JP2018150391A - Heat expansion refractory composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱膨張性耐火組成物に関する。 The present invention relates to a thermally expandable refractory composition.
建築材料の分野においては、従来から耐火性が重要な性能の一つである。例えば、鉄骨造においては、耐火性能基準を満たすために、構造部材をなす梁、柱の鉄骨の表面を耐火性に優れた材料で被覆する方法が実施されている。
日本建築学会編集の「鉄骨工事技術指針・工事現場施工編」（以下、非特許文献１）には、耐火性に優れた材料としてロックウール等を用いることが記載されている。
ロックウールは、現場で鉄骨に対してセメントや水とともに吹き付けることにより施工され（非特許文献１の９．４参照）、安価に施工できるため広く普及している。しかし、スリーブ管等を設置するために、梁に貫通孔を開ける場合、貫通孔の小口も耐火材で被覆する必要がある。ロックウールで被覆しようとすると、例えば、二時間耐火では厚さ４５ｍｍで被覆する必要があり、貫通孔の直径は被覆後には９０ｍｍ小さくなってしまう。したがって、被覆しない場合と同じ径のスリーブ管を通そうとすると、貫通孔径を９０ｍｍ大きくしなければならない。そのために、はりせいを大きくする必要が生じたり、貫通孔の補強部材を大型のものにする必要が生じたりする。このため、材料および施工のコストが上昇したり設計に制約が生じてしまうという問題があった。また、小口の被覆厚については確認が難しいという品質管理上の問題もあった。
In the field of building materials, fire resistance has been one of the most important performances. For example, in steel frame construction, in order to satisfy the fire resistance performance standard, a method of coating the surface of the steel frames of the beams and columns forming the structural member with a material excellent in fire resistance is performed.
“The Steel Construction Technical Guidelines / Construction Site Construction” (hereinafter, Non-Patent Document 1) edited by the Architectural Institute of Japan describes that rock wool or the like is used as a material having excellent fire resistance.
Rock wool is constructed by spraying steel frames with cement and water on site (see 9.4 of Non-Patent Document 1), and is widely used because it can be constructed at low cost. However, when a through hole is opened in a beam in order to install a sleeve tube or the like, it is necessary to cover the small hole of the through hole with a refractory material. When trying to cover with rock wool, for example, it is necessary to cover with a thickness of 45 mm in the fire resistance for 2 hours, and the diameter of the through hole is reduced by 90 mm after the coating. Therefore, if the sleeve tube having the same diameter as that in the case of not covering is to be passed, the diameter of the through hole must be increased by 90 mm. For this reason, it is necessary to increase the size of the beam or to increase the size of the reinforcing member of the through hole. For this reason, there existed a problem that the cost of material and construction will rise or a restriction will arise in design. In addition, there was a problem in quality control that it was difficult to confirm the coating thickness of the edge.
一方、防火区画体貫通口用の熱膨張性防火用組成物として、樹脂成分、無機系膨張剤、および無機系形崩れ防止剤としてホウ酸を含む組成物が特許文献１に記載されている。この組成物はホウ酸の形崩れ防止効果により膨張後の形状保持性が高いとされている。当該組成物は、防火区画貫通口用であるから、貫通口の小口と電線管あるいは配管との間に設置される。このため、この組成物は膨張時の保形性がそれほど高くなくても貫通口の小口と電線管あるいは配管の間に挟まれているという効果により保形しやすい。
また、耐火被覆材として、ベースゴム成分、粘着付与剤、熱膨張性黒鉛、難燃剤、無機充填剤、加硫剤、加硫促進剤、亜リン酸アルミニウムを含有する耐火ゴム組成物が特許文献２に記載されている。
On the other hand, Patent Document 1 discloses a composition containing a resin component, an inorganic expansion agent, and boric acid as an inorganic shape collapse prevention agent as a thermally expandable fireproof composition for a fireproof compartment through-hole. This composition is said to have high shape retention after expansion due to the boric acid shape-preventing effect. Since the composition is for the fireproof compartment through-hole, it is placed between the small opening and the conduit or pipe. For this reason, this composition is easy to retain its shape due to the effect that it is sandwiched between the small opening of the through-hole and the electric pipe or pipe, even if the shape retention during expansion is not so high.
In addition, as a fireproof coating material, a fireproof rubber composition containing a base rubber component, a tackifier, a thermally expandable graphite, a flame retardant, an inorganic filler, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, and aluminum phosphite is disclosed in Patent Literature. 2.
しかしながら、我々の試験結果によれば、特許文献１の組成物を貫通孔小口の耐火被覆に用いた場合、８００℃以上の高温においては、熱膨張成分により膨張した材料が、ホウ酸から変化した酸化ホウ素の液体中に溶けこんで縮んでしまい、膨張が不十分となり、梁温度の上昇を抑える効果が不十分であった。
また、特許文献２の組成物は、亜リン酸アルミニウムや難燃剤といった高価な物質を多く用いるため、原材料コストが高い。特に、亜リン酸アルミニウムや、特許文献２の実施例で難燃剤として使用しているポリリン酸アンモニウムアミドやポリリン酸アンモニウムは、高価であるとともに、原料であるリン鉱石の枯渇の懸念があった。
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、梁貫通孔の耐火被覆において、高価な材料を用いなくても、十分な耐火性、形状保持性を有する、熱膨張性耐火組成物およびそれを用いた耐火被覆材を提供することを目的とする。
However, according to our test results, when the composition of Patent Document 1 is used for the fireproof coating of the through hole, the material expanded by the thermal expansion component changed from boric acid at a high temperature of 800 ° C. or higher. It dissolved in the boron oxide liquid and shrunk, resulting in insufficient expansion and an insufficient effect of suppressing the rise in beam temperature.
Moreover, since the composition of patent document 2 uses many expensive substances, such as aluminum phosphite and a flame retardant, raw material cost is high. In particular, aluminum phosphite, polyphosphate ammonium amide and ammonium polyphosphate used as flame retardants in the examples of Patent Document 2 are expensive, and there is a concern about depletion of the raw material ore.
The present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and in the fireproof coating of the beam through-hole, the thermal expansion has sufficient fire resistance and shape retention without using an expensive material. An object of the present invention is to provide a refractory refractory composition and a refractory coating material using the same.
