JPS59107960A - 耐酸・耐水性耐火組成物 - Google Patents
耐酸・耐水性耐火組成物Info
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- JPS59107960A JPS59107960A JP57214248A JP21424882A JPS59107960A JP S59107960 A JPS59107960 A JP S59107960A JP 57214248 A JP57214248 A JP 57214248A JP 21424882 A JP21424882 A JP 21424882A JP S59107960 A JPS59107960 A JP S59107960A
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- alkali
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
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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。
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、耐酸・耐水性の耐火材を与える組成物に関し
、更に詳しくは硬化により硫黄酸化物のような酸性腐蝕
性ガスを含有する高温ガスとの接触下での使用に適した
耐火材を与える組成物に関する。
、更に詳しくは硬化により硫黄酸化物のような酸性腐蝕
性ガスを含有する高温ガスとの接触下での使用に適した
耐火材を与える組成物に関する。
加熱炉、熱風炉、石油分解炉、セラミック焼成炉、焼却
炉等においては、通常、燃料として硫黄を含む重油が使
用され、その結果、炉内各部゛が硫黄酸化物を含有する
燃焼ガスに曝されることとなる。
炉等においては、通常、燃料として硫黄を含む重油が使
用され、その結果、炉内各部゛が硫黄酸化物を含有する
燃焼ガスに曝されることとなる。
このため、炉の内壁等には、鉄皮上に耐酸性耐火物の内
張りを施したものが従来より使用されている。また、最
近では省エネルギーの目的で、炉の内壁鉄皮上にセラミ
ックファイバー断熱材モジ一ルを種々の方法で取付は施
工することが行なわれている。例えば、このようなセラ
ミックファイバー断熱材モジュールは、耐火性接着剤に
より鉄皮に直接に貼付施工するか、或いは予め金網に耐
火性接着剤を用いて接合して一体品としておいて、これ
を鉄皮にスタッド等により固定する等の方法により炉の
内壁に取付けられている。
張りを施したものが従来より使用されている。また、最
近では省エネルギーの目的で、炉の内壁鉄皮上にセラミ
ックファイバー断熱材モジ一ルを種々の方法で取付は施
工することが行なわれている。例えば、このようなセラ
ミックファイバー断熱材モジュールは、耐火性接着剤に
より鉄皮に直接に貼付施工するか、或いは予め金網に耐
火性接着剤を用いて接合して一体品としておいて、これ
を鉄皮にスタッド等により固定する等の方法により炉の
内壁に取付けられている。
とのような用途に用いられる耐火性接着剤としては、前
述したように、酸性ガス雰囲気で使用されることを考慮
して、硅石質、ロウ石質、シャモット、ムライト、アル
ミナ質等の酸性或いは中性の耐火物原料と、ケイ酸ソー
ダを主成分と1−ろバインダーとからなり耐酸性の耐火
組成物が用いられてきた。また、その耐酸・耐水性を向
上するため1で、ケイ酸ソーダとともに使用される硬化
剤としては、ケイフッ化ソーダ、燐酸アルミニウム、酸
化亜鉛、有機酸、有機エステル9等が使用され、或いは
提案されている。
述したように、酸性ガス雰囲気で使用されることを考慮
して、硅石質、ロウ石質、シャモット、ムライト、アル
ミナ質等の酸性或いは中性の耐火物原料と、ケイ酸ソー
ダを主成分と1−ろバインダーとからなり耐酸性の耐火
組成物が用いられてきた。また、その耐酸・耐水性を向
上するため1で、ケイ酸ソーダとともに使用される硬化
剤としては、ケイフッ化ソーダ、燐酸アルミニウム、酸
化亜鉛、有機酸、有機エステル9等が使用され、或いは
提案されている。
しかしながら、上述したような耐火性接着剤を使用する
セラミックファイバー断熱材モジュールの取付法には、
一つの大きな問題点がある。すなわち、セラミックファ
イバー断熱材は断熱効果が極めて優れているため、その
下の鉄皮温度が雰囲気ガス中の硫黄酸化物の露点以下ま
で低下することが多くなる。このため、鉄皮とセラミッ
クファイバー断熱材モジュールを接合する耐火性接着剤
層上に硫酸等の強酸性硫黄酸化物の凝縮が起り、このた
め耐火性接着剤層が侵食・脆化され、遂には耐火性接着
剤により接合されたセラミック断熱材モジー−ルが脱落
する等の問題があった。また、このような目的で用いる
耐火性接着剤は、水との混和状態でその施工に適した流
動性を比較的長時間維持する性質、すt(わち良好な作
業性を有するものでなげればならないが、従来の耐火性
接着剤は、この点でも間顆があった。
セラミックファイバー断熱材モジュールの取付法には、
一つの大きな問題点がある。すなわち、セラミックファ
イバー断熱材は断熱効果が極めて優れているため、その
下の鉄皮温度が雰囲気ガス中の硫黄酸化物の露点以下ま
で低下することが多くなる。このため、鉄皮とセラミッ
クファイバー断熱材モジュールを接合する耐火性接着剤
層上に硫酸等の強酸性硫黄酸化物の凝縮が起り、このた
め耐火性接着剤層が侵食・脆化され、遂には耐火性接着
