JP2001329219A - 難燃性被覆剤 - Google Patents

難燃性被覆剤

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JP2001329219A
JP2001329219A JP2001095649A JP2001095649A JP2001329219A JP 2001329219 A JP2001329219 A JP 2001329219A JP 2001095649 A JP2001095649 A JP 2001095649A JP 2001095649 A JP2001095649 A JP 2001095649A JP 2001329219 A JP2001329219 A JP 2001329219A
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JP2001095649A
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Volker Thewes
フオルケル・テーヴエス
Wolf-Dieter Pirig
ヴオルフ−デイーター・ピリッヒ
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Clariant GmbH
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    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/18Fireproof paints including high temperature resistant paints
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 断熱層を形成しそしてメラミンまたはアンモ
ニウムポリホスフェートを使用しなくとも乾燥後に耐水
性でありそして高湿度および高温において極めて少量の
NH3 しか放出しない難燃性被覆剤の提供。 【解決手段】 火災の際でも発泡体層を形成する炭化性
物質、造膜性バインダー、発泡剤および通例の助剤およ
び添加剤をベースとする断熱層形成性の難燃性被覆剤に
おいて、発泡剤としておよび発泡体層形成物質としてメ
ラミンポリホスフェートを含むことを特徴とする、上記
断熱層形成性の難燃性被覆剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、火災の際でも発泡
体層を形成する炭化性物質、造膜性バインダー、発泡剤
および慣用の助剤および添加剤をベースとする断熱層形
成性の難燃性被覆剤に関する。
【0002】
【従来の技術】断熱層を形成する難燃性被覆剤(発泡性
防炎塗料とも言う)は、火災の際に支配的な温度に曝さ
れた時に発泡するという特徴があり、そして上述の難燃
性被覆剤のこの発泡体が鋼鉄製構造物、天井、壁、ケー
ブル、パイプ等の熱移動を妨害するかまたは少なくとも
阻止する。
【0003】米国特許(A1)第4,965,296号
明細書には難燃性被覆材料および導電性材料で構成され
る難燃性材料が開示さている。この難燃性被覆材料は炭
化しそして泡を生成する物質、気体を発生する化合物、
造膜性バインダーおよび適当な溶剤で構成されている。
慣用の他の成分も場合によっては存在していてもよい。
【0004】米国特許第4,879,320号明細書に
は同様な難燃性組成物が開示されているが、導電性材料
の代わりにセラミック繊維材料が添加されている。
【0005】米国特許第5,225,464号明細書に
は燐酸、メラミンと、ペンタエリスリトール、塩素化炭
水化物および他の化合物、特にポリ塩化ビニルと改善さ
れた発泡性防炎塗料をもたらすモノアンモニウムホスフ
ェートとの反応生成物をベースとする水性発泡防炎性調
製物が開示されている。
【0006】ドイツ特許出願公開(A1)第4,21
8,184号明細書には、a)ウレタン基およびブロッ
クドイソシアネート基を持ちそして成分b)の存在下に
水に溶解および/または分散する少なくとも1種類のN
COプレポリマーおよびb)少なくとも2つの第一およ
び/または第二アミノ基を持つ少なくとも1種類の(環