本発明者らは、鋭意検討した結果、安価であり原料枯渇の心配の少ない、ホウ酸と酸化アルミニウムとを所定の比率で組み合わせることにより、１０００℃付近の高温においても保形性に優れていることを見出し、本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明は以下のとおりである。
［１］
鉄骨梁貫通孔小口の耐火被覆材に用いられ、加熱時に膨張する熱膨張性耐火組成物であって、ゴム系樹脂または熱可塑性樹脂１００重量部と、加熱時に膨張する熱膨張成分２〜３０重量部と、ホウ酸７０〜２５０重量部と、酸化アルミニウムとを含有し、
前記酸化アルミニウムと前記ホウ酸との重量比（酸化アルミニウム／ホウ酸）が０．４５以上１．５以下であり、
ケイ酸化合物、マグネシウム塩およびカルシウム塩の合計含有量が、前記ホウ酸に対して質量比で０％以上１０％未満であることを特徴とする、熱膨張性耐火組成物。
［２］
前記熱膨張成分が熱膨張性黒鉛である、［１］に記載の熱膨張性耐火組成物。
［３］
前記酸化アルミニウムのＢＥＴ比表面積が０．５以上５０ｍ２／ｇ以下である、［１］または［２］に記載の熱膨張性耐火組成物。
［４］
亜リン酸アルミニウムを、該亜リン酸アルミニウムと前記ホウ酸との重量比（亜リン酸アルミニウム／ホウ酸）が０以上０．４以下でさらに含有する、［１］〜［３］のいずれかに記載の熱膨張性耐火組成物。
［５］
［１］〜［４］のいずれかに記載の熱膨張性耐火組成物が所定の形状に成形されてなる、鉄骨梁貫通孔小口の耐火被覆材。
As a result of intensive studies, the present inventors combine boric acid and aluminum oxide at a predetermined ratio, which is inexpensive and less likely to cause material depletion, and has excellent shape retention even at a high temperature around 1000 ° C. As a result, the present invention has been completed. That is, the present invention is as follows.
[1]
A heat-expandable refractory composition that is used as a fire-resistant coating material for a steel beam through-hole, and expands when heated, comprising 100 parts by weight of a rubber-based resin or a thermoplastic resin, and a thermal expansion component of 2 to 30 weights that expands when heated Part, 70 to 250 parts by weight of boric acid, and aluminum oxide,
The weight ratio of the aluminum oxide to the boric acid (aluminum oxide / boric acid) is 0.45 or more and 1.5 or less,
A thermally expandable refractory composition, wherein the total content of the silicic acid compound, the magnesium salt and the calcium salt is 0% or more and less than 10% by mass ratio to the boric acid.
[2]
The thermally expandable refractory composition according to [1], wherein the thermally expandable component is thermally expandable graphite.
[3]
The heat-expandable refractory composition according to [1] or [2], wherein the aluminum oxide has a BET specific surface area of 0.5 or more and 50 m 2 / g or less.
[4]
Any one of [1] to [3], wherein the aluminum phosphite further contains a weight ratio (aluminum phosphite / boric acid) of the aluminum phosphite to the boric acid of 0 to 0.4. 2. A heat-expandable refractory composition according to 1.
[5]
[1] A fireproof covering material for a steel beam through-hole small opening, wherein the thermally expandable fireproof composition according to any one of [4] is formed into a predetermined shape.
本発明の熱膨張性耐火組成物によれば、安価なホウ酸と酸化アルミニウムとを所定の比率で組み合わせることにより、１０００℃付近の高温においても保形性に優れ、安価で、十分な耐火性、形状保持性を有する熱膨張性耐火組成物を提供することができる。これによれば、梁貫通孔の小口の耐火被覆を薄くすることができるため貫通孔径をロックウールによる被覆ほど大きくする必要がなく、施工コストを抑えることができ、設計の制約も少なくなる。また、所定の被覆厚を確実に施工できるため品質管理も行いやすい。 According to the thermally expandable refractory composition of the present invention, by combining an inexpensive boric acid and aluminum oxide in a predetermined ratio, the shape-retaining property is excellent even at a high temperature around 1000 ° C., and it is inexpensive and has sufficient fire resistance. A thermally expandable refractory composition having shape retention can be provided. According to this, since the fireproof coating at the small end of the beam through-hole can be made thin, it is not necessary to increase the diameter of the through-hole as much as the coating with rock wool, the construction cost can be suppressed, and design restrictions are reduced. Moreover, since a predetermined coating thickness can be reliably applied, quality control is easy to perform.
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、「〜」を用いて示している数値範囲は、前後の数値を含むものとする。
本実施形態の熱膨張性耐火組成物は、鉄骨梁貫通孔小口の耐火被覆材に用いられ、加熱時に膨張する熱膨張性耐火組成物であって、ゴム系樹脂または熱可塑性樹脂と、加熱時に膨張する熱膨張成分と、ホウ酸と、酸化アルミニウムとを含有する。また、本実施形態の耐火被覆材は、本実施形態にかかる熱膨張性耐火組成物が所定の形状、例えばシート状に成形されてなる。
Embodiments of the present invention will be described below. In the following description, the numerical range indicated by using “to” includes the numerical values before and after.
The heat-expandable refractory composition of the present embodiment is a heat-expandable refractory composition that is used for a fire-resistant coating material for a steel beam through-hole, and expands when heated, and a rubber-based resin or a thermoplastic resin, Contains a thermally expanding component, boric acid, and aluminum oxide. Moreover, the fireproof covering material of this embodiment is formed by molding the thermally expandable fireproof composition according to this embodiment into a predetermined shape, for example, a sheet shape.
本実施形態の熱膨張性耐火組成物は、ゴム系樹脂または熱可塑性樹脂１００重量部と、加熱時に膨張する熱膨張成分２〜３０重量部と、ホウ酸７０〜２５０重量部と、酸化アルミニウムを含有する。
本発明者らは、安価であり、原料枯渇の心配の少ない、ホウ酸と酸化アルミニウムとを組み合わせることで、１０００℃付近の高温においても保形性に優れていることを見出した。ホウ酸と酸化アルミニウムとを所定の比率で、ゴム系樹脂または熱可塑性樹脂及び熱膨張成分とともに含有させることによって、熱膨張成分が加熱された際に飛散せず、成形性及び耐火性に優れた熱膨張性耐火組成物を得ることができる。
The thermally expandable refractory composition of the present embodiment comprises 100 parts by weight of a rubber resin or thermoplastic resin, 2 to 30 parts by weight of a thermal expansion component that expands when heated, 70 to 250 parts by weight of boric acid, and aluminum oxide. contains.
The present inventors have found that the combination of boric acid and aluminum oxide, which is inexpensive and has little fear of material depletion, is excellent in shape retention even at a high temperature around 1000 ° C. By containing boric acid and aluminum oxide in a predetermined ratio together with the rubber-based resin or thermoplastic resin and the thermal expansion component, the thermal expansion component is not scattered when heated, and has excellent moldability and fire resistance. A thermally expandable refractory composition can be obtained.
また、本実施形態の熱膨張性耐火組成物は、ケイ酸化合物、マグネシウム塩およびカルシウム塩を含まない（０％）か、もしくは、ホウ酸に対するこれらの物質の質量比が１０％未満までしか含有しない。
この耐火組成物には、ケイ酸化合物あるいはマグネシウム塩がある量以上含まれると、熱膨張成分により膨張した材料が、ホウ酸から変化した酸化ホウ素の液体中に溶けこんで縮み、さらには硬さを失ってしまうため、貫通孔小口から剥がれ落ちてしまい、梁温度の上昇を抑える効果が不十分である。また、この耐火組成物には、カルシウム塩がある量以上含まれると、ホウ酸と酸化アルミニウムによる保形性を阻害してしまう。
Further, the thermally expandable refractory composition of this embodiment does not contain a silicic acid compound, a magnesium salt and a calcium salt (0%) or contains only up to 10% by mass of these substances with respect to boric acid. do not do.
