本发明涉及阻燃性化学地板材料以及化学地板用水性保护涂层剂，该阻燃性化学地板材料以难以引入现有溶剂类保护涂层剂的设施为着眼点，能够在其他较多设施的地板上以通常方式引入涂层。
背景技术：
当前，各种商业设施、公共设施等较多的设施中起初使用氯乙烯类的化学地板材料，为了保护该地板面并保持美观，通常使用下述方法进行维护：定期在地板面上涂覆地板亮光剂(下面，称为地板蜡)从而进行维护。该地板蜡是较为廉价、水溶性的商品，易于处理并具有丰富的种类，因此，到目前为止，根据市面上出售的商品，可广泛普及到用于专业人员。但是，另一方面，有时由于材质柔软而耐久性较差，在步行条件下光泽容易脱落，由于黄砂、砂土、油、碳酸、碱等各种污染物导致污浊、变黑，由于经年老化引起变黄现象。因此，需要频繁使用地板蜡进行地板维护，需要定期进行剥离作业，需要将该剥离废液作为产业废弃物进行处理，该剥离剂为强碱性，因此，需要在处理中充分注意。因此，其结果，基本不进行剥离作业，难以使用地板蜡持续保持美观。
另一方面，作为取代其的新维护方法，使用紫外线照射型涂层剂(下面称为UV层)的维护方法、树脂强化型涂层剂等受到瞩目，这些可以在一定程度上改善作为地板蜡问题的光泽维持性、发黑，但是，由于毕竟还是树脂类涂层剂，因此，难以维持长期的光泽以及长期的美观。另外，UV涂层剂必须通过UV照射装置进行几秒到几分钟程度的UV照射使其固化，因此，为了不直接照射紫外线，必须穿戴保护用具进行作业，该工序费时费力，因此，作为现状几乎无法引入到大型店铺等中。并且，硬度为4H～6H，硬度较低，因此，引入到步行条件、污染度要求较为宽松的场所例如医院、养老设施、公共设施、写字楼等并不存在问题，但是，难以用于步行条件、污染度要求较为严格的场所例如超市、各种商用设施、饮食店、便利店等。
因此，如现有专利文献1所示，化学地板保护用挠性常温固化型无机涂层剂的无机类保护涂层系统作为新的维护系统受到瞩目，至今用于各种设施。特别是其特点是有很多引入到UV层难以使用的步行条件、污染度要求较为严格的场所例如超市、各种商用设施、便利店、各种饮食店等中的实绩。另外，该方法与UV层不同，存在以下特征：施工时无需进行特殊处理，能够与通常的地板蜡方法同样地使用市面上出售的拖布进行涂覆，施工后大约15～20分钟，通过手指接触确认干燥，作业性优异，并且，如上所述，无需特殊装置，易于引入，能够以低廉的成本进行施工。对于其材料，主要是烷氧基硅烷与胶体二氧化硅组合而成的涂层剂，具有下述多种优点：能够通过与地板蜡同样的施工方法得到80～85的高光泽，光泽长期维持性优异，因此，能够通过每年几次～几年一次的维护进行管理，并且，一旦进行施工则无需进行剥离，因此，不存在繁琐的剥离作业，其结果，无需废液处理等，有利于环境等。因此，作为现状，不仅是超市、各种商业设施、各种饮食店、便利店，还积极引入到医院、养老设施、公共设施、写字楼等用途。并且，作为新的维护系统受到瞩目，今后，属于市场扩大备受期待的维护系统。
但是，现有专利文献1中，作为事实，这种地板用保护涂层剂存在以下问题。
主要成分由硅烷、二氧化硅等构成，其原料使用了危险物第四类第一石油类的硅烷，使用了醇类的胶体二氧化硅，并且作为溶剂使用醇等，被点燃的危险性较高，处理时，为了不引起火灾，在安全性方面需要充分注意使用。另外，由于是消防法所规定的危险物，处理、保管、运输方法等受到法律限制，需要严格遵守。并且，添加的醇等是挥发性有机溶剂，有时会对人体造成危害。因此，作业时，需要具备有机溶剂作业主任资格，需要根据劳动安全卫生法进行处理，并且，使用者需要穿戴保护用具。因此，通常是不适合用于大众环境设施的涂层剂。
