JP2019181720A - Coating structure - Google Patents

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吉田 悟
Satoru Yoshida
悟 吉田
軽賀 英人
Hideto Karuga
英人 軽賀
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Abstract

To provide a coating structure that has excellent foamability and can maintain heat-resistance protective performance of a base material.SOLUTION: A coating structure has a coat on the surface of a base material, the base material being a metal base material and/or cement base material of 30 mm or more in thickness, the coat being formed from a coating material that forms a carbonized heat insulation layer upon a temperature rise, and the coating material containing a thermosetting resin as a resin component (a).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、新規な被覆構造体に関する。   The present invention relates to a novel covering structure.

近年、建造物において高層化・大架構化が進み、鉄骨造(S造)、鉄筋コンクリート造(RC造)、鉄骨鉄筋コンクリート造(SRC造)等、種々の構造物が普及しつつある。これらは、所望の構造耐性によって種々組み合わされ採用されている。鉄骨、鋼材、コンクリート等の基材は、その厚みが大きい場合には熱容量が大きくなるため、基材温度が上がりにくい特徴がある。このため、実際に耐火被覆材を必要としないこと、あるいは軽減することが可能となる場合がある。しかしながら、建造物によっては、より高い耐熱保護性能が要求される場合がある。 2. Description of the Related Art In recent years, buildings are becoming taller and larger, and various structures such as steel structures (S structures), reinforced concrete structures (RC structures), and steel reinforced concrete structures (SRC structures) are becoming widespread. These are employed in various combinations depending on the desired structural resistance. Base materials such as steel frames, steel materials, concrete, and the like have a feature that when the thickness is large, the heat capacity increases, and thus the substrate temperature is difficult to increase. For this reason, it may be possible to actually eliminate or reduce the fireproof coating material. However, depending on the building, higher heat protection performance may be required.

これに対して、例えば、基材にけい酸カルシウム成形板、石こう系成形板等の無機ボード、あるいはロックウール等を被覆した構造体が知られている(例えば、特許文献1)。 On the other hand, for example, a structure in which a base material is coated with an inorganic board such as a calcium silicate molding plate or a gypsum molding plate, or rock wool is known (for example, Patent Document 1).

特開2003−105890号公報JP 2003-105890 A

しかしながら、上記特許文献1のような構造体では、被覆厚みが大きくなる場合がある。これに対して、従来の熱発泡性被覆材等を採用することも可能であるが、厚みが大きい基材の場合には基材温度が上がりにくく、良好な発泡性が得られない場合があり、所望の耐熱保護性能を得るには、まだ改善の余地があった。   However, in the structure like Patent Document 1, the coating thickness may be increased. On the other hand, it is possible to adopt a conventional heat-foamable coating material, etc., but in the case of a thick substrate, the substrate temperature is difficult to rise, and good foamability may not be obtained. In order to obtain the desired heat-resistant protection performance, there was still room for improvement.

このような課題を解決するために本発明者らは、厚みが30mm以上の金属基材及び/またはセメント質基材の被覆構造体において、特定樹脂成分を含む被覆材を被覆することにより、優れた発泡性を示し、優れた耐熱保護性能を維持することができることを見出し、本発明の完成に至った。   In order to solve such a problem, the present inventors are excellent in covering a coating structure containing a specific resin component in a coating structure of a metal substrate and / or cementitious substrate having a thickness of 30 mm or more. As a result, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は以下の特徴を有するものである。
1.基材表面に、被膜を有する被覆構造体であって、
前記基材が、厚み30mm以上の金属基材及び/またはセメント質基材であり、
前記被膜が温度上昇によって炭化断熱層を形成する被覆材によって形成され、
前記被覆材が、樹脂成分(a)として、熱硬化性樹脂を含むことを特徴とする被覆構造体。
2.前記被覆材は、樹脂成分(a)として、ポリオール成分(a1)及びポリイソシアネート成分(a2)を含むことを特徴とする1.に記載の被覆構造体。
That is, the present invention has the following characteristics.
1. A covering structure having a coating on the surface of the substrate,
The substrate is a metal substrate and / or a cementitious substrate having a thickness of 30 mm or more,
The coating is formed by a coating material that forms a carbonized thermal insulation layer by increasing the temperature,
The said covering material contains a thermosetting resin as a resin component (a), The covering structure characterized by the above-mentioned.
2. The coating material includes a polyol component (a1) and a polyisocyanate component (a2) as a resin component (a). The covering structure according to 1.

本発明は、基材表面に、被膜を有する被覆構造体に関するものであり、前記基材が、厚み30mm以上の金属及び/またはコンクリート系基材であり、前記被膜が温度上昇によって炭化断熱層を形成する被覆材によって形成される。その被覆材が、樹脂成分(a)として、熱硬化性樹脂を含むことにより、火災等による温度上昇に際し、優れた発泡性を示し、基材の耐熱保護性を高めることができる。 The present invention relates to a covering structure having a coating on the surface of a base material, wherein the base material is a metal and / or concrete base material having a thickness of 30 mm or more, and the carbonization heat insulating layer is formed by increasing the temperature of the coating film. It is formed by the covering material to be formed. When the coating material contains a thermosetting resin as the resin component (a), it exhibits excellent foamability when the temperature rises due to a fire or the like, and can improve the heat resistance of the substrate.

本発明被覆構造体の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of this invention covering structure. 本発明被覆構造体の別の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of this invention covering structure. 本発明被覆構造体の別の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of this invention covering structure.

以下、本発明をその実施の形態に基づき詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the embodiments.