If this refractory composition contains a certain amount or more of a silicate compound or a magnesium salt, the material expanded by the thermal expansion component dissolves in the boron oxide liquid changed from boric acid and shrinks, and further the hardness. Therefore, the effect of suppressing the rise of the beam temperature is insufficient. In addition, when the refractory composition contains a calcium salt in a certain amount or more, the shape retention by boric acid and aluminum oxide is inhibited.
ゴム系樹脂は、特に制限されず、公知のゴム系樹脂をそのまま用いることができる。ゴム系樹脂としては、例えば、天然ゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、エピクロロヒドリンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、スチレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、ブチルゴム、エチレン−酢酸ビニルゴム等が使用できる。これらの中でも、耐老化性に優れており入手しやすく安価であるという観点から、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、が好ましく、ブチルゴムがより好ましい。また、これらのゴム系樹脂は、溶融温度や柔軟性等を調整するために、二種以上が併用されてもよい。 The rubber-based resin is not particularly limited, and a known rubber-based resin can be used as it is. Examples of rubber resins include natural rubber, acrylic rubber, nitrile rubber, acrylonitrile butadiene rubber, isoprene rubber, urethane rubber, ethylene propylene rubber, chlorosulfonated polyethylene, epichlorohydrin rubber, chloroprene rubber, silicone rubber, styrene rubber, Styrene butadiene rubber, butadiene rubber, fluorine rubber, butyl rubber, ethylene-vinyl acetate rubber and the like can be used. Among these, acrylonitrile butadiene rubber, ethylene propylene rubber, chloroprene rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, and butyl rubber are preferable, and butyl rubber is more preferable from the viewpoint of being excellent in aging resistance and being easily available and inexpensive. In addition, two or more of these rubber resins may be used in combination in order to adjust the melting temperature, flexibility, and the like.
熱可塑性樹脂は、特に制限されず、公知の熱可塑性樹脂をそのまま用いることができる。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリアクリロニトリルスチレン系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂、ナイロン６あるいはナイロン６６等のポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリフェニレンスルファイド系樹脂、ポリエーテルイミド系樹脂、ポリスルフォン系樹脂等を用いることができる。 The thermoplastic resin is not particularly limited, and a known thermoplastic resin can be used as it is. As thermoplastic resins, polyethylene resins, polyethylene-vinyl acetate copolymer resins, polypropylene resins, polystyrene resins, polyacrylonitrile resins, polyacrylonitrile styrene resins, ABS resins, acrylic resins, methacrylic resins, polyethylene Terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polyvinylidene fluoride resin, polychlorotrifluoroethylene resin, polytetrafluoroethylene resin, nylon 6 Alternatively, polyamide resin such as nylon 66, polyacetal resin, polycarbonate resin, polyphenylene sulfide resin, polyetherimide resin, polysulfone resin, etc. may be used. Can.
ゴム系樹脂あるいは熱可塑性樹脂は、本実施形態の熱膨張性耐火組成物を混練、成形する際のバインダーとして主に機能する。
加熱時に膨張する熱膨張成分としては、公知のものをそのまま使用することができ、例えば、メラミン等のメラミン系化合物、尿素、チオ尿素、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ−ジニトロソ−Ｎ，Ｎ−ジメチルテレフタルアミド等のＮ−ニトロソ化合物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾジカルボンアミド等のアゾ化合物、ベンゼンスルホニルヒドラジド、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド、ｐ，ｐ−オキシ−ビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）等のスルホンヒドラジド化合物、塩素化パラフィン、あるいはこれらの誘導体、熱膨張性黒鉛、ヒル石、真珠岩、黒曜石等が挙げられる。これらは、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。これらの中でも、取り扱い・入手の容易性から、メラミン等のメラミン系化合物、熱膨張性黒鉛が好ましく、熱膨張性黒鉛がより好ましい。また、加熱時の膨張倍率は、１ｇあたり１００ｃｃ以上であることが好ましい。
The rubber-based resin or thermoplastic resin mainly functions as a binder when kneading and molding the thermally expandable refractory composition of the present embodiment.
As the thermal expansion component that expands during heating, known components can be used as they are, for example, melamine compounds such as melamine, urea, thiourea, dinitrosopentamethylenetetramine, N, N-dinitroso-N, N. -N-nitroso compounds such as dimethyl terephthalamide, azo compounds such as azobisisobutyronitrile, azodicarbonamide, benzenesulfonyl hydrazide, p-toluenesulfonyl hydrazide, p, p-oxy-bis (benzenesulfonyl hydrazide), etc. Examples include sulfone hydrazide compounds, chlorinated paraffin, or derivatives thereof, thermally expandable graphite, leechite, nacre, obsidian, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, melamine-based compounds such as melamine and heat-expandable graphite are preferable and heat-expandable graphite is more preferable because of easy handling and availability. Moreover, it is preferable that the expansion ratio at the time of a heating is 100 cc or more per 1 g.
熱膨張性黒鉛を用いる場合は、２０〜２００メッシュのものを用いることが好ましい。２０メッシュよりも荒いとゴム系樹脂あるいは熱可塑性樹脂への混合性が悪化する傾向にあり、２００メッシュよりも細かいと膨張倍率が少なくなる傾向にある。
加熱時に膨張する熱膨張成分は、加熱時に膨張することにより、難燃性能を高めるとともに、断熱層を形成し、火源からの距離をかせぐことで、被覆される構造部材表面の温度上昇を抑制することが可能となる。
When using thermally expansible graphite, it is preferable to use a 20-200 mesh thing. If it is rougher than 20 mesh, the mixing property with a rubber-based resin or a thermoplastic resin tends to deteriorate, and if it is finer than 200 mesh, the expansion ratio tends to decrease.
The thermal expansion component that expands when heated expands when heated, thereby improving the flame retardancy and forming a heat insulating layer to increase the distance from the fire source, thereby suppressing the temperature rise of the surface of the structural member to be coated. It becomes possible to do.
加熱時に膨張する熱膨張成分は、ゴム系樹脂あるいは熱可塑性樹脂１００重量部に対し、２重量部から３０重量部であることが好ましく、より好ましくは３重量部から２０重量部であり、さらに好ましくは５重量部から１５重量部である。２重量部よりも少ないと、本実施形態の耐火被覆材を加熱した際に、膨張が不十分なために、被覆する鉄骨表面の温度上昇を抑制する効果が小さくなる傾向にある。また、３０重量部よりも多いと、膨張倍率が大きすぎて保形性が得られず、加温された際に貫通孔小口から脱落してしまう。２重量部から３０重量部とすることで、保形性を有しつつ十分に膨張することができる。 The thermal expansion component that expands when heated is preferably 2 to 30 parts by weight, more preferably 3 to 20 parts by weight, and still more preferably 100 parts by weight of rubber-based resin or thermoplastic resin. Is from 5 to 15 parts by weight. When the amount is less than 2 parts by weight, when the fireproof coating material of the present embodiment is heated, the expansion is insufficient, and thus the effect of suppressing the temperature rise on the surface of the steel frame to be coated tends to be small. On the other hand, when the amount is more than 30 parts by weight, the expansion ratio is too large to obtain the shape retaining property, and when it is heated, it drops off from the through hole forehead. By setting it to 2 to 30 parts by weight, it can be sufficiently expanded while having shape retention.
