JP2018059079A - 熱膨張性樹脂組成物及び多層耐火成形体 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐火性、高水密、高気密、高柔軟性などの異なる機能が付与された熱膨張性樹脂組成物及び多層耐火成形体を提供する。【解決手段】EPDM系樹脂、熱膨張性黒鉛、加硫剤、油及び無機充填剤を含み、EPDM系樹脂100質量部に対する油含有量が40〜80質量部であり、EPDM系樹脂のジエン成分量が4〜10質量%であり、200℃での引張伸度が20%以上であり、200℃加熱条件下での比重低下率が10%以下であることを特徴とする、熱膨張性樹脂組成物。【選択図】図1
Description
本発明は、熱膨張性樹脂組成物及び多層耐火成形体に関する。
熱膨張性樹脂組成物を成形してなる成形体は、火災等の熱にさらされた場合に膨張して不燃性の膨張残渣を形成する。この膨張残渣を利用して火災の延焼、煙の拡散を防止することができることから、熱膨張性樹脂組成物層を含む成形体は広く建材の用途に使用されている。
熱膨張性樹脂組成物には、加熱により膨張し延焼を防止するために、熱膨張性黒鉛が添加される(特許文献1〜3)。
特許文献4は、断熱性や吸音性を付与するために高発泡加硫ゴム成形体と低発泡加硫ゴム成形体を積層する構成を開示する。
熱膨張性樹脂組成物層により耐火性が付与されるが、建材には、高水密、高気密、高柔軟性といった異なる機能が要求されている。
しかしながら、従来の熱膨張性樹脂組成物を用いて成形体、特に多層構造の耐火成形体を押出成形により製造する際、熱膨張性樹脂組成物層が破断することがあり、容易に製造することができないことがあった。
本発明者は、EPDM系樹脂100質量部に対する油含有量を40〜80質量部とし、EPDM系樹脂のジエン成分量を4〜10質量%とすることで、熱膨張性樹脂組成物層の伸度を向上させ、加硫処理などの成形後の加熱処理時に熱膨張性樹脂組成物層の破断を防止でき、多層耐火成形体を押出成形により製造できることを見出した。
本発明は、以下の熱膨張性樹脂組成物及び多層耐火成形体を提供するものである。
項1.EPDM系樹脂、熱膨張性黒鉛、加硫剤、油及び無機充填剤を含み、EPDM系樹脂100質量部に対する油含有量が40〜80質量部であり、EPDM系樹脂のジエン成分量が4〜10質量%であり、200℃での引張伸度が20%以上であり、200℃加熱条件下での比重低下率が10%以下であることを特徴とする、熱膨張性樹脂組成物。
項2.熱可塑性改質剤を含有する、項1記載の熱膨張性樹脂組成物。
項3.前記熱可塑性改質剤がPTFE系粘度調整剤である、項2に記載の熱膨張性樹脂組成物。
項4.200℃での引張伸度が20〜45%であり、200℃加熱条件下での比重低下率が2〜10%である、項1〜3のいずれか1項に記載の熱膨張性樹脂組成物。
項5.熱膨張性樹脂組成物層を含む多層耐火成形体であって、熱膨張性樹脂組成物層は項1〜4のいずれかに記載の熱膨張性樹脂組成物を成形及び加硫処理してなる、ことを特徴とする多層耐火成形体。
項6.建材用であることを特徴とする、項5に記載の多層耐火成形体。
項1.EPDM系樹脂、熱膨張性黒鉛、加硫剤、油及び無機充填剤を含み、EPDM系樹脂100質量部に対する油含有量が40〜80質量部であり、EPDM系樹脂のジエン成分量が4〜10質量%であり、200℃での引張伸度が20%以上であり、200℃加熱条件下での比重低下率が10%以下であることを特徴とする、熱膨張性樹脂組成物。
項2.熱可塑性改質剤を含有する、項1記載の熱膨張性樹脂組成物。
項3.前記熱可塑性改質剤がPTFE系粘度調整剤である、項2に記載の熱膨張性樹脂組成物。
項4.200℃での引張伸度が20〜45%であり、200℃加熱条件下での比重低下率が2〜10%である、項1〜3のいずれか1項に記載の熱膨張性樹脂組成物。
項5.熱膨張性樹脂組成物層を含む多層耐火成形体であって、熱膨張性樹脂組成物層は項1〜4のいずれかに記載の熱膨張性樹脂組成物を成形及び加硫処理してなる、ことを特徴とする多層耐火成形体。
項6.建材用であることを特徴とする、項5に記載の多層耐火成形体。
本発明によれば、同時共押出により組成の異なる二以上の樹脂組成物層を含む、外観に優れる多層耐火成形体を提供することができる。
本発明の多層耐火成形体は熱膨張性樹脂組成物層を有する。このため本発明の多層耐火成形体が火災等の熱にさらされた場合にはこの熱膨張性樹脂組成物層が膨張して膨張残渣を形成する。
膨張残渣は不燃性であり、多層耐火成形体が設置されたサッシの隙間を閉塞させることができる。この膨張残渣により火災等により生じた炎や煙がサッシの隙間を通って広がることを防止できることから、本発明の多層耐火成形体は耐火性に優れる。
また本発明の多層耐火成形体は、組成の異なる二以上の樹脂組成物層を同時共押出により成形して得られることから容易に大量生産を行うことができ、気密性、水密性、柔軟性にも優れる。
本発明の多層耐火成形体は、熱膨張性樹脂組成物層と少なくとも1つの他の樹脂組成物層を含む。他の樹脂組成物層としては気密性、水密性、柔軟性等に優れたものがよく、例えば塩化ビニル樹脂やEPDM樹脂を用いた熱可塑性樹脂組成物、発泡性樹脂組成物層、などが挙げられる。
「多層」とは、2層以上、例えば2〜5層、或いは2〜4層、2〜3層などが挙げられる。本発明の多層耐火成形体は、共押出により製造することができる。
本発明の成形体において、2以上の層は、全体的に密着していてもよく、一部のみが密着していてもよい。
熱膨張性樹脂組成物層の成形に使用する熱膨張性樹脂組成物は、EPDM系樹脂、油、熱膨張性黒鉛、加硫剤、無機充填剤、滑剤、及び熱可塑性改質剤を含み、これらの成分と、必要に応じて含有される他の添加剤を公知の混練装置を用いて溶融混練することにより得ることができる。他の添加剤としては、加硫促進剤、加硫助剤、架橋促進剤、熱安定剤、加工助剤、熱分解性発泡剤、酸化防止剤、帯電防止剤、顔料などが挙げられる。他の樹脂組成物も同様に公知の混練装置を用いて溶融混練することにより得ることができる。
