JPS589858A - 無機質硬化用組成物 - 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】 本発明は常温硬化の可能な明機呵呻化ｔｆｔ　、ｚｌｌ
　を是物に関し、殊に無機塗料として０用なものである
が、頷機仄青削、−機成形品、無機粉末等にも利用でき
る。

ケイ酸アルカリ例えばケイ啼ナトリウ１１、ゲ−（＃カ
リウム、ケイ峙リチウムの水Ｗｅである水ガラスに、ポ
ルトランドセメント等の水硬性材料を混合すると、徐々
に硬化し耐煮沸水性の優秀な硬化体を形成する。しかし
ながらこの硬化体には白菊する欠点、水中でヌルヌルす
る欠点、があり、無機塗料とした場合亀裂の発生が避け
られなく、時には原因不明の自然崩壊がみられる。

また水ガラスに不溶’ｗｉｇの縮合リン俊塩を混合する
と、耐煮沸水性の良々Ｉな硬化反応をおこすことが知ら
れているが、この不溶！溶の縮合リン崎塩を４Ｍするに
は、加熱縮合時のリン臭や加熱前の粘いリン噴塩水溶液
の［（ｙり扱い方など、非常に困難な問題がある。加え
てこの様な縮合リン酸塩を混合された水ガラスは比較的
急豪なゲル転換をするので、作業性に問題を生じるのと
相まって、加熱硬化によらなければ耐水性に劣る欠点が
ある。

本発明はこのような従前の諸欠点を普く解決することを
目的としこれに成功したものであり、発明の要旨は特許
請求の範囲第１項のとおり、水ガラスに峻性すン酸塩水
溶゛液を滴ドし作製したコロイド状水溶液と、ポルトラ
ンドセメント等の水硬性材料とを、Ｂ４ａ分とするｆ＋
ｆｆ’ｆｉ？”ｆ硬化用組成物である。

水ガラスはコロイド的性質、を有″し、強アルカリ性水
溶液において／一定しており、酸瞥添加して鬼＜とゾル
−ゲル転換をおこし、急に流動性を失ってゲルに変わる
。このため従来においては、水ガラス中へ啼性液は極く
少晴のみより混合できなかったのと、極く少量でも酸性
液を滴下すれば部分的にゲルが生成する欠点があった。

水ガラスは吸湿性水ｎ性であるので用途に大きな制約が
あり、かかる用途の拡大を計る°ため、かって水ガラス
からそのアルカリ成分を除去しシリカゾルが発明された
。

このシリカゾルは吸湿性がないので種々の有利な点を有
するが、反面水ガラスがもっていた造膜性や接着性を失
ってしまうという不利な点もある。

本発明に使用する水ガラスに酸性リン・勺塩水溶液を滴
下し作製したコロイド状水溶液は、水ガラ１５０重蟻部
に対しＩｖ性リン酸塩水溶液５〜〕Ｏ市量部位滴下した
もので、水ガラスの有する屑嘆性や接着性を失わずに、
水ガラスの吸湿性水ｎ性の欠点を克服したもので、水ガ
ラスにない薄く塗布すればすぐに乾燥する性質をもつも
のであり、以下詳細に説明する。

前記の如く水ガラスに不溶Ｗ倍型縮合リノ＠１曳喀を加
えると水ガラスに耐煮沸水性を付与できることは、従来
より知られているが、この場合リン酸塩は水に不溶難溶
の粉末であり、このリン酸塩を水ガラス中に添加混合す
れば次第に水ガラスは硬化し、それゆえ予め水ガラス中
に°このようなリン酸塩を混合しておくことは不１マＪ
能であった。

本発明に使用する酸性リソ酸塩は、不溶難溶型縮合リン
啼塩よりも酸化金属成分が少なく従ってリン酸成分が多
いもので、たとえばリン酸アルミニウム、リン酸唾鉛、
リン博マグネシウム、リン峻カルシウム等の透明水溶液
であり、好みによりこれらを混合して使用に供する。