ホウ酸は、例えば、オルトホウ酸Ｈ３ＢＯ３、メタホウ酸ＨＢＯ２、無水ホウ酸（酸化ホウ素）Ｂ２Ｏ３が使用でき、これらの中でもオルトホウ酸Ｈ３ＢＯ３が好ましい。
ホウ酸は、加熱することにより分解してＨ２Ｏを放出する。この反応が吸熱反応であるということと、Ｈ２Ｏは不燃性ガスであるため可燃性ガスの濃度を低下させ着火しにくくするということにより、耐火被覆材の耐火性能を高める効果がある。また、分解の結果生じた酸化ホウ素は４５０℃で粘性の高い液体となり、本実施形態の耐火被覆材が加熱され膨張した際に、耐火被覆材の保形性を高め、耐火被覆材が崩壊・剥離・脱落するのを防ぐ働きがある。さらに、ホウ酸だけでは８００℃以上の高温では分解して生じた酸化ホウ素の液体の粘度が低くなるため、熱膨張成分により膨張した材料が液体に溶けこんで縮んでしまい、耐火性を低下させてしまうが、原料として酸化アルミニウムを配合しておくと、酸化ホウ素の液体が酸化アルミニウムと反応し、新たにホウ酸アルミニウムＡｌ１８Ｂ４Ｏ３３の結晶を酸化ホウ素の液体中に生成することにより、膨張した材料の形状を保持することができるようになる。
As boric acid, for example, orthoboric acid H 3 BO 3 , metaboric acid HBO 2 , and boric anhydride (boron oxide) B 2 O 3 can be used, and among these, orthoboric acid H 3 BO 3 is preferable.
Boric acid is decomposed by heating to release H 2 O. Since this reaction is an endothermic reaction and H 2 O is a non-flammable gas, the concentration of the flammable gas is reduced to make it difficult to ignite, thereby improving the fire resistance performance of the fireproof coating material. Boron oxide generated as a result of decomposition becomes a highly viscous liquid at 450 ° C., and when the fireproof coating material of this embodiment is heated and expanded, the shape retention of the fireproof coating material is improved, and the fireproof coating material is collapsed. It works to prevent peeling and falling off. Furthermore, with boric acid alone, the viscosity of the boron oxide liquid generated by decomposition at a high temperature of 800 ° C. or higher becomes low, so the material expanded by the thermal expansion component dissolves in the liquid and shrinks, reducing the fire resistance. However, when aluminum oxide is blended as a raw material, the boron oxide liquid reacts with aluminum oxide, and a new crystal of aluminum borate Al 18 B 4 O 33 is formed in the boron oxide liquid. The shape of the expanded material can be maintained.
ホウ酸は、ゴム系樹脂あるいは熱可塑性樹脂１００重量部に対し、７０重量部から２５０重量部であることが好ましく、より好ましくは１００重量部から２００重量部である。７０重量部よりも少ないと、膨張後の耐火被覆材の保形性を高める効果が劣る傾向にあり、２５０重量部よりも多いと、バインダーとなるゴム系樹脂あるいは熱可塑性樹脂の量が相対的に少なくなるため、成形が困難になる。７０重量部から２５０重量部とすることにより、成形性と保形性とを両立することができる。ホウ酸は、単独で用いてもよいし、二種以上のホウ酸を用いてもよい。 Boric acid is preferably 70 to 250 parts by weight, more preferably 100 to 200 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber-based resin or thermoplastic resin. When the amount is less than 70 parts by weight, the effect of improving the shape retention of the fireproof coating after expansion tends to be inferior. When the amount is more than 250 parts by weight, the amount of the rubber-based resin or thermoplastic resin as a binder is relatively high. Therefore, molding becomes difficult. By setting it to 70 parts by weight to 250 parts by weight, both formability and shape retention can be achieved. Boric acid may be used alone, or two or more kinds of boric acid may be used.
ホウ酸から生成した酸化ホウ素と酸化アルミニウムが８００℃以上で反応することにより、ホウ酸アルミニウムＡｌ１８Ｂ４Ｏ３３が生成し、シートの形状を保持することができるようになる。酸化アルミニウムとホウ酸との比（酸化アルミニウム／ホウ酸）は、質量比で０．４５〜１．５の範囲である。０．４５よりも小さいと、８００℃以上の高温においては、熱膨張成分により膨張した材料が、ホウ酸から変化した酸化ホウ素の液体中に溶けこんで縮んでしまい、膨張が不十分となり、梁温度の上昇を抑える効果が不十分になる。１．５よりも大きいと、ホウ酸が膨張後の耐火被覆材の保形性を高める効果が劣る傾向にある。酸化アルミニウム／ホウ酸の比を、０．４５〜１．５とすることで、熱膨張時に梁温度の上昇を抑える効果と保形性とを両立することができる。 By reacting boron oxide generated from boric acid and aluminum oxide at 800 ° C. or higher, aluminum borate Al 18 B 4 O 33 is generated, and the shape of the sheet can be maintained. The ratio of aluminum oxide to boric acid (aluminum oxide / boric acid) is in the range of 0.45 to 1.5 by mass ratio. When the temperature is lower than 0.45, at a high temperature of 800 ° C. or higher, the material expanded by the thermal expansion component dissolves in the boron oxide liquid changed from boric acid and contracts, resulting in insufficient expansion. The effect of suppressing the temperature rise is insufficient. When it is larger than 1.5, boric acid tends to be inferior in the effect of enhancing the shape retention of the fireproof coating after expansion. By setting the ratio of aluminum oxide / boric acid to 0.45 to 1.5, it is possible to achieve both the effect of suppressing the rise of the beam temperature during thermal expansion and the shape retention.
酸化アルミニウムのＢＥＴ比表面積は、０．５〜５０ｍ２／ｇであることが好ましく、３〜３０ｍ２／ｇであることがより好ましく、１０〜２０ｍ２／ｇであることがさらに好ましい。ＢＥＴ比表面積をこの範囲に収めることにより、８００℃以上でのホウ酸アルミニウムの生成速度が高まり、シートの形状保持能力がさらに高まる。また、膨張倍率も高めることができる。 BET specific surface area of aluminum oxide is preferably 0.5~50m 2 / g, more preferably 3~30m 2 / g, more preferably from 10 to 20 m 2 / g. By keeping the BET specific surface area within this range, the production rate of aluminum borate at 800 ° C. or higher is increased, and the sheet shape retaining ability is further enhanced. Also, the expansion ratio can be increased.
水酸化アルミニウムも高温で脱水して酸化アルミニウムになるが、脱水により質量が３５％も減少してしまうため、形状保持能力が酸化アルミニウムよりも小さく、適さない。 Aluminum hydroxide is also dehydrated at a high temperature to become aluminum oxide. However, since the mass is reduced by 35% due to dehydration, the shape retention capability is smaller than that of aluminum oxide, which is not suitable.
