JPH01297471A - 無機耐熱組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複合アルコキシド部分加水分解ゾルを含む無機
耐熱組成物に関し、さらにそれを使用したセラミックス
、金属、ガラス等種々のものの接着材もしくは塗布材に
関する。

〔従来の技術〕

従来、高温下において腐食性ガス、液体、金属溶湯と接
触する金属材料の保護策として高温用塗布材が使用され
ているが、耐熱性にすぐれたものは少なく、わずかにシ
リコン系樹脂をバインダーとしたものが耐熱性にややす
ぐれている。しかしその耐熱性は１００〜２００℃まで
であり、２００℃以上の場合はその劣化がはげしく長期
耐用性に劣る。

また耐熱性を向上させるだめに琺瑯の如くうわぐすりを
かけ焼成して琺瑯被膜を形成させるか、または無機酸化
物を溶射する方法等があるが、いずれの方法もそのコー
ティング操作が煩雑であり、また鉄鋼、銀等の金属とセ
ラミックス、セラミックスファイバー、ガラス等の無機
質材料の接着はハンダガラスによる接着が一般的であり
、ハンダ付は温度を低下させる試みもなされている。し
かし４００〜５００℃以上の熱処理を必要とし、かつ大
型品や既設材あるいは複雑な形状の場合は、その接合が
困難である。

また酸性ガス雰囲気で使用されることを考慮して、珪石
質、ロウ石質、シャモット、ムライト、アルミナ質等の
酸性あるいは中性の耐火物原料とケイ酸ソーダを主成分
とするバインダーとからなる耐酸性の耐火組成物が用い
られてきた。またその耐酸、耐水性を向上させるために
ケイ酸ソーダとともに使用される硬化剤としては、ケイ
フッ化ソーダ、燐酸アルミニウム、酸化亜鉛、有機酸、
有機エステル類等が使用されあるいは提案されている。

しかしながら上述したような耐火塗布材は耐酸性が未だ
十分でないという欠点がある。

また本発明量１願人はこのような目的で用いる耐酸、耐
水性耐火組成物として特定割合の水溶性ホウケイ酸アル
カリまたはその等価混合物とポリリン酸ケイ素とケイフ
ッ化アルカリとの組合せからなる結合媒質を用いること
によシ硬化後に耐酸、耐水性に優れた組成物を提案した
（特開昭５９−！０７９６（７号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上述の結合媒質は水との混和状態で、その
施工に適した流動性を比較的長時間維持するが、施工残
余の水との混和物も常温硬化し、再使用できないという
不経済な問題があった。

そこでこのような事情に鑑み、強酸水溶液及び強アルカ
リ水溶液に対しても耐久性を示し、かつ耐熱接着性に優
れた無機耐熱組成物及びこれから得られる接着材及び塗
布材を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは無機耐熱組成物について種々試験研究した
結果、複合アルコキシド部分加水分解ゾルを含む無機耐
熱組成物及びこれと耐火骨材を用いたものは、塗布また
は接着硬化後の被膜が耐酸、耐アルカリ、耐水性、電気
絶縁性に優れ、かつ加熱冷却にも耐え得る接着性を示し
、その上この無機耐熱組成物は良好な造膜性を有するこ
とを見出し、本発明に到達した。

すなわち本発明は複合アルコキシド部分加水分解ゾルを
含む無機耐熱組成物及び複合アルコキシド部分加水分解
ゾルと耐火骨材とを一定比率で配合した無機耐熱接着材
及び無機耐熱塗布材である。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明で使用する複合アルコキシド部分加水分解ゾルは
ＳＬアルコキシドと、Ｔｉアルコキシド、Ａｌアルコキ
シドおよびＺ「アルコキシドから選ばれた少なくとも１
種とからなる複合アルコキシドを部分加水分解ゾル化さ
せたものである。複合アルコキシド部分加水分解ゾルと
は上記金属アルコキシドのＯＩ（、基とモル比１：１未
満、好ましくは０．０８〜０．６の水で加水分解したも
のであり、ＯＲ基の残存率は３０〜９５モル係、好まし
くは４０〜９２モルチである。複合アルフキシト部分加
水分解ゾルがＯＲ基残存率１００〜９５モル係になると
塗布膜は樹脂状となり、乾燥すると亀裂が発生する。ま
たは塗布膜は蒸発により金属水酸化物や酸化物の微粒子
が生成し、膜厚が薄く収率が悪い。また複合アルコキシ
ド部分加水分解ゾルがＯＲ基残存率０〜３０モルチでは
塗布時の造膜性が低下し作業性が悪く、また塗布膜は硬
化時に亀裂が発生する。

