JP7221733B2 - refractory material - Google Patents
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Description
本発明は、建築物、乗り物などに使用される耐火材に関する。 The present invention relates to fireproof materials used in buildings, vehicles and the like.
建築物、各種乗り物などの構造物の耐火性を確保するために耐火材が広く使用される。耐火材は、樹脂などのマトリックス成分と、マトリックス成分に配合された熱膨張性黒鉛とを含有する樹脂組成物を成形したものが知られている。例えば、特許文献1では、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、リン化合物、及び熱膨張性黒鉛を含有する耐火性樹脂組成物からなる耐火材が開示されている。このような耐火材は、加熱されると熱膨張性黒鉛が膨張して断熱層を形成することで耐火性を確保している。 Refractory materials are widely used to ensure the fire resistance of structures such as buildings and various vehicles. A known refractory material is obtained by molding a resin composition containing a matrix component such as a resin and thermally expandable graphite blended in the matrix component. For example, Patent Literature 1 discloses a fire-resistant material made of a fire-resistant resin composition containing a thermosetting resin such as an epoxy resin, a phosphorus compound, and thermally expandable graphite. In such a refractory material, heat-expandable graphite expands when heated to form a heat-insulating layer, thereby ensuring fire resistance.
一般的に、耐火材は、火災を想定して例えば500℃以上の高温下における膨張倍率、及び形状保持安定性を高くして、耐火性能を確保することが試みられている。しかし、耐火材は、高温下における膨張倍率、及び形状保持安定性を高くしただけでは、優れた耐火性能を確保できないことがある。
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、より優れた耐火性能を有する耐火材を提供することを課題とする。
In general, assuming a fire, attempts have been made to increase the expansion ratio and shape retention stability of a refractory material at a high temperature of 500° C. or higher to ensure fire resistance. However, refractory materials may not be able to ensure excellent refractory performance simply by increasing the expansion ratio and shape retention stability at high temperatures.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a refractory material having more excellent fire resistance performance.
本発明者らは、検討の結果、従来の耐火材は、比較的低温において十分に膨張せず、膨張倍率、形状保持安定性が不足し、特に残渣の形状保持安定性が低いため、燃焼の初期段階における耐火性能が不十分であることを見出した。そして、さらに鋭意検討の結果、300℃で加熱したときの膨張倍率、及び形状保持力を一定値以上とすることで、耐火材の耐火性能をより優れたものにできることを見出し、以下の本発明を完成させた。すなわち、本発明は、以下の[1]~[8]を提供する。
[1]樹脂成分、及びエラストマー成分からなる群から選択される少なくとも1種であるマトリックス成分と、熱膨張性黒鉛と、リン化合物とを含む耐火性樹脂組成物からなる耐火材であって、
300℃で5分間加熱したときの膨張倍率が20倍以上で、かつ形状保持力が0.7N以上である耐火材。
[2]前記熱膨張性黒鉛が、300℃で10分間加熱したときの体積増加率が1.0ml/g/分以上である熱膨張性黒鉛を含む、上記[1]に記載の耐火材。
[3]500℃で5分加熱したときの膨張倍率が30倍以上で、かつ形状保持力が0.07N以上である上記[1]又は[2]に記載の耐火材。
[4]前記マトリックス成分がエポキシ樹脂である上記[1]~[3]のいずれか1項に記載の耐火材。
[5]前記リン化合物が、低級リン酸塩を含む、上記[1]~[4]のいずれかに記載の耐火材。
[6]前記リン化合物が亜リン酸塩を含む、上記[1]~[5]のいずれかに記載の耐火材。
[7]前記耐火性樹脂組成物が無機充填剤をさらに含む上記[1]~[6]のいずれかに記載の耐火材。
[8]上記[1]~[7]のいずれか1項に記載の耐火材を備える建具。
As a result of investigation, the present inventors found that conventional refractory materials do not expand sufficiently at relatively low temperatures, lack expansion ratio and shape retention stability, and especially because the shape retention stability of the residue is low. It was found that the fire resistance performance in the initial stage was insufficient. Further, as a result of further intensive studies, it was found that the fire resistance performance of the fire resistant material can be further improved by setting the expansion ratio and shape retention force when heated at 300 ° C. to a certain value or more, and the following present invention. completed. That is, the present invention provides the following [1] to [8].
[1] A fire-resistant material comprising a fire-resistant resin composition containing at least one matrix component selected from the group consisting of a resin component and an elastomer component, thermally expandable graphite, and a phosphorus compound,
A refractory material having an expansion ratio of 20 times or more when heated at 300° C. for 5 minutes and a shape retention force of 0.7 N or more.
[2] The refractory material according to [1] above, wherein the thermally expandable graphite has a volume increase rate of 1.0 ml/g/min or more when heated at 300°C for 10 minutes.
[3] The refractory material according to [1] or [2] above, which has an expansion ratio of 30 times or more when heated at 500° C. for 5 minutes and a shape retention force of 0.07 N or more.
[4] The fireproof material according to any one of [1] to [3] above, wherein the matrix component is an epoxy resin.
[5] The refractory material according to any one of [1] to [4] above, wherein the phosphorus compound contains a lower phosphate.
[6] The refractory material according to any one of [1] to [5] above, wherein the phosphorus compound contains a phosphite.
[7] The fire-resistant material according to any one of [1] to [6] above, wherein the fire-resistant resin composition further contains an inorganic filler.
[8] Fittings comprising the refractory material according to any one of [1] to [7] above.
本発明によれば、比較的低温下における膨張倍率及び形状保持力を一定値以上とすることで、より優れた耐火性能を有する耐火材を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the expansion ratio and shape retention force under a comparatively low temperature are made into more than a fixed value, and it can provide the fire-resistant material which has more excellent fire-resistant performance.
