JP2002255622A - Method for manufacturing hardening composition of organic-inorganic complex - Google Patents

Method for manufacturing hardening composition of organic-inorganic complex

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JP2002255622A
JP2002255622A JP2001058795A JP2001058795A JP2002255622A JP 2002255622 A JP2002255622 A JP 2002255622A JP 2001058795 A JP2001058795 A JP 2001058795A JP 2001058795 A JP2001058795 A JP 2001058795A JP 2002255622 A JP2002255622 A JP 2002255622A
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phosphoric acid
metal
ion
compound
phosphate
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JP2001058795A
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Seitaro Onoe
清太朗 尾上
Akira Inoue
顕 井上
Koichi Shino
浩一 示野
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Asahi Fiber Glass Co Ltd
Original Assignee
Asahi Fiber Glass Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for obtaining a phosphoric acid-based inorganic hardening composition which has excellent fluidity and water resistance and gives excellent strength to the hardened material and whose workability is excellent until the hardening work is completed. SOLUTION: This method for manufacturing a hardening composition of an organic-inorganic complex comprises a step to react a phosphoric acid aqueous solution containing 10-80 mass% P2 O5 and acid phosphates with at least one compound selected from alkaline metallic compounds of bivalent metal beforehand by the prescribed mass ratios and a step to add aluminum hydroxide of the prescribed mass ratio to the reaction product while heating at 70-100 deg.C in succession. The ratio of the total valence of the phosphoric acid ions to that of the metallic ions at each step is regulated to be in the prescribed range.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する分野】本発明は、例えば、接着剤、コー
ティング剤及び繊維強化成形品のマトリックスなどに好
適に用いられる硬化性組成物に関し、詳しくは、従来か
ら知られているリン酸系結合剤と比べて、組成物の流動
性を向上させることで、取扱性、成形時の作業性、種々
の用途における成形性を良好にし、さらに得られる硬化
物の機械的強度、耐水性に優れたリン酸系硬化性組成物
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a curable composition suitably used for, for example, an adhesive, a coating agent, and a matrix of a fiber-reinforced molded product. By improving the fluidity of the composition as compared with the above, the handleability, workability during molding, moldability in various applications are improved, and the obtained cured product has excellent mechanical strength and excellent water resistance. The present invention relates to a method for producing an acid-based curable composition.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、接着剤、バインダー、コーティン
グ剤、成形用材料等のマトリックス等として、リン酸系
硬化性組成物が広く使用されている。上記リン酸系硬化
性組成物は、セメント材料と比較し、水硬化反応からな
るものではないため、耐熱性が高いこと、硬化までの時
間が短いこと、強度が高いことなどの利点を有してお
り、この特性を利用して各種のリン酸系硬化性組成物の
提案がなされている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a phosphoric acid-based curable composition has been widely used as a matrix of an adhesive, a binder, a coating agent, a molding material and the like. The phosphoric acid-based curable composition has advantages such as a high heat resistance, a short time to curing, and a high strength, as compared with a cement material, because it does not consist of a water curing reaction. Utilizing this property, various phosphoric acid-based curable compositions have been proposed.

【0003】例えば、特公平2−28547号公報で
は、Al23、MgO、CaO、又はZnO、又はそれ
らの水和物からなる群から選んだ少なくとも一種の金属
酸化物11〜65重量部とリン酸溶液の重量に基づいて
当量の約5〜75重量%の五酸化リンからなるリン酸溶
液約80〜約90重量部と珪酸カルシウム約100重量
部から構成されることを特徴とする硬質、耐水性のリン
酸塩セラミック材料が提案されている。
For example, in Japanese Patent Publication No. 2-28547, 11 to 65 parts by weight of at least one metal oxide selected from the group consisting of Al 2 O 3 , MgO, CaO, ZnO, or a hydrate thereof is disclosed. A hard material, comprising about 80 to about 90 parts by weight of a phosphoric acid solution comprising about 5 to 75% by weight of phosphorus pentoxide in an equivalent amount based on the weight of the phosphoric acid solution, and about 100 parts by weight of calcium silicate; Water resistant phosphate ceramic materials have been proposed.

【0004】又、特開平9−241583号公報では、
水の存在下でリン酸と金属元素化合物とを反応させてリ
ン酸塩水溶液を得、該リン酸塩水溶液の水分量を調整す
ることにより得られる無機系結合剤組成物であって、該
無機系結合剤組成物の組成をP25+Mxy+H2Oに換
算して、該無機系結合剤組成物中のP、M、及びH2
の量の割合を表すとき、P25の1モルに対し金属元素
が2.8〜3.6当量の範囲内に、H2Oが10〜40モ
ルの範囲内にある無機系結合組成物が提案されている。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-241583,
An inorganic binder composition obtained by reacting phosphoric acid and a metal element compound in the presence of water to obtain a phosphate aqueous solution, and adjusting the water content of the phosphate aqueous solution, The composition of the binder composition is converted into P 2 O 5 + M x O y + H 2 O, and P, M, and H 2 O in the inorganic binder composition are converted.
When the ratio of the amount of H 2 O is in the range of 2.8 to 3.6 equivalents and the amount of H 2 O is in the range of 10 to 40 moles per mole of P 2 O 5 , Things have been suggested.

【0005】更に、特開平5−182547号公報で
は、結合材として、リン酸アルミニウム水溶液と金属化
合物、増粘剤としての無機フィラーとを混合してなる無
機質流動性組成物に、フェノール樹脂、シリコーン樹
脂、メラミン樹脂等の熱硬化性樹脂を好ましくはリン酸
アルミニウム100部に対して、2〜15質量部混入す
ることにより、機械的強度、絶縁特性を向上させた耐熱
性絶縁材料が提案されている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-282547 discloses that an inorganic fluid composition obtained by mixing an aqueous solution of aluminum phosphate with a metal compound and an inorganic filler as a thickening agent as a binder, a phenol resin, a silicone, A heat-resistant insulating material having improved mechanical strength and insulating properties has been proposed by mixing 2 to 15 parts by mass of a thermosetting resin such as a resin and a melamine resin, preferably with respect to 100 parts of aluminum phosphate. I have.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リン酸
及び酸性リン酸金属塩水溶液等のリン酸類と、金属酸化
物及び金属水酸化物等の金属化合物よりなる硬化性組成
物では、使用する金属化合物により、混合後すぐに硬化
反応を開始するものや、混合後全く反応せず、200℃
以上の高温をかける必要のあるものがあり、有機系の硬
化性組成物と比較して硬化反応の制御が難しいという問
題を有している。
However, in a curable composition comprising phosphoric acids such as an aqueous solution of phosphoric acid and an acidic metal phosphate and a metal compound such as a metal oxide and a metal hydroxide, the metal compound used Due to the fact that the curing reaction starts immediately after mixing,
Some of them require application of the above high temperature, and there is a problem that it is difficult to control a curing reaction as compared with an organic curable composition.

【0007】例えば、従来技術に挙げた特公平2−28
547号の組成物では、リン酸類と金属化合物を混合し
た直後から硬化反応を開始するため、硬化性組成物のポ
ットライフが短く、接着剤、コーティング剤、バインダ
ーまたは成形品としての使用に制限がある。
For example, Japanese Patent Publication No. 2-28 mentioned in the prior art
In the composition of No. 547, since the curing reaction starts immediately after mixing the phosphoric acid and the metal compound, the pot life of the curable composition is short, and the use as an adhesive, a coating agent, a binder or a molded article is limited. is there.

【0008】一方、特開平9−241583号公報の組
成物は、ポットライフが長く、接着剤、コーティング
剤、バインダーあるいは成形品として使用可能なもので
あるが、硬化性組成物中のリン酸類の含有率が高く、耐
水性のある硬化物を得るためには、200℃以上の加熱
下で1〜2時間の加熱過程を必要とし、エネルギーコス
トが高く、また生産性に劣るという問題を有している。
On the other hand, the composition disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-241583 has a long pot life and can be used as an adhesive, a coating agent, a binder or a molded product. In order to obtain a cured product having a high content and water resistance, a heating process of 1 to 2 hours is required under heating at 200 ° C. or higher, which has a problem that energy cost is high and productivity is poor. ing.

【0009】また、リン酸類と金属酸化物との硬化反応
は、固体−液体反応であるため、金属化合物粒子の表面
層で起こり、粒子の内部では起こり難い。従って、得ら
れる硬化物の耐水性を損なわずに、硬化性組成物中にお
けるリン酸類の水酸基の大部分を反応させるためには、
リン酸類に含まれるリン酸イオンに対し、金属化合物に
含まれる金属イオンの当量比を高くする必要がある。し
かし、この場合、硬化性組成物の粘度が高くなり、接着
剤、コーティング剤、バインダーあるいは成形品等とし
て使用する際の作業性を損なうという問題があった。
Further, since the curing reaction between phosphoric acid and metal oxide is a solid-liquid reaction, it takes place in the surface layer of the metal compound particles and hardly takes place inside the particles. Therefore, in order to react most of the hydroxyl groups of phosphoric acids in the curable composition without impairing the water resistance of the obtained cured product,
It is necessary to increase the equivalent ratio of the metal ions contained in the metal compound to the phosphate ions contained in the phosphates. However, in this case, there is a problem that the viscosity of the curable composition becomes high and the workability when used as an adhesive, a coating agent, a binder, or a molded product is impaired.

【0010】更にまた、特開平5−182547号公報
のように、リン酸類と金属化合物からなる硬化性組成物
に、熱硬化性の樹脂を配合させることが従来より行われ
ている。この場合、無機骨格と樹脂分は直接反応してお
らず、無機骨格と有機ポリマーとが単に混ざり合った状
態になっており、機械的強度、絶縁特性を向上させるこ
とができるが、樹脂の耐熱温度以上においては、耐熱強
度が著しく低下するという問題を有している。
Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-182547, a thermosetting resin is conventionally blended with a curable composition comprising phosphoric acid and a metal compound. In this case, the inorganic skeleton and the resin component do not directly react with each other, and the inorganic skeleton and the organic polymer are simply mixed, so that the mechanical strength and the insulating properties can be improved. Above the temperature, there is a problem that the heat resistance is significantly reduced.

