JPH0421580A - 珪酸カルシウム成形体 - 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、軽量、不燃であり、かつ耐水性、機械的強度
に優れ、建材用として好適な珪酸カルシウム成形体に関
する。

［従来の技術］ 珪酸カルシウム成形体は多孔質で断熱性に優れ、かつ不
燃、軽量であるという特徴を有する素材であるが、建築
材料として使用する場合、耐水性及び機械的強度を向上
させる必要がある。

従来、珪酸カルシウム成形体の表面保護等を目的として
、珪酸カルシウム成形体の表面にイソシアネート樹脂、
または、湿気硬化型ウレタン樹脂を塗布、含浸し、硬化
させて強化する方法が知られている（特開昭６１−２１
９７７９、特開昭６３−４９４３）。

かかる方法により、耐水性に優れた珪酸カルシウム成形
体を得ることができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、珪酸カルシウム成形体に前述の湿気硬化
型ウレタン樹脂等を塗布、含浸するだけでは機械的強度
、特に曲げ強度が低いという問題があった。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、かかる問題点に鑑み、鋭意検討を重ねた
結果、珪酸カルシウム成形体に特定のウレタンプレポリ
マーを含浸して得られた成形体により、これら問題点が
解決されることを見い出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明の目的は耐水性に優れ、かつ機械的強
度、特に曲げ強度が高い珪酸カルシウム成形体を提供す
ることにあり、この目的は、樹脂を含浸処理して成る珪
酸カルシウム成形体において、該樹脂が、ポリイソシア
ネート化合物と数平個以上含有するウレタンプレポリマ
ーであることを特徴とする珪酸カルシウム成形体により
、容易に達成される。以下本発明の詳細な説明する。

本発明に用いられる珪酸カルシウム成形体基材は、公知
の方法により製造される。即ち、珪酸カルシウム水和物
水性スラリーに、必要に応じて補強材等を添加混合し、
加圧脱水成型後、乾燥することにより基材が得られる。

珪酸カルシウム水利物は、石灰質原料、例えば、生石灰
と珪酸質原料例えば珪石とを、水熱合成させることによ
り得られる。補強材としては、板の曲げ強度を向上させ
る目的で、繊維質補強材が使用できる。繊維質補強材は
、例えば、石綿、パルプ、カラス繊維、炭素繊維、レイ
ヨン、ナイロン、ポリエステル等が用いられる。

このようにして得られた珪酸カルシウム成形体基材に含
浸する樹脂は、ポリイソシアネート化合物して２個以上
含有するウレタンプレポリマーである。

該ウレタンプレポリマーを製造する方法は、目的とする
プレポリマーの重合度、使用する原料の種類などを考慮
して公知の製造法から適宜選ばれる。−船釣には、通常
のスズ系、鉄系、三級アミン系ウレタン化触媒を用いて
、０〜１５０℃、好ましくは２０〜１３０℃の温度範囲
でポリイソシアネート化合物とポリオールとをイソシア
ネート基／水酸基の当量比を１〜１０の範囲で反応させ
ることが好ましい。当量比が１未満ではウレタンプレポ
リマーが高分子量化したり、場合によってはゲル化する
おそれがあり、また、プレポリマーのインシアネート基
含有量が低くなり、硬化が不充分になる場合がある。ま
た、当量比が１０を超えると未反応のポリイソシアネー
ト化合物を除去する手間がかかり、また、硬化物の強度
が低下するため好ましくない。

本発明に用いられるポリイソシアネート化合物としては
、例えば２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−
ドリレンジイソシアオ・−ト、４，４′−ジフェニルメ
タンジイソシアネート、２，４−ジフェニルメタンジイ
ソシアネート、ナフタレン−１，５−ジイソシアネート
、キシリレンジイソシアネート、インホロンジイソシア
ネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、４，４′−
メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）、ポリ
メチレンポリフェニレンイソシアネートおよびこれらの
イソシアネート化合物と２価又は３価アルコールとのア
ダクト体、水とのアダクト体及びジイソシアネート化合
物を環化反応したイソシアヌレート体等があげられる。