本発明の被覆構造体の一例を図1に示す。図1〜3では、基材1表面に被膜2を有する。基材1は、厚み30mm以上(好ましくは30mm以上100mm以下)の金属基材及び/またはセメント質基材である。このように厚みが30mm以上ある基材は、熱容量が大きく、火災等によって高温に晒された場合であっても基材の温度が上昇しにくい特徴を有する。なお、上記厚みを満たす基材の1m当たりの熱容量は、好ましくは50kJ/K(より好ましくは50〜400kJ/K)程度である。具体的に基材として使用する金属基材としては、例えば、鉄骨(鋼材)、鉄、ステンレス、アルミニウム、銅、鉛、チタン等の金属、あるいは各種金属の合金等が挙げられ、セメント質基材としては、例えば、コンクリート、モルタル等が挙げられる。本発明では、金属及びコンクリート基材を複合したものも使用できる。 An example of the covering structure of the present invention is shown in FIG. In FIGS. 1-3, it has the coating film 2 on the base-material 1 surface. The substrate 1 is a metal substrate and / or a cementitious substrate having a thickness of 30 mm or more (preferably 30 mm or more and 100 mm or less). Thus, the base material having a thickness of 30 mm or more has a large heat capacity, and has a feature that the temperature of the base material does not easily rise even when exposed to a high temperature due to a fire or the like. In addition, the heat capacity per 1 m 2 of the base material satisfying the above thickness is preferably about 50 kJ / K (more preferably 50 to 400 kJ / K). Specific examples of the metal substrate used as the substrate include steel (steel), iron, stainless steel, aluminum, copper, lead, titanium, and other metals, or alloys of various metals. Examples thereof include concrete and mortar. In the present invention, a composite of metal and concrete base material can also be used.

基材の形状は、上記厚みを有するものであれば、特に限定されず、板(ボード、パネル)状、角柱状、丸柱状、角形鋼管、丸形(円形)鋼管、あるいは、角形二重鋼管、丸形(円形)二重鋼管、等を使用することができる。なお、基材1の大きさ、長さ等は、公知のものであれば特に限定されない。また、基材11は、その表面に、何らかの下地処理(防錆処理、難燃処理等)が施されたものであってもよい。 The shape of the base material is not particularly limited as long as it has the above thickness, and is a plate (board, panel) shape, a prismatic shape, a round pillar shape, a square steel pipe, a round (circular) steel pipe, or a square double steel pipe. Round (round) double steel pipes, etc. can be used. In addition, the magnitude | size, length, etc. of the base material 1 will not be specifically limited if it is a well-known thing. In addition, the base material 11 may be one whose surface has been subjected to some ground treatment (rust prevention treatment, flame retardant treatment, etc.).

上記基材1の表面に形成される被膜2は、その被膜が温度上昇によって炭化断熱層を形成する被覆材によって形成されるものである。以下、被覆材について説明する。   The coating 2 formed on the surface of the substrate 1 is formed by a coating material that forms a carbonized heat insulation layer when the coating is heated. Hereinafter, the covering material will be described.

本発明の被覆材2は、樹脂成分(a)として、熱硬化性樹脂を含むことを特徴とする。本発明では、樹脂成分(a)として、熱硬化性樹脂を含むことによって、厚みが30mm以上の金属基材及び/またはセメント質基材のような熱容量が大きな基材であっても、優れた耐熱保護性を発揮することができる。この作用機構は、以下に限定されるものではないが、例えば、厚みが30mm以上の金属基材及び/またはセメント質基材のような熱容量が大きな基材が、火災等によって高温に晒された場合、基材表面の温度はゆっくりと上昇する。このような基材表面に形成された被膜の樹脂成分が、熱硬化性樹脂を含むことにより、熱可塑性樹脂のみの場合に比べ溶融状態となりにくく、被膜の垂れ等を抑制し、効率的に発泡して炭化断熱層を安定して形成することができる。これによって、優れた耐熱保護性を発揮することができると考えられる。   The coating | covering material 2 of this invention is characterized by including a thermosetting resin as a resin component (a). In the present invention, by including a thermosetting resin as the resin component (a), the resin component (a) is excellent even in a base material having a large heat capacity such as a metal base material having a thickness of 30 mm or more and / or a cementitious base material. Heat resistance can be exhibited. Although this action mechanism is not limited to the following, for example, a metal substrate having a thickness of 30 mm or more and / or a substrate having a large heat capacity such as a cementitious substrate was exposed to a high temperature by a fire or the like. In this case, the temperature of the substrate surface rises slowly. When the resin component of the coating formed on the surface of such a base material contains a thermosetting resin, it is less likely to be in a molten state compared to the case of using only a thermoplastic resin, and it suppresses dripping of the coating and efficiently foams. Thus, the carbonized heat insulating layer can be stably formed. It is considered that this makes it possible to exhibit excellent heat protection properties.

