JP4881498B2 - 熱帯条件下に安定な膨張性コーティング - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絶縁層を形成し、そして火災の際に発泡層を形成する炭素形成物質、膜形成バインダー、発泡剤および通常の助剤および添加剤を基材とする防炎コーティングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
膨張性コーティングともいわれる絶縁層を形成する防炎コーティングは、それらが火災の際に適当な熱の作用により発泡する点、および上記の防炎コーティングの発泡の結果として鋼鉄製構造物、天井、壁、ケーブル、パイプ等への熱の伝導を防止するかまたは少なくとも遅らせる点で優れている。
【０００３】
米国特許第4,965,296 A1号明細書には、難燃性コーティング材料および導電性材料からなる難燃性材料が記載されている。この難燃性コーティング材料は、泡形成および炭素形成物質、ガス生成化合物、膜形成バインダーおよび対応する溶媒からなる。場合によっては、その他の通常の成分が存在してもよい。
米国特許第4,879,320 号明細書には、類似した難燃性組成物が記載されているが、これにはセラミック繊維質材料が導電性材料の代わりに添加されている。
【０００４】
米国特許第5,225,464 号明細書には、リン酸、メラミンおよびモノアンモニウムホスフェートの反応生成物を基材とする水性膨張性調製物が記載されており、この調製物は、ペンタエリトリトール、塩素化炭化水素およびその他の化合物、特にポリ酢酸ビニルとともに、改善された膨張性コーティング材料を与えると言われている。
【０００５】
"Fire Retardants Formulations Handbook" （著者：Vijay Mohan Bhatnagar, 1972 ）には、多数の膨張性調製物が記載されている。
ドイツ特許出願公開第42 18 184 A1号明細書には、a)成分b)の存在下に水に溶解性および／または分散性であり、そしてウレタン基およびブロックイソシアネート基を有する少なくとも一種のNCO プレポリマーおよびb)少なくとも２つの第一および／または第二アミノ基を有する少なくとも一種の（環状）脂肪族ポリアミンを含有するポリアミン成分の組み合わせの水性溶液および／または分散液からなる水性バインダー混合物が記載されている。
【０００６】
ドイツ特許第43 43 668 号明細書には、少なくとも
４〜25重量％の膜形成バインダー、
10〜４重量％のアンモニウムポリホスフェート、
８〜40重量％の熱の作用下に炭化する少なくとも一種の物質、
６〜25重量％の発泡剤
０〜５重量％の分散剤、
０〜25重量％のフィラー
を含有する膨張性の難燃性コーティング材料が記載されている。
【０００７】
上記の防炎コーティングの欠点は、一般にそれらがハロゲンを含有しているかまたは用途が十分に広くない点にある。
特に発泡剤としてメラミンを含有する調製物の場合には、これらの組み合わせが、昇温下および高い大気湿度、例えば熱帯性条件下において、比較的大量のアンモニア(NH₃) を放出することが見出された。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、絶縁層を形成し、そして例えば熱帯地方のような気候条件を考慮に入れた際に、高い大気湿度および昇温下においても、ほんの少量のNH₃ しか放出しない防炎コーティングを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題は、絶縁層を形成する冒頭に記載した種類の防炎コーティングであって、発泡剤としてメラミン塩および／またはグアニジン塩および／またはマイクロカプセル化メラミンを含有するコーティングによって解決される。
メラミン塩は、好ましくはメラミンホスフェート、メラミンシアヌレート、メラミンボレートおよびメラミンシリケートであり、そしてグアニジン塩は、好ましくはグアニジンホスフェートである。
【００１０】
上記したように、マイクロカプセル化メラミンも本発明では好適である。
