JP3880660B2

JP3880660B2 - Curable composition

Info

Publication number: JP3880660B2
Application number: JP18523096A
Authority: JP
Inventors: 陽一高宮
Original assignee: 有限会社アドセラミックス研究所
Priority date: 1996-07-15
Filing date: 1996-07-15
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2016-07-15
Also published as: JPH1029845A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、硬化性組成物に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、強度や硬度とともに熱衝撃や耐炎性、断熱性が良好で、表面被覆材としても建材等に有用な、硬化性に優れた新しい硬化性組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】
従来より、建材や土木用資材として用いられているモルタルやセメントについて、そのひび割れ等の劣化を防ぐための方策が様々に検討されてきている。
そのひとつの方法は、水硬性セメントに混和剤や混和材を配合し、モルタルやセメントの強度や耐久性を向上させる方法である。より具体的には、たとえば、ア）ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、減水剤などの混和剤を混入することにより、その界面活性作用を発現させ、モルタルやコンクリート内の水分の凍結融解の繰り返し作用に対して、抵抗性を向上させた方法、イ）遅延剤、促進剤、急結剤などを混入することにより、コンクリートやモルタルの凝結および硬化速度を調節する方法、ウ）防水剤や防錆剤を混入することにより、防水・防錆効果を与える方法、エ）フライアッシュやスラグ粉末などのポゾラン質混和材を、混入した方法等が知られている。
【０００３】
しかしながら、これらの方法によって改良されたセメントは、その圧縮強度は高いものの、セメント量に対して３０〜４０％程度の水を加えて混練して生成したものであることから、空隙が大きく、引っ張り強度や曲げ強度が充分に得られないという問題があった。
このような問題に対して、アルミナセメントと水との混合物に対して機械的に強い力を付加し、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を加えて硬化させたＭＤＦ（Ｍａｃｒｏ−Ｄｅｆｅｃｔ−Ｆｒｅｅ）セメントが提案されてもいる。
【０００４】
このセメントにおいては、水の混合比率を極端に０．１５％程度にまで低くすることも提案されている。
これらのＭＤＦセメントは、いずれの場合も、硬化後の空隙率を低下させるために、強制的な力を付加して混練する点においては共通しているものの、硬化そのものについては、差異があり、前者はセメント量に対して３０〜４０％の水を加えて混練していることから、セメントの水和物の生成による硬化であると考えられるが、後者の場合には、混練には強制ツインロールで練ることから極めて大きな機械力を必要とし、かつ、極端に小さい水分配合量からみて、水和による硬化ではなく、セメントとＰＶＡとの間の何らかの反応によるものと考えられている。
【０００５】
しかしながら、このようなＭＤＦアルミナセメントは、高い曲げ強度や引っ張り強度を有するものの、アルミナセメントというコスト高の原料セメントを用いており、しかも、その混練時に強制的な力を発生させる機械手段が必要であり、そのためのコストがかかり、混練が完了するまでに時間がかかり、大型の製品の製造や大量生産には適していないという問題がある。
【０００６】
そして、これらのＭＤＦセメントについては、耐水性、耐熱性の点でも問題が残されていた。
また、ＭＤＦセメントの耐水性、耐熱性等の欠点を解消するものとして、アルミナセメントと、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂の前駆体（ノボラック，レゾール）および少量のアルコール溶性ポリアミドを混合し、水の存在しない状態で混練し、その混練物を２００℃前後で加熱固化させた新しいポリマーセメント複合材料が提案されている。このものは、曲げ強度、耐水性、耐熱性等において良好であるものの、混練物を加熱固化する必要があり、時間とコストがかかり、大量生産には適さないといった大きな弱点があった。
【０００７】
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、従来技術の欠点を克服し、特別な機械力を必要とせずに、強度や硬度も良好で、耐水性、耐熱性等も充分で、極めて簡易に硬化させることができ、特に、これらの特徴から塗布被覆材としても有用な、新しい硬化性組成物とこの組成物からの硬化体を提供することを目的としている。
【０００８】
【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、酸化カルシウムと酸化マグネシウムの合計量が３０重量％以上を占め、酸化カルシウムと酸化マグネシウムを含めた金属酸化物の割合が９５重量％以上である無機質粉体と、水溶性樹脂と、水とを含有する組成物であって、無機質粉体の割合が４０重量％以上で配合されていることを特徴とする被覆用硬化性組成物を提供する。
【０００９】
そしてまた、この発明は、上記の組成物として、無機質または有機質の充填材が配合されている被覆用硬化性組成物や、水溶性樹脂が０．５〜１０重量％の割合で配合されている被覆用硬化性組成物、水が１０重量％以下の割合で配合されている被覆用硬化性組成物、無機質粉体がセメント系粉体および／またはフライアッシュである被覆用硬化性組成物、セメント系粉体がホワイトセメントである被覆用硬化性組成物、水溶性樹脂が酢酸ビニル樹脂、もしくはポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、またはその類縁体樹脂である被覆用硬化性組成物、無機質充填材が、ロックウール、ガラスウール、またはその他無機質の繊維もしくは粒子である被覆用硬化性組成物等をその態様として提供する。
【００１０】
さらにこの発明は、上記の硬化性組成物からの硬化体であって、塗布とその後の乾燥により得られた硬化体とともに、水の含有量が１重量％以下である硬化体と、これら硬化体が無機質材等の固体表面に塗布されて硬化一体化されている複合材をも提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明では、前記のとおりの無機質粉体を水溶性樹脂とともに配合するが、この場合の無機質粉体は、酸化カルシウムと酸化マグネシウムが３０重量％以上を占める金属酸化物が本質的なものとされている。
このような無機質粉体としては、代表的にはいわゆるＦｅ成分量の少ないセメントとしてのホワイトセメント、フライアッシュ、それらの混合物等が適宜に用いられる。
【００１２】
これらの無機質粉体は、４０重量％以上、さらには７０重量％以上で配合するのが好ましい。
無機質粉体は、その９５重量％以上が、酸化カルシウム、酸化マグネシウムを含めた金属酸化物によって構成されているものとする。
水溶性樹脂としては、たとえば酢酸ビニル樹脂、またはポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリルアミド（ＰＡＡ）がその代表的なものとして例示されるが、このものに限定されることはない。水溶性樹脂は、組成物の全体に対して０．５〜２０重量％、好ましくは０．５〜１０重量％、さらに好適には２〜８重量％程度が配合され、水については１０重量％以下、好ましくは５重量％以下とする。
【００１３】
組成物には、無機質または有機質の充填材を配合してもよい。たとえば、ロックウール、ガラスウール、天然または合成の有機繊維、他の無機質粒子等々である。
この発明の組成物は、簡便に混練するだけでよく、また、硬化は、厚みにもよるが、たとえば、５０〜２００℃程度の温度ですみやかに進み、数ｍｍ厚までの塗布では、５０〜８０℃程度の温度で、５〜０．５時間程度で完了し、自然乾燥によって硬化させることもできる。このため、たとえば多孔質体の表面にこの発明の組成物の混練物を塗布し、乾燥するだけで、多孔質体の表面に硬質の、強度のある硬化体層が形成されることになる。
【００１４】
硬化体は、水分含有量は１重量％以下であって、従来のＭＤＦセメントのような耐水性・耐熱性に欠けることはない。またさらに、従来の熱硬化性樹脂を用いた改良型ＭＤＦセメントと比べて、この発明の硬化体には、熱硬化性樹脂を用いていないので、加熱固化する必要はまったくない。
従来のＭＤＦセメントにおいては、セメント粒子を細密充填した空隙に樹脂またはセメント水和物を充填し、空隙を作らないようにしたものであり、この考え方からすると、この発明のセメント硬化体は多量の空隙を生じている。
【００１５】
しかしながら、この発明においては、空隙に起因する強度の低下を防ぐことができ、従来のＭＤＦセメントでは考えられない熱衝撃、耐炎性、断熱性が非常に向上する。
