JP2023032951A - Heat-expandable paste composition - Google Patents

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Abstract

To solve such problems that a foamable fireproof coating material has a low viscosity, and generates liquid sagging when constructing.SOLUTION: A heat-expandable paste composition includes: (1) a water-absorbable polymer binder; (2) a low molecular weight polyhydric alcohol; (3) a nitrogen-containing foaming agent; (4) an inorganic phosphorus compound; and (5) titanium dioxide, where the percentages of respective constituents when a total of five constituents (1)-(5) is 100 mass% are (1) 0.5-10 mass% of the water-absorbable polymer binder, (2) 5-50 mass% of the low molecular weight polyhydric alcohol, (3) 5-50 mass% of the nitrogen-containing foaming agent, (4) 5-50 mass% of the inorganic phosphorus compound, and (5) 5-50 mass% of titanium dioxide.

Description

本発明は、熱膨張性ペースト組成物に関する。 The present invention relates to thermally expandable paste compositions.

一般に、建築物等において建築基準法で定められた防火区画等に配管類や電力ケーブルや通信ケーブル等のケーブル類を貫通させる場合、延焼防止等の観点から防火区画等には一定の耐火性能が求められている。そのため、建築物内の配管類・ケーブル類と防火壁等との間には、防火性能を付与した防火用目地材として、液状ポリマーに金属水和物等を配合したパテ状の耐火材が用いられている(例えば、特許文献1)。 In general, when pipes, power cables, communication cables, etc. are passed through a fireproof section of a building, etc., the fireproof section must have a certain level of fireproof performance from the viewpoint of preventing the spread of fire. It has been demanded. For this reason, a putty-like fireproof material made by mixing metal hydrate with a liquid polymer is used as a fireproof joint material with fireproof performance between pipes/cables and firewalls in buildings. (For example, Patent Document 1).

また、鋼材や、コンクリート、木材、合成樹脂等の基材を火災から保護する材料として、火災時の温度上昇によって発泡層を形成する発泡性耐火塗料も知られている(例えば、特許文献2)。ここで、発泡性耐火塗料は、塗料の成分中に、温度上昇により分解して不燃性のガスを発生する成分と、炭素化して多孔質の炭化層を形成する成分を含有しており、不燃性のガスの発生で火災の消火効果を発揮し、炭素化成分による多孔質炭化層の形成により断熱効果を発揮するものである。 In addition, as a material for protecting base materials such as steel, concrete, wood, synthetic resin, etc. from fire, a foaming fire-resistant paint that forms a foam layer when the temperature rises in the event of a fire is known (for example, Patent Document 2). . Here, the foamable fire-resistant paint contains, among the components of the paint, a component that decomposes when temperature rises to generate a noncombustible gas and a component that carbonizes to form a porous carbonized layer. Extinguishing effect of fire is exhibited by the generation of toxic gas, and heat insulating effect is exhibited by forming a porous carbonized layer by the carbonized component.

特開平6-306364号公報JP-A-6-306364 特開2009-40987号公報JP 2009-40987 A

ところで、発泡性耐火塗料には、結合材として合成樹脂エマルション等の樹脂が20質量%程度使用されている。このため、発泡性耐火塗料では、粘度が低く、施工時に液垂れが発生するといった課題があった。 By the way, about 20% by mass of a resin such as a synthetic resin emulsion is used as a binder in the foamable fire-resistant paint. For this reason, the foamable fire-resistant paint has a low viscosity, and there is a problem that dripping occurs during application.

本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、十分な熱膨張性と基材への密着性と形状安定性を有し、かつ施工性に優れた熱膨張性ペースト組成物を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such problems, and provides a thermally expandable paste composition that has sufficient thermal expandability, adhesion to a substrate, shape stability, and excellent workability. It is intended to

