JP2009513770A - 被覆目的、封止目的および保護目的のための耐火性組成物 - Google Patents

Abstract

本発明は、イソシアネート硬化可能ポリマー、ポリマー硬化可能イソシアネート、脂肪族ポリエーテルグリコール、およびゴムを含む、被覆目的、封止目的および保護目的のための耐火性組成物に関し、それによって、それは、ポリリン酸アンモニウム、膨張性グラファイト、およびアルミニウム三水和物をさらに含む。本発明によれば、ゴム粒子、ポリマーベース、脂肪族ポリエーテルグリコールベース、およびイソシアネート硬化剤、ならびにアルミニウム三水和物および粉末状グラファイトを含む被覆組成物が、本発明の範囲内の優れた産物を与え、その産物は、上記で述べたＩＭＯ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎの要求を満たす。

Description

（説明）
（技術分野）
本発明は、イソシアネート硬化可能ポリマー、ポリマー硬化可能イソシアネート、脂肪族ポリエーテルグリコールおよびゴムを含む、被覆目的、封止目的および保護目的のための耐火性組成物に関する。

特許文献１は、特にビークルシャーシの外部さび保護のための腐食耐性被覆組成物を記載し、この組成物は、ポリウレタンポリマー、廃ゴム、水を含まない黒コールタール、ゼオライト乾燥剤からなる。この組成物は、その目的をほぼ満たすが、黒コールタールの強力な臭いによるいくつかの欠点を有しており、これは、それがより制限されたスペースで用いられることを妨げ、そして同様に、良好に換気されたスペースが付与にあたって要求されるという事実に至る。さらに、黒コールタールは、この被覆が黒色を得るという事実に至り、これは、しばじば任意の重要性を有するものではないが、極めてしばしばであることは受容可能ではなく、それに代わって、選択による着色色素を含む色素産物が要求される。

特定の審美的性質であるこれらの欠点の他に、しばしば、なおより高い摩耗耐性、特にアルカリ環境における化学物質による攻撃に対する耐性、および温度安定性が要求される。

特許文献２は、最大量５０重量％の量で存在する最大０．４ｍｍの粒子サイズのゴム、および４０〜５５重量％の量のポリヒドロキシタイプのイソシアネート硬化可能ポリマーベース、１８〜３０重量％の量のポリマー硬化性イソシアネート、および１〜５重量％の量の脂肪族ポリエーテルグリコールを含み、そしてさらに、活性揺変性を提供することによって非流動性質を改善するための脂環式アミンをさらに含むことが特徴がある組成物を提示することによりその課題に対する解決を記載している。

特許文献３は、織物がバンド形態にあるとき、ケーブルの周りの接着テープとして付与され得る可撓性材料の発泡体で被覆された織物を示す。この目的は、振動阻害材を得ることである。この発泡体は、フルオロカーボン化合物を取り込むことにより難燃性にされ得る。

上記特許文献３による産物は、それ故、付与されるとき既に発泡状態で存在しており、これは、本発明の場合とは極めて異なり、本発明では、火災の場合、産物は火災を消して、保護し、隔離する泡を発生する。上記発泡体産物は、このように振動阻害保護を生成し、基本的に発泡体産物ではない、火災に安全な、ゴム含有被覆組成物を生成する課題の解決のためのヒントをいかようにも与えない。

本発明の産物は、付与されるとき、そのときは、不完全産物であるとして発泡させられない。

それ故、本発明は、利用可能な先行技術によってヒントを与えらず、そして特に、粉ゴムの実在の難燃効果の知識はない。

上記の参考文献は、上記硬化可能なプレポリマーが、好ましくは、イソシアネート硬化可能ポリウレタン（ＤＥＳＭＯＤＵＲ−硬化剤；ＤＥＳＭＯＰＨＥＮ１１５０−プレポリマー）であるが、イソシアネート硬化可能エポキシポリマーもまた用いられ得ることを開示する。

イソシアネート活性硬化剤により硬化可能であるポリマータイプの適切な結合剤は、２００以上の分子量を有する異なるポリオール類、ポリエステルベース類である。その他のポリマー材料はエポキシ樹脂類であり、これらは、最初ケトンまたはグルコールエーテルに溶解され、そして次いで、イソシアネート活性硬化剤（例えば、ＤＥＳＭＯＤＵＲ）またはアミノ基活性硬化剤を用いて硬化される。適切なエポキシ樹脂は、１０００以上の分子量を有する。