亜リン酸アルミニウムは、原材料コストがそれほど上がらない程度までの量であれば添加することができる。亜リン酸アルミニウムは、Ａｌ２（ＨＰＯ３）３で表されるものであり、例えば、太平化学産業（株）の製品名ＡＰＡ−１００等を用いることができる。亜リン酸アルミニウムを加えることにより、膨張したシートの形状を保持する能力がさらに高まる。
亜リン酸アルミニウム／ホウ酸の比は、０〜０．４であることが、原材料コストを抑えるため好ましい。
Aluminum phosphite can be added as long as the raw material cost does not increase so much. Aluminum phosphite is represented by Al 2 (HPO 3 ) 3 , and for example, product name APA-100 manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd. can be used. By adding aluminum phosphite, the ability to retain the shape of the expanded sheet is further enhanced.
The ratio of aluminum phosphite / boric acid is preferably 0 to 0.4 in order to reduce raw material costs.
本実施形態の組成物には、ケイ酸塩化合物、マグネシウム塩あるいはカルシウム塩を含まないか（０％）、含んだとしてもホウ酸に対するこれらの物質の合計の質量比が１０％未満である必要がある。ここで言うケイ酸塩化合物とは、二酸化ケイ素、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、アルミノケイ酸塩、フライアッシュ、シリカフューム、タルク、粘土、クレー、カオリン、シラス、マイカ、パーライト、珪藻土、ガラス、珪砂、珪石粉、ワラストナイト、砂等のことを言う。また、マグネシウム塩とは、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、水酸化マグネシウム等のことを言う。ホウ酸に対するケイ酸塩化合物あるいはマグネシウム塩の質量比が１０％以上になると、８００℃以上の高温において、熱膨張成分により膨張した材料の一部または全部がホウ酸から変化した酸化ホウ素の液体中に溶け、体積が縮んでしまい、膨張が不十分となり、梁の耐火性能を改善する性能が得られない。また、カルシウム塩とは、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、硫酸カルシウム、水酸化カルシウム等のことを言う。ホウ酸に対するカルシウム塩の合計の質量比が１０％以上になると、膨張後の耐火被覆材の保形性を高める効果が劣る傾向にある。
これらの材料は通常、かさ増しのための増量材として用いられることが多いが、上述したように、本組成物においては耐火性能に悪影響を与えてしまうため、用いる量が制限される。ホウ酸に対するケイ酸塩化合物あるいはマグネシウム塩の質量比を１０％未満とすることで、耐火性能と保形性とを優れたものとすることができる。
The composition of the present embodiment does not contain a silicate compound, magnesium salt or calcium salt (0%), or even if included, the total mass ratio of these substances to boric acid must be less than 10%. There is. The silicate compounds mentioned here are silicon dioxide, calcium silicate, magnesium silicate, aluminosilicate, fly ash, silica fume, talc, clay, clay, kaolin, shirasu, mica, perlite, diatomaceous earth, glass, silica sand, It refers to silica powder, wollastonite, sand, etc. The magnesium salt refers to magnesium carbonate, magnesium oxide, magnesium sulfate, magnesium hydroxide and the like. When the mass ratio of the silicate compound or magnesium salt to boric acid is 10% or more, in a boron oxide liquid in which part or all of the material expanded by the thermal expansion component is changed from boric acid at a high temperature of 800 ° C. or higher. In other words, the volume is reduced, the expansion is insufficient, and the performance of improving the fire resistance of the beam cannot be obtained. The calcium salt refers to calcium carbonate, calcium oxide, calcium sulfate, calcium hydroxide, and the like. When the total mass ratio of the calcium salt to boric acid is 10% or more, the effect of improving the shape retention of the fireproof coating after expansion tends to be inferior.
Usually, these materials are often used as a bulking agent for increasing the bulk, but as described above, the present composition has an adverse effect on the fire resistance, so the amount to be used is limited. By setting the mass ratio of the silicate compound or magnesium salt to boric acid to be less than 10%, fire resistance and shape retention can be improved.
これらの成分の他、本実施形態の効果を低減させない範囲内で必要に応じて、例えば、希釈剤、難燃剤、炭化剤等の各種添加剤を本実施形態の熱膨張性耐火組成物に配合することもできる。
希釈剤としては例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、ミネラルスピリット、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アルコール類、水等が挙げられる。これらは、混練時の粘性を低くし、混合性を良好にする。
In addition to these components, various additives such as a diluent, a flame retardant, and a carbonizing agent are blended in the thermally expandable refractory composition of the present embodiment as necessary within a range that does not reduce the effect of the present embodiment. You can also
Examples of the diluent include benzene, toluene, xylene, mineral spirit, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, alcohols, water and the like. These lower the viscosity at the time of kneading and improve the mixing property.
難燃剤としては例えば、テトラブロモビスフェノールＡ、デカブロモジフェニルエーテル、ヘキサブロモシクロドデカン、トリブロモフェノール、エチレンビステトラブロモフタルイミド、臭素化ポリスチレン、エチレンビスペンタブロモジフェニール等の臭素系難燃剤、塩素化パラフィン、塩素化ポリエチレン、塩素化脂環化合物、含塩素リン酸エステル等の塩素系難燃剤、赤リン、三塩化リン、五塩化リン、リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム等の無機リン系難燃剤、リン酸エステル等の有機リン系難燃剤、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン等のアンチモン系難燃剤、水酸化アルミニウム、ホウ酸塩化合物、モリブデン化合物、スズ化合物、金属酸化物等の無機系難燃剤が挙げられる。これらは、ゴム系樹脂あるいは熱可塑性樹脂の難燃性を高める役割を担う。難燃剤は一般に高価であり、本実施形態の原材料コストがそれほど上がらない程度までの量であれば添加することができる。 Examples of flame retardants include brominated flame retardants such as tetrabromobisphenol A, decabromodiphenyl ether, hexabromocyclododecane, tribromophenol, ethylene bistetrabromophthalimide, brominated polystyrene, ethylene bispentabromodiphenyl, and chlorinated paraffins. Chlorinated flame retardants such as chlorinated polyethylene, chlorinated alicyclic compounds, chlorinated phosphoric acid esters, inorganic phosphorus flame retardants such as red phosphorus, phosphorus trichloride, phosphorus pentachloride, ammonium phosphate, ammonium polyphosphate, phosphorus Organic phosphorus flame retardants such as acid esters, antimony flame retardants such as antimony trioxide and antimony pentoxide, and inorganic flame retardants such as aluminum hydroxide, borate compounds, molybdenum compounds, tin compounds and metal oxides It is done. These play a role of increasing the flame retardancy of rubber-based resins or thermoplastic resins. The flame retardant is generally expensive and can be added as long as the raw material cost of the present embodiment does not increase so much.
