JP2003286059A

JP2003286059A - 硬化性無機有機複合組成物

Info

Publication number: JP2003286059A
Application number: JP2002088999A
Authority: JP
Inventors: Akira Inoue; 顕井上; Yuka Masaki; 由香正木
Original assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd
Current assignee: Asahi Fiber Glass Co Ltd
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2003-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】従来技術の問題点を解消し、バインダー、成
形品及び繊維強化成形品のマトリックスとして、更には
建築材料としても好適に用いられる、常温で短時間にて
硬化し、難燃性、耐水性及び機械的強度に優れた硬化物
を得ることができる硬化性無機有機複合組成物を提供す
る。【解決手段】本発明の硬化性無機有機複合組成物は、
以下の各成分を以下の量比で含有することを特徴とす
る。水硬性セメント類１００質量部重合性不飽和結合を有する酸性の有機化合物１０〜１００質量部水５〜５０質量部重合開始剤前記酸性の有機化合物の使用量の０．１〜３質量％

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水硬性無機質材料
である水硬性セメント類を使用した硬化性無機有機複合
組成物に関し、更に詳しくは、バインダー、成形品及び
繊維強化成形品のマトリックス等に好適に用いられ、
又、常温で短時間で硬化するため建築材料の用途にも好
適に用いられる、難燃性、耐水性及び機械的強度に優れ
た硬化物を得ることができる硬化性無機有機複合組成物
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、水硬性無機材料を使用した硬
化性無機組成物が種々提案されていて、この硬化性無機
組成物を使用することによって、不燃性に優れた硬化物
を得ることができるが、この硬化性無機組成物は、硬化
に長い時間を要するために生産性に劣ることや、得られ
た硬化物の機械的強度が不十分であったり、その硬化物
が脆かったりするために、破壊荷重を高めるためには硬
化物の厚さを厚くすることが必要となって、硬化物の軽
量化が難しいなどの問題を有していた。

【０００３】一方、樹脂などの有機材料を使用した硬化
性有機組成物は、樹脂とそれに適した硬化剤又は硬化触
媒とを組み合せることによって、組成物の硬化挙動のコ
ントロール、例えば硬化速度を速くしたり遅くしたりす
ることが、硬化性無機組成物と比較して容易であると同
時に、組成物と繊維強化材とを複合させることによっ
て、得られた硬化物の機械的強度を向上させることも容
易である。しかし、この硬化性有機組成物も、これから
得られた硬化物が可燃性であるために、難燃性又は不燃
性が要求される用途には適用できないという問題を有し
ていた。

【０００４】硬化性無機組成物及び硬化性有機組成物の
それぞれが有する上記課題を解決するために、無機材料
と有機材料とを組み合わせた各種の無機有機複合組成物
が提案されており、例えば無機材料を有機材料で改質す
る方法として、特開平８−３３３１４９号公報では、セ
メントや石膏などの水硬性主材とエポキシ樹脂などの液
状ポリマーとを混合し、これらを硬化させることで製造
される水硬性複合材の製造方法において、前記ポリマー
を潜在性硬化型のもので構成すると共に、前記水硬性主
材の硬化開始後の任意の時期に前記ポリマーの潜在硬化
性を顕在化させることを特徴とする水硬性複合材の製造
方法が提案されている。

【０００５】又、特開平８−３３７４５６号公報では、
必須構成成分として、（Ａ）水硬性無機質、（Ｂ）無機
難燃化剤、及び（Ｃ）熱可塑性高分子を含有し、実質的
に水を含有しないことを特徴とする難燃水硬性組成物が
提案されている。

【０００６】更に、特開平４−５５４５４号公報には、
ポリアクリル酸と金属酸化物とセメントとを、ポリアク
リル酸中のアクリル酸単位１モルに対し、金属酸化物を
１／ｎ（但し、ｎは金属酸化物の金属原子の価数を示
す。）ないし１モル、セメントを３０〜１５０ｇの割合
で混合した熱硬化性ポリアクリル酸組成物が開示されて
いる。