以下、本発明についてより詳細に説明する。
[耐火材]
本発明の耐火材は、マトリックス成分、熱膨張性黒鉛、及びリン化合物を含有する耐火性樹脂組成物からなる。本発明の耐火材は、300℃で5分間加熱したときの膨張倍率が20倍以上で、かつ形状保持力が0.7N以上となるものである。膨張倍率が20倍未満、又は形状保持力が0.7N未満となると、耐火材は燃焼の初期段階において耐火性を十分に発揮することができず、火災の発生、延焼などを十分に防止することができなくなるおそれがある。
The present invention will be described in more detail below.
[Refractory material]
The refractory material of the present invention comprises a refractory resin composition containing a matrix component, thermally expandable graphite, and a phosphorus compound. The refractory material of the present invention has an expansion ratio of 20 times or more and a shape retention force of 0.7 N or more when heated at 300° C. for 5 minutes. If the expansion ratio is less than 20 times or the shape retention force is less than 0.7 N, the refractory material cannot sufficiently exhibit fire resistance in the initial stage of combustion, and the occurrence and spread of fire can be sufficiently prevented. There is a risk that you will not be able to
本発明の耐火材は、300℃で5分間加熱したときの膨張倍率が25倍以上であることが好ましい。300℃での膨張倍率をより高くすると、燃焼の初期段階における耐火性能をさらに高くして、火災に対する耐火性をより向上させることができる。
300℃で5分間加熱したときの膨張倍率の上限は、特に限定されないが、低温加熱により得られた膨張残渣の機械強度などを優れたものとする観点から、好ましくは50倍である。
また、300℃で5分間加熱したときの形状保持力は、低温下における耐火性能を向上させるためには1.5N以上が好ましい。300℃で5分間加熱したときの形状保持力の上限は、特に限定されないが、実用的には10Nである。
The refractory material of the present invention preferably has an expansion ratio of 25 times or more when heated at 300° C. for 5 minutes. By increasing the expansion ratio at 300° C., the fire resistance in the initial stage of combustion can be further increased, and the fire resistance can be further improved.
The upper limit of the expansion ratio when heated at 300° C. for 5 minutes is not particularly limited, but it is preferably 50 times from the viewpoint of improving the mechanical strength of the expansion residue obtained by low-temperature heating.
Moreover, the shape retention force when heated at 300° C. for 5 minutes is preferably 1.5 N or more in order to improve the fire resistance performance at low temperatures. Although the upper limit of the shape retention force when heated at 300° C. for 5 minutes is not particularly limited, it is practically 10 N.
本発明の耐火材は、500℃で5分間加熱したときの膨張倍率が30倍以上で、かつ形状保持力が0.07N以上であることが好ましい。500℃で5分間加熱したときの膨張倍率及び形状保持力が上記下限値以上となると、低温から高温のいずれの温度域でも耐火性能が向上する。そのため、火災の初期段階のみならず、火災が比較的発展した後でも優れた耐火性能が維持されるので、より優れた防火特性を有することになる。
500℃で5分間加熱したときの膨張倍率の上限は、特に限定されないが、高温加熱により得られた膨張残渣の機械強度などを優れたものとする観点から、例えば80倍、好ましくは45倍である。
また、500℃で5分間加熱したときの形状保持力は、高温下における耐火性能をより向上させるためには0.1N以上が好ましい。500℃で5分間加熱したときの形状保持力の上限は、特に限定されないが、実用的には10Nである。
The refractory material of the present invention preferably has an expansion ratio of 30 times or more when heated at 500° C. for 5 minutes, and a shape retention force of 0.07 N or more. When the expansion ratio and shape retention force when heated at 500° C. for 5 minutes are equal to or higher than the above lower limits, the fire resistance is improved in any temperature range from low temperature to high temperature. As a result, excellent fire resistance is maintained not only in the early stage of fire but also after fire has developed relatively, resulting in better fire resistance.
The upper limit of the expansion ratio when heated at 500 ° C. for 5 minutes is not particularly limited, but from the viewpoint of improving the mechanical strength of the expansion residue obtained by high-temperature heating, it is, for example, 80 times, preferably 45 times. be.
Moreover, the shape retention force when heated at 500° C. for 5 minutes is preferably 0.1 N or more in order to further improve the fire resistance performance at high temperatures. Although the upper limit of the shape retention force when heated at 500° C. for 5 minutes is not particularly limited, it is practically 10 N.
本発明における膨張倍率は、耐火材を所定の厚さの試料に加工し、その試料を300℃又は500℃で加熱して得られた膨張残渣の厚さ測定し、加熱後の試料の厚さ/加熱前の試料の厚さにより求められる。形状保持力は、上記試料を同様に加熱して得られた膨張残渣の圧縮強さを測定することにより得られる。ここで、試料は、例えば厚さが2mmより大きい場合には、厚さ2mmに加工し、2mm以下である場合には、そのままの厚さ(2mm以下の厚さ)のものを試料として使用すればよい。なお、膨張倍率及び形状保持力の測定方法の詳細は、後述する実施例で示すとおりである。 The expansion ratio in the present invention is obtained by processing a refractory material into a sample of a predetermined thickness, heating the sample at 300 ° C. or 500 ° C., measuring the thickness of the expansion residue obtained, and measuring the thickness of the sample after heating. / It is obtained from the thickness of the sample before heating. The shape-retaining power is obtained by measuring the compressive strength of the expanded residue obtained by heating the above sample in the same manner. Here, for example, if the thickness of the sample is greater than 2 mm, it is processed to a thickness of 2 mm. Just do it. The details of the method for measuring the expansion ratio and the shape retention force are as shown in Examples described later.
本発明の耐火材は、耐水性が良好であることが好ましい。具体的には、耐火材を60℃の温水に10日間浸漬させた際の溶出率が5質量%未満となることが好ましく、1質量%未満となることがより好ましい。耐水性が良好であると、耐火材は、水に接触する環境下で使用された後であっても優れた耐火性能を発揮できる。
耐火材は、耐水性を良好とするためには、リン化合物として後述する低級リン酸塩を含有することが好ましく、亜リン酸塩を含有することがより好ましい。
The refractory material of the present invention preferably has good water resistance. Specifically, the elution rate when the refractory material is immersed in hot water at 60° C. for 10 days is preferably less than 5% by mass, more preferably less than 1% by mass. Good water resistance allows the refractory material to exhibit excellent fire resistance performance even after being used in an environment in contact with water.