另外，现有地板用涂层剂是溶剂类的涂层剂，因此，作为技术问题，皮膜的绝缘电阻值较高，抗静电性成为问题。特别是需要注意可产生静电问题的地板材料、空气易干燥的冬季场所的施工。另外，作为现有地板用涂层剂的问题，反应速度过快易于产生内部应变，因此，有时会在涂膜上产生白化现象(细微裂纹引起的现象)、裂纹等。特别是在水性涂层剂的情况下，硅烷反应所需的水量较多，因此，担心产生比溶剂类涂层剂更严重的白化现象、裂纹。作为其他问题，重涂时的层间密接有时不稳定，因此，重涂时必须进行可提高层间密接性的表面粗糙处理。如果遗漏，则会引起层间密接不良，产生损伤、裂纹、剥落等。
另外，在专利文献2中，“权利要求3”中记载了：“一种常温固化型无机涂层剂，由下述基本组成构成：相对于100重量比的作为主要成分的硅酮、硅氧烷、醇盐、硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸钠、硅酸锂中的一种或者两种以上，添加以下物质：A，5～50重量比的作为硬度赋予剂的从二氧化硅、二氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、二氧化钛溶胶中选出的一种或者两种以上；B，0.02～2重量比的作为结合剂的硅烷偶联剂；C，0.2～10重量比的作为内添固化促进催化剂的银、锡、锌、钛、磷酸、铝、氨中选出的一种或者两种以上；以及D，0～30重量比的作为稀释剂的从甲醇、乙醇、异丙醇、乙酸乙酯中选出的一种或者两种以上，在“权利要求1”中记载了其膜特性为“硬度为铅笔硬度的8H以上，光泽为60％以上”，在“权利要求2”中记载了“涂覆后无需热处理，在90分钟以内通过指触确认干燥，涂膜后的光泽为60％以上的状态”。
但是，专利文献2中与上述同样使用了危险物第四类第一石油类的硅烷、醇分散型二氧化硅溶胶，作为稀释溶剂使用醇等，因此，如果存在火源，则被点燃的危险性较高。由此，存在被点燃的危险性、处理、保管、运输等法律限制、溶剂等挥发成分对人体有害等问题。
另外，由于是溶剂类的涂层剂，并未规定涂膜的抗静电性，带电电阻值也不充分，还存在现场产生静电的问题。另外，溶剂类的涂层剂基本上硅烷的反应速度较快，因此，会过度促进表层部的固化，容易与内部产生硬度差，因此，有时由于皮膜的内部应变引起白化现象、裂纹等。并且，随着涂层固化，则会使层间密接不稳定，如果不适当进行面部粗糙化处理就会导致层间密接不良，产生损伤、裂纹、剥落等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4957926号公报
专利文献2：日本特开2006-307124号公报
技术实现要素：
本发明为了解决这些问题，涉及开发硅烷的着火点为80℃以上而完全不包含醇等可燃性溶剂，即使存在火源也不存在被点燃的危险性的阻燃性化学地板材料及其水性保护涂层剂，提供能够同时解决被点燃的危险性、处理、保管、运输等法律限制、溶剂等挥发成分对人体有害等当前成为问题的安全方面问题的阻燃性化学地板材料及其水性保护涂层剂。
并且，作为涂层剂，其目的在于，针对现有溶剂类的涂层剂的问题，改善抗静电性，抑制涂层剂固化时内部应变导致的白化现象、裂纹，并且改善涂层彼此的层间密接。特别是水性涂层剂在硅烷反应中需要的水量较多，因此，需要比溶剂类涂层剂反应慢，抑制产生白化现象、裂纹等。因此，作为课题提供以上述内容为目的的阻燃性化学地板材料及其水性保护涂层剂。
