JP5461928B2 - 無機質系水性組成物及び無機質系水性組成物の製造方法 - Google Patents
無機質系水性組成物及び無機質系水性組成物の製造方法 Download PDFInfo
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Description
また、下記特許文献1には、リン酸系ガラスは、常温で水と反応して粘稠なゲルになることが報告されている。
また、無機質系水性組成物に含まれるリン酸系ガラス(A)は、リン酸成分をP2O5換算で40〜60mol%含有するので、揮発性塩基化合物(B)との中和塩の強い水和作用により優れた流動性を有する。また、Zn成分を含有するので、Zn成分によってリン酸成分が揮発性塩基化合物(B)により適度に加水分解され、リン酸系ガラス(A)中に、遊離した水酸基が生成し易くなって水への溶解性が向上する。更には、Zn成分がリン酸成分からなる無機質高分子鎖中の水酸基と作用し、静電的に高分子鎖を結合して網目構造を形成すると考えられ、無機質系水性組成物の造膜性、形成される被膜の耐水性、耐熱性がより向上する。また、アルカリ金属類を含まないので、ガラスの耐水性が損なわれにくく、形成される被膜の耐水性がより向上する。
そして、リン酸系ガラス(A)と中和塩を形成するものが、揮発性塩基化合物(B)であるため、基材に無機質系水性組成物を塗工して乾燥する際に、揮発性塩基化合物(B)は水分とともに揮発する。このため、揮発性塩基化合物(B)は被膜に残存し難く、被膜の耐水性などが損なわれにくい。
このため、リン酸系ガラス(A)と、揮発性塩基化合物(B)と、水(C)とを含む本発明の無機質系水性組成物は、流動性があり、どのような形状の基材に対しても、容易に塗工でき、塗工作業性が良好である。また、固化物が無機質系高分子鎖を有するガラスであるので、基材表面に、不燃性、耐熱性、耐候性等に優れ、クラックや割れのない連続した被膜を容易に形成できる。
まず、本発明の無機質系水性組成物について説明する。本発明の無機質系水性組成物は、リン酸系ガラス(A)と、揮発性塩基化合物(B)と、水(C)とを少なくとも含む水性組成物である。
アミン類としては、アリルアミン、ジアリルアミン、トリアリルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、2−エチルヘキシルアミン、3−エトキシプロピルアミン、ジシソブチルアミン、3−(ジエチルアミノ)プロピルアミン、ジ−2−エチルヘキシルアミン、3−(ジブチルアミノ)プロピルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、t−ブチルアミン、sec−ブチルアミン、プロピルアミン、3−(メチルアミノ)プロピルアミン、3−(ジメチルアミノ)プロピルアミン、3−メトキシアミン、ジメチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等が挙げられる。
次に、本発明の無機質系水性組成物の製造方法について説明する。本発明の無機質系水性組成物の製造方法は、上記リン酸系ガラス(A)を、揮発性塩基化合物(B)の存在下で、水(C)と混合して製造することである。
(2)あらかじめ揮発性塩基化合物(B)を水(C)に溶解させ、その後、リン酸系ガラス(A)を、揮発性塩基化合物(B)と水(C)との混合液中に攪拌しながら徐々に添加してリン酸系ガラス(A)を溶解させる方法
次に、水100質量部を撹拌装置及び滴下装置の付いた溶解装置に入れ、上記リン酸系ガラスの粉砕物100質量部及びアンモニア水(25%)400質量部を攪拌しながら徐々に添加した。そして、添加したリン酸塩ガラスが完全に溶解するまで、撹拌を継続し、無機質系水性組成物を製造した。
リン酸系ガラスの溶解状況は、無機質系水性組成物を40℃で7日間放置した後、沈殿物の有無を目視で観察して評価した。沈殿物が無い場合を「○」とし、白色の沈殿物が生じていた場合を「×」とした。
無機質系水性組成物の粘度は、固形分が30%に調整した無機質系水性組成物を、BL型回転粘度計にて、25℃の温度下で、No.1ロータ、20rpmの条件で測定した。
無機質系水性組成物の造膜性は、無機質系水性組成物10gを磁性皿にて180℃、1時間の条件で乾燥させ、48時間放置してガラスの形成を確認した。透明かつ薄膜の被膜が形成されている場合を「○」とし、膜を形成しないもの、べた付きがあるもの、または水を滴下し、吸水するものを「×」とした。
各組成及び評価結果を表1にまとめて記す。
また、リン酸成分の含有量がP2O5換算で40mol%未満のリン酸系ガラスを用いた例9の無機質系水性組成物は、水溶化が困難であり、水性組成物を得ることができなかった。
また、アルカリ金属を含有するリン酸系ガラスを用いた例10の無機質系水性組成物は、耐水性が悪く、形成された膜はべたつきがあり造膜性の劣るものであった。
Claims (6)
- リン酸成分及びZn成分を含み、リン酸成分をP2O5換算で40〜60mol%含有し、アルカリ金属成分を含まないリン酸系ガラス(A)と、揮発性塩基化合物(B)と、水(C)とを含み、前記リン酸系ガラス(A)が溶解した無機質系水性組成物からなり、塗工した後、乾燥固化させることによって、不燃性、耐熱性、耐候性を有する被膜を形成し、バインダー又は表面処理コーティング剤として用いられるものであることを特徴とする無機質系水性組成物。
- 前記リン酸系ガラス(A)は、リン酸成分をP2O5換算で45〜55mol%、ZnOを20〜50mol%含有する、請求項1に記載の無機質系水性組成物。
- 前記リン酸系ガラス(A)は、Sc成分、Ti成分、V成分、Cr成分、Mn成分、Fe成分、Co成分、Cu成分、Ni成分から選択される少なくとも1種を、酸化物換算で0.1〜10mol%含有する、請求項1に記載の無機質系水性組成物。
- 前記リン酸系ガラス(A)は、多価金属硫酸塩を、硫酸塩換算で1〜15mol%含有する、請求項1〜3のいずれか一つに記載の無機質系水性組成物。
- 前記揮発性塩基化合物(B)がアンモニアである、請求項1〜4のいずれか一つに記載の無機質系水性組成物。
- 塗工した後、乾燥固化させることによって、不燃性、耐熱性、耐候性を有する被膜を形成し、バインダー又は表面処理コーティング剤として用いられる、請求項1〜5のいずれかに記載の無機質系水性組成物の製造方法であって、
リン酸成分とZn成分とを含み、リン酸成分をP2O5換算で40〜60mol%含有し、アルカリ金属成分を含まないリン酸系ガラス(A)を、揮発性塩基化合物(B)の存在下で、水(C)と混合することを特徴とする無機質系水性組成物の製造方法。
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