【0011】したがって、本発明の目的は、得られる硬
化物が機械的強度、耐水性、耐熱性に優れ、なおかつ低
粘度で流動性を有しており硬化までの作業性がよく、ポ
ットライフの長い、有機無機複合硬化性組成物の製造方
法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a cured product having excellent mechanical strength, water resistance and heat resistance, low viscosity and fluidity, good workability until curing, and a long pot life. It is an object of the present invention to provide a method for producing a long curable organic-inorganic composite composition.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の有機無機複合硬化性組成物の製造方法の一
つは、P25を10〜80質量%含むリン酸水溶液と、
酸性有機リン酸化合物から選択される少なくとも一種
と、2価の金属よりなる塩基性の金属化合物とを、それ
ぞれに含まれるリン酸イオンと酸性有機リン酸化合物イ
オンの総価数と、前記塩基性の金属化合物の金属イオン
の総価数との比(A1)が、 0.1≦A1≦0.6 となるように混合し反応させる第1工程と、該反応後に
70〜100℃の加熱下で水酸化アルミニウムを加え、
添加後のリン酸イオンと酸性有機リン酸化合物イオンの
総価数と、金属イオンの総価数との比(A2)が、 0.7≦A2≦1.2 となるように混合し反応させる第2工程とから成ること
を特徴とする。(但し、総価数の比(A1)及び(A2
は A1=(M1×m1+M2×m2+…)/(P×3+N1/n1
+N2/n2+…) A2=(M0×m0+M1×m1+M2×m2+…)/(P×3
+N1/n1+N2/n2+…) で示され、Pはリン酸水溶液に含まれるリン酸イオン、
PO4 3-のモル数、N1、N2、…は添加する酸性有機リ
ン酸化合物の重量(g)、n1、n2、…は上記N1
2、…に対応する酸性有機リン酸化合物の水酸基当量
(g/eq)を表す。またM0は加えた水酸化アルミニ
ウムに含まれる金属イオンのモル数、M1、M2、…は2
価の前記塩基性の金属化合物に含まれる金属イオンのモ
ル数を表し、m 0、m1、m2、…は、上記金属イオンに
対応する各金属イオンの価数を示す。)
Means for Solving the Problems To solve the above problems,
One of the methods for producing the organic-inorganic composite curable composition of the present invention
One is PTwoOFiveA phosphoric acid aqueous solution containing 10 to 80% by mass of
At least one selected from acidic organic phosphoric acid compounds
And a basic metal compound comprising a divalent metal,
Each of the phosphate ions and acidic organic phosphate compound
ON valence and metal ion of the basic metal compound
Of the total valence (A1) Is 0.1 ≦ A1A first step of mixing and reacting so that ≦ 0.6, and after the reaction,
Add aluminum hydroxide under heating at 70-100 ° C,
Of phosphate ion and acidic organic phosphate compound ion after addition
The ratio of the total valence to the total valence of the metal ion (ATwo) Is 0.7 ≦ ATwoA second step of mixing and reacting so as to satisfy ≦ 1.2.
It is characterized by. (However, the ratio of total valences (A1) And (ATwo)
Is A1= (M1× m1+ MTwo× mTwo+ ...) / (P × 3 + N1/ N1
+ NTwo/ NTwo+…) ATwo= (M0× m0+ M1× m1+ MTwo× mTwo+ ...) / (P × 3
+ N1/ N1+ NTwo/ NTwo+ ...) where P is a phosphate ion contained in the aqueous phosphoric acid solution,
POFour 3-Number of moles of N1, NTwo, ... are acidic organic resources to be added
Weight of acid compound (g), n1, NTwo, ... is the above N1,
NTwoHydroxyl equivalent of acidic organic phosphoric acid compound corresponding to, ...
(G / eq). Also M0Is the added aluminum hydroxide
Number of metal ions contained in the metal, M1, MTwo, ... is 2
Of the metal ion contained in the basic metal compound
Number, m 0, M1, MTwo, ... are the above metal ions
The valence of each corresponding metal ion is shown. )

【0013】上記の製造方法によれば、リン酸水溶液
と、酸性有機リン酸化合物から選択される少なくとも一
種と、2価の金属よりなる塩基性の金属化合物とを予め
反応させる工程と、引き続いて70〜100℃加熱下で
水酸化アルミニウムを加えて反応させる工程の二段階で
進行する。
According to the above-mentioned production method, a step of preliminarily reacting an aqueous phosphoric acid solution, at least one selected from acidic organic phosphoric acid compounds, and a basic metal compound comprising a divalent metal, It proceeds in two stages of a process of adding and reacting aluminum hydroxide under heating at 70 to 100 ° C.

【0014】これにより第1工程では、リン酸、酸性有
機リン酸化合物と、2価の塩基性金属化合物との反応に
より、直鎖状のリン酸金属塩が生成することになる。ま
た、酸性有機リン酸化合物と2価の塩基性金属化合物と
の反応により、無機骨格内部に分子構造的な自由度が高
い有機分子鎖が導入されることになる。よって、得られ
るリン酸金属塩は含有する水の量が少なくても粘度が低
く抑えられ、ポットライフを短くすることなく、取扱
性、成形流動性に優れる硬化性組成物を得ることが可能
となる。
Thus, in the first step, a linear metal phosphate is formed by the reaction between the phosphoric acid, the acidic organic phosphoric acid compound and the divalent basic metal compound. In addition, by the reaction between the acidic organic phosphoric acid compound and the divalent basic metal compound, an organic molecular chain having a high degree of freedom in molecular structure is introduced into the inorganic skeleton. Therefore, the resulting metal phosphate salt has a low viscosity even if the amount of water contained is small, and it is possible to obtain a curable composition having excellent handleability and molding fluidity without shortening the pot life. Become.

【0015】また、酸性有機リン酸化合物を用いて無機
骨格内に有機鎖を導入することにより、無機の脆性が有
機鎖により補われ、得られる硬化物の機械的強度、耐水
性が良好であり、また、単にリン酸系硬化性組成物に熱
硬化性樹脂を混入させた系と比較して、有機分を用いる
ことによる耐熱性の劣化を少なくすることが可能とな
る。
Further, by introducing an organic chain into the inorganic skeleton using an acidic organic phosphoric acid compound, inorganic brittleness is supplemented by the organic chain, and the resulting cured product has good mechanical strength and good water resistance. Further, compared to a system in which a thermosetting resin is simply mixed into a phosphoric acid-based curable composition, deterioration of heat resistance due to the use of an organic component can be reduced.

【0016】更に、第2工程で水酸化アルミニウムを加
えることにより、リン酸類との反応を緩慢に進行させ、
硬化反応のコントロールやポットライフの延長が可能と
なる。
Further, by adding aluminum hydroxide in the second step, the reaction with phosphoric acids proceeds slowly,
It is possible to control the curing reaction and extend the pot life.

【0017】また、上記二段階の反応を特定の量比で行
うことにより、得られる硬化性組成物の粘度上昇による
作業性の低下を防止できるとともに、機械的強度、耐水
性、耐熱性に優れる硬化物を得ることが可能となる。
Further, by performing the above two-stage reaction at a specific quantitative ratio, it is possible to prevent a decrease in workability due to an increase in viscosity of the obtained curable composition, and it is excellent in mechanical strength, water resistance and heat resistance. A cured product can be obtained.

【0018】更に、本発明の有機無機複合硬化性組成物
の製造方法のもう一つは、P25を10〜80質量%含
むリン酸水溶液と、酸性有機リン酸化合物から選択され
る少なくとも一種と、2価の金属よりなる塩基性の金属
化合物とを、それぞれに含まれるリン酸イオンと酸性有
機リン酸化合物イオンの総価数と、前記塩基性の金属化
合物の金属イオンの総価数との比(A1)が、 0.1≦A1≦0.3 となるように混合し反応させる第1工程と、該反応後
に、70〜100℃の加熱下で水酸化アルミニウムを加
え、添加後のリン酸イオンと酸性有機リン酸化合物イオ
ンの総価数と、金属イオンの総価数の比(A2)が、 0.35≦A2≦0.6 となるように水酸化アルミニウムを混合し完全に反応さ
せた後、更に前記(A2)が 0.7≦A2≦1.2 となるように水酸化アルミニウムを混合し反応させる第
2工程とから成ることを特徴とする。
Further, another method for producing the organic-inorganic composite curable composition of the present invention is that at least one selected from an aqueous phosphoric acid solution containing 10 to 80% by mass of P 2 O 5 and an acidic organic phosphoric acid compound. One kind and a basic metal compound composed of a divalent metal, the total valence of phosphate ions and acidic organic phosphate compound ions contained therein, and the total valence of metal ions of the basic metal compound And a first step of mixing and reacting so that the ratio (A 1 ) to the mixture becomes 0.1 ≦ A 1 ≦ 0.3, and after the reaction, adding aluminum hydroxide under heating at 70 to 100 ° C. Aluminum hydroxide so that the ratio (A 2 ) of the total valence of the phosphate ion and the acidic organic phosphate compound ion after addition to the total valence of the metal ion is 0.35 ≦ A 2 ≦ 0.6. after mixing completely reacted and further wherein (a 2) is 0.7 ≦ Characterized in that it consists of a second step of mixing and reacting aluminum hydroxide such that 2 ≦ 1.2.

【0019】上記のように第2工程における水酸化アル
ミニウムの混合を2回に分けることにより、得られるリ
ン酸金属塩の反応率を高くすることが可能になるととも
に、最終的に得られる硬化物の機械的強度をより向上さ
せることが可能となる。
By dividing the mixing of the aluminum hydroxide in the second step into two as described above, the reaction rate of the obtained metal phosphate can be increased, and the cured product finally obtained can be obtained. Can be further improved in mechanical strength.

【0020】また、本発明においては、前記酸性有機リ
ン酸化合物が、リン酸と多価アルコールとのエステル化
物より選択される少なくとも一種であることが好まし
く、これにより、硬化物の機械的強度、耐水性、耐熱性
をより向上させることができる。
In the present invention, it is preferable that the acidic organic phosphoric acid compound is at least one selected from an esterified product of phosphoric acid and a polyhydric alcohol. Water resistance and heat resistance can be further improved.

【0021】更に、本発明においては、前記の2価の金
属よりなる塩基性の金属化合物が、マグネシウム、カル
シウム、ストロンチウム、バリウム、亜鉛の金属酸化物
及び金属水酸化物より選択される少なくとも一種である
ことが好ましい。これにより、前記第1工程における、
リン酸水溶液、酸性有機リン酸化合物との反応性が更に
向上する。
Further, in the present invention, the basic metal compound comprising a divalent metal is at least one selected from metal oxides and metal hydroxides of magnesium, calcium, strontium, barium and zinc. Preferably, there is. Thereby, in the first step,
The reactivity with a phosphoric acid aqueous solution and an acidic organic phosphoric acid compound is further improved.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明の硬化性組成物は、リン酸水溶液と、酸性
有機リン酸化合物と、2価の金属よりなる塩基性の金属
化合物より選択される少なくとも一種とを特定の量比で
反応させた後、更に水酸化アルミニウムを特定の量比で
反応させたものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail. The curable composition of the present invention is obtained by reacting a phosphoric acid aqueous solution, an acidic organic phosphoric acid compound, and at least one selected from basic metal compounds composed of divalent metals in a specific quantitative ratio, Further, aluminum hydroxide is reacted in a specific ratio.

