JP3347809B2 - 接着性無機質材 - Google Patents

接着性無機質材

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    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/30Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing magnesium cements or similar cements
    • C04B28/32Magnesium oxychloride cements, e.g. Sorel cement
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、接着性無機質材に関
するものである。さらに詳しくは、この発明は、無機質
材料とその構造物、あるいは、木材、発泡プラスチック
材、及び加工された金属類等の接着や表面コーティング
材等として有用な、軽量で、不燃耐風化性の接着性無機
質材に関するものである。
【0002】
【従来の技術とその課題】従来より、接着性の無機質材
が、無機材料や木材、発泡プラスチック及び加工された
金属類等の接着に幅広く利用されている。この無機質材
は、大別すると3つに分類することができる。まず第一
には、コンクリート材料であって充填材としての効果を
有するポルトランドセメント系接着材がある。しかしな
がら、このポルトランドセメント系接着材は、薄層接着
材としてその接着作用がニートセメント糊の水和作用に
よる珪酸塩の結晶化によるものであるので、接着作用が
非常に小さく、さらに、それらの硬化収縮が大きいた
め、亀裂の発生により剥離されるという欠点がある。
【0003】これらの欠点を改善するために、高分子エ
マルジョン等を添加し、その糊材効果を発揮させようと
しているが、実際上の問題はほとんど解決されていな
い。また、長期的には、炭酸化による風化作用で粉化
し、さらに、アルカリ反応により発華現象が起こるた
め、接着材としては、不十分な材料である。第二の種類
としては、金属酸化物微粉体の表面における、活性化に
よる硬化現象を利用したものがある。これらは、特殊な
用途、たとえば電融マグネシアの微粉末の発熱シールド
材等に使われているが、一般に高価で、金属酸化物とい
わゆる低融点ガラスとによる金属類の接着材等としても
用いられているが、加熱しなければならないので、特殊
な接着材として取扱われている。
【0004】さらに第三の種類として、アルカリ土類金
属酸化物とそれらのオキシ塩による反応を利用した亜鉛
セメント、マグネシア−亜鉛系セメント、マグネシアセ
メント(ソーレルセメント)が知られている。このう
ち、マグネシア−亜鉛−燐酸系セメントは、歯料材料と
して、急硬性、接着性が大きな材料としてその特徴を発
揮しているが、単価コストが高く、瞬間硬化性のために
一般用としては利用できないという欠点がある。また、
マグネシアセメントは、古くから無機材料、木材等との
接着性が強力であることは知られているが、吸湿性があ
るため、オキシ酸塩の浸出による結露や金属材料の侵食
作用の欠点があり、一般的に利用されることがなく、研
磨材の結合材として一部使用されているに過ぎない。
【0005】以上の通り、従来の接着性無機質材にはい
ずれも実用上の問題があり、より汎用性に優れ、軽量
で、不燃耐風化性の良好な、低コストの接着性無機質材
は実現されていなかった。この発明は以上の通りの事情
に鑑みてなされたものであり、従来の接着性無機質材の
欠点を解消し、特に、マグネシアセメント系接着材に注
目することにより、その特性である接着力と曲げ強度を
増大させ、無機質接着材として優れた安定性を有する、
新しいマグネシア−ゼオライト系の接着性無機質材を提
供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、酸化マグネシウム・マグネシウ
ムオキシ塩セメントとゼオライトまたはゼオライト岩石
からなる微粉体を含有し、必要に応じて無機または有機
の繊維を配合してなることを特徴とする不燃耐風化性の
接着性無機質材を提供する。
【0007】
【作用】すなわち、この発明の接着性無機質材は、マグ
ネシウムオキシ塩セメントの欠点とされる吸湿性を完全
に封じ込めるため、ゼオライト〔(Ca:Na2
2)、(Al2 Si7 18)〕の特徴である吸着性、
イオン交換機能に着目し、この作用と複合することによ
り優れた特性を実現する。
【0008】このゼオライトもしくはこれを主成分とす
るゼオライト岩は、通常、6〜7分子の結晶水を含み、
300℃以下では、結晶格子が破壊されずに脱水、吸収
する。また、Si4+の欠陥によるイオン交換性があるの
で、マグネシウムオキシ塩の吸湿性を封止し、さらに金
属類の侵食を防止することができる。そしてこの発明の
接着性無機質材を構成するマグネシウムオキシ塩セメン
トは、酸化マグネシウムとしての活性マグネシアを含有
するが、この活性マグネシアは、反応性が大きく、生成
した水酸化マグネシウムの結晶構造とマグネシウムオキ
シ塩との組織により、その表面が他材料との接着力に大
きく影響する。この影響は、活性マグネシアの原料であ
るマグネシウム塩の種類により異なり、炭酸マグネシウ
ムの低温熱分解によって生成した酸化マグネシウム(M
gO)の結晶格子の大きさをコントロールすることが、
最も大きな条件となるので、その結晶格子の大きさを5
00オングストローム以下、より好ましくは200〜5
00オングストロームとすることが好ましい。この条件
とすることで、オリジンとなるマグネシウム塩、具体的
にはたとえば炭酸塩のスケルトンの中に層状構造を生成
し、これが優れた効果を実現することになる。
【0009】さらに詳しくは、この活性マグネシアは、
40μm以下の粉体であって、20〜50m2 /gの比
表面積を有し、含有させるマグネシウム塩類の比率が酸
化物に対して5:1〜10:1であることが好ましい。
そして、この活性マグネシアは、リグニン酸塩、並びに
高分子エマルジョンを4%以下で添加配合することがで
き、20〜80%の割合で接着材に配合することが好適
でもある。
【0010】なお、ゼオライトについては、人工または
天然のゼオライト岩を100μm以下に粉砕した、比表
面積が5〜30m2 /gの粉末として、10〜50%以
下の割合で接着材に配合することが好ましい。またこの
発明では、接着性無機質材のもう一つの具備すべき特徴
である可塑性の増大が作業性に関与し、接着硬化体の靱
性(タフネス)も求められることから、マグネシアセメ
ントと親和性が良好な無機または有機の繊維、たとえば
炭素繊維や、セルロース系繊維、具体的にはパルプ、木
綿、木質類等を不燃性を失わない範囲の添加量である4
%以下の割合で配合することが有効でもある。
【0011】この場合には、炭素繊維としては、グラフ
ァイト化されたもので、アスペクト比が10以上である
ものが、セルロース系繊維としては、長さが0.5〜3
0mmに切断されたものが好適に使用される。以下実施
例を示し、さらに詳しくこの発明の無機質接着材につい
て説明する。
【0012】
【実施例】粉体の配合 まず活性マグネシアは、40μm以下の粉体で、比表面
積ブレーン値が25m 2 /gのものを用いた。ゼオライ
ト岩石(大谷石)は、100μm未満の粉砕物で、ブレ
ーン値10m2 /gのものを使用し、また、炭素繊維と
して、径が8μm、長さが5mmを配合した。そしてこ
れらを表1の通りの配合比で配合し、活性マグネシア−
大谷石粉−炭素繊維配合物を調製した。
【0013】
【表1】
【0014】接着材の調製と試験体の作成 つぎに、活性マグネシウムに対し、塩化マグネシウム2
5%の溶液にアクリルエマルジョン3%を混合し、前
記、活性マグネシア−大谷石粉−黒鉛繊維配合物に対し
て重量比で70%添加し、10分間攪拌混合機で混練し
た後、20mm×20mm×80mmの金形に充填し、
20℃で24間養生した。この養生の後、金形をはず
し、3日間空気中で乾燥して試験体を作成した。この試
験体の物性を測定した結果を表2に示す。
【0015】
【表2】
【0016】得られた試験体は、嵩比重が小さく、軽量
で、物性測定の時に0.1%以下の収縮で、亀裂は全く
認められなかった。優れた接着効果が得られ、従来材の
ような欠点は認められなかった。
【0017】
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明によ
り、嵩比重が小さく、乾燥・吸水の変化に対しても寸法
安定性に優れ、強度向上と耐候性を示し、軽質で不燃性
の良好な低コスト接着性無機質材が提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C04B 16/02 C04B 16/02 A C09J 1/00 C09J 1/00 (56)参考文献 特開 平7−81997(JP,A) 特開 昭56−26755(JP,A) 特開 昭58−79857(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 7/00 - 28/36 C04B 35/66

