JP2772354B2 - 難燃剤添加組成物 - Google Patents

難燃剤添加組成物

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、物質の防火抵抗性の向上に使用する難燃剤
添加組成物に関連する。
従来技術 三水化アルミナをプラスチック材料の防火用添加物と
して使用する場合には幾つかの難点がある。三水化アル
ミナは200℃の温度で30重量％の水を発生する。発生す
る水は水蒸気となり燃焼作用を妨害する。従って、185
℃（安全範囲を残して）以上の温度で処理するポリプロ
ピレンとポリエチレン等のプラスチック材料に三水化ア
ルミナを使用することはできない。
第二番目の有効使用例は60重量％及び64重量％までの
レベルで三水化アルミナをメタクリル酸ウレタン及びポ
リエステルに使用することである。このような高含有量
の使用では樹脂の加工が困難になる難点がある。
第三番目の問題は、三水化アルミナはミクロン単位の
粒度で表わされる種々のグレードによって価格が異なる
ことである。最も安価な三水化アルミナは25ミクロン粒
度で、最も高価のものは約10ミクロン粒度である。板状
材料中に大型粒子を混入する場合には高濃度で分散させ
ることが困難であり、また表面仕上げに悪影響を与え
る。小型粒子は加工操作間に丸くなり分散も容易である
が、大型粒子に比べて価格が３倍程度になる。
別の安価な防火用添加剤は酸化アンチモンである。こ
の物質は３重量％のひ素を含むから有害物質を含む生成
物を発生する。酸化アンチモンは遊離したハロゲンと組
合せることによって作用するが、厳格な試験に合格する
のではなく、既存の難燃剤の性質を改善するに過ぎな
い。酸化アンチモンは通常、３重量％使用されるが混合
物質によってはこれより高含量で使用される。
発明が解決しょうとする課題 本発明は、種々の物質及び組成物の防火性の向上に使
用できる難燃剤添加組成物を提供することを目的とす
る。
課題を解決するための手段 防火性を向上するための本発明の添加組成物は、２種
又は３種以上のフリットと、所望添加物質としてセラミ
ック及び／又は玄武岩の繊維又は粉末を含む。
本発明の組成物には、高融点を有するフリット（高融
点フリットという）と低融点を有するフリット（低融点
フリットという）との異なる融点のフリットを組合せて
使用し、温度の上昇と共に融解する融解フリットが連続
的に流動する。ガラス融液はもともと熱力学的には安定
状態でないから、安定な結晶に変化しようとする傾向が
ある。即ち、高温から冷却する途中に結晶が析出するか
又は転移点を過ぎて凍結したガラスを再加熱した場合に
も白く不透明になることがあり、このような結晶化現象
を「失透」といい、「失透性フリット」はこのような結
晶化現象を生ずるフリットをいう。「フリット」は、ホ
ウロウ用ウワグスリ、焼き付け用フラックス等を製造す
る場合、その成分の一部又は全部を融解してガラス状と
したもので、広義にはガラスの一種である。失透性フリ
ットは、融解後固化すると強度が増加するため本発明の
添加組成物の好適成分である。失透性フリットは火災条
件下で漸時融解し融着保護層を形成する。好適な組合せ
フリットは、例えば450℃で融解を開始する低融点フリ
ット及び約700℃で融解を開始する高融点フリット、即
ち失透性フリットを含む。低融点フリットと高融点フリ
ットとの好適重量比は1:9〜1:1の範囲内であり、特に3:
7が好適である。代表的なフリットは、ほぼ450℃、650
℃、850℃及び1000℃で融解するものから選択される。
使用するフリットはオーブンで乾燥し、水で洗浄した
後、粉砕して本発明の組成物に配合する。繊維状又は粉
末状のセラミック配合はフリットを結合し、また1000℃
