CN111417674A - 耐火构件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供膨胀性耐火构件，其是耐火性优异的耐火构件，并且在接近热源时、接触火焰时耐火构件发生膨胀而形成隔热层，由此表现出隔热功能，保护内容物。所述耐火构件至少由导热系数为4W/(m·K)以上的非连续增强纤维和阻燃性热塑性树脂构成，所述非连续增强纤维分散在耐火构件中。该耐火构件的膨胀后的空隙率为30％以上。

Description

耐火构件
相关申请
本申请主张2017年11月28日在日本提出申请的日本特愿2017-227421的优选权，通过参照将其整体引用作为本申请的一部分。
技术领域
本发明涉及耐火构件，更详细而言，涉及具有膨胀性的耐火构件。
背景技术
目前，为了在建筑物的梁、柱、航空器、汽车的构件中提高防火性能，进行用耐火性材料包覆可燃性材料。作为一例，有将石棉等直接喷吹于可燃性的构件而使其具有防火性能的方法，但这存在操作时的粉尘的问题等安全方面的问题。
另外，专利文献1中提出了包含复合材层和附着于所述复合材料层的木质的基体层的多层结构体，所述复合材料层包含玻璃纤维和热塑性聚合物材料。根据专利文献1，记载了当暴露于热和火焰时，该复合材料燃烧、分解、或粘度降低，其结果是，纤维的网被释放，该网弹性地发生膨胀。例如，专利文献1中记载了在垂直的火焰上保持多层结构体的情况下，基板材料达到160℃的时间在存在复合材料层时为3.6～10.8分钟，在不存在复合材料时为0～3.6分钟。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平3-17159号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，在专利文献1中，尽管进行了耐火试验，但其是极弱的火焰下的试验，作为实用水平的耐火性试验是不充分的。
因此，本发明的目的在于提供在实用水平的耐火性试验中耐火性也优异的耐火构件，且所述耐火构件在接近热源时、接触火焰时，耐火构件发生膨胀而形成隔热层，由此也表现出隔热功能。
用于解决问题的方法
为了解决上述问题而进行了深入研究，结果是本发明人发现，将具有特定的导热系数的非连续增强纤维和阻燃性热塑性树脂组合，得到在给定的温度下加热时具有特定的空隙率的耐火构件时，不仅能够在接近热源时、接触火焰时表现出极高的耐火性，而且自身膨胀而形成隔热层，由此表现出隔热功能，能够保护内容物免受热、火焰的影响，从而完成了本发明。
即，本发明可以以如下的方式构成。
〔方式1〕
一种耐火构件，其至少由导热系数为4W/(m·K)以上(优选为6W/(m·K)以上，更优选为8W/(m·K)以上)的非连续增强纤维和阻燃性热塑性树脂构成，其中，所述非连续增强纤维分散在耐火构件中，
所述耐火构件膨胀后(优选最大膨胀后)的空隙率为30％以上{优选为30～95％，更优选为40～93％，进一步优选为50％以上(例如为50～90％)，进一步优选为60％以上，特别是70％以上}。
〔方式2〕
一种耐火构件，其中，所述方式1的耐火构件膨胀后(优选最大膨胀后)的导热系数为0.15W/(m·K)以下(优选为0.13W/(m·K)以下，更优选为0.11W/(m·K)以下)。
〔方式3〕
根据方式1或2所述的耐火构件，在所述耐火构件中，所述膨胀后(优选最大膨胀后)的耐火构件的热阻为0.05m2·K/W以上(优选为0.07m2·K/W以上，更优选为0.1m2·K/W以上)。
〔方式4〕
根据方式1～3中任一项所述的耐火构件，其中，所述耐火构件的弯曲弹性模量为3GPa以上(优选为3.5GPa以上，更优选为4.0GPa以上)，且弯曲强度为50MPa以上(优选为55MPa以上，更优选为60MPa以上)。
〔方式5〕
根据方式1～4中任一项所述的耐火构件，其中，所述阻燃性热塑性树脂的极限氧指数为30以上(优选为32以上，更优选为35以上)。
〔方式6〕
根据方式1～5中任一项所述的耐火构件，在所述耐火构件中，相对于包含阻燃性热塑性树脂的树脂基体(树脂成分)和非连续增强纤维的总量，非连续增强纤维的比率为15～80重量％(优选为17～75重量％，更优选为20～70重量％)。
〔方式7〕
根据方式1～6中任一项所述的耐火构件，其中，所述非连续增强纤维的平均纤维长度为2～50mm(优选为3～50mm，更优选为5～35mm，最优选为10～20mm)。
〔方式8〕
根据方式1～7中任一项所述的耐火构件，其中，所述非连续增强纤维由选自碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维、以及金属纤维中的至少一种构成。
〔方式9〕
根据方式1～8中任一项所述的耐火构件，其中，所述阻燃性热塑性树脂由选自聚醚酰亚胺类树脂、聚砜类树脂、聚醚砜类树脂、以及聚醚醚酮类树脂中的至少一种构成。
〔方式10〕
方式1～9中任一项所述的耐火构件的制造方法，该方法包括：将一片或多片混合无纺布层叠，所述混合无纺布由粉粒状或纤维状的阻燃性热塑性树脂、和导热系数为4W/(m·K)以上(优选为6W/(m·K)以上，更优选为8W/(m·K)以上)的非连续增强纤维构成，在所述热塑性树脂的流动开始温度以上的温度下进行加压同时加热，接着进行加压同时冷却。
这里，膨胀后的耐火构件是指，通过给定的加热温度使热塑性树脂熔融或流动，利用纤维的回弹力而发生了膨胀的状态的耐火构件。另外，最大膨胀后的耐火构件是指，通过给定的加热温度使热塑性树脂熔融或流动，膨胀至肉眼观察中没有厚度变化的状态的耐火构件。加热温度没有特别限定，只有热塑性树脂熔融或流动即可，例如，在非晶性树脂的情况下，可以为比玻璃化转变温度高100℃的温度，在结晶性树脂的情况下，可以为比熔点高30℃的温度。
发明的效果
本发明的耐火构件是实用水平的耐火性优异的耐火构件，而且，其在接近热源时、接触火焰时，耐火构件发生膨胀而形成隔热层，由此可以表现出隔热功能。
具体实施方式