状)脂肪族ポリアミンより成るポリアミン成分とより成
る水性バインダー混合物が開示されている。
【0007】更にドイツ特許第4,343,668号明
細書には、少なくとも4〜25重量%の造膜性バインダ
ー、10〜4 重量%のアンモニウムポリホスフェー
ト、8〜40重量%の熱に曝された時に炭化する少なく
とも1種類の物質、6〜25重量%の発泡剤、0〜5
重量%の分散剤、および0〜25重量%のフィラーを含
有する発泡性の難燃性被覆剤が開示されている。
【0008】上記の各難燃性被覆剤の全体的な欠点はそ
れらがハロゲンを含有していることおよび/または乾燥
後の耐水性が不十分であることである。
【0009】発泡剤としてメラミンを用いることは、そ
れが水性スラリー中で塩基として作用するので特に不利
であると見なされることである。それ故に断熱層を生成
する防炎性被覆剤が水溶液中で酸として作用する成分を
含有する場合には、メラミンがこの成分の反応相手とし
て使用できる。メラミンとアンモニウムポリホスフェー
トとが水溶液中でアンモニア(NH3 )を放出しながら
反応することは公知である。高温および高湿度ではこの
反応が、断熱層を形成する乾燥した難燃性被覆物中でも
生じ得るので、被覆物の難燃性が低下する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】それ故に本発明の課題
は、断熱層を形成しそしてメラミンまたはアンモニウム
ポリホスフェートを使用しなくとも乾燥後に耐水性であ
りそして高湿度および高温において極めて少量のNH3
しか放出しない難燃性被覆剤を提供することであった。
【0011】
【課題を解決するための手段】この課題は断熱層を形成
し、発泡剤としておよび発泡体層を生成する物質として
メラミンポリホスフェートを含有する冒頭に記載の種類
の難燃性被覆剤によって達成される。
【0012】メラミンポリホスフェートは好ましくは式
(NMPO3 ) n で表され、ただし、Mはメラミンであ
り、そしてnは2以上、特に2〜10,000である。
【0013】メラミンポリホスフェートは結合して比較
的に短いまたは比較的に長い鎖をもたらすメラミン単位
およびホスフェート単位を生成するポリマーである。メ
ラミン単位およびホスフェート単位の分布は規則的でも
不規則でもよく、場合によってはそれら自身の中に重合
組み入れられていてもよい。メラミンの誘導体、例えば
メレム、メラム等も存在していてもよい。
【0014】メラミンポリホスフェートの性質は、その
鎖長並びにメラミン単位およびホスフェート単位の分布
および/または数の変化により、一定の範囲で変えるこ
とができる。
【0015】メラミンポリホスフェートは、例えば国際
特許出願公開第98/45364号明細書に更に詳細に
説明されている。この公開明細書中ではこのメラミンポ
リホスフェートは、ポリリン酸のメラミン塩とも称され
ている。そのポリマー鎖は、(HMPO3 ) n 単位[M
はメラミンである]で構成されており、nは2以上、特
に5〜10, 000である。
【0016】メラミンポリホスフェートは、通常は、メ
ラミンピロホスフェートを290℃以上の温度で窒素下
に一定重量となるまで加熱することによって得られる
(国際特許出願公開第98/08898号)。
【0017】断熱層を形成する新規の難燃性被覆剤は好
ましくはアンモニウムポリホスフェートを含まない。
【0018】断熱層を形成する新規の難燃性被覆剤は好
ましくはメラミンおよび/またはジシアンジアミド類を
含まない。
【0019】断熱層を形成する難燃性被覆剤は好ましく
は5〜30重量部の造膜性バインダー、5〜25重量部
の炭化性物質、30〜70重量部のメラミンポリホスフ
ェートおよび10〜50重量部の慣用の助剤および添加
物を含有する。
【0020】断熱層を形成する難燃性被覆剤は特に好ま
しくは10〜20重量部の造膜性バインダー、7〜15
重量部の炭化性物質、40〜60重量部のメラミンポリ
ホスフェートおよび20〜40重量部の慣用の助剤およ
び添加物を含有する。
【0021】断熱層を形成する難燃性被覆剤は、好まし
くは造膜性バインダーとして酢酸ビニルをベースとする
ホモポリマー、酢酸ビニル、エチレンおよび塩化ビニル