絶縁層を形成する防炎コーティングは、好ましくは
５〜30重量部の膜形成バインダー、
15〜50重量部の発泡層形成物質、
５〜25重量部の炭素形成物質、
５〜50重量部のメラミン塩および／またはグアニジン塩および
10〜50重量部の通常の助剤および添加剤
を含有する。
【００１１】
絶縁層を形成する防炎コーティングは、特に好ましくは
10〜20重量部の膜形成バインダー、
25〜40重量部の発泡層形成物質、
７〜15重量部の炭素形成物質、
７〜40重量部のメラミン塩および／またはグアニジン塩および
20〜40重量部の通常の助剤および添加剤
を含有する。
【００１２】
絶縁層を形成する防炎コーティングは、好ましくは膜形成バインダーとして、酢酸ビニルを基材とするホモポリマー、
酢酸ビニル、エチレンおよび塩化ビニルを基材とするコポリマー、
酢酸ビニルおよび長鎖分岐状カルボン酸のビニルエステルを基材とするコポリマー、
酢酸ビニルおよびジ-n- ブチルマレエートを基材とするコポリマー、
酢酸ビニルおよびアクリルエステルを基材とするコポリマー、
スチレンおよびアクリルエステルを基材とするコポリマーおよび／またはアクリルエステルを基材とするコポリマー、
ビニルトルエン／アクリレートコポリマー、
スチレン／アクリレートポリマーを含有する。
【００１３】
絶縁層を形成する防炎コーティングは、好ましくは泡形成物質として、リン酸および／またはポリリン酸のアンモニウム塩を含有する。
絶縁層を形成する防炎コーティングは、好ましくは炭素形成物質として炭水化物を含有する。
好ましく使用される炭水化物は、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、トリペンタエリトリトールおよび／またはペンタエリトリトールの重縮合物である。
【００１４】
絶縁層を形成する防炎コーティングは、好ましくは助剤および添加剤として、ガラス繊維、鉱物質繊維、カオリン、タルク、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、沈降シリカ、シリケートおよび／または粉末化セルロースを含有する。
本発明による絶縁層を形成する防炎コーティングは、好ましくはハロゲンを含まない。
【００１５】
本発明による絶縁層を形成する防炎コーティングは、高い（大気）湿度（100 ％までの相対湿度）および昇温下（約75℃）での貯蔵において550ppm未満のNH₃ しか放出しない。
本発明による防炎コーティング（膨張性コーティング）は、異なる表面、好ましくは鋼鉄、木材、電気ケーブルおよびパイプを保護するために、刷毛塗り、噴霧またはロール掛けのできるコーティング材料の形態で使用される。
【００１６】
【実施例】
以下の実施例で、膨張性コーティングを製造し、そして標準の鋼鉄製シートに塗布し、そしてその効果を測定した。絶縁力は、DIN 4102, Part 8 (1986) に従って試験した。絶縁力の試験の前に、コンディショニングキャビネット中で40℃および95％大気湿度で４週間コーティングした標準の鋼鉄製シートを保存することによって耐水性を試験した。
【００１７】
以下の生成物を例で使用する。
Pliolite（登録商標）（固形）（Goodyear/France ）
これは、ビニルトルエン／アクリレートコポリマーを基材とするニュートニック(newtonic)の熱可塑性樹脂である。
Hostaflam AP 462（登録商標）（Clariant GmbH, Frankfurt am Main）
これは、Hostaflam AP 422を基材とするマイクロカプセル化されたアンモニウムポリホスフェートであり、これはヨーロッパ特許出願公告第B-0 180 795 号明細書の方法により製造され、そして硬化したメラミン／ホルムアルデヒド樹脂からなる約10重量％のカプセル材料を含有する。
【００１８】
Hostaflam AP 422（登録商標）（Hoechst AG, Frankfurt am Main ）は、式(NH₄PO₃)（式中、n は20〜1000、特に500 〜1000である）で表わされる自由流動性の粉末状の水溶性の乏しいアンモニウムポリホスフェートである。45μｍよりも小さい粒度を有する粒子の画分は、99％よりも多い。