本発明における熱硬化性樹脂としては、反応性官能基を有するものであればよく、1成分または2成分以上からなるものが使用できる。具体的には、1種または2種以上の樹脂からなるもの、1種以上の樹脂と1種以上の硬化剤からなるもの等が使用できる。このような樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、アクリルシリコン樹脂、アルキッド樹脂、メラミン樹脂、ポリカーボネート樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、アミノ樹脂等が挙げられ、水分散タイプ、水可溶タイプ、弱溶剤タイプ、強溶剤タイプ、NADタイプ、粉末タイプ等特に限定されない。本発明では特に、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、アクリルシリコン樹脂、酢酸ビニル樹脂、フッ素樹脂から選ばれる1種以上が好適に用いられる。 The thermosetting resin in the present invention may be one having a reactive functional group, and one composed of one component or two or more components can be used. Specifically, those composed of one or more resins, those composed of one or more resins and one or more curing agents can be used. Examples of such resins include epoxy resins, urethane resins, silicone resins, acrylic silicone resins, alkyd resins, melamine resins, polycarbonate resins, phenol resins, acrylic resins, polyester resins, polyether resins, vinyl resins, vinyl acetate resins. , Polyamide resin, fluororesin, amino resin and the like, and are not particularly limited, such as water dispersion type, water-soluble type, weak solvent type, strong solvent type, NAD type, powder type and the like. In the present invention, in particular, one or more selected from epoxy resins, urethane resins, silicon resins, acrylic silicon resins, vinyl acetate resins, and fluororesins are preferably used.

上記反応性官能基としては、例えば、カルボキシル基、カルボジイミド基、エポキシ基、アジリジン基、オキサゾリン基、水酸基、イソシアネート基、カルボニル基、ヒドラジド基、エポキシ基、アミノ基、アルコキシシリル基等が挙げられる。
このような反応性官能基の組み合わせとしては、例えば、カルボキシル基とカルボジイミド基、カルボキシル基とエポキシ基、カルボキシル基とアジリジン基、カルボキシル基とオキサゾリン基、水酸基とイソシアネート基、カルボニル基とヒドラジド基、エポキシ基とアミノ基、アルコキシシリル基どうし等の組み合わせが挙げられる。
Examples of the reactive functional group include a carboxyl group, a carbodiimide group, an epoxy group, an aziridine group, an oxazoline group, a hydroxyl group, an isocyanate group, a carbonyl group, a hydrazide group, an epoxy group, an amino group, and an alkoxysilyl group.
Examples of such a combination of reactive functional groups include carboxyl group and carbodiimide group, carboxyl group and epoxy group, carboxyl group and aziridine group, carboxyl group and oxazoline group, hydroxyl group and isocyanate group, carbonyl group and hydrazide group, epoxy Combinations of groups, amino groups, alkoxysilyl groups, and the like can be given.

本発明における熱硬化性樹脂は、このような反応性官能基の組み合わせの1種または2種以上を有するものである。特に、好適な反応性官能基の組み合わせとしては、カルボキシル基とエポキシ基、水酸基とイソシアネート基、エポキシ基とアミノ基、アルコキシシリル基どうしから選ばれる1種以上が挙げられる。   The thermosetting resin in the present invention has one or more kinds of combinations of such reactive functional groups. In particular, a preferable combination of reactive functional groups includes at least one selected from a carboxyl group and an epoxy group, a hydroxyl group and an isocyanate group, an epoxy group and an amino group, and an alkoxysilyl group.

中でも、本発明の熱硬化性樹脂としては、水酸基とイソシアネート基との組み合わせ、例えば、ポリオール化合物(a1)(以下「(a1)成分」ともいう。)とポリイソシアネート化合物(a2)(以下「(a2)成分」ともいう。)の組み合わせが好ましい。これらは、(a1)成分と(a2)成分との混合・反応により被膜を形成するものである。このような(a1)成分としては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ひまし油、ひまし油変性ポリオール、エポキシ変性ポリオール、シリコーン変性ポリオール、アクリルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリラクトンポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリペンタジエンポリオール等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を用いることができる。 Among them, as the thermosetting resin of the present invention, a combination of a hydroxyl group and an isocyanate group, for example, a polyol compound (a1) (hereinafter also referred to as “(a1) component”) and a polyisocyanate compound (a2) (hereinafter referred to as “( The combination of “a2) component”) is preferred. These form a film by mixing and reacting the components (a1) and (a2). Examples of such component (a1) include polyether polyol, polyester polyol, castor oil, castor oil-modified polyol, epoxy-modified polyol, silicone-modified polyol, acrylic polyol, polycarbonate polyol, polylactone polyol, polybutadiene polyol, polypentadiene polyol, and the like. Of these, one or more of them can be used.

特に、本発明では(a1)成分として、ポリエーテルポリオールを含み、その分子量が1000以上(好ましくは3000以上20000以下、より好ましくは5000以上18000以下、さらに好ましくは6000以上15000以下、最も好ましくは6500以上12000以下)であることが好適である。このようなポリオール成分を使用することにより、被膜2の温度上昇(好ましくは被膜表面温度が200℃以上、さらに好ましくは250℃以上)によって、優れた発泡性を有し、基材1の耐熱保護性能を高めることができる。なお、本発明においてポリオール化合物(a1)の分子量は、数平均分子量(Mn)であり、ポリスチレン重合体をリファレンスとして用い、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって求めた、いわゆるポリスチレン換算分子量である。 In particular, in the present invention, a polyether polyol is included as the component (a1), and the molecular weight thereof is 1000 or more (preferably 3000 or more and 20000 or less, more preferably 5000 or more and 18000 or less, further preferably 6000 or more and 15000 or less, and most preferably 6500. It is preferable that it is 12000 or less. By using such a polyol component, it has excellent foamability due to the temperature rise of the film 2 (preferably the film surface temperature is 200 ° C. or higher, more preferably 250 ° C. or higher), and the substrate 1 is heat-resistant. Performance can be increased. In the present invention, the molecular weight of the polyol compound (a1) is a number average molecular weight (Mn), and is a so-called polystyrene equivalent molecular weight obtained by gel permeation chromatography using a polystyrene polymer as a reference.

