JP2002538261A - 防炎塗料 - Google Patents

防炎塗料

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 メラミンを使用せずに乾燥後に耐水性でありそして高湿度および高温でも極めて僅かな量のＮＨ3 を放出するだけである断熱層形成性の防炎性塗料の提供。 【解決手段】 これは、発泡剤としてメラミンポリホスファートを使用することによって解決される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は火災の時に炭化し発泡層を形成する物質、皮膜形成性バインダー、発
泡剤および通例の助剤および添加物をベースとする断熱層形成性防炎塗料に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】
断熱層を形成する防炎塗料、いわゆる発泡性防炎塗料は、火災の時の支配的な
温度に曝された時に発泡しそして上記の防炎塗料のこの発泡が鋼鉄製構造部材、
天井、壁、ケーブル、パイプ等に熱が通るのを防止するかまたは少なくとも妨害
することに特徴がある。
【０００３】 米国特許（Ａ１）第４，９６５，２９６号明細書には防炎塗料および電導性物
質で構成される防炎材料が開示されている。この防炎塗料は炭化しそして泡を形
成する物質、ガスを発生する化合物、皮膜形成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、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類似の防炎組成物が開示されている。
【０００５】 米国特許第５，２２５，４６４号明細書には燐酸、メラミンおよび燐酸モノア
ンモニウムの反応生成物をベースとする、ペンタエリスリトールと、塩素化炭化
水素とおよび他の化合物、特にポリ醋酸ビニルと一緒に改善された発泡性防炎塗
料をもたらす水性発泡性防炎剤を開示している。
【０００６】 沢山の発泡性防炎調製物が“Fire Retardants Formulations Handbook(防炎性
調製物ハンドブック) ”、( 著者: Vijay Mohan Bhatnagar 、1972) から公知で
ある。
【０００７】 ドイツ特許出願公開（Ａ１）第４，２１８，１８４号明細書には、成分ｂ）の
存在下で水に可溶であるかおよび／または分散性であるウレタン基含有のブロッ
クイソシアネート基含有ＮＣＯ−プレポリマーの少なくとも１種類ａ）と少なく
とも２つの第一および／または第二アミノ基を持つ（環状）脂肪族ポリアミンの
少なくとも１種類より成るポリアミン成分ｂ）との組合せよりなる水溶液および
／または水性懸濁液よりなる水性バインダー混合物が開示されている。
【０００８】 ドイツ特許第４，３４３，６６８号明細書には、少なくとも ４〜２５重量％の皮膜形成性バインダー、 １０〜４重量％のポリ燐酸アンモニウム、 ８〜４０重量％の、熱の影響で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、 ０〜２５重量％の充填剤 で組成される発泡性防炎塗料が開示されている。
【０００９】 上記の防炎塗料の一般的な欠点はハロゲンを含有している点および／または乾
燥後に十分な耐水性を有していない点である。
【００１０】 発泡剤としてメラミンを用いることは、該メラミンが水性スラリー中で塩基と
して反応するので特に不利であると思われる。それ故に断熱層を形成する防炎塗
料が水溶液状態で酸として反応する成分を含有する場合には、メラミンがこの成
分にための反応相手成分として使用できる。メラミンおよびポリリン酸アンモニ
ウムがアンモニア（ＮＨ3 ）を放出する水性溶液中で反応することは公知である
。高温および高湿度のもとでこの反応は乾燥した断熱層形成性防炎塗料中でも発
生し、それ故に被覆物の防炎特性を低減する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】 それ故に本発明の課題は、メラミンを使用せずに乾燥後に耐水性でありそして
高湿度および高温でも極めて僅かな量のＮＨ3 を放出するだけである断熱層形成
性の防炎性塗料を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この課題は、発泡剤としてメラミンポリホスファートを使用することを特徴と
する、冒頭に記載の種類の防炎塗料によって解決される。
【００１３】 メラミンポリホスファートは、式 （ＨＭＰＯ3 ）n ［式中、Ｍはメラミンでありそしてｎは≧２、特に２〜１０，０００である。］