用いられる脂肪族ポリエーテルグリコールは、ＤＥＳＭＯＰＨＥＮ１１５０のようなポリエステル、および／または脂肪族グリコール、またはより単純にエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールなどいずれかであり得る。

すべてのタイプのゴムがゴム材料として用いられ得、例えば、廃ゴム、廃ゴムタイヤ、生ゴム、およびその他のゴム質がある。

特許文献２は、２０〜４０重量％の０．４ｍｍ、好ましくは０．０５〜０．２ｍｍの粒子サイズを有する適切には廃ゴムであるゴム粉末、４０〜５０重量％のポリマーベース、１〜５重量％の脂肪族ポリエーテルグリコールベース、および１８〜２５重量％のイソシアネート硬化剤が、その発明の範囲内の優れた産物を与えることを開示する。それ故、これらの組成物は、硬化された状態では、非常に高い弾性および摩耗耐性を有する。ポリエステルベースが湿気を含む場合には、ゼオライト乾燥剤、それに代わって活性酸化アルミニウム、または塩基性ケイ酸アルミニウムが添加されるべきである。さらに全体組成物の０．１〜１．０重量％の量の脂環式アミンが添加される。好ましい実施形態では、この脂環式アミンは、全体組成物の０．１〜１．０重量％の量、好ましくは０．３〜０．７重量％の量で存在する３，３−ジメチル−４，４ジアミノジシクロヘキシルメタンからなる。

この脂環式アミンは、存在するイソシアネートの一部と反応し、そしてイソシアネートとイソシアネート硬化可能ポリマーとが反応して最終被覆を形成する前に、粘度の急速な増加を提供する。

これによって、急速プレ重合が、表面への全体組成物の付与の後数秒以内に得られ、それによって、この組成物の処理される表面からの流動およびしたたりをなくする。

貯蔵される組成物の非硬化性質を達成するために、上記組成物は、さらに大豆派生物の添加によって揺変性にされ得る。この大豆派生物は、全体組成物の約０．５重量％で存在する。上記組成物のさらなる実施形態では、この組成物は、ケイ酸アルミニウム、ゼオライトのような吸水剤の添加により、湿気に感受性であるイソシアネート−ポリウレタン系を、非湿気感受性にされ得、それによって、この組成物は、発泡するリスクなくして湿った領域にさえ付与され得、この吸水剤材料は、所望されるとき、例えば、道路および橋梁構築物を封止するとき、コンクリート塊に存在するような湿気状態に依存して、５〜１０重量％の量で添加される。

特許文献２の明細書には、その組成物が、５〜１５重量％の量で添加される亜リン酸化合物のような難燃剤の組成物の添加により耐火性にされ得る。Ｎｏｗｇａｒｄ Ｖ−４が、難燃剤の例である。

しかし、耐火性に関する要求がきびしく、そして火災危険で用いられる被覆材料が合致すべき異なる規準によって管理されるとき、それによって、異なる規準が、インドア使用、アウトドア使用に関してそれぞれ設定される。

上記で述べたタイプの難燃剤は、提示されたこれらの要求に合致しない。

要するに、現在の規準は、炎を捕捉している被覆が、短時間または被覆された試験材料の特定領域または長さ内で自己消化することを要求する。合致されるべき規準は、ＩＭＯ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ａ．６５３（１６）およびＩＭＯ ＦＴＰ Ｃｏｄｅ，Ａｎｎｅｘ １，Ｐａｒｔ ５である。

