JPS5898302A - 無機・有機複合体の製造方法 - 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】 本発明は耐熱性、離燃性および非収縮性の無機・有機複
合体の製造方法に関するものである。

元来、無機材料は耐熱性および不燃性などにすぐれると
いう長所を有する反面、材質が脆いという欠点を有する
。

そのために、こうした欠点を解消する目的で幾多の一力
もなされており、その一つの方法として、有機ポリマー
類−との複合化について種＾試みられている中で、有機
物と類似した硬化反応性を示す水ガラスを無機物として
用いることにより、無機物と有機物との複合化を図ると
いう方法が米国特許第４．０１Ｌ１９５号および第４．
０６１，６１５号明細書に記載されているが、これらに
記載の方法はいずれも、不飽和ポリエステル樹脂と水ガ
ラスとを反応させ、しかるのち不飽和ポリエステル樹脂
を重合させて硬化せしめることにより難燃性の成形物を
得るというものである。

また、特開昭５１−１１９０９号公報にも、水ガラスと
ポリイソシアネートとを反応せしめて有機プラスチック
・フオームを製造するという方法が開示されている。

しかし、こうした方法はいずれも、水ガラスと有機物と
を反応させるという点に％徴があるが、そのようにした
が為に、混合の不十分さに基く物性上の問題や混合時間
ないしは成形時間などの作業上の制約があった。

しかるに、本発明者らは従来における椎々の問題点を解
決するべく鋭意研究した結果、水ガラスに一合性化合物
を乳化分散させたのち、それぞれ、水ガラスの硬化と重
合性化合物の重合とを行なわしめることにより、作業性
が良好で、耐熱性、離燃性および非脆弱性の無機・有機
複合体が得られることを見出して、本発明を完成させる
に到った。

すなわち、本発明は液状の水ガラスに、（メタ）アクリ
ル酸のアルキルエステル、スチレンもしくはその誘導体
、アリル系化合物、ウレタン結合ｌ有する（メタ）アク
リル醗エステル（以乍、これらをウレタンアクリレート
と略記する。）またはこれら上記各単量体の部分重合体
、およびポリエポキシドの（メタ）アクリル酸エステル
（以ド、これらをエポキシエステルと略記する。）より
なる群から選ばれる少なくとも１種の重合性化合物を乳
化分散させ、次いで咳水ガラスの硬化と、該重合性化合
物の重合とを行なわしめることから成る無機・有機複合
体の製造方法を提供するものである。

ここにおいて、上記した液状の水ガラスとは一般式％式
％（） で表わされる水溶性アルカリ金属シリケートを指称する
ものではあるが、１〜４号水ガラスとして市販されてい
るものか代表例であり、こうした液状の市販品を利用す
るのがよく、ｆた粉末状の水ガラスであっても、水分散
液の形で用いることは一向に差し支えない。

他方、前記した重合性化合物としてそれぞれの代表的な
ものを例示すれば、メチル（メタ）アクリレート、エチ
ル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート
、オクチル（メタ）アクリレートもしくはトリメチロー
ルプロパントリ（メルクリレートなどの（メタ）アクリ
ル酸のアルキルエステル類またはそれらの部分重合体；
スチレン、α−メチルスチレン、クロルスチレンもしく
はビニルトルエンなどのスチレンもしくはその誘導体類
またはそれらの部分重合体；ジアリルフタレートなどの
アリル系化合物類またはそれらの部分重合体：各檀ポリ
イソシアネートのヒドロキシルアルキル（メタ）アクリ
レートなどのウレタンアクリレート類または部分重合体
；あるいは各檜ポリエポキシドの（メタ）アクリル酸エ
ステルなどのエポキシエステル類などであり、これらの
１合性化合物は単独で、あるＸ−％１２＠以上の混合物
の形で用いてもよい。

かかる重合性化合物としては、それ自体が非極性で水に
ａｍ性であるものは前記した水ガラスとの反応による増
粘ないしはゲル化作用が少なく、そのうちでも、２０’
Ｃでの水に対する浴解度が２．！９／１００ｐＨ，０以
下であるものが臀に好ましい。

本発明方法な実施するにさいし、この１合性化合智を前
記した水ガラスに乳化分散せしめる段階で、こうした乳
化分散のために界面活性剤を、前記水ガラスの固形分］
ｉ［ｍＫ対してα１へ１０％の割合で添加するのが好ま
しい。