【0023】リン酸水溶液はP25を10〜80質量%
含有するものを用いることが好ましく、40〜60質量
%含有するものを用いることが更に好ましい。これによ
り硬化性組成物を塗料、接着剤、バインダー、成形用材
料として加工する際の流動性が良好となる。前記リン酸
水溶液としては、通常市販されている75%リン酸(P
2554質量%含有)、89%リン酸(P2564質量
%含有)、ポリリン酸(P2575.3質量%含有)及
び五酸化二リンを水により希釈することにより得ること
が出来る。
The phosphoric acid aqueous solution contains 10 to 80% by mass of P 2 O 5.
It is preferable to use the one containing 40 to 60% by mass. Thereby, the fluidity when processing the curable composition as a paint, an adhesive, a binder, or a molding material is improved. As the phosphoric acid aqueous solution, 75% phosphoric acid (P
2 O 5 54 wt% content), 89% phosphoric acid (P 2 O 5 64 wt% content), polyphosphoric acid (P 2 O 5 75.3 mass% content) and phosphorus pentoxide by diluting with water Can be obtained.

【0024】P25の含有量が10質量%未満である
と、2価の金属よりなる金属化合物及び水酸化アルミニ
ウムとの反応後に得られる硬化性組成物に含まれる水分
量が多くなり、乾燥、硬化過程に要する時間が長くな
り、上記用途で使用する際の生産性を損ねるうえに、硬
化過程で製品に膨れやクラックが発生し易くなり好まし
くない。また前記含有量が80質量%を超えると、金属
化合物との反応の際に反応が急速に進行し、部分的に水
不溶性の固形物が生成する場合があり、また、硬化性組
成物の流動性や、硬化物の物性を損なう場合があり好ま
しくない。
When the content of P 2 O 5 is less than 10% by mass, the amount of water contained in the curable composition obtained after the reaction with the metal compound composed of a divalent metal and aluminum hydroxide increases, The time required for the drying and curing steps is prolonged, which impairs productivity when used in the above-mentioned applications, and in addition, swelling and cracks are liable to occur in the product during the curing step, which is not preferable. If the content is more than 80% by mass, the reaction may proceed rapidly during the reaction with the metal compound, and a partially water-insoluble solid may be generated. Properties and physical properties of the cured product may be impaired, which is not preferred.

【0025】更に、本発明においては、硬化性組成物の
流動性を向上させ、硬化物の機械的強度、耐水性を向上
させるとともに、耐熱性を良好にするため、酸性有機リ
ン酸化合物を混合し、反応させることが必要である。前
記酸性有機リン酸化合物は、有機基を含むリン酸、亜リ
ン酸、次亜リン酸誘導体であり、金属化合物との反応を
進行させて無機骨格を形成するように、P−OHで示さ
れる官能基を有するものであれば特に限定されず、酸性
縮合リン酸エステル、リン酸と多価アルコールとのエス
テル化物若しくは下記の一般式(I)で表される酸性リ
ン酸エステル、下記の一般式(II)で表される酸性亜リ
ン酸エステル、下記の一般式(III)で表されるホスフ
ィン酸、下記の一般式(IV)で表されるホスホン酸、ま
たは下記の一般式(V)で表される酸性ホスホン酸エス
テル等が挙げられる。
Further, in the present invention, in order to improve the fluidity of the curable composition, to improve the mechanical strength and water resistance of the cured product, and to improve the heat resistance, an acidic organic phosphoric acid compound is mixed. It is necessary to react. The acidic organic phosphoric acid compound is a phosphoric acid containing an organic group, a phosphorous acid, a hypophosphorous acid derivative, and is represented by P-OH so as to proceed with a metal compound to form an inorganic skeleton. It is not particularly limited as long as it has a functional group, and is an acidic condensed phosphoric acid ester, an esterified product of phosphoric acid and a polyhydric alcohol, or an acidic phosphoric acid ester represented by the following general formula (I); An acidic phosphite represented by (II), a phosphinic acid represented by the following general formula (III), a phosphonic acid represented by the following general formula (IV), or a phosphinic acid represented by the following general formula (V) And the like.

【0026】[0026]

【化1】 Embedded image

【0027】[0027]

【化2】 Embedded image

【0028】[0028]

【化3】 Embedded image

【0029】[0029]

【化4】 Embedded image

【0030】[0030]

【化5】 Embedded image

【0031】上記一般式(I)〜(V)の置換基R1は、
直鎖状もしくは分枝鎖状のアルキル基、脂環式炭化水素
基であり、置換基R2は水素、または直鎖状もしくは分
枝鎖状のアルキル基、脂環式炭化水素基である。
The substituent R 1 in the above general formulas (I) to (V) is
It is a linear or branched alkyl group or an alicyclic hydrocarbon group, and the substituent R 2 is hydrogen or a linear or branched alkyl group or an alicyclic hydrocarbon group.

【0032】前記直鎖状もしくは分枝鎖状のアルキル基
としては、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチ
ル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−
オクチルのような直鎖状のアルキル基、iso−プロピ
ル、iso−ブチル、sec−ブチル、tert−ブチ
ル、iso−ペンチル、tert−ペンチル、neo−
ペンチル、iso−ヘキシル、メチルヘキシル、メチル
ヘプチル、ジメチルヘキシル、2−エチルヘキシルのよ
うな分枝鎖状のアルキル基が挙げられ、前記脂環式炭化
水素としては、シクロペンチル、シクロヘキシル、シク
ロヘプチル等の飽和脂環式炭化水素、フェニル、ベンジ
ル、フェネチル及びこれらにメチル、エチル、プロピ
ル、ブチル等の炭化水素が一つ以上置換されているアリ
ール基が挙げられる。
Examples of the linear or branched alkyl group include methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl and n-
Linear alkyl groups such as octyl, iso-propyl, iso-butyl, sec-butyl, tert-butyl, iso-pentyl, tert-pentyl, neo-
Examples include branched alkyl groups such as pentyl, iso-hexyl, methylhexyl, methylheptyl, dimethylhexyl, and 2-ethylhexyl. Examples of the alicyclic hydrocarbon include cyclopentyl, cyclohexyl, and cycloheptyl. Examples include alicyclic hydrocarbons, phenyl, benzyl, phenethyl, and aryl groups in which one or more hydrocarbons such as methyl, ethyl, propyl, and butyl are substituted.

【0033】また、前記酸性縮合リン酸エステルとして
は、上記リン酸エステルの脱水縮合により得られる各種
のリン酸エステルオリゴマーを使用することが出来る。
As the acidic condensed phosphoric acid ester, various phosphoric acid ester oligomers obtained by dehydrating and condensing the above phosphoric acid ester can be used.

【0034】前記酸性有機リン酸化合物のうち、前記リ
ン酸と多価アルコールとのエステル化物は、無機骨格内
部に架橋構造を有する有機鎖が導入されることから、硬
化物の機械的強度、耐水性、耐熱性が特に優れるため最
も好ましく採用される。
Among the acidic organic phosphoric acid compounds, the esterified product of the phosphoric acid and the polyhydric alcohol has the mechanical strength and water resistance of the cured product because an organic chain having a crosslinked structure is introduced inside the inorganic skeleton. It is most preferably employed because it is particularly excellent in heat resistance and heat resistance.

【0035】前記多価アルコールとしては、2価アルコ
ールとしてエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ブチレングリコール、またエチレングリコールオリ
ゴマーとしてジエチレングリコール、トリエチレングリ
コール、テトラエチレングリコール等が挙げられる。ま
た3価アルコールとしてグリセリン、トリメチロールプ
ロパン、トリエタノールアミン等が、4価アルコールと
してペンタエリスリトール、ジグリセリン、キシロー
ス、ソルビタン等が挙げられる。前記酸性リン酸エステ
ル類のなかでも、2価のアルコールからなる酸性リン酸
エステル類を用いることが、硬化性組成物の流動性の面
から好ましく、また、エチレングリコール、プロピレン
グリコール等の低級多価アルコールからなる酸性リン酸
エステルを用いることが、硬化物の耐熱性の劣化が少な
いという観点から好ましく用いられる。
Examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, propylene glycol and butylene glycol as dihydric alcohols, and diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol and the like as ethylene glycol oligomers. Examples of the trihydric alcohol include glycerin, trimethylolpropane, and triethanolamine, and examples of the tetrahydric alcohol include pentaerythritol, diglycerin, xylose, and sorbitan. Among the above-mentioned acidic phosphoric esters, it is preferable to use acidic phosphoric esters composed of dihydric alcohol from the viewpoint of fluidity of the curable composition. The use of an acidic phosphoric acid ester comprising an alcohol is preferably used from the viewpoint that the heat resistance of the cured product is less deteriorated.

【0036】前記リン酸水溶液に対する酸性有機リン酸
化合物の添加量は特に限定されないが、好ましくはリン
酸水溶液の固形分100質量部に対して酸性有機リン酸
化合物を1〜150質量部が好ましい。前記添加量が1
質量部未満では、酸性有機リン酸化合物を添加すること
による流動性、又は硬化物の物性への効果が充分に得ら
れず好ましくなく、また150質量部より大きいと硬化
性組成物中に含まれる有機分が多くなり、硬化物の十分
な耐熱性が得られないため好ましくない。
The amount of the acidic organic phosphoric acid compound to be added to the phosphoric acid aqueous solution is not particularly limited, but preferably 1 to 150 parts by mass of the acidic organic phosphoric acid compound per 100 parts by mass of the solid content of the phosphoric acid aqueous solution. The addition amount is 1
If the amount is less than 10 parts by mass, the fluidity by adding the acidic organic phosphoric acid compound or the effect on the physical properties of the cured product is not sufficiently obtained, which is not preferable, and if it is more than 150 parts by mass, it is contained in the curable composition. It is not preferable because the organic matter increases and the cured product cannot have sufficient heat resistance.

【0037】更に、前記範囲において、前記リン酸と多
価アルコールとのエステル化物を用いた場合は、比較的
混合量を多くしても耐熱性が良好であるため、機械的強
度を向上させるために、前記リン酸水溶液に対する添加
量は5〜150質量部であることがより好ましい。ま
た、前記リン酸と多価アルコールとのエステル化物以外
の酸性有機リン酸化合物を用いる場合は、得られる硬化
物が機械的強度と耐熱性の点から、前記リン酸水溶液に
対する添加量は、1〜70質量部であることが最も好ま
しい。
Furthermore, when the esterified product of the above-mentioned phosphoric acid and polyhydric alcohol is used within the above range, the heat resistance is good even if the mixing amount is relatively large, so that the mechanical strength is improved. More preferably, the amount added to the aqueous phosphoric acid solution is 5 to 150 parts by mass. When an acidic organic phosphoric acid compound other than the esterified product of the phosphoric acid and the polyhydric alcohol is used, the amount of the cured product obtained is preferably 1 to the phosphoric acid aqueous solution from the viewpoint of mechanical strength and heat resistance. Most preferably, the amount is from 70 to 70 parts by mass.

