JPS59174587A - 高熱酸化防止被覆組成物およびその製造法 - Google Patents

高熱酸化防止被覆組成物およびその製造法

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JPS59174587A
JPS59174587A JP5112383A JP5112383A JPS59174587A JP S59174587 A JPS59174587 A JP S59174587A JP 5112383 A JP5112383 A JP 5112383A JP 5112383 A JP5112383 A JP 5112383A JP S59174587 A JPS59174587 A JP S59174587A
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silicon carbide
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alkali silicate
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遠山 昌夫
一雄 渡辺
岩崎 義之
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Kikusui Kagaku Kogyo KK
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Kikusui Kagaku Kogyo KK
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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】 本発明は耐火物、特にアルミナ黒鉛質耐火物に塗布被覆
することにより高熱に対する耐火物の酸化、脆化を防止
する被覆組成物に関するものである。
従来より、アルミナ黒鉛質耐火物は耐食性に優れている
ので製鋼の連続鋳造法において多用されている反面、ア
ルミナ黒鉛質耐火物は主要な組成物である黒鉛が高熱で
酸化、脆化するため、耐火物の目的が達成できず、各種
のトラブルの原因と々っだ。
従って、アルミナ黒鉛質耐火物の酸化、脆化を防止する
目的で各種の高熱酸化防止被覆組成物が提案されている
が、最も汎用されているものには、(A)ケイ酸アルカ
リを主結合材とし、ガラヌクリソ1−1耐火性充填材、
酸化コバルトを配合したもの、(ト)ケイ酸アルカリと
各種ガラス化組成物−例えばホウ砂、長石、珪酸、硝石
、ソーダ灰、はたる石、氷晶石、石灰石、消石灰、骨灰
、炭酸カリウムなど−と耐火性充填材、酸化コバルトを
配合したものが最も一般的である。
なお、ケイ酸アルカリは一般式M2O−n5:1−02
で示され、Mは周期律表第1a族に属するアルカリ金属
で、リチウム(Lj−)、ナトリウム(Na)、カリウ
ム(K)、ルビヂウム(nb)、セシウム(O8)など
である。
しかしながら、」二記の従来の高熱酸化防止被覆組成物
は、常温よりや\高めの、例えば環境温度が50″Cの
場合における貯蔵安定性に劣っている。
アルミナ黒鉛質耐火物に使われる被覆組成物か40〜8
0℃の非常態温度域において、貯蔵安定性を良くしなけ
ればいけないと言うことは、市販されている汎用の水系
塗料が一般的に要求される性質と同様であるも、この種
のiX’6熱酸化防止被覆組成物は、汎用水系塗和に比
して一段と高次元の貯蔵安定性を要求される。
その理由は、(1)金属性の容器、例えば−外缶、円筒
缶に包装された汎用の水系塗料が熱帯区域を通過する、
船の中で運搬される場合、常温よシ遥かに高い温度環境
に置かれること、(2ン包装された汎用の水系塗料が国
内において運搬される場合、夏期に屋外で保管される場
合、直射日光下に置かれ、太陽熱の輻射熱により容器内
の全部、また一部が常態より面かに高い温度に上昇する
こと、に対応して変質を生じない様に処置するのが一般
的に要求される性質である。
アルミナ黒鉛質耐火物用の被覆組成物の場合、上記の(
1)及び(2)の条件に対応できる性質を持つことは当
然であるが、これ以上に特殊用途として高い次元の性質
を要求される。
それは、アルミナ黒鉛質耐火物が製鋼の連続鋳造のシス
テム内で使用される場合、アルミナ黒鉛質耐大物中に含
有水分が存在すると爆裂等の事故を起すために、その水
分を除去する目的で、アルミナ黒鉛質耐火物の製造工程
中において100 ”C以」二の加熱処理を行って脱水
した後、直ちにアルミナ黒鉛質耐火物を常態より高い温
度域40〜80℃の雰班気下で直ちに高熱酸化防止のだ
めの被覆組成物中に浸漬するか、塗布して塗着する。
従って、被覆組成物の塗膜の一部または全部が常態よp
高い温度40〜80しに晒される結果となシ、その条件
に耐える必要がある。
そこで、本発明者らは、過酷な条件に耐える新たな高熱
酸化防止被覆組成物(以下本発明組成物物と略称する)
を開発するため鋭意研究した結果、完成したものである
舷に本発明に到達した経緯と構成を実施例に法ずき以下
詳細(に説明する。
先ず、実験のための組成物(以下火験組成物と略称する