以上の温度で変化しないため使用される。玄武岩の繊維
又は短繊維又は粉末もセラミック材料の代りに又はこれ
と一緒に使用できる。
本発明の組成物は１種又は２種以上の防火添加物を含
むこともできる。例えば、膨張性物質、例えば200〜330
℃の温度で大部分の化学的結合水を放出し、燃焼を抑制
しかつ煙霧の発生を減少する三水化炭素を放出する水化
炭酸マグネシウムカルシウムを配合してもよい。目的に
より水化炭酸マグネシウムカルシウムは、安価かつ２〜
３ミクロン程度の粒度微粉砕できるから、三水化アルミ
ナよりも好適である。
フリットと膨張性物質との組成物は、フリット15〜50
重量％、特に20〜30重量％と膨張性物質85〜50重量％、
特に80〜70重量％を含む。防火性添加剤の他の例は、ハ
ロゲン化炭水化物と組合せて通常使用される酸化アンチ
モンであり、遊離ハロゲン基が発生して燃焼を抑制す
る。
本発明の好適実施例中のフリット対セラミック又は玄
武岩の比率は約7:3である。本発明の組成物には種々の
物質、例えばポリマー即ち重合体、塗料及びけい酸ナト
リウム等を添加することができる。適当なポリマーはポ
リエステル、フェノール樹脂、ポリウレタン及び他の熱
硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂である。しかし、三水化ア
ルミナはこの添加組成物中に含まれるべきであり、この
組成物は200℃又は185℃又はこれ以上の温度で処理され
る材料には使用できない。
例えばフェノール樹脂の場合には、本発明のフリット
及びセラミック又は玄武岩を含む添加組成物の樹脂に対
する比率は3:7〜1:4である。
水化炭酸マグネシウムカルシウム又は三水化アルミナ
又はこれらの混合物のような膨張性物質を含むフリット
添加物は、ガラス繊維補強材と共に使用されるフェノー
ル樹脂又はポリエステル樹脂等の練粉状の成形用コンパ
ウンドに添加できる。フリットと膨張性物質の好適比率
は約1:4である。
フェノール樹脂に対する添加の目的に対しては、7:3
〜5:5の比率範囲のフリット／膨張性物質混合物が使用
され、この混合物対フェノール樹脂の好適比率は3:7〜
4:6の範囲である。
作用 本発明の添加組成物を含む樹脂に対する熱の影響は下
記の作用を生ずる。樹脂、即ちプラスチック物質は燃焼
し、低融点フリットは融解して未燃焼カーボンと結合す
る。次に高融点フリットが融解する。基質と燃焼物質は
融解フリットで包まれ、酸素の火焔を抑制する。セラミ
ック、玄武岩又はこの両者が存在すると、融解塊を絶縁
してこれを強化し、過度の進行を抑制する。これらは高
温安定性にも大きく寄与する。
フリットとセラミックの粒度を調整して、大型の三水
化アルミナと一緒に混合粒子として使用するのに好適で
ある。これらの混合粒子は三水化アルミナ板の間の隙間
を充填して良好な仕上げ状態を与える。三水化アルミナ
の板はフリットとセラミックとの混合物に対する懸濁剤
として作用する。水蒸気として発生する水は、水に可溶
のフリットに有効な影響を与え、被覆作用を促進する。
けい酸ナトリウムに対する上記混合物の添加は、フリ
ットが上昇温度下でけい酸ナトリウムを可塑化する傾向
があるため有効な影響を与え、これは同じ状態で通常発
生するけい酸ナトリウムのぜい化と粉末化を阻止する。
膨張性シール又は塗料配合物にフリットを含むことは大
きな改善である。
実 施 例 以下、本発明による難燃剤添加組成物の実施例を説明
する。
本発明による難燃剤添加組成物は、高融点フリットと
低融点フリットとの異なる融点を有する２種又は３種以
上のフリットを含む。この難燃剤添加組成物は、更にセ
ラミック繊維若しくはその粉末、玄武岩繊維若しくはそ
の粉末、膨張性物質、フェノール樹脂、ポリエステル樹