【0038】次に、本発明においては、前記リン酸類水
溶液及び酸性有機リン酸化合物に、2価の金属よりなる
塩基性の金属化合物を用いて反応させることが必要であ
る。これにより、酸性リン酸金属塩を形成するが、前記
金属化合物中に含有される金属が2価であるため、直鎖
状の酸性リン酸金属塩を形成し易くなり、酸性リン酸金
属塩同士の絡み合いが少なくなる。このため、前記酸性
有機リン酸化合物を導入することにより得られる粘度低
下の特性と相俟って、含有する水の量が少なくても、粘
度を低く抑えられ、得られる硬化性組成物はより一層の
流動性が向上するものである。
Next, in the present invention, it is necessary to react the phosphoric acid aqueous solution and the acidic organic phosphoric acid compound with a basic metal compound comprising a divalent metal. As a result, an acidic metal phosphate is formed. However, since the metal contained in the metal compound is divalent, it is easy to form a linear acidic metal phosphate, and the acidic metal phosphates are easily formed. Less entanglement. For this reason, in combination with the property of viscosity reduction obtained by introducing the acidic organic phosphoric acid compound, even if the amount of water contained is small, the viscosity is suppressed to a low level, and the resulting curable composition is more The fluidity is further improved.

【0039】本発明で使用する2価の金属よりなる塩基
性の金属化合物としては、マグネシウム、カルシウム、
ストロンチウム、バリウム、亜鉛の金属酸化物、金属水
酸化物及び金属炭酸塩が挙げられ、これらを単独あるい
は複数併用することができる。このうち、金属酸化物あ
るいは金属水酸化物を用いることが反応性の点から好ま
しく、なかでも酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化カ
ルシウム、水酸化バリウムを用いることがより好まし
い。
The basic metal compound comprising a divalent metal used in the present invention includes magnesium, calcium,
Metal oxides, metal hydroxides and metal carbonates of strontium, barium and zinc can be mentioned, and these can be used alone or in combination. Among them, it is preferable to use a metal oxide or a metal hydroxide from the viewpoint of reactivity, and it is more preferable to use zinc oxide, magnesium oxide, calcium hydroxide, and barium hydroxide.

【0040】本発明においては使用する上記金属化合物
の量は、リン酸イオン及び酸性有機リン酸化合物イオン
の総価数と、前記塩基性の金属化合物の金属イオンの総
価数の比(A1)が、 0.1≦A1≦0.6 の範囲となるように混合し反応させることを特徴とする
が、更に 0.25≦A1≦0.5 であることがより好ましい。ここで、A1はリン酸イオ
ン及び酸性有機リン酸化合物イオンの総価数に対する前
記塩基性の金属化合物の金属イオンの総価数の比であり
以下で定義される。 A1=(M1×m1+M2×m2+M3×m3…)/(P×3+
1/n1+N2/n2+…) (但し、Pはリン酸水溶液に含まれるリン酸イオンPO
4 3-のモル数、N1、N2、…は添加する酸性有機リン酸
化合物の重量(g)を、n1、n2、…は上記N1、N2
…に対応する酸性有機リン酸化合物の水酸基当量(g/
eq)を、M1、M2、…は2価の前記塩基性の金属化合
物に含まれる金属イオンのモル数を表し、m1、m2、…
は上記金属イオンに対応する各金属イオンの価数を表
す。)
In the present invention, the amount of the metal compound used is determined by the ratio (A 1) of the total valence of phosphate ions and acidic organic phosphate compound ions to the total valence of metal ions of the basic metal compound. ) Are mixed and reacted so that 0.1 ≦ A 1 ≦ 0.6, and more preferably 0.25 ≦ A 1 ≦ 0.5. Here, A 1 is the ratio of the total valence of the basic metal compound to the total valence of the phosphate ion and the acidic organic phosphate compound ion, and is defined below. A 1 = (M 1 × m 1 + M 2 × m 2 + M 3 × m 3 ...) / (P × 3 +
N 1 / n 1 + N 2 / n 2 + ...) ( where, phosphate PO P is contained in the aqueous phosphoric acid
4 3 moles, N 1, N 2, ... are the weight of the acidic organic phosphoric acid compound to be added to (g), n 1, n 2, ... is the N 1, N 2,
The hydroxyl equivalent (g / g) of the acidic organic phosphoric acid compound corresponding to ...
eq), M 1 , M 2 ,... represent the number of moles of metal ions contained in the divalent basic metal compound, and m 1 , m 2 ,.
Represents the valence of each metal ion corresponding to the above metal ion. )

【0041】前記総価数の比(A1)が0.1未満であ
ると、リン酸および酸性有機リン酸と、2価の金属イオ
ンが反応して形成される直鎖状のリン酸金属塩の含有す
る比率が減少し、後から混合される水酸化アルミニウム
と反応する成分が増加して、得られる硬化性組成物の粘
度が上昇し、流動性に欠けたものになる。更に、硬化性
組成物を硬化して得られる硬化物中におけるリン酸の水
酸基の残存する割合が高くなり、耐水性を損なう場合が
ある。一方、前記総価数の比(A1)が0.6を超える
と、使用する金属化合物の種類によっては、水不溶性の
固形物が生成し、硬化性組成物が不均一なものになり、
硬化物の物性の低下を招く場合がある。
When the total valence ratio (A 1 ) is less than 0.1, a linear metal phosphate formed by reaction of phosphoric acid and acidic organic phosphoric acid with a divalent metal ion is used. The content ratio of the salt decreases, the component which reacts with aluminum hydroxide mixed later increases, and the curable composition obtained has an increased viscosity and lacks fluidity. Furthermore, the ratio of the hydroxyl groups of phosphoric acid remaining in the cured product obtained by curing the curable composition may increase, and the water resistance may be impaired. On the other hand, when the ratio (A 1 ) of the total valences exceeds 0.6, a water-insoluble solid is generated depending on the type of the metal compound used, and the curable composition becomes non-uniform.
In some cases, the physical properties of the cured product may be reduced.

【0042】2価の金属よりなる塩基性金属化合物は、
リン酸との反応性に富んでおり、リン酸中に混合攪拌す
るだけで、直ちに反応を開始し発熱する。したがって、
この反応物を合成する際には、金属化合物を少量ずつ添
加して、反応物が過剰に発熱して、リン酸水溶液に含有
される水が突沸しないように留意する必要がある。ま
た、反応液を充分に攪拌し、金属化合物の粒子の表面の
みでのリン酸との反応をできるだけ抑制する必要があ
る。充分に攪拌し、反応させることで金属化合物はリン
酸水溶液に溶解する。
The basic metal compound comprising a divalent metal is
It has a high reactivity with phosphoric acid, and starts mixing and generates heat only by mixing and stirring in phosphoric acid. Therefore,
When synthesizing this reactant, it is necessary to add the metal compound little by little so that the reactant does not generate excessive heat and the water contained in the phosphoric acid aqueous solution does not bump. Further, it is necessary to sufficiently stir the reaction solution to suppress the reaction with phosphoric acid only on the surface of the particles of the metal compound as much as possible. By sufficiently stirring and reacting, the metal compound is dissolved in the phosphoric acid aqueous solution.

【0043】本発明では、上記の工程に引き続き、水酸
化アルミニウムを70〜100℃の加熱下で、特定の量
比で混合し反応させる。本発明で用いる水酸化アルミニ
ウムは、リン酸類及び酸性有機リン酸化合物との反応を
緩慢に進行させ、さらに得られる硬化性組成物の硬化反
応速度のコントロールやポットライフの延長を図るため
に使用するものである。また、水酸化アルムニウムの添
加により最終的な硬化物の耐熱性を向上させることを可
能にする。
In the present invention, following the above steps, aluminum hydroxide is mixed and reacted at a specific ratio under heating at 70 to 100 ° C. The aluminum hydroxide used in the present invention is used for slowing the reaction with phosphoric acids and acidic organic phosphoric acid compounds, and for controlling the curing reaction rate of the resulting curable composition and extending the pot life. Things. In addition, the addition of aluminum hydroxide makes it possible to improve the heat resistance of the final cured product.

【0044】本発明においては、水酸化アルミニウムを
前記酸性リン酸金属塩水溶液と70〜100℃の加熱下
で混合することが重要であり、85〜98℃にすること
がより好ましい。これにより、水分の蒸発を抑制させる
上に、硬化反応を抑制しつつ、水酸化アルミニウムと酸
性リン酸金属塩の混和性を良好にし、水酸化アルミニウ
ムを均一に分散させることを可能にする。加熱温度が1
00℃を越えると水分が蒸発し硬化反応を促進させるた
め好ましくなく、70℃より低い温度であると、水酸化
アルミニウムと酸性リン酸金属塩との反応が不十分とな
り、得られる硬化物の物性の低下を招くことになる。水
酸化アルミニウム添加後の撹拌は、前記70〜100℃
の加温下で1〜6時間撹拌混合させることがより好まし
い。使用する水酸化アルミニウムは、粒度等の品質に特
に制限はないが、平均粒子径が10μm以下のものを使
用することが好ましい。
In the present invention, it is important to mix aluminum hydroxide with the aqueous solution of an acidic metal phosphate under heating at 70 to 100 ° C., and more preferably at 85 to 98 ° C. This makes it possible to suppress the evaporation of water, suppress the curing reaction, improve the miscibility between aluminum hydroxide and the metal acid phosphate, and uniformly disperse the aluminum hydroxide. Heating temperature is 1
If the temperature is higher than 00 ° C., it is not preferable because water evaporates and the curing reaction is accelerated. If the temperature is lower than 70 ° C., the reaction between the aluminum hydroxide and the acidic metal phosphate becomes insufficient, and the physical properties of the obtained cured product Will be reduced. The stirring after the addition of aluminum hydroxide is performed at 70 to 100 ° C.
It is more preferable to stir and mix under heating for 1 to 6 hours. The aluminum hydroxide to be used is not particularly limited in quality such as particle size, but it is preferable to use one having an average particle size of 10 μm or less.