このことは、この発明において配合する酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウム成分による特有の作用によるものと考えられる。
【００１６】
以下、実施例を示し、さらに詳しくこの発明について説明する。
【００１７】
【実施例】
実施例１
重量百分率で、市販の白色セメント８７％、市販の酢酸ビニル樹脂エマルジョン（含水率６０％；ＪＩＳＫ６８０４相当品）樹脂換算４％、減水剤０．４％、そして残部が水である組成物を調整し、混練後、市販の３０×６０×１ｃｍのロックウール板２枚の各々の表面に厚さが１．５ｍｍになるように塗布した。このものを７０℃の乾燥機に入れ、１枚の試料を１５分後に、別の１枚の試料を４５分後に乾燥機より取り出した。１５分後に取り出した板の残留水分は３．２％で、４５分後に取り出した板の水分は１％以下であった。両板ともに塗布面は光沢があり、硬化していた。
【００１８】
硬化した面を爪で強く押すと、１５分後取り出しのものははっきりと跡が残ったが、４５分後取り出しのものは跡をつけるのは困難であった。ただ、１５分後取り出しのものを室内に放置しておいたところ、しだいに硬度を増し、１週間後には爪が立たないようになった。
試片を水に浸けてみたところ、硬化直後のものは硬化面の軟化の傾向が認められたが１週間経過のものは撥水性もみられ、軟化は認められなかった。硬化面をガスバーナで直接加熱したが自燃性はなく亀裂の発生や脱落も認められなかった。
【００１９】
実施例２
次の組成（重量％）
酸化カルシウム６２．２
酸化マグネシウム１０．０
ＳｉＯ₂ ２５．２
Ａｌ₂Ｏ₃ １．５
Ｆｅ₂Ｏ₃ ０．８
その他０．３
の無機質粉末を、重量比で、
無機質粉末７２
ポリビニルアルコール７
水２１
の割合で混練し、ＡＬＣコンクリート板の表面に２ｍｍ厚で塗布した。５０℃の温度の乾燥機中において、２時間乾燥し、次いで１週間の自然乾燥によって硬化体を得た。
【００２０】
配合した水はほとんどが蒸発し、残留水の配合割合は１％に満たないものであった。
硬化面は爪が立たない硬度を有し、ガスバーナで直接加熱しても自燃性はなく、亀裂の発生や脱落も認められなかった。
【００２１】
【発明の効果】
以上、詳しく説明したとおり、この発明においては、特別な機械力手段や加熱手段を必要とすることなく、良好な強度、硬度とともに、良好な耐水性、耐熱性を有する硬化体を簡便に提供することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a curable composition. More specifically, the present invention relates to a new curable composition excellent in curability, which has good strength, hardness, thermal shock, flame resistance and heat insulation, and is useful as a surface coating material for building materials.
[0002]
[Prior art and its problems]
Conventionally, various measures for preventing deterioration such as cracks of mortar and cement used as building materials and civil engineering materials have been studied.
One of the methods is a method of improving the strength and durability of mortar and cement by mixing an admixture or admixture with hydraulic cement. More specifically, for example, a) Mixing an admixture such as an AE agent, an AE water reducing agent, a water reducing agent, etc., to express its surface active action, and to repeat the action of freezing and thawing moisture in mortar and concrete On the other hand, a method with improved resistance, a) a method of adjusting the setting and hardening speed of concrete and mortar by mixing retarder, accelerator, quick setting agent, etc., c) waterproofing agent and rust preventive agent There are known methods for imparting waterproofing and rust prevention effects by mixing, and methods for mixing pozzolanic admixtures such as fly ash and slag powder.
[0003]
However, although the cement improved by these methods has a high compressive strength, it is produced by adding about 30 to 40% of water to the amount of cement and kneaded. There was a problem that sufficient strength and bending strength could not be obtained.
For such a problem, MDF (Macro-Defect-Free) cement has been proposed in which a mechanically strong force is applied to a mixture of alumina cement and water and polyvinyl alcohol (PVA) is added and cured. There is also.
[0004]
In this cement, it has also been proposed to reduce the mixing ratio of water to about 0.15%.
In any case, these MDF cements are common in terms of kneading by applying a compulsory force to reduce the porosity after curing, but there is a difference in the curing itself, The former is kneaded by adding 30 to 40% of water to the amount of cement, so it is considered that the hardening is due to the formation of cement hydrates. It is considered to be due to some reaction between cement and PVA, not hardening by hydration, in view of extremely small water content, because it requires extremely large mechanical force because of kneading with a roll.
[0005]
However, although such MDF alumina cement has high bending strength and tensile strength, it uses a high-cost raw material cement called alumina cement and requires mechanical means for generating a forcible force during the kneading. However, there is a problem that it takes a cost for that, it takes time to complete the kneading, and it is not suitable for manufacturing a large product or mass production.
[0006]
And about these MDF cements, the problem was left also at the point of water resistance and heat resistance.