で表されるものが有利である。
【００１４】 メラミンポリホスファートは結合して比較的に短い鎖および比較的に長い鎖を
形成するホスファート単位およびメラミン単位よりなるポリマーである。メラミ
ン単位およびホスファート単位の分布は規則的でも不規則でも良く、場合によっ
てはそれ自体が重合していてもよい。メラミンの誘導体、例えばメレム、メラム
およびそれ他を含有してもよい。
【００１５】 色々な鎖長およびメラミン単位およびホスファート単位の分布あるいは反復に
相応してメラミンホスファートはある制限内いでその性質が変化してもよい。
【００１６】 メラミンホスファートは例えばＰＣＴ／ＷＯ／９８／４５３６４号明細書に詳
細に開示されており、そこではポリリン酸のメラミン塩としても記載されている
。ポリマー鎖はここでは（ＨＭＰＯ3 ）n 単位より成りそしてｎは≧２、特に２
〜１０，０００である。
【００１７】 メラミンポリホスファートは一般にメラミンピロホスファートを２９０℃以上
の温度で窒素雰囲気に重量が一定になるまで加熱することによって一般に得られ
る（ＰＣＴ／ＷＯ９８／０８８９８）。
【００１８】 断熱層を形成する有利な防炎塗料は、 ５〜３０重量部の皮膜形成性バインダー、 １０〜５０重量部の発泡層形成性物質、 ５〜２５重量部の炭化性物質、 ５〜５０重量部のメラミンポリホスファート、 １０〜５０重量部の通例の助剤および添加物 を含有する。
【００１９】 断熱層を形成する防炎塗料は中でも、 １０〜２０重量部の皮膜形成性バインダー、 １５〜４０重量部の発泡層形成性物質、 ７〜１５重量部の炭化性物質、 ７〜４０重量部のメラミンポリホスファート、 ２０〜４０重量部の通例の助剤および添加物 を含有するものが特に有利である。
【００２０】 皮膜形成性バインダーとして醋酸ビニルをベースとするホモポリマー、醋酸ビ
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、醋酸ビニルと長鎖
の分岐したカルボン酸のビニルエステルとをベースとするコポリマー、醋酸ビニ
ルとマレイン酸−ジ−ｎ−ブチルエステルとのコポリマー、醋酸ビニルとアクリ
レートとをベーストするコポリマー、スチレンとアクリレートとをベースとする
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、断熱
層を形成する防炎塗料が有利である。
【００２１】 断熱層を形成する防炎塗料は発泡性物質として燐酸および／またはポリ燐酸の
アンモニウム塩を含有するのが特に有利である。
【００２２】 断熱層を形成する防炎塗料は炭化性物質として炭水化物を含有するのが有利で
ある。
【００２３】 炭水化物として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使用するのが
特に有利である。
【００２４】 断熱層を形成する防炎塗料は助剤および添加物としてガラス繊維、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／または粉末状セルロースを含有するのが有利で
ある。
【００２５】 断熱層を形成する本発明の防炎塗料はハロゲンを含有していないのが有利であ
る。
【００２６】 断熱層を形成する本発明の防炎塗料は１００％までの高い相対湿度および高温
（約７５℃）のもとで貯蔵する際に２００ｐｐｍよりも少ないＮＨ3 しか放出し
ないのが有利である。
【００２７】 本発明の防炎塗料（発泡性防炎塗料）は刷毛塗り、スプレー塗装またはロール
塗装可能な塗料として種々の基体、好ましくは鋼鉄、木材、電気ケーブルまたは
パイプを保護するのに使用される。
【００２８】 以下の例で発泡性塗料を製造し、規格の鋼鉄製薄板に塗布しそしてその性能を
測定する。断熱性の試験はＤＩＮ４１０２、第８部（１９８６）に従って行なっ
た。耐水性は、塗布された規格の鋼鉄製薄板を断熱性試験の前に４０℃、９５％
の相対湿度の状態調節室に４週間保存する。
【００２９】 ＮＨ3 放出量を確かめるために、乾燥したサンプルの薄板を密閉されたガラス
系に入れる。このガラス系は５００ｍＬのガラス製フラスコと２つのコックを持
つガラス製蓋で構成されている。大気湿度（約１００％の相対湿度）をシュミレ
ーションするために、このガラス系中に１０ｍＬの水道水の入ったグラスを入れ
る。このガラス系を一つのコックを閉じで７５℃で空気循環乾燥室に入れる。第
二のコックも１０分後に乾燥室で同様に閉じる。乾燥室でのグラスの保存時間は
１２０分である。その後に乾燥室からグラスを取り出しそして一つのコックにア
ダプターによってドレーガー管（Draeger)を取り付ける。第二のコックに１時間