剤により接合されたセラミック断熱材モジー−ルが脱落
する等の問題があった。また、このような目的で用いる
耐火性接着剤は、水との混和状態でその施工に適した流
動性を比較的長時間維持する性質、すt(わち良好な作
業性を有するものでなげればならないが、従来の耐火性
接着剤は、この点でも間顆があった。
本発明は、上述した事情に鑑み、強酸水溶液に対しても
耐久性を示し、耐火性接着剤とし、て優れた適性を有す
る耐酸・耐水性耐火組成物を提供することを目的とする
。
耐久性を示し、耐火性接着剤とし、て優れた適性を有す
る耐酸・耐水性耐火組成物を提供することを目的とする
。
本発明者らは、上述の目的で研究し、た結果、水溶性ホ
ウケイ酸アルカリまたはその等側温合物と、ポリリン酸
ケイ素とケイフッ化アルカリとの特定の割合での組合せ
からなる結合媒質を用いることにより硬化後に耐酸・耐
水性に優れた耐火物を与える組成物が得られることを見
出した。またこの結合媒質と耐火物原料との組合せから
なる組成物は、水との混和状態で良好な作業性を有する
。
ウケイ酸アルカリまたはその等側温合物と、ポリリン酸
ケイ素とケイフッ化アルカリとの特定の割合での組合せ
からなる結合媒質を用いることにより硬化後に耐酸・耐
水性に優れた耐火物を与える組成物が得られることを見
出した。またこの結合媒質と耐火物原料との組合せから
なる組成物は、水との混和状態で良好な作業性を有する
。
本発明の耐酸・耐水性耐火組成物は、上述の知見に基づ
くものであり、より詳しくは、耐火物原料100重量部
と、下記成分子A)〜(Qの絹合せよりなる結合媒質1
0〜100重量部とからなることを特徴とするものであ
る。
くものであり、より詳しくは、耐火物原料100重量部
と、下記成分子A)〜(Qの絹合せよりなる結合媒質1
0〜100重量部とからなることを特徴とするものであ
る。
(A) 水溶性ホウケイ酸アルカリ、または水溶性ケ
イ酸アルカリとアルカリ水溶液に可溶なホウ酸アルカリ
との組合せからなる7に溶性ホウケイ酸アルカリ等個物
35〜60重量係、 (B) ポリリン酸ケイ素 10〜25重4i1.4
S、および(0) ケイフッ化アルカリ10〜45重
号係。
イ酸アルカリとアルカリ水溶液に可溶なホウ酸アルカリ
との組合せからなる7に溶性ホウケイ酸アルカリ等個物
35〜60重量係、 (B) ポリリン酸ケイ素 10〜25重4i1.4
S、および(0) ケイフッ化アルカリ10〜45重
号係。
本発明の組成物における、結合媒質を構成する成分(A
)〜(C)は、いずれもケイ酸分ないしはケイ素分を含
有することを特徴とするものであり、このことが硬化組
成物の耐酸・耐水性の向上に寄与し。
)〜(C)は、いずれもケイ酸分ないしはケイ素分を含
有することを特徴とするものであり、このことが硬化組
成物の耐酸・耐水性の向上に寄与し。
ているものと考えられる。本発明の組成物は、上記各成
分を水と混和し、たとえは炉の内壁に塗布して乾燥させ
る過程で硬化して、硬化組成物となるものであり、結合
媒質(バインダー)中、成分(A)のホウケイ酸アルカ
リ等はバインダー主剤として、成分(B)のポリリン酸
ケイ素は硬化剤として、成分(0)のケイフッ化アルカ
リは硬化助剤として、それぞれ作用するものと考えられ
る。
分を水と混和し、たとえは炉の内壁に塗布して乾燥させ
る過程で硬化して、硬化組成物となるものであり、結合
媒質(バインダー)中、成分(A)のホウケイ酸アルカ
リ等はバインダー主剤として、成分(B)のポリリン酸
ケイ素は硬化剤として、成分(0)のケイフッ化アルカ
リは硬化助剤として、それぞれ作用するものと考えられ
る。
以下、本発明を更に詳細に説明する。以下の記載におい
て「係」および「部」について、特に断らない場合は重
景基皐とする。
て「係」および「部」について、特に断らない場合は重
景基皐とする。
本発明に使用される耐火物原料としては、酸性または中
性のそれ自体は通常の耐火物原料として用いられるもの
であり、たとえば、珪石質、ロウ石質、シャモット、ム
ライト、アルミナ質等が革独でまたは混合物として使用
される。また耐火物原料は最大粒径が3−以下で、平均
粒径が0.3=以下の粉末状であることが、作業性の良
好な制火性接着剤を与えるためには好ましい。
性のそれ自体は通常の耐火物原料として用いられるもの
であり、たとえば、珪石質、ロウ石質、シャモット、ム
ライト、アルミナ質等が革独でまたは混合物として使用
される。また耐火物原料は最大粒径が3−以下で、平均
粒径が0.3=以下の粉末状であることが、作業性の良
好な制火性接着剤を与えるためには好ましい。
本発明の耐火組成物は、このような耐火物原料と、上記
(A)〜(0)の3成分からなる結合媒質とからなる。
(A)〜(0)の3成分からなる結合媒質とからなる。
結合媒質成分(Alは、水溶性ホウケイ酸アルカリまた
はその等個物、からなる。この水溶性ホウケイ酸アルカ
リは、従来のケイ酸アルカリ・バインダー主剤に比べて
、後述する硬化剤成分(B)との組物としたときに、該
組成物の早期ゲル化や部分ゲル化を防止し、流動性に富
んだ状態を維持する(すなわちポットライフの適度に長
い水混和組成物を与える)作用を有する。
はその等個物、からなる。この水溶性ホウケイ酸アルカ
リは、従来のケイ酸アルカリ・バインダー主剤に比べて
、後述する硬化剤成分(B)との組物としたときに、該
組成物の早期ゲル化や部分ゲル化を防止し、流動性に富
んだ状態を維持する(すなわちポットライフの適度に長
い水混和組成物を与える)作用を有する。
ホウケイ酸7/l/カリは、Sin□: M2O: B
20. (Mはアルカリ金属)のモル比が1 : 0.