【０００７】一方、例えば有機材料を無機材料で改質す
る方法として、特開平９−８７３２７号公報では、重合
性二重結合を持つ有機カルボン酸化合物及びカルボキシ
ル基を持たないビニル単量体からなる重合性単量体混合
物を、亜鉛化合物の存在下に共重合して亜鉛含有樹脂を
製造する方法において、該二重結合を持つ有機カルボン
酸化合物が異なる２種以上からなると共に、最も多く用
いる有機カルボン酸化合物が該有機カルボン酸化合物全
量に対し７０モル％以下であり、前記亜鉛化合物が重合
の際に該有機カルボン酸化合物の２価の亜鉛塩に移行し
うる亜鉛化合物であると共に、該亜鉛化合物と前記有機
カルボン酸化合物全量の当量比が、１：１〜２であるこ
とを特徴とする亜鉛含有樹脂の製造方法が提案されてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】

【０００９】上記の従来技術のように、水硬性無機材料
を有機材料で改質する場合には、無機有機複合組成物の
硬化挙動に水硬性無機材料の硬化挙動がそのまま反映さ
れる場合が多く、例えば、上記特開平８−３３３１４９
号公報に記載された従来技術では、水硬性無機材料の硬
化挙動に有機材料の硬化挙動を適合させているために、
組成物の硬化には数十時間乃至数日を要する。このため
に硬化が完了までの間、無機材料と有機材料との比重差
によってどちらかの材料が偏在してしまい、得られた硬
化物が不均質になって、その機械的強度又は難燃性が不
均一になるという問題を有している。

【００１０】又、例えば上記特開平８−３３７４５６号
公報及び特開平４−５５４５４号公報に記載されている
ように、無機有機複合組成物の成形だけを先に行い、そ
の後、組成物の中に分散した水硬性無機材料を硬化させ
るとしても、水硬性無機材料が硬化するまでの間は、該
水硬性無機材料は充填剤としてしか機能しておらず、該
水硬性無機材料の分散が不均一であると、どちらかの材
料が偏在してしまい、上記従来技術と同様の問題が生じ
る。

【００１１】一方、特開平９−８７３２７号公報に記載
されたような有機材料を無機材料で改質する従来技術の
ように、ポリアクリル酸又はカルボキシル基を含有する
重合性単量体を金属架橋させて得た無機有機複合組成物
では、有機材料（ポリアクリル酸又はカルボキシル基を
含有する重合性単量体）に対する無機材料（金属）の質
量が少ないために、難燃性が不十分となって、建築材料
等の用途には適用できない場合がある。

【００１２】又、ポリアクリル酸金属塩は熱不熔性の材
料であるために、その成形及び硬化に際しては、例え
ば、温度２５０℃、圧力１００ｋｇ／ｃｍ²という高温
高圧及び６０分という長時間の条件が必要であるため
に、成形及び硬化に要するエネルギーコストが高く、生
産性や経済性に劣るという問題を有している。

【００１３】したがって、本発明の目的は、例えば、バ
インダー、成形品及び繊維強化成形品のマトリックスと
して、更には建築材料としても好適に用いられる、常温
で短時間にて硬化し、難燃性、耐水性及び機械的強度に
優れた硬化物を得ることができる硬化性無機有機複合組
成物を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、以下の各成分を以下の量比で含有するこ
とを特徴とする硬化性無機有機複合組成物を提供する。水硬性セメント類１００質量部重合性不飽和結合を有する酸性の有機化合物１０〜１００質量部水５〜５０質量部重合開始剤前記酸性の有機化合物の使用量の０．１〜３質量％

【００１５】本発明の硬化性無機有機複合組成物は、重
合性不飽和結合を有する酸性の有機化合物、水硬性セメ
ント類及び水を含有するので、水により遊離の酸になっ
た該酸性の有機化合物が水硬化性セメントと常温におい
て速やかに反応し、水硬性セメントが該酸性の有機化合
物の架橋剤として作用し、又、重合開始剤を用いて前記
酸性の有機化合物の重合性不飽和結合をラジカル重合さ
せるので、硬化性無機有機複合組成物の硬化反応は速や
かに完結する。したがって、本発明の硬化性無機有機複
合組成物の硬化は短時間で完了するので、生産性に優れ
ており、水硬性セメント類と水だけの水和硬化反応や水
硬性無機材料を有機材料で改質した無機有機複合組成物
の硬化反応のように、数十時間乃至数日の時間を要して
生産性を損ねることはない。