以下，对本发明的详细情况进行说明。本发明的耐火构件由具有高导热系数的非连续增强纤维和阻燃性热塑性树脂构成，且非连续增强纤维分散在耐火构件中。在以给定的温度进行了加热的情况下，只要能够以给定的空隙率发生膨胀即可，耐火构件没有特别限定，例如，耐火构件可以由具有在阻燃性热塑性树脂中分散有非连续增强纤维的结构、且用阻燃性热塑性树脂将非连续增强纤维交叉的至少一部分的交点粘接而成的耐火构件构成。作为用阻燃性热塑性树脂粘接非连续纤维的方法，例如，可以将由阻燃性热塑性树脂形成的纤维(以下称为阻燃性热塑性纤维)和非连续增强纤维制成混合无纺布，将该阻燃性热塑性纤维熔融后，冷却固化，使非连续增强纤维彼此粘接，或者也可以在非连续增强纤维的无纺布中包含颗粒状(或粉粒状)的阻燃性热塑性树脂，将该热塑性树脂熔融后，冷却固化，使非连续增强纤维彼此粘接。
＜非连续增强纤维＞
本发明中使用的非连续增强纤维的导热系数为4W/(m·K)以上，可以优选为6W/(m·K)以上，也可以更优选为8W/(m·K)以上。关于上限，没有特别限制，可以为1000W/(m·K)以下，也可以为950W/(m·K)以下，还可以为900W/(m·K)以下。
通过具有这样的导热系数，在与火焰接触的情况下，热也沿着纤维取向方向扩散，由此能够防止火焰接触部的局部过热，抑制燃烧，能够实现优异的耐火性。例如，在使用了导热系数低的玻璃纤维作为非连续增强纤维的情况下，热没有被扩散，火焰接触部局部过热，因此无法实现这样的优异的耐火性。
需要说明的是，本发明的非连续增强纤维的导热系数通过后述的测定方法求出。
非连续增强纤维只要不损害本发明的效果即可，没有特别限制，例如，作为非连续增强纤维，可以示例出碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维、各种金属纤维(例如，金、银、铜、铁、镍、钛、不锈钢等)等无机纤维。这些非连续增强纤维可以单独使用，或者可以组合两种以上来使用。其中，从拉伸弹性模量的温度依赖性小的观点考虑，优选为碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维、不锈钢纤维等。
对于本发明中使用的非连续增强纤维而言，从接近热源时利用回弹力迅速膨胀的观点考虑，优选具有10GPa以上的拉伸弹性模量，更优选为30GPa以上，最优选为50GPa以上。拉伸弹性模量的上限值没有特别限定，可以为1000GPa左右。
另外，从接近热源时、接触火焰时实现良好的回弹性的观点考虑，非连续增强纤维优选为在400℃以下的温度范围保持了弹性模量的纤维，更优选为在600℃以下的温度范围保持了上述弹性模量的纤维。需要说明的是，本发明的纤维的拉伸弹性模量也可以通过后述的测定方法求出。
本发明中使用的非连续增强纤维只要能够在加热时实现给定的空隙率即可，可以为各种长度，从提高耐火构件的膨胀率、并且使制造时的工序通过性良好的观点考虑，单纤维的平均纤维长度优选为2～50mm，更优选为3～50mm，进一步优选为5～35mm，最优选为10～20mm。在这样的平均纤维长度的情况下，可以实现高膨胀率，能够表现出足够的隔热性。单纤维的平均纤维长度过短时，纤维彼此的重叠引起的回弹变小，无法获得高膨胀率，可能无法获得作为耐火构件的足够的隔热性。另外，单纤维的平均纤维长度过长时，纤维彼此的抱合过多而发生耐火构件制造时的工序不良，因此耐火构件有可能无法均匀地膨胀。
需要说明的是，本发明的单纤维的平均纤维长度通过后述的测定方法求出。
另外，从提高纤维彼此重叠引起的回弹性、并且增加构成纤维的根数的观点考虑，非连续增强纤维的平均直径优选为2～30μm，更优选为4～25μm，进一步优选为6～20μm。平均直径过小时，纤维彼此重叠引起的回弹变小，有可能无法获得高膨胀率。另外，平均直径过大时，构成纤维的根数变少，有可能无法获得高膨胀率。需要说明的是，本发明的纤维的平均直径可通过后述的测定方法来求出。需要说明的是，在非连续增强纤维具有异形截面的情况下，其直径可以由外接圆直径代替。
耐火构件中的非连续增强纤维的比率相对于树脂基体和非连续增强纤维的总量优选为15～80重量％，更优选为17～75重量％，进一步优选为20～70重量％。非连续增强纤维的重量比率过少时，形成耐火构件的非连续增强纤维不足，有可能无法获得高膨胀率。另一方面，在非连续增强纤维的重量比率过多时，粘接非连续增强纤维彼此的树脂量不足，有可能无法获得作为耐火构件的力学特性。需要说明的是，树脂基体也可以由阻燃性热塑性树脂和根据需要混合的粘合剂成分构成。
在该情况下，阻燃性热塑性树脂与粘合剂成分的比例(重量比)例如可以为99.9/0.1～80/20，也可以优选为99/1～83/17，更优选为95/5～85/15。
＜阻燃性热塑性树脂＞
本发明中使用的阻燃性热塑性树脂通过接近热源而熔融，释放对非连续增强纤维的约束力，由此，可以产生非连续增强纤维的回弹力，使耐火构件膨胀。阻燃性热塑性树脂的种类只要能够用作耐火构件即可，没有特别限定，从提高阻燃性的观点考虑，阻燃性热塑性树脂的极限氧指数(LOI)优选为30以上，更优选为32以上，进一步优选为35以上。上限没有特别限定，可以为95。
需要说明的是，本发明的阻燃性热塑性树脂的极限氧指数(LOI)通过后述的测定方法求出。
本发明中使用的阻燃性热塑性树脂可以是结晶性的热塑性树脂，也可以是非晶性的热塑性树脂，对于任意的本发明的耐火构件而言，可以在接近热源时、接触火焰时发生膨胀，表现出隔热功能。特别是，为了利用耐火构件包覆可燃性材料等内容物而保护内容物，优选选择在应保护内容物的温度范围该阻燃性热塑性树脂增塑的材料。如果该阻燃性热塑性树脂为结晶性的热塑性树脂，则优选选择熔点进入目标温度范围的材料，如果为非晶性的热塑性树脂，则优选选择玻璃化转变温度进入目标温度范围的材料。
另外，从耐火构件在高温环境下也保持结构的耐热性的观点考虑，如果为结晶性的热塑性树脂，则熔点优选为150℃以上，更优选为175℃以上，进一步优选为200℃以上。如果为非晶性的热塑性树脂，则玻璃化转变温度优选为100℃以上，更优选为110℃以上，进一步优选为120℃以上。需要说明的是，关于上限，没有特别限制，如果为结晶性的热塑性树脂，则优选熔点为300℃以下，如果为非晶性的热塑性树脂，则优选玻璃化转变温度为300℃以下。