55〜0.80: 0.03〜0.3の範囲であること
が好ましい。M2゜/ B 102モル比が上記範囲外
では、本発明の組成物を接着剤として使用するときの接
着強度が低下する傾向にある。またB2O3/ 810
□モル比が0.03未満であると硬化組成物の耐水性が
低下するとともに、水混和組成物の安定性も乏しくなる
。一方”203 / S iO2モル比が上記範囲を超
えてもそれによる格別の利点は得られず、経済的にも不
利となる。より好ましいB2O3/5102モル比は0
.05〜0.25の範囲である。
20. (Mはアルカリ金属)のモル比が1 : 0.
55〜0.80: 0.03〜0.3の範囲であること
が好ましい。M2゜/ B 102モル比が上記範囲外
では、本発明の組成物を接着剤として使用するときの接
着強度が低下する傾向にある。またB2O3/ 810
□モル比が0.03未満であると硬化組成物の耐水性が
低下するとともに、水混和組成物の安定性も乏しくなる
。一方”203 / S iO2モル比が上記範囲を超
えてもそれによる格別の利点は得られず、経済的にも不
利となる。より好ましいB2O3/5102モル比は0
.05〜0.25の範囲である。
水溶性ホウケイ酸アルカリは、予め単一物質として得ら
れている場合にはそれを用いればよいが。
れている場合にはそれを用いればよいが。
本発明の組成物においては、これは水混和組成物を形成
するときにその場で形成されればよい・このため、本発
明の組成物においては、水溶性ホウケイ酸アルカリの代
りに、水溶性ケイ酸アルカリとアルカリ水溶液に可溶の
ホウ酸アルカリの組み合せ粉末を用いることができ、ま
た、却って好ましい。この組合せを用いることにより全
ての成分を粉末状態でワンパッケージ内に配合すること
が可能になり、使用直前に必要所定量の水のみを加えて
水混和組成物とし直ちに使用に供することができる。す
なわち最終使用に際して各成分の計量や、混合が不要と
なる利点が得られる。
するときにその場で形成されればよい・このため、本発
明の組成物においては、水溶性ホウケイ酸アルカリの代
りに、水溶性ケイ酸アルカリとアルカリ水溶液に可溶の
ホウ酸アルカリの組み合せ粉末を用いることができ、ま
た、却って好ましい。この組合せを用いることにより全
ての成分を粉末状態でワンパッケージ内に配合すること
が可能になり、使用直前に必要所定量の水のみを加えて
水混和組成物とし直ちに使用に供することができる。す
なわち最終使用に際して各成分の計量や、混合が不要と
なる利点が得られる。
ケイ酸アルカリとホウ酸アルカリとは、それぞれ水溶性
およびアルカリ性水溶液可溶性の粉末を与え且つ上記し
た5in2: M2O: B2O3モル比を与える範囲
で任意のものが用いられる。たとえば、M2O/ 5i
n2モル比が0.38〜0.77のケイ酸アルカリと、
四ホウ酸アルカリとをB2O3/ 5in2モル比が1
: 0.03〜1 : 0.3 となるように組合
せればよい。アルカリ金属種としては、Naが好ましい
が、Kも用いることができる。またケイ酸アルカリとホ
ウ酸アルカリとは、粉末である範囲で水和水あるいは結
晶水の形で水分を含むものであってもよい。これら粉末
の粒径は、100μ以下であることが溶解の容易性のた
め好ましい。
およびアルカリ性水溶液可溶性の粉末を与え且つ上記し
た5in2: M2O: B2O3モル比を与える範囲
で任意のものが用いられる。たとえば、M2O/ 5i
n2モル比が0.38〜0.77のケイ酸アルカリと、
四ホウ酸アルカリとをB2O3/ 5in2モル比が1
: 0.03〜1 : 0.3 となるように組合
せればよい。アルカリ金属種としては、Naが好ましい
が、Kも用いることができる。またケイ酸アルカリとホ
ウ酸アルカリとは、粉末である範囲で水和水あるいは結
晶水の形で水分を含むものであってもよい。これら粉末
の粒径は、100μ以下であることが溶解の容易性のた
め好ましい。
次に結合媒質の第二の成分(ElとしてのボIJ IJ
ン酸ケイ素は、シリカ分がカチオンの形で縮合リン酸分
に結合している化合物であり、種々のリン酸塩の中でも
リン酸分の徐放性に特に優れたものとして知られている
(米国特許第4,018,616号明細書)。本発明で
は、このポリリン酸ケイ素を硬化剤成分として上記水溶
性ホウケイ酸アルカリ成分(A)と組合せて使用する。
ン酸ケイ素は、シリカ分がカチオンの形で縮合リン酸分
に結合している化合物であり、種々のリン酸塩の中でも
リン酸分の徐放性に特に優れたものとして知られている
(米国特許第4,018,616号明細書)。本発明で
は、このポリリン酸ケイ素を硬化剤成分として上記水溶
性ホウケイ酸アルカリ成分(A)と組合せて使用する。
より詳しくはこのポリリン酸ケイ素は、P2O,: S
iO□の9.、比で表わして1 : 1.8乃至1 :
3.6、特に1 : 2.0乃至1 : 3.3の範
囲のモル比を有することが望ましい。すなわち、リン酸
分(P2O3)のモル比が上記範囲よりも小さい場合に
は、所望とする水混和組成物の硬化性が得られず、機械
的強度の低い硬化物を与える傾向がある。また、このモ
ル比が上記範囲よりも大きい場合には、水混和組成物の
早期ゲル化や部分ゲル化が生じるようになる。
iO□の9.、比で表わして1 : 1.8乃至1 :