【００１６】又、前記酸性の有機化合物の中の重合性不
飽和結合を有する部位が重合して、硬化物の基材となる
ために、機械的強度に優れた硬化物を得ることができる
ので、従来の水硬性無機材料で問題となる脆さを解消す
ることができる。

【００１７】本発明の硬化性無機有機複合組成物におい
ては、前記重合性不飽和結合を有する酸性の有機化合物
が、１００℃以下の温度において液状物であることが好
ましく、液状物であると、水硬性セメント類、水及び重
合開始剤との混合が容易となり、均質な硬化性無機有機
複合組成物とすることができる。

【００１８】又、本発明の硬化性無機有機複合組成物
は、前記各成分以外に、更に、無機質繊維を含有するこ
とが好ましく、無機質繊維を含有させることで、硬化性
組成物を成形及び硬化させて得た成形品の機械的強度や
寸法安定性を向上させることが可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。

【００２０】本発明の硬化性無機有機複合組成物は、水
硬性セメント類、重合性不飽和結合を有する酸性の有機
化合物、水及び重合開始剤を、常法にしたがって混合し
て得られるものである。

【００２１】本発明の硬化性無機有機複合組成物におい
て使用する水硬性セメント類は、水による遊離の酸とな
った重合性不飽和結合を有する酸性の有機化合物と反応
し、更に、含有される水とも水和硬化するので、前記有
機化合物の架橋剤としてだけでなく、本発明の硬化性無
機有機組成物から得られる硬化物の基材としても機能す
る。

【００２２】又、マグネシウム、亜鉛などの金属の酸化
物又は水酸化物も、前記有機化合物の架橋剤として機能
するが、硬化性無機有機組成物の中に上記金属の酸化物
又は水酸化物が過剰に含有される場合は、架橋に関与し
ない分は無機充填剤としてのみ機能し、硬化するための
成分としては機能しない。したがって、本発明の硬化性
無機有機複合組成物から得られる硬化物の難燃性の向上
を目的に、上記金属の酸化物又は水酸化物を増量するこ
とは、得られる硬化物を脆くし、機械的強度を損なう場
合があるので、難燃性と機械的強度のバランスを考慮し
て組成を決める必要がある。

【００２３】本発明の硬化性無機有機複合組成物におい
て使用する水硬性セメント類としては、例えば、ポルト
ランドセメント類、アルミナセメント、石灰アルミナセ
メント、水硬性石灰、ローマンセメント、天然セメン
ト、石灰スラグセメント、石灰火山灰セメント、高炉ス
ラグ混合セメント、鉄ポルトランドセメント、シリカセ
メント、ポゾランセメント、フライアッシュセメント、
メーソンリーセメント、高硫酸塩スラグセメント等が挙
げられ、上記水硬性セメント類の種類について、特に制
限はなく、一種を単独で用いても、又は複数のものを併
用しても差し支えない。

【００２４】又、上記のポルトランドセメント類として
は、例えば、早強ポルトランドセメント、低発熱性ポル
トランドセメント、鉄鉱セメント、フェラリセメント、
キュールセメント、白色ポルトランドセメント、チタン
セメント、マンガンセメント、クロムセメント等を挙げ
ることができる。

【００２５】本発明の硬化性無機有機複合組成物におい
て使用する、重合性不飽和結合を有する酸性の有機化合
物は、該組成物に含有される水によって解離して酸とな
り、水硬性セメント類と反応する一方で、後述する重合
開始剤の作用による重合性不飽和結合のラジカル重合に
よっても硬化して、本発明の硬化性無機有機複合組成物
から得られる硬化物の基材となるものである。

【００２６】一般に、酸性の有機化合物としては次の官
能基を有する有機化合物が挙げられ、本発明で使用する
重合性不飽和結合を有する酸性の有機化合物が有する官
能基については、次のものと同様で特に制限がない。カ
ルボン酸；ＲＣＯＯＨ、スルホン酸；ＲＳＯ₃Ｈ、スル
フィン酸；ＲＳＯ₂Ｈ、フェノール；ＡｒＯＨ、エノー
ル；ＲＣＨ＝Ｃ（ＯＨ）Ｒ’、１，３−ジケトン形化合
物；ＲＣＯＣＨ₂ＣＯＲ’、チオフェノール；ＡｒＳ
Ｈ、イミド；ＲＣＯＮＨＣＯＲ’、オキシム；ＲＣＨ＝
ＮＯＨ、芳香族スルホンアミド；ＡｒＳＯ ₂ＮＨ₂又はＡ
ｒＳＯ₂ＮＨＲ、酸性リン酸エステル；ＲＰＯ（ＯＨ）₂
又はＲ₂ＰＯ（ＯＨ）