In order to improve water resistance, the refractory material preferably contains a lower phosphate, which will be described later, as a phosphorus compound, and more preferably contains a phosphite.
本発明の耐火材の形状は、特に限定されないが、例えばシート状であってもよいし、シート状以外の形状を有していてもよい。耐火材の厚さは、特に限定されないが、例えば0.1~20mm程度、好ましくは0.5~15mm程度である。 The shape of the refractory material of the present invention is not particularly limited. Although the thickness of the refractory material is not particularly limited, it is, for example, about 0.1 to 20 mm, preferably about 0.5 to 15 mm.
<マトリックス樹脂>
本発明で使用されるマトリックス樹脂は、樹脂成分、及びエラストマー成分から選択される少なくとも1種であり、これらは2種以上を組み合わせて使用してもよい。
マトリックス樹脂に使用される樹脂成分としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が挙げられる。本発明に用いる熱硬化性樹脂は、加熱により硬化して耐火材のマトリックス成分を形成し得る樹脂であれば特に制限なく用いることができる。熱硬化性樹脂は、2液型の熱硬化性樹脂でもよい。2液型の熱硬化性樹脂は、例えば、主剤と、硬化剤とからなる熱硬化性樹脂である。
<Matrix resin>
The matrix resin used in the present invention is at least one selected from resin components and elastomer components, and these may be used in combination of two or more.
A thermosetting resin and a thermoplastic resin are mentioned as a resin component used for matrix resin. The thermosetting resin used in the present invention is not particularly limited as long as it can be cured by heating to form the matrix component of the refractory material. The thermosetting resin may be a two-component thermosetting resin. A two-liquid type thermosetting resin is, for example, a thermosetting resin composed of a main agent and a curing agent.
(熱硬化性樹脂)
本発明に用いる熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド等の合成樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これら熱硬化性樹脂の中では、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、エポキシ樹脂がより好ましい。エポキシ樹脂を使用することで、熱膨張性黒鉛や後述する無機充填剤等の多量のフィラー成分を充填させた場合でもシートが脆くならず、靭性を保つことが可能である。
本発明に用いる熱硬化性樹脂としてのエポキシ樹脂は、例えば、主剤であるエポキシ化合物と、硬化剤とからなる樹脂である。また、本発明に用いる熱硬化性樹脂としてのウレタン樹脂は、例えば、主剤であるポリオール化合物と、硬化剤であるポリイソシアネート化合物などの硬化剤とからなる樹脂である。
なお、本明細書では、特に断りの無い限り、熱硬化性樹脂の含有量とは、該熱硬化性樹脂を構成する成分の合計を意味する。例えば、2液型の熱硬化性樹脂であれば、主剤と硬化剤との合計量を「熱硬化性樹脂の含有量」とする。
(Thermosetting resin)
Examples of thermosetting resins used in the present invention include synthetic resins such as epoxy resins, urethane resins, phenol resins, urea resins, melamine resins, unsaturated polyester resins, and polyimides. A thermosetting resin may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
Among these thermosetting resins, at least one selected from the group consisting of epoxy resins, urethane resins and phenol resins is preferable, and epoxy resins are more preferable. By using an epoxy resin, the sheet does not become brittle even when filled with a large amount of filler components such as thermally expandable graphite and an inorganic filler to be described later, and it is possible to maintain toughness.
An epoxy resin as a thermosetting resin used in the present invention is, for example, a resin composed of an epoxy compound as a main agent and a curing agent. A urethane resin as a thermosetting resin used in the present invention is, for example, a resin composed of a polyol compound as a main agent and a curing agent such as a polyisocyanate compound as a curing agent.
In this specification, unless otherwise specified, the content of the thermosetting resin means the sum of the components constituting the thermosetting resin. For example, in the case of a two-liquid type thermosetting resin, the total amount of the main agent and the curing agent is defined as the "content of the thermosetting resin."
〔エポキシ樹脂〕
本発明で用いられる熱硬化性樹脂としてのエポキシ樹脂は、特に限定されないが、例えば、エポキシ化合物単独、又は、主剤であるエポキシ化合物と、硬化剤とからなるものが挙げられる。エポキシ化合物は、エポキシ基を有する化合物であり、具体的には、グリシジルエーテル型、グリシジルエステル型が例示される。グリジシルエーテル型は、2官能でもよいし、3官能以上の多官能でもよい。また、グリシジルエステル型も同様である。エポキシ化合物は、架橋度を調整するためなどに1官能のものを含んでもよい。これらの中では、2官能のグリシジルエーテル型が好ましい。
〔Epoxy resin〕
The epoxy resin as the thermosetting resin used in the present invention is not particularly limited. Epoxy compounds are compounds having an epoxy group, and specific examples thereof include glycidyl ether type and glycidyl ester type. Glydisyl ether type may be bifunctional or polyfunctional such as trifunctional or more. The same applies to the glycidyl ester type. The epoxy compound may contain a monofunctional one in order to adjust the degree of cross-linking. Among these, a bifunctional glycidyl ether type is preferred.