混練装置としては、例えば、押出機、ニーダーミキサー、二本ロール、バンバリーミキサーなどが挙げられる。
EPDM系樹脂は、エチレン、プロピレンおよび架橋用ジエンモノマーとの三元共重合体である。EPDM系樹脂に用いられる架橋用ジエンモノマーとしては特に限定されず、例えば、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−プロピリデン−5−ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、5−ビニル−2−ノルボルネン、5−メチレン−2−ノルボルネン、5−イソプロピリデン−2−ノルボルネン、ノルボルナジエン等の環状ジエン類、1,4−ヘキサジエン、4−メチル−1,4−ヘキサジエン、5−メチル−1,4−ヘキサジエン、5−メチル−1,5−ヘプタジエン、6−メチル−1,5−ヘプタジエン、6−メチル−1,7−オクタジエン等の鎖状非共役ジエン類等が挙げられる。
EPDM系樹脂は、ムーニー粘度(ML1+41 25℃)が4〜30程度であることが好ましい。
ムーニー粘度が4以上であると、柔軟性に優れる。またムーニー粘度が30以下の場合は硬くなりすぎるのを防止することができる。
なお、上記ムーニー粘度は、EPDM系樹脂のムーニー粘度計による粘度の尺度のことをいう。
ムーニー粘度が4以上であると、柔軟性に優れる。またムーニー粘度が30以下の場合は硬くなりすぎるのを防止することができる。
なお、上記ムーニー粘度は、EPDM系樹脂のムーニー粘度計による粘度の尺度のことをいう。
EPDM系樹脂は、架橋用ジエンモノマー(ジエン成分)の含有量が4〜10質量%程度であることが好ましい。
油としては、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル等のプロセスオイル、ジブチルフタレ−ト、ジオクチルフタレ−ト、ジ−(2−エチルヘキシル)テトラヒドロフタレ−ト、ジ−n−ブチルアジペ−ト、ワセリン、流動パラフィン、ひまし油、綿実油などが挙げられ、これらを1種単独又は2種以上を併用することができる。好ましい油は、プロセスオイル、流動パラフィンである。
本発明の1つの好ましい実施形態において、油の含有量は、熱膨張性樹脂組成物のEPDM系樹脂と油の合計量に対し、25〜40質量%程度が好ましい(即ち、EPDM系樹脂と油の合計100質量%に対し、EPDM系樹脂を60〜75質量%、油を25〜40質量%。)。
さらに油の含有量は、EPDM系樹脂100質量部に対して40〜80質量部とするのが好ましい。油の含有量を前記範囲に調整することにより、押出成形時の成形性を向上させることができるとともに、高温時の伸びを向上させて成形性を向上させることができる。
油の好ましい含有量はEPDM系樹脂100質量部に対して40〜60質量部、より好ましくは40〜50質量部とされる。
さらに油の含有量は、EPDM系樹脂100質量部に対して40〜80質量部とするのが好ましい。油の含有量を前記範囲に調整することにより、押出成形時の成形性を向上させることができるとともに、高温時の伸びを向上させて成形性を向上させることができる。
油の好ましい含有量はEPDM系樹脂100質量部に対して40〜60質量部、より好ましくは40〜50質量部とされる。
熱膨張性黒鉛は、従来公知の物質であり、天然鱗状グラファイト、熱分解グラファイト、キッシュグラファイト等の粉末を、濃硫酸、硝酸、セレン酸等の無機酸と、濃硝酸、過塩素酸、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過酸化水素等の強酸化剤により処理してグラファイト層間化合物を生成させたものである。生成された熱膨張性黒鉛は炭素の層状構造を維持したままの結晶化合物である。
本発明に使用される熱膨張性黒鉛は、酸処理して得られた熱膨張性黒鉛がアンモニア、脂肪族低級アミン、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物等で中和されていてもよい。
脂肪族低級アミンとしては、例えば、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン等が挙げられる。
アルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属化合物としては、例えば、リチウム、カリウム、ナトリウム、カルシウム、バリウム、マグネシウム等の水酸化物、酸化物、炭酸塩、硫酸塩、有機酸塩等が挙げられる。
熱膨張性黒鉛の具体例としては、例えば、日本化成社製「CA−60S」等が挙げられる。
熱膨張性黒鉛の粒度は、細かくなりすぎると黒鉛の膨張度が小さく、膨張性が低下する傾向がある。また大きくなりすぎると膨張度が大きいという点では効果があるが、樹脂と混練する際に、分散性が悪く成形性が低下し、得られた押出成形体の機械的物性が低下する傾向がある。
このため熱膨張性黒鉛の粒度は、20〜200メッシュ程度が好ましい。
このため熱膨張性黒鉛の粒度は、20〜200メッシュ程度が好ましい。
熱膨張性黒鉛の添加量は、少なくなると耐火性能及び膨張性が低下する傾向がある。また多くなると押出成形しにくくなり、得られた成形体の表面性が悪くなり、機械的物性が低下する傾向がある。このためEPDM系樹脂100質量部に対する熱膨張性黒鉛の添加量は、3〜300質量部程度、好ましくは10〜200質量部程度である。
加硫剤としては、例えば、硫黄、塩化硫黄、二塩化硫黄、モルフォリンジスルフィド、アルキルフェノールジスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、ジチオカルバミン酸セレン等が挙げられ、硫黄およびテトラメチルチウラムジスルフ