本发明中使用的阻燃性热塑性树脂没有特别限制，可以单独使用，或者组合两种以上使用，作为具体例子，可举出聚四氟乙烯类树脂、聚醚酰亚胺类树脂、聚砜类树脂、聚醚砜类树脂、半芳族聚酰胺类树脂、聚醚醚酮类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚芳酯类树脂等，其中，从力学特性、阻燃性、耐热性、成型性、容易获得的观点考虑，优选使用聚醚酰亚胺类树脂、聚砜类树脂、聚醚砜类树脂、聚醚醚酮类树脂。
本发明中使用的阻燃性热塑性树脂在不损害本发明效果的范围内还可以包含抗氧剂、防静电剂、自由基抑制剂、消光剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、无机物(不包括非连续增强纤维)等。作为所述无机物的具体例子，可以使用碳黑、石墨、碳纳米管、富勒烯、二氧化硅、玻璃珠、玻璃片、玻璃粉、陶瓷珠、氮化硼、碳化硅、硅酸盐(滑石、硅灰石、沸石、绢云母、云母、高岭土、粘土、叶蜡石、膨润土、硅酸铝等)、金属氧化物(氧化镁、氧化铝、氧化锆、氧化钛、氧化铁等)、碳酸盐(碳酸钙、碳酸镁、白云石等)、硫酸盐(硫酸钙、硫酸钡等)、氢氧化物(氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝等)等。
另外，作为树脂基体，上述阻燃性热塑性树脂只要能够将非连续增强纤维分散在耐火构件中即可，可以为各种形态。例如，作为这样的形态，可以使用颗粒形态、粉末形态、纤维形态等。这些形态的阻燃性热塑性树脂能够通过公知或惯用的方法进行制造。
特别是在以纤维形态使用阻燃性热塑性树脂的情况下，在阻燃性热塑性纤维的制造中，没有特别限定，可以使用公知的熔融纺丝装置。即，可以通过用熔融挤出机将上述阻燃性热塑性树脂的颗粒、粉体进行熔融混炼，将熔融聚合物导入纺丝筒，并用齿轮泵测量，卷取从纺丝喷嘴喷出的丝条来获得。此时的牵引速度没有特别限定，可以根据阻燃性热塑性树脂的种类而适当确定，由于不优选在纺丝线上发生分子取向，因此优选在500～4000m/分的范围进行牵引。在低于500m/分时，从生产性的观点考虑是不优选的，另一方面，在超过4000m/分的高速时，不仅进行足以引起高温时的收缩的分子取向，而且容易发生纤维的断丝，因此是不优选的。
另外，得到的阻燃性热塑性纤维优选为未拉伸纤维。
上述阻燃性热塑性纤维的单纤维纤度优选为0.1～10dtex。为了得到力学特性优异、具有高膨胀率的耐火构件，优选使成为前体的混合无纺布中的非连续增强纤维均匀地分散。在以相同重量比率使用阻燃性热塑性纤维的情况下，单纤维纤度越细，构成混合无纺布的阻燃性热塑性纤维的根数越多，越能够使非连续增强纤维均匀地分散，但如果单纤维纤度过小，则在无纺布制造工序中，纤维彼此容易抱合，有可能无法使非连续增强纤维均匀地分散。另外，如果单纤维纤度过大，则构成混合无纺布的阻燃性热塑性纤维的根数变少，有可能无法使非连续增强纤维均匀地分散。阻燃性热塑性纤维的单纤维纤度更优选为0.2～9dtex，进一步优选为0.3～8dtex。
需要说明的是，本发明的单纤维纤度通过后述的测定方法求出。
本发明中使用的阻燃性热塑性纤维的单纤维的平均纤维长度优选为0.5～60mm。在平均纤维长度过短的情况下，在无纺布制造过程中纤维发生脱落，另外，特别是在通过湿式造纸制造无纺布的情况下，存在工序中的滤水性变差等使工序通过性变差的可能性，因此不优选。在平均纤维长度过长的情况下，在无纺布制造工序中发生抱合，有可能无法使非连续增强纤维均匀地分散，因此不优选。更优选为1～55mm，进一步优选为3～50mm。需要说明的是，关于此时的纤维的剖面形状，没有特别限制，也可以为圆形、中空、扁平、或星型等异形剖面。
需要说明的是，本发明的单纤维的平均纤维长度通过后述的测定方法求出。
＜混合无纺布＞
本发明中使用的混合无纺布优选混合无纺布中的树脂成分(特别是阻燃性热塑性纤维等的阻燃性热塑性树脂)的比例为20～85重量％。在树脂成分(特别是阻燃性热塑性纤维等的阻燃性热塑性树脂)的比例过少的情况下，制成耐火构件时的树脂成分(特别是阻燃性热塑性树脂量)变少，有可能无法获得足够的力学特性。另外，在树脂成分(特别是阻燃性热塑性树脂)的比例过多的情况下，非连续增强纤维的比例降低，耐火构件的膨胀率变低，因此，有可能无法获得足够的隔热性。更优选为25～83重量％，进一步优选为30～80重量％。
另外，混合无纺布可以根据需要包含粘合剂成分(例如粘合剂纤维)等。作为粘合剂成分，例如可举出聚乙烯醇类纤维等水溶性聚合物纤维、PET类纤维等热熔粘纤维、对位芳香族聚酰胺纤维、全芳族聚酯类纤维的浆粕状物等。
本发明中使用的混合无纺布的制造方法没有特别限制，可举出水刺法、针刺法、蒸汽喷射法、干式造纸法、湿式造纸法(湿法工艺)等。特别是从生产效率、非连续增强纤维在无纺布中均匀分散的方面考虑，优选为湿式造纸法。例如，在湿式造纸法中，制作包含上述阻燃性热塑性纤维及非连续增强纤维的水性浆料，接着，只要将该浆料供于通常的造纸工序即可。需要说明的是，水性浆料也可以包含粘合剂成分(例如，聚乙烯醇类纤维等水溶性聚合物纤维、PET类纤维等热熔粘纤维、对位芳香族聚酰胺纤维、全芳族聚酯纤维的浆粕状物)等。另外，为了提高纸的均匀性、压接性，可以通过喷雾干燥涂布粘合剂、在湿式造纸工序后添加热压工序。
该混合无纺布的单位面积重量没有特别限制，优选为5～1500g/m2，更优选为10～1000g/m2，进一步优选为20～500g/m2。在单位面积重量过小的情况下，由于无纺布的强度低，因此有可能使工序通过性变差。在单位面积重量过大的情况下，有可能难以细微调节耐火构件中的空隙率。
需要说明的是，本发明的单位面积重量通过后述的测定方法求出。
＜耐火构件＞