をベースとするコポリマー、酢酸ビニルおよび分枝した
長鎖のカルボン酸のビニルエステルをベースとするコポ
リマー、酢酸ビニルおよびジ-n- ブチルマレエートをベ
ースとするコポリマー、酢酸ビニルおよびアクリレート
をベースとするコポリマー、スチレンおよびアクリレー
トをベースとするコポリマー、および/またはアクリレ
ートをベースとするコポリマー、ビニルトルエン−アク
リレートコポリマー、スチレン−アクリレートコポリマ
ー、ビニル−アクリレートコポリマー、自己架橋性ポリ
ウレタン分散物を含有する。
【0022】断熱層を形成する難燃性被覆剤中に存在す
る炭化性物質は好ましくは炭水化物を含有する。
【0023】有利に使用される炭水化物は好ましくはペ
ンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペ
ンタエリスリトールおよび/またはペンタエリスリトー
ルの重縮合体を含有する。
【0024】断熱層を形成する難燃性被覆剤中に存在す
る助剤および添加物は好ましくはガラスファイバー、鉱
物繊維、カオリン、タルク、酸化アルミニウム、水酸化
アルミニウム、水酸化マグネシウム、沈降シリカ、珪酸
塩および/または粉末セルロースを含有する。
【0025】断熱層を形成する新規の難燃性被覆剤は好
ましくはハロゲンを含有していない。
【0026】断熱層を形成する新規の難燃性被覆剤は
(100%までの相対湿度の)高湿度および高温(約7
5℃)の条件のもとで保存した時に100ppmより少
ないNH3 しか放出しない。
【0027】刷毛塗りでき、噴霧塗装できまたはロール
掛け塗装できる被覆剤の状態の新規の難燃性被覆剤(発
泡性防炎塗料)は非常に広範な種々の基体、好ましくは
鋼鉄、木材、電気ケーブルまたはパイプの保護に使用さ
れる。
【0028】以下の各々の実施例では、発泡性防炎塗料
を調製し、そしてこれを規格の鋼鉄製板に塗布し、その
効果を測定した。断熱性はDIN4102、第8章(1
986)に従って試験した。耐水性は塗装した規格の鋼
鉄製板を状態調節室中で40℃、95%の湿度で、断熱
性試験の前4週間貯蔵することによって測定した。
【0029】NH3 の放出を測定するために、乾燥した
サンプルのシート状物を500mLのガラス製ビンと2
つのコックを持つガラス製ふたより成る密封されたガラ
ス製系中に置く。湿度(約100%の相対湿度)の模擬
実験を行なうためにこのガラス製系に10mLの水道水
を入れたコップを置く。このガラス製系を、一つのコッ
クを閉じて75℃の空気循環式乾燥室に置く。乾燥室中
で二つ目のコックも10分後に同様に閉じる。乾燥室中
のビンのそれからの滞留時間は120分である。次いで
ビンを乾燥室から取り出しそしてドレーガー(Draeger)
管をアダプターによって一方のコックに取り付ける。窒
素ガスを1時間当り5Lの速度で二つ目のコックに供給
する。ビンを30分の間フラッシュ洗浄しそして放出さ
れたアンモニアの量をドレーガー管から直接的に読み取
る。
【0030】各実施例で使用した生成物は次の通りであ
る:(R)Pliolite(固体:Goodyear社、フランス) :こ
れはビニルトルエン−アクリレートコポリマーをベース
とするニュートン熱可塑性樹脂(newtonian thermoplast
ic) である。
【0031】(R)Exolit AP 462(Clariant GmbH, Frankf
urt am Main、ドイツ) :これは、ヨーロッパ特許
(B)第180,795号明細書の方法によって製造さ
れ、硬化したメラミンホルムアルデヒド樹脂より成る約
10重量%のカプセル材料を含む(R ) Exolit AP 422 を
ベースとする微小カプセル化アンモニウム−ホスフェー
トである。
【0032】(R)Exolit AP 422(Clariant GmbH, Frankf
urt am Main、ドイツ) :これは、n=20〜100
0、好ましくは500〜1000の式(NH4 PO3
n n で表される自由流動性で粉末状の低水溶性アンモニ
ウム−ホスフェートである。45μmより小さい粒度の
粒子の割合が99%よりも多い。
【0033】
【実施例】例1(比較例):以下の物質を順次混合し、