【００２７】本発明で使用する重合性不飽和結合を有す
る酸性の有機化合物として、具体的には例えば、アクリ
ル酸、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イ
タコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ビニル酢酸、
アリル酢酸、アンゲルカ酸、チグリン酸、β，β−ジメ
チルアクリル酸、ソルビン酸、ピロテレピン酸、テラク
リル酸、ウンデシレン酸、エライジン酸、セトレイン
酸、エルカ酸、ブラシジン酸、アラキドン酸、オレイン
酸、リノール酸、リノレン酸等のオレフィンカルボン酸
類；β−（メタ）アクリロイルオキシエチルハイドロジ
ェンサクシネート、β−（メタ）アクリロイルオキシエ
チルハイドロジェンマレート、β−（メタ）アクリロイ
ルオキシエチルハイドロジェンフタレート、β−（メ
タ）アクリロイルオキシエチルハイドロジェンホスフェ
ート、ジ−β−（メタ）アクリロイルオキシエチルハイ
ドロジェンホスフェート、２−アクリルアミド−２−メ
チルプロパンスルホン酸等のオレフィンカルボン酸類の
誘導体；マレイン酸、フマル酸、イタコン酸を含み、末
端にカルボキシル基を有する不飽和ポリエステル類が挙
げられる。これらの重合性不飽和結合を有する酸性の有
機化合物は、一種を単独で使用し、又は複数のものを併
用することができる。

【００２８】前記重合性不飽和結合を有する酸性の有機
化合物は、単量体、多量体又は高分子量体のいずれでも
構わないが、本発明の硬化性無機有機複合組成物を調合
する際のセメント類及び水との混合を容易にし、均質な
組成物を得ることができることから、１００℃以下の温
度において液状物であることが好ましい。

【００２９】本発明の硬化性無機有機複合組成物におけ
る重合性不飽和結合を有する酸性の有機化合物の量比
は、水硬性セメント類１００質量部に対して１０〜１０
０質量部であることが必要で、１５〜６０質量部である
ことが好ましい。該酸性の有機化合物の量比が１０質量
部未満であると、水硬性セメント類の硬化反応が、該酸
性の有機化合物との反応よりも水との水和硬化反応が主
体となってしまい、該組成物の硬化に要する時間が長く
なって生産性を損ね、又、該組成物から得られる硬化物
が脆くなって機械的強度が低下する場合がある。一方、
該酸性の有機化合物の量比が１００質量部を超えると、
該組成物から得られる硬化物の難燃性が低下する。

【００３０】本発明の硬化性無機有機複合組成物に含有
される水は、重合性不飽和結合を有する酸性の有機化合
物の官能基に作用して該酸性の有機化合物を遊離の酸に
するためのものであり、この酸と水硬性セメント類との
反応が速やかに進行する。又、該水は、該酸性の有機化
合物から生じた酸と反応せずに残存する過剰の水硬性セ
メント類と水和硬化するものでもある。

【００３１】本発明の硬化性無機有機複合組成物におけ
る水の量比は、水硬性セメント類１００質量部に対して
５〜５０質量部であることが必要である。この水の量比
が５質量部未満であると、前記酸性の有機化合物に作用
する水が少ないために発生する酸の量が少なくなり、水
硬性セメント類と前記酸性の有機化合物から生じる酸と
の反応が乏しくなって、硬化までの時間が長くなり生産
性を損ねる場合がある。一方、水の量比が５０質量部を
超えると、水硬性セメント類の水和反応に必要となる量
に比べ過剰となり、硬化の際の凝集力が乏しくなって、
得られる硬化物の機械的強度を損なう場合がある。