本发明的耐火构件是至少由非连续增强纤维和阻燃性热塑性树脂构成的耐火构件(或耐火复合体)，且上述非连续增强纤维分散在耐火构件中。在将非连续增强纤维分散在耐火构件中时，能够通过公知或惯用进行的制造方法来获得。
例如，可以通过层叠一片或多片上述混合无纺布，以上述阻燃性热塑性纤维的流动开始温度以上的温度进行加压、加热，进一步在进行加压的同时进行冷却，由此制作耐火构件。对于将上述混合无纺布进行加热成型的方法没有特别限制，优选使用冲压成型、加压成型、真空压接成型、GMT成型这样的通常的压缩成型。此时的成型温度只要根据使用的阻燃性热塑性纤维的流动开始温度、分解温度而设定即可。例如，在阻燃性热塑性纤维为结晶性的情况下，成型温度优选为阻燃性热塑性纤维的熔点以上、且[熔点+100]℃以下的范围。另外，在阻燃性热塑性纤维为非结晶性的情况下，成型温度优选为热塑性纤维的玻璃化转变温度以上、且[玻璃化转变温度+200]℃以下的范围。需要说明的是，也可以根据需要在加热成型前用IR加热器等进行预加热。
加热成型时的压力没有特别限制，通常以0.05N/mm2以上的压力进行。加热成型时的时间没有特别限制，但长时间暴露于高温时，聚合物有可能劣化，因此通常优选为30分钟以内。另外，得到的耐火构件的厚度、密度可以根据非连续增强纤维的种类、施加的压力而适当设定。另外，得到的耐火构件的形状也没有特别限制，可以适当设定。可以根据目的层叠多片规格不同的混合无纺布、或分别配置规格不同的混合无纺布，进行加热成型。
本发明的耐火构件在接近热源时、接触火焰时，通过加热耐火构件中的阻燃性热塑性树脂而增塑，耐火构件中的非连续纤维所具有的弯曲被释放，因此耐火构件发生膨胀。因此，在接近热源时、接触火焰时，耐火构件内部发生膨胀而产生空隙，可形成隔热层，因此本发明的耐火构件具有优异的隔热性。
本发明的耐火构件优选具有3GPa以上的弯曲弹性模量及50MPa以上的弯曲强度。关于弯曲弹性模量，更优选为3.5GPa以上，进一步优选为4.0GPa以上。另外，关于弯曲强度，更优选为55MPa以上，进一步优选为60MPa以上。需要说明的是，关于上限没有特别限制，优选为50GPa以下的弯曲弹性模量及500MPa以下的弯曲强度。在弯曲弹性模量过小的情况下，作为耐火构件的钢性有可能不足。在弯曲强度过小的情况下，作为耐火构件的耐久性有可能不足。需要说明的是，本发明的弯曲弹性模量及弯曲强度通过后述的测定方法求出。
对于本发明的耐火构件而言，通过热塑性树脂在高温下熔融或流动，可以利用纤维的回弹力而发生膨胀，因此，膨胀后(优选最大膨胀后)的空隙率为30％以上，优选为30～95％，更优选为40～93％，进一步优选为50～90％。例如，高温下的加热可以在比阻燃性热塑性树脂的玻璃化转变温度(Tg)高100℃的温度(Tg+100)℃(非晶性树脂的情况)下进行加热，或者也可以在比熔点(Tm)高30℃的温度(Tm+30)℃(结晶性树脂的情况)下进行加热。特别优选膨胀后(优选最大膨胀后)的空隙率为50％以上，优选为60％以上，进一步优选为70％以上。如果膨胀后的空隙率过小，则在耐火构件内部不会产生足够的空隙，没有形成隔热层，因此隔热性可能变差。另外，如果膨胀后的空隙率过大，则耐火构件的力学特性可能不足。
需要说明的是，本发明的膨胀后的空隙率是根据JIS K 7075“碳增强塑料的纤维含有率及空洞率试验”计算出膨胀状态的耐火构件的空隙率的值，特别是最大膨胀后的空隙率，是加热至厚度没有变化后的耐火构件的空隙率。它们也可以通过后述的测定方法求出。
另外，本发明的耐火构件可以根据用途而制成各种厚度，从轻质化的观点考虑，膨胀前的厚度例如可以为0.5～10mm左右，可以优选为0.7～8mm左右。另外，膨胀后(优选最大膨胀后)的厚度例如可以为2～30mm左右，可以优选为4～25mm左右。需要说明的是，本发明的耐火构件的厚度通过后述的测定方法求出。
另外，本发明的耐火构件的膨胀后(优选最大膨胀后)的导热系数可以为0.15W/(m·K)以下，优选为0.13W/(m·K)以下，更优选为0.11W/(m·K)以下。在膨胀后的导热系数过高的情况下，接近热源时、接触火焰时热容易到达耐火构件内部，保护内容物的功能不足。需要说明的是，本发明的膨胀后的导热系数是根据JIS A 1412-2“热绝缘材料的热阻及导热系数的测定方法-第2部：热流计法(HFM法)”计算出的膨胀状态的耐火构件的导热系数的值，特别是最大膨胀后的导热系数是加热至没有厚度变化后的耐火构件的导热系数。它们也可以通过后述的测定方法求出。
需要说明的是，在本发明中，上述耐火构件内部的膨胀程度例如可以以最大膨胀率表示，通过后述的测定方法求出。本发明的耐火构件的最大膨胀率优选为250％以上，更优选为300％以上，进一步优选为350％以上。如果最大膨胀率过小，则在接近热源时、接触火焰时无法在耐火构件内部产生足够的空隙，不能形成隔热层，因此隔热性可能差。需要说明的是，关于上限，没有特别限制，从保持耐火构件的力学特性的观点考虑，优选为1000％以下。
需要说明的是，本发明的最大膨胀率通过后述的测定方法求出。
本发明的耐火构件的膨胀后(优选最大膨胀后)的热阻优选为0.05m2·K/W以上，更优选为0.07m2·K/W以上，进一步优选为0.1m2·K/W以上。热阻的上限没有特别限定，可以为5m2·K/W。如果膨胀后的热阻过小，则在接近热源时、接触火焰时热容易到达耐火构件内部，保护内容物的功能可能不足。
需要说明的是，对于膨胀状态的耐火构件，本发明的膨胀后的热阻是通过膨胀后的厚度(m)/膨胀后的导热系数(W/(m·K))计算出的值，特别是最大膨胀后的热阻是加热至没有厚度变化后的耐火构件的热阻。它们也可以通过后述的测定方法求出。
本发明的耐火构件的极限氧指数(LOI)优选为30以上，更优选为32以上，进一步优选为34以上。如果LOI过低，则作为耐火构件的耐火性不足，在接近热源时、接触火焰时耐火构件自身容易起火，因此不优选。需要说明的是，关于上限，没有特别限制，优选为90以下，更优选为70以下，进一步优选为50以下。需要说明的是，本发明的耐火构件的极限氧指数通过后述的测定方法求出。
实施例
