JPS61238860A - 無機・有機複合結着剤組成物 - 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） 本発明の結着剤組成物は、無機質塗料、防錆塗料。

導電性塗料、各種吹付塗材などのバインダーの他、多孔
質板即ち珪カル板やＡＬＣ板などの表面改質処理剤や、
出方化壁面に浸透させて壁面強度向上のための下地処理
剤としで使用したり、耐火物の結着バインダーとして利
用できる。

（従来の技術） 従来、水溶性珪酸塩水溶液は、塗料用結着剤として広く
研究され、また一部位用されてきたが、耐水性、および
、耐候性が不充分なため加熱乾燥処理をしても屋外用塗
料結着剤としては問題があった。また、耐水性を向上さ
せる目的でリン酸塩化合物、はう酸塩化合物、水酸化ア
ルミニウム、酸化マグネシウム等の硬化剤を使用する方
法も提案されているが高温度（２Ｏ０℃）下で長時間（
約３０分）加熱処理しないと耐水性、耐候性等の物性に
充分な皮膜や成形体が得られないという問題点や、硬化
剤を使用する為に可使時間に制限されるという問題点が
あった。また、特開昭５０−８３４４４号公報に示され
るＳｉＯ□／Ｍ２Ｏのモル比が４〜５０のコロイド性ケ
イ酸アルカリ溶液と樹脂分散液とからなる被覆結合用組
成物については緻密なスレート板、７レキシプル仮に対
する密着性は良いが珪酸カルシウム板や、ＡＬＣ等の多
孔質窯業建材に対する皮膜の結着性（密着性）について
は不充分なものである。そして、この特許に示された様
な樹脂分散液では混和安定性において問題があり使用小
米ないものであった。さらにまた特開昭５１−１２３２
２９号公報に示されたコロイドシリカと水溶性ケイ酸塩
と樹脂分散液と添加剤とからなる方法は、コロイドシリ
カと水溶性ケイ酸塩の混和段階で高粘度化したり、樹脂
分散液を混ぜた場合、貯蔵中短期間でデル化するという
様に可使時間の非常に小さいものであり実用性に欠ける
ものである。そして、またこの特許に示された様な樹脂
分散液では本発明には混和安定性において問題があり使
用できないものであった。

（発明が解決しようとする問題点） 即ち、本発明が解決しようとする問題点とは、従来の組
成物が高温かつ長時間の加熱処理をしないと充分な効力
を発揮できなかったり、表面が多孔質な素材に対して浸
透力がなかったり、混和安定性が充分なかった点にある
。

（問題点を解決する為の手段） 本発明では、（Ａ）水溶性珪酸塩、（Ｂ）合成樹脂二マ
ルシ５ンまたは／おより、水溶性樹脂と要すれば（Ｃ）
造膜助剤としての溶剤の岨み合わせにおいて、（Ｂ）の
合成樹脂エマルジョン、水溶性樹脂に特徴を持っている
。樹脂の選択としては各種アクリル酸エステル（例えば
メチルエステル、エチルエステル、ブチルエステル、２
エチルヘキシルエステル等）の共重合物、スチレン・ア
クリル酸エステル共重合物、ベオバアクリル酸エステル
共重合物の様なアクリル樹脂をベースにしたもので、樹
脂の末端または／および側鎖等に官能基としてカルボキ
シル基を含み、樹脂の酸価で表わして２〜３０の範囲に
ある高官能性のものが良く、高官能性である必要性は水
溶性珪酸塩水溶液と安定に混和出来る様にするためであ
る。そしてその場合の酸化を２〜３０の範囲としたのは
２未満では水溶性珪酸塩水溶液との混和性が悪く凝集物
を生じたり、高粘度化、デル化等するからであり、３１
以上では混和性は良好であっても耐水性がやや低下する
為に好ましくない、また官能基としてカルボキシル基に
−Ｃ００Ｈ）以外にカルバモイル基（；−Ｃ０ＮＨ，）
、エポキシ基にＣＨ−ＣＨ２）−ビニル基に−ＣＨ＝Ｃ
Ｈ，）等が含まれていても樹脂の酸価が２〜３０の範囲
にあれば問題ない。

本発明で言う水溶性珪酸塩水溶液と安定に混合し得る合
成樹脂エマルジョン又は水溶性樹脂はアクリル酸エステ
ル、メタクリル酸エステルの様な親水性モノマーをＣ数
の多いアクリル酸エステル。

スチレン等の疎水性モノマーに対し合成樹脂エマルジョ
ンでは２〜１２モル％、水溶性樹脂では１３〜２Ｏモル
％導入する形で得られる。この様な合成樹脂エマルジョ
ンの例としてはローム及ハース（株）社製へＣ−６０４
、ヘキスト合成（株）社製モビ；−ル９７５、大日本イ
ンキ化学工業（株）社製ポンコー）　ＡＷ−７２２８等
があり、水溶性樹脂としては大日本インキ化学工業（株
）社製ウォーターゾルＳ−７０１等がある。

