキレンオキサイドを付加した化合物を含有することを特徴とする石膏スラリー用起泡剤である。 As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have found a foaming agent and a foaming composition for gypsum slurry that are optimal for the above-mentioned problems, and have completed the present invention. That is, this invention is a foaming agent for gypsum slurry characterized by containing the compound which added the alkylene oxide to the 1 type (s) or 2 or more types of the alkenyl phenol represented by the following general formula (1).

（式中、Ｒは炭素数１３〜１７のアルケニル基を表し、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基を表し、ｎは１〜１００の整数であって、ｎ個のＡＯは同一であっても異なっていてもよい。）

(In the formula, R represents an alkenyl group having 13 to 17 carbon atoms, AO represents an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms, n is an integer of 1 to 100, and n AOs are the same. Or different.)

本発明の好ましい態様として前記アルケニルフェノールの１種または２種以上がカルダノールである前記の石膏スラリー用起泡剤がある。 As a preferred embodiment of the present invention, there is the above foaming agent for gypsum slurry in which one or more of the alkenylphenols are cardanol.

前記一般式（１）において、Ｒは炭素数１３〜１７のアルケニル基を表す。Ｒの構造には特に限定はないが、不飽和結合数は１以上であればよく、直鎖構造であってもまた分岐構造であってもよい。 In the general formula (1), R represents an alkenyl group having 13 to 17 carbon atoms. The structure of R is not particularly limited, but the number of unsaturated bonds may be 1 or more, and may be a linear structure or a branched structure.

前記一般式（１）で表される化合物はどのような方法で製造されたものであってもよい。通常は、アルケニルフェノールの１種又は２種以上に塩基性触媒下アルキレンオキサイドを付加する方法で得ることができる。 The compound represented by the general formula (1) may be produced by any method. Usually, it can obtain by the method of adding an alkylene oxide to 1 type, or 2 or more types of an alkenyl phenol under a basic catalyst.

前記アルケニルフェノールには、工業的に製造された純品又は複数種の混合物のほか、植物等の天然物から抽出・精製された純品又は複数種の混合物として存在するものも含まれる。例えば上記カシューナッツ殻等から抽出され、カルダノールと総称される、３−［８（Ｚ），１１（Ｚ），１４−ペンタデカトリエニル］フェノール、３−［８（Ｚ），１１（Ｚ）−ペンタデカジエニル］フェノール、３−［８（Ｚ）−ペンタデセニル］フェノール、３−［１１（Ｚ）−ペンタデセニル］フェノールや、いちょうの種子および葉、ヌルデの葉等から抽出される３−［８（Ｚ），１１（Ｚ），１４（Ｚ）−ヘプタデカトリエニル］フェノール、３−［８（Ｚ），１１（Ｚ）−ヘプタデカジエニル］フェノール、３−［１２（Ｚ）−ヘプタデセニル］フェノール、３−［１０（Ｚ）−ヘプタデセニル］フェノール等が挙げられる。これらの中で、分解性が良好^※であるカルダノールが好適に使用できる。
※出典：独立行政法人製品評価技術基盤機構（ＮＩＴＥ）ホームページ The alkenylphenol includes a pure product or a mixture of a plurality of types produced industrially, and a pure product or a mixture of a plurality of types extracted from a natural product such as a plant. For example, 3- [8 (Z), 11 (Z), 14-pentadecatrienyl] phenol, 3- [8 (Z), 11 (Z)-, which is extracted from the above cashew nut shell and the like and collectively called cardanol Pentadecadienyl] phenol, 3- [8 (Z) -pentadecenyl] phenol, 3- [11 (Z) -pentadecenyl] phenol, 3- [8] extracted from ginkgo seeds and leaves, Nurde leaves, etc. (Z), 11 (Z), 14 (Z) -Heptadecatrienyl] phenol, 3- [8 (Z), 11 (Z) -heptadecadienyl] phenol, 3- [12 (Z) -heptadecenyl ] Phenol, 3- [10 (Z) -heptadecenyl] phenol and the like. Of these, cardanol having good decomposability ^* can be preferably used.
* Source: National Institute of Technology and Evaluation (NITE) website