上記ポリエーテルポリオールは、例えば、トリメチロールプロパン、グリセリン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール誘導体、ソルビトール、ネオペンチルグリコール等の多価アルコール類と、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドとの付加重合により得られるものである。本発明では、上記多価アルコール類と、エチレンオキサイド及び/またはプロピレンオキサイドとの付加重合により得られる重合体が好適であり、末端にエチレンオキサイド及び/またはプロピレンオキサイドが付加されたものがより好適である。さらに、上記のポリエーテルポリオールとして、活性水素原子を有する官能基が3つ以上(官能基数3以上)のポリエーテルポリオールを含むことが好ましい。この場合、硬化性に優れ、安定して被膜を形成することができるため本発明の効果が得られやすい。活性水素原子を有する官能基としては水酸基が好適である。   The polyether polyol can be obtained, for example, by addition polymerization of polyhydric alcohols such as trimethylolpropane, glycerin, hexanetriol, pentaerythritol derivatives, sorbitol, and neopentyl glycol, and alkylene oxides such as ethylene oxide and propylene oxide. Is. In the present invention, a polymer obtained by addition polymerization of the above polyhydric alcohols with ethylene oxide and / or propylene oxide is preferable, and one having ethylene oxide and / or propylene oxide added to the terminal is more preferable. is there. Further, the polyether polyol preferably includes a polyether polyol having three or more functional groups having active hydrogen atoms (functional group number of 3 or more). In this case, since it is excellent in curability and can form a film stably, the effect of this invention is easy to be acquired. A hydroxyl group is suitable as the functional group having an active hydrogen atom.

このようなポリエーテルポリオールとしては、水酸基価が3〜150mgKOH/g(より好ましくは5〜100mgKOH/g、さらに好ましくは7〜40mgKOH/g、最も好ましくは10〜30mgKOH/g)であることが好ましい。このようなポリオール成分を使用することにより、いっそう優れた発泡性を発揮し、基材の耐熱保護性能を高めることができる。 Such a polyether polyol preferably has a hydroxyl value of 3 to 150 mgKOH / g (more preferably 5 to 100 mgKOH / g, still more preferably 7 to 40 mgKOH / g, most preferably 10 to 30 mgKOH / g). . By using such a polyol component, more excellent foamability can be exhibited, and the heat resistance protection performance of the substrate can be enhanced.

また、上記ポリエーテルポリオールの含有量は、ポリオール成分(a1)の全量に対して、90重量%以上(より好ましくは95重量%以上)であることが好ましい。また、上記(a1)ポリオール成分が、ポリエーテルポリオールのみの態様も好適である。 Moreover, it is preferable that content of the said polyether polyol is 90 weight% or more (more preferably 95 weight% or more) with respect to the whole quantity of a polyol component (a1). In addition, an embodiment in which the (a1) polyol component is only a polyether polyol is also suitable.

本発明のポリイソシアネート化合物(a2)としては、例えば、トルエンジイソシアネート(TDI)、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート(pure−MDI)、ポリメリックMDI、キシリレンジイソシアネート(XDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、水添XDI、水添MDI等、あるいはこれらをアロファネート化、ビウレット化、2量化(ウレチジオン化)、3量化(イソシアヌレート化)、アダクト化、カルボジイミド化した誘導体;及び、これらをアルコール類、フェノール類、ε−カプロラクタム、オキシム類、活性メチレン化合物類等でブロックした、ブロックイソシアネート等が挙げられ、これから選ばれる1種または2種以上を用いることができる。   Examples of the polyisocyanate compound (a2) of the present invention include toluene diisocyanate (TDI), 4,4-diphenylmethane diisocyanate (pure-MDI), polymeric MDI, xylylene diisocyanate (XDI), hexamethylene diisocyanate (HMDI), and isophorone. Diisocyanate (IPDI), hydrogenated XDI, hydrogenated MDI, etc., or allophanated, biuretized, dimerized (uretidioneated), trimerized (isocyanurated), adducted, carbodiimidated derivatives; and these Examples include blocked isocyanates blocked with alcohols, phenols, ε-caprolactam, oximes, active methylene compounds, etc., and one or more selected from these can be used. That.

本発明では、(a2)成分として、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)及び/またはその誘導体(以下「HMDI類」ともいう。)を含むことが好ましい。上記HMDI類の含有量は、ポリイソシアネート成分(a2)の全量に対して、90重量%以上(より好ましくは95重量%以上)であることが好ましい。また、ポリイソシアネート成分(a2)が、HMDI類のみからなる態様も好適である。また、誘導体としては、ビウレット体、及び/またはイソシアヌレート体が好適である。このような場合、形成被膜の硬化性に優れ、温度上昇時にはより優れた発泡性を発揮し、基材の耐熱保護性を高めることができる。 In the present invention, it is preferable to include hexamethylene diisocyanate (HMDI) and / or a derivative thereof (hereinafter also referred to as “HMDIs”) as the component (a2). The content of the HMDIs is preferably 90% by weight or more (more preferably 95% by weight or more) with respect to the total amount of the polyisocyanate component (a2). Moreover, the aspect in which a polyisocyanate component (a2) consists only of HMDIs is also suitable. Moreover, as a derivative | guide_body, a biuret body and / or an isocyanurate body are suitable. In such a case, the formed coating is excellent in curability, exhibits better foamability when the temperature rises, and can improve the heat-resistant protection of the substrate.

