JP2009091433A - Heat resistant material and method of use of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、耐熱材及び同耐熱材の使用方法に関する。 The present invention relates to a heat resistant material and a method for using the heat resistant material.
従来、土木や建築の分野では、火災時にコンクリート構造物の構造破壊を防止することを目的とした耐火耐熱コンクリートが提案されており、この中に、例えば、フライアッシュなどが添加された耐火耐熱コンクリートも知られている(例えば、特許文献1を参照。)。
しかしながら、上記した耐火耐熱コンクリートは、新たな建築物にしか適用できないため、既設の建築物などに対して耐熱性を向上させるには不適と言わざるを得ない。また、あくまでもコンクリートであるため、その用途は限定されてしまう。 However, since the above-mentioned refractory and heat-resistant concrete can be applied only to new buildings, it must be said that it is unsuitable for improving the heat resistance of existing buildings and the like. Moreover, since it is a concrete to the last, the use will be limited.
したがって、既設の建築物などに対しても、耐熱性を向上させることができることが望ましいが、未だこれを実現する手段はない。 Therefore, it is desirable that heat resistance can be improved even for existing buildings and the like, but there is still no means for realizing this.
また、耐熱性が必要とされるのは、建築物などの基本構造に限定されるわけではなく、例えば建築物に付設される樹脂部分などにも望まれている。さらには、身の回りにある樹脂製品などでも熱によって簡単に変形、溶解することは可及的に回避されることが望ましい。 The heat resistance is not limited to a basic structure such as a building, but is also desired for a resin portion attached to a building, for example. Furthermore, it is desirable to avoid as much as possible that resin products around us are easily deformed and dissolved by heat.
本発明は、上記課題を解決することのできる耐熱材及び同耐熱材を主成分とする塗料を提供するものである。 The present invention provides a heat-resistant material capable of solving the above-described problems and a coating material containing the heat-resistant material as a main component.
(1)本発明では、有機材料にフライアッシュ及び/又は炭素を添加した耐熱材とした。 (1) In this invention, it was set as the heat resistant material which added the fly ash and / or carbon to the organic material.
(2)本発明は、上記(1)に記載の耐熱材において、前記フライアッシュ及び/又は炭素の配合比を、全体の10〜30重量%としたことを特徴とする。 (2) The present invention is characterized in that, in the heat-resistant material according to the above (1), the blending ratio of the fly ash and / or carbon is 10 to 30% by weight.
(3)本発明は、上記(1)又は(2)に記載の耐熱材において、前記有機材料に、金属類をさらに添加したことを特徴とする。 (3) The present invention is characterized in that in the heat resistant material according to the above (1) or (2), a metal is further added to the organic material.
(4)本発明は、上記(3)に記載の耐熱材において、前記金属類の配合比を、全体の5〜30重量%としたことを特徴とする。 (4) The present invention is characterized in that, in the heat-resistant material as described in (3) above, the mixing ratio of the metals is 5 to 30% by weight.
(5)本発明は、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の耐熱材において、前記有機材料を、エポキシ樹脂としたことを特徴とする。 (5) The present invention is characterized in that, in the heat-resistant material according to any one of (1) to (4), the organic material is an epoxy resin.
(6)本発明は、上記(3)〜(5)のいずれかに記載の耐熱材において、前記金属類を、酸化鉄又は酸化亜鉛としたことを特徴とする。 (6) The present invention is characterized in that in the heat-resistant material according to any one of (3) to (5), the metal is iron oxide or zinc oxide.
(7)本発明は、上記(1)〜(6)のいずれかに記載の耐熱材を塗料として用いることを特徴とする耐熱材の使用方法とした。 (7) The present invention provides a method for using a heat-resistant material characterized in that the heat-resistant material according to any one of (1) to (6) is used as a paint.
本発明によれば、例えば既設の構造物に用いられている部材などに後から担持させるだけで、耐熱性、耐火性を著しく向上させることが可能であり、耐熱材としての汎用性を著しく高めることができる。また、耐熱性の高い樹脂製品を容易に提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to remarkably improve heat resistance and fire resistance only by, for example, supporting later on a member used in an existing structure, and remarkably enhance versatility as a heat resistant material. be able to. Also, it becomes possible to easily provide a resin product having high heat resistance.
本実施形態に係る耐熱材は、有機材料にフライアッシュ及び/又は炭素を添加したものである。 The heat-resistant material according to this embodiment is obtained by adding fly ash and / or carbon to an organic material.