従来この様な＝１１１リン噴塩水溶液の必要量を水ガラ
ス性をなくすためである。しかしながら該水ガラスのゲ
ル化は水ガラス濃度や酸性リン＠塩水溶液のｉ速・・ｔ
その他を調整することで防上でき、長命なコロイド状水
溶液が得られることが明らかとなった。

具体的に説明すると、ｔナトリウム水１ガラス／号を同
ｌｅｔルミニウム５０％水溶液り数時間かけて徐々に滴
下すれば、水ガラスはゾル状態を保ちなデバら、ナトリ
ウム水ガラス／号５０重晰部に対し第１リン噴アルミニ
ウム３０％水溶液１０市犠部は楽に混入できるう水ガラ
ス中へリン酸アルミニウム水溶液を滴下したとき、リン
酸塩の白色凝集物が生成するが、これには粘着性がない
ためエマルジョン状に均一に分散すれば良い。滴下した
りン峻塩水溶液が透明のままでその周囲すなわち水ガラ
スが乳濁ないしはゲル化するように辷れば、終点で、こ
れ以トリン啼噸水溶液を滴下すれば、ゲル転換をおこし
、混合液全体が硬まってしまう。ゲル転換をおこせば、
これを粉砕手段により液状としても、造膜性や接着性に
劣るのでだめである。

史に優れたコロイド状水溶液を得るには、酸性リン酸塩
水ｇＨに予めエタノール等のアルコールを添加し安定な
変成水溶液としておいてから、これ椿を水−ガラスへ滴
下する。

具体的に′説明すると、第１リン酸アルミニウム５Ｏ５
ｈ゛ 物が生じるがそのまま放置して１けば、前記粘着性白色
物は溶解し透明な液が作れる。第１リン峻アルミニウム
５０％水溶液２０市Ｎ部に日本薬局方エタノール１０市
晴部を混合した場合、すぐに粘着性白色物が生じるが、
そのまま７〜２日放置すれば白色物は消え透明な液とな
る。

’ｒ−重Ｆ７ｔの水で希釈されたナトリウム水ガラス／
号へ、エタノールを配合された上記のリン酸塩水溶液を
滴下する。すると白色浮遊物が出来るが、数分〜数時間
の間にときには比較釣機しく反応するようにして溶解す
る、溶解しなければ白色浮遊物を粉砕し分散すれば良い
。

また水希釈しないコロイド状水溶液を作・四するには、
予め水ガラス中に酸化アルミニウム等の異成分を導入し
水ガラスが２性リン酸塩水溶液でもって硬いゲルを形成
しないように変成↑る。

例えば白色ポルトランドセメント約／重１ｆｔ部を反応
させたナトリウム水ガラス／号へ第１リン酸アルミニウ
ム３０”Ｆ６水Ｑ＋４を混入する場合、水希釈の必要は
なく、水力ラスが部分的に軽くゲル化しても混ぜ合わせ
ることによって全体としてゾル状聾を保つ。

以１−のようなコロイド状水溶液は優れたＩシ膜性と接
着性をもつと共に、吸濤性が弱く、また薄く塗市すれば
すぐに乾燥する咋質を有する。

水ガラスにポルトランドセメント、アルミナセメント、
石ロウ等の水硬性材料を混合するとｌｌ１１４煮出水性
の博秀な硬化体を形成するものの各種の欠点７バあるこ
とは前述のとおりであろう水ガラスへの水硬性材料の添
加１１は水ガラス５０市１１を部に対し水硬性材料ｊ−
５０市＋ｊｔ部ぐらいである。

