JPS59536B2 - 改良されたシリカゾル塗料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は安定なシリカゾルを結合剤とした改良されたシ
リカゲル塗料に関するものである。

本発明者らは５１−０結合で形成されているケイ酸塩骨
格が、熱的にも化学的にも高い安定性を有し、特に無機
異核高分子の特徴は部分的なイオン性を示し、同核の一
重結合よりイオン共鳴分だけ結合エネルギーが高いため
、耐熱性の比較に結合エネルギーを用いると、有機高分
子のＣ−Ｃ共有結合の結合エネルギー ８２．６Ｋｃ８
ｆ、／ ｍｏｌに対し、無機異核高分子のＳｉ−Ｏ結合
エネルギー１０６に−／ ｍｏｌで高く、これは酸化に
対し高温で安定であるが、低温ではイオン的不純物や水
の存在にょって結合が切れる点に注目した。ケイ酸塩骨
格を持つシリカゾルは無水ケイ酸含有量２０〜３１％程
度のものが現在市販されているが、これ等の市販品はｏ
℃以下で凍結し、融解後も、ゾルにもどらず使用不能と
なり、その安定性特に低温における安定化に上記した問
題があるため、応用面が制約され、この点の解決が要望
されていた。

シリカゾルの安定化については従来種々の方法が提案さ
れているが、試薬添加による方法としては有機アミン、
または第４級アンモニウム水酸化物等の低分子量の蒸発
性窒素塩基を使用することが知られていた。

しカルこれ等の試薬はより高い塩基性のためシリカゾル
のＰＨを上昇させ、またその蒸発性のため貯蔵中の温度
上昇、水分蒸発にともない添加した蒸発性窒素塩基が除
去されると同時にシリカゾルが濃縮され、そのためゾル
がゲル化してシリカ結晶が析出するという重大な欠点が
ある。なお、エチレングリコールなどの水溶性有機液体
の添加による安定化についても知られているが、冷却条
件によりゲル化するなどの問題があつた。またシリカゾ
ルの他の利用面である表面処理剤としての使用について
は、特許出願公告昭４５一１４８９７「表面処理方法」
が提案されているが、これはシリカゾルで無機または有
機物の表面を被覆処理する際、その塗面の補強と改質を
目的としてシリカゾル中の一定粒子表面積のシリカ粒子
と分散液にメタノールを加えそのメタノールと水のモル
比を一定範囲内に限定し、シリカゾルを処理面に塗布し
て被膜を形成し強化する方法と、塗布直後処理面に残留
しているメタノールを燃焼させ、それによつて被膜形成
を早めると同時に改質する方法である。

しかし前者による被膜の強度は弱く、後者の方法は作業
管理上実施に問題がある。本発明者らはシリカゾルの低
温または貯蔵安定性を改善すると共に、シリカゾルに充
填剤を加えて成膜する際に十分な強度と接着力を有する
被膜を形成させることについて種々検討し、トリエチレ
ングリコールと少量の水溶性メラミン樹脂とを添加した
場合にシリカゾルの低温安定性がいちじるしく改善され
ることを見出し、これを結合剤として塗料とする場合に
はさらに低温安定性で塗膜硬度が改善されると同時に仕
上り面の亀裂も生じ難いことを見出し本発明を完成した
。本発明はシリカゾルに炭素数３個以上のより長い鎖の
２価のアルコール類の１種以上と水溶性メラミン樹脂を
添加して得た安定なシリカゾルを結合剤としてこれに骨
材、充填剤、撥水剤、増粘剤、着色顔料、消泡剤等の必
要材料を配合した特に建造物の内外壁面塗装に適する塗
料である。

本発明において使用する炭素数３個以上の２価のアルコ
ールとは、たとえばプロピレングリコール、トリメチレ
ングリコール、トリエチレングリコールなどの長い炭素
鎖を有し、シリカゾル（無水ケイ酸として３０％含有の
ものを基準として）１００重量部に対し５重量部以上添
加される。