すなわち、シリカとアルミナを主成分とし、微粉炭を燃焼した際に発生する石炭灰を採取したフライアッシュ、あるいは黒鉛や炭素化合物などの炭素を有機材料に、例えば有機樹脂に選択的に添加したもの、あるいはフライアッシュ及び黒鉛や炭素化合物などの炭素を同時に添加したものである。 In other words, fly ash that is mainly composed of silica and alumina and collects coal ash generated when pulverized coal is burned, or carbon such as graphite and carbon compounds is selectively added to organic materials, for example, organic resins Alternatively, fly ash and carbon such as graphite or carbon compound are added at the same time.
フライアッシュはコンクリート混和材としてしばしば用いられるが、有機材料に添加することでも耐熱性、耐火性が向上することを知見した。 Fly ash is often used as a concrete admixture, but it has been found that heat resistance and fire resistance can be improved by adding it to organic materials.
そこで、これを現代社会において広く用いられる有機材料に適用して、例えば、耐熱プラスチックとして用いることにより汎用性を高め、耐熱製品、耐火製品としてのニーズに応えることができるようにしている。 Therefore, this is applied to an organic material widely used in modern society, and, for example, it is used as a heat-resistant plastic, so that versatility is improved and the needs as a heat-resistant product and a fire-resistant product can be met.
ところで、前記フライアッシュ及び/又は炭素の配合比は、耐熱材全体の10〜30重量%とするとよい。 By the way, the blending ratio of the fly ash and / or carbon is preferably 10 to 30% by weight of the entire heat-resistant material.
かかる配合比とすれば、硬化させて成形することも、あるいは未硬化の状態では、既設の材料の上から塗布したりすることが可能で、汎用性をより高めることができる。 With such a blending ratio, it can be cured and molded, or in an uncured state, it can be applied from above the existing material, and versatility can be further enhanced.
有機樹脂としては、特に、寸法安定性や耐水性があり、また、耐薬品性や電気絶縁性が高いエポキシ樹脂とすることが望ましい。エポキシ樹脂とすることで、例えば、CPUなど、熱に起因する不具合(所謂「熱暴走」など)の懸念がある電子部品を搭載するマザーボードなどの電子部品用基板にも好適に用いることができる。 As the organic resin, it is particularly desirable to use an epoxy resin having dimensional stability and water resistance, and high chemical resistance and electrical insulation. By using an epoxy resin, for example, it can be suitably used for a substrate for an electronic component such as a mother board on which an electronic component having a concern about a malfunction due to heat (so-called “thermal runaway”) such as a CPU is mounted.
また、エポキシ樹脂などの前記有機材料には、金属類をさらに添加することができる。かかる金属類としては、本実施形態では、酸化鉄又は酸化亜鉛などの金属酸化物を用いている。かかる金属類を添加することによって、放熱性が向上して蓄熱を防止できるため、過熱が問題となり易い前記マザーボードや、その他の電子部品用基板などに、より好適な材料とすることができる。また、近年、環境問題などから需要が増加している太陽光発電装置のカバーなどにも好適である。 Further, metals can be further added to the organic material such as epoxy resin. In this embodiment, metal oxides such as iron oxide or zinc oxide are used as such metals. By adding such metals, heat dissipation can be improved and heat storage can be prevented, so that it can be made a more suitable material for the mother board and other electronic component boards where overheating is likely to be a problem. Moreover, it is suitable also for the cover of the photovoltaic power generation apparatus etc. whose demand has increased in recent years due to environmental problems.
そして、金属類の配合比としては、全体の5〜30重量%とするとよい。かかる配合比とすることで、前記放熱性を有しつつ、樹脂材料としての粘性あるいは流動性、さらには成形性などを損なうことがなくなる。 And as a compounding ratio of metals, it is good to set it as 5 to 30 weight% of the whole. By setting it as this compounding ratio, it has the said heat dissipation, and it does not impair the viscosity or fluidity | liquidity as a resin material, and also a moldability.
上述した耐熱材を生成するためには、有機材料としてエポキシ樹脂を用いた場合、これを全体の70〜90重量%用意し、その中に、全体の10〜30重量%のフライアッシュ又は黒鉛を混合すればよい。あるいは、全体の70〜90重量%のエポキシ樹脂中に、フライアッシュと黒鉛との混合物を、全体の10〜30重量%となるように混合すればよい。このとき、フライアッシュと黒鉛との配合比については任意に定めて構わない。ここでは、5:5とした。 In order to produce the above-mentioned heat-resistant material, when an epoxy resin is used as the organic material, 70 to 90% by weight of the whole is prepared, and 10 to 30% by weight of the fly ash or graphite is contained therein. What is necessary is just to mix. Or what is necessary is just to mix the mixture of a fly ash and graphite into 10 to 30weight% of the whole in the epoxy resin of 70 to 90weight% of the whole. At this time, the blending ratio of fly ash and graphite may be arbitrarily determined. Here, it was set to 5: 5.