【００３２】本発明の硬化性無機有機複合組成物におい
ては、前記酸性の有機化合物は重合性不飽和結合を有し
ているので、これをラジカル重合させて硬化させるため
に重合開始剤を用いる。

【００３３】この重合開始剤としては、例えば、アセチ
ルヘキシルスルホニルパーオキサイド、イソブチリルパ
ーオキサイド、ジイソプロピルパーオキシジカーボネー
ト、ジ−２−エチルヘキシルパーオキシカーボネート、
２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチ
ルパーオキシビバレート、オクタノイルパーオキサイ
ド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサ
イド、ステアロイルパーオキサイド、プロピオニトリル
パーオキサイド、アセチルパーオキサイド、ｔ−ブチル
パーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルパ
ーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエー
ト、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジクミルパー
オキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ｔ−ブ
チルヒドロキシパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオ
キサイド、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイ
ド、パラメンタンヒドロパーオキサイド、クメンパーオ
キサイド、過酸化水素、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリ
ウム、過硫酸アンモニウム等の過酸化物；２，２’−ア
ゾビスブチロニトリル、２，２’−アゾビス（２−メチ
ル−Ｎ−（２−（１−ヒドロキシブチル））プロピオン
アミド）、２，２’−アゾビス（２−メチル−Ｎ−（２
−（１−ヒドロキシエチル））プロピオンアミド）、
２，２’−アゾビス−４−メトキシー２，４−ジメチル
バレロニトリル、２，２’−アゾビス−２，４−ジメチ
ルバレロニトリル等のアゾ化合物が挙げられ、一種を単
独で使用し、又は複数のものを併用してもよい。

【００３４】又、上記過酸化物と、硫化水素、硫化ナト
リウム、硫化アンモニウム、亜硫酸ナトリウム、チオ硫
酸ナトリウム、ヨウ化水素、シュウ酸、Ｌ−システイ
ン、アスコルビン酸、ブドウ糖、麦芽糖、乳糖、若しく
は、スズ（II）、鉄（II）、チタン（III）又はクロム
（II）の金属塩等の還元剤とを併用して、レドックス重
合開始剤としてもよい。

【００３５】尚、前記重合開始剤は、硬化性無機有機複
合組成物の中に均一に分散させるために、水溶性のもの
であることが好ましい。

【００３６】本発明の硬化性無機有機複合組成物におけ
る重合開始剤は、前記重合性不飽和結合を有する酸性の
有機化合物の使用量の０．１〜３質量％を使用する。重
合開始剤の使用量が０．１質量％未満であると、前記酸
性の有機化合物の硬化が不十分となり、得られる硬化物
の機械的強度が低下し、一方、使用量が３質量％を超え
ても、使用量の割には前記酸性の有機化合物の硬化の度
合いや硬化時間の短縮の度合いが向上せず、逆に不経済
となり、又、前記酸性の有機化合物の重合度が低下し、
得られる硬化物の長期の耐熱性が低下する場合がある。

【００３７】本発明の硬化性無機有機複合組成物を成形
用材料として用いる場合、すなわち、硬化性無機有機複
合組成物から得られる硬化物が各種の成形品である場合
には、該成形品の機械的強度や寸法安定性を向上させる
ために、硬化性無機有機複合組成物には、上記の各成分
（水硬性セメント類、重合性不飽和結合を有する酸性の
有機化合物、水及び重合開始剤）以外に、強化材として
の無機質繊維を含有させることが好ましい。

【００３８】この無機質繊維としては、従来の繊維強化
プラスチックにおいて用いられている強化材と同様のも
のを使用することができ、例えば、ガラス繊維、セラミ
ック繊維、カーボン繊維等が挙げられ、又、該無機質繊
維は、質及び形態を適宜選択して一種を単独で使用し、
又は複数のものを併用することができる。

【００３９】又、上記ガラス繊維のガラス組成として
は、Ａガラス、Ｅガラス、ＥＣＲガラス、Ｓガラス、Ａ
Ｒガラス等を例示することができる。尚、従来のガラス
繊維強化セメントにおいては、マトリックスとなるセメ
ントのアルカリ成分によるガラス繊維の侵食が問題とな
り、耐アルカリ性を有するガラス（ＡＲガラス）の繊維
のみが使用されていたが、本発明の硬化性無機有機複合
組成物では、重合性不飽和結合を有する酸性の有機化合
物から生じる酸が、水硬性セメント類を中和する形で硬
化反応が進行するので、セメントのアルカリ成分による
上記のようなガラス繊維に対する侵食の問題がなく、従
来の繊維強化プラスチックに汎用されているＥガラス繊
維を使用することが可能である。