本発明者が鋭意検討を行ったところ、(1)吸水性高分子バインダ、(2)低分子量多価アルコール、(3)窒素含有発泡剤、(4)無機リン系化合物、(5)二酸化チタンの各成分を所定の割合で含有する熱膨張性ペースト組成物が上記課題を解決可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of extensive studies by the present inventors, (1) a water-absorbing polymer binder, (2) a low-molecular-weight polyhydric alcohol, (3) a nitrogen-containing blowing agent, (4) an inorganic phosphorus compound, and (5) titanium dioxide The inventors have found that a thermally expandable paste composition containing each component in a predetermined ratio can solve the above problems, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は以下の通りである。
〔1〕
(1)吸水性高分子バインダ、(2)低分子量多価アルコール、(3)窒素含有発泡剤、(4)無機リン系化合物、(5)二酸化チタン、を含む熱膨張性ペースト組成物であって、
前記(1)~(5)の5成分の合計を100質量%としたときの各成分の割合が、(1)吸水性高分子バインダ0.5~10質量%、(2)低分子量多価アルコール5~50質量%、(3)窒素含有発泡剤5~50質量%、(4)無機リン系化合物5~50質量%、(5)二酸化チタン5~50質量%である、熱膨張性ペースト組成物。
〔2〕
前記(1)吸水性高分子バインダが、セルロースおよびその誘導体である、〔1〕に記載の熱膨張性ペースト組成物。
〔3〕
前記(2)低分子量多価アルコールが、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からなる群より選ばれる少なくとも一つである、〔1〕又は〔2〕に記載の熱膨張性ペースト組成物。
〔4〕
前記(3)窒素含有発泡剤が、メラミン、ジシアンジアミドより選ばれる少なくとも一つである、〔1〕乃至〔3〕のうち何れか1に記載の熱膨張性ペースト組成物。
〔5〕
前記(4)無機リン系化合物が、ポリリン酸アンモニウム、亜リン酸水素アルミニウムより選ばれる少なくとも一つである、〔1〕乃至〔4〕のうち何れか1の熱膨張性ペースト組成物。
〔6〕
水をさらに含有し、水以外の固形分が30~70質量%である、〔1〕乃至〔5〕のうち何れか1に記載の熱膨張性ペースト組成物。
That is, the present invention is as follows.
[1]
A thermally expandable paste composition comprising (1) a water-absorbent polymer binder, (2) a low-molecular-weight polyhydric alcohol, (3) a nitrogen-containing blowing agent, (4) an inorganic phosphorus-based compound, and (5) titanium dioxide. hand,
The ratio of each component when the total of the five components (1) to (5) is 100% by mass is (1) 0.5 to 10% by mass of a water-absorbing polymer binder, (2) low molecular weight polyvalent 5 to 50% by mass of alcohol, (3) 5 to 50% by mass of a nitrogen-containing foaming agent, (4) 5 to 50% by mass of an inorganic phosphorus compound, and (5) 5 to 50% by mass of titanium dioxide, a thermally expandable paste. Composition.
[2]
The thermally expandable paste composition according to [1], wherein (1) the water-absorbing polymer binder is cellulose or its derivative.
[3]
The thermally expandable paste composition according to [1] or [2], wherein the (2) low-molecular-weight polyhydric alcohol is at least one selected from the group consisting of pentaerythritol, dipentaerythritol, and tripentaerythritol.
[4]
(3) The thermally expandable paste composition according to any one of [1] to [3], wherein the nitrogen-containing foaming agent is at least one selected from melamine and dicyandiamide.
[5]
(4) The thermally expandable paste composition according to any one of [1] to [4], wherein the inorganic phosphorus compound is at least one selected from ammonium polyphosphate and aluminum hydrogen phosphite.
[6]
The thermally expandable paste composition according to any one of [1] to [5], which further contains water and has a solid content other than water of 30 to 70% by mass.

1.熱膨張性ペースト組成物の組成
本発明の熱膨張性ペースト組成物(以下では、適宜、「ペースト組成物」という。)は、(1)吸水性高分子バインダ、(2)低分子量多価アルコール、(3)窒素含有発泡剤、(4)無機リン系化合物、(5)二酸化チタン、を含有する。
1. Composition of thermally expandable paste composition The thermally expandable paste composition of the present invention (hereinafter referred to as “paste composition” as appropriate) comprises (1) a water-absorbing polymer binder, (2) a low-molecular-weight polyhydric alcohol , (3) a nitrogen-containing blowing agent, (4) an inorganic phosphorus compound, and (5) titanium dioxide.

(1)吸水性高分子バインダ
吸水性高分子バインダは、吸水性の有機化合物からなる結合剤であり、これを適量配合することによって、ペースト組成物を施工に適した硬さにすることができる。
(1) Water-absorbing polymer binder The water-absorbing polymer binder is a binding agent made of a water-absorbing organic compound. .

吸水性高分子バインダは、水を吸収して膨張可能な吸水性高分子であって重量平均分子量Mwが5万以上のものである。なお、重量平均分子量Mwはゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により、標準ポリエチレンオキサイド換算によって算出した値を指す。 The water-absorbing polymer binder is a water-absorbing polymer that can absorb water and swell, and has a weight-average molecular weight Mw of 50,000 or more. The weight average molecular weight Mw refers to a value calculated by standard polyethylene oxide conversion using gel permeation chromatography (GPC).

吸水性高分子バインダとしては、例えば、澱粉、セルロースおよびその誘導体、ポリビニルアルコール、変性アクリル酸エステル系共重合体、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、エチレンオキサイド・プロピレンオキサイド共重合体、エチレンオキサイド・プロピレンオキサイド・フェニルグリシジルエーテル共重合体、エチレンオキサイド・プロピレンオキサイド・アリルグリシジルエーテル共重合体、アルギン酸ソーダ等が挙げられる。 Examples of water-absorbing polymer binders include starch, cellulose and derivatives thereof, polyvinyl alcohol, modified acrylic ester-based copolymers, polyethylene oxide, polypropylene oxide, ethylene oxide/propylene oxide copolymers, ethylene oxide/propylene oxide/ Phenyl glycidyl ether copolymers, ethylene oxide/propylene oxide/allyl glycidyl ether copolymers, sodium alginate and the like can be mentioned.