必要に応じて、これらのポリイソシアネート化合物を混
合して用いることも可能である。また、該化合物のうち
芳香族環を含有するトリレンジイソシアネート、ジフェ
ニルメタンジイソシアネート及びポリメチレンポリフェ
ニレンジイソシアネートはウレタンプレポリマーの硬化
性が優れている点から特に好ましい。

本発明に用いられるポリオールの数平均分子量は３００
〜１５００である。分子量が３００未満あるいは１５０
０を超えるとケイ酸カルシウム成形体の曲げ強度が低く
なり、好ましくない。ポリオールの分子量は滴定法によ
る末端水酸基の定量によって求めることができる。

該ポリオールとしてはポリエーテルポリオール、ポリエ
ステルポリオール、アクリルポリオール、ポリブタジェ
ンポリオール、水素添加ポリブタジェンポリオール、エ
ポキシ変性ポリオール、ケイ素含有ポリオール等があげ
られる。

ポリエーテルポリオールとしては、例えばエチレングリ
コール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオー
ル、グリセリン、トリメチロールプロパン、エリスリト
ール、ソルビトール、シュークローズ、水等の多価アル
コールに酸化エチレン、酸化プロピレン、テトラヒドロ
フラン等を付加した重合物もしくは共重合物が挙げられ
る。このうち、グリセリン、トリメチロールプロパン、
ソルビトールおよびシュークローズに酸化プロピレンを
付加した３官能以上のポリオキシプロピレンポリオール
が、耐水性、曲げ強度の点で特に好ましい。

ポリエステルポリオールとしては低分子量多価アルコー
ルと二塩基酸の脱水綜合反応によって得られるポリエス
テル類、。−カプロラクトンなどのラクトンを前記の多
価アルコールの存在下で開環重合したラクトンポリオー
ルおよび１，６−ヘキサンジオール、３−メチル−１，
５−ペンがジオール等の多価アルコールとジアルキルカ
ーボネート、アルキレンカーボネートとの反応によって
得られるカーボネートポリオールが挙げられる。このう
ち、耐アルカリ性の点でラクトンポリオールおよびカー
ボネートポリオールが特に好ましい。

以上のポリオールの中には、２０重量％以下ならばエチ
レングリコール、プロピレングリコール、１゜３−ブタ
ンジオール、ジエチレングリコール、トリメチロールプ
ロパン、グリセリン等の低分子量多価アルコールを併用
することも可能である。

以上のようにして製造されたウレタンプレポリマーは、
イソシアネート基に太して不活性な溶媒で希釈し、基材
への含浸方法に応じて適当な粘度に希釈して使用する。

該溶媒としては、トルエン、キシレン、酢酸エチル、酢
酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソ
ブチルケトン、ヘキサン、ヘプタン、ジクロロメタン、
ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、ジメチルフォル
ムアミド等があげられる。

本発明の樹脂含浸珪酸カルシウム成形体の製造方法は、
上記樹脂溶液中に珪酸カルシウム成形体を浸漬し含浸す
る方法、フローコーターにより塗布する方法、スプレー
塗装により塗布する方法等がある。樹脂の含浸量は、通
常、珪酸カルシウム成形体１００重量部に対して１〜３
０重量部である。１未満では耐水性および曲げ強度を向
上できない。

３０を超えると珪酸カルシウム成形体の特徴である不燃
性の低下、カサ比重の増加などの問題が生ずる。含浸終
了後、５０℃〜２００℃の熱風乾燥機中で１０分間〜２
時間かけて溶剤を揮発させた後、室温で１日間養生し、
樹脂を硬化させる。

かくして、機械的強度及び耐水性に優れた珪酸カルシウ
ム成形体が得られる。

［実施例］ 以下に、ウレタンプレポリマー合成例、珪酸カルシウム
成形体の実施例及び比較例をあげて、さらに具体的に説
明する。

ウレタンプレポリマー合成例１ ２．４−）リレンジイソシアネート１２，６−ドリレン
ジイソシアネート＝８０／２０（重量比）の組成のジイ
ソシアネートｃ以下、これをｒ８０−ＴＶ）Ｔｌという
）１３９２　ｇおよびグリセリンにプロピレンオキシド
を付加した３官能ポリオール（Ｇ３００：無電化工業（
株）製、数平均分子量３００）　３００　ｇを仕込み、
６０℃で５時間反応させた。得られた反応生成液を１６
５℃、ｌｍｍＨｇの条件で薄膜蒸留し、未反応のトリレ
ンジイソシアネートモノマーを留去させた。得られたプ
レポリマーをメチルエチルケトンに溶解させて、濃度８
０重量％のウレタンプレポリマー溶液を得た。このウレ
タンプレポリマー溶液のＮＣＯ濃度は１１．８重量％で
あった。