本发明的第一方面提供阻燃性化学地板，涂覆有水性保护涂层剂，对于该水性保护涂层剂，着火点为80℃以上，即使存在火源也不会被点燃，作为稀释溶剂完全不包含可燃性的溶剂、醇等，在表面形成有光泽度80以上、硬度10H以上、滑动性在干式条件下为0.6以上、在湿式条件下为0.5以上的涂膜。
在本发明中，能够提供阻燃性化学地板材料，光泽度为80以上，铅笔硬度为10H以上，滑动性在干式条件下为0.6以上，在湿式条件下为0.5以上，完全不包含可燃性的溶剂，同时改善被点燃的危险性、处理、保管、运输等法律限制、溶剂等挥发成分对人体有害等现有这种地砖的各种问题。着火点为80℃以上，优选100℃以上。对于涂膜，优选作为抗静电性的表面电阻值为1×107Ω～1×1010Ω，更优选0.9×1010Ω～1×1010Ω，进一步优选0.93×1010Ω～1×1010Ω。在本发明中，抗静电性最高为1×1010Ω左右。
本发明的第二发明提供阻燃性化学地板用水性保护涂层剂，在该涂层剂为100wt％的情况下，至少混合以下物质作为主要成分：20wt％～50wt％的聚有机硅氧烷，所述聚有机硅氧烷由烷氧基硅烷和硅烷偶联剂中的一种或者两种以上为三官能、二官能中的一种以上的烷氧基硅烷和硅烷偶联剂及它们的水解缩合物的混合物构成；30wt％～60wt％的平均粒径为5nm～25nm的胶体二氧化硅；以及0.2wt％～2.0wt％的作为催化剂的磷酸等酸类催化剂，作为稀释溶剂完全不包含可燃性的溶剂、醇等。
在本发明中，作为维护系统，可以同时解决下述多个问题：解决施工现场的火灾危险性以及消防法的危险物处理、保管、运输等法律限制，作为溶剂不使用醇，因此，解决有机溶剂作业主任资格、劳动安全法的法律限制，并且，解决醇等挥发成分对人体的有害性等问题。因此，具有下述众多优点：能够与通常地板蜡同样地处理使用，可安心安全地引入所有设施，不受到消防法、劳动安全法的限制，对人体无害等。因此，能够在各种场所通用引入涂层，能够与地板蜡同样地处理使用，因此，可期待作为划时代的维护系统进行扩大。
本发明的第三方面提供权利要求2所述的阻燃性化学地板用水性保护涂层剂，其中，对于所述烷氧基硅烷以及硅烷偶联剂，主体选定至少第四类第三石油类以上的物质，并且其中的一种是具有环氧官能团的硅烷偶联剂，在该涂层剂为100wt％的情况下，具有环氧官能团的硅烷偶联剂为5wt％～25wt％，胶体二氧化硅使用水溶性的胶体二氧化硅，将它们分散的稀释溶剂替换为水，水解所需的水的总量相对于烷氧基硅烷、硅烷偶联剂为50wt％～200wt％，进而添加磷酸等作为酸类催化剂，进行水解。
附图说明
图1是表示(表-3)的铅笔硬度试验与耐磨损试验的相关数据的曲线图。
具体实施方式
在本发明中，作为底漆材料的底涂层也使用完全不包含可燃物的水性底漆剂。对于顶涂层的反应固化型硅烷(烷氧基硅烷以及硅烷偶联剂)，可以从危险物第四类第一石油类的物质变更为危险性极低的第三石油类的硅烷。对于该硅烷，单体的着火点为120℃～130℃，两种液体混合后的着火点为100℃以上，因此，形成即使存在火源也完全不用担心会被点燃的涂层剂。因此，混合后的液体可作为消防法中危险物以外的液体使用。并且，不包含醇等溶剂，因此，当然可以提高安全性，另外，当前的溶剂等的挥发成分对人体有害，但是，将其与水制成溶剂则无害。因此，该涂层剂与现有的含有醇等的溶剂类涂层剂相比，可大幅提高消防法、劳动安全法中的安全性，几乎不受到法律限制，不存在对人体有害的问题。另一方面，即使形成的皮膜是水性保护涂层剂，也具有与上述专利的溶剂类物质等几乎同等的性能，涂膜的光泽度为80～90，硬度与11H～12H相当，因此，光泽维持性从半年到几年，无需进行剥离，因此无需废液处理，并且，滑动性、抗静电性、耐水性、耐酸性、耐碱性、耐化学品性、耐溶剂性等均具有与现有溶剂类涂层剂同等的性能。另外，在本发明中，烷氧基硅烷以及硅烷偶联剂主体选定第四类第三石油类以上的物质，但是，在涂层剂的干燥、固化性不稳定的情况下，只要能够维持权利要求1的着火点，可添加少量的第三石油类以下的硅烷。
