JP7075986B2 - 被覆材 - Google Patents
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Description
1.被膜が温度上昇によって炭化断熱層を形成する被覆材であり、
前記被覆材は、被膜形成成分(A)及び粉体成分(B)を含み、粘度が3~70Pa・s、加熱残分が70~98重量%であり、
前記被膜形成成分(A)は、ポリオール成分(a1)、及びポリイソシアネート成分(a2)を含み、
前記ポリオール成分(a1)は、分子量が1000以上のポリエーテルポリオール(ただし、水系リン含有ポリエーテルエステル系難燃剤エマルションを除く)を含み、
前記粉体成分(B)として、発泡剤(b1)、及び炭化剤(b2)を含み、
前記発泡剤(b1)は、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、チオ尿素から選ばれる1種又は2種以上であり、
前記炭化剤(b2)は、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、カゼインから選ばれる1種又は2種以上であり、
前記被膜形成成分(A)の固形分100重量部に対して、前記発泡剤(b1)を10~200重量部、前記炭化剤(b2)を10~200重量部含むことを特徴とする被覆材。
2.前記粉体成分(B)として、繊維(b6)を含むことを特徴とする1.に記載の被覆材。
3.前記繊維(b6)は、有機質繊維、無機繊維から選ばれる1種又は2種以上であり、
前記有機質繊維は、アクリル繊維、アセテート繊維、アラミド繊維、銅アンモニア繊維(キュプラ)、ナイロン繊維、ノボロイド繊維、パルプ繊維、ビスコースレーヨン、ビニリデン繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリクラール繊維、ボリノジック繊維、ポリプロピレン繊維、セルロース繊維から選ばれる1種又は2種以上であり、
前記無機繊維は、炭素繊維、ロックウール繊維、ガラス繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカ-アルミナ繊維、スラグウール繊維、セラミックファイバー、カーボン繊維、炭化珪素繊維から選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする2.に記載の被覆材。
4.前記被膜形成成分(A)の固形分100重量部に対して、前記繊維(b6)を0.5~30重量部含むことを特徴とする2.または3.に記載の被覆材。
本発明の被覆材は、被膜形成成分(A)及び粉体成分(B)を含み、その被膜が火災等の温度上昇(加熱)により炭化断熱層を形成するものである。本発明では、被覆材の粘度が、3~70Pa・s(好ましくは5~60Pa・s、より好ましくは7~50Pa・s、さらに好ましくは10~40Pa・s)であることを特徴とする。被覆材の粘度が、上記下限値未満では、タレを生じたり、所望の膜厚を得るには過度の塗り重ね等が必要となり、手間がかかる。また、上記上限値を超えると、塗装作業性が低下し、その結果均一な被膜が形成されず、耐熱保護性が十分に得られない場合がある。なお、被覆材の粘度は、被覆材調製後(2液型の場合は、主剤と硬化剤を混合後)、直ちに温度23℃において、BH型粘度計で測定した20rpmにおける粘度(5回転目の指針値)である。
本発明の被膜形成方法は、基材に対し、上記被覆材を塗付して被膜を形成するものであり、上記被覆材は、建築物・土木構築物等の構造物の表面被覆に適用する発泡性耐火被覆材として好適なものである。具体的に、基材としては、壁、柱、床、梁、屋根、階段、天井、戸等の各種基材に施工することができる。適用可能な基材としては、例えば、コンクリート、モルタル、サイディングボード、押出成形板、石膏ボード、パーライト板、煉瓦、プラスチック、木材、金属、鉄骨(鋼材)、ガラス、磁器タイル等が挙げられる。これら基材は、その表面に、既に被膜が形成されたもの、何らかの下地処理(防錆処理、難燃処理等)が施されたもの、壁紙が貼り付けられたもの等であってもよい。
表1に示す配合に従い、被覆材1~17を作製した。被膜形成成分(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ものである。
なお、被覆材の調製方法としては、(a1)成分、(b)成分~(g)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。
<被膜形成成分(A)>
・ポリオール成分(a1)
(a1-1):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の重合体、数平均分子量10000、官能基数3、水酸基価17mgKOH/g、末端エチレンオキサイド付加)
(a1-2):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)
(a1-3)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の重合体、数平均分子量6000、官能基数3、水酸基価28mgKOH/g、末端エチレンオキサイド付加)
(a1-4):ポリエーテルポリオール(プロピレングリコール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の重合体、数平均分子量5100、官能基数3、水酸基価33mgKOH/g、末端エチレンオキサイド付加)
(a1-5):ポリエーテルポリオール(グリセリンを開始剤としたプロピレンオキサイドとの重合体、数平均分子量4000、官能基数3、水酸基価43mgKOH/g、末端プロピレンオキサイド付加)
(a1-6):ポリエーテルポリオール(グリセリンを開始剤としたプロピレンオキサイドとの重合体、数平均分子量700、官能基数3、水酸基価225mgKOH/g、末端プロピレンオキサイド付加)
・ポリイソシアネート成分(a2)
(a2-1)ビウレット型ヘキサメチレンジイソシアネート(NCO含有量23.5%)
・発泡剤(b1):メラミン
・炭化剤(b2):ペンタエリスリトール
・難燃剤(b3):ポリリン酸アンモニウム
・充填剤(b4):酸化チタン
・金属水和物(b5):水酸化アルミニウム(平均粒子径1μm)
・繊維(b6):ロックウール繊維(平均繊維長125μm、平均繊維径4.5μm)
