JPS643818B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は珪酸アルカリ塩用硬化剤に関する。 珪酸アルカリ塩は塗料、耐火物及び建材各分野
における結合剤、接着剤、表面処理剤等として広
範に使用されており、その硬化剤としては珪弗化
ソーダが古くから使われていた。 ところが、最近の環境問題に対する関心の高ま
りから、この珪弗化ソーダが劇物であること、並
びに、加熱によつて弗素ガスが発生することが問
題となり、これに代わる種々の硬化剤が検討され
てきた。 珪酸アルカリ塩に要求される硬化剤としての諸
条件は、硬化速度、硬化体強度、耐熱性、耐水
性、耐酸性、硬化体の膨張収縮が少ないこと、結
合剤のマイグレーシヨンが生じないこと等であ
る。 ところで、これまで検討されてきたところの、
例えば、縮合りん酸アルミニウムは、比較的これ
らの諸条件を満足させ、殊に、特公昭57―7587号
公報に見られるような有機酸イオン、りん酸イオ
ン、アルミニウムイオンからなる溶液または有機
酸、りん酸、金属アルミニウム、アルミニウム酸
化物、アルミニウム水酸化物の内１種もしくはそ
れ以上からなる懸濁液を乾燥したもの、あるい
は、この乾燥物を焼成したものは、優れた硬化特
性を示すものである。 しかしながら、かかる硬化剤は、高価な原料の
使用、溶液または懸濁液の乾燥が必要であり、よ
り好ましい硬化特性を得るためには、更に、乾燥
によつて得たものの焼成が必要であるため、かな
り高価なものとならざるを得ず、珪弗化ソーダの
ような安価な硬化剤の代替品とはなり得なかつ
た。 一方、水ガラスの安価な硬化剤としては熔性り
ん肥あるいは焼成りん肥が知られているが、高温
で焼成しているために、珪酸アルカリ塩に対して
はその反応が緩慢であり硬化剤としては必ずしも
適切でない。また、重過りん酸石灰も硬化剤とし
て知られているが、硬化反応が速きに過ぎ、充分
な作業時間を確保することが困難であり、従つて
その用途は自ずから限定される。 そこで本発明者らは、珪弗化ソーダに代替し得
る安価な水ガラス硬化剤について、探索、研究を
重ねた結果、肥料として安価に製造されている副
産りん肥が前記縮合りん酸塩と比べて、耐水性に
若干劣るもかなり良好な硬化特性を示すことを見
出し、本発明を完成したものである。 本発明に使用する副産りん肥とは、湿式りん酸
液を精製する際に副産されるものであつて、湿式
りん酸液にソーダ灰と石灰とを加えて沈澱物を生
成させ、この沈澱物に若干のりん酸液を加えて乾
燥し粉砕したものである。この副産りん肥の組成
に関しては、CaHPO₄，Ca（H₂PO₄）₂，Ca₃
（PO₄）₂，FePO₄，AlPO₄，NaH₂PO₄，CaF₂，
Ca₅（PO₄）F₂等が含まれていると推定される。こ
れら組成物が珪酸アルカリ塩にどのように機能し
て水ガラスを硬化させるかは明らかでないが、硬
化作用を果す主要な組成物は、CaHPO₄，Ca
（H₂PO₄）₂，Ca₃（PO₄）₂であり、他の組成物は硬
化への補助的機能を発揮していると考えられる。
勿論、これら組成物間の共役機能を無視すること
はできない。 本発明硬化剤の硬化特性は、市販されている副
産りん肥をそのまま使用するときには、若干硬化
が速くなり、これを水洗して使用するときには硬
化が遅くなることにある。 従つて、その水洗度合によつて硬化時間を調整
することができ、また、通常の硬化剤と同じくそ
の添加量によつても硬化時間を調整することがで
きる。更にまた、市販の副産りん肥を粉砕しその
粒度を調整することによつても硬化時間を調整す
ることができる。一般的には、微粉砕する程、硬
化時間は早くなる。今、本発明硬化剤の珪酸アル
カリ塩に対する使用割合を耐火物の場合を例にと
つて説明すれば次のとおりである。 （具体例） 次記第１表に示した粒度構成のロウ石骨材100
重量部（以下、「重量部」を「部」という）に対
して液体３号水ガラス（SiO₂28.6％、Na₂O9.6
％）20部を加え、本発明硬化剤（粒度200メツシ
ユパス）の未水洗品及び水洗品を第２表の割合で
加えて、その硬化時間を測定した。 結果は、第２表に示す。 尚、前記水洗品とは、２倍量の水で約１時間バ
ツチ混合し、別乾燥したものをいう。