上記2官能のグリシジルエーテル型のエポキシ化合物としては、例えば、ポリエチレングリコール型、ポリプロピレングリコール型などのアルキレングリコール型、ネオペンチルグリコール型、1、6-ヘキサンジオール型、水添ビスフェノールA型等の脂肪族エポキシ化合物が例示される。さらには、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、ビスフェノールAD型、エチレンオキサイド-ビスフェノールA型、プロピレンオキサイド-ビスフェノールA型などの芳香族環を含む芳香族エポキシ化合物が挙げられる。これらの中では、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型などの芳香族エポキシ化合物が好ましい。 Examples of the bifunctional glycidyl ether type epoxy compound include, for example, polyethylene glycol type, polypropylene glycol type alkylene glycol type, neopentyl glycol type, 1,6-hexanediol type, hydrogenated bisphenol A type aliphatic Epoxy compounds are exemplified. Furthermore, aromatic epoxy compounds containing an aromatic ring such as bisphenol A type, bisphenol F type, bisphenol AD type, ethylene oxide-bisphenol A type, and propylene oxide-bisphenol A type are listed. Among these, aromatic epoxy compounds such as bisphenol A type and bisphenol F type are preferred.
上記グリシジルエステル型のエポキシ化合物としては、例えば、ヘキサヒドロ無水フタル酸型、テトラヒドロ無水フタル酸型、ダイマー酸型、p-オキシ安息香酸型等のエポキシ化合物が例示される。
3官能以上のグリシジルエーテル型エポキシ化合物としては、例えば、フェノールノボラック型、オルソクレゾールノボラック型、DPPノボラック型、ジシクロペンタジエン・フェノール型等が例示される。
これらのエポキシ化合物は、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 the glycidyl ester type epoxy compounds include hexahydrophthalic anhydride type, tetrahydrophthalic anhydride type, dimer acid type and p-oxybenzoic acid type epoxy compounds.
Examples of tri- or more functional glycidyl ether type epoxy compounds include phenol novolak type, ortho-cresol novolak type, DPP novolak type, dicyclopentadiene-phenol type, and the like.
These epoxy compounds may be used alone or in combination of two or more.
硬化剤としては、重付加型又は触媒型のものが用いられる。重付加型の硬化剤としては、例えば、ポリアミン系硬化剤、酸無水物系硬化剤、ポリフェノール系硬化剤、ポリメルカプタン等が挙げられる。また、上記触媒型の硬化剤としては、例えば、3級アミン、イミダゾール類、ルイス酸錯体等が例示される。これら硬化剤は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 A polyaddition type or a catalyst type is used as the curing agent. Examples of polyaddition-type curing agents include polyamine curing agents, acid anhydride curing agents, polyphenol curing agents, polymercaptan, and the like. Examples of the catalyst-type curing agent include tertiary amines, imidazoles, and Lewis acid complexes. These curing agents may be used alone or in combination of two or more.
〔ウレタン樹脂〕
本発明で用いられる熱硬化性樹脂としてのウレタン樹脂は、特に限定されないが、例えば、主剤であるポリオール化合物と、ポリイソシアネート化合物等の硬化剤とからなるものが挙げられる。ポリオール化合物としては、例えば、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシブチレングリコール等のポリオキシアルキレングリコール、1,6-ヘキサンジオール等の脂肪族ジオール、アクリルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール等が挙げられる。これらのポリオール化合物は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記の中でも、主剤としてはポリオキシアルキレングリコールが好ましく、ポリオキシプロピレングリコールがより好ましい。
硬化剤であるポリイソシアネート化合物としては、例えば、2,4-トリレンジイソシアネート(TDI)、キシレンジイソシアネート(XDI)、ナフタレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、メチレンジイソシアネート(MDI)、水素添加トリレンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート等の脂肪族(ないしは脂環式)ポリイソシアネート等が挙げられる。また、上記ポリイソシアネート化合物の付加体又は多量体、例えば、トリレンジイソシアネートの付加体、ポリ(トリレンジイソシアネート)、ポリ(ジフェニルメタンジイソシアネート)も用いることができる。これらのポリイソシアネート化合物は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記の中でも、硬化剤としては芳香族ポリイソシアネート又はその多量体が好ましく、ポリ(ジフェニルメタンジイソシアネート)がより好ましい。
[Urethane resin]
The urethane resin as the thermosetting resin used in the present invention is not particularly limited, but examples thereof include those composed of a polyol compound as a main agent and a curing agent such as a polyisocyanate compound. Examples of polyol compounds include polyoxyalkylene glycols such as polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol and polyoxybutylene glycol, aliphatic diols such as 1,6-hexanediol, acrylic polyols, polyester polyols, and polyether polyols. is mentioned. These polyol compounds may be used alone or in combination of two or more.
Among the above, polyoxyalkylene glycol is preferable as the main agent, and polyoxypropylene glycol is more preferable.
Polyisocyanate compounds that are curing agents include, for example, 2,4-tolylene diisocyanate (TDI), xylene diisocyanate (XDI), naphthalene diisocyanate, aromatic polyisocyanates such as 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 1,6- Aliphatic (or alicyclic) polyisocyanates such as hexamethylene diisocyanate (HMDI), isophorone diisocyanate (IPDI), methylene diisocyanate (MDI), hydrogenated tolylene diisocyanate, and hydrogenated diphenylmethane diisocyanate. Adducts or polymers of the above polyisocyanate compounds, for example, adducts of tolylene diisocyanate, poly(tolylene diisocyanate), and poly(diphenylmethane diisocyanate) can also be used. These polyisocyanate compounds may be used alone or in combination of two or more.
Among these, the curing agent is preferably aromatic polyisocyanate or its polymer, and more preferably poly(diphenylmethane diisocyanate).
〔フェノール樹脂〕
本発明で用いられる熱硬化性樹脂としてのフェノール樹脂は、分子内に2以上のフェノール性水酸基を含む樹脂であれば特に限定されないが、例えば、レゾール型フェノール樹脂、ノボラック型フェノール樹脂が挙げられる。より低粘度の耐火性樹脂組成物を得る観点からは、室温(25℃)で液状のフェノール樹脂が好ましく、液状のレゾール型フェノール樹脂がより好ましい。フェノール樹脂は、1種単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
[Phenolic resin]
The phenolic resin as the thermosetting resin used in the present invention is not particularly limited as long as it contains two or more phenolic hydroxyl groups in the molecule, and examples thereof include resol-type phenolic resins and novolak-type phenolic resins. From the viewpoint of obtaining a fire-resistant resin composition with a lower viscosity, a phenolic resin that is liquid at room temperature (25° C.) is preferred, and a resol-type phenolic resin that is liquid is more preferred. A phenol resin may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be used together.