水ガラス！ｉ　Ｏａ　ｌｉｔ部にポルトランドセメント
９〜２０市喰部を混合し、反応させると含水したすま硬
化し弾性を有する硬化体を形成する。この硬化の過程を
説明すると、約／ＦＩＦ２ポルトランドセメント色をす
する半透明寒天状となり、１以後その日の天候に応じて
雨天の多湿Ｅ１では表面がベトッキ、約２週間〜／ケ月
後目視による定常的状態に入る。水ガラス５０　ｍ　ｌ
＋１部にポルトランドセメント２　！；　ＩＩ′ｔ　ｌ
ｌｔ部ぐらい以上と多くなると、約７１１ぐらいで比較
的かたく硬化するが、アルコールや油を添加した場合な
ど特に硬化慢に原丙不明の自然崩壊する場合かある１、 水ガラスｅ；０４ｔ、を部に対しポルトランドセメント
４ダ〜２０市４部のＱの反応鳴生物すなわち外観プラス
チック状の耐水性硬化体は有機高分子にみられる如き嘩
れた弾性を何するが、加熱すれば弾軛を失いほつモチの
如くに加熱膨張の現φを起す。また水中浸暉すれば、ふ
やける。水ガラスｔＯＴｒＣ＋Ｉｔ部に対しポルトラン
ドセメント約２５　’ｆｆ　ｌ＋を部と多くなった場合
の反応酸生物は、弾性が小さく硬くなるが耐水性耐熱性
が良好である。

８種の欠点は水ガラスに換えて、前述したような水ガラ
スに酸性リン酸塩水給液を滴下し作−したコロイド状＆
ｆｆＷ液を使用することでもって克服される。すなわち
前、ｆｄコロイド状氷水溶液使用すると、雨天多？ｌ１
ｉｌＦ（の表面ベトッキがほとんどなく、加熱膨張しに
くく、−・段と耐水性に優れ、白ｑ　ｒる欠点、水中で
ヌルヌルする欠−１，亀裂の発生する欠点、自然崩壊す
る欠点等が普く解決する。

硬化の機構は十分明らかでないが、水ガラスを用いた前
述のものに準じポルトランドセメント等が反応し常温硬
化の場合含水のまま硬化する。コロイド状水溶液・＼の
ポルトランドセメント等の水硬性材料の添’Ｉｌｌ　Ｆ
ｉｔは、コロイド状水溶液中の水ガラス３０＠Ａ’ｄ部
すなわちコロイド状水溶フ「シ約１００・ｌｊ　１１１
部に対し、５〜５０１１？噴部ぐらいである。硬化に要
する時間は前述の水ガラスを用いたものと同様傾向にあ
り、約１日〜／ケ月位であるっ本発明に係る組成物の耐
水性、硬度笠を改善する目的でもって、組成物中に酸化
亜鉛または粘を類を配合することが好ましｌ（Ｔ、この
ような充てん剤の添加噴はポルトランドセメント等の水
硬性材料の、すなわち硬化剤の／〜３倍市屯位が良い。

この他本組代物には、顔料等の着色剤、水溶性シリコー
ン、有機高分子材料、エマルジョンやラテックス、金＆
ｉｉケン、長石等のケイ酸塩鉱物、ベントナイト、任意
な組成のガラス、分散剤または減水剤を工とが添ｔＪＩ
Ｉ配合されてよいし、水組成デ・１に油性のけ質を付を
了するため油を配合することも奨められる。

酸化亜鉛や粘土類その他の配合？１ｒｌｌは、水ガラス
に酸性リン酸塩水溶液を滴ドしたコロイド状水溶液に予
め均一に分散しておくと良い。酸化亜鉛はコロイド状水
溶液と反応し予め配合で去ない略合もあるが、先に述べ
た酸性リン酸曵水溶液にアルコールを添加したアルコー
ル変成液を水ガラスに滴下して作製したコロイド状水溶
液には長期間安定である。

曲は多１１走入れると著しく強度が低下するが、少ｌｆ
ｔの幡；川は好ましい場合が多々ある。

コロ・イド状水溶液にポルトランドセメント等の水硬性
材料すなわち硬化剤をそのまま加えると、ポルトランド
セメント等の水硬性材料が凝凝結し団粒を作ることがあ
り、均質分散しにくい欠点がある。また本発明の組成物
は本東艮水性で、その硬化体も親水性を示すので、硬化
の過程や硬化の不完全さのため、雨水など水による被害
を受けやすい欠点がある。