例１（比較）
以下の物質を連続して混合し、次いで試験するシートに適当に塗布した：
38重量部のHostaflam AP 462（登録商標）、
10重量部のPliolite（登録商標）（固形）、
８重量部のメラミン、
８重量部のジペンタエリトリトール、
８重量部の二酸化チタン、
100 重量部までの増粘剤、可塑剤、溶媒。
【００１９】
DIN 4102に従ったコーティングされたシートの火炎試験では火炎分類F 30に分類された。コンディショニングキャビネットでの貯蔵後では、火炎分類は同様にF 30であった。
例２（本発明）
以下の物質を連続して混合し、次いで試験するシートに適当に塗布した：
38重量部のHostaflam AP 462（登録商標）、
10重量部のPliolite（登録商標）（固形）、
22重量部のメラミンホスフェート、
８重量部のジペンタエリトリトール、
８重量部の二酸化チタン、
100 重量部までの増粘剤、可塑剤、溶媒。
例３（本発明）
以下の物質を連続して混合し、次いで試験するシートに適当に塗布した：
38重量部のHostaflam AP 462（登録商標）、
10重量部のPliolite（登録商標）（固形）、
16重量部のメラミンシアヌレート、
８重量部のジペンタエリトリトール、
８重量部の二酸化チタン、
100 重量部までの増粘剤、可塑剤、溶媒。
例４（本発明）
以下の物質を連続して混合し、次いで試験するシートに適当に塗布した：
38重量部のHostaflam AP 462（登録商標）、
10重量部のPliolite（登録商標）（固形）、
12重量部のメラミンボレート、
８重量部のジペンタエリトリトール、
８重量部の二酸化チタン、
100 重量部までの増粘剤、可塑剤、溶媒。
例５（本発明）
以下の物質を連続して混合し、次いで試験するシートに適当に塗布した：
38重量部のHostaflam AP 462（登録商標）、
10重量部のPliolite（登録商標）（固形）、
21重量部のメラミンシリケート、
８重量部のジペンタエリトリトール、
８重量部の二酸化チタン、
100 重量部までの増粘剤、可塑剤、溶媒。
例６（本発明）
以下の物質を連続して混合し、次いで試験するシートに適当に塗布した：
38重量部のHostaflam AP 462（登録商標）、
10重量部のPliolite（登録商標）（固形）、
10重量部のグアニジンホスフェート、
８重量部のジペンタエリトリトール、
８重量部の二酸化チタン、
100 重量部までの増粘剤、可塑剤、溶媒。
例７（本発明）
以下の物質を連続して混合し、次いで試験するシートに適当に塗布した：
27重量部のHostaflam AP 422（登録商標）、
20重量部のMowilith DM 510 （登録商標）、
39重量部のメラミンホスフェート、
13重量部のジペンタエリトリトール、
５重量部の二酸化チタン、
20重量部の増粘剤、可塑剤、水。
例８（本発明）
以下の物質を連続して混合し、次いで試験するシートに適当に塗布した：
27重量部のHostaflam AP 422（登録商標）、
20重量部のMowilith DM 510 （登録商標）、
18重量部のマイクロカプセル化したメラミン、
13重量部のジペンタエリトリトール、
８重量部の二酸化チタン、
100 重量部までの増粘剤、可塑剤、溶媒。
例９（本発明）
以下の物質を連続して混合し、次いで試験するシートに適当に塗布した：
38重量部のHostaflam AP 462（登録商標）、
10重量部のPliolite（登録商標）（固形）、
８重量部のマイクロカプセル化したメラミン、
８重量部のジペンタエリトリトール、
８重量部の二酸化チタン、
100 重量部までの増粘剤、可塑剤、溶媒。
例２〜９の試験した全てのシートは火炎分類F 30を達成した。
NH₃ 放出の測定