部分加水分解ゾルは溶液内で分子同志が完全に加水分解
重合して網目構造を形成しているのではなく、部分的に
ＯＲ基が残存して重合している状態の高分子を含んでい
る溶液をいう。

複合アルコキシド部分加水分解ゾルにおいてＳｉアルコ
キシド、Ｔ１、Ａｌ、　Ｚｒの１種以上の金属アルコキ
シドを複合することによって被膜の硬化時の亀裂発生を
抑制し、被膜の強度を向上させた耐熱被膜が得られる。

このように優れた効果を得るだめのＳｉアルコキシドと
他の金属アルコキシドの複合比率はＳｉアルコキシド１
００Ｍ量部に対し、Ｔ＋、　ｋｌ、Ｚｒの金属アルコキ
シドの比率は７〜２５重量部が好ましい。７重量部未満
では被膜硬化時に亀裂が発生しやすく、一方２５重量部
を超えると被膜の硬化時に亀裂が発生しやすくなるだけ
で特に利点はなく、まだ経済的にも不利である。

より好ましい複合比率は７〜１７重量部である。

複合アルコキシドの部分加水分解ゾルを得る手段として
は、室温での加水分解法、還流下での加水分解法、触媒
を添加しての加水分解法等公知であるが、容易に部分加
水分解ゾルが得られるものとして例えばＳｉアルコキシ
ド溶液に、水との相互性溶媒であるエチルアルコール、
イソプロピルアルコール、メチルアルコール等のアルコ
ール類を加える。さらにその溶液に塩酸、酢酸などを添
加した酸性水をＳｉアルコキシドのアルコキシ基の総モ
ル数未満の量（モル数）加え、さらにＡｌ、Ｔｉ、　Ｚ
ｒの１種以上の金属アルコキシドを特定量添加すると透
明な複合アルコキシド部分加水分解ゾルが得られる。

本発明において用いられる耐火骨材は５ｉｎ２、Ｔｉｅ
２、Ａｌ２０３、ＺｒＯ２等の酸化物、ＳｉＣ，Ｃ等の
炭化物、ＢＮ、　Ｓｉ３Ｎ、　　等の窒化物であり、こ
れらの少なくとも１種からなり、接着材、塗布材の用途
に応じて適宜選択することができる。

例えば燃焼ガス中の硫黄酸化物等の酸性ミストに対して
は５ｉｎ２、ＴＩＯ□、ＺｒＯ□、Ｓｉ３Ｎ、、　ＢＮ
、Ｓｉｎ、　Ｃを主体とするものが好ましく、アルカリ
性ミストに対してはＡｌ２０．、Ｔｉｅ、、ＺｒＯ２、
ＢＮを主体とするものが好ましい。一方耐水蒸気性ヲ目
的とすルモ（７）ｌ”ｔ：　Ａｌ２０ｓ、Ｔｉｅ２、Ｓ
ｉ３Ｎ、。

ＳｉＣを主体とすればよく、電気絶縁性を目的とするも
のはＡｌ２０．を主体とするもの、また耐金属酸化性に
はＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ、、ＢＮを主体とするものが好まし
い。さらに熱放射性としては熱伝導性が高いＳ　ｉＣ，
Ｃ，Ｓ　ｉ３Ｎ、、　ＢＮを主体とする耐火骨材を用い
ることができる。

耐火骨材の粒度は数μｍ以下を主体とすることにより接
着材、塗布材の優れた作業性を得るが、用途に応じて適
、宜選択することができる。例えば大量充填の充填接着
材には硬化時の収縮を抑制する目的には０．５〜５００
μｍとし、被膜の薄い塗布材としては０．５〜５０μｍ
のものを用いる。