并且，针对现有溶剂类涂层剂的抗静电性问题，不使用可燃性的溶剂，而将水性的胶体二氧化硅或水作为溶剂，如上所述，使用具有环氧官能团的硅烷偶联剂，在涂层的表层部形成硅烷醇基，从而改善抗静电性。另外，为了缓和涂层的内部应变，通过使用反应速度较慢的第三石油类的烷氧基硅烷、硅烷偶联剂，从而难以发生内部应变，不会引起白化现象、裂纹，形成涂膜。特别是在水性涂层剂的情况下，水解所需的水量较多，因此，难以克服该问题，但是，通过将水的总量设置为50wt％～200wt％，能够不产生白化现象(内部应变引起的细微裂纹)、裂纹而形成涂膜。作为使用方法，可以使该烷氧基硅烷以及硅烷偶联剂、水性胶体二氧化硅、稀释水以及酸类催化剂等在现场混合反应，进行使用。并且，对于涂层间的层间密接，现有方式是在重涂时进行面部粗糙处理，通过粘固效果得到高密接的状态，但是，通过将具有环氧官能团的硅烷偶联剂设置为5％～25％，无需进行面部粗糙处理就能够改善层间密接，得到良好的密接。
由此，可以提供阻燃性化学地板材料以及水性保护涂层剂，同时解决现有溶剂类保护涂层剂的下述问题：解决施工现场的火灾危险性以及消防法上的限制，或者大幅度改善对人体的有害性等，可安全安心地使用，并且，改善现有溶剂类的抗静电性问题，抑制干燥、固化时的内部应变导致的白化现象、裂纹，改善层间密接等。
(发明的作用)
本发明根据所需的涂膜特性，以烷氧基硅烷与硅烷偶联剂反应固化得到的硅酮树脂为基本构造，作为使硅酮树脂水性化的方法，列举通常的三大方法。一种是使用将低聚物或聚合物的硅酮树脂通过乳化剂强制乳化从而水分散的树脂的方法，另一种是使用对低聚物或聚合物给予亲水基团的自身乳化型的硅酮树脂的方法。上述方式均使用低聚物或者聚合物化的硅酮树脂，但是，即使使用这些树脂通常也无法得到高硬度的覆膜，另外，由于固化速度较慢，因此难以在常温下得到耐用的涂膜。另外，制成的膜以耐水性为基础，许多特性与现有溶剂类涂层相比较差。另一方面，在使用烷氧基硅烷、硅烷偶联剂的方法中，相反地反应速度较快，固化后能够得到高硬度的覆膜，但是，相反，在与水相溶的状态下不稳定，另外，难以控制反应速度。作为使用烷氧基硅烷的优点，在硅烷醇基的状态下相对于通过亲水性与水相溶，缩聚进行，硅氧烷化过程中亲水性降低，不久变为与水不相溶。其结果，制成的涂膜与现有溶剂类涂层剂相比并不逊色，可得到以耐水性为基础、硬度也较高的涂膜。
如上所述，在使用烷氧基硅烷、硅烷偶联剂的情况下，通过水解使硅烷醇化进行，从而提高与水的相溶性，但是，由于同时进行的缩聚，相溶性随着反应的进行而降低。因此，除了硅烷醇基以外，为了提高与水的相溶性，可着眼于硅烷偶联剂的有机取代基与水的相溶性。如果该有机取代基与水的相溶性较高，则不会影响水解程度、缩聚程度而提高稳定性。作为有机取代基中与水的相溶性较高的官能团，可以列举氨基、苯基、丙烯基、环氧基等。其中，特别是作为相溶性较高的官能团，可以列举氨基以及环氧基。但是，氨基水解速度也较快，作为水溶液的稳定性也较高，另一方面，具有下述缺点：稳定性较高，缩聚较慢，因此固化难以进行，另外，由于作为氨基残留，制成的涂膜的耐水性较差，另外，耐候性也较差。与此相对，环氧基原本与水的相溶性就较高，并且，在酸性或者碱性区域环氧化物开环，相溶性进一步提高，但是，随着时间经过，与硅烷醇基缩聚，对于最终得到的涂膜，可得到高硬度且耐水性较高的膜。另外，作为通过环氧硅烷得到的涂膜的另一个优点，交联密度上升，形成高硬度，但是，硅氧烷键之间的距离由于环氧基而远离，还有助于提供柔软性。这在水性化的基础上在难以控制水解～缩聚进行的过程中为了抑制裂纹、白化现象的产生是重要的特性。