ポリオール化合物(a1)とポリイソシアネート化合物(a2)の混合は、(a1)成分と(a2)成分のNCO/OH当量比で好ましくは0.6〜3.5(より好ましくは1〜2.5、さらに好ましくは1.1〜1.9)となるような比率で行う。このような場合、硬化性に優れ、所望の厚さで均一な被膜が形成可能であり、発泡性をよりいっそう高め、基材の耐熱保護性能を高めることができる。 The mixing of the polyol compound (a1) and the polyisocyanate compound (a2) is preferably 0.6 to 3.5 (more preferably 1 to 2.5) in the NCO / OH equivalent ratio of the component (a1) and the component (a2). More preferably, the ratio is 1.1 to 1.9). In such a case, it is excellent in sclerosis | hardenability, a uniform film can be formed with desired thickness, foamability can be improved further, and the heat-resistant protection performance of a base material can be improved.

本発明では、(a1)成分と(a2)成分の反応を促進する硬化触媒を併用することができる。硬化触媒とはイソシアネート基が反応して硬化するのを促進させる作用を有する物質である。硬化触媒としては、アミン系触媒、有機金属系触媒、及び無機系触媒等各種が挙げられる。例えば、アミン系触媒としては、エチレンジアミン、トリエチレンジアミン、トリエチルアミン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、及び、ヘキサメチレンジアミンもしくはこれらの誘導体または溶剤との混合物等が挙げられる。有機金属系触媒としては、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート等の有機金属化合物;酢酸カリウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸鉛、ステアリン酸アルミニウム、オクチル酸錫等の有機金属塩等が挙げられる。無機系触媒としては、塩化スズ等が挙げられる。これらは1種または2種以上で使用でき、溶剤と混合して使用することもできる。本発明では、特に、有機金属系触媒を含むことが好適である。この場合、硬化を促進するとともに、樹脂成分(a)の硬化性を高めることができ、本発明の効果を高めることができる。   In this invention, the curing catalyst which accelerates | stimulates reaction of (a1) component and (a2) component can be used together. A curing catalyst is a substance having an action of promoting the curing by reaction of isocyanate groups. Examples of the curing catalyst include various amine-based catalysts, organometallic catalysts, inorganic catalysts, and the like. Examples of the amine catalyst include ethylenediamine, triethylenediamine, triethylamine, ethanolamine, diethanolamine, and hexamethylenediamine, a derivative thereof, or a mixture with a solvent. Examples of the organometallic catalyst include organometallic compounds such as dibutyltin dilaurate and dibutyltin diacetate; and organometallic salts such as potassium acetate, zinc stearate, lead stearate, aluminum stearate and tin octylate. Examples of the inorganic catalyst include tin chloride. These can be used by 1 type (s) or 2 or more types, and can also be mixed and used for a solvent. In the present invention, it is particularly preferable to include an organometallic catalyst. In this case, the curing can be promoted and the curability of the resin component (a) can be enhanced, so that the effect of the present invention can be enhanced.

さらに本発明の被膜2を形成する被覆材には、例えば、発泡剤(b)、炭化剤(c)、難燃剤(d)、及び充填材(e)等を含むことができる。   Furthermore, the coating material for forming the coating film 2 of the present invention may include, for example, a foaming agent (b), a carbonizing agent (c), a flame retardant (d), a filler (e), and the like.

発泡剤(b)としては、例えば、メラミン及びその誘導体、ジシアンジアミド及びその誘導体、アゾビステトラゾーム及びその誘導体、アゾジカーボンアミド、尿素、チオ尿素等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上で使用することができる。発泡剤(b)の含有量は、上記樹脂成分(a)の固形分100重量部に対して、好ましくは10〜200重量部(より好ましくは20〜150重量部)である。なお、本発明の発泡剤(b)は、火災時等の温度上昇によって被膜に発泡作用を付与するものであり、具体的には、被膜表面の温度が好ましくは200℃以上となった場合に発泡作用を付与するものである。 Examples of the foaming agent (b) include melamine and derivatives thereof, dicyandiamide and derivatives thereof, azobistetrasome and derivatives thereof, azodicarbonamide, urea and thiourea. These can be used alone or in combination of two or more. The content of the foaming agent (b) is preferably 10 to 200 parts by weight (more preferably 20 to 150 parts by weight) with respect to 100 parts by weight of the solid content of the resin component (a). In addition, the foaming agent (b) of the present invention imparts a foaming action to the coating by a temperature rise during a fire or the like, and specifically, when the temperature of the coating surface is preferably 200 ° C. or higher. It gives a foaming action.

炭化剤(c)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、トリメチロールプロパン、デンプン、カゼイン等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上で使用することができる。本発明では、特にペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールが脱水冷却効果と炭化断熱層形成作用に優れている点で好ましい。炭化剤(c)の含有量は、上記樹脂成分(a)の固形分100重量部に対して、好ましくは10〜200重量部(より好ましくは20〜120重量部)である。なお、本発明の炭化剤(c)は、火災時等の温度上昇によって、上記樹脂成分(a)の炭化とともに脱水炭化することにより、炭化断熱層を形成する作用を付与するものである。 Examples of the carbonizing agent (c) include pentaerythritol, dipentaerythritol, trimethylolpropane, starch, and casein. These can be used alone or in combination of two or more. In the present invention, pentaerythritol and dipentaerythritol are particularly preferable in that they are excellent in dehydration cooling effect and carbonized heat insulation layer forming action. The content of the carbonizing agent (c) is preferably 10 to 200 parts by weight (more preferably 20 to 120 parts by weight) with respect to 100 parts by weight of the solid content of the resin component (a). In addition, the carbonizing agent (c) of this invention provides the effect | action which forms a carbonization heat insulation layer by carrying out dehydration carbonization with the carbonization of the said resin component (a) by the temperature rise at the time of a fire etc.