3.6、特に1 : 2.0乃至1 : 3.3の範
囲のモル比を有することが望ましい。すなわち、リン酸
分(P2O3)のモル比が上記範囲よりも小さい場合に
は、所望とする水混和組成物の硬化性が得られず、機械
的強度の低い硬化物を与える傾向がある。また、このモ
ル比が上記範囲よりも大きい場合には、水混和組成物の
早期ゲル化や部分ゲル化が生じるようになる。
このポリリン酸ケイ素は、早期ゲル化や部分ゲル化を防
止し、ホウケイ酸アルカリに作用して組成物を一様にし
かも強固に硬化させるためには、リン酸分の徐放性を有
することが重要である。この点に関して、本発明で使用
するポリリン酸ケイ素は、下記式 %式% で表わした初期溶出量(’b)が3ml以下、平均加水
分解速度定数(a)が0.015m1/分以上の値を有
することが好ましい(但し、上記式中、Yは、ポリリン
酸ケイ素1gを100部ユの純水中に攪拌下に分散せし
め、該分散液のpHを10.5に保つようにzo規定の
NaOH水溶液を徐々に注過したときの経過時間t(分
)における該NaOH水溶液の累積添加[(ml)を表
わし、上記式中a%bはY−tのプロットの結果、それ
ぞれ勾配およびY細切片として与えられる)。特に好ま
しい範囲は、bが2.5m1以下、aが0.2〜2.0
の範囲である。このような徐放性リン酸質硬化剤の製法
および特性の詳細も前述した米国特許第4,018,6
16号明細書に述べられている。
止し、ホウケイ酸アルカリに作用して組成物を一様にし
かも強固に硬化させるためには、リン酸分の徐放性を有
することが重要である。この点に関して、本発明で使用
するポリリン酸ケイ素は、下記式 %式% で表わした初期溶出量(’b)が3ml以下、平均加水
分解速度定数(a)が0.015m1/分以上の値を有
することが好ましい(但し、上記式中、Yは、ポリリン
酸ケイ素1gを100部ユの純水中に攪拌下に分散せし
め、該分散液のpHを10.5に保つようにzo規定の
NaOH水溶液を徐々に注過したときの経過時間t(分
)における該NaOH水溶液の累積添加[(ml)を表
わし、上記式中a%bはY−tのプロットの結果、それ
ぞれ勾配およびY細切片として与えられる)。特に好ま
しい範囲は、bが2.5m1以下、aが0.2〜2.0
の範囲である。このような徐放性リン酸質硬化剤の製法
および特性の詳細も前述した米国特許第4,018,6
16号明細書に述べられている。
次に、本発明では、結合媒質の第三成分(0)として、
ケイフッ化アルカリを用いることを重要な特徴とする。
ケイフッ化アルカリを用いることを重要な特徴とする。
このケイフッ化アルカリは、従来、ケイ酸アルカリ・バ
インダーの硬化剤として、それ自体は周知の物質である
が、本発明においては、水混和組成物の流動性を向上さ
せるために、このものを硬化助剤としてポリリン酸ケイ
素硬化剤との糺合せで使用する。すなわち、硬化剤とし
てケイフッ化アルカリとポリリン酸ケイ素とを組合せ使
用することにより、水との混和初期は勿論のこと、混和
後かなりの時間を経過したときにもその流動性を良好に
維持することが可能となり、炉内壁へのセラミック繊維
モジュールの接合のための塗布等の作業性を著しく向上
させ得る。より具体的には、本発明において、ケイフッ
化アルカリとしては、ケイフッ化ナトリウム(Na、、
5in6)、ケイフッ化カリウム(K2EliF6)等
が使用され、これらは一般に微細な粉末、特に粒径が6
0ミクロン以下の粉末の形で使用される。このケイフッ
化物はアルカリ塩の形であることも流動性改善の点で重
要であり、例えばケイフッ化バリウム等のアルカリ土類
金属塩を用いた場合には、むしろ水混和組成物としたと
きの流動性が著しく低下する傾向を示す。
インダーの硬化剤として、それ自体は周知の物質である
が、本発明においては、水混和組成物の流動性を向上さ
せるために、このものを硬化助剤としてポリリン酸ケイ
素硬化剤との糺合せで使用する。すなわち、硬化剤とし
てケイフッ化アルカリとポリリン酸ケイ素とを組合せ使
用することにより、水との混和初期は勿論のこと、混和
後かなりの時間を経過したときにもその流動性を良好に
維持することが可能となり、炉内壁へのセラミック繊維
モジュールの接合のための塗布等の作業性を著しく向上
させ得る。より具体的には、本発明において、ケイフッ
化アルカリとしては、ケイフッ化ナトリウム(Na、、
5in6)、ケイフッ化カリウム(K2EliF6)等
が使用され、これらは一般に微細な粉末、特に粒径が6
0ミクロン以下の粉末の形で使用される。このケイフッ
化物はアルカリ塩の形であることも流動性改善の点で重
要であり、例えばケイフッ化バリウム等のアルカリ土類
金属塩を用いた場合には、むしろ水混和組成物としたと
きの流動性が著しく低下する傾向を示す。
本発明の結合#、質においては、上記成分(A)〜(0
)を、110℃乾燥物を基憔と1−て、ホウケイ酸アル
カリ等(A) 35〜65係;ポリリン酸ケイ素(]3
)10〜25壬、特に12〜20係−ケイフッ化アルカ
リ(0)10〜45係、4?に20〜40チの割合で配
合することが好ましい。
)を、110℃乾燥物を基憔と1−て、ホウケイ酸アル
カリ等(A) 35〜65係;ポリリン酸ケイ素(]3
)10〜25壬、特に12〜20係−ケイフッ化アルカ
