JPS5815060A - 無機質硬化性組成物 - 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】 本発明は無機塗料、無機接着剤等に有用な常温硬化性を
具備した無機質硬化性組成物に関し、特に表面硬度が大
きく高強度な硬化体を形成し・得る無機質硬化性組成物
を提供する。

ケイ酸アルカリ水溶液である水ガラスは、これに硬化剤
を付与すると硬化し、優れた造膜性をもっているので無
機ＷＩ料等に使用されている。

従来ある水ガラスの硬化剤のうち、加熱縮合リン酸塩が
最も優秀な硬化剤と認められるが、該加熱縮合リン酸塩
の製作は非常にむずかしく、種々の多価金属成分を導入
するために為される液体状態での高温反応、得られた粘
い複合リン酸塩水溶液の取り扱い、この乾燥、乾燥後の
の加熱により生じるリン臭等の幾多の欠点がある。

本発明は上記諸欠点をもった加熱縮合リン酸塩に換わり
得る硬化剤を求めると共に、加熱縮合リン酸塩を硬化剤
とする水ガラス組成物が加熱硬化させなければ優良な耐
水性を発現しない欠点をも克服し、常温硬化だけでも十
分な耐水性を発現する硬化剤を求め、これに成功したも
のである。

まず本発明の要旨を述べると、特許請求の範囲の記載ど
おり、水懸濁液ないし水溶液の状態においてリン酸と―
濁粉末あるいは溶解多価金属イオンを反応し得られる液
剤またはこｔを脱水乾燥して得られる粉剤と、水ガラス
あるいは水ガラスと同様な硬化性を有する液剤と、を混
合することを特徴とする無機質硬化性組成物で、水懸濁
水溶液の状態においてコロイド状リン酸質硬化剤を作り
、これを水ガラスの硬化剤とするものである。

水懸濁ないし水溶液は例示すると次のようにして作製す
る。水分量の／〜１１０重量％程度のリン酸と比較的容
易に反応する酸化亜鉛、酸化カルシウム、酸化マグネシ
ウム、酸化チタン等の酸化多価金属粉末、水酸化アルミ
ニウム、水酸化カルシウム等の水酸化多価金属粉末、炭
酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の多価金属炭酸塩、
チタン酸亜鉛、ジルコニウム酸ケイ酸亜鉛等の複合多価
金属化合物粉末、ポルトランドセメント、アルミナセメ
ント、石コウ等の水硬性多価金属化合物その他の多価金
属化合物粉末を水に懸濁ないし溶解させる。

該水懸濁ないし水溶液は、これにリン酸あるいはリン酸
アルミニウム、リン酸亜鉛、リン酸カルシウム、リン酸
マグネシウム等の酸性リン酸塩水溶液を滴下し、水懸濁
ないし水溶液中に存在する多価金属成分と反応させるこ
とでもって、水ガラスを高強度ゲルに転換しうるコロイ
ド状リン酸質硬化剤が作れる。

希望により、先にリン酸または多価金属リン峻塩水溶液
を水で希釈し、これに上記の如きリン酸と比較的容易に
反応Ｌｆ′る多価金属化合物の粉末を添加カクハンして
もよい。

以上のようにして行なう水懸濁液ないし水溶液の状態に
おけるリン酸と懸濁性粉末や溶解イオンとの反応は、常
態において充分進行するものであるが、希望により反応
容器中で高温高圧の熱水下で迅速に進行させることも可
能である。

炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の多価金属炭酸化
物の粉末を使用する場合、リン酸と啼性基交換反応を起
こし炭酸ガスを放出しアワ出つので、取り扱いに注意が
必要である。

が７重量％未満なら作った硼化用液剤が希薄に過ぎ、反
一対に１１０重量％を越えると得られる硬化用液剤がリ
ン酸結合により蝉、動性を失うおそれがある。

これに滴下するりン脅好ましくは酸性リン酸塩水溶液を
使用するのであるが、この滴下量は／〜３０重策％ぐら
いであり、この理由を説明すると、／重電％未満では得
られる硬化用液剤が薄すぎるきらいがあり、逆に３０重
量％を越えると得られる硬化用液剤が粘すぎリン酸結合
により６φ化用液剤自体が硬化してしまうおそれがある
。

水懸濁ないし水溶液の状態でのリン酸と懸濁性粉末や溶
解イオンとの反応は、懸濁粒子界面におけるリン酸イオ
ン吸着反応、及び懸濁粒子界面や溶解多価金属イオンの
コロイド的リン酸塩形成反応と推察される。常態で当該
反応を進行させる場合、／日〜／週間位放置しておくだ
けでよい。コロイド状リン酸塩が生成する事実は、例え
ばポルトランドセメントアクと酸性リン酸塩水溶液を混
ぜ煮沸するとコロイドが発達するので肉眼で観察できる
。

水・μで生成するコロイド的複合リン酸塩に酸化チタン
成分０峻化ジルコニウム成分を導入することで、水ガラ
スに対する硬化作用を遅延し得る。一方、水ガラスを早
く硬化させたい場合には、水中に未反応のリン酸イオン
の存在するような未熟成またはリン酸過添加の硬化用液
剤を使用するか、光硬化や加熱硬化によるのもよい。