以トの如き欠点はポルトランドセメント等の水硬性材料
を油に分散させた・侵状硬化剤を使用することでもって
克服できる。

油はどのようなものでもよいが、ポルトランドセメン１
−等の水硬性材料が分散しイｊすく沈降しにくいらのが
望十シ＜、また水ガラスに噛Ｉ９性リン＃塩水溶液をｎ
所ドし作製したコ１１Ｊイド状水恰液と混合しイノすい
ものがよい、食用サラダ曲にポルトランドセメント等の
水硬性材料は分改性良く混合でき、これを液状硬化剤と
してコロ、イド状水ｆＲ欣に加えれば、少しのかくはん
ｌ−より１゛分均３に混合できる。しかしながら混合し
たものを置いておくと分相をおこすので、界面活性剤を
、用いて分相を防ぐとよい。

ベンジン等は界面活性剤を使用しなければコロイド状水
溶液と混合しない。界面活性剤は予めコロイド状水溶液
かまｌ、−はポルトランドセメシト１の水硬性材料を油
に分散させた液状硬化剤のとちらり、））ｊ’）ｌは双
ノｊに雫積１しておくとよい、好出しくけ、水ガラスに
酸性リン酸塩水溶液を滴下し作製したコロイド状水溶液
に９−面活性剤を配合し、ボルトランドセメゼト等の水
硬性（イ料を曲に分散させた液状硬化剤には厘配合とす
ると、水を１ｌＩ）取！ノでポルトランドセメント等鴫
゛４化作用を害することがない。

１体的に説明すると、コロイド状水溶蒔７００市ｒ＋を
部に付して、ポルトランドセメント：サラダ曲（なたね
曲）−’２　：　／　　（ＩＩｒｌ＋七比）のＩＴ髪状
状硬化剤約り〜３０ｔ１１、を部混合し、コロイド、：
（水へ液を硬化させるにの例では硬化の過程において硬
化体の表面へ油が浮き、雨等の氷による被害を防ぎ得る
。

以り説明の本発明に係る硬化用４１成物の調合率をまと
Ｖ）ると次のとおりである。

まず水ガラスに酸性リン酸塩水ぺ液を滴下し作製するコ
ロイド状水溶液の基本調合率は、 水ガラス（約５０１＠敵％欠分）　　　５０１貧瑣部酸
昨リン端塩水削液（約３０重晴％水分）５〜２０市・Ｉ
ｋ部 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｏ
〜５　Ｑ　１ｆｆ＋、ｊ部ぐらいであり、これに予め酸
化亜鉛や粘土類を配合しておく場合の調合率は、 水ガラス　　　　　　　　　　　　　５０屯＋、）部噸
性すン呻塩水・′−！液　　　　　　Ｓ−２０１１′Ｔ
ＩＩｔ部峻化亜鉛または粘土類　　　　　５〜３０市ｒ
＋を部水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｏ〜
／　３；　Ｏ’ｆｔ＋＋を部ぐらいでｆ）るっ このようなコロイド状水ｆｉ　４Ｊ７に硬化剤としてｎ
合するポルトランドセメント等の水硬性材料の添Ｍ目ｉ
は、ト記調合率のコロイド状水溶液１０ｏ１１？：１１
部に勾し、約ｊ〜３０　Ｍ’ｔ　Ｉ：を部で良好な結果
を示す。ポルトランドセメント等の水硬性材料をなたね
油等の油に分散し、この液状硬化剤を使用する場合には
、上記調合率のコロイド状水謄液１００市ＩＩｔ部ニ対
シ、／　０〜５．０　ｆｔ　ｈＶ！６０）　油１．’ニ
ー　５）Ｆｍすせたポルトランドセメント等の水硬性材
料である液状硬化剤を約５〜３０市ｍ部哩合する。