ウレタンプレポリマー合成例２ ４４−ジフェニルメタンジイソシアネート７５０ｇ、ト
リメチロールプロパンにプロピレンキシドを付加した３
官能ポリオール（ＴＰ４００　；三洋化成工業（株）製
、数平均分子量４００）　４４０　ｇおよびメチルエチ
ルケトン２９８ｇを仕込み、６５℃で５時間反応させた
。得られたウレタンプレポリマー溶液のＮＣＯ濃度は７
．５重量％であった。

ウレタンプレポリマー合成例３ ４−４′−ジフェニルメタンジイソシアネート７ＲＯｃ
ｒ−グリセリンにプロピレンオキシドを付加した３官能
ポリオール（ＧＰ６００　：三洋化成工業（株）製、数
平均分子量６００）　６６０　ｇおよびメチルエチルケ
トン３５３ｇを仕込み、６５℃で５時間反応させた。得
られたウレタンプレポリマー溶液のＮＣＯ濃度は６．２
重量％であった。

ウレタンプレポリマー合成例４ ８０−ＴＤＩ　　５２２ｇ、グリセリンにプロピレンオ
キシドを付加した３官能ポリオール（Ｇ１５００：無電
化工業（株）製、数平均分子量１５００）　１６５０　
ｇおよびメチルエチルケトン５４３ｇを仕込み６５℃で
５時間反応させた。得られたウレタンプレポリマー溶液
のＮＣＯ濃度は４．０重量％であった。

ウレタンプレポリマー合成例５ ８０−ＴＤＩ　　５２２ｇ、グリセリンにプロピレンオ
キシドを付加した３官能ポリオール（ＧＰ６００　：三
洋化成工業（株）製、数平均分子量６００）　４８０　
ｇ、水素添加ポリブタジェンポリオール（ポリテールＨ
Ａ、三菱化成（株）製、数平均分子量１３００）　６５
０　ｇおよびトルエン１６５２　ｇを仕込み７０℃で５
時間反応させた。得うしたウレタンプレポリマー溶液の
ＮＣＯ濃度は３．２重量％であった。

ウレタンプレポリマー合成例６ ８０−ＴＤＩ　　５２２ｇ、平均して１分子中に３個の
水酸基を有するポリエステルポリオール（ＹＴＩＯＩ　
：無電化工業（株）製、数平均分子量５２０）　１１２
２　ｇおよびメチルエチルケトン４１１ｇを仕込み６５
℃で５時間反応させた。得られたウレタンプレポリマー
溶液のＮＣＯ濃度は３．２重量％であった。

ウレタンプレポリマー合成例７ ８０−ＴＤＩ　　５２２ｇ、トリメチロールプロパン１
３４ｇおよびメチルエチルケトン１６７ｇを仕込み６５
℃で５時間反応させた。得られたウレタンプレポリマー
の溶液のＮＣＯ濃度は１３．１重量％であった。

ウレポリタンプレポリマー合成例８ ８０−ＴＤＩ　　３４８ｇ、ポリオキシプロピレングリ
コール（ＰＰ２０００　：三洋化成工業（株）製、数平
均分子量２０００）　２２００　ｇおよびメチルエチル
ケトン６３７ｇを仕込み６５℃で５時間反応させた。得
られたウレタンプレポリマー溶液のＮＣＯ濃度は２．２
重量％であった。