次に、本発明の他の構成要素を説明すると、水溶性珪酸
塩水溶液としては、例えば市販の日本化学工業（株）社
製のＪ珪酸ソーダ１号、２号、３号珪酸ソーダ４号、Ａ
珪酸カリ、２に珪酸カリ、珪酸リチェウム３０．珪酸リ
チェウム４０などがあるが、何も特定するものでなく、
一般式Ｍ、Ｏ・ｘｓ　ｉｏ　２・ａｑ（式中Ｍは周期律
表第１Ａ族に属するＬｉ％Ｎ　ａ、　Ｋを表わし、Ｘは
１．５〜４．５の正数％ｌＩＱは水溶液を示す、）で示
されるものであれば良い０式中×の値を２．１〜４．５
の範囲に限る理由は密着性又は結着性、耐水性共にバラ
ンスのとれた無機・有機複合結着剤を提供出来るからで
ある。×の値が２．０未満では安定性にやや問題があり
、Ｘの値が４．６以上だと、連続皮膜性が得にくくなり
珪カル板、Ａ　Ｌ　Ｃ板等達材に対する防水効果又は密
着性が悪くなるからである。

そして、合成樹脂二マルシ１ンの最低造膜温度が、０℃
以上のものについては造膜助剤としてメチルセロソルブ
、カルビトール、トリエチレングリコール、テキサノー
ルの様な溶剤を合成樹脂エマルジ層ン！、′対し３０重
量％を越えない範囲で加えるのが良い、最低造膜温度が
０℃以下の合成樹脂エマルシ１ンの場合は溶剤を加えな
くても良いが、凍結貯蔵安定性改善や塗料化時の塗装作
業性の点を考えて加えることも自由である。溶剤の添加
量が３０重量％を超えない様にする理由は、あまり多く
添加すると乾燥性が悪くなるためである。好適には５〜
１５重量％が良い。

本発明で言う無機・有機複合結着剤組成物の調合方法は
極（単純に水溶性珪酸塩の単独又は２種以上の水溶液（
Ａ）と合成樹脂エマルジョン又は／および水溶性樹脂の
単独又は２種以上（Ｂ）及び必要に応じ溶剤（Ｃ）を混
和攪拌することにより得ることが出来る。また、（Ａ）
と（Ｂ）の比率が固型分比で（Ａ）固形分：（Ｂ）固形
分＝　１０：　１〜１：３０である必要性は（Ａ）：（
Ｂ）＝１０：１以下では耐水性が悪くなるためであ’）
　（Ａ　）：（Ｂ　）＝　１　：３０以上だと特に多孔
質被塗体に対して結着効果が悪くなるためである。

（作　用） この様に高官能性の合成樹脂エマルジョン、又は水溶性
樹脂が各種水溶性珪酸塩水溶液と安定に混合し得る理由
は今の所はつきりしないが、おそらく、樹脂の官能基で
あるカルボキシル基に一０００−Ｈ”）の水素イオンＨ
＋と珪酸塩水溶液の金属イオンＭ＋とがイオン交換平衡
状態になると同時に、高アルカリによるエステル化物の
ケン化反応を抑制する緩衝効果をもする為である様に思
われる。

また、本発明の無機・有機複合結着剤組成物が優れた密
着性又は結着性及び耐水性等を示すのは、水溶性珪酸塩
水溶液の浸透性と化学結合性を生かし密着性又は結着性
を出し、合成樹脂エマルジョン又は水溶性樹脂で各種水
溶性珪酸塩の塩を固定し耐水性を高めている為と考えら
れる。

（実施例） 以下に実施例と比較例をあげて説明する。

まず、第１表に実施例及び比較例に使用した各材料゛の
恒数等について説明する。次に第２表では、（Ｂ）成分
の違いによる実施例ＮＯ，１〜６と比較例ＮＯ６１〜６
を示し、第３表では（Ａ）成分の違いによる実施例ＮＯ
，７〜１４と比較例Ｎｏ、７〜１０を示し、第４表では
、第２表の諸性能を示し、第５表では、第３表の諸性能
を示す、第２表、ｖＪ３表中の数字の縦の列はいずれも
総和で１００になるが、これは無機・有機複合結着剤組
成物の原料の重量分率を示し、その割合で混和して無機
・有機複合結着剤組成物とした。混和後の凝集物の発生
の有無の確認と４０℃中１箇月間の貯蔵安定性の確認及
び珪酸カルシウム板にロールコータ−で１５０ｇ／ｍ２
ｍ装し１００℃×１０分乾燥後の諸物性の試験結果につ
いて第４表、第５表に示す。

第１表 示し、５ｔ−Ａｃｒｙはスチレン・アクリル酸エステル
を示している。

※ｌのプライマルＡＣ６０４はローム＆ハース製の合成
樹脂エマルジョン ※２のボンコートＡＶ−７２２８は大日本インキ化学工
業（株）製の合成樹脂エマルジョン ※３のウォターゾールＳ−７０１は大日本インキ化学工
業（株）製の水溶性樹脂 ※４のモビ；−ル９７５と、 ※５のモビ；−ルＤト］０および、 ※６のモビ；−ル７５２はヘキスト合成（株）製の合成
樹脂エマルジョン ※７のアロロンＪ−２Ｏ１は日本触媒化学工業（株）製
の水溶性樹脂 ※８のメタ珪酸ソーダは市販の無水メタ珪酸ソーダの２
５％水溶液としたものである。