次いで試験用シートに適当に塗布する:38重量部の
(R)Hostaflam AP 462、10重量部の (R)Pliolite(固
体)、8重量部のメラミン、8重量部のジペンタエリス
リトール、8重量部の二酸化チタンおよび全部で100
重量部とする不足量のシックナー、可塑剤および溶剤。
【0034】被覆されたシートのDIN4102に従う
燃焼試験は燃焼分類F30を示した。
【0035】燃焼分類は状態調整室中での貯蔵期間の後
も同様にF30であった。
【0036】NH3 の放出はNH3 4625ppmと測
定された。
【0037】例2(実施例):以下の物質を順次混合
し、次いで試験用シートに適当に塗布する:9重量部の
(R)Pliolite(固体)、52重量部のメラミン−ポリホ
スフェート、7重量部のジペンタエリスリトール、7重
量部の二酸化チタンおよび全部で100重量部とする不
足量のシックナー、可塑剤および溶剤。
【0038】被覆されたシートのDIN4102に従う
燃焼試験は燃焼分類F30を示した。
【0039】燃焼分類は状態調整室中での貯蔵期間の後
でも同様にF30であった。
【0040】NH3 の放出はNH3 35ppmと測定さ
れた。
【0041】例3(比較例):以下の物質を順次混合
し、次いで試験用シートに適当に塗布する:30重量部
(R)Hostaflam AP 422、22重量部のポリ醋酸ビニル
コポリマー(50%濃度)、19重量部のメラミン、1
3重量部のペンタエリスリトール、5重量部の二酸化チ
タンおよび全部で100重量部とする不足量のシックナ
ー、フィラー、水、分散剤および保存剤。
【0042】被覆されたシートのDIN4102に従う
燃焼試験は燃焼分類F30を示した。
【0043】状態調整室中での貯蔵期間の後、燃焼分類
F30が最早達成されなかった。
【0044】NH3 の放出はNH3 5200ppmと測
定された。
【0045】例4(実施例):以下の物質を順次混合
し、次いで試験用シートに適当に塗布する:20重量部
のポリ醋酸ビニルコポリマー(50%濃度)、55重量
部のメラミン−ポリホスフェート、11重量部のペンタ
エリスリトール、4重量部の二酸化チタンおよび全部で
100重量部とする不足量のシックナー、フィラー、
水、分散剤および保存剤。
【0046】被覆されたシートのDIN4102に従う
燃焼試験は燃焼分類F30を示した。
【0047】燃焼分類は状態調整室中での貯蔵期間の後
にF30であった。
【0048】NH3 の放出はNH3 50ppmと測定さ
れた。
【0049】例5(比較例):以下の物質を順次混合
し、次いで試験用シートに適当に塗布する:30重量部
(R) Exolit AP 422 、22重量部の脂肪族ウレタン/
アクリル−ハイブリッド分散物(30%濃度)17重量
部のメラミン、12重量部のジペンタエリスリトール、
5重量部の二酸化チタンおよび全部で100重量部とす
る不足量のシックナー、フィラー、水、分散剤および保
存剤。
【0050】被覆されたシートのDIN4102に従う
燃焼試験は燃焼分類F60を示した。
【0051】状態調整室中での貯蔵期間の後、燃焼分類
は未だF30であった。
【0052】NH3 の放出はNH3 4850ppmと測
定された。
【0053】例6(実施例):以下の物質を順次混合
し、次いで試験用シートに適当に塗布する:19重量部
の脂肪族ウレタン/アクリル−ハイブリッド分散物(3
0%濃度)53重量部のメラミン−ポリホスフェート、
10重量部のジペンタエリスリトール、4重量部の二酸
化チタンおよび全部で100重量部とする不足量のシッ
クナー、フィラー、水、分散剤および保存剤。
【0054】被覆されたシートのDIN4102に従う
燃焼試験は燃焼分類F60を示した。
【0055】燃焼分類は状態調整室中での貯蔵期間の
後、F30であった。
【0056】NH3 の放出はNH3 40ppmと測定さ
れた。
【0057】これらの例から明らかな通り、メラミン−
ポリホスフェートの使用がメラミンを使用する場合に比
較した時、NH3 の放出が少なくとも100倍減少す
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09D 201/00 C09D 201/00 C09K 21/12 C09K 21/12 21/14 21/14 // C08L 101:00 C08L 101:00