熱硬化性樹脂の硬化方法は、特に限定されず、公知の方法によって行うことができ、例えば上記エポキシ樹脂又はウレタン樹脂であれば、主剤と硬化剤とを混合して加熱することで硬化できる。 The method for curing the thermosetting resin is not particularly limited, and can be performed by a known method. For example, the epoxy resin or urethane resin can be cured by mixing the main agent and the curing agent and heating.
(熱可塑性樹脂)
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリ(1-)ブテン樹脂、ポリペンテン樹脂等のポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン(ABS)樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂(PVC)、ノボラック樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイソブチレン等の合成樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
これらの中では、耐火性能を向上させる観点からポリ塩化ビニル樹脂が好ましい。
(Thermoplastic resin)
Examples of thermoplastic resins include polyolefin resins such as polypropylene resin, polyethylene resin, poly(1-)butene resin, polypentene resin, polystyrene resin, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin, ethylene vinyl acetate copolymer (EVA ), polycarbonate resins, polyphenylene ether resins, (meth)acrylic resins, polyamide resins, polyvinyl chloride resins (PVC), novolac resins, polyurethane resins, polyisobutylene, and other synthetic resins. The thermoplastic resin may be used alone or in combination of two or more.
Among these, polyvinyl chloride resin is preferable from the viewpoint of improving fire resistance.
ポリ塩化ビニル系樹脂としては、例えば、ポリ塩化ビニル単独重合体、塩化ビニルモノマーと、塩化ビニルモノマーと共重合可能な不飽和結合を有するモノマーとの共重合体、塩化ビニル以外の重合体に塩化ビニルをグラフト共重合したグラフト共重合体等が挙げられ、これらは単独で使用されてもよく、2種以上が併用されてもよい。また、ポリ塩化ビニル系樹脂の塩素化物である塩素化ポリ塩化ビニル系樹脂も、ポリ塩化ビニル系樹脂に含まれるものとする。 Polyvinyl chloride resins include, for example, polyvinyl chloride homopolymers, copolymers of vinyl chloride monomers and monomers having unsaturated bonds copolymerizable with vinyl chloride monomers, and polymers other than vinyl chloride containing chlorides. Examples thereof include graft copolymers obtained by graft copolymerizing vinyl, and these may be used alone or in combination of two or more. In addition, chlorinated polyvinyl chloride-based resins, which are chlorinated polyvinyl chloride-based resins, are also included in polyvinyl chloride-based resins.
(エラストマー成分)
エラストマー成分としては、ゴム、熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、1,2-ポリブタジエンゴム、スチレン-ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、塩素化ブチルゴム、エチレン-プロピレンゴム(EPM)、エチレン-プロピレン-ジエンゴム(EPDM)、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等が挙げられる。
熱可塑性エラストマーとしては、熱可塑性オレフィン系エラストマー(TPO)、熱可塑性スチレン系エラストマー、熱可塑性エステル系エラストマー、熱可塑性アミド系エラストマー、熱可塑性塩化ビニル系エラストマー、これらの組み合わせ等が挙げられる。TPOはポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンをハードセグメントとし、エチレン-プロピレンゴム、エチレン-プロピレン-ジエンゴム等のゴムをソフトセグメントとする熱可塑性エラストマーが挙げられる。エラストマー成分は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
エラストマー成分としては、柔軟性、成形性などの観点から、EPDM、TPOが好ましい。
(elastomer component)
Elastomer components include rubbers, thermoplastic elastomers, and the like. Rubbers include natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, 1,2-polybutadiene rubber, styrene-butadiene rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, butyl rubber, chlorinated butyl rubber, ethylene-propylene rubber (EPM), ethylene-propylene-diene rubber. (EPDM), chlorosulfonated polyethylene, acrylic rubber, epichlorohydrin rubber, silicone rubber, fluororubber, urethane rubber, and the like.
Thermoplastic elastomers include thermoplastic olefin elastomers (TPO), thermoplastic styrene elastomers, thermoplastic ester elastomers, thermoplastic amide elastomers, thermoplastic vinyl chloride elastomers, and combinations thereof. TPO includes thermoplastic elastomers having polyolefins such as polyethylene and polypropylene as hard segments and rubbers such as ethylene-propylene rubber and ethylene-propylene-diene rubber as soft segments. The elastomer component may be used alone or in combination of two or more.
EPDM and TPO are preferable as the elastomer component from the viewpoint of flexibility and moldability.
本発明の耐火性樹脂組成物(すなわち、耐火材)におけるマトリックス成分の含有量は、例えば10~80質量%である。下限値以上のマトリックス成分を使用することで、耐火材の形状保持性が良好となる。また、上限値以下とすることで、熱膨張性黒鉛、リン化合物などを一定量以上配合することが可能になる。これら観点から、マトリックス成分の含有量は、12~60質量%が好ましく、13~50質量%がより好ましい。 The content of the matrix component in the fire resistant resin composition (that is, fire resistant material) of the present invention is, for example, 10 to 80% by mass. By using a matrix component with a lower limit value or higher, the shape retention of the refractory material is improved. Moreover, by setting the content to the upper limit or less, it becomes possible to mix thermally expandable graphite, a phosphorus compound, or the like in a predetermined amount or more. From these viewpoints, the content of the matrix component is preferably 12 to 60% by mass, more preferably 13 to 50% by mass.