リ(0)10〜45係、4?に20〜40チの割合で配
合することが好ましい。
すなわち、ポリリン酸ケイ′素の膏が上記範囲よりも多
いと水混和組成物の流動性が低下する傾向があり、また
上記範囲よりも少いとこの組成物が固化しにくく、硬化
物の強度および耐酸性ならびに耐水性が低下する傾向が
ある。また、ケイフッ化アルカリ(0)の量が上記範囲
よりも少ないと水混和組成物の流動性が低下する傾向が
あ、す、一方上記範囲よりも多いと耐酸性ならびに耐水
性が低下し、硬化物の全草現象が生じる傾向がある。
いと水混和組成物の流動性が低下する傾向があり、また
上記範囲よりも少いとこの組成物が固化しにくく、硬化
物の強度および耐酸性ならびに耐水性が低下する傾向が
ある。また、ケイフッ化アルカリ(0)の量が上記範囲
よりも少ないと水混和組成物の流動性が低下する傾向が
あ、す、一方上記範囲よりも多いと耐酸性ならびに耐水
性が低下し、硬化物の全草現象が生じる傾向がある。
本発明の組成物は、前記した耐火物原料100部に対し
て、上記成分(ム)〜(0)よりなる結合媒質10〜1
00部を配合し7てなる。結合媒質が上記範囲よりも少
いと硬化物の強度および耐酸・耐水性が不足し、上記範
囲を超えて使用すると、組成物の硬化時および受熱時の
収縮が大となり、硬化物にキレンが発生したり、また耐
火度の低下も認められ好ましくない。
て、上記成分(ム)〜(0)よりなる結合媒質10〜1
00部を配合し7てなる。結合媒質が上記範囲よりも少
いと硬化物の強度および耐酸・耐水性が不足し、上記範
囲を超えて使用すると、組成物の硬化時および受熱時の
収縮が大となり、硬化物にキレンが発生したり、また耐
火度の低下も認められ好ましくない。
本発明の耐火組成物は、上装置−だ耐火物原料と′成分
(A)〜(0)よりなる結合媒質とがら基本的になる−
が、必要に応じて、これに、強度補強剤として例えば燐
酸アルミニウム、アルミン酸基、アルミナセメント等の
アルミニウム化合物;フェノール樹脂、尿素樹脂、メラ
ミン樹脂等の各種合成樹脂類を、耐火物原料100部に
対して20部程度まで配合することができるほか、ガラ
ス繊維等の無機繊維および/または麻、レーヨン、テト
ロン等の有機繊維を必要に応じて添加することができる
。
(A)〜(0)よりなる結合媒質とがら基本的になる−
が、必要に応じて、これに、強度補強剤として例えば燐
酸アルミニウム、アルミン酸基、アルミナセメント等の
アルミニウム化合物;フェノール樹脂、尿素樹脂、メラ
ミン樹脂等の各種合成樹脂類を、耐火物原料100部に
対して20部程度まで配合することができるほか、ガラ
ス繊維等の無機繊維および/または麻、レーヨン、テト
ロン等の有機繊維を必要に応じて添加することができる
。
本発明の組成物は、適量の水を添加することにより常温
硬化する性質を有する。水の配合号は、耐火物原料10
0部に対して10〜50部を加えるのが、得られる水混
和組成物の作業性ならびに硬化物の強度、耐酸性および
耐水性の点より好ましい。水の配合娼・が1θ部より少
ないときしま作業性が悪く、50部より多いと硬化物の
強度等が低下する。
硬化する性質を有する。水の配合号は、耐火物原料10
0部に対して10〜50部を加えるのが、得られる水混
和組成物の作業性ならびに硬化物の強度、耐酸性および
耐水性の点より好ましい。水の配合娼・が1θ部より少
ないときしま作業性が悪く、50部より多いと硬化物の
強度等が低下する。
上述したように本発明の組成物に水を加えて得た水混和
組成物は、常温硬化する性質を有するが、硬化後、更に
100℃以上で乾燥および熱処理を行うことにより、耐
酸・耐水性の一層改善された硬化物が得られる。
組成物は、常温硬化する性質を有するが、硬化後、更に
100℃以上で乾燥および熱処理を行うことにより、耐
酸・耐水性の一層改善された硬化物が得られる。
前述したように、本発明の耐火組成物は、酸化性ガス雰
囲気で使用される工業炉の内張用のセラミックファイバ
ー断熱用モジュールの取付に用いられる無機質酬火接着
剤として優わた適性を有するものであるが、これ以外に
もその優れた耐酸・耐水・耐火性ならびに作業性を利用
した無機質接着剤一般、あるいは壁塗材としても適して
おり、更には必要に応じて型成形して成形耐火材として
利用することも可能である。
囲気で使用される工業炉の内張用のセラミックファイバ
ー断熱用モジュールの取付に用いられる無機質酬火接着
剤として優わた適性を有するものであるが、これ以外に
もその優れた耐酸・耐水・耐火性ならびに作業性を利用
した無機質接着剤一般、あるいは壁塗材としても適して
おり、更には必要に応じて型成形して成形耐火材として
利用することも可能である。
以下、本発明を実施例により、更に具体的に説明する。
本参考例において、下記実施例で用いられた結合媒質に
ついて説明する。
ついて説明する。
以下の実施例においては、下記の通り結合媒質の成分に
対して、省略記号を用いる。
対して、省略記号を用いる。
EISB :水溶性ホウケイ酸アルカリまたは水溶性ケ
イ酸アルカリとアルカリ水溶液に 可溶なホウ酸アルカリとの組合せ粉末 (成分A) psp :ポリリン酸ケイ素の粉末(成分B)BAF
:ケイフッ化アルカリ(成分C)A) SSBの調製 原料となるケイ酸分としては、酸性白土を充分に酸処理