【0045】本発明で使用する水酸化アルミニウムの量
は、水酸化アルミニウム添加後に、リン酸イオン及び酸
性有機リン酸化合物イオンの総価数と、金属イオンの総
価数の比(A2)が 0.7≦A2≦1.2 の範囲となるように混合し反応させることを特徴とする
が、更に 0.8≦A2≦1.1 であることがより好ましい。ここで、A2はリン酸イオ
ン及び酸性有機リン酸化合物イオンの総価数に対する総
金属イオンの総価数の比であり以下で定義される。 A2=(M0×m0+M1×m1+M2×m2+M3×m3…)/
(P×3+N1/n1+N2/n2+…) (但し、Pはリン酸水溶液に含まれるリン酸イオン(P
4 3-)のモル数、N1、N2、…は添加する酸性有機リ
ン酸化合物の重量(g)、n1、n2、…は上記N1
2、…に対応する酸性有機リン酸化合物の水酸基当量
(g/eq)を表す。またM0は加えた水酸化アルミニ
ウムに含まれる金属イオンのモル数を、M1,M 2、…は
2価の前記塩基性の金属化合物に含まれる金属イオンの
モル数を表し、m0、m1、m2、…は上記金属イオンに
対応する各金属イオンの価数を示す。)
The amount of aluminum hydroxide used in the present invention
Means that phosphate ions and acid
Total valence of the organic organophosphate ion and the total
Valence ratio (ATwo) Is 0.7 ≦ ATwoIt is characterized by mixing and reacting so as to satisfy the range of ≦ 1.2.
But 0.8 ≦ ATwoIt is more preferred that ≦ 1.1. Where ATwoIs phosphate ion
To the total valency of cations and acidic organophosphate ions
It is the ratio of the total valencies of metal ions and is defined below. ATwo= (M0× m0+ M1× m1+ MTwo× mTwo+ MThree× mThree…) /
(P × 3 + N1/ N1+ NTwo/ NTwo+ ...) (where P is a phosphate ion (P
OFour 3-) Moles, N1, NTwo, ... are acidic organic resources to be added
Weight of acid compound (g), n1, NTwo, ... is the above N1,
NTwoHydroxyl equivalent of acidic organic phosphoric acid compound corresponding to, ...
(G / eq). Also M0Is the added aluminum hydroxide
The number of moles of metal ions contained in1, M Two, ...
Of the metal ion contained in the divalent basic metal compound
Represents the number of moles, m0, M1, MTwo, ... are the above metal ions
The valence of each corresponding metal ion is shown. )

【0046】前記総価数の比(A2)が0.7未満である
と、硬化物中にリン酸類の水酸基が多く残存し、硬化物
の耐水性を損ね、また硬化物が水と接触すると酸性物質
となり、例えば、接着剤あるいはバインダー等として使
用する際、基材として用いる金属、窯業系材料の変質を
引き起こす可能性があり好ましくなく、前記総価数の比
(A2)が、1.2を超えると、水酸化アルミニウムが塊
状で存在しやすく、水酸化アルミニウムが十分に分散し
ない上に、硬化性組成物のポットライフが短くなり、経
時保存で粘度が上昇し、硬化性組成物を接着剤、バイン
ダーあるいは成形用材料等として使用する際の作業性を
低下させ好ましくない。
When the ratio (A 2 ) of the total valence is less than 0.7, a large amount of hydroxyl groups of phosphoric acids remains in the cured product, impairing the water resistance of the cured product, and causing the cured product to come into contact with water. Then, when it is used as an adhesive or a binder, for example, it may cause deterioration of a metal used as a base material or a ceramic material, which is not preferable, and the ratio (A 2 ) of the total valence is 1 If it exceeds 0.2, aluminum hydroxide is likely to be present in a lump, aluminum hydroxide is not sufficiently dispersed, and the pot life of the curable composition is shortened. Is unfavorable because it reduces the workability when used as an adhesive, a binder or a molding material.

【0047】更に、本発明では、P25を10〜80質
量%含むリン酸水溶液と、酸性有機リン酸化合物から選
択される少なくとも一種と、2価の金属よりなる塩基性
の金属化合物とを、それぞれに含まれるリン酸イオンと
酸性有機リン酸化合物イオンの総価数と、前記塩基性の
金属化合物の金属イオンの総価数との比(A1)が、 0.1≦A1≦0.3 となるように混合し反応させる第1工程と、該反応後
に、70〜100℃の加熱下で水酸化アルミニウムを加
え、添加後のリン酸イオンと酸性有機リン酸化合物イオ
ンの総価数と、金属イオンの総価数の比(A2)が、 0.35≦A2≦0.6 となるように水酸化アルミニウムを混合し完全に反応さ
せた後、更に前記(A2)が 0.7≦A2≦1.2 となるように水酸化アルミニウムを混合し反応させる第
2工程とから成ることが好ましい。総価数の比A1及び
2は上記と同様に以下で定義される。 A1=(M1×m1+M2×m2+…)/(P×3+N1/n1
+N2/n2+…) A2=(M0×m0+M1×m1+M2×m2+…)/(P×3
+N1/n1+N2/n2+…) ここで、Pはリン酸水溶液に含まれるリン酸イオン(P
4 3-)のモル数を、N1、N2、…は添加する酸性有機
リン酸化合物の重量(g)を、n1、n2、…は上記
1、N2、…に対応する酸性有機リン酸化合物の水酸基
当量(g/eq)を表す。またM0は加えた水酸化アル
ミニウムに含まれる金属イオンのモル数、M1、M2、…
は2価の前記塩基性の金属化合物に含まれる金属イオン
のモル数を表し、m0、m1、m2、…は、上記金属イオ
ンに対応する各金属イオンの価数を示す。
Further, in the present invention, a phosphoric acid aqueous solution containing 10 to 80% by mass of P 2 O 5 , at least one selected from acidic organic phosphoric acid compounds, and a basic metal compound comprising a divalent metal are used. The ratio (A 1 ) of the total valence of the phosphate ion and the acidic organic phosphate compound ion contained therein to the total valence of the metal ion of the basic metal compound is 0.1 ≦ A 1 A first step of mixing and reacting so as to satisfy ≦ 0.3, and after the reaction, aluminum hydroxide is added under heating at 70 to 100 ° C., and the total of the phosphate ion and the acidic organic phosphate compound ion after the addition is added. and valence, after the total valence of the ratio of the metal ion (a 2) is obtained by 0.35 ≦ a 2 ≦ 0.6 and mixed completely reacted aluminum hydroxide so, further wherein (a 2 ) Is 0.7 ≦ A 2 ≦ 1.2. And a second step of mixing and reacting. The total valence ratios A 1 and A 2 are defined below as above. A 1 = (M 1 × m 1 + M 2 × m 2 + ...) / (P × 3 + N 1 / n 1
+ N 2 / n 2 +...) A 2 = (M 0 × m 0 + M 1 × m 1 + M 2 × m 2 + ...) / (P × 3
+ N 1 / n 1 + N 2 / n 2 +...) Where P is a phosphate ion (P
O 4 3-) the number of moles of, N 1, N 2, ... are the weight of the acidic organic phosphoric acid compound to be added to (g), n 1, n 2, ... it is the N 1, N 2, corresponding to ... Represents the hydroxyl equivalent (g / eq) of the acidic organic phosphoric acid compound. M 0 is the number of moles of metal ions contained in the added aluminum hydroxide, M 1 , M 2 ,.
Represents the number of moles of the metal ion contained in the divalent basic metal compound, and m 0 , m 1 , m 2 ,... Represent the valence of each metal ion corresponding to the metal ion.

【0048】上記の態様によれば、総価数の比A1
0.1以上にすることで、リン酸、酸性有機リン酸化合
物と2価金属化合物との反応により得られる直鎖状のリ
ン酸金属塩の含有比が増し、硬化性組成物の粘度が低下
して流動性が良好となる。一方、前記総価数の比A1
0.3以下にすることで、第2工程で添加できる水酸化
アルミニウムの量を増やすことが可能となり、最終的に
得られる硬化物の機械的強度をより向上させることが可
能となる。
According to the above embodiment, by setting the ratio A 1 of the total valences to 0.1 or more, the linear carboxylic acid obtained by the reaction of the phosphoric acid or acidic organic phosphoric acid compound with the divalent metal compound can be used. The content ratio of the metal phosphate increases, the viscosity of the curable composition decreases, and the fluidity becomes good. On the other hand, by setting the total valence ratio A 1 to 0.3 or less, the amount of aluminum hydroxide that can be added in the second step can be increased, and the mechanical strength of the finally obtained cured product is reduced. It is possible to further improve.

【0049】更に、A1を0.1≦A1≦0.3に反応さ
せた後の第2工程においては、水酸化アルミニウムを2
回に分けて、先に混合する水酸化アルミニウムを完全に
反応させた後、更に水酸化アルミニウムを添加させる。
これにより、前記先に添加した水酸化アルミニウムを完
全に反応させることができるので、後で添加する水酸化
アルミニウムの反応性を向上さることが可能となり、そ
の結果、最終的に得られれる硬化物の機械的強度を向上
させることができることになる。
Further, in the second step after the reaction of A 1 to 0.1 ≦ A 1 ≦ 0.3, aluminum hydroxide
After the aluminum hydroxide to be mixed in advance is completely reacted, aluminum hydroxide is further added.
Thereby, since the previously added aluminum hydroxide can be completely reacted, it becomes possible to improve the reactivity of the aluminum hydroxide added later, and as a result, the cured product finally obtained Can be improved in mechanical strength.

【0050】先に混合する水酸化アルミニウムの量は、
上記総価数の比A2を0.35以上にすることで、完全
に反応したリン酸金属塩が形成されることにより、硬化
物の機械的強度をより向上させることが可能となる。一
方、A2を0.6以下にすることで、水不溶性の固形分
の生成を抑え、完全に反応し溶解したリン酸金属塩を得
ることが可能となる。
The amount of aluminum hydroxide to be mixed first is
By setting the ratio A 2 of the total valency 0.35 above, by phosphoric acid metal salt was completely reacted is formed, it is possible to further improve the mechanical strength of the cured product. On the other hand, by setting A 2 to 0.6 or less, it is possible to suppress the formation of water-insoluble solids and obtain a completely reacted and dissolved metal phosphate.

【0051】更に、本発明の硬化性組成物は、反応を抑
制する点、低コスト化を図る点で、各種添加剤を添加す
ることが可能である。硬化性組成物の硬化反応を抑制
し、ポットライフを長くする反応抑制剤として尿素が挙
げられ、硬化性組成物100質量部に対して尿素0.1
〜10質量部を使用することが好ましい。
Further, the curable composition of the present invention can contain various additives in terms of suppressing the reaction and reducing the cost. Urea is an example of a reaction inhibitor that suppresses the curing reaction of the curable composition and prolongs the pot life, and urea is 0.1 with respect to 100 parts by mass of the curable composition.
It is preferred to use from 10 to 10 parts by weight.