炭化剤としては例えば、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、ポリペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン等の多価アルコール、デンプン、カゼイン等が挙げられる。これらは、加熱時に脱水することで炭化物を形成し、保形剤としてのホウ酸の働きを補助し、保形性を高める働きを補う。
さらに、本実施形態の熱膨張性耐火組成物には、公知の界面活性剤、架橋剤、製泡剤、触媒、安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤、ゴム軟化剤（例えばプロセスオイルやポリブテンなど）、ゴム配合油、粘着付与剤、顔料等の各種添加物も適宜含まれていてもよい。
Examples of the carbonizing agent include pentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, polypentaerythritol, trimethylolpropane and other polyhydric alcohols, starch and casein. These form carbides by dehydration when heated, assist the function of boric acid as a shape-retaining agent, and supplement the function of improving shape retention.
Further, the thermally expandable refractory composition of the present embodiment includes known surfactants, crosslinking agents, foaming agents, catalysts, stabilizers, ultraviolet absorbers, antioxidants, lubricants, rubber softeners (for example, process oils) And various additives such as a rubber compounding oil, a tackifier, and a pigment may be included as appropriate.
本実施形態の熱膨張性耐火組成物は、公知の混練装置を用いて混練することができる。混練装置としては、例えば、加圧ニーダー、バンバリーミキサー等が使用できる。
上記混練装置により得られる混練物は、公知の成形装置を用いてシート状に成形することができる。成形装置としては、プレス、押出機、カレンダー成形、ロール成形等が使用できる。
The thermally expandable refractory composition of the present embodiment can be kneaded using a known kneading apparatus. As a kneading apparatus, for example, a pressure kneader, a Banbury mixer, or the like can be used.
The kneaded product obtained by the kneading apparatus can be formed into a sheet using a known forming apparatus. As the molding apparatus, a press, an extruder, calendar molding, roll molding, or the like can be used.
そして本発明の耐火被覆材は、上述したような本発明にかかる熱膨張性耐火組成物を所定の形状、例えばシート状に成形されてなる。
本実施形態の耐火被覆材の厚さは、２ｍｍから１５ｍｍが好ましく、より好ましくは３ｍｍから１０ｍｍである。耐火被覆材の厚さが２ｍｍ未満であると梁貫通孔小口に十分な耐火性能を与えにくくなる傾向にある。１５ｍｍより厚いと貫通孔に通すことができるスリーブの径が小さくなってしまう。耐火被覆材の厚さを２ｍｍから１５ｍｍとすることにより、スリーブの径を小さくすることなく、梁貫通孔小口に十分な耐火性能を与えることができる。
本実施形態の耐火被覆材の幅は、被覆される貫通穴小口の幅以上とすることが好ましい。すなわち、梁のウェブ厚、補強金物の大きさ、等によって変化するが、１０ｍｍ〜１５０ｍｍが好ましい。
And the fireproof covering material of this invention shape | molds the heat-expandable fireproof composition concerning this invention as mentioned above in a defined shape, for example, a sheet form.
The thickness of the fireproof coating material of this embodiment is preferably 2 mm to 15 mm, more preferably 3 mm to 10 mm. When the thickness of the fireproof coating material is less than 2 mm, it tends to be difficult to provide sufficient fireproof performance to the beam through hole edge. If it is thicker than 15 mm, the diameter of the sleeve that can be passed through the through hole is reduced. By setting the thickness of the fireproof covering material to 2 mm to 15 mm, sufficient fireproof performance can be given to the beam through hole fore edge without reducing the diameter of the sleeve.
The width of the fireproof coating material of the present embodiment is preferably equal to or greater than the width of the through hole edge to be coated. That is, although it changes with the web thickness of a beam, the magnitude | size of a reinforcement hardware, etc., 10 mm-150 mm are preferable.
本実施形態の耐火被覆材は、加熱した際に主に厚み方向に膨張する。加熱時の膨張倍率は、加熱前の厚みに対し２〜７倍であることが好ましく、より好ましくは２．５〜５倍である。加熱時の膨張倍率が２倍未満であると、梁貫通孔小口に十分な耐火性能を与えにくくなる傾向にあり、７倍より高いと膨張後の構造部材への被覆を維持しにくくなり剥がれ落ちてしまう傾向にある。加熱時の膨張倍率が２〜７倍であることにより、梁貫通孔小口に十分な耐火性能を維持しつつ、膨張後の構造部材への被覆を維持できる。 The fireproof coating material of this embodiment expands mainly in the thickness direction when heated. The expansion ratio during heating is preferably 2 to 7 times, more preferably 2.5 to 5 times the thickness before heating. If the expansion ratio at the time of heating is less than 2 times, it tends to be difficult to give sufficient fire resistance to the beam through-hole mouth, and if it is higher than 7 times, it is difficult to maintain the coating on the structural member after expansion and peels off. It tends to end up. When the expansion ratio at the time of heating is 2 to 7, the covering of the expanded structural member can be maintained while maintaining a sufficient fire resistance performance at the beam through hole edge.
本実施形態の耐火被覆材は、その片面あるいは両面に面材を貼り付けることもできる。面材としては、不燃性を有するものであれば公知の物を使用できる。また、耐火被覆材が加熱膨張した際に、その膨張に追随できるように変形できるものが望ましく、アルミ箔、ガラスメッシュ付アルミ箔、ステンレス箔等の金属箔、ケイ酸カルシウム板、ケイ酸マグネシウム板、石膏ボード、木片セメント板、繊維強化セメント板等の無機物板、セラミックス紙、水酸化アルミ紙などの不燃紙、ガラス、セラミックス繊維等の不織布等が使用できる。 The fireproof covering material of this embodiment can also affix a face material to the single side | surface or both surfaces. As the face material, known materials can be used as long as they have nonflammability. In addition, when the fireproof coating is heated and expanded, it is desirable to be able to deform so that it can follow the expansion, such as aluminum foil, aluminum foil with glass mesh, metal foil such as stainless steel foil, calcium silicate plate, magnesium silicate plate Inorganic boards such as gypsum board, wood chip cement board and fiber reinforced cement board, non-combustible paper such as ceramic paper and aluminum hydroxide paper, non-woven cloth such as glass and ceramic fiber, and the like can be used.
本実施形態の耐火被覆材に面材を貼り付ける方法としては、接着剤を用いる方法、タッカー等の機械的固定方法、圧力により密着させる方法のいずれでもよい。
本実施形態の耐火被覆材を鉄骨梁貫通孔小口に施工する際、小口に接する面に、両面テープ、あるいは接着剤を用いて貼ってもよい。両面テープや接着剤は公知の物が使用できる。これらを使用することにより、耐火被覆材が小口に固定される。両面テープは、施工前にあらかじめ耐火被覆材に貼ってあってもよい。
As a method for attaching the face material to the fireproof coating material of the present embodiment, any of a method using an adhesive, a mechanical fixing method such as a tucker, and a method of closely contacting with a pressure may be used.
When applying the fireproof covering material of this embodiment to a steel beam through-hole small opening, you may affix on the surface which touches a small opening using a double-sided tape or an adhesive agent. A well-known thing can be used for a double-sided tape and an adhesive agent. By using these, the fireproof coating material is fixed to the fore edge. The double-sided tape may be affixed to the fireproof coating material before construction.