硬化用液剤は、最後に、ポルトランドセメント、アルミ
ナセメント、硬化カルシウム、水酸化カルシウムその他
の水溶性ある多価金属化合物を添加混合することにより
、不安定なリン酸塩を塩基性多価金鴎のコロイド的鉛体
となし、水ガラスに対する硬化作用を安定かつ強固なも
のとできる。

即ち硬化用液剤へのポルトランドセメント等の添加によ
り、水ガラスと混合した場合の使用可能時間が約２〜３
時間に安定調整できる。硬化用液剤が急激なゲル化作用
を有するときには、このポルトランドセメント等の添加
により急激なゲル化作用をおさえられ、反対に硬化用液
剤の硬化作用が小さいときには、このポルトランドセメ
ント等が硬化作用を補強する。

このようにして作製された硬化用液剤は、常温常態にお
いてさえも水ガラスを強いゲルに転換する作用を為し、
従来公知の加熱縮合リン酸塩が加熱硬化によらなければ
良好な耐煮沸水性を示さないのに対し、常温硬化により
光硬化によれば更に良好な耐煮沸水性を示す水ガラス硬
化体を形成する。また得られる水ガラスのゲルは表面硬
度が大きく高強度で、光硬化によると石状結晶化ガラス
状であり、普通硬化によると乳濁ガラス状である。

上記のような硬化用液剤はこのままの液跋で水ガラスと
混合するのを良とするが、希望により脱水乾燥後粉砕し
て粉剤とできる。

かような硬化用液剤または粉剤と混合して硬化させる水
ガラスは、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸
リチウム等をそのまま使用できる。前述の光硬化による
石状結晶化ガラス状の硬化体を得るためには、水ガラス
に異成分を含有させないそのままのものに硬化用液剤を
混ぜ、このとき生成する低粘性ゾルないしケイ酸イオン
水溶液を静置、例えば太陽光線にあてるなどして急激に
ゲル化ないし非イオン化させるといい。

場合に応じ水ガラスには予め酸化亜鉛や酸化チタン等の
白色顔料その他の着色料、カオリン、タルク、セリサイ
ト、パイロフィライト、ベントナイト等の粘土鉱物、等
々を混入できる。また数重量％のポルトランドセメント
やアルミナセメントは水ガラスに溶解する如く反応する
けれどこれ位の量では水ガラスはゲル化しないので、こ
のような前処理を施した水ガラスを使用してもよい。

またホウ酸やリン酸などの酸性基を配合した水ガラスを
使用することも可能である。またアルコールや油を配合
したり、有機ポリマーやエマルジョンそれにシリコーン
等を配合することも必要があれば容易である。

硬化用液剤と水ガラスの混合比は、おおよそ／：７重量
比である。

次に実施例を説明する。

（実施例１） 水７０重隋部、酸化亜鉛７号７５重量部から成るＩ！Ｉ
濁液中へ第１リン酸アルミニウムＳＯ％水溶液／Ｓ＠量
部を滴下し、３時間後日色ポルトランドセメント７０重
量部を混合し、２日間熟成することにより硬化用液剤を
作った。

ナトリウム水ガラス７号とこの硬化用液剤を／：７重量
比で混合し、太陽光線により光硬化して、耐煮沸水性の
良好な高強度で石状の塗膜を形成した。

（実施例２） 水７０重量部、酸化亜罰／号５重量部、白色ポルトラン
ドセメントｌＯＮ量部の水懸濁水溶液中へ第１リン峻ア
ルミニウム５０％水溶液７５重量部を滴下し、３時間後
日色ポルトランドセメント７０重量部を混合し、２日間
熟成することにより硬化用液剤を作った。

ナトリウム水ガラス７号とこの硬化用液剤を／：７重量
比で混合しそのまま放っておくと＠３時間で見掛上硬化
し、２口径耐煮沸水性の良好な高強度で乳濁ガラス状の
塗膜を形成した。

（実施例３） ナトリウム水ガラス７号と実施例１の硬化用液剤を／：
７重量比で混合するとそのまま放っておいた場合、約２
時間で見掛上硬化し、２口径耐煮沸水件の良好な高強度
で孔開ガラス状の塗膜を形成した。

実施例の塗膜にはいずれにも亀裂が認められなかった。

なお従来公知の加熱縮合リン酸塩をナトリウム水ガラス
７号に混合した場合、加熱硬化時に亀裂が発生するのを
さけられない。

以上説明の本発明は、水懸濁液ないし水溶液の状態にお
いてリン酸と懸濁粉末あるいは溶解多価金属イオンを反
応させて得られる水中で合成されたリン酸質硬化剤と、
水ガラスとを混合する無機質硬化性組成物に係る発明で
あって、高教強度で更しい耐水性ゲルを生成する効果を
奏するものである。

特許出願人　　　　宵　１）清　悟

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水懸濁液ないし水溶液の状態においてリン酸と懸濁粉末
   あるいは溶解多価金属イオンを反応し得られる液剤また
   はこれを脱水乾燥して得られる粉剤と、水ガラスあるい
   は水ガラスと同様な硬化性を有する液剤と、を混合する
   ことを特徴とする無機質硬化性組成物。