【0052】他の添加剤としては、軽量骨材、充填材、
顔料等を使用することができる。軽量骨材としては、シ
ラスバルーン、ガラスバルーン、パーライト等を、充填
材としては、酸性酸化物を主成分とする、アルミナ、珪
砂、シリカフューム、ガラス粉、クレイ等を、顔料とし
ては、酸化チタン、フタロシアニン、弁柄、群青等を例
示することができる。これらの材料は、それぞれの目的
に合わせて適宜選択し適当量使用することが可能であり
特に限定されない。
Other additives include lightweight aggregates, fillers,
Pigments and the like can be used. As a lightweight aggregate, shirasu balloon, glass balloon, pearlite, etc., as a filler, alumina, silica sand, silica fume, glass powder, clay, etc. containing an acid oxide as a main component, as a pigment, titanium oxide, Examples include phthalocyanine, red petals, ultramarine blue, and the like. These materials can be appropriately selected and used in an appropriate amount according to each purpose, and are not particularly limited.

【0053】こうして得られた硬化性無機質組成物は、
加熱することによって硬化物が得られ、種々の用途に用
いることができる。加熱条件は、用途によって異なる
が、例えば、予備加熱等により予め水分を蒸発させて半
硬化物を作成した後、前記半硬化物を120℃以上の温
度で加熱することによって、所望の硬化物を得ることが
できる。
The curable inorganic composition thus obtained is
A cured product is obtained by heating and can be used for various applications. The heating conditions vary depending on the application, but, for example, after evaporating water in advance by preheating or the like to prepare a semi-cured product, and heating the semi-cured product at a temperature of 120 ° C. or more, a desired cured product is obtained. Obtainable.

【0054】[0054]

【実施例】以下に、本発明を実施例によって更に詳細に
説明する。 実施例1 89%リン酸水溶液(P2564質量%含有)900g
とリン酸エチレングリコールエステル(水酸基当量80
g/eq)100g、イオン交換水455gを4Lの反
応釜に投入し、ディスパーで撹拌しながら、酸化亜鉛4
20gを徐々に添加した。この時反応液の温度は95℃
まで上昇した。酸化亜鉛を添加した後の総価数の比(A
1)は0.4であった。反応釜をマントルヒーターにより
95℃に保持したまま、水酸化アルミニウム335gを
添加し2時間撹拌を行い、さらに尿素10gを添加し、
溶解するまで攪拌して硬化性組成物を得た。この硬化性
組成物中の総価数の比(A2)は0.9であった。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. Example 1 900 g of 89% phosphoric acid aqueous solution (containing 64% by mass of P 2 O 5 )
And phosphoric acid ethylene glycol ester (hydroxyl equivalent 80
g / eq) of 100 g and 455 g of ion-exchanged water are charged into a 4 L reaction vessel, and while stirring with a disper, zinc oxide 4 g is added.
20 g were added slowly. At this time, the temperature of the reaction solution was 95 ° C.
Up. Ratio of total valences after addition of zinc oxide (A
1 ) was 0.4. While maintaining the reaction kettle at 95 ° C. with a mantle heater, 335 g of aluminum hydroxide was added and stirred for 2 hours, and 10 g of urea was further added.
The mixture was stirred until dissolved to obtain a curable composition. The ratio (A 2 ) of the total valences in this curable composition was 0.9.

【0055】実施例2 89%リン酸水溶液(P2564質量%含有)500g
とリン酸プロピレングリコールエステル(水酸基当量7
0g/eq)500g、イオン交換水450gを4Lの
反応釜に投入し、ディスパーで撹拌しながら、酸化亜鉛
170gを徐々に添加した。この時反応液の温度は95
℃まで上昇した。酸化亜鉛を添加した後の総価数の比
(A1)は0.2であった。反応釜をマントルヒーターに
より95℃に保持したまま、水酸化アルミニウム380
gを添加し二時間攪拌を行い、さらに尿素30gを添加
し、溶解するまで攪拌して硬化性組成物を得た。この硬
化性組成物中の総価数の比(A2)は0.9であった。
Example 2 500 g of an 89% phosphoric acid aqueous solution (containing 64% by mass of P 2 O 5 )
And propylene glycol phosphate (hydroxyl equivalent 7
(0 g / eq) and 500 g of ion-exchanged water were charged into a 4 L reaction vessel, and 170 g of zinc oxide was gradually added while stirring with a disper. At this time, the temperature of the reaction solution was 95
° C. The ratio of the total valences (A 1 ) after the addition of zinc oxide was 0.2. While maintaining the reaction kettle at 95 ° C. with a mantle heater, aluminum hydroxide 380
g was added and the mixture was stirred for 2 hours. Further, 30 g of urea was added and the mixture was stirred until dissolved to obtain a curable composition. The ratio (A 2 ) of the total valences in this curable composition was 0.9.

【0056】実施例3 89%リン酸水溶液(P2564質量%含有)800g
と酸性リン酸エチルエステル(水酸基当量110g/e
q)200g、イオン交換水415gを4Lの反応釜に
投入し、ディスパーで撹拌しながら、酸化亜鉛385g
を徐々に添加した。この時反応液の温度は95℃まで上
昇した。酸化亜鉛を添加した後の総価数の比(A1)は
0.4であった。反応釜をマントルヒーターにより95
℃に保持したまま、水酸化アルミニウム210gを添加
し、2時間撹拌を行い硬化性組成物を得た。この硬化性
組成物中の総価数の比(A2)は0.8であった。
Example 3 800 g of 89% phosphoric acid aqueous solution (containing 64% by mass of P 2 O 5 )
And acidic phosphoric acid ethyl ester (hydroxyl equivalent 110g / e
q) 200 g and 415 g of ion-exchanged water were put into a 4 L reaction vessel, and 385 g of zinc oxide was added while stirring with a disper.
Was slowly added. At this time, the temperature of the reaction solution rose to 95 ° C. The ratio (A 1 ) of the total valences after the addition of zinc oxide was 0.4. The reactor is heated by a mantle heater to 95
While maintaining the temperature at ° C, 210 g of aluminum hydroxide was added, and the mixture was stirred for 2 hours to obtain a curable composition. The ratio (A 2 ) of the total valences in this curable composition was 0.8.

【0057】実施例4 89%リン酸(P2564質量%含有)950gと酸性
リン酸エチルエステル(水酸基当量110g/eq)5
0g、イオン交換水435gを4Lの反応釜に投入し、
ディスパーで撹拌しながら、水酸化マグネシウム155
gを徐々に添加した。この時反応液の温度は95℃まで
上昇した。水酸化マグネシウムを添加した後の総価数の
比(A1)は0.2であった。反応釜をマントルヒーター
により95℃に保持したまま、水酸化アルミニウム13
5gを添加し2時間撹拌を行ったところ、完全に反応さ
せた半透明のリン酸金属塩水溶液を得た。このときの総
価数の比(A2)は0.4であった。次いで、反応釜か
らマントルヒーターを外し、さらに水酸化アルミニウム
400gを添加して一時間攪拌を行い、さらに尿素30
gを添加し、溶解するまで攪拌して硬化性組成物を得
た。この硬化性組成物中の総価数の比(A2)は1.0
であった。
Example 4 950 g of 89% phosphoric acid (containing 64% by mass of P 2 O 5 ) and ethyl acid phosphate (hydroxyl equivalent 110 g / eq) 5
0 g and 435 g of ion-exchanged water are charged into a 4 L reaction vessel,
While stirring with a disper, 155 magnesium hydroxide
g was added slowly. At this time, the temperature of the reaction solution rose to 95 ° C. The ratio (A 1 ) of the total valences after the addition of magnesium hydroxide was 0.2. While maintaining the reactor at 95 ° C. with a mantle heater, aluminum hydroxide 13
When 5 g was added and the mixture was stirred for 2 hours, a translucent metal phosphate aqueous solution which was completely reacted was obtained. At this time, the ratio (A 2 ) of the total valences was 0.4. Next, the mantle heater was removed from the reactor, 400 g of aluminum hydroxide was added, and the mixture was stirred for 1 hour.
g was added and stirred until dissolved to obtain a curable composition. The ratio (A 2 ) of the total valences in this curable composition is 1.0
Met.

【0058】比較例1 89%リン酸水溶液(P2564質量%含有)1000
gとイオン交換水455gを4Lの反応釜に投入し、デ
ィスパーで撹拌しながら、酸化亜鉛445gを徐々に添
加した。この時反応液の温度は95℃まで上昇した。酸
化亜鉛を添加した後の総価数の比(A1)は0.4であっ
た。反応釜をマントルヒーターにより95℃に保持した
まま、水酸化アルミニウム355gを添加し2時間撹拌
を行い、さらに尿素15gを添加し、溶解するまで攪拌
して硬化性組成物を得た。この硬化性組成物中の総価数
の比(A2)は0.9であった。
Comparative Example 1 89% phosphoric acid aqueous solution (containing 64% by mass of P 2 O 5 ) 1000
g and 455 g of ion-exchanged water were charged into a 4 L reaction vessel, and 445 g of zinc oxide was gradually added while stirring with a disper. At this time, the temperature of the reaction solution rose to 95 ° C. The ratio (A 1 ) of the total valences after the addition of zinc oxide was 0.4. While the reactor was maintained at 95 ° C. with a mantle heater, 355 g of aluminum hydroxide was added and the mixture was stirred for 2 hours, 15 g of urea was further added, and the mixture was stirred until dissolved to obtain a curable composition. The ratio (A 2 ) of the total valences in this curable composition was 0.9.

【0059】比較例2 89%リン酸水溶液(P2564質量%含有)900g
とリン酸エチレングリコールエステル(水酸基当量80
g/eq)100g、イオン交換水585gを4Lの反
応釜に投入し、ディスパーで撹拌しながら、酸化亜鉛4
20gを徐々に添加した。この時反応液の温度は95℃
まで上昇した。酸化亜鉛を添加した後の総価数の比(A
1)は0.4であった。反応釜をマントルヒーターにより
95℃に保持したまま、水酸化アルミニウム735gを
添加して、2時間撹拌を行い硬化性組成物を得た。この
硬化性組成物中の総価数の比(A2)は1.5であっ
た。
Comparative Example 2 900 g of 89% phosphoric acid aqueous solution (containing 64% by mass of P 2 O 5 )
And phosphoric acid ethylene glycol ester (hydroxyl equivalent 80
g / eq) 100 g and ion-exchanged water 585 g are charged into a 4 L reaction vessel, and zinc oxide 4
20 g were added slowly. At this time, the temperature of the reaction solution was 95 ° C.
Up. Ratio of total valences after addition of zinc oxide (A
1 ) was 0.4. While the reactor was maintained at 95 ° C. with a mantle heater, 735 g of aluminum hydroxide was added, and the mixture was stirred for 2 hours to obtain a curable composition. The ratio (A 2 ) of the total valences in this curable composition was 1.5.