In order to eliminate the disadvantages of MDF cement such as water resistance and heat resistance, alumina cement, a precursor of a thermosetting resin such as phenol resin (novolak, resol) and a small amount of alcohol-soluble polyamide are mixed and mixed with water. There has been proposed a new polymer-cement composite material which is kneaded in the absence of water and the kneaded product is heated and solidified at around 200 ° C. Although this product is good in bending strength, water resistance, heat resistance, etc., it has been necessary to heat and solidify the kneaded product, which takes time and cost, and has a great weak point that it is not suitable for mass production.
[0007]
This invention has been made in view of the circumstances as described above, overcomes the drawbacks of the prior art, requires no special mechanical force, has good strength and hardness, water resistance, heat resistance, etc. It is an object of the present invention to provide a new curable composition and a cured product from this composition, which are sufficient and can be cured very easily.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention, as to solve the foregoing problems, the total amount of calcium oxide and magnesium oxide accounts for more than 30 wt%, the percentage of metal oxides including magnesium oxide and oxidation of calcium is at least 95% by weight Provided is a coating curable composition comprising an inorganic powder, a water-soluble resin, and water, wherein the proportion of the inorganic powder is 40% by weight or more. .
[0009]
Further, in the present invention, as the above composition, a curable composition for coating in which an inorganic or organic filler is blended, or a water-soluble resin is blended at a ratio of 0.5 to 10% by weight. coating the curable composition, water coating the curable composition is blended in a proportion of 10 wt% or less, coating the curable composition inorganic powder is cement-based powder and / or fly ash, cement system powder coating the curable composition is a white cement, the water-soluble resin is vinyl acetate resin or polyvinyl alcohol, polyacrylamide or coating curable composition is its analogues resin, the inorganic filler, Rock The curable composition for coating | cover etc. which are wool, glass wool, or other inorganic fiber or particle | grains are provided as the aspect.
[0010]
Furthermore, the present invention provides a cured product from the above curable composition, a cured product obtained by coating and subsequent drying, a cured product having a water content of 1% by weight or less, and these cured products. Is also applied to a solid surface such as an inorganic material to provide a composite material that is cured and integrated.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In this invention, the inorganic powder as described above is blended together with the water-soluble resin. In this case, the inorganic powder is essentially a metal oxide in which calcium oxide and magnesium oxide account for 30% by weight or more. ing.
As such an inorganic powder, typically, white cement, fly ash, a mixture thereof, or the like as a cement having a small amount of Fe component is appropriately used.
[0012]
These inorganic powders are preferably blended in an amount of 40% by weight or more, more preferably 70% by weight or more.
It is assumed that 95% by weight or more of the inorganic powder is composed of metal oxides including calcium oxide and magnesium oxide.
Examples of the water-soluble resin include, but are not limited to, vinyl acetate resin, polyvinyl alcohol (PVA), and polyacrylamide (PAA). The water-soluble resin is blended in an amount of 0.5 to 20% by weight, preferably 0.5 to 10% by weight, more preferably about 2 to 8% by weight, and 10% by weight for water. Hereinafter, it is preferably 5% by weight or less.
[0013]
You may mix | blend an inorganic or organic filler with a composition. For example, rock wool, glass wool, natural or synthetic organic fibers, other inorganic particles, and the like.
