JPS6212651A

JPS6212651A - 複合型硬化性組成物

Info

Publication number: JPS6212651A
Application number: JP4512585A
Authority: JP
Inventors: 雅彦村上; 岡本　智宏; 基弘鈴木
Original assignee: Teikoku Kako Co Ltd
Current assignee: Teikoku Kako Co Ltd
Priority date: 1985-03-06
Filing date: 1985-03-06
Publication date: 1987-01-21

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】童粟上皇程且分翳本発明は塗料、接着剤、耐火物等に利用し得る複合型硬
化性組成物に関するものであり、詳しくは、アルカリ金
属ケイ酸塩と、硬化剤としてトリポリリン酸二水素アル
ミニウムとメタリン酸アルミニウムとを含む硬化性組成
物に関する。さらに上記組成物に充填剤、水系樹脂を併
用した複合型硬化性組成物に関する。

従末肢血本発明に関する従来の技術を述べると、例えば特公昭４
７−８５６０号には、亜鉛、鉛、鉄およびマグネシウム
の酸性リン酸塩焼成物が水ガラスセメントの硬化剤とし
て有効であると記載されているが、その硬化速度は満足
すべきものではない。

また、特公昭４Ｂ−４６０２号には、アルカリ金属ケイ
酸塩の急速硬化剤としてＰ２Ｏ５：　Ａｌ２Ｏ３のモル
比が１．１＝１ないし３：１の範囲にあるリン酸アルミ
ニウムを第１段階で重量が一定となるまで最高４００℃
に加熱し、第２段階で再び重量が一定となるまで最高７
７０℃に加熱したものを使用しているが、硬化速度はま
だ満足できるほど大きくはない。

一方、特公昭５２−３９４９号に記載されたトリポリリ
ン酸二水素アルミニウムはアルカリ金属ケイ酸塩を硬化
させるものの、その硬化速度が大きいために、目的とす
る硬化時間とするにはこの硬化剤の使用量の決定が難し
く、使用上に支障をきたすという欠点があった。

■　＜”°　しよ゛と−る。　占アルカリ金属ケイ酸塩は、硬化剤、充填剤、水系樹脂等
と混合して塗料、接着剤、耐火物等に広（利用されてい
る。これに用いる硬化剤としては、上述の如く、従来か
ら種々の固体酸が使用されているが、これらはアルカリ
金属ケイ酸塩が完全に硬化するまでの時間が適切でなく
、作業性が極めて悪いという欠点があった。

、噺　”ン　るための本発明者等は、アルカリ金属ケイ酸塩の硬化速度を任意
に制御できる硬化剤について種々検討を行った結果、ト
リポリリン酸二水素アルミニウムとメタリン酸アルミニ
ウムからなる硬化剤が、両者の相乗効果の結果、本目的
に沿った性能を示し、しかもその硬化生成物がトリポリ
リン酸二水素アルミニウムあるいはメタリン酸アルミニ
ウムをそれぞれ単独で硬化剤として用いたときに得られ
た硬化生成物よりもすぐれた性能を示すことを見出し本
発明を完成した。

本発明の詳細な説明するに、本発明に使用されるトリポ
リリン酸二水素アルミニウムは、化学式Ａ　Ｉ　Ｈ２Ｐ
３０１０・２１）２０で示される化合物であり、例えば
特公昭５１−５６０号に記載された方法で調製すること
ができる。すなわち、アルミニウムまたはアルミニウム
含有物質およびリン酸質物質からなり、かつＰ２Ｏ５：
八１２０３のモル比が１＝１〜６：１の混合物を９０〜
４５０℃の温度で攪拌下に加熱して不透明半固体状物質
を得、次いでこれを３００〜４５０℃で再加熱して脱水
結晶化することによって得ることができる。