提示される規準は：ＩＭＯ ＦＴＰ Ｃｏｄｅ，Ａｎｎｅｘ １，Ｐａｒｔ５に従い、防護壁、壁および天井裏打ちとして用いられる材料は、以下の限界に合致する表面燃焼値を有さなければならない：
ＩＭＯ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ａ．６５３（１６）に従って試験されるとき
ＣＦＥ ≧２０．０ｋＷ／ｍ^２
Ｑｓｂ ≧１．５ＭＪ／ｍ^２
Ｑｔ ≦０．７ＭＪ、および
Ｑｐ ≦４．０ｋＷ、
そして床被覆として用いられる材料は、以下の限界に合致する表面燃焼値を有さなければならない：
ＩＭＯ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ａ．６５３（１６）に従って試験されるとき
ＣＦＥ ≧７．０ｋＷ／ｍ^２
Ｑｓｂ ≧０．２５ＭＪ／ｍ^２
Ｑｔ ≦２．０ＭＪ、および
Ｑｐ ≦１０．０ｋＷ、
ここで、ＣＦＥは、消火の臨界フラックス、Ｑｓｂは持続燃焼のための熱、Ｑｔは放出される全体熱、そしてＱｐはピーク熱放出速度である。

ＩＭＯ ＦＴＰ Ｃｏｄｅ，Ａｎｎｅｘ １，Ｐａｒｔ ５，セクション２．２（ポイント６、付録の通常でない挙動）によれば、床被覆には、１０を超えない燃焼低下が受容可能である。

ＩＭＯ ＦＴＰ Ｃｏｄｅ，Ａｎｎｅｘ ２によれば、ＩＭＯ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ａ．６５３（１６）に従って試験されるとき、両者とも、０．２ＭＪを超えない全体熱放出（Ｑｔ）および１．０ｋＷを超えないピーク熱放出速度をもつ表面材料および一次デッキ被覆が、さらに試験することなく、ａｎｎｅｘ １のＰａｒｔ ２（同じ書類に与えられる煙および毒性に対する基準）に合致すると考えられる。
瑞典国特許出願公開第ＳＥ−Ａ−７７０９６４９−３号明細書 国際公開第ＷＯ９８３７１４５号パンフレット 国際公開第ＷＯ０１／８５８６３号パンフレット

本発明の組成物の基礎的目的は、腐食、および機械的攻撃をうける表面の被覆として；チューブ接続部、屋根、セラミックタイルの点封止、金属シートなどにおける水およびその他の液体のための封止剤として用いられ得る組成物を得ることであり、そしてこの組成物は、機械的摩耗、および水を含む化学物質による攻撃に非常に耐性であり、ならびに、それらは、インドアおよびアウトドアで耐火性である。

さらなる目的は、沖合オイルプラットホーム、タンカーのような船舶、道路および鉄道トンネルのようなトンネルのような、火が有害であり得、そして激しい災害を引き起こし得る場所およびサイトで用いられ得る組成物を得ることである。

本発明のさらなる目的は、異なる規格によって決定される高度に設定された要求に合致する耐火性被覆を得ることである。

なおさらなる目的は、それが火を捕捉する場合に火を追い払う耐火性被覆組成物を得ることである。

（本発明の要旨）
本発明によれば、ゴム粒子、ポリマーベース、脂肪族ポリエーテルグリコールベース、およびイソシアネート硬化剤、ならびにアルミニウム三水和物および粉末状グラファイトを含む被覆組成物が、本発明の範囲内の優れた産物を与え、その産物は、上記で述べたＩＭＯ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎの要求を満たす。

（本発明の詳細な説明）
特に、本発明は、被覆すること、充填すること、封止すること、および保護のための、イソシアネート硬化可能ポリマー、ポリマー硬化可能イソシアネート、脂肪族ポリエーテルグリコール、およびゴムを含む耐火組成物に関し、さらにポリリン酸アンモニウム、膨張グラファイト、および金属塩を含む結晶水を含むことを特徴とする。

好ましい実施形態によれば、上記金属塩を含む結晶水は、アルミニウム三水和物である。

別の好ましい実施形態では、上記組成物は：
４〜５５重量％のイソシアネート硬化可能ポリウレタン、
１０〜３０重量％のポリマー硬化可能イソシアネート、
３〜１０重量％の最大０．４ｍｍで、好ましくは０．１ｍｍを超えない微細グラファイトの形態にある粒子サイズを有するゴム、
１〜５％の脂肪族ポリエーテルグリコール、
５〜１０重量％の、好ましくは０．０８０〜０．３００ｍｍの粒子サイズを有する膨張グラファイト、
１０〜３０重量％のポリリン酸アンモニウム、
１０〜２０重量％の、好ましくは０．０５０ｍｍを超えない粒子サイズを有する粉末状であるアルミニウム三水和物を含む。