【0060】比較例3 89%リン酸水溶液(P2564質量%含有)800g
とリン酸プロピレングリコールエステル(水酸基当量7
0g/eq)200g、イオン交換水360gを4Lの
反応釜に投入し、ディスパーで撹拌しながら、酸化亜鉛
300gを徐々に添加した。この時反応液の温度は95
℃まで上昇した。酸化亜鉛を添加した後の総価数の比
(A1)は0.3であった。反応釜をマントルヒーターに
より95℃に保持したまま、水酸化アルミニウム130
gを添加し、2時間撹拌を行い硬化性組成物を得た。こ
の硬化性組成物中の総価数の比(A2)は0.5であっ
た。
Comparative Example 3 800 g of 89% phosphoric acid aqueous solution (containing 64% by mass of P 2 O 5 )
And propylene glycol phosphate (hydroxyl equivalent 7
(0 g / eq) 200 g and ion-exchanged water 360 g were charged into a 4 L reactor, and 300 g of zinc oxide was gradually added while stirring with a disper. At this time, the temperature of the reaction solution was 95
° C. The ratio of the total valences (A 1 ) after the addition of zinc oxide was 0.3. While maintaining the reaction kettle at 95 ° C. with a mantle heater, aluminum hydroxide 130
g was added and stirred for 2 hours to obtain a curable composition. The ratio (A 2 ) of the total valences in this curable composition was 0.5.

【0061】比較例4 89%リン酸(P2564質量%含有)900gとリン
酸エチレングリコールエステル(水酸基当量80g/e
q)100g、イオン交換水435gを4Lの反応釜に
投入し、ディスパーで撹拌しながら、反応釜をマントル
ヒーターにより95℃に保持したまま、水酸化マグネシ
ウム155gと水酸化アルミニウム537gを予め混合
した粉末を徐々に添加し、二時間攪拌を行い硬化性組成
物を得た。この硬化性組成物の総価数の比(A1)は
1.0であった。
Comparative Example 4 900 g of 89% phosphoric acid (containing 64% by mass of P 2 O 5 ) and ethylene glycol phosphate (having a hydroxyl equivalent of 80 g / e)
q) 100 g and 435 g of ion-exchanged water were charged into a 4 L reaction vessel, and while mixing with a disper, the reaction vessel was maintained at 95 ° C. with a mantle heater, and 155 g of magnesium hydroxide and 537 g of aluminum hydroxide were mixed in advance. Was added slowly and stirred for 2 hours to obtain a curable composition. The ratio (A 1 ) of the total valences of this curable composition was 1.0.

【0062】比較例5 粉末状の重燐酸アルミニウム100質量部に対してアル
ミナ100質量部、珪酸マグネシウム10質量部、熱硬
化性であるノボラック型フェノール樹脂11.5質量部
を混合して硬化性組成物を得た。この組成物中の有機分
は5.5%であり、実施例1の硬化性組成物の有機分と
等しくさせた。 試験例1 実施例1〜4及び比較例1〜5の硬化性組成物につい
て、恒温槽で25℃に保ち、調合後48時間後の粘度を
B型粘度計により測定した。結果を表1に示す。
Comparative Example 5 A curable composition was prepared by mixing 100 parts by mass of alumina, 10 parts by mass of magnesium silicate, and 11.5 parts by mass of a thermosetting novolak phenol resin with 100 parts by mass of powdered aluminum biphosphate. I got something. The organic content of this composition was 5.5%, which was equal to the organic content of the curable composition of Example 1. Test Example 1 The curable compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 were kept at 25 ° C. in a constant temperature bath, and the viscosities 48 hours after blending were measured with a B-type viscometer. Table 1 shows the results.

【0063】試験例2 実施例1〜4及び比較例1〜5の硬化性組成物を、10
0×100mmの珪酸カルシウム板の表面に0.1g/c
2の割合で塗付する際の作業性を、酸性リン酸エステ
ル類を含まない従来の処方により得られる硬化性組成物
を○とし、それよりも更に作業性に優れるものを◎、作
業性に劣るものを×として評価を行なった。その結果を
表1に示す。
Test Example 2 The curable compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5
0.1 g / c on the surface of a 0 × 100 mm calcium silicate plate
The workability at the time of application at a rate of m 2 was evaluated as ○ for a curable composition obtained by a conventional formulation containing no acidic phosphates, and ◎ for workability even better than that. The evaluation was evaluated as x when the evaluation was inferior. Table 1 shows the results.

【0064】試験例3 実施例1〜4、および比較例1〜5の硬化性組成物を1
00mm×100mm×10mmの珪酸カルシウム板の
表面に0.1g/cm2の割合で塗布し、80℃×4時間
にて硬化性組成物中の水分を除去した。その後、同じサ
イズの珪酸カルシウム板を重ね合わせ、接着させるよう
に5kg/cm2の圧力をかけ、140℃の雰囲気下で1
時間放置し硬化性組成物を硬化させた。
Test Example 3 The curable compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 5 were
It was applied at a rate of 0.1 g / cm 2 on the surface of a 00 mm × 100 mm × 10 mm calcium silicate plate, and water in the curable composition was removed at 80 ° C. × 4 hours. Then, a calcium silicate plate of the same size is superimposed, a pressure of 5 kg / cm 2 is applied so as to adhere, and the plate is placed in an atmosphere of 140 ° C. for 1 kg.
The curable composition was left to stand for a time to cure.

【0065】得られた試験片を、常温下(25℃)、加
熱下(80℃)、300℃×24時間加熱後、25℃×
24時間のイオン交換水浸漬後、4試験区のサンプルに
ついて、剥離方向の引張強度を測定した。その結果を表
1に示す。
The obtained test piece was heated at room temperature (25 ° C.), under heating (80 ° C.), 300 ° C. × 24 hours, and then heated at 25 ° C. ×
After immersion in ion-exchanged water for 24 hours, the tensile strength in the peeling direction was measured for the samples in the four test sections. Table 1 shows the results.

【0066】[0066]

【表1】 [Table 1]

【0067】表1の試験例1および試験例2の評価結果
から、実施例1〜4では、酸性有機リン酸化合物を添加
したことにより、いずれも粘度が高すぎることなく、作
業性のよい硬化性組成物を得られることが分かる。ここ
で、実施例1と比較例1を比較すると、両者のA1、A2
はそれぞれ0.4と0.9で共に等しく、固形分量も7
5%で等しいにも関わらず、酸性有機リン酸化合物を添
加した実施例1の方が粘度が低く、酸性有機リン酸化合
物を添加する事により流動性が向上し、作業性がより優
れた硬化性組成物を得られることが分かる。
From the evaluation results of Test Example 1 and Test Example 2 in Table 1, in Examples 1 to 4, the addition of the acidic organic phosphoric acid compound did not cause the viscosity to be too high, and the curing was excellent in workability. It can be seen that the hydrophilic composition can be obtained. Here, comparing Example 1 and Comparative Example 1, both A 1 and A 2
Are equal to 0.4 and 0.9 respectively, and the solid content is 7
Example 1 in which the acidic organic phosphoric acid compound was added had a lower viscosity, although the same was at 5%, and the addition of the acidic organic phosphoric acid compound improved the flowability and improved the workability. It can be seen that the hydrophilic composition can be obtained.

【0068】一方、A2が1.5と本発明で規定する範
囲より大きい比較例2では、添加する水酸化アルミニウ
ムの量が多すぎるため、水に不溶性の固形物が生成し、
大きな粘度上昇をもたらし、作業性の低下を招いた。
On the other hand, in Comparative Example 2 in which A 2 is 1.5, which is larger than the range specified in the present invention, since the amount of aluminum hydroxide added is too large, a water-insoluble solid is formed.
This resulted in a large increase in viscosity and a decrease in workability.

【0069】次に、試験例3の結果から、硬化性組成物
を得る工程においてA1及びA2が規定範囲内である実施
例1〜4では、規定する範囲を外れる場合である比較例
2及び比較例3と比較して、硬化物の引張強度、耐水
性、耐熱性に優れていることが分かる。
Next, according to the results of Test Example 3, in Examples 1 to 4 in which A 1 and A 2 are within the specified ranges in the step of obtaining the curable composition, Comparative Example 2 in which A 1 and A 2 are out of the specified ranges. Further, it is understood that the cured product is superior in tensile strength, water resistance and heat resistance as compared with Comparative Example 3.

【0070】これに対し、A2が1.5で規定範囲より
も大きい比較例2においては、粘度が大きく増加して作
業性を低下させる上に、水不溶性の固形物が生成し、硬
化性組成物が不均一なものとなり、硬化物の機械的強度
が損なわれる事になり、A2が0.5で規定範囲未満で
ある比較例3においては、硬化が不十分となり、吸湿の
度合いが大きくなるのでやはり充分な機械的強度が得ら
れない事が分かる。
On the other hand, in Comparative Example 2 in which A 2 is 1.5, which is larger than the specified range, the viscosity is greatly increased, the workability is reduced, and a water-insoluble solid is formed, and the curability is lowered. composition becomes non-uniform, will be the mechanical strength of the cured product is impaired, in Comparative example 3 a 2 is less than the specified range of 0.5, curing is insufficient, the degree of moisture absorption It can be seen that sufficient mechanical strength cannot be obtained because of the increase.

【0071】また、2価金属化合物と水酸化アルミニウ
ムとを、工程を分けずに反応させた比較例4でも、粘度
が大きく増加して作業性を低下させる上に、水不溶性の
固形物が生成し、硬化性組成物が不均一なものとなり、
得られた硬化物の機械的強度は劣るものであった。
Also, in Comparative Example 4 in which the divalent metal compound and aluminum hydroxide were reacted without dividing the steps, the viscosity was greatly increased, the workability was reduced, and a water-insoluble solid was formed. And the curable composition becomes non-uniform,
The mechanical strength of the obtained cured product was poor.

【0072】更に、硬化性組成物に酸性有機リン酸化合
物を添加した実施例1〜4と、添加していない比較例1
を比較すると、いずれも引張強度は4kgf/cm2
上と充分な強度であるが、酸性有機リン酸化合物を添加
して、有機鎖で無機骨格を補強したことにより、機械的
強度がさらに優れた硬化物を得られる事が分かる。
Further, Examples 1 to 4 in which an acidic organic phosphoric acid compound was added to the curable composition and Comparative Example 1 in which no acidic organic phosphoric acid compound was added.
The tensile strength is 4 kgf / cm 2 or more, which is sufficient, but the mechanical strength is further improved by adding an acidic organic phosphoric acid compound and reinforcing the inorganic skeleton with organic chains. It can be seen that a cured product can be obtained.

【0073】また、実施例1〜4と比較例5とを比較す
ると、比較例5では300℃で24時間の耐熱試験後に
は、有機部分が炭化され接着強度が大きく低下している
が、本発明に基づく硬化性組成物は、無機骨格内部に有
機鎖を導入したことにより、強度の低下の割合が少な
く、耐熱性に優れていることが分かる。
Further, when comparing Examples 1 to 4 with Comparative Example 5, in Comparative Example 5, after the heat test at 300 ° C. for 24 hours, the organic portion was carbonized and the adhesive strength was greatly reduced. It can be seen that the curable composition according to the present invention has a small rate of decrease in strength and is excellent in heat resistance due to the introduction of organic chains inside the inorganic skeleton.