また、メタリン酸アルミニウムは、例えばアルミニウム
化合物とリン化合物をＰ２Ｏ５：　Ａ１２０１）のモル
比が１．１：１〜３：１となるように反応させ、これを
１００〜２００℃で乾燥させたのち、２５０〜４５０℃
で焼成し、次いで４５０〜８００℃でさらに焼成し、粉
砕することによって得られる。

また、上記のトリポリリン酸二水素アルミニウムを４０
０〜８００℃で焼成することによっても調製することが
できる。

トリポリリン酸二水素アルミニウムとメタリン酸アルミ
ニウムとの使用割合については特に限定はないが、前者
が多くなるほど硬化速度が大きくなるので、必要とする
硬化時間に合わせて使用割合を変化するのがよいう通常
は、トリポリリン酸二水素アルミニウムとメタリン酸ア
ルミニウムとの割合を１００：１〜１ｇ１ｏｏ、望まし
くは１００；５〜５：１００の割合で使用する。

一方、アルカリ金属ケイ酸塩としては、通常、市販の１
号、２号、３号、４号ケイ酸ソーダ、メタケイ酸ソーダ
、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウム、ケイ酸アンモニウ
ム等を使用することができる。

上述のようなトリポリリン酸二水素アルミニウムとメタ
リン酸アルミニウムからなる硬化剤と、アルカリ金属ケ
イ酸塩とを混合して本発明の硬化性組成物を調製するが
、この際の混合割合は、通常本発明のトリポリリン酸二
水素アルミニウムおよびメタリン酸アルミニウムからな
る硬化剤１重量部に対してアルカリ金属ケイ酸塩の固型
分換算２〜２０重量部の割合で混合される。この範囲よ
りもアルカリ金属ケイ酸塩が多くなると硬化時間が区く
なり、また少なすぎると混合と同時に硬化してしまうの
で好ましくない。また、本発明においては、従来の硬化
剤を併用してもよい。また例えば粘土鉱物、酸性白土等
の固体酸およびこれらの混合物を混合してもよい。この
際の混合割合は特に限定されるものではなく、また混合
時点も本発明のトリポリリン酸二水素アルミニウムおよ
びメタリン酸アルミニウムのそれぞれの製造工程中また
は製造後でもよい。

本発明の硬化性組成物は、必要に応じて充填剤またはそ
の他の顔料、骨材などを含んでいてよい。

顔料としてはパライト粉、炭酸バリウム、炭酸カルシウ
ム、硫酸カルシウム、カオリン、タルク、シリカなどの
体質顔料、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄などの各種着
色顔料、防錆顔料、全屈粉顔料などを使用することがで
きる。また、骨材としてはアルミナ、シリカ、ジルコニ
ア、陶器粉などのほか、アスベストガラスウール、有機
繊維などの充填剤が挙げられ、その用途に応じて適宜選
択することができる。

また、本発明の硬化性組成物には、必要に応じて水系樹
脂を併用し、硬化生成物の性質を改善することができる
。アルカリ金属ケイ酸塩を用いた硬化生成物は、一般に
、不燃性、無煙性、耐候性が良好で、表面硬度も十分で
あって、その特性は高く評価されるが、作業性、密着性
、折り曲げ部分の柔軟性、耐水性には難点があった。こ
れを改善するために、アルカリ金属ケイ酸塩水溶液と混
和し、その後、均一な硬化生成物を与えるような樹脂を
添加すると、硬化生成物に柔軟性、可撓性を与え、かつ
耐水性を向上させることができる。

アルカリ金属ケイ酸塩水溶液はアルカリ性であるから、
ここに用いる樹脂は耐アルカリ性かつ親水性を有すれば
特に制限はなく、例えば、酢酸ビニル、酢酸ビニルエチ
レン、スチレンブタジェン、アクリルなどのエマルジョ
ン、マイクロエマルジョン、アルキド樹脂、アクリル樹
脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの
水溶性樹脂を使用することができる。アルカリ金属ケイ
酸塩にこれらの水系樹脂を併用して硬化すると、硬化生
成物中に存在するケイ酸ミセル間の空隙を水系樹脂が充
填して一層緻密となる結果、内部のアルカリ分の溶出を
抑制して耐水性が向上し、しかも硬化生成物自体にも柔
軟性、可撓性を与える結果となる。アルカリ金属う−イ
酸塩と水系樹脂との混合比は、硬化生成物に対して要求
する性質によって異なるが、通常は、固型分としてアル
カリ金属ケイ酸塩１００Ｍ量部に対して水系樹脂は１〜
５０重量部である。