さらなる好ましい実施形態では、上記組成物は、必要に応じてさらに、
３〜１０重量％の、好ましくは０．１０ｍｍを超えない粒子サイズを有するメラミン粉末、
１〜３重量％の、金紅石としての酸化チタン、
５〜１０重量％の、ジ−ペンタエリトリトール、スターチのような炭素源、２〜１０重量％のガスを提供する発泡体であるジシアノジアミドを含む。

さらなる好ましい実施形態では、上記組成物は、ゼオライト乾燥剤、活性酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウムおよびそれらの混合物をさらに含み、上記組成物に湿気非感受性を提供する。

別の好ましい実施形態では、上記ゴム粉末が、着色色素をさらに含む。

メラミン粉末はまた、層に膨張を与える発泡体を提供する不活性希釈ガス提供物として供される。

上記膨張グラファイト、炭素源は、加熱されるとき膨張し、それによって、上記粉末状形態は、長手軸方向に膨張し、上記メラミン、およびジシアノジアミドによって提供されるガス球を隔離するネットワークを生成する。

好ましい実施形態では、アルミニウム三水和物（Ａｌ_２Ｏ_３×３Ｈ_２Ｏ）が、水提供物として用いられる。しかし、その他の結晶水化合物が用いられ得る。しかし、１つの要求は、用いられる塩が水溶性でないか、または少なくとも難溶性であることである。

（実施例１）
１７５重量部のヒマシ油、５６部のポリプロピレングリコール（Ｖｏｒａｎｏｌ（登録商標）Ｐ４００）、５０部の、０．１〜０．２ｍｍの粒子サイズを有する廃ゴム、３０部の、存在するすべて水を吸収するためのゼオライト、６．２部のレオロジー学的添加物（厚化剤）、Ｒｉｌａｎｉｔ（登録商標）ＨＴ、２０部のＴｉＯ_２、８０部の膨張グラファイト、１００部のポリリン酸アンモニウム、および８０部のアルミニウム三水和物を、３９．５部のＤＥＳＭＯＰＨＥＮ １１５０の混合物で緊密に混合した。これに、第２の混合物は、１８部のイソシアネート活性硬化剤（ＤＥＳＭＯＤＵＲ）を、コンクリートまたは金属の表面のような目的物への合計組成物の付与の際に上記ポリマーの硬化のために添加した。

この組成物は、好ましくは、ポリウレタン−イソシアネート反応の加速剤を含み得、それによって、このような加速剤は、６重量部までの量で存在する。

被覆される表面の改善された湿潤性を提供するために、上記組成物は、０．５０重量部までの量で湿潤剤を含み得る。

上記実施例１の組成物は、ＩＭＯ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ（詳細は上記で与えられる）に従って試験され、それによって、被覆が、１２５ｋｇ／ｍ^３の密度を有する「Ｆｏａｍｇｌａｓｓ」と呼ばれる５０ｍｍ厚みの絶縁上に付与された。被覆は、２〜５ｍｍの範囲の厚みに付与された。パイロット炎を、この標本とともに平行して配置した。この発火試験の間で以下の観察がなされた。

派生した炎の特徴

燃焼／熱付与に際し、炎耐性炭発泡体が形成される。この炭発泡体は強力な熱隔離効果を有し、これは、炎の拡散を防ぐか、または遅延することでその主要目的を有する。この隔離効果は、主にこの炭発泡体の高さに起因する。それは、驚くべきことに、上記組成物中に存在する粉末状ゴムが、最終発泡体高さに対して非常に向上する効果を有するようにした。３〜１０重量％のゴムを用いるとき、ゴムを用いないとき得られた高さの２〜４倍の発泡体高さが監視された。１つの理論は、それによって、ゴムと化学物質との本発明を組成物を用いて得た効果は、恐らく、ゴム粉末のエネルギー含量が決定的に重要であることである。このゴム含量は、存在する化学物質の継続し、そして効率的な膨張を維持するに十分であるエネルギーの量を提供する。

ラッカーのような類似のゴム非含有組成物を用いるとき、膨張は表面層で起こり、次いで減少するとき、その際に得られた発泡体層が熱源から隔離する。炭発泡体と膨張可能でない層との間の界面では、所望されない反応−入ってくる成分の酸化−が起こり、その結果、継続する理論的な膨張は起こらない。