对于使用上述烷氧基硅烷时的问题，即，与水相溶状态下稳定性较低的问题，在本发明中，采用使用前将烷氧基硅烷与水(水+胶体二氧化硅)混合从而进行使用的方法。调配后立即使用，因此，需要水解速度较快，但是，此后随着缩聚进行，分子量增加，当到达某个分子量以上时，相溶性变差，因此，为了延长调配后的使用限定时间，需要使缩聚反应的速度较为缓慢。对于该水解速度以及缩聚速度，除了硅烷偶联剂的水解基种类以外，由有机取代基的种类、水溶液中的pH、系统内的硅烷耦合材料以及水量决定。作为水解基，需要使水解充分快速进行，因此，在烷氧基中也是甲氧基较为有利。对于有机取代基的种类，如上所述，其分子量与亲水性程度同样也很重要。分子量较大，则由于其分子的立体阻碍等，水解速度、缩聚速度呈变慢倾向。因此，对于上述含有丙烯基、苯基的硅烷，虽然比以甲基为代表的烷基的亲水性高，但水解速度较慢，其结果，直至相溶于水所花费的时间变慢。对于该水解的延迟，能够通过调整pH减轻，但是，该情况下缩聚速度也同时变快，其结果，使用限定时间会变短，不适合应用。另一方面，包含上述氨基、环氧基的硅烷原本的官能团的亲水性就较高，因此，能够无需调整系统内的pH而与水相溶。根据这些理由，本发明中作为硅烷偶联剂，具有环氧基的硅烷偶联剂最为合适。
作为具有环氧基的硅烷偶联剂的量，最优选5wt％～25wt％，该值以下时涂膜变薄，无法得到所需的特性，除此以外，为了对其弥补，即使添加其他硅烷则无法得到充足的使用限定时间，另外，如果超过25wt％，则缩聚速度变快，低聚物化进行，粘度上升变大，难以进行涂覆，引起涂膜的硬度降低等。作为系统内的水量，相对于将所有烷氧基硅烷以及硅烷偶联剂相加得到的所有硅烷量，优选50wt％～200wt％，该值以下的水量会使所有硅烷的水解速度变慢，除此以外，由于系统内的硅烷量增加，低聚物化进行，涂覆性变差，硬度降低，与之相对，如果超过200wt％，则水的比例变高，涂膜变薄，干燥需要花费时间。对于水溶液的pH，酸性区域以及碱性区域均可使水解以及缩聚进行，但是，通常酸性区域中水解速度比缩聚速度块，其结果，水溶液中1～3聚体的较小分子稳定，另外，环氧基的开环进行，提高与水的相溶性，因此，优选pH1～2左右。作为调整到该pH区域的酸催化剂，盐酸、硝酸等含氧酸挥发性较高，腐蚀性较强，另外，醋酸等存在气味的问题，因此，优选磷酸、柠檬酸等挥发性较低、几乎无味的酸催化剂。
(实施例)
作为水性顶涂层的开发，基本上是通过硅氧烷键构成的反应固化型涂层剂，但是，为此，首先需要选定硅烷(烷氧基硅烷以及硅烷偶联剂)。作为该硅烷中所要求的特性，着火点较高，优选具有危险物第四类第三石油类以上的着火点的硅烷。其次，要求可溶于水，并且，能够在三官能的基础上组合二官能，通过该组合能够实现挠性。对于在将硅烷的可燃性设置为第三石油类以上，在涂层剂的结构中，考虑硅烷的配合比大概为20％～50％，其余由水性胶体二氧化硅或水、催化剂等构成。因此，如果是第三石油类以上，混合的溶液为可燃物以外的可能性较高。下面，无需说明可溶于水的情况，但应该是可溶于水性胶体二氧化硅且通过水可水解的硅烷。第三，通过三官能与二官能组合，能够与现有方法同样实现挠性，能够追随化学地板的变形。说明下面的这种硅烷(烷氧基硅烷以及硅烷偶联剂)。