本実施形態の耐火被覆材は、鉄骨梁貫通孔の小口に用いることによって、優れた耐火構造となる。以下、図面を用いて説明する。
図１および図２は、本実施形態の耐火被覆材を梁貫通孔の小口に用いた耐火構造を模式的に示す図である。図１は鉄骨梁１０の貫通孔の小口１１に本実施形態の耐火被覆材１２が取り付けられた状態を示す図であり、図２はその断面図である。図２に示すように、鉄骨梁１０の貫通孔の小口１１に本実施形態の耐火被覆材１２が取り付けられた後に、さらに鉄骨梁１０を覆うようにロックウール１３が吹き付けられていてもよい。
このような耐火被覆材１２によれば、安価なホウ酸と酸化アルミニウムとが所定の比率で組み合わせられていることにより、１０００℃付近の高温においても保形性に優れ、安価で、十分な耐火性、形状保持性を有するものとなる。これにより、梁貫通孔の小口の耐火被覆材を薄くすることができるため貫通孔径をロックウールによる被覆ほど大きくする必要がなく、施工コストを抑えることができ、設計の制約も少なくなる。また、所定の被覆厚を確実に施工できるため品質管理も行いやすい。
The fireproof covering material of this embodiment becomes an excellent fireproof structure by using it for the small opening of a steel beam through-hole. Hereinafter, it demonstrates using drawing.
FIG. 1 and FIG. 2 are diagrams schematically showing a fire-resistant structure in which the fire-resistant coating material of the present embodiment is used for the edge of the beam through hole. FIG. 1 is a view showing a state in which the
According to such a
なお、上述した実施形態は本発明に係る熱膨張性耐火組成物、耐火被覆材の一実施形態を例に挙げて説明したものであり、本発明に係る熱膨張性耐火組成物、耐火被覆材は本実施形態に記載したものに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば上述した実施形態では、熱膨張性耐火組成物および耐火被覆材を、鉄骨梁貫通孔小口に用いた場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、それ以外の部位を耐火被覆する場合にも適用可能である。
The above-described embodiment has been described by taking one embodiment of the thermally expandable fireproof composition and fireproof coating material according to the present invention as examples, and the thermally expandable fireproof composition and fireproof coating material according to the present invention. Are not limited to those described in the present embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the case where the thermally expandable refractory composition and the refractory coating material are used for the steel beam through-hole mouth is described as an example, but the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to the case where other parts are fireproof coated.
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例で用いた原料を以下に示す。
（ゴム系樹脂）
ブチルゴム：再生品ＤＴ９９９
（熱膨張成分）
熱膨張性黒鉛：鈴裕化学、ＧＲＥＰ−ＥＧ、膨張倍率１８０ｃｃ／ｇ
（ホウ酸）
ホウ酸：関東化学、試薬特級
（酸化アルミニウム）
酸化アルミニウム１：日本軽金属、Ａ１１、ＢＥＴ比表面積１．１ｍ２／ｇ
酸化アルミニウム２：日本軽金属、Ａ３３Ｆ、ＢＥＴ比表面積１７ｍ２／ｇ
（水酸化アルミニウム）
水酸化アルミニウム：関東化学、試薬
（亜リン酸アルミニウム）
亜リン酸アルミニウム：太平化学産業、ＡＰＡ−１００
（ゴム軟化剤）
プロセスオイル：出光興産、ＰＡ９０
（ケイ酸塩化合物、マグネシウム塩あるいはカルシウム塩）
珪石粉：平均径１５μｍ
タルク：巴工業、ＨＭ４ＰＢ
シリカフューム：ＥＦＡＣＯ
カオリン：関東化学、試薬
ワラストナイト：巴工業、ＮＹＧＬＯＳ８
シラス：柏原白土
水酸化マグネシウム：ファイマテック、ジュンマグＢＦ
炭酸カルシウム：関東化学、試薬鹿1級
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited to these Examples.
The raw materials used in the examples and comparative examples are shown below.
(Rubber resin)
Butyl rubber: Recycled product DT999
(Thermal expansion component)
Thermally expandable graphite: Suzuhiro Chemical, GREP-EG, expansion ratio of 180 cc / g
(Boric acid)
Boric acid: Kanto Chemical, reagent grade (aluminum oxide)
Aluminum oxide 1: Nippon Light Metal, A11, BET specific surface area 1.1 m 2 / g
Aluminum oxide 2: Nippon Light Metal, A33F, BET specific surface area 17 m 2 / g
(Aluminum hydroxide)
Aluminum hydroxide: Kanto Chemical, Reagent (Aluminum phosphite)
Aluminum phosphite: Taihei Chemical Industry, APA-100
(Rubber softener)
Process oil: Idemitsu Kosan, PA90
(Silicate compound, magnesium salt or calcium salt)
Silica stone powder: average diameter 15μm
Talc: Sakai Industries, HM4PB
Silica fume: EFACO
Kaolin: Kanto Chemical, Reagents Wollastonite: Sakai Kogyo, NYGLOS8
Shirasu: Sugawara white clay Magnesium hydroxide: Phimatec, Junmag BF
Calcium carbonate: Kanto Chemical, reagent deer 1st grade
実施例１〜１４及び比較例１〜１６について、表１及び表２に示す種類及び配合量（重量部）の原料を、１５０ｍＬ加圧ニーダーに投入、混練し、混練物を得た。得られた混練物をプレスし、厚さ６ｍｍの耐火被覆材を得た。
この耐火被覆材を、幅２０ｍｍ×長さ３１４ｍｍの大きさに切り出し、片面に両面テープを貼り付けた。図３に示すような、耐火断熱レンガの半円形切出部内面に両面テープで固定した。
About Examples 1-14 and Comparative Examples 1-16, the raw material of the kind and compounding quantity (weight part) which are shown in Table 1 and Table 2 was thrown into the 150 mL pressurization kneader, and it knead | mixed, and obtained the kneaded material. The obtained kneaded material was pressed to obtain a fireproof coating material having a thickness of 6 mm.
This fireproof covering material was cut into a size of
この耐火被覆材を取り付けた耐火断熱レンガを炉内に入れ、ＩＳＯ８３４加熱曲線に準拠し加熱を行った。加熱時間は１２０分とした。この加熱により、炉内温度は、６０分で９４５℃、１２０分で１０４９℃にまで上がった。 The fireproof heat insulating brick to which this fireproof coating material was attached was placed in a furnace and heated according to the ISO834 heating curve. The heating time was 120 minutes. This heating increased the furnace temperature to 945 ° C. in 60 minutes and 1049 ° C. in 120 minutes.
加熱後に、耐火被覆材の膨張倍率及び保形性を測定した。膨張倍率は、試験後の耐火被覆材の厚さを試験前の耐火被覆材の厚さ（６ｍｍ）で除すことにより算出した。膨張倍率が２以上である場合を合格とした。 After heating, the expansion ratio and shape retention of the fireproof coating were measured. The expansion ratio was calculated by dividing the thickness of the fireproof coating material after the test by the thickness (6 mm) of the fireproof coating material before the test. A case where the expansion ratio was 2 or more was regarded as acceptable.