以下，基于实施例对本发明更详细地进行说明，但本发明并不受它们的任何限制。
＜纤维的导热系数＞
纤维的纤维轴方向的导热系数通过下述步骤计算。即，制作纤维和环氧树脂的单向材料，根据JIS R 1611利用真空理工株式会社制造的激光闪光法热常数测定装置“TC-3000”测定其纤维轴方向的导热系数。根据得到的单向的导热系数、环氧树脂的导热系数、以及纤维的体积含有率，通过下述式计算出纤维的纤维轴方向的导热系数。
λL＝λfVf+λmVm
λL：单向材料的导热系数、λf：纤维的导热系数、λm：环氧树脂的导热系数、Vf：纤维的体积含有率、Vm：环氧树脂的体积含有率
＜单纤维纤度＞
根据JIS L 1015：2010“化学纤维短纤维试验方法”的8.5.1的B法，使用根据后述方法计算出的平均纤维长度测定了单纤维纤度。
＜平均纤维长度＞
对于随机选择的100根纤维，测定其纤维长度，将其平均值作为平均纤维长度。
＜纤维的平均直径＞
对于随机选择的30根纤维，通过显微镜观察测定纤维直径，将其测定值的平均值作为平均直径。
＜拉伸弹性模量＞
纤维的纤维轴方向的拉伸弹性模量通过下述步骤计算。即，制作纤维和环氧树脂的单向材料，根据JIS K 7165利用万能试验机测定了拉伸弹性模量。根据得到的单向的弹性模量、环氧树脂的弹性模量、以及纤维的体积含有率，通过下述式计算出纤维的拉伸弹性模量。
EL＝EfVf+EmVm
EL：单向材料的弹性模量、Ef：纤维的弹性模量、Em：环氧树脂的弹性模量、Vf：纤维的体积含有率、Vm：环氧树脂的体积含有率
＜厚度＞
对于膨胀前的耐火构件及膨胀后的耐火构件分别测定了厚度。需要说明的是，对于厚度而言，将中央部、及从角起向内侧每1cm的部分(4个部位)的总计5个部位的平均值作为该构件的厚度。
＜弯曲强度、弯曲弹性模量＞
根据JIS K 7017“纤维增强塑料-弯曲特性的求出方法”(A法、规定试验片类I)，通过三点弯曲试验测定了弯曲强度及弯曲弹性模量。
＜最大膨胀率＞
在耐火构件的阻燃性热塑性树脂为非晶性树脂时，以比玻璃化转变温度高100℃的温度加热至没有厚度变化，在为结晶性树脂时，以比熔点高30℃的温度加热至没有厚度变化，对于加热后的耐火构件，通过下述计算式算出最大膨胀率。
最大膨胀率(％)＝膨胀后厚度(mm)/膨胀前厚度(mm)×100
＜膨胀后的导热系数＞
耐火构件中的阻燃性热塑性树脂为非晶性树脂时，以比玻璃化转变温度高100℃的温度使耐火构件膨胀，为结晶性树脂时，以比熔点高30℃的温度使耐火构件膨胀，对于膨胀后的耐火构件，可以根据JIS A 1412-2“热绝缘材料的热阻及导热系数的测定方法-第2部：热流计法(HFM法)”计算出膨胀后的导热系数。特别是对于最大膨胀后的耐火构件，对于加热至没有厚度变化的耐火构件，根据JIS A 1412-2“热绝缘材料的热阻及导热系数的测定方法-第2部：热流计法(HFM法)”计算出膨胀后的导热系数。
＜膨胀后的热阻＞
耐火构件中的阻燃性热塑性树脂为非晶性树脂时，以比玻璃化转变温度高100℃的温度使耐火构件膨胀，为结晶性树脂时，以比熔点高30℃的温度使耐火构件膨胀，对于膨胀后的耐火构件，可以通过下述式计算出膨胀后的热阻。特别是对于最大膨胀后的耐火构件，对于加热至没有厚度变化的耐火构件，通过下述式计算出膨胀后的热阻。
膨胀后的热阻(m2·K/W)＝膨胀后的厚度(m)/膨胀后的导热系数(W/(m·K))
＜膨胀后的空隙率＞
耐火构件的阻燃性热塑性树脂为非晶性树脂时，以比玻璃化转变温度高100℃的温度使耐火构件膨胀，为结晶性树脂时，以比熔点高30℃的温度使耐火构件膨胀，对于膨胀后的耐火构件，可以根据JIS K 7075“碳纤维增强塑料的纤维含有率及空洞率试验”计算出膨胀后的空隙率。特别是对于最大膨胀后的耐火构件，对于加热至肉眼观察中没有厚度变化的耐火构件，根据JIS K 7075“碳纤维增强塑料的纤维含有率及空洞率试验”计算出膨胀后的空隙率。
＜极限氧指数(LOI)＞
热塑性树脂及耐火构件的极限氧指数(LOI)根据JIS K 7201-2“塑料-用氧指数测定燃烧性的试验方法-第2部：室温试验”(试验片的形IV)计算。
＜隔热性＞
在烤箱(KOS-1012)的红外线加热部正下方34mm的位置设置不锈钢制的网，在其上配置耐火构件。以上面加热模式(560W)进行加热，在10分钟后用热电偶测定耐火构件的厚度方向的表面和背面的温度，计算出其温度差，由此进行隔热性评价。
＜耐火性＞
将切成50mm见方的正方形耐火构件设置于固定夹具，在耐火构件的厚度方向的背面安装热电偶。接着，在将燃气燃烧器的口朝下的状态下，固定在距耐火构件厚度方向的表面50mm高度的位置。暂时使固定夹具移动至不接触燃气燃烧器的火的位置，将燃气燃烧器(NB GT-9000F Prince Snake Fire)的火的全长调整为100mm，将空气量调整为最大。将固定夹具设置在燃气燃烧器的火的中央，在耐火构件的表面接触火焰的状态下，测量耐火构件的背面的温度上升，测量达到200℃所用的时间。
＜参考例1＞
(聚醚酰亚胺纤维的制造)
将作为非晶性树脂的聚醚酰亚胺(以下，有时简称为PEI)类聚合物(SABICInnovative Plastics公司制造的“ULTEM9001”)以150℃真空干燥12小时。将上述PEI类聚合物在纺丝头温度390℃、纺丝速度1500m/分、喷出量50g/分的条件下从圆孔喷嘴喷出，制作了2640dtex/1200f的PEI类纤维的复丝。将得到的复丝切成15mm，制作了PEI纤维的短切纤维。得到的纤维的外观良好，没有毛刺等，单纤维纤度为2.2dtex，平均纤维长度为15.0mm。
＜参考例2＞
(聚醚醚酮纤维的制造)
将聚醚醚酮(以下，有时间称为PEEK)类聚合物(Victrex公司制造的“90G”)在80℃下真空干燥12小时。将上述PEEK类聚合物在纺丝头温度400℃、纺丝速度1500m/分、喷出量12.5g/分的条件下从圆孔喷嘴喷出，制作了复丝。将得到的复丝切成15mm，制作了PEEK纤维的短切纤维。得到的纤维的外观良好，没有毛刺等，单纤维纤度为8.8dtex，平均纤维长度为15.1mm。