かかる界面活性剤の代表的なものには、脂肪酸によるポ
リオールの部分エステル化物、長鎖モノアルコールによ
るポリオールの部分エーテル化物、脂肪酸くよるポリエ
チレンポリオールのエーテル化物、ポリエチレンオキサ
千ドの縮合物またはポリエチレンオキサイド・ポリプロ
ピレンオキサイド共縮合物などのノニオン系：脂肪酸の
アルカリ塩ａｔたはアルキルベンゼンスルホン酸塩など
のアニオン系界面活性剤があるか、この他にもクリコン
系あるいは７ツ木糸界面活性剤などの公知慣用のものが
、いずれも使用できる。

向して、＃記した水ガラスに前記の重合性化合物を乳化
分散させる方法としては、いかなる平膜を採用してもよ
いが、通常は、液状の水ガラスにノニオン系界面活性剤
などを俗解させたのち、重合性化合物を加え【攪拌しつ
つ乳化分散させるなどの方法によるのがよい。

このようにして、前記したそれぞれの重合性化合物を水
ガラスへ乳化分散させて得られる乳化分散物を、次いで
硬化させるには、水ガラス用硬化剤および重合開始剤を
混合攪拌させ、しかるのち目的とする形状に注入成形せ
しめてそのまま放置するか、あるいは加熱するかの、い
ずれかの方法によるのがよい。

かかる水ガラス用硬化剤として代表的なものには、ケイ
フッ化ナトリウム、硫酸、グリオキザール、Ｃ−カプロ
ラクトンまたは燐酸アルミニウム類などがあるが、公知
慣用のものであれば、いずれも使用できる。それらのう
ちでも、粉末状のものとか、有機質のものなど遅いゲル
化効果を示すものが好ましい。そしてかかる硬化剤の使
用割合はその種鋺により適宜定めなければならないが、
たとえば、硬化剤としてケイフッ化ナトリウムな用いた
場合には、水ガラスの１００重量部に対して５〜４０１
量部の範囲内が適当である。

他方、前記の重合開始剤としては、一般に乳化重合に使
用されているものであれば、いずれも使用できるが、そ
のうちでも代表的なものを挙げれば、過酸化水素、過硫
坂カリウムもしくは過硫酸アンモニウムの如き水解性過
酸化物もしくは過＋ｌＬ＃１堪；ｔ−ブチルハイドロパ
ーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、ベンゾ
イルパーオキサイドもしくはメチルエチルケトンパーオ
キサイドの如き有機過酸化吻；あるいはアゾビスインブ
チロニトリルの如きアゾ皐化合物などであり、これらは
１橿または２種以上で用いられる。さらには、これらの
開始剤と還元剤および／または鉄イオンもしくはコバル
トイオンの如き金属イオンとの組み合わせになる公知慣
用のレドックス系触媒の形で用いることもできるのは勿
論である。

そして、かかる重合開始剤の使用量は、通常、前記の重
合性化合物の１００１量部に対してＣＬＯ５〜５１童部
となる割合においてである。

なお、こうした１合時の温度としては０〜１００℃、好
ましくは２０〜９０℃の範囲か過当である。

本発明方法の実施（さいし、回配したそれぞれ水ガラス
の硬化と重合性化合物の重合との順序は時に制限される
ものではないが、たとえば重合性化合物の水ガラスへの
乳化分散物に、水ガラス用硬化剤と重合開始剤とを同時
に配合し、まず水ガラスの硬化が遊行したのち、加熱し
て重合性化合物を重合させる方法とか、該乳化分散物に
重合開始剤を加えて先ず重合反応を行なわしめ、これに
より東合体の水ガラスへの分散物を製造しためちに、水
ガラス用硬化剤を配合して水ガラスを硬化させる方法な
どの鴇々の方法があり、適宜、目的に合わせて選ぶこと
ができる。

かくして得られた本発明の無機・有機複合体中にはガラ
ス繊維、セラミックス繊維もしくはウィスカーなどの繊
維状補強剤；縦酸カルシウム、シリカ・パクダー、クレ
ー、水酸化アルミニウムもしくは硫酸アルミニウムなど
の充填剤；あるいは酸化チタンもしくはカーボン・ブラ
ックなどの各ａｉ［餉科などを含有せしめることができ
るし、また本発明方法に従えば、その−変形として、重
合性化合物の水ガラスへの乳化分散物中に発泡剤を含有
させて硬化および重合を行なうなどの方法によって無機
・有機複合発泡体が製造できる他、一旦、得られた本発
明の無機・有機複合体を高温で焼成させることにより、
有機物を除去した無機発泡体を製造することもできるの
で、各種の断熱材、吸音材、触［担体またはフィルター
などの用途に差し向けられるのをはじめ、本発明の方法
によって得られる無機・有機複合体は耐熱性、難燃性お
よび非脆弱性という特長を有するために、壁材および床
材などの住宅資材として、自動車部品および電気部品な
どとしても用いることができる。