本発明の硬化剤として使用するトリポリリン酸二水素ア
ルミニウムおよびメタリン酸アルミニウムは微粉末、好
ましくは１００メツシユ以下の粉末状にしておくと、硬
化が均一に進行しさらに硬化剤が有効にｉｔｓ　＜ので
好ましい。また、これらのトリポリリン酸二水素アルミ
ニウムとメタリン酸アルミニウムはそれぞれ単独に、あ
るいは混合して、また水、その他の適当な分散媒に分散
してアルカリ金属ケイ酸塩と混合してもよい。

本発明の複合硬化性組成物は常温において硬化させても
よいが、例えば１００℃以上の温度に加熱処理を施して
硬化させてもよい。

参考例３号ケイ酸ソーダ１００　ｇ、水１０ｇにトリポリリン
酸二水素アルミニウムを加え、その粘度が１０、　００
０ｃｐｓに達する時間を第１表に示す。

（以下余白）３号ケイ酸ソーダ１００　ｇ、水２０ｇにトリポリリン
酸二水素アルミニウムを加え、その粘度が１０、　　Ｏ
Ｏ０ｃｐｓに達する時間を第２表に示す。

（以下余白）としてメ　！ン　アルミニウムのみ３号ケイ酸ソーダ１００　ｇ＋　水１０ｇにメタリン酸
アルミニウムを加え、その粘度がＩＱ、０００　ｃｐｓ
に達する時間を第３表に示す。

（以下余白）実施例１１号ケイ酸ソーダ１００　ｇ＋水３３ｇ、タルク４０ｇ
の混合物にトリポリリン酸二水素アルミニムとメタリン
酸アルミニウムとを加え、その粘度が１０．　０００ｃ
ｐｓに達する時間を第４表Ａ、　Ｂに示す。

（以下余白）すなわち、硬化時間についてトリポリリン酸二水素アル
ミニウムとメタリン酸アルミニウムとの相乗効果が認め
られる。

実施例２２号ケイ酸ソーダ１００ｇ、水１０ｇ、タルク４０ｇの
混合物にトリポリリン酸二水素アルミニウムとメタリン
酸アルミニウムを加え、その粘度が１０，０００ｃｐｓ
に達する時間を第５表Ａ、　　Ｂに示す。

（以下余白）すなわち、硬化時間についてトリポリリン酸二水素アル
ミニウムとメタリン酸アルミニウムとの相乗効果が認め
られた。

実施例３３号ケイ酸ソーダ１００ｇ、水１０ｇ、タルク４０ｇの
混合物にトリポリリン酸二水素アルミニウムとメタリン
酸アルミニウムを加え、その粘度が１０．　０００ｃｐ
ｓに達する時間を第６表Ａ、　Ｂに示す。

実施例４３号ケイ酸ソーダ１００ｇに体質顔料としてタルク５Ｑ
ｇを加え、ボールミルで一夜分散する。

硬化剤Ｌｏｇに少量の水を加え懸濁液としたのち、これ
を上記分散液に加え、さらに水を加えて粘度を３，００
０ｃｐｓに調節して塗料の調製を完了する。この塗料を
バーコーター患７０を用いて脱脂処理軟鋼板に塗布し、
１８０℃で１時間焼付ける。