)を作成するが、その配合は次の通りである。
実験配合比(重量部) ケイ酸力!J(K2O−nsio2.n=8.5)  
 50ガラスフリツト          20炭化珪
素(SiC)          20酸化コバルト(
CO含有率約75%)10上記の各種原料を単純に混合
して実験組成物を作成し、この実験組成物に50℃の加
熱安定性の試験を行ったところ、混合直後は粘度aoo
cpsのスラリー状であったものが、50 ”C雰囲気
下、3時間後より著しい発泡が起り、6時間後にはゲル
状の物質に変化し、浸漬塗装法はもとよシ塗布法も不可
能となった。
これを観察した結果、発泡現象が重要な因子を抱えてい
ると判断し、個々の原着を横割したところ、耐火性充填
材である炭化珪素中に含まれている不純物の活性金属と
、ケイ酸アルカリのアルカリとが反応するためとの結論
が得られた。
事実、配合に使用した炭化珪素を微細に組成分析した結
果、金属鉄、アルミニウム、金属シリコンの存在が確認
された。
そこで、この横割結果を踏まえて研究開発したのが、本
発明の構成であり、次に説明する。即ち、本発明の基本
的な構成はケイ酸アルヵりと炭化珪素とを主成分とする
被覆組成物において、炭化珪素中に存在するアルカリ土
類金属と有効な割合ノ で反応するアルカリ物質を添加したことを特徴とす乙も
のである。
次に上記の基本的構成において添加するアルカリ物質の
量を炭化珪素中に存在するアルカリ土類金属に対応して
反応する当量に規定したことを特徴とするものである。
さらに、」二記の基本的々構成において、ケイ酸アルカ
リと炭化珪素とを主成分にし、これにアルカリ物質を添
加して混合操作するに当り、50〜80℃温度で加熱す
ることを特徴とするものである。
そして、上記の基本的な構成において、ケイ酸アルカリ
とアルカリ物質とを、あらかじめ先に混合し、混合反応
による発熱を保持するために加熱しつつ炭化珪素を混合
することを特徴とするものである。
本発明の構成を具体的に工程順に説明する。
(1)配合す可き必要量全部の炭化珪素中に不純物とし
て存在するアルカリに反応する活性金属(例えばNi、
 Co、 Mg、 Pb、 Zn、 E’e、 AI、
 S工な、ど)に対応する当量のアルカリ物質と、配合
す可き必要量全部のケイ酸アルカリとを、回転型の混合
機により混合しておき、 (2)  5.0〜80℃、好ましくは60〜70℃の
区域温度となる様に加熱しながら、ケイ酸アルカリとア
ルカリ物質の混合物中に、炭化珪素の全量を投入して所
要時間混合するか、あるいは炭化珪素をケイ酸アルカリ
・アルカリ物質混合物に投入した後、50〜80″C1
好ましくは60〜70℃の区域温度となる様に加熱しつ
つ所要時間混合する。
(3)  ケイ酸アルカリ、炭化珪素、アルカリ物質と
が充分に混合されて反応が完了した後に混合物を常態温
度寸で冷却し、その中に配合す可き必要量のガラ7・フ
リットと酸化コバy& )を混合して攪拌することによ
り本発明組成物を調製する。
なお、本発明の(1〜成で最も重要な役割を果すアルカ
リ物質とは、水酸化カリウム(KOH)、水酸化すトリ
ウム(NaOH)などのケイ酸アルカリより高いアルカ
リ性質を持っている物質であり、その添   □加量は
炭化珪素中に不純物として含まれるアルカリに反応する
活性金属の量によシ規定される。
また、混合時の温度は50℃以下であると炭化珪素中に
含まれる活性金属とアルカリ物質とが充分に反応せず、
温度安定性に対して有効な効果を発揮せず、80℃以上
の温度であるとケイ酸アルカリ中の水分が蒸発して、ケ
イ酸アルカリ自体の温度安定性が低下する。
アルカリ物質とケイ酸アルカリとを、あらかじめ混合す
ると、反応によシ発熱するが、50〜80℃範囲内とな
る様に加熱する。
混合の所要時間は温度と、アルカリ物質の添加量と、炭
化珪素中に含まれる活性金属の量によシ決定されるが、
経験的に最適の条件を設定せねばならない。
本発明に基ずく組成物の効果を実施例と比較例によp以
下説明する。
先ず、試験方法を設定するが次の通りである。
A 組成物の貯蔵安定性 (イ)常温安定性  20′C±2で〕の恒温室に1ケ
月間密封放置し、状態を目視 判定する。
11 (ロ)加温安定室  50℃±2℃−の恒温室にlケバ
間密封放置し、状態を目視 判定する。
B 塗膜の酸化防止性 前項Aに示しだ貯蔵安定性試験終了後の各組成物を80
℃温度で充分に乾燥したアルミナ黒鉛質耐火物の而に5
00mμの厚さで塗布し、80℃にて再び4時間乾燥し
て塗膜を形成したものを試験体とする。
そして、試験体を添イで]の図面に示す曲線に基すいて
上昇する炉内温度に設定したガス炉(LPGガス)内に
4時間収容した後取り出し、常温まで急冷して耐火物本
体の酸化程度を目視判定する。
実施例1 配合比(重量部) ケイ酸カリ(K2O−nSiO2;n=15)    
 50水酸化カリウム(KOH)          
1ガラスフリツト            20炭化珪
素81            2゜酸イヒコバルト(
Co含有率約75%)10※1 炭化珪素の分析値(%
) 炭化珪素(SiC)          85.0遊離
炭素(C)            5.5遊離二酸化
珪素(SiO2)       5.5鉄分合計(Fe