<熱膨張性黒鉛>
本発明の耐火性樹脂組成物に含有される熱膨張性黒鉛は、加熱時に膨張するものであり、天然鱗状グラファイト、熱分解グラファイト、キッシュグラファイト等の粉末を、無機酸と、強酸化剤とで処理してグラファイト層間化合物を生成させたものであり、炭素の層状構造を維持したままの結晶化合物の一種である。無機酸としては、濃硫酸、硝酸、セレン酸等が挙げられる。また、強酸化剤としては、濃硝酸、過塩素酸、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過酸化水素等が挙げられる。
また、上記のように酸処理して得られた熱膨張性黒鉛は、更にアンモニア、脂肪族低級アミン、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物等の中和剤で中和してもよい。脂肪族低級アミンとしては、例えば、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン等が挙げられる。アルカリ金属化合物及び上記アルカリ土類金属化合物としては、例えば、カリウム、ナトリウム、カルシウム、バリウム、マグネシウム等の水酸化物、酸化物、炭酸塩、硫酸塩、有機酸塩等が挙げられる。
<Thermal expandable graphite>
The thermally expandable graphite contained in the fire-resistant resin composition of the present invention expands when heated. It is a type of crystalline compound that maintains the layered structure of carbon by processing to produce a graphite intercalation compound. Examples of inorganic acids include concentrated sulfuric acid, nitric acid, and selenic acid. Examples of strong oxidizing agents include concentrated nitric acid, perchloric acid, perchlorates, permanganates, bichromates, and hydrogen peroxide.
The thermally expandable graphite obtained by acid treatment as described above may be further neutralized with a neutralizing agent such as ammonia, lower aliphatic amines, alkali metal compounds, alkaline earth metal compounds and the like. Examples of aliphatic lower amines include monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, propylamine, butylamine and the like. Examples of the alkali metal compounds and alkaline earth metal compounds include hydroxides, oxides, carbonates, sulfates, organic acid salts of potassium, sodium, calcium, barium, magnesium and the like.
熱膨張性黒鉛の粒度は、20~200メッシュのものが好ましい。20メッシュ以上とすると、黒鉛の膨張度が比較的大きくなり、発泡性が良好となる。200メッシュ以下となると、マトリックス樹脂に対する分散性が良好となるので、成形性が低下するなどの不具合が生じにくい。
また、熱膨張性黒鉛は、シランカップリング剤などのシラン化合物により表面処理されたものを用いてもよい。
熱膨張性黒鉛は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
The particle size of the thermally expandable graphite is preferably 20-200 mesh. When the mesh size is 20 mesh or more, the degree of expansion of the graphite becomes relatively large, resulting in good foamability. When the mesh size is 200 mesh or less, the dispersibility in the matrix resin is improved, so that problems such as deterioration of moldability are less likely to occur.
Moreover, the thermally expandable graphite may be surface-treated with a silane compound such as a silane coupling agent.
Thermally expandable graphite may be used alone or in combination of two or more.
耐火性樹脂組成物において熱膨張性黒鉛は、300℃で10分間加熱したときの体積増加率が1.0ml/g/分以上である熱膨張性黒鉛を含むことが好ましい。体積増加率が上記下限値以上であると、300℃で5分間加熱したときの膨張倍率及び形状保持力を高くして、上記した所定の範囲内に調整しやすくなる。
体積増加率が高くなることで形状保持力が高くなる理由は定かではないが、熱膨張性黒鉛は、低温下においては、比較的マトリックス成分に拘束された状態で膨張するので、上記体積増加率が高くなって低温下で急激膨張すると、膨張残渣において内圧が高まり黒鉛が押し固められるためと推定される。
The thermally expandable graphite in the refractory resin composition preferably contains thermally expandable graphite having a volume increase rate of 1.0 ml/g/min or more when heated at 300° C. for 10 minutes. If the volume increase rate is equal to or higher than the above lower limit, the expansion ratio and the shape retention force when heated at 300° C. for 5 minutes are increased, making it easier to adjust within the above-described predetermined range.
It is not clear why the shape-retaining force increases as the volume increase rate increases, but thermally expandable graphite expands in a state relatively constrained by the matrix component at low temperatures, so the volume increase rate This is presumed to be due to the fact that the internal pressure increases in the expansion residue and the graphite is compacted when the σ increases and the graphite expands rapidly at low temperatures.
上記体積増加率は、300℃で5分間加熱したときの膨張倍率及び形状保持力を向上させる観点から、1.5ml/g/分以上がより好ましく、2.0ml/g/分以上がさらに好ましい。
なお、体積増加率は、熱膨張性黒鉛を300℃のオーブンで10分間加熱し、加熱時間(10分)に対する、単位質量あたりの体積増加の比率を算出して求めることができる。
The volume increase rate is more preferably 1.5 ml/g/min or more, and even more preferably 2.0 ml/g/min or more, from the viewpoint of improving the expansion ratio and shape retention force when heated at 300° C. for 5 minutes. .
The volume increase rate can be obtained by heating the thermally expandable graphite in an oven at 300° C. for 10 minutes and calculating the ratio of the volume increase per unit mass to the heating time (10 minutes).
熱膨張性黒鉛は、耐火性樹脂組成物に含有される熱膨張性黒鉛全体の体積増加率が上記した下限値以上となることが好ましいが、一部の熱膨張性黒鉛が上記下限値以上(1.0ml/g/分以上、好ましくは1.5ml/g/分以上、より好ましくは2.0ml/g/分以上)の体積増加率であってもよい。したがって、本発明では、熱膨張性黒鉛として、体積増加率が互いに異なる熱膨張性黒鉛を2種以上使用してもよい。
体積増加率が上記した下限値以上となる熱膨張性黒鉛の割合は、熱膨張黒鉛全体に対して、例えば30~100質量%、好ましくは45~100質量%、より好ましくは60~100質量%である。
また、本発明の熱膨張性黒鉛の上記体積増加率は、特に限定されないが、例えば、10ml/g/分以下である。
In the thermally expandable graphite, the volume increase rate of the entire thermally expandable graphite contained in the refractory resin composition is preferably at least the above lower limit value, but some of the thermally expandable graphite is at least the above lower limit value ( 1.0 ml/g/min or more, preferably 1.5 ml/g/min or more, more preferably 2.0 ml/g/min or more). Therefore, in the present invention, two or more types of thermally expandable graphite having different volume increase rates may be used as the thermally expandable graphite.