ィドが好ましい。
加硫剤は、一種もしくは二種以上を使用することができる。
ィドが好ましい。
加硫剤は、一種もしくは二種以上を使用することができる。
加硫剤の添加量は、少なくなると熱時の安定性が低下する傾向がある。また多くなると成形しにくくなる傾向がある。このためEPDM系樹脂100質量部に対する加硫剤の添加量は、0.1〜10質量部程度、好ましくは0.5〜5質量部程度である。
加硫剤を用いる場合には、加硫促進剤を併用することができる。
加硫促進剤としては、チアゾール含有加硫促進剤、グアニジン含有加硫促進剤、アルデヒドアミン含有加硫促進剤、イミダゾリン含有加硫促進剤、チオウレア含有加硫促進剤、チウラム含有加硫促進剤、ジチオ酸塩含有加硫促進剤、チオウレア含有加硫促進剤、ザンテート含有加硫促進剤等が挙げられる。
チアゾール含有加硫促進剤としては、例えば、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド等が挙げられる。
グアニジン含有加硫促進剤としては、例えば、ジフェニルグアニジン、トリフェニルグアニジン等が挙げられる。
アルデヒドアミン含有加硫促進剤としては、例えば、アセトアルデヒド・アニリン縮合物等が挙げられる。
イミダゾリン含有加硫促進剤としては、例えば、2−メルカプトイミダゾリン等が挙げられる。
チオウレア含有加硫促進剤としては、例えば、ジエチルチオウレア、ジブチルチオウレア等が挙げられる。
チウラム含有加硫促進剤としては、例えば、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド等が挙げられる。
ジチオ酸塩含有加硫促進剤としては、例えば、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛等が挙げられる。
チオウレア含有加硫促進剤としては、例えば、エチレンチオ尿素、N,N'−ジエチルチオ尿素等が挙げられる。
ザンテート含有加硫促進剤としては、例えば、ジブチルキサトゲン酸亜鉛等が挙げられる。
加硫促進剤は、一種もしくは二種以上を使用することができる。
EPDM系樹脂100質量部に対する加硫促進剤の添加量は、0.1〜20質量部程度が好ましい。加硫促進剤を使用することにより、加硫を効率よく進行させることができる。
加硫促進剤の添加量は、0.1〜10質量部程度がより好ましい。
また加硫剤を使用する場合には、加硫助剤を併用することができる。
加硫助剤としては、例えば、p−キノンジオキシム等のキノンジオキシム系加硫助剤、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート等のアクリル含有加硫助剤、ジアリルフタレート、トリアリルイソシアヌレート等のアリル含有加硫助剤、マレイミド含有加硫助剤、ジビニルベンゼン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、亜鉛華が挙げられる。
EPDM系樹脂100質量部に対する加硫助剤の添加量は、1〜50質量部程度が好ましい。加硫助剤を使用することにより、加硫を効率よく進行させることができる。加硫反応は、150〜250℃程度、好ましくは200〜230℃の温度で行うことができる。
架橋促進剤としては、例えば、ジエチルジチオカルバミン酸テルル、N,N,N’,N’−テトラエチルチウラムジスルフィド、ジエチルジチオカルバミン酸ベンジル等が挙げられる。
本発明の熱膨張性樹脂組成物の200℃での引張伸度は20%以上であり、200℃加熱条件下での比重低下率は10%以下とされる。200℃での引張伸度は20%以上であることにより、押出・加硫工程において、破断することなく安定して所望の形状に成形することができる。また、200℃加熱条件下での比重低下率は10%以下であることにより、押出・加硫工程において、膨れなどの外観不良を生じることなく安定して所望の形状に成形することができる。
熱膨張性樹脂組成物の200℃での引張伸度の好ましい範囲は、20〜45%であり、より好ましい範囲は30〜40%である。
また、熱膨張性樹脂組成物の200℃加熱条件下での比重低下率の好ましい範囲は、0〜10%であり、より好ましい範囲は、0〜5%である。
熱膨張性樹脂組成物の200℃での引張伸度の好ましい範囲は、20〜45%であり、より好ましい範囲は30〜40%である。
また、熱膨張性樹脂組成物の200℃加熱条件下での比重低下率の好ましい範囲は、0〜10%であり、より好ましい範囲は、0〜5%である。
本発明の好ましい実施形態において、本発明の多層耐火成形体は、熱膨張性樹脂組成物層と発泡性樹脂組成物層を含む。
この好ましい実施形態において、熱膨張性樹脂組成物の加硫反応温度は、発泡温度よりも低いことが好ましく、熱膨張性樹脂組成物層の加硫反応が先に起こり、その後に発泡性樹脂組成物層の発泡反応が起きることが好ましい。したがって、発泡反応の開始温度は加硫反応が生じる温度より5℃以上、好ましくは10℃以上高くなるように熱膨張性樹脂組成物の加硫剤、発泡性樹脂組成物の発泡剤を選択する。
無機充填材は、特に限定されないが、例えば、シリカ、珪藻土、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化錫、酸化アンチモン、フェライト類、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸バリウム、ドーンナイト、ハイドロタルサイト、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、石膏繊維、ケイ酸カルシウム、タルク、クレー、マイ力、モンモリロナイト、ベントナイト、活性白土、セビオライト、イモゴライト、セリサイト、ガラス繊維、ガラスビーズ、シリカ系バルン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、炭素バルン、木炭粉末、各種金属粉、チタン酸カリウム、硫酸マグネシウム、チタン酸ジルコニア鉛、アルミニウムボレート、硫化モリブデン、炭化ケイ素、ステンレス繊維、ホウ酸亜鉛、各種磁性粉、スラグ繊維、フライアッシュ、脱水汚泥等が挙げられ、炭酸カルシウムおよび加熱時に脱水し、吸熱効果のある水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の含水無機物が好ましい。また、酸化アンチモンは難燃性向上の効果があるので好ましい。
