JP2022543386A - 断熱材料及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

断熱材料、特に、４３～５７．５重量％のプラスチック成分と、３０～４７重量％のケイ酸塩水溶液と、９～１１．５重量％の中空ガラス微小球と、０．１～１重量％の水ガラス安定剤とを含有する混合物からなる水ガラスとプラスチック成分とを含有する非可燃性断熱材料。断熱材料の製造方法であって、特に、第１の工程として、水ガラス安定剤をケイ酸塩水溶液に添加し、同時に、フェニルメチルジイソシアネートと分岐ポリオールとの混合物を調製し、次いでケイ酸塩水溶液をフェニルメチルジイソシアネートと分岐ポリオールとの混合物と混合し、その後、得られた混合物に中空ガラス球を添加し、次いですべてを再び完全に混合するという事実にある不燃性断熱材料の製造方法。

Description

本発明は断熱材料、特に、水ガラスおよびプラスチック成分を含有する不燃性断熱材料ならびにその製造方法に関する。
プラスチックが特に建設産業において断熱材料として使用されている既存の技術水準から、広範囲の方法が知られている。これらの欠点は耐火性が低いことである。
発泡断熱材料は、例えば断熱材として広く使用されているものである。最も頻繁に使用される材料は、発泡および押出ポリスチレンである。この材料は断熱能力は高いが、引火性が高く、蒸気透過性ではない。
ポリウレタンフォームおよびポリイソシアヌレートフォームもまた、建設産業において広く使用されている材料である。これらの材料の欠点は、それらの用途の要求が厳しいこと、ＵＶ劣化、および場合によっては吸水性であることである。
一般的に使用されているすべての断熱材料に共通する特性としては、火災の拡大にかなり寄与してしまう可燃性である。これらの材料は、加熱されて燃焼すると、火災自体よりも危険な有毒ガスをかなりの量で発生させる。
特許文献カナダ特許出願ＣＡ１０６４２００Ａには、可燃性を低下させるために、発泡前にソーダ水ガラスを添加したポリウレタンフォームの製造が記載されている。この材料の欠点は、依然として可燃性が高いことである。
別の特許文献中国特許公報ＣＮ１０５９２４９４２には、パーライトまたは中空ガラス球およびホスホアミン遅延剤を用いたポリウレタンフォームの製造が記載されている。球体は、再び高度に可燃性であるこの材料の剛性を増大させるためのものである。
別の可燃性プラスチック材料が特許文献中国特許公報ＣＮ １０６２２０８１９から知られている。添加された球体およびポリプロピレングリコールを有するポリウレタンからなる材料は、ボードを製造するために使用される。
カナダ特許出願第ＣＡ１０６４２００Ａ号公報 中国特許第ＣＮ１０５９２４９４２号公報 中国特許第ＣＮ １０６２２０８１９公報
技術水準から、上記の全ての材料の主な欠点は、これまでに知られているプラスチック断熱材料がほとんど常に可燃性であるという事実であることは明らかである。
本発明の目的は高い耐火性を有すると同時に、劣化耐性を有する断熱材料を組成することである。
上記の欠点は大幅に取り除かれ、本発明の目的は断熱材料、特に、材料が４３～５７．６重量％のプラスチック成分と、３０～４７重量％のケイ酸塩水溶液と、９～１１．５重量％の中空ガラス微小球と、０．１～１重量％の水ガラス安定剤とを含有する混合物であるという事実から本発明の性質がなる、本発明による水ガラスとプラスチック成分とを含有する不燃性断熱材料によって達成される。断熱材料の利点は、その高い熱安定性、火災に対する高い耐性、および劣化に対するかなり高い耐性である。同時に、断熱材料は優れた抗真菌効果を有し、環境に優しく、健康に害がなく、紫外線を良好に反射し、有機有害物質を放出しない。
使用されるプラスチック成分がポリウレタンであり、最も有利な選択肢では、ポリウレタンが６０～７０重量％のフェニルメチルジイソシアネートと３０～４０重量％の分岐ポリオールとの混合物からなる場合が有利である。これは、ポリウレタンが、得られる断熱材料に弾性及び可撓性を与えるので有利である。
中空ガラス球が０．０５～０．０８ｍｍの微小球であると非常に有利である。これらの球体は非常に薄い壁を有する。それらは個々の点で互いに接触し合い、多数の鋭い材料界面（境界）が熱の通過に対する抵抗を示す。このような多孔質系は低い熱伝導率によってそれ自体を際立たせ、優れた断熱材料として作用する。
第１の変形例によれば、上記の第１の変形例で言及したケイ酸塩水溶液がケイ酸ナトリウム水溶液であると、いくつかの用途において有利である。
第２の変形例によれば、上記第２の変形例で言及したケイ酸塩水溶液がケイ酸カリウム水溶液であると、これも有利であり得る。
断熱材料が水ガラス硬化剤、例えば、グリセロールモノアセテート～トリアセテートまたはそれらの混合物をさらに含有すると、非常に有利である。
水ガラス安定剤として親水性アルコキシルアルキルアンモニア塩を使用すると、さらに有利である。
上記の欠点は大幅にさらに取り除かれ、本発明の目的は断熱材料の製造方法、特に、水ガラス安定剤が第１の工程として、ケイ酸塩水溶液に添加され、同時に、フェニルメチルジイソシアネートと分岐ポリオールとの混合物が調製されるという事実からその性質がなる、水ガラスおよびプラスチック成分を含有する不燃性断熱材料の製造方法によって達成される。次いで、第２の工程として、ケイ酸塩水溶液をフェニルメチルジイソシアネートおよび分岐ポリオールの混合物と混合し、第３の工程として、得られた混合物に中空ガラス球を添加し、次いで全てを完全に混合する。この方法は、断熱ボード、成形片などの固体製品を作ることと、液体塗布を行うこととの両方を容易にすることができるという利点がある。
水ガラス硬化剤をケイ酸塩水溶液および水ガラス安定剤に添加すると有利である。利点は、硬化速度が最適化され得るという事実にある。
次に、得られた混合物を型に注ぎ、硬化するまでそのまま放置すると有利である。