＜参考例3＞
(PET类粘合剂纤维的制造)
使用聚合反应装置，通过常规方法在280℃下进行缩聚反应，制造了由对苯二甲酸与间苯二甲酸的共聚比例(摩尔比)为70/30、乙二醇100摩尔％形成的特性粘度(η)为0.81的PET类聚合物。制成的聚合物从聚合机底部以条状挤出至水中，切成颗粒状。将得到的PET类聚合物供给至以270℃加热的同向旋转型的排气式双螺杆挤出机，经过2分钟的滞留时间，导入以280℃加热的纺丝头，在喷出量45g/分的条件下从圆孔喷嘴喷出，以纺丝速度1200m/分牵引，得到了由2640dtex/1200f的PET类聚合物形成的复丝。接着将得到的纤维切成15mm。
得到的纤维的外观良好，没有毛刺等，具有单纤维纤度为2.2dtex，平均纤维长度为10.0mm，结晶度为20％，特性粘度为0.8，且具有圆形的截面形状。
＜实施例1＞
使用包含作为阻燃性热塑性纤维的切成15mm的PEI纤维50重量％、作为非连续增强纤维的切成12.7mm的碳纤维短切丝(Toho Tenax公司制造的HTS403K：平均纤维径7μm；导热系数10W/(m·K))45重量％、切成5mm的PET类粘合剂纤维5重量％的浆料，通过湿法工艺得到了单位面积重量100g/m2的混合无纺布。
将31片得到的混合无纺布层叠，利用热压机，将间隙设定为2mm，对与层叠方向垂直的面以15MPa加压，同时加热至340℃，使PEI树脂含浸于在碳纤维之间，然后，在保持加压的状态下，冷却至作为PEI的玻璃化转变温度以下的200℃，制作耐火构件，得到了厚度为2.1mm、比重为1.45、空隙率为1％、单位面积重量为3043g/m2、最大膨胀率为511％、膨胀后的耐火构件的厚度为10.7mm、膨胀后的耐火构件的导热系数为0.09W/(m·K)的耐火构件。另外，膨胀后的耐火构件的热阻为0.12m2·K/W，膨胀后的耐火构件的空隙率为81％，耐火构件的LOI为42。
得到的耐火构件的弯曲强度为360MPa，弯曲弹性模量为27GPa，力学特性优异。而且，隔热性试验中的耐火构件的表面背面的温度差为171℃，隔热性优异，耐火性试验中的背面达到200℃的时间为95秒钟，耐火性优异。
＜实施例2＞
除了将混合无纺布的层叠片数设为22片，将热压机的间隙设为1.5mm以外，与实施例1同样地制作耐火构件，得到了厚度为1.5mm、比重为1.45、空隙率为2％、单位面积重量为2166g/m2、最大膨胀率为477％、膨胀后的耐火构件的厚度为7.1mm、膨胀后的耐火构件的导热系数为0.08W/(m·K)的耐火构件。另外，膨胀后的耐火构件的热阻为0.09m2·K/W，膨胀后的耐火构件的空隙率为79％，耐火构件的LOI为41。
得到的耐火构件的弯曲强度为365MPa，弯曲弹性模量为27GPa，力学特性优异。而且，隔热性试验中的耐火构件的表面背面的温度差为144℃，隔热性优异，耐火性试验中的背面达到200℃的时间为27秒钟，耐火性优异。
＜实施例3＞
除了将混合无纺布的层叠片数设为13片，将热压机的间隙设为1mm以外，与实施例1同样地制作耐火构件，得到了厚度为0.9mm、比重为1.46、空隙率为1％、单位面积重量为1282g/m2、最大膨胀率为447％、膨胀后的耐火构件的厚度为3.9mm、膨胀后的耐火构件的导热系数为0.08W/(m·K)的耐火构件。另外，膨胀后的耐火构件的热阻为0.05m2·K/W，膨胀后的耐火构件的空隙率为78％，耐火构件的LOI为40。
得到的耐火构件的弯曲强度为370MPa，弯曲弹性模量为28GPa，力学特性优异。而且，隔热性试验中的耐火构件的表面背面的温度差为80℃，隔热性优异，耐火性试验中的背面达到200℃的时间为15秒钟，耐火性优异。
＜实施例4＞
除了将混合无纺布的层叠片数设为21片，将热压机的间隙设为2mm以外，与实施例1同样地制作耐火构件，得到了厚度为2.0mm、比重为1.03、空隙率为39％、单位面积重量为2066g/m2、最大膨胀率为505％、膨胀后的耐火构件的厚度为10.1mm、膨胀后的耐火构件的导热系数为0.07W/(m·K)的耐火构件。另外，膨胀后的耐火构件的热阻为0.14m2·K/W，膨胀后的耐火构件的空隙率为88％，耐火构件的LOI为40。
得到的耐火构件的弯曲强度为122MPa，弯曲弹性模量为5GPa，力学特性优异。而且，隔热性试验中的耐火构件的表面背面的温度差为151℃，隔热性优异，耐火性试验中的背面达到200℃的时间为40秒钟，耐火性优异。
＜实施例5＞
使用包含作为阻燃性热塑性纤维的切成15mm的PEI纤维75重量％、作为非连续增强纤维的切成3mm的碳纤维短切丝(Toho Tenax公司制造的HTS403K：平均纤维径7μm；导热系数10W/(m·K))20重量％、切成5mm的PET类粘合剂纤维5重量％的浆料，通过湿法工艺得到了单位面积重量100g/m2的混合无纺布。
将27片得到的混合无纺布层叠，与实施例1同样地制作耐火构件，得到了厚度为2.0mm、比重为1.33、空隙率为1％、单位面积重量为2679g/m2、最大膨胀率为367％、膨胀后的耐火构件的厚度为7.4mm、膨胀后的耐火构件的导热系数为0.09W/(m·K)的耐火构件。另外，膨胀后的耐火构件的热阻为0.08m2·K/W，膨胀后的耐火构件的空隙率为73％，耐火构件的LOI为40。
得到的耐火构件的弯曲强度为232MPa，弯曲弹性模量为13GPa，力学特性优异。而且，隔热性试验中的耐火构件的表面背面的温度差为122℃，隔热性优异，耐火性试验中的背面达到200℃的时间为29秒钟，耐火性优异。
＜实施例6＞
使用包含作为阻燃性热塑性纤维的切成15mm的PEI纤维55重量％、作为非连续增强纤维的切成3mm的碳纤维短切丝(Toho Tenax公司制造的HTS403K：平均纤维径7μm；导热系数10W/(m·K))40重量％、切成5mm的PET类粘合剂纤维5重量％的浆料，通过湿法工艺得到了单位面积重量100g/m2的混合无纺布。