次に実施例を説明する。

（実施例１） ／＠量％の白色ポルトランドセメントを反応させたナト
リウム水ガラス７号　　　　　　　　５ｏｔｌｉｉｔ出
水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
２ｋ・■覆部に徐々に 第１リン峻アルミニウム！；Ｏｏ６水ｆｎ液にそのｔ屯
ｌｉｔのエタノールを混ぜた＃　　　　　　　　　／　
Ｑ　＋１？＋＋１部を滴Ｆし、滴下直後に生成する凝集
物を溶解Ｂいし分散させてコロイド状水Ｍｆとした。こ
れに酸化加ＩＣ＋／号　　　　　　　　　　　　７５重
４１部水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　２５市・動部界面活性剤　　　　　　　　　　　
　　Ｏ，／１ｌｔｉ・１部を予め配合した。このコロイ
ド状水溶液は長期間安定であるが、これに 白色ポルトランドセメント　　　　　　１０市ｍ部食用
サラダ油　　　　　　　　　　　　　５重量部より成る
液状硬化剤を混合すると、硬化し優秀な耐煮沸水性が認
められるー。

（実施例２） ／重吸％の白色ポルトランドセメントを反応させたナト
リウム水ガラス１号　　　　　　　　ｊＱ重重量氷水　
　　　　　　　　　　　　　　　２５重ＩＩｔ部に徐々
に 第１リン酸アルミニウム５０％水溶液にその半用鼠のエ
タノールを混ぜた液　　　　　　　　１０Ｑｔ９部を滴
下し、滴下直後に生成する凝集物を溶解ないし分散させ
てコロイド状水溶液とした。これに酸化弦船／号　　　
　　　　　　　　　７５市ｉ４部水　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　Ｊ５ｔＲＦ＋を部を予
め配合したつこのコロイド状水督費は長期間安定である
が、これに 白色ポルトランドセメント　　　　　　’Ｉ’　Ｏ＝ｆ
ｊ　１１１部を混合すると硬化しｆ９１秀な耐煮沸水性
が認められ、光沢不足ならツヤ出し研摩を行うとよい。

（実施例３） ナトリウム水ガラス７号　　　　　　　５０１１ｆに部
水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
２５ＬＩｔ晴部に徐々に 第１リン酸アルミニウムＳＯ％水溶液にそのｒ＝　Ｑｔ
　ｌｌｔのエタノールを混ぜた液　　　　　　　　／　
ＯｉＩＴ　ｌｌｔ部を滴下し、滴下直後に生成する凝集
物を溶解ないし分散させてコロイド状水溶液とした。こ
のコロイド状水Ｗｑ液は長期＋１１１安定であるが、こ
れに 白色ポルトランドセメント　　　　　　２０市ｌｉｔ部
を混合すると硬化し優秀な耐煮沸水性が、認められる。

（実施例４） ／　市ｂｔ％の白色ポルトランドセメントを反応させた
ナトリウム水ガラス１号　　　　　　　　ｇＯＬｌｔ電
部に 第７リン峻アルミニウム５０ｏ６水溶液　１５市晴部水
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　５ｉｌｔｌＩｔ部を混合し、水ガラスが軽くゲ
ルすればつぶし十分均質化しコロイド状水溶液とした。

このコロイド状水溶液は長＋ＯＪ　１１１安定であるが
、これに 酸化唾鉛１号　　　　　　　　　　　　３０重！Ｉｔ部
白色ポルトランドセメント　　　　　　／　Ｓ　ｌｌｔ
部を混合すると硬化し１号秀な耐煮沸水性が認められる
。