作为满足上述要求的三官能以及二官能的硅烷(烷氧基硅烷以及硅烷偶联剂)，例如可以使用己基三甲氧基硅烷、己基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二环戊基二甲氧基硅烷、二环戊基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷等。另外，作为同样可满足上述要求的硅烷偶联剂，使用2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷等。将该硅烷(烷氧基硅烷以及硅烷偶联剂)在20％～50％的范围添加形成膜。另一方面，作为胶体二氧化硅使用水分散的胶体二氧化硅，在大约30％～60％(固体成分6％～24％)的范围内添加。另外，优选该胶体二氧化硅的PH为2以下，粒径为5nm～25nm。另外，对于催化剂，作为酸类催化剂优选水分散的磷酸、盐酸等，将其以0.5％～2.0％的比例添加。
首先，决定材料规格，将第三石油类以上的各种环氧硅烷及其配合量、它们与水性胶体二氧化硅的配合比设置为参数进行粘度测量。通常，如果水解所需的水量过多，则预想初始的粘度变高，发生增粘，因此，会担心在现场难以用拖布进行涂覆。因此，需要设置为与地板蜡同样能够使用拖布进行涂覆的程度，根据经验，优选处于3cSt～8cSt(mm2/s)范围内。需要根据该粘度选择合适的硅烷，并且决定硅烷与二氧化硅的配合量。
表1
*根据JIS K5600-2-2的流出杯法进行粘度测量(cSt)。
*粘度的“初始值”是调配后大约15分钟后的粘度，1小时后是自此经过1小时后的粘度。
如上述结果所示，通常，分子量越大的硅烷与水性胶体二氧化硅混合，则粘度越高。另外，存在随着硅烷的比例变多粘度变高的倾向，但是，另一方面，硅烷变少，二氧化硅的配合越多，初始粘度较低，随着时间经过，由于水解而增粘。通过该结果，硅烷选择比较低粘度的硅烷，硅烷的配合量为20％～50％，优选30％～40％。
使用上面的硅烷进行下述评价试验。将硅烷(烷氧基硅烷以及硅烷偶联剂)配合量、三官能与二官能的配合比、胶体二氧化硅的配合比、磷酸的添加量作为参数进行评价试验。作为评价内容，测量粘度、涂覆性、干燥性、涂膜的形成、光泽度、硬度等进行判定。另外，除了硅烷、胶体二氧化硅、催化剂以外基本是稀释水。
另外，涂层剂中包含的所有水量是作为稀释水使用的水与水性胶体二氧化硅中包含的水的总量。
表2
根据上述规格做成涂层剂，进行下面的评价试验。作为样品的制作方法，以形成玻璃板的涂膜的方式将涂膜的厚度设置为10μm，涂覆后，在室温下干燥，大约1周后测量。
表3
*根据JIS K5600-2-2的流出杯法进行粘度测量(cSt)。
*对于涂覆性，与现有溶剂类相比，比较其涂覆性。
*指触干燥性基于JIS K5400。涂覆到氯乙烯地板砖后，在涂面的中央通过指尖轻触，表示直到指尖不弄污的状态下形成涂膜的干燥时间。
*对于涂膜的形成，在氯乙烯地板砖上涂覆样品，目测观察在室内经过1周后的涂膜的外观变化。
*对于光泽度，使用基于JIS K5400的镜面光泽测量装置，测量入射角与反射角为60度时的反射率，以镜面光泽度的基准面的光泽度为100时的百分率进行表示。
*铅笔硬度基于JIS K-5600。将试验片设置在水平台上，将涂膜面朝上固定，以大约45度的角度保持铅笔，以芯不会折断的程度尽可能强力按压涂膜面，与此同时，向实验者的前方以均匀的速度推出大约1cm，抓挠涂膜面。表示涂膜面不会破损的最硬的铅笔硬度标记。其中，JIS铅笔硬度试验的规格直至6H，但是，实际的铅笔可达到10H，因此，以该铅笔硬度实施试验。另外，对于11H以上，通过铅笔硬度试验与耐磨损试验的相关数据(图1)推定11H、12H、13H。