塗板を沸騰水に３０分浸して耐水性試験を行う。

耐水性試験前後の塗膜の重量変化から溶出量（％）を計
算して第７表に示す。

（以下余白）第７表すなわち、耐水性試験後の塗膜の溶出量について、トリ
ポリリン酸二水素アルミニウムとメタリン酸アルミニウ
ムとの相乗効果が認められる。

なお、屈曲性試験では、塗膜に亀裂の入ることが認めら
れた。

実施例５３号ケイ酸ソーダ１００ｇに体質顔料としてタルク５０
ｇを加え、ボールミルを用いて一夜分散したのち、アク
リル酸エステル共重合体エマルジョン（昭和高分子■製
ポリゾールＡＰ−６０４）　５　ｇを加える。トリポリ
リン酸二水素アルミニウム５ｇとメタリン酸アルミニウ
ム５ｇからなる硬化剤に少量の水を加えて懸濁液とした
のち、これを上記分散液に加え、さらに水を加えて粘度
を３，０００　ｃｐｓに調節して、塗料の調製を終了す
る。

この塗料をバーコーター隘７０を用いてダル鋼板および
アルミニウム板に塗布し、１８０℃で１時間焼付ける。

塗板を沸騰水に３０分浸して耐水性試験を行う。耐水性
試験前後の塗膜の重量変化から塗膜の溶出量を求めたと
ころ５％であった。また、φ＝３ｗ＋１，１８０°の屈
曲性試験では、塗膜に異常が認められなかった。

すなわち、塗膜の耐水性と屈曲性の向上に水系樹脂の添
加効果が認められた。

実施例６実施例５において、水系樹脂としてアクリルスチレン系
共重合樹脂エマルジョン（日本カーバイド工業＠製二カ
ゾールＲＸ３８３　）　　１０　ｇを使用する。

２００℃で３０分焼付けたのち、塗膜の溶出量を求めた
ところ３％であった。また屈曲性試験では塗膜に異常が
認められなかった。

実施例７２号ケイ酸ソーダ１２０ｇに水１０ｇ、骨材としてアル
ミナ粒３００ｇおよび硬化剤を加えて混練し、型枠内に
流し込む。これと同時に混練物が流動性を失うまでの時
間、すなわち可使時間を測定する。型枠のままで２０℃
で養生し１８後脱型してから、さらに９日間２０℃で養
生して試料とする。

耐水性試験（１），、、、試料を°水に浸し、１００℃
で一昼夜放置したのち、試料の状況を観察する。

耐水性試験（２１、、、、試料を１００℃で一昼夜乾燥
したのち、上記の耐水性試験を行う。

強度試験００００００．試料の圧縮強度（ｋｇ　／　ｃ
ｄ　）を測定する。

試験結果を第８表に示す。

（以下余白）すなわち、耐水性と強度の向上にトリポリリン酸二水素
アルミニウムとメタリン酸アルミニウムの相乗効果が認
められた。

血凱圓処来本発明の複合硬化性組成物は、トリポリリン酸二水素ア
ルミニウムとメタリン酸アルミニウムの使用量を変化さ
せることによって硬化時間を任意に調節できるので作業
時間を目的に合わせて設定することができ、作業後は容
易に硬化するので作業性が極めてよい。さらに硬化した
後においても不燃性、無煙性、耐候性が良好で表面硬度
や耐圧強度も十分である。また水系樹脂を使用した本発
明の複合硬化性組成物では、作業性、密着性、折り曲げ
時の柔軟性、可撓性、耐水性が著しく改善されるので塗
料、接着剤、耐火物等に適している。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）アルカリ金属ケイ酸塩と、硬化剤としてトリポリ
リン酸二水素アルミニウムおよびメタリン酸アルミニウ
ムを含有することを特徴とする複合型硬化性組成物。
（２）アルカリ金属ケイ酸塩と、硬化剤としてトリポリ
リン酸二水素アルミニウムおよびメタリン酸アルミニウ
ム、充填剤および水系樹脂とを含有することを特徴とす
る複合型硬化性組成物。