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 火災の際に発泡体層を形成する炭化性物
    質、造膜性バインダー、発泡剤および通例の助剤および
    添加剤をベースとする断熱層形成性の難燃性被覆剤にお
    いて、発泡剤としておよび発泡体層形成物質としてメラ
    ミンポリホスフェートを含むことを特徴とする、上記断
    熱層形成性の難燃性被覆剤。
  2. 【請求項2】 メラミンポリホスフェートが式(NMP
    3 ) n で表され、ただし、Mはメラミンであり、そし
    てnは2以上、特に2〜10,000である、請求項1
    の断熱層形成性の難燃性被覆剤。
  3. 【請求項3】 アンモニウム−ポリホスフェートが存在
    していない請求項1または2に記載の難燃性被覆剤。
  4. 【請求項4】 メラミンおよび/またはジシアンジアミ
    ド類が存在していない請求項1〜3のいずれか一つに記
    載の断熱層形成性の難燃性被覆剤。
  5. 【請求項5】5〜30重量部の造膜性バインダー、 5〜25重量部の炭化性物質、 30〜70重量部のメラミンポリホスフェートおよび1
    0〜50重量部の慣用の助剤および添加物を含有する請
    求項1〜4のいずれか一つに記載の断熱層形成性の難燃
    性被覆剤。
  6. 【請求項6】10〜20重量部の造膜性バインダー、 7〜15重量部の炭化性物質、 40〜60重量部のメラミンポリホスフェートおよび2
    0〜40重量部の慣用の助剤および添加物を含有する請
    求項1〜5のいずれか一つに記載の断熱層形成性の難燃
    性被覆剤。
  7. 【請求項7】 造膜性バインダーが酢酸ビニルをベース
    とするホモポリマー、酢酸ビニル、エチレンおよび塩化
    ビニルをベースとするコポリマー、酢酸ビニルおよび長
    鎖の分枝状カルボン酸のビニルエステルをベースとする
    コポリマー、酢酸ビニルおよびジ-n- ブチルマレエート
    をベースとするコポリマー、酢酸ビニルおよびアクリレ
    ートをベースとするコポリマー、スチレンおよびアクリ
    レートをベースとするコポリマー、および/またはアク
    リレートをベースとするコポリマー、ビニルトルエン−
    アクリロールコポリマー、スチレン−アクリレートポリ
    マー、ビニル−アクリレートコポリマー、および/また
    は自己架橋性ポリウレタン分散物を含有する、請求項1
    〜6のいずれか一つに記載の断熱層形成性の難燃性被覆
    剤。
  8. 【請求項8】 炭化性物質として炭水化物を含有する請
    求項1〜7のいずれか一つに記載の断熱層形成性の難燃
    性被覆剤。
  9. 【請求項9】 使用される炭水化物がペンタエリスリト
    ール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリト
    ール、および/またはペンタエリスリトールの重縮合体
    である請求項8に記載の断熱層形成性の難燃性被覆剤。
  10. 【請求項10】 助剤および添加物としてガラスファイ
    バー、鉱物繊維、カオリン、タルク、酸化アルミニウ
    ム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、沈降シ
    リカ、珪酸塩および/または粉末セルロースを含有する
    請求項1〜9のいずれか一つに記載の断熱層形成性の難
    燃性被覆剤。
  11. 【請求項11】 ハロゲンを含有していない請求項1〜
    10のいずれか一つの難燃性被覆剤。
  12. 【請求項12】 100%までの相対湿度の高湿度およ
    び高温(約75℃)の条件のもとで保存した時に100
    ppmより少ないNH3 しか放出しない、請求項1〜1
    1のいずれか一つの断熱層形成性の難燃性被覆剤。
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