実施例１〜８ 生石灰（ＣａＯ：　９６．２％）４９．６重量部に温水
を加え、消和し、消石灰スラリーとし、このスラリーに
珪石（ＳｉＯ２：　９６．４％）５０．４重量部を添加
し、総水量が固形分に対して２７．５重量倍となるよう
に水を加え、このスラリーを１５　ｋｇ／　ｃｍ２の水
蒸気下で４時間反応を行い、ゾノトライトのケイ酸カル
シウム水和物を得た。この水和物にガラス繊維（１８ｍ
ｍ長）３重量部およびパルプ３重量部を添加し、充分に
分散させた。次いでこのスラリーを３００　ｍｍ　Ｘ　
３００　ｍｍの皇粋に注入し、加圧脱水成型し、１２０
℃で１０時間乾燥し、比重０．５、縦３００ｍｍ、横３
０　ｍｍ　、厚さ１７ｍｍの珪酸カルシウム成型体を得
た。この成型体を各種試験に応じた寸法に切断して樹脂
含浸用の試験板とした。

一方、ウレタンプレポリマー合成例１〜８で得られたウ
レタンプレポリマー、メチルエチルケトン又はトルエン
で５重量％または１０重量％に希釈し、含浸用樹脂溶液
を調製した。この溶液に珪酸カルシウム板を所定時間（
５〜２０分間）安全に浸漬した後、熱風乾燥機で１５０
℃、１時間乾燥させて、溶剤を完全に揮発させた。その
後２３°Ｃ１相対湿度６５％の恒温恒湿槽に樹脂含浸珪
酸カルシウム板を一昼夜入れ、試験用の珪酸カルシウム
板を得た。

樹脂含浸量は、樹脂溶液濃度および浸漬時間で調節した
。

得られた珪酸カルシウム板の曲げ強度、耐水性凍結融解
性の試験結果を第１表に示す。また、試験方法を以下に
示す。

１、曲げ強度の測定 、試験板寸法　５　ｃｍ　Ｘ　３０　ｃｍ　Ｘ　１．７
　ｃｍ（端面カット） 、測定装置　　テンシロン万能強度試験機（ＵＴＭ−５
Ｔ） ・測定方法 ＪＩＳ　Ａ　１４０８に準じて、スパン２０ｃｍ、クロ
スヘツドスピード５ｍｍ／分で行なった。曲げ強度は下
式により求めた（３個の平均値）。

３ＷＩ　　　　　Ｋ：曲げ強度（ｋｇ　／　Ｃｍ２）Ｋ
＝ ２ｂ１２　　　　　Ｗ：最大荷重（ｋｇ）１ニスパン（
ｃｍ） ｂ：巾（ｃｍ） ｈ：厚さ（ｃｍ） ２、耐水性の測定 試験片（寸法５　ａｍ　Ｘ　５　ｃｍ　Ｘ　１．７　ｃ
ｍ　）を２５℃の水に３時間完全に浸漬した後重量を求
めた。

比較例１ 実施例と同様にして得られた珪酸カルシウムの試験板（
樹脂含浸なし）を、そのまま、試験を行った結果を第１
表に示す。

比較例２〜４ 実施例と同様の珪酸カルシウム試験板に、ウレタンプレ
ポリマー合成例７または８、もしくはポリメリックイソ
シアネート溶液を含浸させた成型体の試験結果を第１表
に示す。

第１表 ＊２　ＰＡＰ１１３５　： 邦（１０分間）： ＭＤ化成（株）商品名、ポリメリックイソシアネート 比較例１については水に１０分間浸漬した後に測定し［
発明の効果］ 本発明の樹脂含浸珪酸カルシウム成形体は軽量で、曲げ
強度が大きく、耐水性、不燃性及び耐熱性に優れ、建築
用材料として極めて有用なものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）樹脂を含浸処理して成る珪酸カルシウム成形体に
   おいて、該樹脂が、ポリイソシアネート化合物と数平均
   分子量３００〜１５００のポリオールとを反応させて得
   られるイソシアネート基を１分子中に平均して２個以上
   含有するウレタンプレポリマーであることを特徴とする
   珪酸カルシウム成形体。
2. （２）数平均分子量３００〜１５００のポリオールがポ
   リエーテルポリオールである請求項１記載の珪酸カルシ
   ウム成形体。
3. （３）数平均分子量３００〜１５００のポリオールがポ
   リエステルポリオールである請求項１記載の珪酸カルシ
   ウム成形体。