前記一般式（１）において、ＡＯは炭素数２〜４のオキシアルキレン基を表すが、具体的にはオキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基が挙げられる。ｎは１〜１００の整数であって、アルキレンオキサイドの付加モル数を示す。本願に係る所望の性能を得る点でｎは３〜５０であれば好ましく、５〜３０であればより好ましい。ｎ個のＡＯは同一であっても異なっていてもよく、異なる場合はブロック付加、ランダム付加のいずれであってもよい。 In the general formula (1), AO represents an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and specific examples include an oxyethylene group, an oxypropylene group, and an oxybutylene group. n is an integer of 1 to 100 and represents the number of added moles of alkylene oxide. In terms of obtaining the desired performance according to the present application, n is preferably 3 to 50, and more preferably 5 to 30. The n AOs may be the same or different, and when they are different, either block addition or random addition may be used.

本発明に係る石膏スラリー用起泡剤は、従来のノニルフェノールアルコキシレート等のアルキルアリールアルコキシレート類と比較して低起泡性である特徴を有する。低起泡性ではあるものの気泡安定性は優れる点から、泡沫密度が高いものと考えられる。 The foaming agent for gypsum slurry according to the present invention is characterized by low foaming properties compared with conventional alkylarylalkoxylates such as nonylphenol alkoxylates. Although it is low foaming property, it is considered that the foam density is high from the viewpoint of excellent bubble stability.

また、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシアルキレンアリールエーテル硫酸エステル塩、もしくは前記一般式（１）で表される化合物を硫酸化、またはカルボキシル化した硫酸エステル塩、及びカルボン酸塩類からなる群から選ばれた１種または２種以上との配合物からのなる形態においても本発明の効果を発現できる。特に、炭素数が２で、平均付加モル数が０．１〜１０のポリオキシエチレン基を有し、アルキル基の炭素数が６〜１６であるポリオキシアルキレンアルキルエーテル硫酸塩が好ましい。ここで、前記硫酸エステル塩、カルボン酸塩を構成するアルカリとしては、アンモニア、アルカノールアミン類、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、カルシウム等のアルカリ土類金属が挙げられる。なお、前記一般式（１）で表される化合物の硫酸エステル塩、カルボン酸塩は公知の硫酸化法およびカルボキシル化により得ることができる。 In addition, an alkyl sulfate ester salt, a polyoxyalkylene alkyl ether sulfate ester salt, a polyoxyalkylene aryl ether sulfate ester salt, or a sulfate ester salt obtained by sulfating or carboxylating the compound represented by the general formula (1), and The effect of the present invention can also be exhibited in a form comprising a blend of one or more selected from the group consisting of carboxylates. In particular, a polyoxyalkylene alkyl ether sulfate having a polyoxyethylene group having 2 carbon atoms and an average added mole number of 0.1 to 10 and an alkyl group having 6 to 16 carbon atoms is preferable. Here, as an alkali which comprises the said sulfate ester salt and carboxylate, alkaline earth metals, such as alkali metals, such as ammonia, alkanolamines, sodium, and potassium, and calcium, are mentioned. In addition, the sulfate ester salt and carboxylate of the compound represented by the general formula (1) can be obtained by a known sulfation method and carboxylation.

本発明の石膏スラリー用起泡剤がその他の起泡剤との配合物の形態で用いられる場合には、前記一般式（１）で表される化合物とその他の起泡剤との比率が、質量比で（一般式（１）の化合物）：（その他の起泡剤）＝９９：１〜１：９９が好ましく、気泡安定性の観点からは９０：１０〜５０：５０が特に好ましい。 When the foaming agent for gypsum slurry of the present invention is used in the form of a blend with another foaming agent, the ratio of the compound represented by the general formula (1) and the other foaming agent is (Compound of general formula (1)) :( other foaming agent) = 99: 1 to 1:99 is preferable in terms of mass ratio, and 90:10 to 50:50 is particularly preferable from the viewpoint of cell stability.