The proportion of thermally expandable graphite whose volume increase rate is equal to or higher than the above lower limit is, for example, 30 to 100% by mass, preferably 45 to 100% by mass, more preferably 60 to 100% by mass, based on the total thermally expandable graphite. is.
The volume increase rate of the thermally expandable graphite of the present invention is not particularly limited, but is, for example, 10 ml/g/min or less.
体積増加率は、特に限定されないが、熱膨張性黒鉛を得る際に使用する無機酸、強酸化剤、中和剤などの処理剤の種類、熱膨張性黒鉛を得る際の処理方法などを適宜調整することで上記範囲内に調整できる。また、体積増加率が上記範囲内となる市販品を使用してもよい。市販品としては、富士黒鉛工業株式会社製の「EXP50S120」、「EXP50S150」、QKG社製の「QKG」などが挙げられる。 The volume increase rate is not particularly limited. It can be adjusted within the above range by adjusting. Moreover, you may use the commercial item whose volume increase rate will be in the said range. Commercially available products include "EXP50S120" and "EXP50S150" manufactured by Fuji Graphite Industry Co., Ltd., and "QKG" manufactured by QKG.
熱膨張性黒鉛の膨張開始温度は、特に限定されないが、熱膨張性黒鉛の体積増加率を高くする観点から比較的低いほうがよく、例えば、190℃以下、好ましくは170℃以下、より好ましくは155℃以下である。また、熱膨張性黒鉛の膨張開始温度は、火災が発生したとき以外に膨張することを防止するために、100℃以上が好ましく、105℃以上がより好ましく、110℃以上がさらに好ましい。
なお、熱膨張性黒鉛の膨張開始温度は、例えば、レオメーターを用いて、昇温温度10℃/分で、昇温させて、法線方向の力が立ち上がる温度を測定して求めればよい。
また、本発明では、膨張開始温度が互いに異なる熱膨張性黒鉛を2種以上使用してもよい。耐火性樹脂組成物は、膨張開始温度が互いに異なる膨張性黒鉛を含有することで、広い温度域において耐火性能が優れたものとなりやすい。
The expansion starting temperature of the thermally expandable graphite is not particularly limited, but it is preferably relatively low from the viewpoint of increasing the volume increase rate of the thermally expandable graphite. ℃ or less. The expansion start temperature of thermally expandable graphite is preferably 100° C. or higher, more preferably 105° C. or higher, and even more preferably 110° C. or higher, in order to prevent expansion except when fire occurs.
The expansion start temperature of the thermally expandable graphite may be determined by, for example, using a rheometer to raise the temperature at a rate of 10° C./min and measuring the temperature at which the force in the normal direction rises.
Moreover, in the present invention, two or more types of thermally expandable graphite having different expansion initiation temperatures may be used. By containing expandable graphite having different expansion initiation temperatures, the fire resistant resin composition tends to have excellent fire resistance in a wide temperature range.
耐火性樹脂組成物における熱膨張性黒鉛の含有量は、30~350質量部の範囲であることが好ましく、40~250質量部の範囲であることがより好ましく、80~220質量部の範囲であることがさらに好ましい。含有量がこれら範囲内とすることで、耐火材の膨張倍率、形状保持力を上記した所定の範囲内に調整しやすくなる。また、これら上限値以下とすることで、耐火材の機械強度などが低下しにくくする。 The content of thermally expandable graphite in the refractory resin composition is preferably in the range of 30 to 350 parts by mass, more preferably in the range of 40 to 250 parts by mass, and in the range of 80 to 220 parts by mass. It is even more preferable to have By setting the content within these ranges, it becomes easier to adjust the expansion ratio and shape retention force of the refractory material within the above-described predetermined ranges. In addition, by making the content equal to or less than these upper limits, the mechanical strength of the refractory material and the like are made less likely to decrease.
<リン化合物>
上記したリン化合物は、難燃剤としてのリン化合物であり、例えば、低級リン酸塩、ポリリン酸塩、メラミン系リン化合物、赤リン、縮合リン酸エステル、含ハロゲンリン酸エステル、含ハロゲン縮合型リン酸エステル、後述する一般式(1)で表されるリン化合物などが挙げられる。また、リン化合物としては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、クレジルジ-2,6-キシレニルホスフェート、トリス(クロロプロピル)ホスフェート、トリス(トリブロモネオペンチル)ホスフェートも挙げられる。
上記したリン化合物は、骨材として有効に働き、上記した形状保持力を高い値に保つことが可能になる。そのため、耐火材の耐火性能を向上させやすくなる。
<Phosphorus compound>
The above phosphorus compounds are phosphorus compounds as flame retardants, and examples include lower phosphates, polyphosphates, melamine-based phosphorus compounds, red phosphorus, condensed phosphates, halogen-containing phosphates, halogen-containing condensed phosphorus Examples thereof include acid esters and phosphorus compounds represented by general formula (1) described later. In addition, phosphorus compounds include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylenyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, cresyl di-2,6-xylenyl phosphate, tris(chloropropyl) phosphate, tris(tribromo Also included are neopentyl) phosphates.
The above-described phosphorus compound effectively acts as an aggregate, making it possible to maintain the above-described shape retention force at a high value. Therefore, it becomes easy to improve the fireproof performance of the fireproof material.