難燃剤(d)としては、例えば、トリクレジルホスフェート、ジフェニルクレジルフォスフェート等の有機リン系化合物;塩素化ポリフェニル、塩素化ポリエチレン、塩化ジフェニル、塩化トリフェニル、塩素化パラフィン、五塩化脂肪酸エステル、パークロロペンタシクロデカン、塩素化ナフタレン、テトラクロル無水フタル酸等の塩素化合物;三酸化アンチモン、五塩化アンチモン等のアンチモン化合物;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、リン酸メラミン、ポリリン酸メラミン、ポリリン酸メラム、ポリリン酸メレム、リン酸ホウ素、ポリリン酸ホウ素、リン酸アルミニウム、ポリリン酸アルミニウム等のリン化合物;その他ホウ酸亜鉛、ホウ酸ソーダ等の無機質化合物等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上で使用することができる。本発明では、難燃剤(d)として、リン化合物を含むことが好ましい。難燃剤(d)の含有量は、上記樹脂成分(a)の固形分100重量部に対して、好ましくは100〜1000重量部(より好ましくは200〜800重量部)である。 Examples of the flame retardant (d) include organic phosphorus compounds such as tricresyl phosphate and diphenyl cresyl phosphate; chlorinated polyphenyl, chlorinated polyethylene, diphenyl chloride, triphenyl chloride, chlorinated paraffin, and pentachloride fatty acid Chlorine compounds such as esters, perchloropentacyclodecane, chlorinated naphthalene and tetrachlorophthalic anhydride; antimony compounds such as antimony trioxide and antimony pentachloride; phosphorus trichloride, phosphorus pentachloride, ammonium phosphate, ammonium polyphosphate, phosphorus Phosphorus compounds such as melamine acid, melamine polyphosphate, melam polyphosphate, melem polyphosphate, boron phosphate, boron polyphosphate, aluminum phosphate, aluminum aluminum phosphate; other inorganic compounds such as zinc borate and sodium borate It is done. These can be used alone or in combination of two or more. In this invention, it is preferable that a phosphorus compound is included as a flame retardant (d). The content of the flame retardant (d) is preferably 100 to 1000 parts by weight (more preferably 200 to 800 parts by weight) with respect to 100 parts by weight of the solid content of the resin component (a).

充填剤(e)としては、例えば、タルク、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化チタン、酸化亜鉛、シリカ、粘土、クレー、シラス、マイカ、珪砂、珪石粉、石英粉、硫酸バリウム等が挙げられる。これらは、1種又は2種以上で使用することができる。充填剤(e)の含有量は、上記樹脂成分(a)の固形分100重量部に対して、好ましくは3〜200重量部(より好ましくは5〜150重量部)である。 Examples of the filler (e) include talc, calcium carbonate, sodium carbonate, aluminum oxide (alumina), titanium oxide, zinc oxide, silica, clay, clay, shirasu, mica, quartz sand, quartzite powder, quartz powder, and barium sulfate. Etc. These can be used alone or in combination of two or more. The content of the filler (e) is preferably 3 to 200 parts by weight (more preferably 5 to 150 parts by weight) with respect to 100 parts by weight of the solid content of the resin component (a).

さらに、本発明では、上記成分に加えて金属水和物(f)を含むこともできる。金属水和物(f)は、温度上昇時に、脱水反応等による吸熱性を示すものであり、上記充填剤(e)とは異なるものである。このような金属水和物(f)としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。これらは1種または2種以上で使用することができる。また、金属水和物(f)の平均粒子径は、好ましくは0.1〜20μm(より好ましくは0.2〜15μm、さらに好ましくは0.3〜8μm、最も好ましくは0.4〜3μm)である。金属水和物(f)の含有量は、上記樹脂成分(a)の固形分100重量部に対して、好ましくは1〜200重量部(より好ましくは10〜100重量部、さらに好ましくは25〜80重量部)である。 Furthermore, in this invention, in addition to the said component, metal hydrate (f) can also be included. The metal hydrate (f) exhibits endothermic properties due to a dehydration reaction or the like when the temperature rises, and is different from the filler (e). Examples of such metal hydrate (f) include aluminum hydroxide and magnesium hydroxide. These can be used alone or in combination of two or more. The average particle size of the metal hydrate (f) is preferably 0.1 to 20 μm (more preferably 0.2 to 15 μm, still more preferably 0.3 to 8 μm, most preferably 0.4 to 3 μm). It is. The content of the metal hydrate (f) is preferably 1 to 200 parts by weight (more preferably 10 to 100 parts by weight, still more preferably 25 to 25 parts by weight based on 100 parts by weight of the solid content of the resin component (a). 80 parts by weight).

本発明では、充填剤(e)と金属水和物(f)を併用することが好ましく、この場合、充填剤(e)と金属水和物(f)は重量比1:9〜9:1(より好ましくは2:8〜8:2)とすることが好ましい。この場合、発泡性、特に高温下における炭化断熱層の収縮等を抑制し、安定した炭化断熱層を形成することができるため、本発明の効果を高めることができる。なお、平均粒子径は、レーザ回折式粒度分布測定装置によって測定される。 In the present invention, it is preferable to use the filler (e) and the metal hydrate (f) in combination. In this case, the filler (e) and the metal hydrate (f) have a weight ratio of 1: 9 to 9: 1. (More preferably, 2: 8 to 8: 2). In this case, since the foaming property, in particular, the shrinkage of the carbonized heat insulation layer under high temperature can be suppressed and a stable carbonized heat insulation layer can be formed, the effect of the present invention can be enhanced. The average particle diameter is measured by a laser diffraction particle size distribution measuring device.