セルロースおよびその誘導体とは、分子式(C10で表されるセルロースとその誘導体である。セルロールとしては、例えば、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロール、ヒドロキシプロピルメチルセルロースが挙げられる。カルボキシメチルセルロースの誘導体としては、例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム、カルボキシメチルセルロースアンモニウムなどの塩が挙げられる。 Cellulose and its derivatives are cellulose and its derivatives represented by the molecular formula (C 6 H 10 O 5 ) n . Examples of cellulose include carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, and hydroxypropylmethylcellulose. Derivatives of carboxymethylcellulose include, for example, salts such as carboxymethylcellulose sodium and carboxymethylcellulose ammonium.

変性アクリル酸エステル系共重合体としては、例えば、スルホエチルアクリレート-アクリルアミド-アクリル酸共重合体ナトリウム塩の架橋物が挙げられる。 Modified acrylic acid ester copolymers include, for example, crosslinked products of sulfoethyl acrylate-acrylamide-acrylic acid copolymer sodium salt.

(1)吸水性高分子バインダ、(2)低分子量多価アルコール、(3)窒素含有発泡剤、(4)無機リン系化合物、(5)二酸化チタンの5成分(以下、適宜、「5成分」という。)の合計を100質量%としたときの、吸水性高分子バインダの割合は、0.5~10質量%であって、1.5~7質量%が好ましく、2.5~7質量%がより好ましい。この割合は、例えば、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10質量%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。吸水性高分子バインダの割合が小さすぎると、ペースト組成物が軟らかすぎて、施工時に液垂れが発生する場合がある。吸水性高分子バインダの割合が大きすぎると、ペースト組成物が硬くなりすぎて、鋼材や、コンクリート、木材、合成樹脂等の基材への密着性が不十分になり、乾燥後に剥がれ落ちてしまう場合がある。 (1) a water-absorbent polymer binder, (2) a low-molecular-weight polyhydric alcohol, (3) a nitrogen-containing blowing agent, (4) an inorganic phosphorus-based compound, and (5) titanium dioxide. ) is 100% by mass, the ratio of the water-absorbing polymer binder is 0.5 to 10% by mass, preferably 1.5 to 7% by mass, and 2.5 to 7% by mass. % by mass is more preferred. This ratio is, for example, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.5, 8.0, 8.5, 9.0, 9.5, 10% by mass, between any two of the numerical values illustrated here may be within the range. If the ratio of the water-absorbing polymer binder is too small, the paste composition may be too soft and dripping may occur during application. If the ratio of the water-absorbing polymer binder is too large, the paste composition becomes too hard, and the adhesiveness to the substrate such as steel, concrete, wood, synthetic resin, etc. becomes insufficient, and the composition peels off after drying. Sometimes.

(2)低分子量多価アルコール
低分子量多価アルコールは、分子に水酸基(ヒドロキシル基)を2個以上有し、その分子量が500以下である化合物である。低分子量多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ブチレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、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、ソルビトール、イノシトール、マンニトール、グルコース、フルクトース等が挙げられる。これらの低分子量多価アルコールは、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
(2) Low-molecular-weight polyhydric alcohol A low-molecular-weight polyhydric alcohol is a compound having two or more hydroxyl groups (hydroxyl groups) in its molecule and having a molecular weight of 500 or less. Examples of low molecular weight polyhydric alcohols include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, glycerin, butylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, tripenta Erythritol, sorbitol, inositol, mannitol, glucose, fructose and the like. These low-molecular-weight polyhydric alcohols may be used alone, or two or more of them may be used in combination.

5成分の合計を100質量%としたときの、低分子量多価アルコールの割合は、5~50質量%であって、12~39.9質量%が好ましく、18~31.8質量%がより好ましい。この割合は例えば、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、31.8、32、33、34、35、36、37、38、39、39.9、40、41、42、43、45、46、47、48、49、50質量%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。この割合が5質量%より小さい、または50質量%より大きいと、300℃での形状保持性が悪くなる傾向にある。 When the total of the five components is 100% by mass, the proportion of the low-molecular-weight polyhydric alcohol is 5 to 50% by mass, preferably 12 to 39.9% by mass, more preferably 18 to 31.8% by mass. preferable. This proportion is for example 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 , 28, 29, 30, 31, 31.8, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 39.9, 40, 41, 42, 43, 45, 46, 47, 48, 49 , 50% by weight, and may be within a range between any two of the numerical values exemplified herein. If this proportion is less than 5% by mass or more than 50% by mass, the shape retention at 300° C. tends to be poor.