【００４０】又、上記セラミック繊維としては、アルミ
ナ繊維、珪素−アルミナ繊維、窒化珪素繊維等を例示す
ることができる。

【００４１】上記無機質繊維としては、短繊維及び長繊
維の何れの形態でも使用することができ、マット、不織
布、ペーパー等の形態に加工した無機質繊維を含めて各
種の形態の無機質繊維を硬化性無機有機複合組成物の加
工方法や成形品の用途等に合せて、適宜選択して用いる
ことができる。

【００４２】又、これらの無機質繊維を硬化性無機有機
複合組成物に含有させる方法としては、例えば、水硬性
セメント類、重合性不飽和結合を有する酸性の有機化合
物、水、重合開始剤及び短繊維状の無機質繊維を混合し
て組成物とする方法や、水硬性セメント類、重合性不飽
和結合を有する酸性の有機化合物、水及び重合開始剤を
混合した組成物をマット、不織布又はペーパーの形態と
した無機質繊維に塗布又は含浸させる方法を挙げること
ができる。

【００４３】更に、本発明の硬化性無機有機複合組成物
において無機質繊維を含有させる場合には、他の成分
（水硬性セメント類、重合性不飽和結合を有する酸性の
有機化合物、水、重合開始剤及び後述する必要に応じて
添加する成分）の合計量１００質量部に対して、無機質
繊維５〜１００質量部を使用することが好ましく、１５
〜８０質量部使用することがより好ましい。無機質繊維
の使用量が５質量部未満であると、得られる成形品の機
械的強度が無機質繊維を含有しない場合と較べて大差な
く、一方、無機質繊維の使用量が１００質量部を超える
と、無機質繊維に対して他の成分が不足するので、得ら
れる成形品のマトリックスが粗となり、その機械的強度
が不十分となるので好ましくない。

【００４４】又、本発明の硬化性無機有機複合組成物に
は、例えば、シリカフューム、粘土、マイカ、タルク等
の無機充填剤；酸化チタン、弁柄、群青、フタロシアニ
ン類などの顔料；シリコーンオイル、シリコーン系界面
活性剤、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウ
ム、ワックス等のレべリング剤や潤滑剤や離型剤；アゾ
ジカルボンアミド、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレ
ンテトラミン、Ｐ，Ｐ−オキシビスベンゼンスルホニル
ヒドラジド、パラトルエンスルホニルヒドラジド、シア
ゾアミノベンゼン、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウ
ム、重炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム等の発泡
剤を、適宜添加することができる。

【００４５】こうして得られた本発明の硬化性無機有機
複合組成物は、常温において又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、又、
得られる硬化物が成形品である場合には、従来の繊維強
化プラスチックにおいて実施されている成形法を適宜応
用することができる。

【００４６】以下、本発明を実施例によって、更に詳細
に説明する。

【００４７】実施例１テラクリル酸１０質量部とβ−メタクリロイルオキシエ
チルハイドロジェンマレート３０質量部とを混合して得
た、室温にて液状の重合性不飽和結合を有する酸性の有
機化合物、水硬性セメント類としての白色ポルトランド
セメント１００質量部、及び、重合開始剤としての過硫
酸カリウム０．５質量部を混合した後、そこへ水４０質
量部を加えて混合して混合物とし、その直後に、該混合
物を単位面積質量が３８０ｇ／ｍ²のＥガラス繊維のチ
ョップドストランドマットに含浸させて本発明の硬化性
無機有機複合組成物とした。該組成物を室温下で２時間
放置して、ガラス繊維含有率２５質量％の平板状のガラ
ス繊維強化成形品を得た。