本発明による断熱材料およびその製造方法の主な利点は、不燃性が高いという事実である。別の利点は、材料に使用される水ガラスがポリマーの分解を遅らせ、同時に、ポリウレタンの有益な特性、特にその可塑性に影響を与えずに、混合物全体の不燃性を保証するという事実である。ポリウレタン、水ガラスおよび球体の混合物は、軽く、十分に柔らかく、弾性があり、成形可能であり、型に注ぐのが容易であり、健康に害がない、不燃性の断熱プラスチック成分を形成する。また、一般的な無機顔料を用いて染色することもできる。その液体形態では、それは非常に粘着性があり、あらゆる種類の下層表面上の保護層として適用可能である。次いで、この層は、機械的および化学的の両方で、水、カビ、白カビ、腐食などから表面を保護する。
実施例１
不燃性断熱材料は、４５重量％のプラスチック成分と、４３重量％のケイ酸ナトリウム水溶液と、９．６重量％の中空ガラス微小球と、０．１重量％の水ガラス安定剤と、２．３重量％の水ガラス硬化剤とを含有する混合物からなる。
プラスチック成分は、６７重量％のフェニルメチルジイソシアネートと、３３重量％の分岐ポリオールとの混合物からなるポリウレタンである。
中空ガラス球は、０．０５ｍｍの大きさの微小球である。
水ガラス硬化剤は、純粋水ガラスに対して０．５～５重量％の濃度を有する体積部の比が７：３の純粋なグリセロールジアセテート／トリアセテートの混合物である。
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラキス（２－ヒドロキシプロピル）エチレンジアミンの９８％水溶液の形態の親水性アルコキシルアルキルアンモニア塩を水ガラス安定剤として使用する。
製造方法：第１工程として、水ガラス安定剤をケイ酸ナトリウム水溶液に添加する。第２工程として、水ガラス硬化剤を溶液に添加し、全てを１０分間撹拌する。同時に、フェニルメチルジイソシアネートと分岐ポリオールとの混合物を調製する。その後、ケイ酸ナトリウム水溶液をフェニルメチルジイソシアネートと分岐ポリオールとの混合物と混合する。次いで、得られた混合物に中空ガラス球を添加し、全てを再び完全に混合する。
その後、得られた混合物をシリコーン型に注ぎ、硬化するまでそのまま放置する。
実施例２
不燃性断熱材料は、５４重量％のプラスチック成分と、３４．９重量％のケイ酸カリウム水溶液と、１１重量％の中空ガラス微小球と、０．１重量％の水ガラス安定剤とを含有する混合物からなる。
プラスチック成分は、６６重量％のフェニルメチルジイソシアネートと、３３重量％の分岐ポリオールとの混合物からなるポリウレタンである。
中空ガラス球は、０．０６５ｍｍの大きさの微小球である。
水ガラス硬化剤は、純粋水ガラスに対して０．５～５重量％の濃度を有する体積部の比が７：３の純粋なグリセロールジアセテート／トリアセテートの混合物である。
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラキス（２－ヒドロキシプロピル）エチレンジアミンの９８％水溶液の形態の親水性アルコキシルアルキルアンモニア塩を水ガラス安定剤として使用する。
製造方法：第１工程として、水ガラス安定剤をケイ酸ナトリウム水溶液に添加する。同時に、フェニルメチルジイソシアネートと分岐ポリオールとの混合物を調製する。次いで、ケイ酸ナトリウム水溶液を、フェニルメチルジイソシアネートと分岐ポリオールとの混合物と混合する。次いで、得られた混合物に中空ガラス球を添加し、全てを再び完全に混合する。
その後、得られた混合物をシリコーン型に注ぎ、硬化するまでそのまま放置する。
実施例３
不燃性断熱材料は、５７．５重量％のプラスチック成分と、３０重量％のケイ酸ナトリウム水溶液と、１１．５重量％の中空ガラス微小球と、０．８重量％の水ガラス安定剤と、０．２重量％の水ガラス硬化剤とを含有する混合物からなる。
プラスチック成分は、６０重量％のフェニルメチルジイソシアネートと、４０重量％の分岐ポリオールとの混合物からなるポリウレタンである。
中空ガラス球は、０．０８ｍｍの大きさの微小球である。
水ガラス硬化剤は、純粋水ガラスに対して０．５～５重量％の濃度を有する体積部の比が７：３の純粋なグリセロールジアセテート／トリアセテートの混合物である。
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラキス（２－ヒドロキシプロピル）エチレンジアミンの９８％水溶液の形態の親水性アルコキシルアルキルアンモニア塩を水ガラス安定剤として使用する。
製造方法：第１の工程として、水ガラス安定剤および水ガラス硬化剤をケイ酸ナトリウム水溶液に添加し、すべてを１０分間撹拌する。同時に、フェニルメチルジイソシアネートと分岐ポリオールとの混合物を調製する。次に、ケイ酸ナトリウム水溶液をフェニルメチルジイソシアネートと分岐ポリオールとの混合物と混合する。次いで、得られた混合物に中空ガラス球を添加し、全てを再び完全に混合する。
その後、得られた混合物をシリコーン型に注ぎ、硬化するまでそのまま放置する。
実施例４
不燃性断熱材料は、４３重量％のプラスチック成分と、４７重量％のケイ酸カリウム水溶液と、９重量％の中空ガラス微小球と、１重量％の水ガラス安定剤とを含有する混合物からなる。
プラスチック成分は、７０重量％のフェニルメチルジイソシアネートと、３０重量％の分岐ポリオールとの混合物からなるポリウレタンである。
中空ガラス球は、０．０６５ｍｍの大きさの微小球である。
水ガラス硬化剤は、純粋水ガラスに対して０．５～５重量％の濃度を有する体積部の比が７：３の純粋なグリセロールジアセテート／トリアセテートの混合物である。
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラキス（２－ヒドロキシプロピル）エチレンジアミンの９８％水溶液の形態の親水性アルコキシルアルキルアンモニア塩を水ガラス安定剤として使用する。
製造方法：第１工程として、水ガラス安定剤をケイ酸ナトリウム水溶液に添加する。同時に、フェニルメチルジイソシアネートと分岐ポリオールとの混合物を調製する。次いで、ケイ酸ナトリウム水溶液を、フェニルメチルジイソシアネートと分岐ポリオールとの混合物と混合する。次いで、得られた混合物に中空ガラス球を添加し、全てを再び完全に混合する。
その後、得られた混合物をシリコーン型に注ぎ、硬化するまでそのまま放置する。
本発明による断熱材料は、個々の断熱製品を製造するために使用することができるか、または保護すべき個々の表面（例えば、金属）上に直接適用することができるので、建築産業のみならず、自動車および電気技術産業においても広範囲の用途がある。