(3)窒素含有発泡剤
窒素含有発泡剤としては、例えば、ジシアンジアミド、アゾジカルボンアミド、尿素、グアニジン、メラミン、メラミン誘導体等が挙げられる。窒素含有発泡剤は、個々に熱膨張する黒鉛とは異なり窒素含有発泡剤全体が膨張するため、窒素含有発泡剤を含む熱膨張性ペースト組成物は、熱膨張時の上記基材への密着性が高い。また、熱膨張性組成物は、黒色となる又は黒色斑点を有するデメリットがあるため、その見た目から人目に触れない基材に配置されるが、窒素含有発泡剤を含油する熱膨張性ペースト組成物は、そのようなデメリットがないため、人目に触れる基材に配置することができる。
(3) Nitrogen-Containing Foaming Agent Nitrogen-containing foaming agents include, for example, dicyandiamide, azodicarbonamide, urea, guanidine, melamine, and melamine derivatives. The nitrogen-containing foaming agent expands as a whole, unlike graphite, which thermally expands individually. is high. In addition, since the thermally expandable composition has the disadvantage of being black or having black spots, it is placed on a substrate that is invisible from its appearance, but the thermally expandable paste composition containing an oil containing a nitrogen-containing blowing agent has no such disadvantages and can be placed on a visible substrate.

メラミン誘導体としては、例えば、メラミンとホルムアルデヒド等を反応させたトリメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン等を挙げることができる。これらの窒素含有発泡剤は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 Examples of melamine derivatives include trimethylolmelamine and hexamethylolmelamine obtained by reacting melamine with formaldehyde or the like. These nitrogen-containing blowing agents may be used alone or in combination of two or more.

5成分の合計を100質量%としたときの、窒素含有発泡剤の割合は、5~50質量%であって、12~39.9質量%が好ましく、18~31.8質量%がより好ましい。この割合は例えば、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、31.8、32、33、34、35、36、37、38、39、39.9、40、41、42、43、45、46、47、48、49、50質量%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。この割合が5質量%より小さいと、加熱時の発泡性が悪くなる傾向がある。この割合が50質量%より大きいと、300℃での形状保持性が悪くなる傾向がある。 The ratio of the nitrogen-containing blowing agent is 5 to 50% by mass, preferably 12 to 39.9% by mass, more preferably 18 to 31.8% by mass, when the total of the five components is 100% by mass. . This proportion is for example 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 , 28, 29, 30, 31, 31.8, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 39.9, 40, 41, 42, 43, 45, 46, 47, 48, 49 , 50% by weight, and may be within a range between any two of the numerical values exemplified herein. If this ratio is less than 5% by mass, the foamability tends to deteriorate when heated. If this ratio is more than 50% by mass, the shape retention at 300° C. tends to deteriorate.

(4)無機リン系化合物
無機リン系化合物は、リン酸系化合物、亜リン酸系化合物、次亜リン酸系化合物、メタリン酸系化合物、ピロリン酸系化合物及びポリリン酸系化合物のうちの少なくとも1種を含む。ペースト組成物が無機リン系化合物を含むことで、燃焼後の形状保持性が向上する。無機リン系化合物としては、無機リン系の金属塩又はアンモニウム塩が好ましい。金属塩の金属としては、アルミニウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、亜鉛等が好ましい。
(4) Inorganic phosphorus-based compound The inorganic phosphorus-based compound is at least one of a phosphoric acid-based compound, a phosphorous acid-based compound, a hypophosphorous acid-based compound, a metaphosphoric acid-based compound, a pyrophosphate-based compound, and a polyphosphoric acid-based compound. Contains seeds. Since the paste composition contains the inorganic phosphorus-based compound, shape retention after burning is improved. As the inorganic phosphorus-based compound, an inorganic phosphorus-based metal salt or ammonium salt is preferable. As the metal of the metal salt, aluminum, sodium, potassium, calcium, magnesium, zinc and the like are preferable.

リン酸系化合物としては、例えば、第1リン酸アルミニウム、第1リン酸ナトリウム、第1リン酸カリウム、第1リン酸カルシウム、第1リン酸亜鉛、第2リン酸アルミニウム、第2リン酸ナトリウム、第2リン酸カリウム、第2リン酸カルシウム、第2リン酸亜鉛、第3リン酸アルミニウム、第3リン酸ナトリウム、第3リン酸カリウム、第3リン酸カルシウム、第3リン酸亜鉛、第3リン酸マグネシウム、リン酸一アンモニウム、リン酸二アンモニウム、リン酸三カルシウム、リン酸アルミニウム等が挙げられる。 Examples of phosphoric acid compounds include monoaluminum phosphate, monobasic sodium phosphate, monobasic potassium phosphate, monobasic calcium phosphate, monobasic zinc phosphate, dibasic aluminum phosphate, dibasic sodium phosphate, dipotassium phosphate, dibasic calcium phosphate, dibasic zinc phosphate, tribasic aluminum phosphate, tribasic sodium phosphate, tribasic potassium phosphate, tribasic calcium phosphate, tribasic zinc phosphate, tribasic magnesium phosphate, phosphorus monoammonium acid, diammonium phosphate, tricalcium phosphate, aluminum phosphate and the like.