【００４８】実施例２ β−メタクリロイルオキシプロピルホスフェートとジ−
β−メタクリロイルオキシプロピルホスフェートとを質
量比で１：１に混合して得た、室温で液状の重合性不飽
和結合を有する酸性の有機化合物１５質量部、水硬性セ
メント類としてのアルミナセメント１００質量部、水５
０質量部、及び、重合開始剤としての２，２−アゾビス
（２−メチル−Ｎ−（２−（１−ヒドロキシブチル））
プロピオンアミド）０．３質量部を混合して混合物と
し、該混合物と長さ５０ｍｍのＥガラス繊維のチョップ
ドストランドとを混練して本発明の硬化性無機有機複合
組成物とした。該組成物を平板状にプレス成形した後、
室温下で２時間放置して、ガラス繊維含有率２５質量％
の平板状のガラス繊維強化成形品を得た。

【００４９】実施例３１、４−ブタンジオール０．７モル、ネオペンチルグリ
コール０．３モル、トリメチロールプロパン０．３モ
ル、無水マレイン酸０．５モル、オレイン酸０．４モル
及び無水フタル酸０．５モルが反応してなり、酸価が５
５ｍｇＫＯＨ／ｇである不飽和ポリエステル樹脂５０質
量部とビニル酢酸４０質量部とを混合して得た、重合性
不飽和結合を有する酸性の有機化合物、水硬性セメント
類としての白色ポルトランドセメント８０質量部及びフ
ライアッシュセメント２０質量部、重合開始剤としての
過硫酸カリウム２．５質量部、並びに、水１０質量部を
混合して混合物とし、該混合物と長さ５０ｍｍのＥガラ
ス繊維のチョップドストランドとを混練して本発明の硬
化性無機有機複合組成物とした。該組成物を平板状にプ
レス成形した後、室温下で６０分放置してガラス繊維含
有率２５質量％の平板状のガラス繊維強化成形品を得
た。

【００５０】比較例１白色ポルトランドセメント１００質量部、水６０質量
部、シリカ１００質量部、エポキシ当量１８０ｇ／ｅｑ
のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂４０質量部、及び、
カルボキシル基含有脂肪族ポリアミン１６質量部を混合
して硬化性組成物を得た。この硬化性組成物と繊維長が
２５〜５０ｍｍの間で分布するセルロース繊維とを繊維
含有率が１０質量％となるように複合させ、室温下で４
８時間養生させて、平板状の繊維強化成形品を得た。

【００５１】比較例２重合性不飽和結合を有する酸性の有機化合物としてのβ
−メタクリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネ
ート４０質量部、水硬性セメント類としての白色ポルト
ランドセメント１００質量部、及び、重合開始剤として
のメチルエチルケトンパーオキサイド０．５質量部を混
合して硬化性組成物を得た。この硬化性組成物と長さ５
０ｍｍのＥガラス繊維のチョップドストランドとを混練
したものを室温下に放置したが、完全な硬化にまでは至
らなかった。

【００５２】比較例３重合性不飽和結合を有する酸性の有機化合物としてのβ
−メタクリロイルオキシエチルハイドロジェンサクシネ
ート４０質量部、水硬性セメント類としての白色ポルト
ランドセメント１００質量部、重合開始剤としてのメチ
ルエチルケトンパーオキサイド０．５質量部、及び、水
７５質量部を混合して硬化性組成物を得た。この硬化性
組成物と長さ５０ｍｍのＥガラス繊維のチョップドスト
ランドとを混練したものを平板状にプレス成形した後、
室温下に放置してガラス繊維含有率２５質量％の平板状
の成形品を得たが、マトリックスの凝集力が劣っていて
成形品表面に多くのクラックが発生しており、手の力に
よって簡単に壊れるものであった。

【００５３】比較例４テラクリル酸２０質量部とβ−メタクリロイルオキシエ
チルハイドロジェンマレート１００質量部とを混合して
得た、室温にて液状の重合性不飽和結合を有する酸性の
有機化合物、水硬性セメント類としての白色ポルトラン
ドセメント１００質量部、及び、重合開始剤としての過
硫酸カリウム２．５質量部を混合した後、そこへ水４０
質量部を加えて混合して混合物とし、その直後に、該混
合物を単位面積質量が３８０ｇ／ｍ²のＥガラス繊維の
チョップドストランドマットに含浸させて硬化性無機有
機複合組成物とした。該組成物を室温下で２時間放置し
て、ガラス繊維含有率２５質量％の平板状のガラス繊維
強化成形品を得た。