保形性は、耐火被覆材が、膨張後にも半円形切出部内面からどの部位も外れることなく密着している状態を「Ａ」と記した。また、膨張後、耐火被覆材の一部が半円形切出部内面より外れてはいるが、全体としては材料は連続しており切断されていない状態を「Ｂ」と記した。また、耐火被覆材がガラス状で膨張倍率が小さくなり、一部あるいは全部が半円形切出部内面より剥がれ落ちている状態を「Ｃ」と記した。また、耐火被覆材の保形性が不十分で、粉状になり半円形切出部内面より脱落している状態を「Ｄ」とした。「Ａ」と「Ｂ」を保形性合格とし、「Ｃ」と「Ｄ」を保形性不合格とした。
配合量および測定結果を、実施例１〜１４について表１に、及び、比較例１〜１６について表２に示す。
As for shape retention, the state where the fireproof coating material is in close contact with the inner surface of the semicircular cut-out portion without being removed from the inner surface after expansion is indicated as “A”. Further, after expansion, a part of the refractory coating material is deviated from the inner surface of the semicircular cut-out portion, but the state in which the material is continuous and not cut as a whole is indicated as “B”. Moreover, the state where the fireproof covering material was glassy and the expansion ratio was small and part or all of the fireproof coating material was peeled off from the inner surface of the semicircular cut-out portion was indicated as “C”. Moreover, the state where the shape retention of the fireproof coating material was insufficient, and it became powdery and dropped from the inner surface of the semicircular cut-out part was defined as “D”. “A” and “B” were acceptable for shape retention, and “C” and “D” were unacceptable for shape retention.
A compounding quantity and a measurement result are shown in Table 1 about Examples 1-14, and are shown in Table 2 about Comparative Examples 1-16.
表１および表２から明らかなように、熱可塑性樹脂１００重量部に対し熱膨張成分が２重量部より少ない比較例３では膨張が不十分であった。一方、３０重量部より大きい比較例４では、膨張倍率が大きすぎて保形性が得られなかった。
熱可塑性樹脂１００重量部に対しホウ酸が７０重量部より少ない比較例１，１５では保形性が不十分であった。一方、２５０重量部より大きい比較例２では、成形が困難で膨張が不十分であった。
酸化アルミニウムを含有しない、比較例１３，１４では膨張が不十分であった。また酸化アルミニウムとホウ酸との重量比が０．４５より小さい比較例１１では膨張が不十分であった。一方、１．５より大きい比較例１では、保形性が不十分であった。
ケイ酸化合物、マグネシウム塩をホウ酸に対して１０％以上含有する比較例５〜９，１１では、膨張が不十分であった。またカルシウム塩をホウ酸に対して１０％以上含有する比較例１０，１２では、保形性が不十分であった。
酸化アルミニウムを用いず、水酸化アルミニウムを用いた比較例１６では、保形性が不十分であった。
このように、比較例１〜１６の耐火被覆材は、膨張倍率か保形性のどちらか、あるいはどちらも不合格であった。
As is apparent from Tables 1 and 2, in Comparative Example 3 in which the thermal expansion component was less than 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic resin, the expansion was insufficient. On the other hand, in Comparative Example 4 larger than 30 parts by weight, the expansion ratio was too large and shape retention was not obtained.
In Comparative Examples 1 and 15 where boric acid was less than 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic resin, the shape retention was insufficient. On the other hand, in Comparative Example 2 larger than 250 parts by weight, molding was difficult and expansion was insufficient.
In Comparative Examples 13 and 14 containing no aluminum oxide, the expansion was insufficient. Further, in Comparative Example 11 in which the weight ratio of aluminum oxide and boric acid was smaller than 0.45, the expansion was insufficient. On the other hand, in Comparative Example 1 larger than 1.5, shape retention was insufficient.
In Comparative Examples 5 to 9 and 11 containing 10% or more of the silicic acid compound and magnesium salt with respect to boric acid, the expansion was insufficient. In Comparative Examples 10 and 12 containing 10% or more calcium salt with respect to boric acid, the shape retention was insufficient.
In Comparative Example 16 in which aluminum hydroxide was used without using aluminum oxide, shape retention was insufficient.
As described above, the fireproof coating materials of Comparative Examples 1 to 16 were either unsatisfactory or unsuccessful in terms of expansion ratio or shape retention.
これに対し、ゴム系樹脂あるいは熱可塑性樹脂１００重量部と、加熱時に膨張する熱膨張成分２〜３０重量部と、ホウ酸７０〜２５０重量部と、酸化アルミニウムを含有し、
酸化アルミニウムとホウ酸との重量比が０．４５以上１．５以下であり、
ケイ酸化合物、マグネシウム塩およびカルシウム塩の合計含有量が、ホウ酸に対して質量比で０％以上１０％未満であることをすべて満たす実施例１〜１４の耐火被覆材は、膨張倍率、保形性ともに合格であった。
On the other hand, containing 100 parts by weight of a rubber-based resin or thermoplastic resin, 2 to 30 parts by weight of a thermal expansion component that expands when heated, 70 to 250 parts by weight of boric acid, and aluminum oxide,
The weight ratio of aluminum oxide and boric acid is 0.45 or more and 1.5 or less,
The refractory coating materials of Examples 1 to 14 satisfying that the total content of the silicic acid compound, the magnesium salt, and the calcium salt is 0% or more and less than 10% in terms of mass ratio with respect to boric acid. Both formality passed.
本発明の熱膨張性耐火組成物および耐火被覆材は、安価で、十分な耐火性、形状保持性を有するものとなり、耐火被覆材として適用可能であり、特に鉄骨梁貫通孔の小口用の耐火被覆材として好適である。 The heat-expandable fire-resistant composition and fire-resistant coating material of the present invention are inexpensive, have sufficient fire resistance and shape retention, and can be applied as a fire-resistant coating material, particularly for small-sized steel beam through holes. Suitable as a coating material.
１０ 鉄骨梁
１１ 貫通孔小口
１２ 耐火被覆材
１３ ロックウール
10
Claims (5)
前記酸化アルミニウムと前記ホウ酸との重量比（酸化アルミニウム／ホウ酸）が０．４５以上１．５以下であり、
ケイ酸化合物、マグネシウム塩およびカルシウム塩の合計含有量が、前記ホウ酸に対して質量比で０％以上１０％未満であることを特徴とする、熱膨張性耐火組成物。 A heat-expandable refractory composition that is used as a fire-resistant coating material for a steel beam through-hole, and expands when heated, comprising 100 parts by weight of a rubber-based resin or a thermoplastic resin, and a thermal expansion component of 2 to 30 weights that expands when heated Part, 70 to 250 parts by weight of boric acid, and aluminum oxide,
The weight ratio of the aluminum oxide to the boric acid (aluminum oxide / boric acid) is 0.45 or more and 1.5 or less,
A thermally expandable refractory composition, wherein the total content of the silicic acid compound, the magnesium salt and the calcium salt is 0% or more and less than 10% by mass ratio to the boric acid.
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