無機充填材は一種もしくは二種以上を使用することができる。
無機充填材の添加量は、少なくなると耐火性能が低下する傾向があり、多くなると押出成形しにくくなり、得られた成形体の表面性が悪くなり、機械的物性が低下する傾向がある。EPDM系樹脂100質量部に対して、3〜200質量部、好ましくは10〜150質量部である。
可塑剤は、特に限定されないが、例えば、ジ‐2‐エチルヘキシルフタレート(DOP)、ジブチルフタレート(DBP)、ジヘプチルフタレート(DHP)、ジイソデシルフタレート(DIDP)等のフタル酸エステル可塑剤、ジ‐2‐エチルヘキシルアジペート(DOA)、ジイソブチルアジペート(DIBA)、ジブチルアジペート(DBA)等の脂肪酸エステル可塑剤、エポキシ化大豆油等のエポキシ化エステル可塑剤、アジピン酸エステル、アジピン酸ポリエステル等のポリエステル可塑剤、トリ‐2−エチルヘキシルトリメリテート(TOTM)、トリイソノニルトリメリテート(TINTM)等のトリメリット酸エステル可塑剤、トリメチルホスフェート(TMP)、トリエチルホスフェート(TEP)等の燐酸エステル可塑剤が挙げられる。
可塑剤は一種もしくは二種以上を使用することができる。
可塑剤の添加量は、少なくなると押出成形性が低下する傾向があり、多くなると得られた成形体が柔らかくなり過ぎる傾向がある。このためEPDM系樹脂100質量部に対して、可塑剤の添加量は20〜200質量部である。
熱可塑性改質剤としては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)系粘度調整剤などのフッ素樹脂系粘度調整剤が挙げられる。
本発明の好ましい実施形態で使用する発泡性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂と発泡剤を含むものであり、熱可塑性樹脂と発泡剤、並びに、必要に応じて含有される他の添加剤を公知の混練装置を用いて溶融混練することにより得ることができる。
なお、混練装置としては、例えば、押出機、ニーダーミキサー、二本ロール、バンバリーミキサーなどが挙げられる。
熱可塑性樹脂組成物としては押出成形ができるものであれば特に限定はないが、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂(PVC)、塩素化ポリ塩化ビニル樹脂(CPVC)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)、ポリブテン、クロロプレン(CR)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、アクリロニトリル−スチレン−アクリロニトリル共重合体(ASA)、アクリロニトリル/エチレン−プロピレン−ジエン/スチレン共重合体(AES)等が挙げられる。
熱安定剤としては、例えば、三塩基性硫酸鉛、三塩基性亜硫酸鉛、二塩基性亜リン酸鉛、ステアリン酸鉛、二塩基性ステアリン酸鉛等の鉛熱安定剤、有機錫メルカプト、有機錫マレート、有機錫ラウレート、ジブチル錫マレート等の有機錫熱安定剤、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の金属石鹸熱安定剤等が挙げられる。
熱安定剤は一種もしくは二種以上を使用することができる。
滑剤としては、例えば、ポリエチレン、パラフィン、モンタン酸等のワックス類、各種エステルワックス類、ステアリン酸、リシノール酸等の有機酸類、ステアリルアルコール等の有機アルコール類、ジメチルビスアミド等のアミド系化合物等が挙げられる。
滑剤は一種もしくは二種以上を使用することができる。滑剤としては、脂肪族エステル系の滑剤、パラフィン系の滑剤、ステアリン酸系の滑剤などを例示することができる。
好ましい滑剤の例としては、「ストラクトール WB222」(ストラクトール社製、脂肪酸エステル系の滑剤)等を例示することができる。
滑剤の含有量は特に限定されないが、EPDM系樹脂100質量部に対して、0.5〜10質量部とされる。滑剤の含有量を前記の範囲に調整することにより、熱膨張性耐火樹脂組成物の成形性を向上することができる。滑剤の好ましい含有量は1〜5質量部であり、より好ましい含有量は2〜3質量部である。
滑剤は一種もしくは二種以上を使用することができる。滑剤としては、脂肪族エステル系の滑剤、パラフィン系の滑剤、ステアリン酸系の滑剤などを例示することができる。
好ましい滑剤の例としては、「ストラクトール WB222」(ストラクトール社製、脂肪酸エステル系の滑剤)等を例示することができる。
滑剤の含有量は特に限定されないが、EPDM系樹脂100質量部に対して、0.5〜10質量部とされる。滑剤の含有量を前記の範囲に調整することにより、熱膨張性耐火樹脂組成物の成形性を向上することができる。滑剤の好ましい含有量は1〜5質量部であり、より好ましい含有量は2〜3質量部である。
加工助剤としては、例えば、塩素化ポリエチレン、メチルメタクリレート‐エチルアクリレート共重合体、高分子量のポリメチルメタクリレート等が挙げられる。
