[其他]水玻璃用的硬化剂

说明书

本发明是有关硅酸钠、硅酸钾等的溶液，即所谓水玻璃硬化剂的物质。

由于水玻璃制造简单、价格便宜而且无毒性，所以历来就是作为接合剂被广泛地应用于粘合剂和涂料等。

可是，由于水玻璃在风干硬化时其组成成分硅酸钾本身就是水溶性的材料，所以其硬化体有耐水性差的缺点。因此通常都使用氟硅化物、缩合磷酸铝、醋酸酯等各种硬化剂来改良其硬化性的耐水性，但目前实际上还未能获得满意的效果。

例如使用从所周知的氟硅化物作为硬化剂的时候，虽然对于耐水性等能够有某种程度的良好效果，可是和水玻璃混合后到凝结的时间调节即所谓的凝经时间的调节很困难，而且有在硬化体中生成氟化碱等有害物质的缺点，还有缩合磷酸铝在耐水性、凝固时间等方面虽显示出较好的物性，而在制造时则要采用特别的方法，相当麻烦而且价格高昂。不论那一种作为硬化剂使用都各有优点和缺点，目前还未有较理想的固化剂。

为此，本发明的几位发明人旨在解决这些问题而进行了种种研究，结果发现了以磷酸铝玻璃粉末作为水玻璃用的硬化剂有着良好的物性，关于此，已申请了专利（1983-178318）。也就是从Al₂O₃-P₂O₅系列制成的玻璃粉末及经过表面处理的磷酸铝玻璃粉末作为水玻璃的硬化剂显示出良好的物性。

但是在该系列里还存在着一些不足之处，就是对作为硬化剂的物性而言，没有多大问题的玻璃制造却需要1400℃以上的高温，在要求对其进行良良的同时，由于考虑到用Al₂O₃-P₂O₅系列以外组成的玻璃也能够制成水玻璃用的良好的硬化剂，因而进一步进行研究之后才发现了用各种组成的磷酸盐玻璃粉末来作为水玻璃的硬化剂时显示出良好的物性。另外，进一步让这些磷酸盐玻璃粉末和磷酸离子反应，形成不溶性或难溶性的盐类物质的溶液，例如用氢氧化钙水溶液处理之后的物质作为水玻璃用的硬化剂，发现了可以很容易地对凝固时间进行调节。

还有，所谓磷酸盐玻璃，本说明书所指的是含有作为形成玻璃的氧化物P₂O₅的玻璃在这种磷酸盐玻璃中，磷酸实际上是以（PO₄）^3-离子四面体的形状成为玻璃构造中的网状构成单位，一般在包围P原子的4个氧原子中只有一个是作为非交联氧原子而存在着的。为此，磷酸盐玻璃一般也比硅酸盐玻璃构成更开放性的网状结构，所以化学的耐久性比较差，也不过是只有一部分组成成的磷酸盐玻璃被用于特殊的用途而已。然而，本发明则考虑到如果把这种磷酸盐玻璃的化学的耐久性差以及在碱性溶液中易被腐蚀的性质反过来加以利用的话，可以制成碱性溶液即水玻璃用的良好硬化剂，就它的可能性进行了种种研究的结果于是发现了用磷酸盐玻璃粉末可以制成水玻璃用的良好硬化剂。作为本发明的水玻璃用的硬化剂所采用的磷酸盐玻璃，各种组成之物质是有效的，其组成虽没有特别限制，但是一般来说，常温硬化型的硬化剂，含有P₂O₅为50%以上的重量比是良好的。P₂O₅含量更少时，虽然根据硬化剂的使用量而各有不同，但是，一般硬化需要较长时间的组成物质就会变多，为了在短时间内让其硬化，有时都必须给予某种程度的加热。总之由于通过采用磷酸盐玻璃作为水玻璃用的硬化剂可以很容易地得具有种种硬化性的物质，所以就可以根据使用目的而分别使用。但是，虽说磷酸盐玻璃粉末可以制成水玻璃的硬化剂，而所得到的硬化体的物性，特别是为了获得较好的历来所指出的硬化体的耐水性，更希望在磷酸盐玻璃中含有使由玻璃生成的硅胶的溶解性降低的成份，如Al₂O₃、CaO等。另外，在制造磷酸盐玻璃的时候，能在尽量低温下制造的组成物是理想的。

从这样的观点看来，作为可以比较简单地制造的磷酸盐玻璃组成物，可以考虑例如在三种成份系列里含有CaO-Al₂O₃-P₂O₅、ZnO-Al₂O₃-P₂O₅系列等多数的组成物，但下面以CaO-Al₂O₃-P₂O₅系列为例就本发明的硬化剂加以说明。