Claims (11)

  1. 断熱材料、特に、水ガラスとプラスチック成分とを含有する不燃性断熱材料であって、４３～５７．５重量％のプラスチック成分と、３０～４７重量％のケイ酸塩水溶液と、９～１１．５重量％の中空ガラス微小球と、０．１～１重量％の水ガラス安定剤とを含有する混合物からなることを特徴とする断熱材料。
  2. 前記プラスチック成分がポリウレタンであることを特徴とする請求項１に記載の断熱材料。
  3. 前記プラスチック成分が、６０～７０重量％のフェニルメチルジイソシアネートと、３０～４０重量％の分岐ポリオールとの混合物からなるポリウレタンであることを特徴とする、請求項１または２に記載の断熱材料。
  4. 前記中空ガラス球が、０．０５～０．０８ｍｍの大きさの微小球であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の断熱材料。
  5. 前記ケイ酸塩水溶液が、ケイ酸ナトリウム水溶液であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の断熱材料。
  6. 前記ケイ酸塩水溶液が、ケイ酸カリウム水溶液であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の断熱材料。
  7. 前記材料がさらに水ガラス硬化剤を含有することを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の断熱材料。
  8. 前記水ガラス安定剤が親水性アルコキシアルキルアンモニウム塩であることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の断熱材料。
  9. 前記断熱材料の製造方法、特に、請求項１～８のいずれか１項に記載の不燃性断熱材料の製造方法であって、前記第１工程として、前記水ガラス安定剤を前記ケイ酸塩水溶液に添加し、同時に、フェニルメチルジイソシアネートと分岐ポリオールとの混合物を調製し、次いで、前記ケイ酸塩水溶液を前記フェニルメチルジイソシアネートと分岐ポリオールとの混合物と混合し、その後、前記中空ガラス球を前記得られた混合物に添加し、次いで、全てを再び完全に混合することを特徴とする断熱材料の製造方法
  10. 前記水ガラス硬化剤が前記ケイ酸塩水溶液および水ガラス安定剤に添加されることを特徴とする請求項９に記載の断熱材料の製造方法。
  11. 前記得られた混合物をシリコーン型に注ぎ、硬化するまでそのまま放置することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の断熱材料の製造方法。
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