The composition of the present invention only needs to be kneaded simply, and the curing progresses quickly at a temperature of about 50 to 200 ° C., for example, depending on the thickness. It can be completed in about 5 to 0.5 hours at a temperature of about 80 ° C. and cured by natural drying. For this reason, for example, a hard and strong hardened body layer is formed on the surface of the porous body simply by applying the kneaded product of the composition of the present invention to the surface of the porous body and drying it.
[0014]
The cured body has a water content of 1% by weight or less, and does not lack water resistance and heat resistance unlike conventional MDF cement. Furthermore, as compared with the improved MDF cement using a conventional thermosetting resin, the cured product of the present invention does not need to be solidified by heating because no thermosetting resin is used.
In the conventional MDF cement, a resin or cement hydrate is filled in a space in which cement particles are closely packed, so that no space is formed. From this viewpoint, the cement hardened body of the present invention has a large amount. There is a void.
[0015]
However, in the present invention, a decrease in strength due to voids can be prevented, and thermal shock, flame resistance, and heat insulation, which cannot be considered with conventional MDF cement, are greatly improved.
This is considered to be due to the specific action of the calcium oxide and / or magnesium oxide component blended in the present invention.
[0016]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
[0017]
【Example】
Example 1
A composition containing 87% of a commercially available white cement, a commercially available vinyl acetate resin emulsion (moisture content of 60%; equivalent to JISK6804) resin equivalent 4%, a water reducing agent 0.4%, and the balance being water by weight percentage. After kneading, each of 30 commercially available 30 × 60 × 1 cm rock wool plates was coated to a thickness of 1.5 mm. This was put into a dryer at 70 ° C., one sample was taken out from the dryer after 15 minutes, and another one sample was taken out after 45 minutes. The residual moisture of the plate taken out after 15 minutes was 3.2%, and the moisture of the plate taken out after 45 minutes was 1% or less. The coated surface of both plates was glossy and cured.
[0018]
When the hardened surface was strongly pressed with a nail, a mark was clearly left after 15 minutes, but it was difficult to mark after 45 minutes. However, when the item taken out after 15 minutes was left in the room, the hardness gradually increased and the nail did not stand after one week.
When the specimen was immersed in water, a tendency of softening of the cured surface was observed in those immediately after curing, but water repellency was observed in one week and no softening was observed. The hardened surface was directly heated with a gas burner, but it was not self-flammable and no cracks or dropout were observed.
[0019]
Example 2
Next composition (wt%)
Calcium oxide 62.2
Magnesium oxide 10.0
SiO ₂ 25.2
Al ₂ O ₃ 1.5
Fe ₂ O ₃ 0.8
Other 0.3
Inorganic powder of the weight ratio,
Inorganic powder 72
Polyvinyl alcohol 7
Water 21
And kneaded at a ratio of 2 mm to the surface of the ALC concrete plate. It dried for 2 hours in the dryer of the temperature of 50 degreeC, and the hardening body was obtained by natural drying for 1 week then.
[0020]
Most of the blended water was evaporated, and the blending ratio of the residual water was less than 1%.
The cured surface had a hardness that would prevent the nails from standing, and even when heated directly with a gas burner, it was not self-flammable, and neither cracking nor dropping was observed.
[0021]
【The invention's effect】
As described above in detail, in the present invention, a cured body having good water resistance and heat resistance as well as good strength and hardness is simply provided without requiring special mechanical force means or heating means. be able to.

