JPS6065761A - 耐火性組成物 - Google Patents

耐火性組成物

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JPS6065761A JP58173358A JP17335883A JPS6065761A JP S6065761 A JPS6065761 A JP S6065761A JP 58173358 A JP58173358 A JP 58173358A JP 17335883 A JP17335883 A JP 17335883A JP S6065761 A JPS6065761 A JP S6065761A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐火性組成物、殊に塩基性旧材を使用した耐火
性組成物に関する。
耐火物分野に於ける結合剤の歴史は古く、水ガラス、シ
リカゾル、アルミナゾル、塩基性塩化アルミニウム、ア
ルミナセメン+−1各mりん酸塩等多くの結合剤が開発
され、実用に供されている。
これらのうち水ガラスはアルカリ金属を含有し、高温に
於ける結合強度の低下が見られ、シリカゾル、アルミナ
ゾルは特殊な分野には使用されるものの、一般的に低1
π温全領域に亘り結合強度が不足である。
また、塩基性塩化アルミニウムは、優れたa合剤ではあ
るが、高温時に塩素ガスを発生し、作業上好ましくなく
、アルミナセメントは、中酸性骨材に使用するとぎはか
なりの使用量を必要とし、その結果成形物はカルシウム
を多含することとなり、低融点物質が生成する。りん酸
塩について云えば、この結合剤は近年開発された強度的
にも優れた結合剤であるが、例えば、取鍋等の炉壁とし
て使用するときはりん酸成分が溶湯に不純物として混入
する等の問題が顕在している。
即ち、いずれの結合剤にも一長一短があり、被結合物あ
るいは用途の厳格な選択を余儀なくされ、あるものは結
合剤の安定性、作業性等にもかなりの考慮を払わねばな
らない。
更に、マグネシアクリンカ−等の塩基性骨材に関しては
、これの耐火性が非常に優れているにもかかわらず、従
来よりこれを使用するに際して適当な結合剤が見出され
ていなかった。
かかる現状に鑑み、本発明者らは研究を重ね塩基性乳酸
アルミニウムが優れた結合剤であることを見い出したが
(特願昭56’−161867)、結合剤と骨相を混合
し成形乾燥を行なう際に成形体が収縮を起こし、更には
微細なりラックが発生することが判明した。
そこでかかる問題を解決すべく本発明者らは更に研究を
進めた結果、塩基性乳酸アルミニウムとポリエチレング
リコールとを併用すれば耐火物成形後硬化時の成形体の
収縮及び乾燥時の微細クランクの発生を防止し得ること
及び塩基性骨材の水和防止による昇温時の爆裂抑制効果
が得られることを見い出し、更には塩基性乳酸アルミニ
ウムとポリエチレングリコールとアルカノールアミンと
を併用することにより、又は塩基性乳酸アルミニウムと
ポリエチレングリコ−/しと芳香族カルボン酸とを併用
することにより、一段とこれらの効果が発揮されること
を見い出し、本発明を完成した。
尚、本発明に使用する塩基性乳酸アルミニウムはAll
ow/乳酸(モル比) 0.2〜2.0 (1)組成を
有するものであり、その製法については特願昭56−1
61867に記載の々1」(水可濱性アルミニウム塩と
アルカリ金属あるいはアンモニウムの炭酸塩、重炭酸塩
等を反応させ、またはアルミン酸アルカリと炭酸ガスと
を反応させ生成沈殿するアルミナ水和物を乳酸に溶解す
ることにより製造することができる。 また上記炭酸塩
に代えて水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウムを使用
することもできる。
更にまた、硫酸アルミニウムと乳酸または乳酔アルミニ
ウムの混合溶液にカルシウA 化合物バリウム化合物等
の水不溶性硫酸塩を形成する化合物を添加することによ
っても製造することがてきる。
この塩基性乳酸アルミニウムは、使用に際してこれを溶
液として使用することもてきるし、また乾燥して粉末と
して使用することもてきる。
本発明はかかる組成の塩基性乳酸アルミニウムミニウエ
チレングリコールとを使用するか、または、塩基性乳酸