【００５４】比較例５白色ポルトランドセメント１００質量部、シリカ１００
質量部及び水５０質量部を混合して得た混合物と、長さ
５０ｍｍの耐アルカリ性ガラス繊維のチョップドストラ
ンドとを混練して硬化性組成物とした後、平板状にプレ
ス成形してから室温下で７２時間放置して、ガラス繊維
含有率２５質量％の平板状の繊維強化成形品を得た。

【００５５】評価例上記の各成形品について、ＪＩＳＡ１４０８によっ
て常態の曲げ強度を、ＪＩＳＡ１３２１によって難
燃性の評価を行った。又、上記の各成形品を温度２５℃
の水に２４時間浸漬してその前後の質量を測定して質量
変化率を算出し、吸水性（耐水性）の指標とした。その
結果を表１に示す。なお、ＪＩＳＡ１３２１による表
面試験については、温度時間面積＝０、発煙係数＜３
０、残炎時間＜３０にて、難燃２級に合格レベルにな
る。

【００５６】

【表１】

【００５７】表１の結果から、実施例１〜３と比較例１
（水硬性無機材料を有機材料で改質した従来の無機有機
複合組成物）及び比較例５（従来の耐アルカリ性ガラス
繊維強化セメント）とを比較すると、本発明の硬化性無
機有機複合組成物は室温下にて短時間で硬化し、得られ
る硬化物（成形品）は、機械的強度、難燃性及び耐水性
に優れているがことがわかる。

【００５８】又、比較例２より、本発明の硬化性無機有
機複合組成物に水が含有されていないと、室温下では硬
化が完了せず、比較例３より、本発明で規定する量以上
の水を使用すると、硬化物の凝集力に欠け、実用に耐え
る成形品が得られないことがわかる。

【００５９】更に、表１の結果から、実施例１〜３と比
較例４とを比較すると、本発明で規定する量以上の重合
性不飽和結合を有する酸性の有機化合物を使用すると、
硬化物の機械的強度及び耐水性（吸水性）の向上は観察
されるが、難燃性が低下することがわかる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、水硬性セメント類、重合性不飽和結合を有する酸性
の有機化合物、水及び重合開始剤を所定の量比で含有さ
せることによって、常温で短時間にて硬化する硬化性無
機有機複合組成物を得ることができる。

【００６１】本発明の硬化性無機有機複合組成物におい
ては、その硬化の過程において、水硬性セメント類は、
水の作用によって解離して遊離の酸となった重合性不飽
和結合を有する酸性の有機化合物と速やかに反応を開始
し、一方、この反応熱によって重合開始剤が活性化さ
れ、該酸性の有機化合物の重合性不飽和結合を有する部
位が重合して硬化物の基材を形成する。これらのことか
ら、水硬性無機質材料の有機質材料による改質が可能と
なり、硬化物の強靭化及び耐水性の向上が図れる一方
で、水硬性無機質材料が有する難燃性を大きく損なうこ
とはない。

【００６２】更に、本発明の硬化性無機有機複合組成物
は、無機質繊維と複合させることも可能であり、建築材
料等の機械的強度あるいは難燃性を要求される用途に好
適に用いることができ、この他にも、バインダー、接着
剤、シーリング剤に用いたり、発泡剤と組合せて発泡体
を形成することで軽量材料や断熱材としても適用するこ
とができる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０４Ｂ 103:60 Ｃ０４Ｂ 111:27 111:27 111:28 111:28 Ｆターム(参考） 4G012 PA15 PA17 PA20 PB27 PB28 PB29 PB30 PB31 PB32 PC08 PC11 PC12 PC15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】以下の各成分を以下の量比で含有するこ
とを特徴とする硬化性無機有機複合組成物。水硬性セメント類１００質量部重合性不飽和結合を有する酸性の有機化合物１０〜１００質量部水５〜５０質量部重合開始剤前記酸性の有機化合物の使用量の０．１〜３質量％
【請求項２】重合性不飽和結合を有する酸性の有機化
合物が、１００℃以下の温度において液状物である請求
項１に記載の硬化性無機有機複合組成物。
【請求項３】更に無機質繊維を含有する請求項１又は
２に記載の硬化性無機有機複合組成物。