脂、炭化剤、ポリりん酸アンモニウム、けい酸ナトリウ
ム、無機ゲル化剤、ポリ酢酸ビニル及び無機ゲル化剤を
含んでもよい。膨張性物質は三水化アルミナ、水化炭酸
マグネシウムカルシウム又はこれらの混合物が使用され
る。本発明の難燃剤添加組成物は、重量比で1:9〜1:1の
低融点フリットと高融点失透性フリットとを含んでもよ
い。重量比で低融点フリット対高融点フリットは例えば
約3:7である。低融点フリット、高融点フリット及び膨
張性物質を含むとき、フリットの量は85〜50重量％であ
る。フリット／膨張性物質対けい酸ナトリウムの比率は
3:7〜1:1の範囲にある。
フリットの混合物及び膨張性物質、例えば水化炭酸ナ
トリウムカルシウム又は水水化アルミナ又はこれらの混
合物を、けい酸ナトリウムと3:7〜1:1、好適には4:6の
比率で使用することが好適であり、またフリット混合物
のけい酸ナトリウムに対する比率を変えると異なる使用
法が得られる。約1:1の比率で最終混合物は塗料コンシ
ステンシーを有し、約7:13の比率では、この混合物は接
着性を有し、1:4の比率ではこの混合物はゲル状であ
る。
本発明の第１の組成物は防火扉又は窓の周囲のシーラ
ント、即ち密封材を作るのに使用される。好適なシーラ
ントは加熱されると膨張して扉や窓の周囲の隙間を密封
する。シーラントペーストに対しては膨張性物質を含む
フリットとけい酸ナトリウムとが3:7〜4:6の重量比、好
適には7:13重量比で配合される混合物は、マイカ等の炭
化剤、ポリりん酸アンモニウム及び無機ゲル化剤を添加
すべきベースとして使用され、得られたペーストはその
まま硬化する。
けい酸ナトリウムの代りにポリ酢酸ビニルを使用する
と、熱によって膨張しかつ硬化する弾性シーラントが得
られる。
本発明の添加組成物の別の使用法では、木材チップを
結合剤と共に圧縮してシート状又はボード状に形成する
ことができる。従ってこの結合剤は、セラミック、例え
ばカーボランダム及びフリット、好適には融解温度の異
なる３種類のフリットを含むフェノール樹脂又はけい酸
ナトリウム溶液からなる組成物である。
本発明の添加組成物の別の利用法は接着剤である。こ
の好適な接着剤は、フェノール樹脂の触媒及び本発明の
組成物を含むけい酸ナトリウム溶液をベースにするもの
である。この接着剤は重要な防火環境で使用される。
例えば、この接着剤は、チップボードのような基材に
メラミン等のシートの接合に使用される。火災状態では
この接合剤はシートが焼失した後でも基材の保護シール
ドを形成する。
別の使用法はブレーキライニングの支持体に対する接
着である。ブレーキライニングは事実上同一の組成物で
作られることもあり、好適なセラミック物質は、火力発
電所の廃棄物から得られるようなスラグのファイバー及
び小塊である。ブレーキライニング材料には別の強化成
分、例えばカーボンファイバー又はKEVLAR（商品名）の
ような熱可塑性樹脂を配合することもできる。
上記のフリット混合物を使用する別の例は、フェノー
ル樹脂等の液体硬化性樹脂で含浸されたガラス繊維布
で、該樹脂は異なる融点を有する複数のフリットと、ム
ライトセラミック繊維のように熱的に安定した繊維及び
随意に三水化アルミナを含むガラス繊維布の外皮が加圧
と加熱によって形成される積層品の製造に使用できる。
この含浸布の外皮はセラミック紙の１側面上に、玄武
岩、セラミック及びガラスの繊維紙、ひる石又は任意の
耐熱性障壁材料で処理されたガラス繊維布と組合せて配
置される。この積層品を加熱下で、任意の数の中間シー
トと共に加圧すると、硬化性樹脂は耐熱性障壁材料内に
浸入する。
この積層品に火焔を当てると、硬化性樹脂は燃焼して
基質を保護し、障壁物質は安定性を与える。
上記の積層品の表面の無模様又は模様付きのメラミン