アルミニウムとポリエチレングリコールとアルカノール
アミン、マたは、塩基性乳酸アルミニウムとポリエチレ
ンクリコールと芳香族カルボン酸を使用するものである
が、本発明に使用するポリエチレングリコールは、その
平均分子量が200〜20000のものを使用する。
また、本発明に使用するアルカノールアミンとしては、
モノエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジェタ
ノールアミン、エチレンジアミン等を挙げることができ
、効果の点からしてモノエタノールアミンの使用が最も
望ましい。
更に芳香族カルボン酸としては、安息香酸、サリチル酸
、7−/I/ホサリチル酸、アミノ安息香酸等を挙げる
ことができ、効果の点がらしてサリチル酸の使用が最も
望ましい。
これらの使用割合に関して云えば、使用する塩基性乳酸
アルミニウムの塩基度、前掲の化合物の種類、被結合物
の種類、用途等により異なるが、先ず塩基性乳酸アルミ
ニウムとポリエチレングリコールとの使用の場合に於て
は、ポリエチレンクリコールの使用割合は、大略塩基性
乳酸アルミニウムのA40+に対してろ0−350重量
%が望ましい。
更にこの塩基性乳酸アルミニウムとポリエチレングリコ
ールの使用に1際してこれにアルカノールアミン又は芳
香族カルボン酸を併用することにより本発明で云う効果
は更に発揮される。
その使用割合については、塩基性乳酸アルミニウムトポ
リエチレングリコールトアルヵノールアミンとの使用の
場合には、ポリエチレングリコールは大略塩基性乳酸ア
ルミニウムのAI+oIに対してso〜35071i 
量%アルカノールアミンは大略塩基性乳酸アルミニウム
のAl r03に対して10〜200重景%が望重量い
t タ、塩LI=性乳酸アルミニウムとポリエチレング
リコールと芳香族−カルボン酸との使用の場合には、そ
の使用割合はポリエチレングリコールが大略塩基性乳酸
アルミニウムのAJ、O,に苅して、30〜350重量
%、芳香族カルボン酸が大略塩基性乳酸アルミニウムの
AI!、0.に苅して10〜200重景%が望重量い。
これらの使用割合の範囲は、下限以下では塩基性乳酸ア
ルミニウム単味の使用に比べて、成形体の収縮及び微細
クランクの発生防止効果、更には塩基性骨材の水利抑制
による昇温時の爆裂抑制効果を大きく期待することがで
きず、また上限を上廻るとその使用割合が多きに過ぎ、
成形物を焼結した際に結合強度が低下する問題を生じる
また、ポリエチレングリコールは、その平均分子量が2
00〜20000の範囲のものを使用するが、ここで平
均分子量が200〜20000とする理由は、ポリエチ
レングリコールの使用割合がその分子量に依存すること
に関係する。
すなわち、分子量が低分子量となる程概ねその使用割合
が多くなるが、平均分子量が200より下限である場合
には、その使用割合を多くしてもほとんど前記の効果を
期待することがてぎない。
また、平均分子量が20000を虫廻ると、塩性が悪く
なる等の問題を生じ、充分な均一混合物が得られないこ
とにより、結果として結合強度が低下する問題を生じる
本発明では、これらの化合物の塩基性乳酸アルミニウム
との組合せ使用により、成形体の硬化時に成形体の収縮
、微細クラックの発生を防止し、更には塩基性骨材の水
和抑制による昇温時の爆裂抑制効果を発揮し、延いては
耐火組成物として優れた結合強度を発揮することを見い
出したが、他の化合物としてグリセリン、トリエチレン
グリコール、テンプン、PvP1ヒロリドン、シリコー
ン、コーンヌクーチ、等については、本発明に記載する
成形体の収縮、微細クラックの発生防止効果は全く見い
出されなかった。
尚、本発明の実施に際しては本発明品とシリカゾル、リ
ン酸アルミニウム、アルミナセメントまた結合強度を更
に大ぎくする為に活性の水酸化アルミニウム等を併用し
てもよい。
以下に本発明の実施例を挙げて更に説明するが本発明は
これに限定されるものではない。
また、本発明実施例は、主に塩基性骨材の場合について
述べているが、本発明の技術的内容からしてロウ石、ジ
ルコンフラワー、ケイ砂等の酸性骨材、中酸性骨材につ
いても使用しうろことはもちろんである。
尚、本実施例は特にことわらない限り、%は全て重量%
を示す。
実施例1 第1表 Aム0./乳酸(モル比)033、A40s I 9.
