JP7088657B2 - 熱膨張性耐火性シート - Google Patents
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Description
項1.熱可塑性樹脂及び膨張開始温度が180℃未満の熱膨張性黒鉛を含有する耐火性樹脂組成物。
項2.前記熱可塑性樹脂100質量部に対し、前記熱膨張性黒鉛を10~350質量部を含有する項1に記載の耐火性樹脂組成物。
項3.前記熱可塑性樹脂がポリ塩化ビニル系樹脂である項1又は2に記載の耐火性樹脂組成物。
項4.前記熱可塑性樹脂が酢酸ビニル-塩化ビニル系樹脂を含有する項1~3のいずれか一項に記載の耐火性樹脂組成物。
項5.前記熱可塑性樹脂100質量部に対して、40~120質量部の可塑剤を含有する項1~4のいずれか一項に記載の耐火性樹脂組成物。
項6.前記熱可塑性樹脂100質量部に対して、30~400質量部の無機充填剤をさらに含む項1~5のいずれか一項に記載の耐火性樹脂組成物。
項7.0.05質量%以下の有機溶剤を含有する項1~6のいずれか一項に記載の耐火性樹脂組成物。
項8.項1~7のいずれか一項に記載の耐火性樹脂組成物を塗工して塗工物を形成する工程と、
前記塗工物をゲル化させるか、または前記塗工物を冷却により固化させる工程と、を含む熱膨張性耐火性シートの製造方法。
項9.前記塗工を複数回行い、前記塗工物を重ねてシート形状にする項8に記載の製造方法。
また、ポリ塩化ビニル系のペースト樹脂には、必要に応じて、酢酸ビニルと塩化ビニルのコポリマーを添加することが好ましい。ポリ塩化ビニル系のペースト樹脂に酢酸ビニルと塩化ビニルのコポリマーを添加することにより、ゲル化温度を低下させることができ、成型加工時における熱膨張性黒鉛への悪影響を低減することができる。このような塩化ビニルと酢酸ビニルとを単量体として含む樹脂は「酢酸ビニル-塩化ビニル系樹脂」とも称される。
なお、熱膨張性黒鉛の膨張開始温度は、温度調整機能及び法線方向の力を計測する装置にて、熱膨張性黒鉛または熱膨張性シートを一定温度で昇温させ、法線方向の力が立ち上がる温度を計測することにより測定可能である。例えば、レオメーター(TAインスツルメント社 Discovery HR-2)を用い、上記測定は可能である。
フタル酸誘導体(特にはフタル酸エステル)としては、ビス(2-エチルヘキシル)フタレート、ジイソノニルフタレート、ジイソデシルフタレート、ジトリデシルフタレート、高級アルコールの混合フタル酸エステル等が挙げられる。
トリメリット酸誘導体(特にはトリメリット酸エステル)としては、トリス(2-エチルヘキシル)トリメリテート、トリ(n-オクチル)トリメリテート、トリイソオクチルトリメリテート等が挙げられる。
アジピン酸誘導体(特にはアジピン酸エステル)としては、ビス(2-エチルヘキシル)アジペート、ジイソノニルアジペート、ジイソデシルアジペート、高級アルコールの混合アジピン酸エステル等が挙げられる。
アゼライン酸誘導体(特にはアゼライン酸エステル)としては、ビス(2-エチルヘキシル)アゼレート、ジイソオクチルアゼレート、ジ-(n-ヘキシル)アゼレート等が挙げられる。
セバシン酸誘導体(特にはセバシン酸エステル)としては、ビス(2-エチルヘキシル)セバケート、ジイソオクチルセバケート等が挙げられる。
スルホン酸誘導体(特にはスルホン酸エステル)としては、フェノール系アルキルスルホン酸エステル等が挙げられる。
エポキシ誘導体(特にはエポキシ化エステル)としては、エポキシ化大豆油、エポキシ化あまに油等が挙げられる。
これらの可塑剤の中でも、移行性、抽出性、ブリード性等の面から高分子量の可塑剤が好ましい。なお、可塑剤は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
このような有機溶剤は、熱可塑性樹脂の種類により選定されるが、具体的には、例えばポリ塩化ビニル樹脂の場合、テトラヒドロフラン(THF、発火点:321℃)、メチルエチルケトン(MEK、発火点:404℃),シクロヘキサノン(発火点:420℃)、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF、発火点:445℃)、エチルカルビトール(発火点:204℃)、ブチルカルビトール(発火点:223℃)、アセトン(発火点:465℃)、トルエン(発火点:480℃)、メタノール(発火点:464℃)、ブチルカルビトールアセテート(発火点:290℃)等が挙げられる。
有機溶剤は、熱膨張性耐火性シートの製造中に加熱乾燥、真空乾燥、蒸発等により耐火性樹脂組成物からの蒸発により除去されることが好ましい。耐火性樹脂組成物が有機溶剤を含む場合も、環境の点から有機溶剤の量は少ない方が好ましく、耐火性樹脂組成物中、各有機溶媒の含有量がぞれぞれ0.01質量%以下であることが好ましく、耐火性樹脂組成物中、各有機溶媒の合計の含有量が0.01質量%以下であることがより好ましい。また、かかる耐火性樹脂組成物から形成された熱膨張性耐火性シート中の各有機溶剤の含有量も、それぞれ0.01質量%以下であることが好ましく、各有機溶媒の合計の含有量が0.01質量%以下であることがより好ましい。