シート又は木材ベニア板で被覆され、火焔を当てると、
フリット／セラミック物質は未燃焼カーボンを生成して
火焔の拡大を阻止する。この成形積層品は扁平体で立方
体でもよく扉のような基質に接着され、この接着には上
記のように同じ複数のフリット、セラミック繊維及び所
望添加物質として三水化アルミナを含むけい酸ナトリウ
ムを高耐熱性接着剤として使用する。
上記の基質はセラミック繊維の固化シートになり、次
に上記の接着剤によって耐熱性防音コアに付着され、こ
のコアは、固化された又は固化されない玄武岩繊維又は
ロックウール、即ち岩綿などで形成される。上記の作業
は中心線の周囲で反復する。
30分間の定格時間試験、即ちレーティングに対しては
玄武岩コア又は岩綿コアに接着した積層品又は機械的に
固着した加圧積層品で充分である。30分間のレーティン
グに対して固化したセラミックボードが使用され、長時
間の間セラミックボードの厚さを増加し、岩綿／玄武岩
コアの代りのセラミック未固化ブラケットを使用する。
軽量構造に対してフェノール樹脂製の泡沫又は発泡性コ
ア又は上記の接着剤で作られた泡沫又は発泡性コアを使
用できる。
軽量で高熱に対して絶縁性の高いコアを作るには、気
泡性ひる石粘土を接着剤に配合する。別法ではコアは、
接着剤の充填材として木粉を使用して高耐熱性コアを作
り、扉、建築用パネル又は間仕切りの製造に使用でき
る。
下記に本発明を実施した例１〜例11について説明す
る。
例１ 三水化アルミナ20重量％、高融点を有するフリットと
低融点を有するフリット16重量％及びセラミック粉末４
重量％を含むポリエステル樹脂で耐熱性を向上できるこ
とが確認できた。
例２ 高融点を有するフリットと低融点を有するフリットの
フリット混合物（80重量％）30重量％と、セラミック粉
末（20重量％）を含むフェノール樹脂は英国基準476第
８部の90分間の耐火試験に合格した。
例３ ３重量％の酸化アンチモン、10重量％の低温融点のフ
リット、60重量％の高温（約1000℃）融解点の他のフリ
ット及び27重量％のセラミックを含む混合物で、型込め
又は射出成形に適した材料を作ったが、これはフェノー
ル樹脂結合剤又はけい酸ナトリウムに結合剤、及び他の
熱硬化性及び熱可塑性樹脂を包含する他の材料に好適に
使用できた。
例４ ３重量％の酸化アンチモン、７重量％の低温融解フリ
ット、45重量％の高融点（1100℃）フリット及び45重量
％の三水化アルミナで混合物を作ったが、この混合物は
ポリエステル及び熱硬化性樹脂を含む他の材料に対して
好適に使用できたが、これらの処理工程は185℃以下で
行った。
例５ 低融点（450℃）フリットと高融点（700℃）の失透性
フリットとの3:7の重量比のフリット混合物40重量％
と、水化炭酸マグネシウム60重量％とで基本的粉末混合
物を作った。この粉末混合物35重量％をけい酸ナトリウ
ム65重量％に添加して接着剤組成物を作った。
例６ 上記の例５の粉末混合物50％をけい酸ナトリウム50重
量％に添加して塗料状組成物を作った。
例７ 上記の例５の基本的粉末混合物20重量％をけい酸ナト
リウム80重量％に添加してゲル状組成物を作った。
例８ 低融点（450℃）フリットと高融点（700℃）の失透性
フリットとを3:7の比率で混合したフリット混合物70重
量％と、水化炭酸マグネシウムカルシウム30重量％とで
粉末混合物を作り、次にこれを3:7の重量比でフェノー
ル樹脂に添加して注型材料を作った。
例９ ガラス繊維補強材と共に使用する練粉状注型用コンパ
ウンドをフェノール樹脂及びポリエステル樹脂をベース
として作った。何れの場合も、フリット混合物（低融点
フリットと高融点フリットの3:7混合物）20重量％と水
化炭酸マグネシウムカルシウム80重量％との粉末混合物