本発明の組成物は、ビルディング構築物、列車、トラック、船舶および沖合プラットホームを含むビークルに対するような多くの適用で用いられる。

本発明の組成物の調製と組み合わせて、好ましくはこの産物を減圧下に置き、それによって、特に、摩耗耐性、および化学的耐性がさらに改善される。さらに、老化耐性、湿気耐性、および牽引強度が改善される。空気の排除のための減圧ステップにおける圧力は、０．８バールであるが、非常に高粘度組成物の場合には、０．５〜０．６バールまでさらに減少され得る。

上記組成物の付与は、単純な手動塗装による、機械的塗装による、および高圧噴霧によるような異なる方法で実施され得る。高圧噴霧では、２成分タイプの改変された従来の高圧噴霧装置が適切に用いられ得、ここで、硬化剤を除く組成物、および硬化剤が、混合チューブ（ミキサー）の出口の前で一緒にされ、そして熱テープで綴じ合わせた高圧ホースを経由して噴霧銃に進んでもたらされる。この組成物に対する圧力は、良好に分散された噴霧塊が得られる（霧状にされる）ように高く、これは、通常見られる組成物の粘度で、１６０〜２００ｋｇ／ｃｍ^２、そして４０℃、好ましくは４０〜８０℃、より好ましくは４５〜６０℃の温度で得られる。

通常、上記組成物の粘度は、高圧ポンプが、通常温度のとき装置中に上記組成物を引くようにしないようである。それ故、圧力プレートが、高圧噴霧装置に配置され、首尾良く、このプレートは、ぴったりと容器に適合し、そこで上記組成物は調製され、その際に、この圧力プレートが、機械的、空気により、または水力によるいずれかで調製容器中に下方に押され、その結果、上記組成物は、高圧噴霧装置中に押し上げられる。

上記組成物の硬化を増加するために、硬化反応の加速剤が、０．１〜０．５重量％の量で添加され得る。このような加速剤の例は、ジブチルジスタニウムジラウレートまたは対応する鉛化合物である。

上記組成物は、適切なゼリー性物質を添加することによって、同様に揺変性にされ得る。

Claims (6)

1. 被覆、充填、封止、および保護のための耐火組成物であって、イソシアネート硬化可能ポリマー、ポリマー硬化可能イソシアネート、および脂肪族ポリエーテルグリコール、およびゴムを含み、さらにポリリン酸アンモニウム、膨張グラファイト、および金属塩を含む結晶水を含むことを特徴とする、組成物。
2. 前記金属塩を含む結晶水が、アルミニウム三水和物である、請求項１に記載の組成物。
3. 前記組成物が：
   ４〜５５重量％のイソシアネート硬化可能ポリウレタン、
   １０〜３０重量％のポリマー硬化可能イソシアネート、
   ３〜１０重量％の最大０．４ｍｍで、好ましくは０．１ｍｍを超えない微細グラファイトの形態にある粒子サイズを有するゴム、
   １〜５％の脂肪族ポリエーテルグリコール、
   ５〜１０重量％の、好ましくは０．０８０〜０．３００ｍｍの粒子サイズを有する膨張グラファイト、
   １０〜３０重量％のポリリン酸アンモニウム、
   １０〜２０重量％の、好ましくは０．０５０ｍｍを超えない粒子サイズを有する粉末状であるアルミニウム三水和物を含む、請求項１〜２のいずれか１項に記載の組成物。
4. 前記組成物が、必要に応じてさらに、
   ３〜１０重量％の、好ましくは０．１０ｍｍを超えない粒子サイズを有するメラミン粉末、
   １〜３重量％の、金紅石としての酸化チタン、
   ５〜１０重量％の、ジ−ペンタエリトリトール、スターチのような炭素源、２〜１０重量％のガスを提供する発泡体であるジシアノジアミドを含む、請求項５に記載の組成物。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の組成物であって、ゼオライト乾燥剤、ケイ酸アルミニウムおよびそれらの混合物をさらに含み、該組成物に湿気非感受性を提供する、組成物。
6. 前記ゴム粉末が、着色色素をさらに含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の組成物。