【表】

【表】 該供試体を手指で押圧したときの流動性
がなくなるまでの時間である。
上表及び前述したところから明らかなように、
本発明硬化剤は、水洗、未水洗の別により硬化時
間が異なるから、用途に応じて、適宜、処理を行
えばよいが、一般的には液体３号水ガラスに対
し、30重量％（以下「％」は「重量％」を示す。）
以上添加すると硬化体強度、皮膜強度或いは接着
強度が弱くなるため好ましくなくまた４％以下で
は充分な硬化機能を果し得ない。 本発明硬化剤は前述せる如く、単味では耐水性
が充分でない。そこで、耐水性を改善すべく、更
に研究を重ねた結果、これと硼酸を併用するとき
は、耐水性が著しく改善されることを突きとめ
た。かかる場合における硼酸の使用割合は、所望
する耐水性により異なるが、液体３号水ガラスに
対して10％以下が望ましい。10％を超えると硬化
剤と水ガラスとの反応が速きに過ぎ、充分な作業
性を確保することができない。 以下に、実施例を挙げて本発明について更に説
明する。 実施例 １ 第１表のロウ石100部に対して液体３号水ガラ
ス20部、水８部及び副産りん肥（200メツシユパ
ス）３部を加えたもの、並びに、同りん肥をこれ
と同量の水で洗浄し、遠心分離機によつて別し
乾燥したもの３部と、その余のものを前記と同一
割合で加えたものを、それぞれ別に、均一に混練
した後、20×20×80mm金型に流し込み、30℃で24
時間経過後、脱型し、その硬化体について生地曲
げ及び生地圧縮の各強度を測定し、かつ外観状態
を観察した。 また、比較のために焼成りん肥（200メツシユ
パス）及び熔成りん肥（200メツシユパス）各３
部を、それぞれ別に、前記本発明例と同様に、混
練、流し込み、脱型を行つた後、同様の測定及び
観察を行つた。 結果を第３表に示す。

【表】 実施例 ２ 液体３号水ガラス100部に対して硅石粉40部、
ベントナイト10部及び実施例１に使用の水洗副産
りん肥15部を加えたもの（本第１の発明例）並び
に、同りん肥11部及び硼酸粉末４部の計15部と、
その余のものを前記と同一割合で加えたもの（本
第２の発明例）を、それぞれ別に均一に混練した
後、スレート板に鏝塗りし、見掛比重0.2の珪酸
カルシウム系断熱板を接着させた。これらを110
℃で乾燥後、水中に８日間浸漬し、その接着状態
を調べ、かつ浸漬前後の乾燥物の重量減少を測定
した。 結果を第４表に示す。

【表】 実施例 ３ 天然６号硅砂100部に対して３号水ガラス10部
及び実施例１に使用の未水洗副産りん肥２部を加
えたもの、（本第１の発明例）、並びに、同りん肥
に同量の水を加えてバツチ混合し、同りん肥固形
物を別して得たウエツトケーキ50部（含水率42
％）に硼酸0.5部を加えて乾燥し粉砕してなる硬
化剤２部とその余のものは前記と同一割合で加え
たもの（本第２の発明例）をそれぞれ別に、均一
に混練したる後、50φ×150mmの成型用筒に入れ、
ランマーで５打後脱型し、30℃の恒温器に入れて
所定時間毎に取り出し、成型体の圧縮強度の経時
変化を測定した。 結果を第５表に示す。

【表】 実施例 ４ 天然６号硅砂50部及び硅石粉（300メツシユパ
ス）50部に対して、液体３号水ガラス20部及び実
施例第１に使用の未水洗副産りん肥４部を加えた
もの（本第１の発明例）、並びに、前記の内、同
りん肥４部に代えるに、同りん肥２部及び硼酸粉
末２部の計４部を以つてし、その余のものは同一
割合で加えたもの（本第２の発明例）を、それぞ
れ別に20×20×80mm金型に流し込み、24時間経過
後の各硬化体の収縮率をノギスで測定した。次い
で、該硬化体を300℃１時間熱処理後、その曲げ
強度を、同処理後35％HCl中に室温で24時間浸漬
し、乾燥したものの曲げ強度及び重量変化率を調
べた。 結果は第６表に示す。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 副産りん肥からなる珪酸アルカリ塩用硬化
   剤。 ２ 副産りん肥及び硼酸からなる珪酸アルカリ塩
   用硬化剤。