当り５Ｌの速度で窒素を供給する。ビンを３０分フラッシュ洗浄し、放出された
アンモニアの量をドレーガー管で直接的に読み取る。
【００３０】
【実施例】
実施例において以下の製品物を使用した： (R) Ｐｌｉｏｌｉｔｅ（固体）（Ｇｏｏｄｙｅａｒ、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
塑性樹脂である。
【００３１】 (R) Ｅｘｏｌｉｔ ＡＰ４６２（Ｃｌａｒｉａｎｔ ＧｍｂＨ、フランクフル
ト・アム・マイン）： これはヨーロッパ特許（Ｂ）第０，１８０，７９５号明細書の方法で製造され
そして硬化したメラミン／ホルムアルデヒド−樹脂より成る約１０重量％のカプ
セル物質を含有する(R) Ｅｘｏｌｉｔ ＡＰ４２２をベースとするマイクロカプ
セル化したアンモニウムポリホスファートである。
【００３２】 (R) Ｅｘｏｌｉｔ ＡＰ４２２（Ｃｌａｒｉａｎｔ ＧｍｂＨ、フランクフル
ト・アム・マイン）： 式（ＮＨ4 ＰＯ3 ）n （ｎ＝２０〜１０００、特に好ましくは５００〜１００
０）で表される水に溶解し難い自由流動性の粉末状アンモニウムポリホスファー
トである。４５μｍより小さい粒度の粒子の割合が９９％より多い。
【００３３】 例１（比較例）： 以下の各物質を順に混合しそして次に試験用板に塗布する： ３８重量部の(R) Ｅｘｏｌｉｔ ＡＰ４６２ 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 加えて１００重量部とする量の増粘剤、可塑剤および溶剤。
【００３４】 ＤＩＮ４１０２に従い被覆済み板の防火(fire)試験は防火等級（fire classif
ication)Ｆ３０であった。状態調整室に貯蔵後にも同様に防火等級Ｆ３０であっ
た。ＮＨ3 放出量の測定結果は４６２５ｐｐｍ（ＮＨ3 ）であった。
【００３５】 例２（実施例）： 以下の各物質を順に混合しそして次に試験用板に塗布する： ３２重量部の(R) Ｅｘｏｌｉｔ ＡＰ４６２ １０重量部の(R) Ｐｌｉｏｌｉｔｅ（固体） １３重量部のメラミンポリホスファート 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 加えて１００重量部とする量の増粘剤、可塑剤および溶剤。
【００３６】 ＤＩＮ４１０２に従い被覆済み板の防火試験は防火等級Ｆ６０であった。状態
調整室に貯蔵後も同様に防火等級Ｆ６０であった。ＮＨ3 放出量の測定結果は８
０ｐｐｍ（ＮＨ3 ）であった。
【００３７】 例３（比較例）： 以下の各物質を順に混合しそして次に試験用板に塗布する： ３０重量部の(R) Ｅｘｏｌｉｔ ＡＰ４２２ 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 １３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 加えて１００重量部とする量の増粘剤、充填剤、水、分散剤、保存剤。
【００３８】 ＤＩＮ４１０２に従い被覆済み板の防火試験は防火等級Ｆ３０であった。状態
調整室に貯蔵後には防火等級Ｆ３０であった。ＮＨ3 放出量の測定結果は５２０
０ｐｐｍ（ＮＨ3 ）であった。
【００３９】 例４（比較例）： 以下の各物質を順に混合しそして次に試験用板に塗布する： １８重量部の(R) Ｅｘｏｌｉｔ ＡＰ４２２ ２２重量部のポリ醋酸ビニルコポリマー（５０％濃度） ３０重量部のメラミンポリホスファート １３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 加えて１００重量部とする量の増粘剤、充填剤、水、分散剤、保存剤。
【００４０】 ＤＩＮ ４１０２に従い被覆済み板の防火試験は防火等級Ｆ３０であった。状
態調整室に貯蔵後には防火等級Ｆ３０であった。ＮＨ3 放出量の測定結果は１８
０ｐｐｍ（ＮＨ3 ）であった。
【００４１】 例５（比較例）： 以下の各物質を順に混合しそして次に試験用板に塗布する： ３０重量部の(R) Ｅｘｏｌｉｔ ＡＰ４２２ ２２重量部の脂肪族ウレタン−アクリル−ハイブリッド分散剤（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 加えて１００重量部とする量の増粘剤、充填剤、水、分散剤、保存剤。
【００４２】 ＤＩＮ４１０２に従い被覆済み板の防火試験は防火等級Ｆ６０であった。状態
調整室に貯蔵後には防火等級Ｆ３０であった。ＮＨ3 放出量の測定結果は４８５
０ｐｐｍ（ＮＨ3 ）であった。