*涂覆性中的○表示“可使用拖布进行涂覆”，△表示“难以使用拖布进行涂覆”。
*判定中的○表示“具有良好的外观、硬度特性”，×表示“外观、硬度特性存在问题”。“具有良好的外观、硬度特性”是指光泽度为80以上，硬度为10H以上，使用拖布未发现涂覆线、裂纹，是接近于镜面的高硬度覆膜，对此，“外观、硬度特性存在问题”是指上面列举的光泽不良、白化、涂覆线、裂纹这些缺陷或硬度为9H以下。
通过以上的试验结果，良好的是3、5、6、7、8、10、11、13、15、16、18、19、20、21。1的硅烷的配合量过多，发现产生裂纹。另外，2、9、12、14、17、22、23的磷酸量为2.0％以上，因此，过度促进固化，发现产生裂纹。另外，4的胶体二氧化硅的配合量过少，光泽较弱，硬度为9H较低，因此，处于规定条件以外。24中的硅烷的配合量为15％较少，因此，光泽为80以下，硬度为9H较低，因此也不作为对象。
通过以上结果可知，可溶于水的第三石油类的硅烷的三官能与二官能硅烷组合，将硅烷量设置为20％～50％，优选考虑涂覆性等设置为30％～40％，含有30％～60％的水性胶体二氧化硅，并且，作为催化剂添加0.5％～2.0％的磷酸等酸类催化剂，由此，能够得到与溶剂类同样的外观及其性能。
下面，将硅烷(烷氧基硅烷以及硅烷偶联剂)中占有的环氧官能团硅烷偶联剂的比例、水性胶体二氧化硅或稀释水等水解所需的水相对于硅烷的比例作为参数，得出此时的评价试验结果。另外，该情况下的磷酸量固定为1.5wt(％)，水性胶体二氧化硅的固体成分的比例为40％。
表4
下面表示该评价试验结果。作为评价内容，对外观、抗静电性、有无白化现象或裂纹、层间密接性等进行评价。
表5
*对于外观、有无白化或裂纹，将样品涂覆到氯乙烯地板砖上，目测观察指触干燥后的涂膜外观。
*对于抗静电性(表面电阻值)，使用表面电阻值测量机(YC-103)，使用在室内为25℃、50％的温度湿度条件下静置半天以上的样品，分别测量5次取其平均值(X表示以10为底数的幂指数。由此，表面电阻值为10XΩ)。对于得到的表面电阻值，根据经验，判定体感不到静电的1×1010Ω以下为良好的抗静电性。
*对于层间密接性，根据JISK-5400的横切法，针对试验片的涂面，从1cm2中切出100个1mm2的棋盘格，对它们压接玻璃纸胶带进行剥落，根据100个中的剩余数量进行判定。
*判定中的○表示“具有良好的外观、密接、抗静电性”，×表示“外观、密接抗静电性存在问题”。“具有良好的外观、密接、抗静电性”是指光泽度为80以上，无裂纹、白化，棋盘格密接试验未发生剥落，表面电阻值为1×107Ω～1×1010Ω的覆膜，对此，“外观、密接抗静电性存在问题”表示以上列举的光泽不良、裂纹、白化这些缺陷、棋盘格密接试验发生剥落，表面电阻值大于1×1010Ω的覆膜。
根据该试验结果，良好的是3、5、6、10～13、16～18。1、2、8、9、14、15、19中的环氧官能团硅烷偶联剂的添加量不合适，导致外观不均匀，层间密接不稳定，因此不适合使用。另外，4、20、21中，水相对于硅烷的比例不合适，引起白化现象，发现产生裂纹。7中的胶体二氧化硅量较多，外观不均匀，发现产生裂纹。
通过上述内容可以看出，硅烷中的具有环氧官能团的硅烷偶联剂的配合比为5wt(％)～25wt(％)，水解所需的水的总量相对于烷氧基硅烷以及硅烷偶联剂为50％～200％，向其中添加磷酸等酸类催化剂，进行水解，从而得到良好的皮膜，并且，可形成抗静电性优异良好，无白化现象、裂纹，并且，层间密接优异的皮膜。