（実施例５） ／’Ｒ１１ｔ％の白色ポルトランドセメントを反応させ
たナトリウム水ガラス７号　　　　　　　　！；　Ｏｉ
ｎ　ｌｅｔ部水　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　２５市ｉ、１部に徐々に 第１リン酸アＪレミニウム５０％水溶マ侵にそのこれ＋
１１１ｉｔのエタノールを混ぜた液　　　　　　　　／
　Ｑ　Ｉｊ？ｉ・を部を簡ドし、／Ｉ：Ｉｊ下向直後生
成する凝集物をｆ＜解ないし分散させてコロイド状水溶
液とした。これにジョーシアカオリン　　　　　　　　
　／Ｓ川用ｌｔ部水　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　、２５＠暖部界面活性剤　　　　　　
　　　　　　０．／唄徹部を予め配合した。このコロイ
ド状水１’Ｆｊｉは長期間管゛定であるが、これに 白色ポルトランドセメント　　　　　　ＩＯ重項部食用
サラダ油　　　　　　　　　　　　　ｊ重ｗｋ部より成
る液状硬化剤を混合すると、硬化し優秀な耐煮沸水性が
認められる。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）水ガラスに酸性リン酸塩水溶液を滴ドし作製した
   コロイド状水溶液と、ポルトランドセメント廊の水硬性
   材料とを必須成分とする無機質硬化用組成物。
2. （２）水ガラスに祷性すン峻塩水溶液を滴下するに際し
   、予め酸性リン酸塩水溶液にアルコールを混合反応さへ
   せておく特許請求の範囲第１項記載の無機質硬化用組成
   物。
3. （３）水ガラスに酸性リン峻亨水溶液を滴下するに際し
   予め水ガラス中に酸化アルミニウム等の宍成分を導入し
   ておく特許請求の範囲第１項記載の無ｆｉｆｉ硬化用組
   成物。
4. （４）酸化亜鉛または粘土類を配合する特許請求の範囲
   第１項記載の無機質硬化用組・酸物。
5. （５）酸化亜鉛または粘４二類を、水ガラスに酸性リン
   酸塩水Ｗｇ液を滴下し作製したコロイド状水溶液に配合
   しておく背許請求の範囲第４項記載の飢機質硬（ヒ用組
   成物。
6. （６）ポルトランドセメント等の水硬性材料を油（こ分
   散させておく特許請求の範囲第１項記載のＦｌｕ機質硬
   （ヒ用組成物。
7. （７）宝ガラスに酸性リン酸塩水溶液を滴下し作゛四し
   旭コロイド状水溶液に界面活性剤を配合しておく特許請
   求の範囲第６項記載の無機質硬化ｒ州鳴物。
8. （８）コロイド状水溶液の調合率が 水ガラス（水分約５０重量ｍ）−’　５０重量部酸性リ
   ン啼塩水溶液（水分約５０重量％）５〜２０重量部 水　　　　　　　　　　　　ｏ−ｓｏ重蟻部である特許
   請求の範囲第１項記載の無機！’ｆ　６’Ｐ、　（ヒ用
   組成物。
9. （９）コロイド状水溶液の調合率カ１ 水ガラス（水分約５０重量％）　５０重量部酸性リンや
   塩水溶液（水分約５０Ｗｔ屯％）９〜２０市ｔｉｔ部 酸化亜町または粘土類　　　５〜３０市ｔＩｔ部水　　
   　　　　　　　　　　　　　０〜１５ｏ市：４部である
   特許請求の範囲第５項Ｋｔ３ａのＰ機賃硬化用組成物。
10. （１０）コリイド状水溶液１００屯＋１部に対゛し、ポ
    ルトランドセメント等の水硬性材料を３−ｊｏｔＲｆｒ
    ｔ部混合し硬化させる特許請求の範囲第１項記載の無機
    質、　硬化用組成物。
11. （１１）コロイド試水溶液１００重暖部に対し、／−０
    〜５０重重％の油に分散させたポルドラシトセメント等
    の水硬性材料を５〜３０重に部混合し硬化さ、せる特許
    請求のｑ四箇６項記載の゛無機質硬化用組成物１．