本発明における耐火骨材と複合アルコキシド部分加水分
解ゾルとの配合割合は耐火骨材１００重量部に対し複合
アルコキシド部分加水分解ゾル１０〜２００重量部であ
る。部分加水分解ゾルが１０重量部未満では充填接着材
として粘性が高く施工性が悪くなり、また２００重量部
を超えると塗布材としての粘性が低く、作業性が悪く、
また耐火骨材の特性が発揮しにくい。

上記配合割合中、耐火骨材１００重量部に対し複合アル
コキシド部分加水分解ゾル１０〜２５重量部配合するも
のは被膜が厚い充填接着材として施工作業性の良いペー
スト状のものが得られる。また耐火骨材１００重量部に
対し複合アルコキシド部分加水分解ゾル２５〜２００重
量部配合するものは被膜の薄い塗布材として施工作業性
のよい粘度１０〜５００ＣｐＯものが得られる。

接着材の施工作業にはペースト状の接着材を圧入ポンプ
等により充填し、また被膜の薄い塗布材ノ場合はスプレ
ーまたは刷毛塗りにより行われる。

〔作用〕

複合アルコキシド部分加水分解ゾルは室温自硬性バイン
ダーであり、接着過程は材料表面の粗さによる物理的接
着と材料表面のＯＨ基、例えば鉄表面のＦｅ・・・・・
・・・ＯＨ、ガラス表面のＳｉ・・・・・・ＯＨと複合
アルコキシド部分加水分解ゾル中のＯＨ基との反応によ
る化学的接着により水系バインダーに比べ加熱発泡が少
なく、強固な接着強度が得られる。特に高温と室温の加
熱冷却にも被膜は剥離しない接着性が得られる。

またバインダー硬化物は耐熱性、耐水性、電気絶縁性を
有するものである。

〔実施例〕

実施例 表に示す配合で接着材、塗布材を得た。これらの特性も
表に併せ示した。

特性に次の項目及び内容である。

絶縁性　体積絶縁抵抗値の比較による。

耐酸性　ブロック状のテストピースを希硫酸（１０％Ｈ
２ｓｏ、ａｑ　）、希塩酸等に浸漬して２４時間後の変
化を見る。

熱伝導性　熱伝導率を測定することにより比較する。

接着性　鉄板同志を５００μｍの膜厚で接着させたもの
について引張強度を測定す ることにより比較する。

耐水蒸気性　ステンレス板に塗布したサンプルについて
水蒸気を５時間流す ことにより塗膜の変化を見る。

各項目を４段階に分け◎良好、○やや良好、△やや不良
、Ｘ不良とした。

（以　　下　　余　　白　　） 〔発明の効果〕 本発明によれば複合アルコキシド部分加水分解ゾルは室
温自硬性であるため、耐火骨材を配合した組成物に、耐
火骨材が酸化物、炭化物、窒化物であれば耐熱性、耐酸
性、耐アルカリ性、電気絶縁性、耐酸化性、熱伝導性を
容易に付与でき、少量の複合アルコキシド部分加水分解
ゾルの場合ペースト状の組成物は被膜を厚くしても硬化
時の収縮を抑制し、５００μｍ以上の膜厚でも亀裂発生
もなく強固に接着ツ゛廼）接着材となる。

また複合アルコキシド部分加水分解ゾルを多くした組成
物では、１０〜５００　Ｃｐの粘度を有し、５０〜３０
０μｍの被膜で強固に接着できる塗布材となる。

特許出願人　　品川白煉瓦株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｓｉアルコキシドと、Ｔｉアルコキシド、Ａｌア
   ルコキシドおよびＺｒアルコキシドから選ばれた少なく
   とも１種からなる複合アルコキシド部分加水分解ゾルを
   含む無機耐熱組成物
2. （２）耐火骨材１００重量部に対し複合アルコキシド部
   分加水分解ゾル１０〜２００重量部を配合した無機耐熱
   組成物
3. （３）耐火骨材１００重量部に対し複合アルコキシド部
   分加水分解ゾル１０〜２５重量部を配合した無機耐熱接
   着材
4. （４）耐火骨材１００重量部に対し複合アルコキシド部
   分加水分解ゾル２５〜２００重量部を配合した無機耐熱
   塗布材