また、有機溶剤としては、その発火点が熱膨張性黒鉛の膨張開始温度以上であることが好ましい。発火点が熱膨張性黒鉛の膨張開始温度以上である有機溶剤を用いることにより、膨張後に発火点を迎えることで、他部分への引火延焼リスクを低減することが可能である。
ポリ塩化ビニル系樹脂、可塑剤、熱膨張性黒鉛、リン化合物、及び熱安定剤を表1に示す配合(質量部)で混合し、厚さ1.5mmとなる様に塗工し、130℃にてゲル化させ、実施例1の熱膨張性耐火性シートを製造した。各成分として以下のものを使用した。
塩化ビニル樹脂 ポリ塩化ビニル樹脂 平均重合度1,650 東ソー株式会社製、リューロンペースト772A(商品名)
可塑剤 フタル酸ジオクチル 新日本理化株式会社製、サンソサイザーDOP(商品名)
熱膨張性黒鉛 株式会社ADT製 ADT501(商品名)
リン化合物 ポリリン酸アンモニウム系化合物 CBC株式会社製 テラージュC-70(商品名)
熱安定剤 Ca-Zn複合安定剤 水沢化学工業株式会社製 NT-231
表1に記載の組成に変更した以外は、実施例1と同様の方法で熱膨張性耐火性シートを製造した。なお、酢酸ビニル-ポリ塩化ビニルコポリマーとしては、PCH-843(株式会社カネカ製)を使用した。また、膨張開始温度が160℃の熱膨張性黒鉛としては、富士黒鉛工業株式会社製のEXP50S160(商品名)を使用した。
熱膨張性耐火シートを構成する耐火性樹脂組成物の組成を表1に記載の組成に変更するとともに、有機溶剤としてブチルカルビトールを500ppm添加した以外は、実施例1と同様の方法で熱膨張性耐火性シートを製造した。
実施例1の熱膨張性黒鉛の代わりに、膨張開始温度が180℃、平均粒径が180μmの三洋貿易株式会社製のSYZR802(商品名)を用い、比較例1の熱膨張性耐火性シートを製造した。
サンプル中の残溶剤を特定するため、以下の条件に従い、熱脱着GC/MSで測定した。
<熱脱着GC/MS測定条件>
熱脱着装置:TurboMatrix 650(パーキンエルマー)
サンプル量:(1)約10mg (2)シート約30mg 精秤
加熱:150℃、5分(20mL/分)
二次脱着:350℃、40分
スプリット:入口20mL/分 出口20mL/分 注入量3.5%
GC/MS装置:JMS Q1000GC(日本電子)
カラム:EQUITY-1(無極性)0.32mm×60m×0.25μm
GC昇温:40℃(4分)→10℃/分→100℃(10分)→40℃/分→300℃(2分)
He流量:1.5mL/分
イオン化電圧:70eV
MS測定範囲:29~600amu(scan 500ms)
MS温度:イオン源;230℃,インターフェイス;250℃
<GC/MS測定条件>
装置:JMS-Q1500(日本電子)
GCカラム:SLBTM-5ms(微極性)0.25mm×30m×0.25μm
注入口温度:300℃
注入量:1μL
GC昇温:40℃(4分)→10℃/分→300℃(0分)
He流量:1.0 ml/分スプリット比1:50
MS測定範囲:29~600
イオン化電圧:70eV
MS温度:イオン源;230℃,インターフェイス;250℃
得られた測定データと検量線により、有機溶剤量を測定した。
実施例1~12及び比較例1の熱膨張性耐火性シートを200℃で30分間加熱し、厚みの変化(体積膨張率)を測定した。結果を表1に示す。
Claims (6)
- 熱可塑性樹脂、膨張開始温度が180℃未満の熱膨張性黒鉛、可塑剤、リン化合物及び無機充填剤を含有し、前記熱可塑性樹脂がポリ塩化ビニル系ペースト樹脂を含み、
前記ポリ塩化ビニル系ペースト樹脂100質量部に対し、前記熱膨張性黒鉛を10~350質量部、前記可塑剤を10~120質量部、前記無機充填材を30~400質量部の割合で含有し、
前記リン化合物と前記熱膨張性黒鉛の合計量が、前記ポリ塩化ビニル系ペースト樹脂100質量部に対し20~200質量部であることを特徴とする塗工用の耐火性樹脂組成物。 - 前記熱可塑性樹脂が酢酸ビニル-塩化ビニル系樹脂を含有する請求項1に記載の耐火性樹脂組成物。
- 前記熱可塑性樹脂100質量部に対して、40~120質量部の可塑剤を含有する請求項1又は2に記載の耐火性樹脂組成物。
- 0.05質量%以下の有機溶剤を含有する請求項1~3のいずれか一項に記載の耐火性樹脂組成物。
- 請求項1~4のいずれか一項に記載の耐火性樹脂組成物を塗工して塗工物を形成する工程と、
前記塗工物をゲル化させるか、または前記塗工物を冷却により固化させる工程と、を含む熱膨張性耐火性シートの製造方法。 - 前記塗工を複数回行い、前記塗工物を重ねてシート形状にする請求項5に記載の製造方法。
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