【００４３】 例６（実施例）： 以下の各物質を順に混合しそして次に試験用板に塗布する： １９重量部の(R) Ｅｘｏｌｉｔ ＡＰ４２２ ２２重量部の脂肪族ウレタン−アクリル−ハイブリッド分散剤（３０％濃度） ２７重量部のメラミンポリホスファート 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 加えて１００重量部とする量の増粘剤、充填剤、水、分散剤、保存剤。
【００４４】 ＤＩＮ４１０２に従い被覆済み板の防火試験は防火等級Ｆ６０であった。状態
調整室に貯蔵後には防火等級Ｆ６０であった。ＮＨ3 放出量の測定結果は１３０
ｐｐｍ（ＮＨ3 ）であった。
【００４５】 これらの実施例から判る通り、メラミンホスファートを使用することでメラミ
ンと比較した時少なくとも２５倍もＮＨ3の放出量を低減することができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ０９Ｋ 21/12 Ｃ０９Ｋ 21/12 Ｆターム(参考） 4H028 AA02 AA05 AA07 AA10 AA12 AA40 BA03 BA04 4J038 BA012 CB051 CC061 CC071 CD021 CF021 CG001 CG071 CG141 HA416 HA426 HA486 JA21 MA05 NA15

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 火災の時に炭化し発泡層を形成する物質、皮膜形成性バイン
    ダー、発泡剤および通例の助剤および添加物をベースとする断熱層形成性防炎塗
    料において、発泡剤としてメラミンポリホスファートを含有することを特徴とす
    る、上記防炎塗料。
  2. 【請求項２】 メラミンポリホスファートが式 （ＨＭＰＯ3 ）n ［式中、Ｍはメラミンでありそしてｎは≧２、特に２〜１０，０００である。］
    で表される請求項１に記載の断熱層形成性防炎塗料。
  3. 【請求項３】 ５〜３０重量部の皮膜形成性バインダー、 １０〜５０重量部の発泡層形成性物質、 ５〜２５重量部の炭化性物質、 ５〜５０重量部のメラミン塩および／またはグアニジン塩および １０〜５０重量部の通例の助剤および添加物 を含有する請求項１または２に記載の断熱層形成性防炎塗料。
  4. 【請求項４】 １０〜２０重量部の皮膜形成性バインダー、 １５〜４０重量部の発泡層形成性物質、 ７〜１５重量部の炭化性物質、 ７〜４０重量部のメラミン塩および／またはグアニジン塩および １０〜５０重量部の通例の助剤および添加物 を含有する請求項１または２に記載の断熱層形成性防炎塗料。
  5. 【請求項５】 皮膜形成性バインダーとして醋酸ビニルをベースとするホモ
    ポリマー、醋酸ビニル、エチレンおよび塩化ビニルをベースとするコポリマー、
    醋酸ビニルと長鎖の分岐したカルボン酸のビニルエステルとをベースとするコポ
    リマー、醋酸ビニルとマレイン酸−ジ−ｎ−ブチルエステルとのコポリマー、醋
    酸ビニルとアクリル酸エステルとをベーストするコポリマー、スチレンとアクリ
    ル酸エステルと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請求項１〜４のいずれか一つに記載の断熱層形成性防炎
    塗料。
  6. 【請求項６】 泡形成性物質として燐酸および／またはポリ燐酸のアンモニ
    ウム塩が含まれる請求項１〜５のいずれか一つに記載の断熱層形成性防炎塗料。
  7. 【請求項７】 炭化性物質として炭水化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防炎塗料。
  8. 【請求項８】 炭水化物として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
    体を使用する請求項７に記載の断熱層形成性防炎塗料。
  9. 【請求項９】 助剤および添加物としてガラス繊維、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／または粉末状セルロースを含有する請求項１〜８のいずれ
    か一つに記載の断熱層形成性防炎塗料。
  10. 【請求項１０】 ハロゲンを含有していない請求項１〜９のいずれか一つに
    記載の断熱層形成性防炎塗料。
  11. 【請求項１１】 １００％までの高い相対湿度および高温（約７５℃）のも
    とで貯蔵する時に２００ｐｐｍよりも少ないＮＨ3 しか放出しない請求項１〜１
    ０のいずれか一つに記載の断熱層形成性防炎塗料。
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