その他、添加剤としては、本発明の効果を著しく阻害しないものであればよく、例えば、顔料、繊維、湿潤剤、可塑剤、滑剤、防腐剤、防黴剤、防藻剤、抗菌剤、増粘剤、レベリング剤、分散剤、消泡剤、架橋剤、シランカップリング剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、ハロゲン捕捉剤、希釈溶媒等が挙げられる。   Other additives may be used as long as they do not significantly inhibit the effects of the present invention. For example, pigments, fibers, wetting agents, plasticizers, lubricants, preservatives, antifungal agents, antialgae agents, antibacterial agents, Examples thereof include a viscosity agent, a leveling agent, a dispersant, an antifoaming agent, a crosslinking agent, a silane coupling agent, an ultraviolet absorber, an antioxidant, a halogen scavenger, and a diluent solvent.

このうち酸化防止剤としては、例えば、リン系、硫黄系又はヒンダード型フェノール系酸化防止剤等が挙げられる。これらは1種または2種以上で使用することができる。このような酸化防止剤を含むことにより、平常時だけでなく、火災等による温度上昇に際しても被膜の劣化を抑制することができ、温度上昇によって形成される炭化断熱層の性状を高めることができる。 Among these, examples of the antioxidant include phosphorus-based, sulfur-based or hindered phenol-based antioxidants. These can be used alone or in combination of two or more. By including such an antioxidant, it is possible to suppress deterioration of the coating not only during normal times but also during a temperature rise due to a fire or the like, and it is possible to improve the properties of the carbonized heat insulating layer formed by the temperature rise. .

本発明は、上記ポリオール成分(a1)を含む主剤、及び上記ポリイソシアネート成分(a2)を含む硬化剤を有する2液型の被覆材であることが好ましい。すなわち、流通時には主剤と、硬化剤とを、それぞれ別のパッケージに保存した状態とし、使用時(塗付時)にこれらを混合すればよい。この場合、上記発泡剤(b)、上記炭化剤(c)、上記難燃剤(d)、及び上記充填剤(e)(さらには、上記金属水和物(f)、硬化触媒)はそれぞれ、主剤と硬化剤の少なくとも一方に混合すればよいが、本発明では主剤に混合することが好ましい。また、主剤と硬化剤の混合時に、各成分を添加することもできる。   The present invention is preferably a two-pack type coating material having a main agent containing the polyol component (a1) and a curing agent containing the polyisocyanate component (a2). That is, the main agent and the curing agent may be stored in separate packages at the time of distribution, and these may be mixed at the time of use (at the time of application). In this case, the foaming agent (b), the carbonizing agent (c), the flame retardant (d), and the filler (e) (further, the metal hydrate (f) and the curing catalyst) are respectively Although it may be mixed with at least one of the main agent and the curing agent, it is preferably mixed with the main agent in the present invention. Moreover, each component can also be added at the time of mixing of a main ingredient and a hardening | curing agent.

(被膜構造体)
本発明の被膜構造体は、基材1表面に対し、上記被覆材を塗付して被膜2が形成された構造体である。
(Coating structure)
The coating structure of the present invention is a structure in which the coating 2 is formed on the surface of the substrate 1 by applying the coating material.

本発明の被覆材を基材1に塗付する際には、例えば、スプレー、ローラー、刷毛、こて等の塗付具を使用して、1工程ないし数工程塗り重ねて塗付すれば良いが、1工程あたりの乾燥膜厚が好ましくは400μm以上(より好ましくは500〜5000μm)となるように塗付する。これにより、少ない塗工工程で、厚膜を形成することができる。最終的に形成される被膜厚は、所望の機能性、適用部位等により適宜設定すれば良いが、好ましくは0.4〜30mm(より好ましくは1〜10mm)程度である。   When the coating material of the present invention is applied to the substrate 1, for example, it may be applied in one or several steps using an application tool such as a spray, a roller, a brush, or a trowel. However, it is applied so that the dry film thickness per step is preferably 400 μm or more (more preferably 500 to 5000 μm). Thereby, a thick film can be formed with few coating processes. The film thickness finally formed may be appropriately set depending on desired functionality, application site, and the like, but is preferably about 0.4 to 30 mm (more preferably 1 to 10 mm).

被覆材を塗付後、被膜を乾燥させることにより、被膜2を形成することができる。乾燥温度は、好ましくは0℃以上40℃以下(常温)であり、必要に応じ加温することもできる。乾燥時間は、好ましくは4時間以上、より好ましくは24時間以上である。   The coating film 2 can be formed by drying the coating film after applying the coating material. The drying temperature is preferably 0 ° C. or higher and 40 ° C. or lower (normal temperature), and can be heated as necessary. The drying time is preferably 4 hours or longer, more preferably 24 hours or longer.