熱分解型発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミド(ADCA)、ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)、p,p−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド(OBSH)、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)等が挙げられる。
酸化防止剤としては、例えば、フェノール化合物等が挙げられる。
帯電防止剤としては、例えば、アミノ化合物等が挙げられる。
顔料としては、例えば、アゾ系、フタロシアニン系、スレン系、染料レーキ系等の有機顔料、酸化物系、クロム酸モリブデン系、硫化物・セレン化物系、フェロシアニン化物系などの無機顔料等が挙げられる。
本発明に使用する複数の樹脂組成物は、押出成形用に好ましく使用することができる。樹脂組成物を使用して、常法に従い、一軸押出機、二軸押出機等の押出機で130〜170℃で溶融させて共押出することにより多層耐火成形体を得ることができる。
長尺の多層耐火成形体を用途に応じて適切な長さに切断することにより、本発明の多層耐火成形体が得られる。
本発明の多層耐火成形体は、建材用の多層耐火成形体として用いることができる。より詳細には、本発明の多層耐火成形体は、窓用板材と組み合わせて使用することができる。窓用板材の外周に、多層耐火成形体を設置することにより耐火性サッシが得られる。
また本発明の多層耐火成形体は、不燃枠材と組み合わせて使用することもできる。
不燃枠材の素材としては、例えば、アルミニウム合金、ステンレス等の金属、ガラス、セラミック等の無機物等を挙げることができる。
多層耐火成形体と不燃枠材とは、例えば接着剤、両面粘着テープ等により互いに接着することができる。
また多層耐火成形体と不燃枠材とは、例えば互いにスライドできるスライドレール部とスライドレール受部とをそれぞれ多層耐火成形体と不燃枠材とに設置しておき、スライドレール部とスライドレール受部とを組み合わせること等により固定することができる。
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。なお本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
[実施例1]
(1) 熱膨張性樹脂組成物層の作製
熱膨張性樹脂組成物について、表1に示す油含有量、ジエン成分量、さらに、下記の(i)〜(x)の成分を含む熱膨張性樹脂組成物を押出法により成形し、次いで160℃で15分間加硫処理を行い、熱膨張性樹脂組成物層を作製した。
・熱膨張性樹脂組成物の各成分及び使用量
(i)EPDM系樹脂
商品名:住友化学社製、「エスプレンEPDM 601F」(EPDM系樹脂100部に対し油を70部の割合で含む、ジエン成分量は3.5質量%)85.2質量部と、
商品名:住友化学社製、「エスプレンEPDM 505」(油を含まない、ジエン成分量は10質量%)44.8質量部使用した。
(ii) 油
商品名:出光興産社製、「ダイアナプロセスオイル PW90」であり、30質量部使用した。
(iii) 熱膨張性黒鉛
商品名:東ソー社製、「GREP-EG」であり、137質量部使用した。
(iv) 加硫剤
商品名:鶴見化学社製、「金華印微粉硫黄」、200meshを、1.5質量部使用した。
(v) 無機充填剤
商品名:太平化学産業社製、「亜リン酸アルミニウム」を、117質量部使用した。
(vi) 滑剤
商品名:ストラクトール社製、「ストラクトール WB222」を、0.9質量部使用した。
(vii) カーボンブラック(添加により、熱膨張性黒鉛の量が多くても引張強さを維持できる)
商品名:旭カーボン社製、「#55G」を、30質量部使用した。
(viii) ステアリン酸
商品名:日本油脂社製、「さくら」を、1.5質量部使用した。
(ix) 架橋促進剤
商品名:三新化学社製、「サンセラーDM-G」を、3質量部使用した。
(x) 酸化亜鉛
商品名:堺化学社製、「酸化亜鉛」を、7.6質量部使用した。
[実施例1]
(1) 熱膨張性樹脂組成物層の作製
熱膨張性樹脂組成物について、表1に示す油含有量、ジエン成分量、さらに、下記の(i)〜(x)の成分を含む熱膨張性樹脂組成物を押出法により成形し、次いで160℃で15分間加硫処理を行い、熱膨張性樹脂組成物層を作製した。
・熱膨張性樹脂組成物の各成分及び使用量
(i)EPDM系樹脂
商品名:住友化学社製、「エスプレンEPDM 601F」(EPDM系樹脂100部に対し油を70部の割合で含む、ジエン成分量は3.5質量%)85.2質量部と、
商品名:住友化学社製、「エスプレンEPDM 505」(油を含まない、ジエン成分量は10質量%)44.8質量部使用した。
(ii) 油
商品名:出光興産社製、「ダイアナプロセスオイル PW90」であり、30質量部使用した。
(iii) 熱膨張性黒鉛
商品名:東ソー社製、「GREP-EG」であり、137質量部使用した。
(iv) 加硫剤
商品名:鶴見化学社製、「金華印微粉硫黄」、200meshを、1.5質量部使用した。
(v) 無機充填剤
商品名:太平化学産業社製、「亜リン酸アルミニウム」を、117質量部使用した。
(vi) 滑剤
商品名:ストラクトール社製、「ストラクトール WB222」を、0.9質量部使用した。
(vii) カーボンブラック(添加により、熱膨張性黒鉛の量が多くても引張強さを維持できる)
商品名:旭カーボン社製、「#55G」を、30質量部使用した。
(viii) ステアリン酸
商品名:日本油脂社製、「さくら」を、1.5質量部使用した。
(ix) 架橋促進剤
商品名:三新化学社製、「サンセラーDM-G」を、3質量部使用した。
(x) 酸化亜鉛
商品名:堺化学社製、「酸化亜鉛」を、7.6質量部使用した。
実施例1において、ジエン成分量と油含有量は、以下のように計算した。
i)ジエン成分量