亜リン酸系化合物としては、例えば、亜リン酸アルミニウム、亜リン酸水素アルミニウム、亜リン酸ナトリウム、亜リン酸カリウム、亜リン酸カルシウム、亜リン酸亜鉛などが挙げられる。 Phosphite compounds include, for example, aluminum phosphite, aluminum hydrogen phosphite, sodium phosphite, potassium phosphite, calcium phosphite, and zinc phosphite.

次亜リン酸系化合物としては、例えば、次亜リン酸アルミニウム、次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム、次亜リン酸カルシウム、次亜リン酸亜鉛などが挙げられる。 Examples of hypophosphite compounds include aluminum hypophosphite, sodium hypophosphite, potassium hypophosphite, calcium hypophosphite, and zinc hypophosphite.

メタリン酸系化合物としては、例えば、メタリン酸アルミニウム、メタリン酸ナトリウム、メタリン酸カリウム、メタリン酸カルシウム、メタリン酸亜鉛、ヘキサメタリン酸ナトリウムなどが挙げられる。 Examples of metaphosphate compounds include aluminum metaphosphate, sodium metaphosphate, potassium metaphosphate, calcium metaphosphate, zinc metaphosphate, and sodium hexametaphosphate.

ピロリン酸系化合物としては、例えば、ピロリン酸ナトリウムが挙げられる。 Examples of pyrophosphate compounds include sodium pyrophosphate.

ポリリン酸系化合物としては、例えば、ポリリン酸アンモニウム、メラミン変性ポリリン酸アンモニウムなどが挙げられる。 Examples of polyphosphate compounds include ammonium polyphosphate and melamine-modified ammonium polyphosphate.

無機リン系化合物は、亜リン酸水素アンモニウム、ポリリン酸アンモニウムのうちの少なくとも1種を含むことが好ましい。 The inorganic phosphorus compound preferably contains at least one of ammonium hydrogen phosphite and ammonium polyphosphate.

5成分の合計を100質量%としたときの、無機リン系化合物の割合は、5~50質量%であって、12~39.9質量%が好ましく、18~31.8質量%がより好ましい。この割合は例えば、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、31.8、32、33、34、35、36、37、38、39、39.9、40、41、42、43、45、46、47、48、49、50質量%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。この割合が5質量%より小さい、または50質量%より大きいと、形状保持性が悪くなる傾向がある。 The proportion of the inorganic phosphorus compound is 5 to 50% by mass, preferably 12 to 39.9% by mass, more preferably 18 to 31.8% by mass, when the total of the five components is 100% by mass. . This proportion is for example 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 , 28, 29, 30, 31, 31.8, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 39.9, 40, 41, 42, 43, 45, 46, 47, 48, 49 , 50% by weight, and may be within a range between any two of the numerical values exemplified herein. If this ratio is less than 5% by mass or more than 50% by mass, the shape retention tends to be poor.

(5)二酸化チタン
5成分の合計を100質量%としたときの、二酸化チタンの割合は、5~50質量%であって、12~39.9質量%が好ましく、18~31.8質量%がより好ましい。この割合は例えば、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、31.8、32、33、34、35、36、37、38、39、39.9、40、41、42、43、45、46、47、48、49、50質量%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。この割合が5質量%より小さいと、600℃での形状保持性が悪くなる傾向がある。この割合が50質量%より大きいと、比重が高くなり施工時に液垂れがしやすくなる傾向がある。
(5) Titanium dioxide The proportion of titanium dioxide is 5 to 50% by mass, preferably 12 to 39.9% by mass, and 18 to 31.8% by mass when the total of the five components is 100% by mass. is more preferred. This proportion is for example 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 , 28, 29, 30, 31, 31.8, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 39.9, 40, 41, 42, 43, 45, 46, 47, 48, 49 , 50% by weight, and may be within a range between any two of the numerical values exemplified herein. If this proportion is less than 5% by mass, the shape retention at 600° C. tends to be poor. If this ratio is more than 50% by mass, the specific gravity tends to be high and the liquid tends to drip during application.

本発明のペースト組成物は、その効果を阻害しない範囲で、無機充填材、酸化防止剤、軟化剤、粘着付与剤、凍結防止剤等の添加剤を含むことできる。本発明のペースト組成物は、必要に応じて、補強用繊維、着色用顔料等を含んでもよい。本発明のペースト組成物は、人の目に触れない基材に配置する場合は、耐火性能をより高めるために、熱膨張性黒鉛、未膨張バーミキュライト等を含んでもよい。 The paste composition of the present invention can contain additives such as inorganic fillers, antioxidants, softeners, tackifiers, antifreeze agents, etc., to the extent that their effects are not impaired. The paste composition of the present invention may contain reinforcing fibers, coloring pigments and the like, if necessary. The paste composition of the present invention may contain thermally expandable graphite, unexpanded vermiculite, etc. in order to further improve fire resistance when placed on a substrate that is not visible to the human eye.