して、M造した潜在的に層構造を有する易反応性のシリ
カ粉末(水沢化学工業(株)製1ジルトンλ′1)を用
いた。このシリカ粉末(ジルトンA)の乾燥物基漁の主
成分は次の通りであった。
イ酸アルカリとアルカリ水溶液に 可溶なホウ酸アルカリとの組合せ粉末 (成分A) psp :ポリリン酸ケイ素の粉末(成分B)BAF
:ケイフッ化アルカリ(成分C)A) SSBの調製 原料となるケイ酸分としては、酸性白土を充分に酸処理
して、M造した潜在的に層構造を有する易反応性のシリ
カ粉末(水沢化学工業(株)製1ジルトンλ′1)を用
いた。このシリカ粉末(ジルトンA)の乾燥物基漁の主
成分は次の通りであった。
8102 92.5%、”i+032.68%、Fe2
0B 0.24チ、MgO0,13’]、OaOO,
13%、灼熱減肴3.38係。
0B 0.24チ、MgO0,13’]、OaOO,
13%、灼熱減肴3.38係。
該シリカ粉;11kgに水3 kgを加え、さらに市販
試薬の固型苛性ソーダ(NaOH)を0.6kg加え、
さらに市販試薬のホウ酸ソーダ(Na2B407・5H
20ン0 、2 kgを加え、全体を充分良く、均質に
攪拌すると発熱反応が起り、全体が若干不透明ではある
が液状体となった。この液状体をP布にてr別し、透明
な液状体とした後、該液状体を約60℃で濃縮乾固して
、粉末状の水可溶性ホウケイ酸ソーダ(SSB−1)を
調製した。ここに調製した5SB−1の分析組成は次の
通りであった。5iO759,2係、Na2032.6
係、B2O33,1チ。
試薬の固型苛性ソーダ(NaOH)を0.6kg加え、
さらに市販試薬のホウ酸ソーダ(Na2B407・5H
20ン0 、2 kgを加え、全体を充分良く、均質に
攪拌すると発熱反応が起り、全体が若干不透明ではある
が液状体となった。この液状体をP布にてr別し、透明
な液状体とした後、該液状体を約60℃で濃縮乾固して
、粉末状の水可溶性ホウケイ酸ソーダ(SSB−1)を
調製した。ここに調製した5SB−1の分析組成は次の
通りであった。5iO759,2係、Na2032.6
係、B2O33,1チ。
さらに上記と同様にして、但し、ホウ酸ソーダに代えて
ホウ酸カリ(K2B4O7・5H20)を用いて、88
13−2を調製した。その分析組成は次の通りであった
。8102 59.0 %、 NazO29,9%、
K2O2,5チ、B2032.9%。
ホウ酸カリ(K2B4O7・5H20)を用いて、88
13−2を調製した。その分析組成は次の通りであった
。8102 59.0 %、 NazO29,9%、
K2O2,5チ、B2032.9%。
B)WPの調製
粉末ポリリン酸ケイ素としては、2件の特許(特公昭4
6−40866号および特公昭46−42711号公@
)明細書記載の方法に準拠して下記に示す方法によりポ
リリン酸ケイ素2種PeF−1およびpsp −2を調
製し、これを用いた。
6−40866号および特公昭46−42711号公@
)明細書記載の方法に準拠して下記に示す方法によりポ
リリン酸ケイ素2種PeF−1およびpsp −2を調
製し、これを用いた。
B)−1PSP−1
市販工業用ケイ酸ソーダ(、TI83号品、Na209
.63 %、5in2’g8.9%、モル比51o2/
NazO−3,1)を選び、まず陽イオン交換樹脂を
用いて、部分脱ソーダを行った。上記ケイ酸ソーダのケ
イ酸分(sio2)濃変が0.25モル濃度になるよう
に稀釈後、陽イオン交換樹脂と接触せしめ、ケイ酸ソー
ダ溶液のpHが10.0になるようにソーダイオンを除
去した。回収したpH10,0のケイ酸ソーダ溶液の組
成は次の通りであった。8102172 g/ 100
ml、Na200.091g/100m1.5i02
/ Na2Oモ/l/比19.5゜このpH10,0
のケイ酸ソーダ溶液に、市販の工業用リン酸(JIS
1級85.0係 H3PO4、比重1.69 )を5i
n2/P2O5のモル比が2゜2になるように上記両者
を混合し、次いで全体を攪拌下に力0熱濃縮し、乾燥物
とした。ここに得た乾燥物を粉砕後、回転式キルンな用
いて、950℃で120分間焼成し、粉砕後、200メ
ツシユ篩にて分級して、ポリリン酸ケイ素粉末(psp
−t)を調製した。
.63 %、5in2’g8.9%、モル比51o2/
NazO−3,1)を選び、まず陽イオン交換樹脂を
用いて、部分脱ソーダを行った。上記ケイ酸ソーダのケ
イ酸分(sio2)濃変が0.25モル濃度になるよう
に稀釈後、陽イオン交換樹脂と接触せしめ、ケイ酸ソー
ダ溶液のpHが10.0になるようにソーダイオンを除
去した。回収したpH10,0のケイ酸ソーダ溶液の組
成は次の通りであった。8102172 g/ 100
ml、Na200.091g/100m1.5i02
/ Na2Oモ/l/比19.5゜このpH10,0
のケイ酸ソーダ溶液に、市販の工業用リン酸(JIS
1級85.0係 H3PO4、比重1.69 )を5i
n2/P2O5のモル比が2゜2になるように上記両者
を混合し、次いで全体を攪拌下に力0熱濃縮し、乾燥物
とした。ここに得た乾燥物を粉砕後、回転式キルンな用
いて、950℃で120分間焼成し、粉砕後、200メ
ツシユ篩にて分級して、ポリリン酸ケイ素粉末(psp
−t)を調製した。