2%の塩基性乳酸アルミニウム粉末40部にポリエチレ
ングリコ−/l/(平均分子量2000 )粉末10部
、更に水75部を加え溶解さぜた。 これを上記第1表
に示す塩基性骨材+ 00 f1部に加え混練した。
また比較のために前記組成の塩基性乳酸アルミニウム粉
末40部にトリエチレングリコール溶液10部、更に水
64部を加え溶解させた。
これを上記第1表に示す塩基性骨41’ + 000部
に加え混練した。
これらを各44oxaox+6osの金型に流し込み、
10時間後脱型し、得られた成型体を110°Cで24
時間乾燥した。
乾燥後の成型体の表面状態及び線収縮率を測定した後、
曲げ強度測定試験機で曲げ強度を測定した。 また10
00℃で2時間焼成後の冷間曲げ強度の測定を行なった
。 結果を第2表に示す。
第2表 実施例2 Al 1017乳酸(モル比)06、AlroI+ o
、o%塩基性乳酸アルミニウム溶液100部に ポリエ
チレングリコ−)v (平均分子Ji7500)粉末2
0部を溶解し、前記第1表に示す塩基性骨材1000部
に加え混練した。
また比較のために前記組成の塩基性乳酸アルミニウム溶
液100部にポリエチレングリコール(平均分子tL7
500 )粉末2部、また別にポリエチレングリコ−1
v(平均分子量7500)粉末40部を各々加え溶解し
、前記第1表に示した塩基性骨材の1000部に各々加
え混練した。
尚、ポリエチレングリコール40部を乳酸アルグリコー
ルは完全に溶解せず溶液はスラリー状態であった。
これらを各々40 X 40 X l/)Oへの金型に
流し込み、10時間後に脱型し、得られた成型体を+ 
10 ’Cで24時間乾燥した。乾燥体の線収縮率を測
定したのち800°Cの冷間曲げ強度及び1200℃の
熱間曲げ強度の測定を行なっt:。
結果を第6表に示す。
第6表 実施例6 第4表 Al1O3/乳酸(モル比)0.40、hl、or 2
7.0%の塩基性乳酸アルミニウム粉末50部にポリエ
チレングリコール(平均分子量5ooo)粉末10部更
に水66部を加え溶解させた。 別に前記組成の乳酸ア
ルミニウム粉末50部にポリエチレングリコ−)v (
平均分子量20000)粉末10部更に水66部を加え
溶解させた。 更に別に前記組成の乳酸アルミニウム粉
末50部にポリエチレングリコ−lしく平均分子量40
0)溶液10部、更に水55部を加え溶解させた。
これらを第4表に示す塩基性骨材1000部に加え混疎
し、各AdQX40X+60%の金型に流し込み、24
時間後に脱型し、得られた成型体を110℃で24時間
乾燥後、その曲げ強度、線収縮率を測定し、表面状態を
観察した。 結果を第5表に示す。
第5表 実施例4 実施例1で使用した塩基性乳酸アルミニウム粉末40部
にポリエチレングリコ−)V (平均分子量2ooo)
i末1o部、更にモノエタノールアミン5部と水70部
を加え溶解させた。
またこれと同様に前記モノエタノールアミンの代りにト
リエタノ〜ルアミン5部を使用した場合についても行な
った0 また比較のために前記と同組成の塩基性乳酸アノL/ミ
ニウム粉末4O部にグリセリン10部、更に水60部及
び同組成の塩基性乳酸アルミニウム粉末40部に7%デ
ンプン溶液80部を加え各々酵解混合した。
これらを第1表に示した塩基性骨相1000部に加え混
練し、各々40X40X160%の金型に流し込み、2
4時間後に脱型し、得られた成型体を110℃で乾燥さ
せた。 乾燥体の曲げ強度、線収縮率を測定し、表面状
態を観察した。
結果を第6表に示す。
第6表 実施例す の塩基性乳酸アIレミニウム粉末60部にポリエチレン
グリコール(平均分子量+000) 粉;17部、水6
5部を加身溶解させた。 また別に、前記組成の塩基性
乳酸アルミニウム粉末60部にポリエチレングリコ−7
しく平均分子量+000)粉末17部、サリチル酸2部
、水65部を溶解したもの、また、同塩基性乳酸アルミ
ニウム粉末50部にポリエチレングリコ−/l/ (平