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化マグネシウム・マグネシウムオキシ
    塩セメントとゼオライトまたはゼオライト岩石からなる
    微粉体を含有し、必要に応じて無機または有機の繊維を
    配合してなることを特徴とする不燃耐風化性の接着性無
    機質材。
  2. 【請求項2】 酸化マグネシウムの結晶格子が500オ
    ングストローム以下の活性マグネシアで、この活性マグ
    ネシアが40μm以下の粉体であって、20〜50m2
    /gの比表面積を有し、含有されるマグネシウム塩類の
    比率が酸化物に対してモル比5:1〜10:1であり、
    必要に応じ、これにニグニン酸塩、並びに高分子エマル
    ジョンを4%以下添加できる活性マグネシアを20%〜
    80%含有してなる請求項1の無機質材。
  3. 【請求項3】 ゼオライトまたは天然のゼオライト岩を
    100μm以下に粉砕した、粉体比表面積が5〜30m
    2 /gの粉末を10%〜50%以下含有してなる請求項
    1または2の無機質材。
  4. 【請求項4】 グラファイト化された黒鉛繊維であっ
    て、アスペクト比が、10以上であるもの、および/ま
    たは天然繊維を使用したセルロース繊維であって、その
    長さが0.5mm〜30mmに切断されたものを4%以
    下で配合してなる請求項1、2または3の無機質材。
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PL3176140T3 (pl) * 2015-12-01 2019-09-30 Imertech Ogniotrwały cement magnezjowy

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