上述した耐熱材は、極めて汎用性が高く、例えば、上記電子部品用基板をはじめ、エポキシ樹脂の接着性、強靱性、耐食性などが高い性質を生かした耐熱プラスチック、耐火プラスチックとしての生活用品にも利用することが可能である。 The above-mentioned heat-resistant materials are extremely versatile. For example, the above-mentioned electronic component substrates, heat-resistant plastics that take advantage of the high adhesiveness, toughness, corrosion resistance, etc. of epoxy resins, as well as household goods as fire-resistant plastics. It is possible to use.
また、本発明の他の実施形態として、上述した耐熱材を塗料として用いることができる。塗料とするためには、適宜所定の添加材や顔料などを添加するとよい。このように、塗料として用いることができるため、これを塗布した場合に少なくとも見栄えを損なうおそれはなく、リフォーム工事などにも好適となる。特に、本実施形態に係る耐熱材は、防錆性も有するため、建築資材用の塗料として極めて有用となる。 Moreover, as another embodiment of the present invention, the above-mentioned heat-resistant material can be used as a paint. In order to obtain a paint, a predetermined additive or pigment may be added as appropriate. Thus, since it can be used as a coating material, there is no risk of impairing at least the appearance when it is applied, and it is suitable for renovation work and the like. In particular, since the heat-resistant material according to the present embodiment also has rust prevention properties, it is extremely useful as a paint for building materials.
塗布対象としても幅広く、例えば、既存の建築物や構築物の屋根、外壁、内壁、さらには扉などに塗布することで、耐熱性、耐火性を著しく向上させることができる。また、屋内屋外を問わず、鉄骨や階段、さらにはエレベータシャフトなどにも適用することができる。すなわち、塗料として使用できるため、既設建築物について、後からであっても耐火性を付与することが可能となる。したがって、一般住宅から高層ビル、さらには油タンクなどにも広く適用することが可能である。 A wide range of application targets, for example, by applying to the roofs, outer walls, inner walls, and doors of existing buildings and structures, the heat resistance and fire resistance can be significantly improved. Moreover, it can be applied to steel frames, stairs, and even elevator shafts, whether indoors or outdoors. That is, since it can be used as a paint, fire resistance can be imparted to an existing building even later. Therefore, it can be widely applied to ordinary houses, high-rise buildings, and oil tanks.
このように、塗料として用いれば、既設の建築材料の上から塗布するだけで、耐熱性、耐火性を付与することができるため、利用価値が極めて高くなる。 Thus, if it is used as a paint, heat resistance and fire resistance can be imparted only by applying from the top of existing building materials, so that the utility value becomes extremely high.
上述した耐熱材について、図1に示すような実験を行った。 An experiment as shown in FIG. 1 was performed on the heat-resistant material described above.
図1において、1は本実施形態に係る耐熱材からなる試験ピース、2はガスバーナ、3はガスバーナ2の火炎温度を計測する温度センサである。試験ピース1は、図2に示すように、厚さ3mmの鋼材10に、上述した耐熱材からなる耐熱塗料11を略500μm程度の膜厚となるように塗布したものである。なお、鋼材10は耐熱温度が600℃程度の普通鋼板である。
In FIG. 1, 1 is a test piece made of a heat-resistant material according to the present embodiment, 2 is a gas burner, and 3 is a temperature sensor that measures the flame temperature of the
そして、図1(a)に示すように、温度センサ3が1000℃になるまで試験ピース1の一側面からガスバーナ2の火炎を噴射した。
And as shown to Fig.1 (a), the flame of the
図2(b)に示すように、1000℃の温度に対して、塗布された耐熱塗料11は、焦げただけであり、鋼材10が変形、溶解するには至らなかった。
As shown in FIG.2 (b), with respect to the temperature of 1000 degreeC, the applied heat-
このように、耐熱塗料11を塗布するだけで、耐熱性、耐火性が著しく向上したことが分かった。
Thus, it was found that the heat resistance and fire resistance were remarkably improved only by applying the heat
したがって、上述した耐熱塗料11を使用することにより、既存の建築物、構築物についても、十分な耐熱効果、耐火効果を期待することができる。
Therefore, by using the heat-
1 試験ピース
2 ガスバーナ
3 温度センサ
10 鋼材
11 耐熱塗料
1
10 Steel
11 Heat resistant paint
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