本発明では、上記被覆材により形成される被膜2を保護するために、必要に応じてさらに上塗材を塗付することもできる。このような上塗材は、公知の被覆材を塗付することによって形成することができる。上塗材としては、例えばアクリル樹脂系、ウレタン樹脂系、アクリルシリコン樹脂系、フッ素樹脂系等の被覆材を用いることができる。上塗材の塗付は、公知の塗付方法によれば良く、例えば、スプレー、ローラー、刷毛等の塗装器具を使用することができる。   In this invention, in order to protect the film 2 formed with the said coating | covering material, a top coat material can also be further applied as needed. Such a top coating material can be formed by applying a known coating material. As the top coating material, for example, an acrylic resin-based, urethane resin-based, acrylic silicon resin-based, or fluororesin-based coating material can be used. The top coating material may be applied by a known coating method, and for example, a coating instrument such as a spray, a roller, or a brush can be used.

以下、実施例を示し、本発明の特徴をより明確にする。   Hereinafter, an Example is shown and the characteristic of this invention is clarified more.

<被覆材の製造>
樹脂成分(a)100重量部に対し、発泡剤(b)85重量部、炭化剤(c)60重量部、難燃剤(d)350重量部、充填材(e)80重量部、触媒1重量部、添加剤1を10重量部、添加剤2を70重量部、を混合・攪拌し被覆材を調整した。なお、樹脂成分(a)は、ポリオール成分(a1)とポリイソシアネート成分(a2)の混合比率が、NCO/OH当量比1.2となるように混合した熱硬化性樹脂である。
なお、被覆材の調製方法としては、(a1)成分、(b)成分〜(e)成分、触媒、及び添加剤を常法により混合しポリオール組成物(主剤)を調製し、次いで(a2)成分を混合し被覆材を調製した。
<Manufacture of coating material>
For 100 parts by weight of resin component (a), 85 parts by weight of foaming agent (b), 60 parts by weight of carbonizing agent (c), 350 parts by weight of flame retardant (d), 80 parts by weight of filler (e), 1 part by weight of catalyst Parts and 10 parts by weight of additive 1 and 70 parts by weight of additive 2 were mixed and stirred to prepare a coating material. The resin component (a) is a thermosetting resin mixed so that the mixing ratio of the polyol component (a1) and the polyisocyanate component (a2) is an NCO / OH equivalent ratio of 1.2.
In addition, as a preparation method of a coating | covering material, (a1) component, (b) component-(e) component, a catalyst, and an additive are mixed by a conventional method to prepare a polyol composition (main agent), and then (a2) The ingredients were mixed to prepare a coating material.

なお、原料としては以下のものを使用した。
・樹脂成分(a)
(a1):ポリエーテルポリオール(グリセリンを開始剤としたエチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドとの重合体、数平均分子量7000、官能基数3、水酸基価24mgKOH/g、末端エチレンオキサイド付加)
(a2)ビウレット型ヘキサメチレンジイソシアネート
・発泡剤(b):メラミン
・炭化剤(c):ジペンタエリスリトール
・難燃剤(d):ポリリン酸アンモニウム
・充填剤(e):酸化チタン
・硬化触媒:有機金属系触媒
・添加剤1:分散剤、消泡剤等
・添加剤2:希釈溶剤(芳香族炭化水素)
In addition, the following were used as a raw material.
-Resin component (a)
(A1): Polyether polyol (polymer of ethylene oxide and propylene oxide using glycerol as an initiator, number average molecular weight 7000, number of functional groups 3, hydroxyl value 24 mgKOH / g, terminal ethylene oxide addition)
(A2) Biuret type hexamethylene diisocyanate / foaming agent (b): melamine / carbonizing agent (c): dipentaerythritol / flame retardant (d): ammonium polyphosphate / filler (e): titanium oxide / curing catalyst: organic Metal catalyst / additive 1: Dispersant, defoaming agent, etc./Additive 2: Diluent solvent (aromatic hydrocarbon)

図1に示すように、厚み30mmの鋼材に、上記被覆材をスプレーで塗付(乾燥膜厚5mm)し、常温(25℃)で7日間養生させ試験体とした。この試験体について、加熱試験を行ったところ、優れた発泡性を示すとともに、緻密な炭化断熱層を形成し優れた耐熱保護性が得られた。 As shown in FIG. 1, the said coating | covering material was apply | coated to the steel material of thickness 30mm with a spray (dry film thickness 5mm), and it hardened for 7 days at normal temperature (25 degreeC), and was set as the test body. When this test body was subjected to a heating test, it exhibited excellent foaming properties and formed a dense carbonized heat insulating layer, resulting in excellent heat protection.

1.基材
1a.鋼材
1b.コンクリート
2.被膜


1. Substrate 1a. Steel 1b. Concrete 2. Coating


Claims (2)

基材表面に、被膜を有する被覆構造体であって、
前記基材が、厚み30mm以上の金属基材及び/またはセメント質基材であり、
前記被膜が温度上昇によって炭化断熱層を形成する被覆材によって形成され、
前記被覆材が、樹脂成分(a)として、熱硬化性樹脂を含むことを特徴とする被覆構造体。
A covering structure having a coating on the surface of the substrate,
The substrate is a metal substrate and / or a cementitious substrate having a thickness of 30 mm or more,
The coating is formed by a coating material that forms a carbonized thermal insulation layer by increasing the temperature,
The said covering material contains a thermosetting resin as a resin component (a), The covering structure characterized by the above-mentioned.
前記被覆材は、樹脂成分(a)として、ポリオール成分(a1)及びポリイソシアネート成分(a2)を含むことを特徴とする請求項1に記載の被覆構造体。


The said coating | covering material contains a polyol component (a1) and a polyisocyanate component (a2) as a resin component (a), The covering structure of Claim 1 characterized by the above-mentioned.


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