均分子量+000)粉末17部、安息香酸2部、水65
部を溶解したもの、更には四塩基性乳酸アルミニウム粉
末30部にポリエチレングリコール(平均分子量+00
0)粉末17部、モノエタノールアミン10部、水57
部を溶解したものを調製した。
これらを各々第4表に示した塩基性骨相1000部に加
え混練し、40X40XI60%の金型シこ流し込み、
24時間後に脱型した。 これを乾燥後、乾燥体の線収
縮率を1l11定し、次いて500℃で2時間焼成後の
冷間曲げ強度の測定を行なまた、別に硬化時間を指圧−
により確認測定しこれらを乾燥を行なわずに500°C
L:r)電気炉に入れ、曝裂の有無を調べた。
結果を第7表に示す。
第7表 乾燥体の線収縮率は第7表に艷られるように、サリチル
酸、安息香酸、モノエタノールアミンを加えることによ
り小さくなる。
特に、混練後、金枠に流しこみ放映化しはしめる6時間
後ぐらいからの養成時にポリエチレングリコールと塩基
性乳酸アルミニウムだけでは、少し収縮が見られるが、
これらに−リ1ノチル酸マタ+;t 安息tr 酸また
はモノエタノールアミンを加えると養成時の収縮がほと
んと見らitな力為った。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)塩基性乳酸アルミニウムとポリエチレングリコー
    ルとを含有してなる耐火性組成物。 (2) ポリエチレングリコールの使用割合が塩基性乳
    酸アルミニウムのAlrOIに対して60〜350重量
    %である特許請求の範囲第1項記載の耐火性組成物。 (3) ポリエチレングリコールの平均分子量が200
    〜20000である特許請求の範囲第1項記載の耐火性
    組成物。 (4)塩基性乳酸アルミニウムとポリエチレングリコー
    ルとアルカノールアミンとヲ含有シテなる耐火性組成物
    。 (5) ポリエチレングリコールの使用割合が塩基性乳
    酸アルミニウムのAI!、OIに苅してろ0〜350重
    量%である特許請求の範囲第4項記密ンの面逢Ik性元
    日Iン躬ノ1− (6) アルカノールアミンの使用割合が塩基性乳酸ア
    ルミニウムのAlro、に対して10〜200重量%で
    ある特許請求の範囲第4項記載の耐火性組成物。 (7) アルカノールアミンがモノエタノールアミンで
    ある特許請求の範囲第4項記載の耐火性組成物。 (8) ポリエチレングリコールの平均分子量が200
    −@0000である特許請求の範囲第4項記載の耐火性
    組成物。 1+l 塩基1’l乳酸アルミニウムとポリエチレング
    リコールと芳香族カルボン酸とを含有してなる耐火性組
    成物。 [10) ポリエチレングリコールの使用割合が塩基性
    乳酸アルミニウムのAIrOIに対して 50〜350
    重量%である特許請求の範囲第91追記載の耐火性組成
    物。 (11)芳香族カルボン酸の使用割合が塩基性乳酸アル
    ミニウムのAJ、0.に対して10〜200重量%であ
    る特許請求の範囲第9項記載の耐火性組成物。 (12)芳香族カルボン酸がサリチル酸である特許請求
    の範囲第9項記載の耐火性組成物。 (13) ポリエチレングリコールの平均分子量が20
    0〜20000である特許請求の範囲第9項記載の耐火
    性組成物。
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US06/640,458 US4699661A (en) 1983-09-19 1984-08-13 Refractory composition
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JPS6350301B2 JPS6350301B2 (ja) 1988-10-07

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