本発明のペースト組成物は、鋼材や、コンクリート、木材、合成樹脂等の基材を火災から保護する材料として使用する際は、その作業を容易にする観点から、水を含有することが好ましい。ペースト組成物が水を含有する場合、水以外の固形分の割合は、30~70質量%であることが好ましく、40~60質量%であることがより好ましい。この割合は、例えば、30、40、50、60、70質量%であり、ここで例示した数値の何れか2つの間の範囲内であってもよい。水の割合が小さい(固形分の含有量が多い)と、ペースト組成物が硬くなりすぎて、鋼材や、コンクリート、木材、合成樹脂等の基材への濡れ性が不十分になり、剥がれ落ちやすくなる傾向がある。水の割合が大きい(固形分の含有量が少ない)と、ペースト組成物が軟らかすぎて、施工時に液垂れが発生しやすい傾向がある。 When the paste composition of the present invention is used as a material for protecting substrates such as steel, concrete, wood, and synthetic resin from fire, it preferably contains water from the viewpoint of facilitating the work. When the paste composition contains water, the solid content other than water is preferably 30 to 70% by mass, more preferably 40 to 60% by mass. This proportion is, for example, 30, 40, 50, 60, 70% by mass, and may be within a range between any two of the numerical values exemplified here. If the proportion of water is small (the content of solids is high), the paste composition becomes too hard, resulting in insufficient wettability to substrates such as steel, concrete, wood, and synthetic resins, resulting in peeling off. tends to be easier. When the proportion of water is high (the content of solids is low), the paste composition tends to be too soft and tends to drip during application.

2.熱膨張性ペースト組成物の製造方法
本発明のペースト組成物は、ミキサーなどを用いて、上記5成分、必要に応じて添加剤、及び水を混合・撹拌することによって製造することができる。
2. Method for Producing Thermally Expandable Paste Composition The paste composition of the present invention can be produced by mixing and stirring the five components described above, additives if necessary, and water using a mixer or the like.

<熱膨張性ペースト組成物の作製>
表に示す各成分を当該表中の組成(単位は質量部)に従って、ミキサーを用いて混合・撹拌して、実施例・比較例のペースト組成物を作製した。
<Preparation of thermally expandable paste composition>
Each component shown in the table was mixed and stirred using a mixer according to the composition (unit: parts by mass) in the table to prepare paste compositions of Examples and Comparative Examples.

Figure 2023032951000001
Figure 2023032951000001

Figure 2023032951000002
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Figure 2023032951000003
Figure 2023032951000003

Figure 2023032951000004
Figure 2023032951000004

表中の成分の詳細は、以下の通りである。
(1)吸水性高分子バインダ
・カルボキシメチルセルロースナトリウム:ダイセルファインケム(株)製、CMCダイセル1330、Mw=52万
・ヒドロキシエチルセルロース:ダイセルファインケム(株)製、HECダイセルSP550、Mw=50万
・エチレンオキサイド-アリルグリシジルエーテル共重合体:明成化学工業(株)製、アルコックスCP-A2H、Mw=8万
The details of the components in the table are as follows.
(1) Water-absorbent polymer binder Carboxymethylcellulose sodium: Daicel Finechem Co., Ltd., CMC Daicel 1330, Mw = 520,000 Hydroxyethyl cellulose: Daicel Finechem Co., Ltd., HEC Daicel SP550, Mw = 500,000 Ethylene oxide - Allyl glycidyl ether copolymer: Alcox CP-A2H, manufactured by Meisei Chemical Industry Co., Ltd., Mw = 80,000

(2)低分子量多価アルコール
・ペンタエリスリトール 広栄化学(株)製、ペンタエリスリトールNO.2000(分子量136)
・ジペンタエリスリトール 広栄化学(株)製、ペンタエリスリトールNO.2100(分子量254)
(2) Low-molecular-weight polyhydric alcohol, pentaerythritol Pentaerythritol NO. 2000 (molecular weight 136)
· Dipentaerythritol Koei Chemical Co., Ltd., pentaerythritol NO. 2100 (molecular weight 254)

(3)窒素含有発泡剤
・メラミン:林純薬工業(株)製
・ジシアンジアミド:日本カーバイド工業(株)製、DD
(3) Nitrogen-containing blowing agent ・Melamine: manufactured by Hayashi Pure Chemical Industries Co., Ltd. ・Dicyandiamide: manufactured by Nippon Carbide Industry Co., Ltd., DD

(4)無機リン系化合物
・亜リン酸水素アルミニウム:太平化学産業(株)製、NSF
・ポリリン酸アンモニウム:SCM Industrial Chemical Co.,Ltd.製、HP-APPII
(4) Inorganic phosphorus compound/aluminum hydrogen phosphite: manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd., NSF
- Ammonium polyphosphate: SCM Industrial Chemical Co.; , Ltd. Made by HP-APPII

<二酸化チタン>
・二酸化チタン:石原産業(株)製、タイペークR-820
<Titanium dioxide>
・ Titanium dioxide: Typaque R-820 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.