Claims

The total amount of calcium oxide and magnesium oxide accounts for more than 30 wt%, and an inorganic powder ratio of the metal oxide including magnesium oxide with an acid of calcium is 95 wt% or more, a water-soluble resin, and water A curable composition for coating, comprising: a composition containing 40% by weight or more of an inorganic powder.

The curable composition for coating according to claim 1, wherein an inorganic or organic filler is blended.

The curable composition for coating according to claim 1 or 2, wherein the water-soluble resin is blended at a ratio of 0.5 to 10% by weight.

The water is blended in a proportion of 10% by weight or less.
The curable composition for coating in any one of these.

The curable composition for coating according to any one of claims 1 to 4, wherein the inorganic powder is cement-based powder and / or fly ash.

The curable composition for coating according to claim 5, wherein the cement-based powder is white cement.

The curable composition for coating according to any one of claims 1 to 6, wherein the water-soluble resin is a vinyl acetate resin, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, or an analog resin thereof.

The curable composition for coating according to any one of claims 2 to 7, wherein the inorganic filler is rock wool, glass wool, or other inorganic fibers or particles.

A cured product from the curable composition for coating according to any one of claims 1 to 8, which is obtained by coating and subsequent drying.

The cured product according to claim 9, wherein the water content is 1% by weight or less.

A composite material in which the cured body of claim 9 or 10 is applied to a solid surface and cured and integrated.