B)−2PSP−2
A)の@%BB yg4製の原料に用いた易反応性シリ
カ粉末(ジルトンA)をケイ酸分原料とした。この易反
応性ケイ酸(ジルトンA)に、上記した市販の工業用リ
ン酸を用いて、5102/P2O5のモル比が3.0に
なるように両者を混合、攪拌しながら約0.5mm〜2
ml径の顆粒状に造粒し、回転式キルンを用いて、1
度250〜300℃で約3θ分間仮焼した後、引き続き
950℃で約3θ分間焼成し、次いでハンマー衝撃型粉
砕機(東京アトマイザ−@)製)にて粉砕し200メツ
シユ篩にて分級して、ポリリン酸ケイ素粉末(P61P
−2)を調製した。
カ粉末(ジルトンA)をケイ酸分原料とした。この易反
応性ケイ酸(ジルトンA)に、上記した市販の工業用リ
ン酸を用いて、5102/P2O5のモル比が3.0に
なるように両者を混合、攪拌しながら約0.5mm〜2
ml径の顆粒状に造粒し、回転式キルンを用いて、1
度250〜300℃で約3θ分間仮焼した後、引き続き
950℃で約3θ分間焼成し、次いでハンマー衝撃型粉
砕機(東京アトマイザ−@)製)にて粉砕し200メツ
シユ篩にて分級して、ポリリン酸ケイ素粉末(P61P
−2)を調製した。
上記調製されたポリリン酸ケイ素の物性値は次の通りで
あった。
あった。
PSP−1: 5102/P2O5モル比2.2、本文
に記載の通りの方法により求めたY=at+b式におけ
る平均加水分解定数(a)0.035初期加水分解景(
1:+l (ml) 1.5 。
に記載の通りの方法により求めたY=at+b式におけ
る平均加水分解定数(a)0.035初期加水分解景(
1:+l (ml) 1.5 。
PEIP−2: SiO2/P2Ol5モル比3.0、
平均加水分解定数(a)0.026、初期加水分解t(
b)(Ild)1.5゜ 0) 5AF SAFは市販試薬のケイフッ化ソーダ(SAP−1)な
らびにケイフッ化カリ(SAP’−2)をそのまま用い
た。
平均加水分解定数(a)0.026、初期加水分解t(
b)(Ild)1.5゜ 0) 5AF SAFは市販試薬のケイフッ化ソーダ(SAP−1)な
らびにケイフッ化カリ(SAP’−2)をそのまま用い
た。
上記、3成分を下記第1表に示す割合で配合して5種類
の呼合媒質(試料1−1〜1−5)を得た。
の呼合媒質(試料1−1〜1−5)を得た。
第1表
第1表に示した無機結合媒質(5種類)を、各々用いて
第2表に示す配合組成で各成分ミキサーにて混練し、得
られた水混和組成物を40 x 40 x 150胴の
金枠に流し込み成形した。常温硬化後説枠し、105℃
、U時間乾燥して作製した硬化物試料(1〜8)の特性
を従来品(試料9〜11)の特性とともに第2表に示す
。
第2表に示す配合組成で各成分ミキサーにて混練し、得
られた水混和組成物を40 x 40 x 150胴の
金枠に流し込み成形した。常温硬化後説枠し、105℃
、U時間乾燥して作製した硬化物試料(1〜8)の特性
を従来品(試料9〜11)の特性とともに第2表に示す
。
尚、耐水テストは、硬化物試料を15℃の冷水および8
0℃の温水に24時間浸漬し、その後曲げ強度を測定し
、浸漬前の値と比較した。また、耐酸テストは、硬化物
試料を0.2モル濃度硫酸水溶液に24時間浸漬し、浸
漬後の曲げ強度を測定した。
0℃の温水に24時間浸漬し、その後曲げ強度を測定し
、浸漬前の値と比較した。また、耐酸テストは、硬化物
試料を0.2モル濃度硫酸水溶液に24時間浸漬し、浸
漬後の曲げ強度を測定した。
第2表より本発明品は耐水性および耐硫酸性に優れ浸漬
による強度低下を殆んど示さない。一方従来品は耐水、
耐硫酸性に劣り、24時間浸漬により曲げ強度が大巾に
低下することがわかる。
による強度低下を殆んど示さない。一方従来品は耐水、
耐硫酸性に劣り、24時間浸漬により曲げ強度が大巾に
低下することがわかる。
次に第3表に示す配合組成で各成分をミキサーにて混練
し、得られた水混和組成物を40 x 40 X 15
0■の金枠に流し込み成形した。常温硬化後、硬化物を
脱枠し、105℃で24時間乾燥して作製した硬化物試
料の特性を従来品と比較し、その結果を第3表に示した
。第3表より本発明品の硬化物試料は耐水性、耐硫酸性
、耐弗酸性にすぐれ、浸漬による強度低下が少ない。
し、得られた水混和組成物を40 x 40 X 15
0■の金枠に流し込み成形した。常温硬化後、硬化物を
脱枠し、105℃で24時間乾燥して作製した硬化物試
料の特性を従来品と比較し、その結果を第3表に示した
。第3表より本発明品の硬化物試料は耐水性、耐硫酸性
、耐弗酸性にすぐれ、浸漬による強度低下が少ない。
一方従来品の硬化物試料は浸漬による強度低下が著しく
、特に弗酸の場合は崩壊現象を示すことがわかる。
、特に弗酸の場合は崩壊現象を示すことがわかる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、耐火物原料100重量部と、下記成分(ム)〜((
3)の組合せよりなる結合媒質10〜100重景部とか
らなることを特徴とする耐酸・耐水性耐火組成物。 (A) 水溶性ホウケイ酸アルカリ、または水溶性ケ
イ酸アルカリとアルカリ水溶液に可溶なボウ酸アルカリ
との組合せからなる水溶性ホウケイ酸アルカリ等飾物
35〜60重i%、(E) ポリリン酸ケイ素 10