将30片得到的混合无纺布层叠，与实施例1同样地制作耐火构件，得到了厚度为2.1mm、比重为1.40、空隙率为3％、单位面积重量为2960g/m2、最大膨胀率为394％、膨胀后的耐火构件的厚度为8.3mm、膨胀后的耐火构件的导热系数为0.13W/(m·K)的耐火构件。另外，膨胀后的耐火构件的热阻为0.06m2·K/W，膨胀后的耐火构件的空隙率为75％，耐火构件的LOI为42。
得到的耐火构件的弯曲强度为258MPa，弯曲弹性模量为19GPa，力学特性优异。而且，隔热性试验中的耐火构件的表面背面的温度差为109℃，隔热性优异，耐火性试验中的背面达到200℃的时间为31秒钟，耐火性优异。
＜实施例7＞
使用包含作为阻燃性热塑性纤维的切成15mm的PEI纤维75重量％、作为非连续增强纤维的切成12.7mm的碳纤维短切丝(Toho Tenax公司制造的HTS403K：平均纤维径7μm；导热系数10W/(m·K))20重量％、切成5mm的PET类粘合剂纤维5重量％的浆料，通过湿法工艺得到了单位面积重量100g/m2的混合无纺布。
将27片得到的混合无纺布层叠，与实施例1同样地制作耐火构件，得到了厚度为2.0mm、比重为1.35、空隙率为0％、单位面积重量为2687g/m2、最大膨胀率为449％、膨胀后的耐火构件的厚度为8.9mm、膨胀后的耐火构件的导热系数为0.09W/(m·K)的耐火构件。另外，膨胀后的耐火构件的热阻为0.10m2·K/W，膨胀后的耐火构件的空隙率为78％，耐火构件的LOI为40。
得到的耐火构件的弯曲强度为260MPa，弯曲弹性模量为14GPa，力学特性优异。而且，隔热性试验中的耐火构件的表面背面的温度差为130℃，隔热性优异，耐火性试验中的背面达到200℃的时间为38秒钟，耐火性优异。
＜实施例8＞
使用包含作为热塑性结晶性纤维的切成15mm的PEEK纤维50重量％、作为非连续增强纤维的切成3mm的碳纤维短切丝(Toho Tenax公司制造的HTS403K：平均纤维径7μm；导热系数10W/(m·K))45重量％、切成5mm的PET类粘合剂纤维5重量％的浆料，通过湿法工艺得到了单位面积重量100g/m2的混合无纺布，将31片该混合无纺布层叠，利用热压机将间隙设定为2mm，对与层叠方向垂直的面以15MPa加压同时加热至380℃，使PEEK树脂含浸于碳纤维之间，并且在保持加压的状态下冷却至100℃，制作耐火构件，在该情况下可以认为，基于碳纤维的导热系数，得到的耐火构件可以与实施例1的耐火构件同样地发挥散热特性。
＜比较例1＞
除了将碳纤维短切丝的纤维长度设为1mm，将混合无纺布的层叠片数设为30片以外，与实施例1同样地制作耐火构件，得到了厚度为2.0mm、比重为1.47、空隙率为0％、单位面积重量为2940g/m2、最大膨胀率为130％、膨胀后的耐火构件的厚度为2.6mm、膨胀后的耐火构件的导热系数为0.25W/(m·K)的耐火构件。另外，膨胀后的耐火构件的热阻为0.01m2·K/W，膨胀后的耐火构件的空隙率为23％，耐火构件的LOI为42。
得到的耐火构件的弯曲强度为200MPa，弯曲弹性模量为22GPa，力学特性优异。另一方面，隔热性试验中的耐火构件的表面背面的温度差为24℃，隔热性差。另外，耐火性试验中的背面达到200℃的时间为9秒钟，耐火性差。
＜比较例2＞
除了将碳纤维短切丝的纤维比率设为10重量％，将混合无纺布的层叠片数设为26片以外，其他与实施例1同样地制作耐火构件，得到了厚度为2.0mm、比重为1.31、空隙率为0％、单位面积重量为2620g/m2、最大膨胀率为110％、膨胀后的耐火构件的厚度为2.2mm、膨胀后的耐火构件的导热系数为0.17W/(m·K)的耐火构件。另外，膨胀后的耐火构件的热阻为0.01m2·K/W，膨胀后的耐火构件的空隙率为9％，耐火构件的LOI为38。
得到的耐火构件的弯曲强度为145MPa，弯曲弹性模量为5GPa，力学特性优异。另一方面，隔热试验中的耐火构件的表面背面的温度差为25℃，隔热性优异。另外，耐火性试验中的背面达到200℃的时间为10秒钟，耐火性差。
＜比较例3＞
除了将热塑性纤维设为切成6mm的聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维(以下，有时简称为PBT)以外，与实施例1同样地制作耐火构件，得到了厚度为2.0mm、比重为1.52、空隙率为0％、单位面积重量为3040g/m2、最大膨胀率为450％、膨胀后的耐火构件的厚度为9.0mm、膨胀后的耐火构件的导热系数为0.08W/(m·K)的耐火构件。另外，膨胀后的耐火构件的热阻为0.11m2·K/W，膨胀后的耐火构件的空隙率为78％，耐火构件的LOI为22。
得到的耐火构件的弯曲强度为250MPa，弯曲弹性模量为24GPa，力学特性优异。另一方面，隔热试验中的样品表面背面的温度差为150℃，隔热性优异。另外，由于阻燃性低的热塑性树脂形成了基体，因此，在耐火性试验中，接触火焰后10秒钟迅速着火，燃烧扩散，耐火性差。
＜比较例4＞
使用注塑成型机(液压合模360t、最大射出压力2100/cm2)将树脂温度设定为400℃，将模具温度设定为160℃，进行了JD7201(SABIC Innovative Plastics公司制造，含20重量％碳纤维的聚醚酰亚胺树脂)的注塑成型。得到的成型体的厚度为2.0mm，比重为1.35，空隙率为0％，单位面积重量为2700g/m2，得到了最大膨胀率为100％、膨胀后的耐火构件的厚度为2.0mm、膨胀后的耐火构件的导热系数为0.18W/(m·K)的耐火构件。另外，膨胀后的耐火构件的热阻为0.01m2·K/W，膨胀后的耐火构件的空隙率为0％，耐火构件的LOI为39。
得到的耐火构件的弯曲强度为157MPa，弯曲弹性模量为6GPa，力学特性优异。另一方面，隔热试验中的耐火构件的表面背面的温度差为23℃，隔热性差。另外，耐火性试验中的背面达到200℃的时间为8秒钟，耐火性差。
＜比较例5＞