・高沸点化合物(c1):フタル酸ジイソノニル(沸点420℃)
・高沸点化合物(c2):アジピン酸ジイソノニル(沸点227℃)
・高沸点化合物(c3):フタル酸ジ-2-エチルヘキシル(沸点386℃)
・高沸点化合物(c4):フタル酸ジイソデシル(沸点420℃)
・高沸点化合物(c5): フタル酸ジウンデシル(沸点523℃)
・高沸点化合物(c6):フタル酸ジブチル(沸点340℃)
・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)
各被覆材1~17について、以下の評価を実施した。結果は、表2に示す。
<塗装性評価>
基材(鋼板1200mm×300mm×厚さ9mm)の全面に、被覆材をローラー(中毛ローラー)、またはスプレーで塗り付け量3.0kg/m2で塗付したときの被覆材の塗装作業性を評価した。
評価基準は、塗装作業性が良好であり、タレ等を生じず均一な被膜が形成可能なものを「A」、塗装作業性が不十分であり、タレ等を生じ均一な被膜が形成できないものを「D」とする4段階評価(優:A>B>C>D:劣)とした。
予めさび止め塗装した鋼板(縦150mm×横70mm×厚さ1.6mm)の全面に被覆材をフィルムアプリケーターにてwet膜厚2mmで塗付し、常温(25℃)で24時間、その後50℃で24時間養生させて、乾燥膜厚を測定し、膜厚の変化を確認した。評価基準は以下の通りである。
A:膜厚減少率が15%未満
B:膜厚減少率が15%以上30%未満
C:膜厚減少率が30%以上45%未満
D:膜厚減少率が45%以上
<密着性評価>
上記試験体[I]の被膜を金属性スパチュラによるピーリングで評価し、容易に剥がせないものを「A」とし、容易に剥がせるものを「D」とする4段階評価(優:A>B>C>D:劣)とした。
ISO 5660-1 コーンカロリーメーター法に基づき、電気ヒーター(CONEIII、株式会社東洋精機製)を用いて、試験体[I]表面に50kW/m2の輻射熱を15分間放射したときの発泡倍率、及び鋼板裏面温度を測定した。各評価基準は以下の通りである。また、結果は表1に示す。
(発泡性)
AA:発泡倍率35倍超
A:発泡倍率25倍超35倍以下
B:発泡倍率20倍超25倍以下
C:発泡倍率15倍超20倍以下
D:発泡倍率15倍以下
(裏面温度)
AA:430℃未満
A:430℃以上470℃未満
B:470℃以上500℃未満
C:500℃以上550℃未満
D:550℃以上
(緻密性)
発泡倍率を測定した試験体を切断し、その断面における炭化断熱層の緻密性を目視にて確認した。評価基準は、緻密性が高いものを「A」、緻密性が低いものを「D」とする4段階評価(優:A>B>C>D:劣)とした。
表2に示すポリオール組成物18~20と、上記(a2)成分を、それぞれポリオール成分とポリイソシアネート成分のNCO/OH当量比が1.2となるように混合し、被覆材18~20を得た。
さらに、被覆材2、被覆材18~20について、以下の評価を実施した。
<厚膜化評価2>
厚膜化評価1において、被覆材をwet膜厚3mmで塗付した以外は、同様の方法で評価を行った。結果は表2に示す。
<厚膜化評価3>
厚膜化評価2において、形成した被膜の状態を目視にて確認した。評価基準は、均一な被膜を形成したものを「A」、被膜にひび割れが生じたものを「D」とする4段階評価(優:A>B>C>D:劣)とした。結果は表2に示す。
<密着性評価>
上記と同様の方法で試験体[I]を作製し、評価を行った。結果は表2に示す。
ISO 5660-1 コーンカロリーメーター法に基づき、電気ヒーター(CONEIII、株式会社東洋精機製)を用いて、試験体[I]表面に50kW/m2の輻射熱を30分間放射したときの発泡倍率、及び鋼板裏面温度を測定した。各評価基準は、上記耐熱性評価1と同様である。また、結果は表2に示す。
Claims (4)
- 被膜が温度上昇によって炭化断熱層を形成する被覆材であり、
前記被覆材は、被膜形成成分(A)及び粉体成分(B)を含み、粘度が3~70Pa・s、加熱残分が70~98重量%であり、
前記被膜形成成分(A)は、ポリオール成分(a1)、及びポリイソシアネート成分(a2)を含み、
前記ポリオール成分(a1)は、分子量が1000以上のポリエーテルポリオール(ただし、水系リン含有ポリエーテルエステル系難燃剤エマルションを除く)を含み、
前記粉体成分(B)として、発泡剤(b1)、及び炭化剤(b2)を含み、
前記発泡剤(b1)は、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、チオ尿素から選ばれる1種又は2種以上であり、
前記炭化剤(b2)は、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、カゼインから選ばれる1種又は2種以上であり、
前記被膜形成成分(A)の固形分100重量部に対して、前記発泡剤(b1)を10~200重量部、前記炭化剤(b2)を10~200重量部含むことを特徴とする被覆材。 - 前記粉体成分(B)として、繊維(b6)を含むことを特徴とする請求項1に記載の被覆材。
- 前記繊維(b6)は、有機質繊維、無機繊維から選ばれる1種又は2種以上であり、
前記有機質繊維は、アクリル繊維、アセテート繊維、アラミド繊維、銅アンモニア繊維(キュプラ)、ナイロン繊維、ノボロイド繊維、パルプ繊維、ビスコースレーヨン、ビニリデン繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリクラール繊維、ボリノジック繊維、ポリプロピレン繊維、セルロース繊維から選ばれる1種又は2種以上であり、
前記無機繊維は、炭素繊維、ロックウール繊維、ガラス繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカ-アルミナ繊維、スラグウール繊維、セラミックファイバー、カーボン繊維、炭化珪素繊維から選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする請求項2に記載の被覆材。 - 前記被膜形成成分(A)の固形分100重量部に対して、前記繊維(b6)を0.5~30重量部含むことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の被覆材。
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