<各種評価>
実施例・比較例のペースト組成物について、以下に示す各種評価を行った。その結果を表に示す。
<Various evaluations>
Various evaluations shown below were performed on the paste compositions of Examples and Comparative Examples. The results are shown in the table.

(液垂れ性)
実施例・比較例のペースト組成物を垂直に立てたSUS304板に5mm厚になるように塗布し、2分経過後の液垂れ性を以下の基準で判定した。
◎:液垂れ量が5mm未満
○:液垂れ量が5mm以上15mm未満
×:液垂れ量が15mm以上
(liquid dripping)
The paste compositions of Examples and Comparative Examples were applied to a vertical SUS304 plate so as to have a thickness of 5 mm.
◎: The amount of dripping is less than 5 mm ○: The amount of dripping is 5 mm or more and less than 15 mm ×: The amount of dripping is 15 mm or more

(密着性)
実施例・比較例のペースト組成物をコンクリートに塗布し、110℃・24時間の条件で乾燥させ、2mm厚のペースト乾燥物を得た。そして、乾燥したペースト組成物に20mm幅のNO.4420スーパーブチルテープ(マクセル株式会社製)を貼り付け、21℃にて1時間放置後に180°の方向に300mm/分の速度でブチルテープを剥がした際のペースト乾燥物のコンクリートへの残存率を目視にて観察し、以下の基準で判定した。
◎:乾燥したペースト組成物のコンクリートへの残存率が70%以上
〇:乾燥したペースト組成物のコンクリートへの残存率が30%以上、70%未満
×:乾燥したペースト組成物のコンクリートへの残存率が30%未満
(Adhesion)
The paste compositions of Examples and Comparative Examples were applied to concrete and dried at 110° C. for 24 hours to obtain dried pastes having a thickness of 2 mm. Then, a 20 mm wide NO. 4420 super butyl tape (manufactured by Maxell, Ltd.) was attached, left at 21 ° C. for 1 hour, and then the butyl tape was peeled off at a speed of 300 mm / min in the direction of 180 °. It was visually observed and judged according to the following criteria.
◎: Residual rate of dried paste composition on concrete is 70% or more ○: Residual rate of dried paste composition on concrete is 30% or more and less than 70% ×: Residual rate of dried paste composition on concrete less than 30%

(熱膨張性)
実施例・比較例のペースト組成物を用いて、縦30mm×横30mm×厚み4mmの試験片を作製し、これを110℃・24時間の条件で乾燥させた。そして、乾燥後の試験片を300℃で保持された雰囲気内に0.5時間放置した後の体積を測定し、その体積から膨張倍率を算出した。そして、体積膨張倍率に基づいて、熱膨張性を以下の基準で判定した。
◎:20倍以上
○:10倍以上、20倍未満
×:10倍未満
(Thermal expansion)
Using the paste compositions of Examples and Comparative Examples, test pieces of 30 mm long×30 mm wide×4 mm thick were produced and dried at 110° C. for 24 hours. Then, the dried test piece was allowed to stand in an atmosphere maintained at 300° C. for 0.5 hours, and then the volume was measured, and the expansion ratio was calculated from the volume. Then, based on the volume expansion ratio, the thermal expansibility was determined according to the following criteria.
◎: 20 times or more ○: 10 times or more, less than 20 times ×: less than 10 times

(熱膨張後の形状安定性(300℃))
実施例・比較例のペースト組成物を用いて、縦30mm×横30mm×厚み4mmの試験片を作製し、これを110℃・24時間の条件で乾燥させた。乾燥後の試験片を300℃で保持された雰囲気内に0.5時間放置して熱膨張させた。熱膨張後の試料を縦40mm×横40mm×厚み20mmに作製後、3点曲げ試験治具(上部押し側先端R1mmおよび幅80mm、下部2点支点側R1mm、幅80mm、支点間距離20mm)を用い、試験片を圧縮速度50mm/minの条件にて破壊した際の強度(3点曲げ破壊強度)を測定した。ここで、3点曲げ破壊強度が大きいほど、熱膨張後の強度が高いことを示す。そして、3点曲げ破壊強度に基づいて、熱膨張後の形状安定性を以下の基準で判定した。
◎:0.5[N/mm]以上
○:0.2[N/mm]以上、0.5[N/mm]未満
×:0.2[N/mm]未満
(Shape stability after thermal expansion (300°C))
Using the paste compositions of Examples and Comparative Examples, test pieces of 30 mm long×30 mm wide×4 mm thick were produced and dried at 110° C. for 24 hours. The dried test piece was left in an atmosphere maintained at 300° C. for 0.5 hour to thermally expand. After making the sample after thermal expansion to 40 mm long × 40 mm wide × 20 mm thick, a three-point bending test jig (upper push side tip R 1 mm and width 80 mm, lower two-point fulcrum side R 1 mm, width 80 mm, distance between fulcrums 20 mm). was used to measure the strength (three-point bending breaking strength) when the test piece was broken at a compression speed of 50 mm/min. Here, the higher the three-point bending breaking strength, the higher the strength after thermal expansion. Then, based on the three-point bending fracture strength, the shape stability after thermal expansion was determined according to the following criteria.
◎: 0.5 [N/mm 2 ] or more ○: 0.2 [N/mm 2 ] or more and less than 0.5 [N/mm 2 ] ×: less than 0.2 [N/mm 2 ]