を樹脂に添加した。
例10 下記の諸成分からシーラントペーストを作った： マイカ粉末（炭化剤） 10重量％ ポリりん酸アンモニウム 10重量％ 例５の組成物 70重量％ 無機ゲル化剤 10重量％ 例11 例10の手順と同様に弾性シーラントを作ったが、この
例ではけい酸ナトリウムの代りにポリ酢酸ビニルを使用
した。
発明の効果 前述のように本発明による難燃剤添加組成物は、火災
時に強固な融着保護層を形成し、燃焼を抑制するので火
災の拡大を有効に防止すると共に、火災による被害を最
小限度にとどめることが可能となる。また、三水化炭素
を放出する水化炭酸マグネシウムカルシウムの配合によ
り人体の呼吸器系に悪影響を与える煙霧の発生を減少す
ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｋ 7/04 Ｃ０８Ｋ 7/04 Ｃ０８Ｌ 61/10 Ｃ０８Ｌ 61/10 67/00 67/00 Ｃ０９Ｋ 3/10 Ｃ０９Ｋ 3/10 Ｑ Ｚ

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】高融点を有するフリットと低融点を有する
    フリットの２種又は３種以上のフリットを含む難燃剤添
    加組成物。
  2. 【請求項２】更にセラミック繊維又は粉末を含む請求項
    （１）に記載の難燃剤添加組成物。
  3. 【請求項３】更に玄武岩繊維又は粉末を含む請求項
    （１）に記載の難燃剤添加組成物。
  4. 【請求項４】更に膨張性物質を含む請求項（１）に記載
    の難燃剤添加組成物。
  5. 【請求項５】膨張性物質が三水化アルミナ、水化炭酸マ
    グネシウムカルシウム又はこれらの混合物である請求項
    （４）に記載の難燃剤添加組成物。
  6. 【請求項６】低融点フリットと高融点性フリットとの重
    量比は1:9〜1:1である請求項（１）に記載の難燃剤添加
    組成物。
  7. 【請求項７】低融点フリットと高融点フリットとの重量
    比は3:7である請求項（６）に記載の難燃剤添加組成
    物。
  8. 【請求項８】膨張性物質を含み、低融点フリットと高融
    点フリットとの合計量は15〜50重量％であり、膨張性物
    質の量は85〜50重量％である請求項（１）に記載の難燃
    剤添加組成物。
  9. 【請求項９】更にけい酸ナトリウムを含む請求項
    （６）、（７）又は（８）の何れか１項に記載の難燃剤
    添加組成物。
  10. 【請求項１０】フリット又はフリットと膨張性物質との
    混合物に対するけい酸ナトリウムの比率は3:7〜1:1の範
    囲にある請求項（９）に記載の難燃剤添加組成物。
  11. 【請求項１１】更にフエノール樹脂を含む請求項
    （６）、（７）又は（８）の何れか１項に記載の難燃剤
    添加組成物。
  12. 【請求項１２】更にポリエステル樹脂を含む請求項
    （６）、（７）又は（８）の何れか１項に記載の難燃剤
    添加組成物。
  13. 【請求項１３】更に炭化剤、ポリりん酸アンモニウム、
    けい酸ナトリウム及び無機ゲル化剤を含む請求項（１）
    に記載の難燃剤添加組成物。
  14. 【請求項１４】更に炭化剤、ポリりん酸アンモニウム、
    ポリ酢酸ビニル及び無機ゲル化剤を含む請求項（１）に
    記載の難燃剤添加組成物。
JP63087440A 1987-04-11 1988-04-11 難燃剤添加組成物 Expired - Fee Related JP2772354B2 (ja)

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