EPDM系樹脂量と油量の和(EPDM系樹脂成分量)に対し、ジエン成分量(5-エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)量)を以下のように算出した。
{85.2/(85.2+44.8+30)×(3.5/100)}+{44.8/(85.2+44.8+30)×(10/100)}=0.0628(6.3%)
・EPDM_505:44.8部/ジエン量10%、EPDM_601F:85.2部/ジエン量3.5%、オイル_PW90:30部
また、EPDM系樹脂に対するジエン成分量(5-エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)量)を以下のように算出した。
{85.2/(85.2+44.8)×(3.5/100)}+{44.8/(85.2+44.8)×(10/100)}=0.056(5.6%)
i)ジエン成分量
EPDM系樹脂量と油量の和(EPDM系樹脂成分量)に対し、ジエン成分量(5-エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)量)を以下のように算出した。
{85.2/(85.2+44.8+30)×(3.5/100)}+{44.8/(85.2+44.8+30)×(10/100)}=0.0628(6.3%)
・EPDM_505:44.8部/ジエン量10%、EPDM_601F:85.2部/ジエン量3.5%、オイル_PW90:30部
また、EPDM系樹脂に対するジエン成分量(5-エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)量)を以下のように算出した。
{85.2/(85.2+44.8)×(3.5/100)}+{44.8/(85.2+44.8)×(10/100)}=0.056(5.6%)
ii)油含有量
EPDM系樹脂100質量部に対する油含有量を以下のように算出した。
なお、EPDM_601Fは、EPDM系樹脂100部に対して70部の割合で油を含む(170部中に油を70部含む)。 EPDM系樹脂量と油量の和に対する油の割合
{100×(30+85.2×70/170)/(85.2+44.8+30)}=40.6質量%
EPDM系樹脂100部に対する、油含有量
{100×40.6/(100-40.6)}=68.3質量部
ジエン成分量と油含有量は、以下の実施例及び比較例においても同様に算出した。結果を表1に示す。
EPDM系樹脂100質量部に対する油含有量を以下のように算出した。
なお、EPDM_601Fは、EPDM系樹脂100部に対して70部の割合で油を含む(170部中に油を70部含む)。 EPDM系樹脂量と油量の和に対する油の割合
{100×(30+85.2×70/170)/(85.2+44.8+30)}=40.6質量%
EPDM系樹脂100部に対する、油含有量
{100×40.6/(100-40.6)}=68.3質量部
ジエン成分量と油含有量は、以下の実施例及び比較例においても同様に算出した。結果を表1に示す。
[比較例1]
下記の(i)EPDM系樹脂と(ii) 油を使用した以外は実施例1と同様にして熱膨張性樹脂組成物を押出法により成形し、次いで160℃で15分間加硫処理を行い、熱膨張性樹脂組成物層を作製した。
(i)EPDM系樹脂
商品名:JSR社製、「EPDM EP51」、ジエン成分は5.8%であり、50質量部と、
商品名:住友化学社製、「エスプレンEPDM 601F」、ジエン成分は3.5%であり、95質量部使用した。
(ii) 油
商品名:出光興産社製、「ダイアナプロセスオイル PW90」であり、15質量部使用した。
下記の(i)EPDM系樹脂と(ii) 油を使用した以外は実施例1と同様にして熱膨張性樹脂組成物を押出法により成形し、次いで160℃で15分間加硫処理を行い、熱膨張性樹脂組成物層を作製した。
(i)EPDM系樹脂
商品名:JSR社製、「EPDM EP51」、ジエン成分は5.8%であり、50質量部と、
商品名:住友化学社製、「エスプレンEPDM 601F」、ジエン成分は3.5%であり、95質量部使用した。
(ii) 油
商品名:出光興産社製、「ダイアナプロセスオイル PW90」であり、15質量部使用した。
[実施例2]
下記の(i)EPDM系樹脂と(ii) 油を使用した以外は実施例1と同様にして熱膨張性樹脂組成物を押出法により成形し、次いで160℃で15分間加硫処理を行い、熱膨張性樹脂組成物層を作製した。
(i)EPDM系樹脂
商品名:住友化学社製、「エスプレンEPDM 601F」、ジエン成分は3.5%であり、88.4質量部と、
商品名:住友化学社製、「エスプレンEPDM 505」、ジエン成分は10%であり、46.6質量部使用した。
(ii) 油
商品名:出光興産社製、「ダイアナプロセスオイル PW90」であり、25質量部使用した。
下記の(i)EPDM系樹脂と(ii) 油を使用した以外は実施例1と同様にして熱膨張性樹脂組成物を押出法により成形し、次いで160℃で15分間加硫処理を行い、熱膨張性樹脂組成物層を作製した。
(i)EPDM系樹脂
商品名:住友化学社製、「エスプレンEPDM 601F」、ジエン成分は3.5%であり、88.4質量部と、
商品名:住友化学社製、「エスプレンEPDM 505」、ジエン成分は10%であり、46.6質量部使用した。
(ii) 油
商品名:出光興産社製、「ダイアナプロセスオイル PW90」であり、25質量部使用した。
[比較例2]
下記の(i)EPDM系樹脂と(ii) 油を使用した以外は実施例1と同様にして熱膨張性樹脂組成物を押出法により成形し、次いで160℃で15分間加硫処理を行い、熱膨張性樹脂組成物層を作製した。
(i)EPDM系樹脂
商品名:三井化学社製、「EPTTM 8120EM」、ジエン成分は9.5%であり、145質量部使用した。
(ii) 油
商品名:出光興産社製、「ダイアナプロセスオイル PW90」であり、15質量部使用した。