NH₃ 放出を測定するために、乾燥したサンプルシートを閉じたガラス系に配置する。これは500mL のガラスボトルおよび２つのタップを有するガラスカバーからなる。大気湿度（約100 ％の相対湿度）をシュミレートするために、10mLのタップウォーターを含有するガラストレーがガラス系の中に存在する。このガラス系を、一方のタップを閉じて75℃で強制通風(forced-draught)乾燥オーブン中に配置する。第二のタップは、乾燥オーブン中で10分後に同様に閉じる。それから乾燥オーブン中のボトルの滞留時間は120 分である。その後、乾燥オーブンからボトルを取り除き、そして一方のタップにアダプターを用いてドレガー(Draeger) チューブを取り付ける。第二のタップに、１時間あたり5Lの速度で窒素を供給する。このボトルを30分間流し、そして放出されたアンモニアの量をドレガーチューブで直接読む。
【００２０】
上記の測定の結果を図１に示す。ここから本発明の絶縁層を形成する例２〜７の防炎コーティングが、従来技術による防炎コーティング（例１）よりもはるかに少ない量（約８〜20倍少ない）のNH₃ しか放出しないことが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は例１〜９のアンモニア放出量を示す図である。

Claims (4)

1. 絶縁層を形成し、そして火災の際に発泡層を形成する炭素形成物質、膜形成バインダー、発泡剤および通常の助剤および添加剤を基材とする防炎コーティングにおいて、上記コーティングが、発泡剤としてメラミン塩および／またはグアニジン塩および／またはマイクロカプセル化メラミンを含有し、そしてこのメラミン塩が、メラミンホスフェート、メラミンシアヌレート、メラミンボレートおよびメラミンシリケートであり、そしてグアニジン塩が、グアニジンホスフェートであり、そして、絶縁層を形成する防炎コーティングが、
   ５〜３０重量部の膜形成バインダー、
   １５〜５０重量部のリン酸およびポリリン酸のアンモニウム塩から選択される発泡層形成物質、
   ５〜２５重量部の炭水化物、
   ５〜５０重量部のメラミン塩および／またはグアニジン塩および
   １０〜５０重量部のガラス繊維、鉱物質繊維、カオリン、タルク、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、沈降シリカ、シリケートおよび粉末化セルロースから選択される助剤および添加剤
   を含有し、
   そして酢酸ビニルを基材とするホモポリマー、
   酢酸ビニル、エチレンおよび塩化ビニルを基材とするコポリマー、
   酢酸ビニルおよび長鎖分岐状カルボン酸のビニルエステルを基材とするコポリマー、
   酢酸ビニルおよびジ−ｎ−ブチルマレエートを基材とするコポリマー、
   酢酸ビニルおよびアクリルエステルを基材とするコポリマー、
   スチレンおよびアクリルエステルを基材とするコポリマー、
   アクリルエステルを基材とするコポリマー、
   ビニルトルエン／アクリレートコポリマー、
   ならびに
   スチレン／アクリレートポリマー、
   から選択される膜形成バインダー、
   を含有する上記コーティング。
2. １０〜２０重量部の膜形成バインダー、
   ２５〜４０重量部の発泡層形成物質、
   ７〜１５重量部の炭水化物、
   ７〜４０重量部のメラミン塩および／またはグアニジン塩および
   ２０〜４０重量部の助剤および添加剤
   を含有する、
   そして、当該コーティングが、１００％までの相対湿度の高湿度および昇温（約７５℃）下での貯蔵において５５０ｐｐｍ未満のＮＨ _３ しか放出しない、請求項１に記載の絶縁層を形成する防炎コーティング。
3. 使用される炭水化物が、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、トリペンタエリトリトールおよび／またはペンタエリトリトールの重縮合物である請求項１または２に記載の絶縁層を形成する防炎コーティング。
4. ハロゲンを含有しない請求項１〜３のいずれか一つに記載の絶縁層を形成する防炎コーティング。

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