【0074】更に、実施例4では、第2工程において水
酸化アルミニウムを2回に分けて添加することにより特
に機械的強度に優れることが分かる。
Further, in Example 4, it can be seen that the mechanical strength is particularly excellent by adding aluminum hydroxide in two parts in the second step.

【0075】[0075]

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、まず、リン酸水溶液と、酸性有機リン酸化合物と、
2価の金属よりなる塩基性の金属化合物(より選択され
る少なくとも一種)とを予め反応させた後、更に水酸化
アルミニウムを反応させたので、硬化性組成物は充分な
流動性を有しており、硬化に至るまでの作業性が良好で
あり、また、低温で硬化可能であるので取扱性に優れ
る。また無機骨格内部に有機鎖を導入したことにより、
機械的強度、耐水性、耐熱性に優れた硬化性組成物を得
ることが可能である。更に、それぞれの反応の量比を特
定の範囲に規定したので、得られた硬化物は優れた強度
を有するとともに、耐熱性、耐水性が低下することがな
いので、本発明の製造方法により得られた硬化性組成物
は、接着剤、バインダー、コーティング剤、または繊維
強化成形品のマトリクス材料等に好適に使用可能であ
る。
As described above, in the present invention, first, an aqueous phosphoric acid solution, an acidic organic phosphoric acid compound,
After preliminarily reacting with a basic metal compound (at least one selected from the group consisting of divalent metals), and further reacting with aluminum hydroxide, the curable composition has sufficient fluidity. It has good workability up to curing, and is excellent in handling because it can be cured at a low temperature. Also, by introducing an organic chain inside the inorganic skeleton,
It is possible to obtain a curable composition having excellent mechanical strength, water resistance and heat resistance. Furthermore, since the quantitative ratio of each reaction is defined in a specific range, the obtained cured product has excellent strength, heat resistance, and water resistance are not reduced. The obtained curable composition can be suitably used as an adhesive, a binder, a coating agent, or a matrix material of a fiber-reinforced molded article.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 示野 浩一 東京都千代田区神田鍛冶町3丁目6番地3 旭ファイバーグラス株式会社内 Fターム(参考) 4G012 MA00 MA02 PB03 PC01 PC12 PC13 PD01 PE01  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Koichi Shigeno 3-6-3 Kanda Kaji-cho, Chiyoda-ku, Tokyo Asahi Fiberglass Corporation F-term (reference) 4G012 MA00 MA02 PB03 PC01 PC12 PC13 PD01 PE01

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 P25を10〜80質量%含むリン酸水
溶液と、酸性有機リン酸化合物から選択される少なくと
も一種と、2価の金属よりなる塩基性の金属化合物と
を、それぞれに含まれるリン酸イオンと酸性有機リン酸
化合物イオンの総価数と、前記塩基性の金属化合物の金
属イオンの総価数との比(A1)が、 0.1≦A1≦0.6 となるように混合し反応させる第1工程と、 該反応後に、70〜100℃の加熱下で水酸化アルミニ
ウムを加え、添加後のリン酸イオンと酸性有機リン酸化
合物イオンの総価数と、金属イオンの総価数の比
(A2)が、 0.7≦A2≦1.2 となるように混合し反応させる第2工程とから成ること
を特徴とする有機無機複合硬化性組成物の製造方法。
(但し、総価数の比(A1)及び(A2)は A1=(M1×m1+M2×m2+…)/(P×3+N1/n1
+N2/n2+…) A2=(M0×m0+M1×m1+M2×m2+…)/(P×3
+N1/n1+N2/n2+…) で示され、Pはリン酸水溶液に含まれるリン酸イオン
(PO4 3-)のモル数を、N1、N2、…は添加する酸性
有機リン酸化合物の重量(g)を、n1、n2、…は上記
1、N2、…に対応する酸性有機リン酸化合物の水酸基
当量(g/eq)を表す。またM0は加えた水酸化アル
ミニウムに含まれる金属イオンのモル数、M1、M2、…
は2価の前記塩基性の金属化合物に含まれる金属イオン
のモル数を表し、m0、m1、m2、…は、上記金属イオ
ンに対応する各金属イオンの価数を示す。)
1. An aqueous phosphoric acid solution containing 10 to 80% by mass of P 2 O 5 , at least one selected from acidic organic phosphoric acid compounds, and a basic metal compound composed of a divalent metal, respectively. The ratio (A 1 ) of the total valence of the contained phosphate ion and acidic organic phosphate compound ion to the total valence of the metal ion of the basic metal compound is 0.1 ≦ A 1 ≦ 0.6. A first step of mixing and reacting such that, after the reaction, aluminum hydroxide is added under heating at 70 to 100 ° C., and the total valency of the phosphate ion and the acidic organic phosphate compound ion after the addition, A second step of mixing and reacting so that the ratio (A 2 ) of the total valences of the metal ions is 0.7 ≦ A 2 ≦ 1.2. Manufacturing method.
(However, the ratios (A 1 ) and (A 2 ) of the total valences are A 1 = (M 1 × m 1 + M 2 × m 2 + ...) / (P × 3 + N 1 / n 1)
+ N 2 / n 2 +...) A 2 = (M 0 × m 0 + M 1 × m 1 + M 2 × m 2 + ...) / (P × 3
+ N 1 / n 1 + N 2 / n 2 +...), Where P is the number of moles of phosphate ions (PO 4 3− ) contained in the aqueous phosphoric acid solution, and N 1 , N 2 ,. weight of the organic phosphate compound (g), n 1, n 2, ... represents a hydroxyl group equivalent of the n 1, n 2, acidic organic phosphoric acid compounds corresponding to ... (g / eq). M 0 is the number of moles of metal ions contained in the added aluminum hydroxide, M 1 , M 2 ,.
Represents the number of moles of the metal ion contained in the divalent basic metal compound, and m 0 , m 1 , m 2 ,... Represent the valence of each metal ion corresponding to the metal ion. )
【請求項2】 P25を10〜80質量%含むリン酸水
溶液と、酸性有機リン酸化合物から選択される少なくと
も一種と、2価の金属よりなる塩基性の金属化合物と
を、それぞれに含まれるリン酸イオンと酸性有機リン酸
化合物イオンの総価数と、前記塩基性の金属化合物の金
属イオンの総価数との比(A1)が、 0.1≦A1≦0.3 となるように混合し反応させる第1工程と、該反応後
に、70〜100℃の加熱下で水酸化アルミニウムを加
え、添加後のリン酸イオンと酸性有機リン酸化合物イオ
ンの総価数と、金属イオンの総価数の比(A2)が、 0.35≦A2≦0.6 となるように水酸化アルミニウムを混合し完全に反応さ
せた後、更に前記(A2)が 0.7≦A2≦1.2 となるように水酸化アルミニウムを混合し反応させる第
2工程とから成ることを特徴とする有機無機複合硬化性
組成物の製造方法。(但し、総価数の比(A1)及び
(A2)は A1=(M1×m1+M2×m2+…)/(P×3+N1/n1
+N2/n2+…) A2=(M0×m0+M1×m1+M2×m2+…)/(P×3
+N1/n1+N2/n2+…) で示され、Pはリン酸水溶液に含まれるリン酸イオン
(PO4 3-)のモル数を、N1、N2、…は添加する酸性
有機リン酸化合物の重量(g)を、n1、n2、…は上記
1、N2、…に対応する酸性有機リン酸化合物の水酸基
当量(g/eq)を表す。またM0は加えた水酸化アル
ミニウムに含まれる金属イオンのモル数、M1、M2、…
は2価の前記塩基性の金属化合物に含まれる金属イオン
のモル数を表し、m0、m1、m2、…は、上記金属イオ
ンに対応する各金属イオンの価数を示す。)
2. A phosphoric acid aqueous solution containing 10 to 80% by mass of P 2 O 5 , at least one selected from acidic organic phosphoric acid compounds, and a basic metal compound composed of a divalent metal, respectively. The ratio (A 1 ) of the total valence of the contained phosphate ion and acidic organic phosphate compound ion to the total valence of the metal ion of the basic metal compound is 0.1 ≦ A 1 ≦ 0.3. A first step of mixing and reacting such that, after the reaction, aluminum hydroxide is added under heating at 70 to 100 ° C., and the total valency of the phosphate ion and the acidic organic phosphate compound ion after the addition; after the total valence of the ratio of the metal ion (a 2) is reacted 0.35 ≦ a 2 ≦ 0.6 as aluminum hydroxide were mixed completely becomes, further the (a 2) is 0. 7 mixture was reacted aluminum hydroxide such that ≦ a 2 ≦ 1.2 Method for producing an organic-inorganic hybrid curable composition characterized by comprising a two steps. (However, the ratios (A 1 ) and (A 2 ) of the total valences are A 1 = (M 1 × m 1 + M 2 × m 2 + ...) / (P × 3 + N 1 / n 1)
+ N 2 / n 2 +...) A 2 = (M 0 × m 0 + M 1 × m 1 + M 2 × m 2 + ...) / (P × 3
+ N 1 / n 1 + N 2 / n 2 +...), Where P is the number of moles of phosphate ions (PO 4 3− ) contained in the aqueous phosphoric acid solution, and N 1 , N 2 ,. weight of the organic phosphate compound (g), n 1, n 2, ... represents a hydroxyl group equivalent of the n 1, n 2, acidic organic phosphoric acid compounds corresponding to ... (g / eq). M 0 is the number of moles of metal ions contained in the added aluminum hydroxide, M 1 , M 2 ,.
Represents the number of moles of the metal ion contained in the divalent basic metal compound, and m 0 , m 1 , m 2 ,... Represent the valence of each metal ion corresponding to the metal ion. )
【請求項3】 前記酸性有機リン酸化合物が、リン酸と
多価アルコールとのエステル化物より選択される少なく
とも一種である請求項1又は2記載の有機無機複合硬化
性組成物の製造方法。
3. The method for producing an organic-inorganic composite curable composition according to claim 1, wherein the acidic organic phosphoric acid compound is at least one selected from an esterified product of phosphoric acid and a polyhydric alcohol.
【請求項4】 前記硬化性組成物に含有される2価の金
属よりなる塩基性の金属化合物が、マグネシウム、カル
シウム、ストロンチウム、バリウム、亜鉛の金属酸化物
及び金属水酸化物より選択される少なくとも一種である
請求項1〜3のいずれか一つに記載の有機無機複合硬化
性組成物の製造方法。
4. The basic metal compound comprising a divalent metal contained in the curable composition is at least selected from a metal oxide and a metal hydroxide of magnesium, calcium, strontium, barium and zinc. The method for producing an organic-inorganic composite curable composition according to claim 1, which is a kind.
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