下記の(i)EPDM系樹脂と(ii) 油を使用した以外は実施例1と同様にして熱膨張性樹脂組成物を押出法により成形し、次いで160℃で15分間加硫処理を行い、熱膨張性樹脂組成物層を作製した。
(i)EPDM系樹脂
商品名:三井化学社製、「EPTTM 8120EM」、ジエン成分は9.5%であり、145質量部使用した。
(ii) 油
商品名:出光興産社製、「ダイアナプロセスオイル PW90」であり、15質量部使用した。
[実施例3]
下記の(i)EPDM系樹脂、(ii) 油、(xi) 熱可塑性改質剤を使用した以外は実施例1と同様にして熱膨張性樹脂組成物を押出法により成形し、次いで160℃で15分間加硫処理を行い、熱膨張性樹脂組成物層を作製した。
i)EPDM系樹脂
商品名:住友化学社製、「エスプレンEPDM 601F」、ジエン成分は3.5%であり、64.6質量部と、
商品名:住友化学社製、「エスプレンEPDM 505」、ジエン成分は10%であり、40.4質量部使用した。
(ii) 油
商品名:出光興産社製、「ダイアナプロセスオイル PW90」であり、40質量部使用した。
(xi) 熱可塑性改質剤(PTFE系粘度調整剤)
商品名:三菱レイヨン社製、「メタブレン」を、15質量部使用した。
下記の(i)EPDM系樹脂、(ii) 油、(xi) 熱可塑性改質剤を使用した以外は実施例1と同様にして熱膨張性樹脂組成物を押出法により成形し、次いで160℃で15分間加硫処理を行い、熱膨張性樹脂組成物層を作製した。
i)EPDM系樹脂
商品名:住友化学社製、「エスプレンEPDM 601F」、ジエン成分は3.5%であり、64.6質量部と、
商品名:住友化学社製、「エスプレンEPDM 505」、ジエン成分は10%であり、40.4質量部使用した。
(ii) 油
商品名:出光興産社製、「ダイアナプロセスオイル PW90」であり、40質量部使用した。
(xi) 熱可塑性改質剤(PTFE系粘度調整剤)
商品名:三菱レイヨン社製、「メタブレン」を、15質量部使用した。
[実施例4]
下記の(i)EPDM系樹脂、(ii) 油、(xi) 熱可塑性改質剤を使用した以外は実施例1と同様にして熱膨張性樹脂組成物を押出法により成形し、次いで160℃で15分間加硫処理を行い、熱膨張性樹脂組成物層を作製した。
(i)EPDM系樹脂
商品名:住友化学社製、「エスプレンEPDM 601F」、ジエン成分は3.5%であり、76.9質量部と、
商品名:住友化学社製、「エスプレンEPDM 505」、ジエン成分は10%であり、48.1質量部使用した。
(ii) 油
商品名:出光興産社製、「ダイアナプロセスオイル PW90」であり、27.5質量部使用した。
(xi) 熱可塑性改質剤(PTFE系粘度調整剤)
商品名:三菱レイヨン社製、「メタブレン」を、7.5質量部使用した。
下記の(i)EPDM系樹脂、(ii) 油、(xi) 熱可塑性改質剤を使用した以外は実施例1と同様にして熱膨張性樹脂組成物を押出法により成形し、次いで160℃で15分間加硫処理を行い、熱膨張性樹脂組成物層を作製した。
(i)EPDM系樹脂
商品名:住友化学社製、「エスプレンEPDM 601F」、ジエン成分は3.5%であり、76.9質量部と、
商品名:住友化学社製、「エスプレンEPDM 505」、ジエン成分は10%であり、48.1質量部使用した。
(ii) 油
商品名:出光興産社製、「ダイアナプロセスオイル PW90」であり、27.5質量部使用した。
(xi) 熱可塑性改質剤(PTFE系粘度調整剤)
商品名:三菱レイヨン社製、「メタブレン」を、7.5質量部使用した。
[実施例5]
下記の(i)EPDM系樹脂と(ii) 油を使用した以外は実施例1と同様にして熱膨張性樹脂組成物を押出法により成形し、次いで160℃で15分間加硫処理を行い、熱膨張性樹脂組成物層を作製した。
下記の(i)EPDM系樹脂と(ii) 油を使用した以外は実施例1と同様にして熱膨張性樹脂組成物を押出法により成形し、次いで160℃で15分間加硫処理を行い、熱膨張性樹脂組成物層を作製した。
(i)EPDM系樹脂
商品名:住友化学社製、「エスプレンEPDM 601F」、ジエン成分は3.5%であり、95質量部と、
商品名:住友化学社製、「エスプレンEPDM 505」、ジエン成分は10%であり、25質量部と、
商品名:JSR社製、「EPDM EP51」、ジエン成分は5.8%であり、25質量部使用した。
(ii) 油
商品名:出光興産社製、「ダイアナプロセスオイル PW90」であり、15質量部使用した。
商品名:住友化学社製、「エスプレンEPDM 601F」、ジエン成分は3.5%であり、95質量部と、
商品名:住友化学社製、「エスプレンEPDM 505」、ジエン成分は10%であり、25質量部と、
商品名:JSR社製、「EPDM EP51」、ジエン成分は5.8%であり、25質量部使用した。
(ii) 油
商品名:出光興産社製、「ダイアナプロセスオイル PW90」であり、15質量部使用した。
[試験例1]
加硫処理により得られた熱膨張性樹脂組成物層(成形体)について、下記の条件で高温引張伸度(200℃)、比重低下率(オーブン膨れ試験)、膨張倍率を測定した。
加硫処理により得られた熱膨張性樹脂組成物層(成形体)について、下記の条件で高温引張伸度(200℃)、比重低下率(オーブン膨れ試験)、膨張倍率を測定した。
(i) 高温引張伸度(200℃)
各種材料を所定の条件にて溶融混練し、160℃の温度にて1mm厚にプレス成形した。シートを幅10mm×長さ100mmにカットし、チャック間60mmで引張試験機(オリエンテック社製、万能引張試験機、RTC-1310A)にセットし、200℃に温調された恒温槽に投入した。投入後サンプルの温度が200℃に到達した後(約5分)、500mm/minの速度で引張測定し、破断時の伸びを算出した(JIS K 7162準拠)。