使用包含作为热塑性纤维的切成15mm的PEI纤维45重量％、作为非连续增强纤维的切成18mm的玻璃纤维短切丝(日东纺株式会社制造的CS13C-897：平均纤维径10μm；导热系数1W/(m·K))50重量％、切成5mm的PET类粘合剂纤维5重量％的浆料，通过湿法工艺得到了单位面积重量100g/m2的混合无纺布。
将34片得到的混合无纺布层叠，与实施例1同样地制作耐火构件，得到了厚度为2.0mm、比重为1.71、空隙率为0％、单位面积重量为3382g/m2、最大膨胀率为260％、膨胀后的耐火构件的厚度为5.2mm、膨胀后的耐火构件的导热系数为0.09W/(m·K)的耐火构件。另外，膨胀后的耐火构件的热阻为0.06m2·K/W，膨胀后的耐火构件的空隙率为62％，耐火构件的LOI为32。
得到的耐火构件的弯曲强度为240MPa，弯曲弹性模量为11GPa，力学特性优异。然而，隔热性试验中的耐火构件的表面背面的温度差为51℃，比与实施例1～7差。另外，由于阻燃性热塑性树脂形成了基体，因此耐火性试验中的背面达到200℃的时间为23秒钟，但在达到时立即着火，因此耐火性差。
＜比较例6＞
除了将混合无纺布的层叠片数设为18片以外，与比较例5同样地制作耐火构件，得到了厚度为1.9mm、比重为0.97、空隙率为43％、单位面积重量为1798g/m2、最大膨胀率为363％、膨胀后的耐火构件的厚度为6.7mm、膨胀后的耐火构件的导热系数为0.06W/(m·K)的耐火构件。另外，膨胀后的耐火构件的热阻为0.11m2·K/W，膨胀后的耐火构件的空隙率为84％，耐火构件的LOI为30。
得到的耐火构件的弯曲强度为240MPa，弯曲弹性模量为11GPa，力学特性优异。另外，隔热性试验中的耐火构件的表面背面的温度差为96℃，或许是由于在膨胀前空隙率也为43％，因此与比较例5相比，隔热性优异。然而，与具有相同程度的空隙率的实施例4相比，隔热性差。另外，由于阻燃性热塑性树脂形成了基体，因此耐火性试验中的背面达到200℃的时间为21秒钟，但在达到时立即着火，因此耐火性差。
Figure BDA0002507025690000221
根据表1可知，实施例1～7的耐火构件是由具有高导热系数的非连续增强纤维和阻燃性热塑性树脂形成的纤维增强树脂耐火构件，在高温下膨胀后的空隙率为50％以上，因此，耐火性优异，并且由于膨胀而形成隔热层，因此表现出隔热功能。
另外，当膨胀后的耐火构件的导热系数为0.15W/(m·K)以下时，抑制高热的传导的能力强，即使耐火构件的一面被暴露于高温中，也能够尽力在另一面上抑制其影响。可知，在这样的情况下，不仅耐火性优异，而且通过在接近热源时、接触火焰时耐火构件发生膨胀而形成隔热层，表现出隔热功能，具有保护内容物的功能。
另一方面，比较例1、2及4的耐火构件的膨胀后的空隙率低于23％，根据其结果可知耐火性及隔热性差。比较例3由于使用的热塑性树脂为PBT，阻燃性低，因此耐火性差。
另外可知，比较例5及6虽然通过发生膨胀而形成空隙，显示出比比较例1及2高的隔热性，但由于非连续增强纤维的导热系数低，因此热积蓄于内部，因此在20秒钟左右着火，耐火性差。
工业实用性
通过本发明得到的膨胀性耐火构件的耐火性优异，并且在接近热源时、接触火焰时耐火构件发生膨胀而形成隔热层，表现出隔热功能，由此可以保护内容物，因此，适用于地板材料、吊顶材料、墙体材料等建筑构件、汽车、航空器、铁道等运输车辆的内装材料、结构构件等的用途。
如上所述，参照附图对本发明的优选的实施方式进行了说明，但在不脱离本发明主旨的范围内可以进行各种追加、变更或削除，这些内容也包含在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种耐火构件，其至少由导热系数为4W/(m·K)以上的非连续增强纤维和阻燃性热塑性树脂构成，所述非连续增强纤维分散在耐火构件中，
所述耐火构件的膨胀后的空隙率为30％以上。
2.一种耐火构件，其中，所述耐火构件的膨胀后的导热系数为0.15W/(m·K)以下。
3.根据权利要求1或2所述的耐火构件，在所述耐火构件中，所述膨胀后的耐火构件的热阻为0.05m2·K/W以上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的耐火构件，其中，所述耐火构件的弯曲弹性模量为3GPa以上，且弯曲强度为50MPa以上。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的耐火构件，其中，所述阻燃性热塑性树脂的极限氧指数为30以上。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的耐火构件，在所述耐火构件中，相对于包含阻燃性热塑性树脂的树脂基体和非连续增强纤维的总量，非连续增强纤维的比率为15～80重量％。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的耐火构件，其中，所述非连续增强纤维的平均纤维长度为2～50mm。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的耐火构件，其中，所述非连续增强纤维由选自碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维、以及金属纤维中的至少一种构成。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的耐火构件，其中，所述阻燃性热塑性树脂由选自聚醚酰亚胺类树脂、聚砜类树脂、聚醚砜类树脂、以及聚醚醚酮类树脂中的至少一种构成。
10.权利要求1～9中任一项所述的耐火构件的制造方法，该方法包括：
将一片或多片混合无纺布层叠，所述混合无纺布至少由粉粒状或纤维状的阻燃性热塑性树脂和导热系数为4W/(m·K)以上的非连续增强纤维构成，在所述热塑性树脂的流动开始温度以上的温度下进行加压同时加热，接着进行加压同时冷却。
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