次に、本発明な実施例および比較例により具体的に説明
するが、以下において部および％は特に断りのない限り
は、すべて重量基準であるものとする。

実施例１ ６号水ガラス（大阪硅酸ンーダ■製品；　Ｎａｐ　Ｏ／
　Ｓ　ｌｏｇ　＝１１５４ニル、園形分４０％）の１０
０ｓに、［エマルゲン９５０Ｊ（花王石鹸■製ノニオン
系界面活ａ剤）の６ｓを添加してこれを俗解させたのち
、メタクリル酸メチルの４０部を攪拌しながら徐々に加
えて乳化分散させた。さらに、過酸化カリウムの２部お
よびメタ１亜＠緻ナトリウムの２部を加え、攪拌しなが
らゆっくりと５０℃まで昇温させた。

その後も、同温度に保持しながら、ケイフッ化ナトリウ
ムの１０部を添加して攪拌を続けて得られた分散液を５
００ｍＸ３Ｑω×５Ｉ３１の型枠内に注入して５０℃に
保持させた処、徐々に増粘して１時間後には硬化した。

次いで、この硬化覆合体を１０５℃で２時間乾燥させた
のち、デュポン衝撃試験（３部４インチ、５００ｇ）を
行なった処、２０００の高さから落下させても何んら変
化は認められなかった。また、この硬化複合体をガスバ
ーナーの炎に２分間曝したが、墨煙も新炎も発生しなか
った。

実施例２ 得られる分散液をガラス繊維チョツプドストランドマッ
トに含浸させるように変更させた以外は、実施例１と同
様の操作な行なって、ガラス繊維含有率６０％なる複合
体を得た。

この複合体の曲げ強さおよびアイゾツト術撃強さをＪＩ
８　Ｋ−６９１１に準じて測定した結果は、曲げ強さく
　Ｑ／ｗｘ？　）・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・１２．０曲げ弾性率（ｋｙ／５ｃｌｌ”　）・
・・・・・・・・・・・・−・・・・・・・ｔ５００ア
イゾツト衝撃強度（ｋｙ　−ｎｉｈ／（ＩＮ　）・・・
・・　　４５また、この複合体をガスバーナーの炎に２
分間曝したが、黒煙も新炭も発生しなかった。

比較例１ 実施例１において用いた水ガラスの１００部にケイフッ
化ナトリウムの１０部を混曾し、５０℃に１時間保持さ
せて硬化物を得た。

次いで、このものを１０５℃で２時間乾燥させたのち、
デュポン衝撃試験（Ｈインチ、５００ｇ）Ｋおける、２
００關の高さからの落下で亀裂が生じた。

実施例５〜５ 実施例１で用いた６号ガラスおよび「エマルゲン９５０
」を用い、さらに第１表に示すような各原料を同表に示
す配合割合で用いて、それらを乳化分散させて分散液を
−製し、次いでこれをガラス線維チョツプドストランド
マットに含浸させて１時間静置せしめたのち、１０５℃
に２時間加熱してそれぞれガラス線維含有率３０％なる
複合体を得た。

得られた各種の複合体について曲げ強さおよびアイゾツ
ト慟撃強さをＪＩＳ　　Ｋ−６９１１に準じて測定した
結果を同表にまとめて示す。

なお、これらの各複合体をそれぞれガスバーナーの炎に
２分間曝したが、黒煙も新炭も発生しなかった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 液状の水ガラスに、下記の群より選ばれる少なくとも一
   橡の重合性化合物を乳化分散させ、次いで該水ガラスの
   硬化と該重合性化合物の重合とを行なわしめることＶ％
   像とする、無機・有機複合体め製造方法。 記 重合性化合物＃Ｐ：アクＩＪ／ｌ／酸もしくはメタクリ
   ル酸のアルキルエステル、スチーレンもしくはその誘導
   体、アリル系化合物、またはウレタン結合を有するアク
   リル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルあるいは
   これらの部分重合体、およびポリエポキシドのアクリル
   酸エステルもしくはメタクリル酸エステル。