〜25重量係、および(0) ケイフッ化アルカリ
10〜45重量係。 2、耐火物原料が、珪石質、ロウ石質、シャモット、ム
ライト、アルミナ質から選ばれた酸性または中性耐火物
原料である特許請求の範囲第1項?!1llA載の組成
物。 3、成分(A)17)、5in2: M2O: B20
3(式中、Mは7/l/カリ金属を表わす)のモル比が
1 : 0.55〜0.80 : 0.03〜0.3で
ある特許請求の範囲第1項または第2項記載の組成物。 4、ポリリン酸ケイ素(El中のP2O5: SiO□
モル比が1 : 1.8〜3.6である特許請求の範囲
第1項ないし第3項のいずれかに記載の組成物。 5、ポ131Jン酸ケイ素(Elが、下記式%式% で表わした初期溶出1(1))が3ml以下、平均加水
分解速度定数(IL)が0.015m1Z分以上(但し
、上記式中、Yは、ポリリン酸ケイ素1gを100m1
の純水中に攪拌下に分散せしめ、該分散液のpgを10
.5に保つように”Ao規定のNaOH水溶液を徐々に
注過したときの経過時間t(分)における該NaOH水
溶液の累積添加量(ml)を表わし、上記式はY−tの
プロットの結果とシて与えられる)の値を有する特許請
求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記載の組成物
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57214248A JPS59107960A (ja) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | 耐酸・耐水性耐火組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57214248A JPS59107960A (ja) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | 耐酸・耐水性耐火組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59107960A true JPS59107960A (ja) | 1984-06-22 |
JPS6154743B2 JPS6154743B2 (ja) | 1986-11-25 |
Family
ID=16652620
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57214248A Granted JPS59107960A (ja) | 1982-12-07 | 1982-12-07 | 耐酸・耐水性耐火組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59107960A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61266363A (ja) * | 1985-05-21 | 1986-11-26 | 品川白煉瓦株式会社 | 湿潤状吹付用耐火物及びその吹付方法 |
EP0922684A3 (en) * | 1997-12-05 | 1999-08-04 | Kawasaki Steel Corporation | Repairing material for bricks of carbonizing chamber in coke oven and repairing method |
US6416572B1 (en) * | 1999-12-02 | 2002-07-09 | Foseco International Limited | Binder compositions for bonding particulate material |
-
1982
- 1982-12-07 JP JP57214248A patent/JPS59107960A/ja active Granted
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61266363A (ja) * | 1985-05-21 | 1986-11-26 | 品川白煉瓦株式会社 | 湿潤状吹付用耐火物及びその吹付方法 |
EP0922684A3 (en) * | 1997-12-05 | 1999-08-04 | Kawasaki Steel Corporation | Repairing material for bricks of carbonizing chamber in coke oven and repairing method |
US6416572B1 (en) * | 1999-12-02 | 2002-07-09 | Foseco International Limited | Binder compositions for bonding particulate material |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6154743B2 (ja) | 1986-11-25 |
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