水溶性メラミン樹脂としては、市販の固形分５０重量？
のもので、シリカゾル１００重量部に対し固形分で１〜
２．５重量部添加される。なお、水溶性メラミン樹脂固
型分が１重量部未満では低温安定性が悪くゲル化がみら
れた。また２．５重量シ部を超えると塗膜強度の低下、
塗膜乾燥速度の低下、耐水性の低下、および付着力（界
面強度）の低下がみられた。本発明で用いるシリカゾル
は、従来のように安定化に有機アミン、蒸発性窒素塩基
を使用しないごため、シリカゾルのＰＨに影響をおよぼ
すことなく、かつ貯蔵中に添加物の蒸発による性能低下
を生ぜず、貯蔵中のゲル化を生じないばかりでなく、凍
結の場合もゲル化することはない。

そして結合剤としての接着力を高め成膜強化剤３として
の効果を生ずる。

安定化されたシリカゾルを結合剤として塗料を製造する
場合は、一般にこのシリカゾルを１０〜３０重量％（無
水ケイ酸として３０％含有量のものを基準）骨材または
充填剤５０〜７０重量？と、４適当量の顔料を配合した
ものにさらにスプレー、ローラ、刷毛塗り等の種々の塗
布方法に応じ、水分、増粘剤、消泡剤等を適当に添加調
整して製することができる。

したがつてこの塗料は有機溶剤を必要とせず、処理工程
も塗布工程のみで加熱乾燥工程を必要とすることなく、
構成成分も主として無機質で不燃性で建造物の特にスレ
ート、コンクリート、モルタル等の内外壁面用塗料とし
てすぐれた性質を有するものである。以下実施例により
本発明を説明する。

実施例 ポリビニル製ビーカ一中に１００９ｒのシリカゾル（無
水ケイ酸含有量３０重量？、ＰＨ２５℃８〜１０）を加
え、添加剤としてプロピレングリコール、水溶性メラミ
ン樹脂を加えてかくはん棒で均一になるまでかくはんし
て、安定化したシリカゾルを得た。

つぎに本発明による試料と比較試料を第１表の割合で製
造し、各試料を刷毛でスレート板（５０韮×１５０ｍｍ
）上に厚さ１〜１．２ｍｍで塗布し、湿度８０％、２０
℃の 温室内で７日間養生した皮膜について針人試験を
行つた。

この針人試験には、第１図に示す測定装置を使用したの
でまずこれについて説明すると、１はダイヤモンド針、
２は円形金属棒（長さ２５ｍｍ１直径４ｍ７！Ｌ）、３
は円形金属棒（長さ２１５ｍｍ１直径１０ｍＩ！）でこ
れらは−体となつている。４は前記金属棒３上に直角に
設置された荷重用分銅の戴置用架台である。

この装置を使用し、前記被膜に１．０ｋ９および２．２
．０ｋｇの荷重を１０秒間加えて、ダイヤモンド針が皮
膜表面に針入する際に生ずる刻印の直径を測定した結果
は第１表に示すとおりであつた。

この測定結果は、水溶性メラミン樹脂の添加によつて皮
膜の堅さがいちじるしく向上されることを示している。
安定化されたシリカゾルに骨材その他を添加し第２表の
配合で均一にかくはんし、塗料Ａ，Ｂを製造した。

この塗料を恒温恒湿器中で、−２０℃で２４時間および
６０時間凍結させ、融解後スレート板に刷毛で塗布して
得られた塗膜はいずれも良好で、その硬化伏態も良好で
あつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は塗膜の堅さを測定する装置の説明図である。 １ ・・・・・・ダイヤモンド針、２，３・・・・・・
円形金属棒、４・・・・・・分銅戴置用架台。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリカゲル１００重量部、炭素数３個以上の２価ア
   ルコールの１種以上を５重量部以上、および水溶性メラ
   ミン樹脂を固型分で１〜２．５重量部からなることを特
   徴とする改良されたシリカゾル塗料。