)           1.0遊離アルミニウム・珪
i(A±・S工)    0.2その他       
       2.8製造法 上記配合比に基すき加温装置1tを付設した容器中にケ
イ酸カリ50gを収容し、ディシルバータイプの攪拌機
により攪拌し々からフレーク状の水酸化カリウム1gを
溶解したところ、反応熱によシ液温が40℃になった。
その後加温装置を作動させて、液温を60℃に保ちなが
ら、炭化珪素20gを投入し、8時間混合攪拌した後に
常温にまで冷却する。
その後、ガラスフリット201、酸化コバルト10ダを
順次投入し、均−質になる寸で充分に混合攪拌し、本発
明組成物を調製した。
比較例、1 配合は実施例1のもののうち、水酸化カリウムのみを除
外し、他は同じに設定し、製造法においては加温を行わ
ず、常温下でディシルバータイプの攪拌機により混合操
作して比較例1組成物を調製した。
比較例2 配合は実施例1と全く同じに設定し、製造法においては
、全く加温を行わず、常温下でディシルバータイプの攪
拌機により混合操作して比較例2組成物を調製した。
比較例3 配合は実施例1と全く同じに設定し、製造法においては
加温温度を40′Cに保ちながら16時間混合攪拌した
後、常温まで冷却し、その後は実施例1と同様に操作し
て比較例3組成物を調製した。
比較例4 配合は実施例1のもののうち、水酸化カリウムのみを除
外し、他は同じに設定し、製造法は実施例1と同様にし
て比較例4組成物を調製した。
実施例2 配合は実施例1のうち、水酸化カリウムを水酸化ナトリ
ウムに置き換え、製造法は実施例1と同様にして実施例
2組成物を調製した。
実施例3 配合は実施例1のうち、炭化珪素※1を別の炭化珪素※
2に置き換え、製造法においズは、加温温度を68℃、
混合時間を5時間に設定し、それ以外の条件は実施例1
と同様にして実施例3組成物を調製した。
※2炭化珪素の分析値(%) 炭化珪素(Sj−C)         98.0遊離
灰素(C)          0.5遊離二酸化珪素
(Sj−Oz)      0.6遊離ア/レミニウム
・珪素(Al−5i)   0.2鉄分合計     
      0.2その他            0
.5以」−1実施例1.2. B及び比較例1.2.3
.4の配合比及び製造法における加温温度、加温時間を
まとめて表にすると次の通シである。(表1)
【図面の簡単な説明】
図は酸化防止性試験を行うガヌ炉内の温度変化を示す曲
線である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 ケイ酸アルカリと炭化珪素とを主成分とする被覆
    組成物において、炭化珪素中のアルカリ土類金属と反応
    するアルカリ物質を添加したことを特徴とする高熱酸化
    防止被覆組成物。 2 添加するアルカリ物質の足を炭化珪素中のアルカリ
    土類金属に対応する当量に規定したことを特徴とする特
    許請求の範囲l記載の高熱酸化防」」二被覆組成物。 3、 ケイ酸アルカリと炭化珪素f: コニ−。成分に
    し、これにアルカリ物質を添加して混合操作するに当り
    、50〜80℃温度で加熱することを特徴とする特許請
    求の範囲l記載の高熱酸化防止被覆組成物。 4、 ケイ酸アルカリとアルカリ物質とをあらかじめ先
    に混合し、混合反応による発熱を保持するために加熱し
    つつ炭化珪素を混合することを特徴とする特許請求の範
    囲l記載の高熱酸化防止被覆組成物。
JP5112383A 1983-03-25 1983-03-25 高熱酸化防止被覆組成物およびその製造法 Granted JPS59174587A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0432326A1 (en) * 1989-12-11 1991-06-19 Kiyohiko Shioya Method of producing polycrystal system compound ceramics
EP1834937A2 (en) 2006-03-17 2007-09-19 Honeywell International Inc. Bi-or tri-layer anti-oxidation system for carbon composite brakes

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EP1834937A3 (en) * 2006-03-17 2008-07-16 Honeywell International Inc. Bi-or tri-layer anti-oxidation system for carbon composite brakes
US7501181B2 (en) 2006-03-17 2009-03-10 Honeywell International Inc. Bi-or tri-layer anti-oxidation system for carbon composite brakes

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