第２表−１ 第２表−２ 第３表−１ 第３表−２ 第４表−１ 第５表−１ 第５表−２ 判定基準　　（良）◎＞Ｑ＞■〉へ＞ｘ　　（悪）尚、
本発明の無機・有機複合結着剤組成物の皮膜試験は以下
の方法で行なった。

（１）硬度試験　鉛筆で４５°の角度で約１にｇの荷重
状態で引っ掻き、キズのつき共合で判定する。

（２＞［１，試５１　４ｍ１−のクロスカットを２５コ
マ入れセロハンテープを張り、セロハンテープの上から
消ゴムで強くこすりつけた後、垂直方面に素早く引き剥
がし付着状態で判定する。

（３）被密着性試験　無機・有機複合結着剤組成物の皮
膜上にアクリル樹脂系の艶有塗料を塗り、乾燥後（２）
と同様にセロハンテープによる密着性を調べ剥離状態で
判定する。

（４）耐水性試験　２Ｏ℃の水中に１０日間全没して、
膨れ、剥がれ、割れ、変色等の有無で判定する。

（５）促進耐候性試験　サンシャインウェザすメーター
で５００時間照射して、膨れ、剥がれ、割れ、変色、白
華等について観察して判定する。

（６）相溶性試験　実施例、比較例に示す組成で混和し
たものをガラス板に塗り、乾燥後凝集部分の有無で判定
する。

ダ；　ψ＞　　＋Ｓ　　Ｌ　　力１ｈａ　　−ノ　表　
！（７）貯蔵安定性　ポリエチ容器に入れ密栓して４０
℃の雰囲気中でｔｍ月間放置した後の異常増粘、ゲル化
等の有無により判定する。

（発明の効果） 本発明の各種水溶性珪酸塩水溶液に高官能性合成樹脂エ
マルノ四ンおよＶ／または高官能性水溶性樹脂を混和し
たものは極めて安定な混和液であり、凝集物の発生もな
く、この混和液を使用して得られた被膜、成形体は水溶
性珪酸塩のみを結着剤にした場合に比べ密着性あるいは
結着性、耐水性、耐候性等に非常に優れ、更に合成樹脂
二マルノ５ンまたは水溶性樹脂のみを結着剤にした場合
に比べ、特に密着性あるいは結着性、硬度、耐汚染性、
耐候性等に優れたものが得られる。

また、本発明の組成物は、比較的低温度で短時間の乾燥
条件、例えば１００℃〜１５０℃の条件下で６〜１０分
間の乾燥により、従来技術では達成できなかった密着性
あるいは結着性、耐水性、耐候性等の諸物性の性能向上
と貯蔵安定性、作業性改善を同時に１１１轟ん９ＮＪホ
〃−の９６

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式Ｍ＿２Ｏ・ｘＳｉＯ＿２・ａｑ（式中Ｍは
   周期律表第１Ａ族に属するアルカリ金属を表わし、ｘは
   ２．０〜４．５の正数、ａｑは水溶液を示す。）で表わ
   される水溶性珪酸塩の単独の水溶液又は２種以上の混合
   水溶液（Ａ）と合成樹脂エマルジョン又は／および水溶
   性樹脂等の単独あるいは２種以上の混合物（Ｂ）とを含
   み、更に必要に応じ造膜助剤として溶剤（Ｃ）を含む組
   成物であり、 （Ｂ）成分として使用される合成樹脂エマルジョン、水
   溶性樹脂の樹脂成分が各種アクリル酸エステル共重合物
   、スチレン・アクリル酸エステル共重合物、ベオバアク
   リル酸エステル共重合物などのアクリル樹脂をベースに
   したものの中から選択した単独あるいは２種以上の混合
   物であり、樹脂のポリマー組成中にカルボキシル基（；
   −ＣＯＯＨ）を含み、かつ、樹脂の酸価が２〜３０の範
   囲にあることを特徴とする無機・有機複合結着剤組成物
   。
2. （２）水溶性珪酸塩の水溶液（Ａ）と合成樹脂エマルジ
   ョンまたは／および水溶性樹脂（Ｂ）の組成比率が、そ
   れぞれの固形分比で表わして（Ａ）：（Ｂ）＝１０：１
   〜１：３０であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の無機・有機複合結着剤組成物。
3. （３）造膜助剤として用いられる溶剤（Ｃ）がメチルセ
   ロソルブ、カルビトール、トリエチレングリコール、テ
   キサノールなどの単独物あるいは混合物であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項あるいは第２項記載の無
   機・有機複合結着剤組成物。
4. （４）造膜助剤として用いる溶剤の添加量が合成樹脂エ
   マルジョンまたは／および水溶性樹脂（Ｂ）に対し０〜
   ３０重量％であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項乃至第３項記載の無機・有機複合結着剤組成物。