本発明の石膏スラリー用起泡剤は、石膏スラリーに直接起泡剤を投入するミックス法や、あらかじめ泡沫として石膏スラリー等へ混合するプレフォーム法の何れでもよく、発泡方法については特に限定されない。一般的にはプレフォーム法が多く、添加量は０．０１〜１０重量％水溶液程度で使用される。 The foaming agent for gypsum slurry of the present invention may be either a mixing method in which the foaming agent is directly added to the gypsum slurry or a preform method in which the foaming agent is previously mixed with the gypsum slurry as a foam, and the foaming method is not particularly limited. In general, there are many preform methods, and the addition amount is about 0.01 to 10% by weight in aqueous solution.

本発明の石膏スラリー用起泡剤は、軽量化や断熱を目的とした石膏ボードに使用されるが、特には高い強度を有する石膏ボードに好適である。 The foaming agent for gypsum slurry of the present invention is used for a gypsum board for the purpose of weight reduction and heat insulation, and is particularly suitable for a gypsum board having high strength.

次に実施例により本発明を更に詳しく説明する。
製造例１
カルダノール（３−［８（Ｚ），１１（Ｚ），１４−ペンタデカトリエニル］フェノール３１重量％、３−［８（Ｚ），１１（Ｚ）−ペンタデカジエニル］フェノール２０重量％、３−［８（Ｚ）−ペンタデセニル］フェノール４５重量％の混合物。商品名；Distilled Cashew Nut Shell Liquid（インド、SATYA CASHEW CHEMICALS社製。以下同様）を１０００ｍｌオートクレーブに２６３ｇ及び水酸化カリウム０．６ｇを仕込み、系内を窒素置換した後１２０℃に昇温し、次いで系内を５０ｍｍＨｇの減圧にして１時間減圧脱水した。減圧脱水終了後、系内を窒素により常圧に戻し、１５０℃に昇温した後、この温度を保ちながらエチレンオキサイド３８５ｇをゲージ圧力０．２〜０．４ＭＰａの加圧下で２時間かけて反応系内に導入しカルダノールのエトキシ化反応を行った。エチレンオキサイド送入終了後、さらに同温度で１時間熟成を行い、冷却後酢酸０．３８ｇで中和してカルダノールエチレンオキサイド付加物６３６ｇを得た。得られたカルダノールエチレンオキサイド付加物の、カルダノールに対するエチレンオキサイドの平均の付加モル数（以下、単にエチレンオキサイド付加モル数と略称する）は１０．０である。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
Production Example 1
Cardanol (3- [8 (Z), 11 (Z), 14-pentadecatrienyl] phenol 31% by weight, 3- [8 (Z), 11 (Z) -pentadecadienyl] phenol 20% by weight, Mixture of 45% by weight of 3- [8 (Z) -pentadecenyl] phenol Trade name; The system was purged with nitrogen, and the temperature was raised to 120 ° C., and then the system was depressurized and dehydrated for 1 hour at a reduced pressure of 50 mmHg. After heating, while maintaining this temperature, 385 g of ethylene oxide was introduced into the reaction system over 2 hours under a gauge pressure of 0.2 to 0.4 MPa. After completion of the ethylene oxide feed, the mixture was further aged at the same temperature for 1 hour, cooled and neutralized with 0.38 g of acetic acid to obtain 636 g of cardanol ethylene oxide adduct. The average number of moles of ethylene oxide added to cardanol in the norethylene oxide adduct (hereinafter, simply referred to as ethylene oxide addition mole number) is 10.0.