本发明的效果
在本发明中，能够提供阻燃性化学地板材料，光泽度为80以上，铅笔硬度为10H以上，滑动性在干式条件下为0.6以上，在湿式条件下为0.5以上，完全不包含可燃性的溶剂，能够同时解决被点燃的危险性、处理、保管，运输等法律限制，溶剂等挥发成分对人体的有害等现有这种地板砖存在的问题。
另外，本发明提供维护系统，可以同时解决下述多个问题：解决施工现场的火灾危险性以及消防法的危险物处理、保管、运输等法律限制，作为溶剂不使用醇，因此，解决需具有有机溶剂作业主任资格、劳动安全法的法律限制，并且，解决醇等挥发成分对人体的有害性。因此，具有下述众多优点：能够与通常地板蜡同样地处理使用，能够安全安心地引入所有设施，不受到消防法规、劳动安全法的限制，对人体无害等。因此，能够在各种场合通用引入涂层，能够与地板蜡同样地处理使用，因此，可期待作为划时代的维护系统进行扩大。
另外，本发明完全不包含醇等稀释溶剂，是将溶剂替换为水的水性规格的涂层剂规格。另外，对于顶涂层的反应固化型硅烷，从危险物第四类第一石油类变更为危险性较低的第三石油类的硅烷。对于该硅烷，单体的着火点为120℃～130℃，两种液体混合后的着火点为100℃以上，因此，是即使存在火源也无需担心被点燃的涂层剂。因此，混合的液体可作为消防法中的危险物以外的液体处理使用。并且，不包含醇等溶剂，因此，自然提高了安全性，虽然当前的溶剂等的挥发成分对人体有害，但是，将其与水制成溶剂后则对人体无害。因此，与现有含有醇等的溶剂类涂层剂相比，可大幅度提高消防法、劳动安全法中所述的安全性，形成几乎不受法律限制、不存在对人体有害的问题的涂层剂。另一方面，制成的皮膜是水性保护涂层剂，具有与上述专利的溶剂类物质等同等的性能，涂膜的光泽度为80～90，硬度与11H～12H相当，因此，光泽维持性可从半年到几年，无需进行剥离，因此无需废液处理，并且，在滑动性、抗静电性、耐水性、耐酸性、耐碱性、耐化学品性、耐溶剂性等方面，具有与现有溶剂类涂层剂同等的性能。
并且，针对现有溶剂类涂层剂的抗静电性问题，不使用可燃性的溶剂，而将水性的胶体二氧化硅或水作为溶剂，使用具有环氧官能团的硅烷偶联剂，在涂层的表层部形成硅烷醇基，使得容易进行谁的吸附，因此能够改善抗静电性。另外，为了缓和涂层的内部应变，通过使用反应速度较慢的第三石油类的烷氧基硅烷、硅烷偶联剂，能够不引起白化现象、裂纹而形成涂膜。特别是，在水性涂层剂的情况下，水解所需的水量大量存在，因此，难以克服该问题，但是，通过将水的总量设置为50wt％～200wt％并进行管理，能够不产生白化现象(内部应变引起的细微裂纹)、裂纹而形成涂膜。并且，对于涂层间的层间密接，现有方式是在重涂时进行面部粗糙处理，通过粘固效果得到高密接的状态，但是，通过将具有环氧官能团的硅烷偶联剂设置为5％～25％并添加，可以不进行面部粗糙处理而改善层间密接，得到良好的密接。
由此，本发明可以同时解决下述当前课题：解决施工现场的火灾危险性以及消防法的危险物处理、保管、运输等法律限制，作为溶剂不使用醇，因此，解决需具有有机溶剂作业主任资格、劳动安全法的法律限制，并且，解决醇等挥发成分对人体的有害性等问题。另外，形成可改善现有溶剂类的抗静电性、白化现象、裂纹以及层间密接性等的涂层剂，能够与通常的地板蜡同样处理使用。因此，具有能够安全安心地引入所有设施、不受到消防法、劳动安全法的限制、对人体无害等众多优点。因此，能够在各种场合通用引入涂层，能够与地板蜡同样地处理使用，因此，可期待作为划时代的维护系统进行扩大。