各種材料を所定の条件にて溶融混練し、160℃の温度にて1mm厚にプレス成形した。シートを幅10mm×長さ100mmにカットし、チャック間60mmで引張試験機(オリエンテック社製、万能引張試験機、RTC-1310A)にセットし、200℃に温調された恒温槽に投入した。投入後サンプルの温度が200℃に到達した後(約5分)、500mm/minの速度で引張測定し、破断時の伸びを算出した(JIS K 7162準拠)。
(ii) 比重低下率(オーブン膨れ試験)
各種材料を所定の条件にて溶融混練し、80℃の温度にて1mm厚にプレス成形した。 シートを30×30mmにカットし、200℃に設定した小型循環式オーブンに投入した。
投入後30分間放置し、サンプルを取出してJIS Z 8807に従って、液中秤量法により比重を測定し、加熱前の比重との差を算出した。
各種材料を所定の条件にて溶融混練し、80℃の温度にて1mm厚にプレス成形した。 シートを30×30mmにカットし、200℃に設定した小型循環式オーブンに投入した。
投入後30分間放置し、サンプルを取出してJIS Z 8807に従って、液中秤量法により比重を測定し、加熱前の比重との差を算出した。
(iii)膨張倍率
膨張倍率は、600℃で30分間熱膨張性耐火材のサンプルを加熱した時の膨張残渣の最低点と最高点との平均厚みから、燃焼前の荷重が加わっていないときの厚みを除して算出した。燃焼後の膨張倍率が15倍以上であると、熱膨張性樹脂組成物が樹脂成分の分の消失を埋めて断熱層を形成するのに十分である。膨張倍率は好ましくは20倍以上、より好ましくは30倍以上である。
膨張倍率は、600℃で30分間熱膨張性耐火材のサンプルを加熱した時の膨張残渣の最低点と最高点との平均厚みから、燃焼前の荷重が加わっていないときの厚みを除して算出した。燃焼後の膨張倍率が15倍以上であると、熱膨張性樹脂組成物が樹脂成分の分の消失を埋めて断熱層を形成するのに十分である。膨張倍率は好ましくは20倍以上、より好ましくは30倍以上である。
[試験例2:外観評価]
得られた熱膨張性樹脂組成物層(成形体)の外観を目視により観察して、「破断」の有無及び「フクレ」の有無について、以下の評価基準に従い評価した。
<破断>
破断が全く観察されなかった:○
破断が観察された :×
<フクレ>
フクレが全く観察されなかった :○
フクレが成形体表面の一部に観察された :△
フクレが成形体の表面全般にわたって観察された:×
得られた熱膨張性樹脂組成物層(成形体)の外観を目視により観察して、「破断」の有無及び「フクレ」の有無について、以下の評価基準に従い評価した。
<破断>
破断が全く観察されなかった:○
破断が観察された :×
<フクレ>
フクレが全く観察されなかった :○
フクレが成形体表面の一部に観察された :△
フクレが成形体の表面全般にわたって観察された:×
[試験例3:多層成形体の成形性評価]
上記各実施例及び比較例の熱膨張性樹脂組成物と、EPDM系樹脂(住友化学社製、「エスプレンEPDM 505」)からなる熱可塑性樹脂組成物を一軸押出機に供給して、同時共押出することにより熱膨張性樹脂組成物層と熱可塑性樹脂組成物層を含む多層構造の成形体を製造した。
得られた多層構想の成形体の成形性を、以下の評価基準に従い、評価した。
<成形性評価基準>
破断、およびフクレが全く観察されなかった :○
破断、もしくはフクレのいずれかが観察された:×
上記各実施例及び比較例の熱膨張性樹脂組成物と、EPDM系樹脂(住友化学社製、「エスプレンEPDM 505」)からなる熱可塑性樹脂組成物を一軸押出機に供給して、同時共押出することにより熱膨張性樹脂組成物層と熱可塑性樹脂組成物層を含む多層構造の成形体を製造した。
得られた多層構想の成形体の成形性を、以下の評価基準に従い、評価した。
<成形性評価基準>
破断、およびフクレが全く観察されなかった :○
破断、もしくはフクレのいずれかが観察された:×
結果を表1及び図1に示す。
Claims (6)
- EPDM系樹脂、熱膨張性黒鉛、加硫剤、油及び無機充填剤を含み、
EPDM系樹脂100質量部に対する油含有量が40〜80質量部であり、
EPDM系樹脂のジエン成分量が4〜10質量%であり、
200℃での引張伸度が20%以上であり、200℃加熱条件下での比重低下率が10%以下であることを特徴とする、熱膨張性樹脂組成物。 - 熱可塑性改質剤を含有する、請求項1記載の熱膨張性樹脂組成物。
- 前記熱可塑性改質剤がPTFE系粘度調整剤である、請求項1又は2に記載の熱膨張性樹脂組成物。
- 200℃での引張伸度が20〜45%であり、200℃加熱条件下での比重低下率が2〜10%である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の熱膨張性樹脂組成物。
- 熱膨張性樹脂組成物層を含む多層耐火成形体であって、
熱膨張性樹脂組成物層は請求項1〜4のいずれかに記載の熱膨張性樹脂組成物を成形及び加硫処理してなる、ことを特徴とする多層耐火成形体。 - 建材用であることを特徴とする、請求項5に記載の多層耐火成形体。
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CN114716785A (zh) * | 2022-03-23 | 2022-07-08 | 武汉金发科技有限公司 | 一种低噪音abs复合材料及其制备方法和应用 |
KR20230142032A (ko) * | 2022-03-30 | 2023-10-11 | 이병운 | 가스켓용 고무 조성물 및 이를 이용한 난연 팽창 가스켓 |
-
2017
- 2017-09-26 JP JP2017184379A patent/JP2018059079A/ja not_active Withdrawn
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