製造例２
製造例１においてエチレンオキサイドの代わりにエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド（１／１モル比）混合物３５７ｇを反応させた以外は製造例１と同様に反応を行いカルダノールエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加物６１０ｇを得た。エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイド付加モル数はともに４．０であり、２種類のアルキレンオキサイドの付加の形態はランダム付加であった。 Production Example 2
A reaction was carried out in the same manner as in Production Example 1 except that 357 g of an ethylene oxide / propylene oxide (1/1 molar ratio) mixture was reacted instead of ethylene oxide in Production Example 1 to obtain 610 g of cardanol ethylene oxide / propylene oxide adduct. It was. Both ethylene oxide and propylene oxide addition mole numbers were 4.0, and the addition form of the two types of alkylene oxide was random addition.

実施例１〜４及び比較例１、２
製造例１、２で得られた化合物、及びこれらと他の起泡剤とを組合せて得られた起泡剤組成物を用いて実施例１〜４及び比較例１，２の評価を行った。水溶液３０ｍｌをジュサーミキサーにより攪拌し、６００ｍｌの泡沫とした。得られた泡沫の６００ｍｌを半水石膏１０００ｇ及び減水剤を溶解した水４７０ｇ（水石膏比５０％）とともに５Ｌ容量のミキサーに投入して１５秒間混合し、気泡が混入した石膏スラリーを得た。減水剤としてはポリエーテル系減水剤「Ｙ−０２Ｗ」（東邦化学工業（株）製）３ｇ（固形分）を使用した。１Ｌ容積の容器に移し硬化後の容積を測定して損失量を測定した。

Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2
Examples 1-4 and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated using the foaming agent compositions obtained by combining the compounds obtained in Production Examples 1 and 2 and these and other foaming agents. . 30 ml of the aqueous solution was stirred with a juicer mixer to form a 600 ml foam. 600 ml of the obtained foam was mixed with 1000 g of hemihydrate gypsum and 470 g of water in which a water reducing agent was dissolved (water gypsum ratio 50%) in a 5 L mixer and mixed for 15 seconds to obtain a gypsum slurry mixed with bubbles. As a water reducing agent, 3 g (solid content) of a polyether water reducing agent “Y-02W” (manufactured by Toho Chemical Industry Co., Ltd.) was used. It moved to the container of 1L capacity | capacitance, the volume after hardening was measured, and the loss amount was measured.

本発明の起泡剤、及び起泡剤組成物は、水石膏比の低い石膏スラリー、即ち強度の高い石膏ボードの形成工程において、比較例と比べて損失量が少ない結果が得られた。比較例のポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩は添加量が少なく発泡性も充分であるが損失量が大きくなる結果となり、アルキルフェノールエーテルであるノニルフェノールのエトキシレートにおいては発泡性があるものの同様に安定性に劣る結果となった。 In the foaming agent and foaming agent composition of the present invention, in the process of forming a gypsum slurry having a low water gypsum ratio, that is, a gypsum board having a high strength, a result of less loss compared to the comparative example was obtained. Although the polyoxyethylene alkyl ether sulfate of the comparative example has a small amount of addition and sufficient foaming property, it results in a large loss amount, and the ethoxylate of nonylphenol, which is an alkylphenol ether, has foaming property, but is also stable. The result was inferior.

本発明によれば、強度の高い石膏ボードの製造においても気泡安定性に優れる石膏スラリー用起泡剤を提供することができ、損失量を少なくして石膏ボードを製造することに有効である。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the foaming agent for gypsum slurry which is excellent in bubble stability can be provided also in manufacture of a high-strength gypsum board, and it is effective in manufacturing a gypsum board by reducing loss amount.

Claims

A foaming agent for gypsum slurry, comprising a compound obtained by adding alkylene oxide to one or more alkenylphenols represented by the following general formula (1).

The foaming agent for gypsum slurry according to claim 1, wherein one or more of the alkenylphenols are cardanol.

Further, it is selected from the group consisting of an alkyl sulfate ester salt, a polyoxyalkylene alkyl ether sulfate ester salt, a polyoxyalkylene aryl ether sulfate ester salt, or a sulfate ester salt of a compound represented by the above general formula (1) and a carboxylate salt. The foaming agent composition for gypsum slurry of Claim 1 or 2 containing 1 type (s) or 2 or more types.