(熱膨張後の形状安定性(600℃))
実施例・比較例のペースト組成物を用いて、縦30mm×横30mm×厚み4mmの試験片を作製し、これを110℃・24時間の条件で乾燥させた。乾燥後の試験片を600℃で保持された雰囲気内に0.5時間放置して熱膨張させた。そして、熱膨張後の試料を以下の基準で判定した。
◎:塊となっており、触って持ち上げることが出来るもの
○:塊となってはいるが、触ると脆く崩れ、持ち上げられないもの
×:塊となっておらず、形状さえ保っていないもの
(Shape stability after thermal expansion (600°C))
Using the paste compositions of Examples and Comparative Examples, test pieces of 30 mm long×30 mm wide×4 mm thick were produced and dried at 110° C. for 24 hours. The dried test piece was left in an atmosphere maintained at 600° C. for 0.5 hours to thermally expand. Then, the samples after thermal expansion were judged according to the following criteria.
◎: A lump that can be touched and lifted ○: A lump that crumbles and cannot be lifted when touched ×: It is not a lump and does not even retain its shape

Claims (6)

(1)吸水性高分子バインダ、(2)低分子量多価アルコール、(3)窒素含有発泡剤、(4)無機リン系化合物、(5)二酸化チタン、を含む熱膨張性ペースト組成物であって、
前記(1)~(5)の5成分の合計を100質量%としたときの各成分の割合が、(1)吸水性高分子バインダ0.5~10質量%、(2)低分子量多価アルコール5~50質量%、(3)窒素含有発泡剤5~50質量%、(4)無機リン系化合物5~50質量%、(5)二酸化チタン5~50質量%である、熱膨張性ペースト組成物。
A thermally expandable paste composition comprising (1) a water-absorbent polymer binder, (2) a low-molecular-weight polyhydric alcohol, (3) a nitrogen-containing blowing agent, (4) an inorganic phosphorus-based compound, and (5) titanium dioxide. hand,
The ratio of each component when the total of the five components (1) to (5) is 100% by mass is (1) 0.5 to 10% by mass of a water-absorbing polymer binder, (2) low molecular weight polyvalent 5 to 50% by mass of alcohol, (3) 5 to 50% by mass of a nitrogen-containing foaming agent, (4) 5 to 50% by mass of an inorganic phosphorus compound, and (5) 5 to 50% by mass of titanium dioxide, a thermally expandable paste. Composition.
前記(1)吸水性高分子バインダが、セルロースおよびその誘導体である、請求項1に記載の熱膨張性ペースト組成物。 2. The thermally expandable paste composition according to claim 1, wherein (1) the water-absorbing polymer binder is cellulose and its derivatives. 前記(2)低分子量多価アルコールが、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からなる群より選ばれる少なくとも一つである、請求項1又は2に記載の熱膨張性ペースト組成物。 3. The thermally expandable paste composition according to claim 1, wherein the (2) low-molecular-weight polyhydric alcohol is at least one selected from the group consisting of pentaerythritol, dipentaerythritol, and tripentaerythritol. 前記(3)窒素含有発泡剤が、メラミン、ジシアンジアミドより選ばれる少なくとも一つである、請求項1乃至3のうち何れか1項に記載の熱膨張性ペースト組成物。 4. The thermally expandable paste composition according to any one of claims 1 to 3, wherein (3) the nitrogen-containing foaming agent is at least one selected from melamine and dicyandiamide. 前記(4)無機リン系化合物が、ポリリン酸アンモニウム、亜リン酸水素アルミニウムより選ばれる少なくとも一つである、請求項1乃至4のうち何れか1項に記載の熱膨張性ペースト組成物。 5. The thermally expandable paste composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the (4) inorganic phosphorus compound is at least one selected from ammonium polyphosphate and aluminum hydrogen phosphite. 水をさらに含有し、水以外の固形分が30~70質量%である、請求項1乃至5のうち何れか1項に記載の熱膨張性ペースト組成物。 6. The thermally expandable paste composition according to any one of claims 1 to 5, further comprising water and having a solid content other than water of 30 to 70% by mass.
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