低級リン酸塩は、無機リン酸類の塩のうち、縮合していない、つまり高分子化していない無機リン酸類の塩を指し、無機リン酸類の1分子中におけるリン原子が1つとなるものである。無機リン酸類としては、リン酸(オルトリン酸)に限らず、メタリン酸、亜リン酸、次亜リン酸等であってもよい。リン酸塩は、第一リン酸塩、第二リン酸塩、第三リン酸塩のいずれであってもよい。
塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、ストロンチウム塩、バリウム塩などのアルカリ土類金属塩、アルミニウム塩などの周期表3B族金属の塩、チタン塩、マンガン塩、鉄塩、ニッケル塩、銅塩、亜鉛塩、バナジウム塩、クロム塩、モリブデン塩、タングステン塩などの遷移金属塩などの金属塩が挙げられる。また、アンモニウム塩、アミン塩、例えば、グアニジン塩又はトリアジン系化合物の塩などが挙げられる。これらの中では、好ましくは金属塩であり、より好ましくはアルミニウム塩である。なお、メラミン系化合物の塩については、本明細書では、後述するメラミン系リン化合物として規定する。
A lower phosphate refers to a salt of an inorganic phosphoric acid that is not condensed, that is, is not polymerized, among the salts of inorganic phosphoric acids, and has one phosphorus atom in one molecule of the inorganic phosphoric acid. . The inorganic phosphoric acid is not limited to phosphoric acid (orthophosphoric acid), but may be metaphosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, or the like. The phosphate may be a primary phosphate, a secondary phosphate, or a tertiary phosphate.
Salts include alkali metal salts such as lithium salts, sodium salts and potassium salts; alkaline earth metal salts such as magnesium salts, calcium salts, strontium salts and barium salts; salts of group 3B metals of the periodic table such as aluminum salts; metal salts such as salts, manganese salts, iron salts, nickel salts, copper salts, zinc salts, vanadium salts, chromium salts, molybdenum salts, transition metal salts such as tungsten salts. Also included are ammonium salts, amine salts such as guanidine salts and salts of triazine compounds. Among these, metal salts are preferred, and aluminum salts are more preferred. In this specification, the salt of the melamine-based compound is defined as a melamine-based phosphorus compound to be described later.
低級リン酸の金属塩の具体例として、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、亜リン酸アルミニウム、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、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、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、メタリン酸亜鉛等が挙げられる。これらの中では、リン酸アルミニウム、亜リン酸アルミニウムが好ましい。 Specific examples of metal salts of lower phosphates include monoaluminum phosphate, monobasic sodium phosphate, monobasic potassium phosphate, monobasic calcium phosphate, monobasic zinc phosphate, dibasic aluminum phosphate, and dibasic sodium phosphate. , dibasic potassium phosphate, dibasic calcium phosphate, dibasic zinc phosphate, tribasic aluminum phosphate, tribasic sodium phosphate, tribasic potassium phosphate, tribasic calcium phosphate, tribasic zinc phosphate, aluminum phosphite, sodium phosphite, potassium phosphite, calcium phosphite, zinc phosphite, aluminum hypophosphite, sodium hypophosphite, potassium hypophosphite, calcium hypophosphite, zinc hypophosphite, aluminum metaphosphate, sodium metaphosphate, potassium metaphosphate, calcium metaphosphate, zinc metaphosphate and the like. Among these, aluminum phosphate and aluminum phosphite are preferred.
ポリリン酸塩としては、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、ポリリン酸ピペラジン、ポリリン酸アンモニウムアミド等のポリリン酸アンモニウム塩類、ポリリン酸アルミニウム等のポリリン酸金属塩が挙げられる。中でも、耐火性、安全性、コスト、取扱性等の点からポリリン酸アンモニウムが好ましい。 Examples of polyphosphates include ammonium polyphosphates, melamine-modified ammonium polyphosphates, piperazine polyphosphates, ammonium polyphosphates such as amide polyphosphates, and metal polyphosphates such as aluminum polyphosphates. Among them, ammonium polyphosphate is preferable from the viewpoint of fire resistance, safety, cost, handleability, and the like.
メラミン系リン化合物としては、メラミン、メレム、メロンなどのメラミン又はメラミン誘導体の塩が挙げられる。メラミン又はメラミン誘導体の塩としては、ポリリン酸メラミン、ピロリン酸メラミン、オルトリン酸メラミン、ポリリン酸メラミン・メラム・メレム、ポリメタリン酸メラミン、有機ホスホン酸メラミン、有機ホスフィン酸メラミン等が挙げられる。これらの中では、ポリリン酸メラミン、ポリリン酸メラミン・メラム・メレムなどのメラミン系化合物のポリリン酸塩が好ましい。 Melamine-based phosphorus compounds include salts of melamine or melamine derivatives such as melamine, melem and melon. Salts of melamine or melamine derivatives include melamine polyphosphate, melamine pyrophosphate, melamine orthophosphate, melamine/melam/melem polyphosphate, melamine polymetaphosphate, melamine organic phosphonate, and melamine organic phosphinate. Among these, polyphosphates of melamine compounds such as melamine polyphosphate, melamine polyphosphate, melam and melem are preferred.
縮合リン酸エステルとしては、例えば、トリアルキルポリホスフェート、レゾルシノールポリフェニルホスフェート、ビスフェノールAポリクレジルホスフェート、レゾルシノールポリ(ジ-2,6-キシリル)ホスフェート、ハイドロキノンポリ(2,6-キシリル)ホスフェートならびにこれらの縮合物等の縮合リン酸エステルが挙げられる。
また、含ハロゲン縮合リン酸エステルは、上記した縮合リン酸エステルの一部が塩素原子で置換された化合物が挙げられる。含ハロゲンリン酸エステルとしてはトリス(β-クロロプロピル)ホスフェート(TMCPP)などのクロロアルキルリン酸エステルが挙げられる。
Examples of condensed phosphate esters include trialkyl polyphosphate, resorcinol polyphenyl phosphate, bisphenol A polycresyl phosphate, resorcinol poly(di-2,6-xylyl) phosphate, hydroquinone poly(2,6-xylyl) phosphate, and Condensed phosphate esters such as these condensates are included.
Further, examples of the halogen-containing condensed phosphate include compounds in which a portion of the above-described condensed phosphate is substituted with a chlorine atom. Halogen-containing phosphates include chloroalkyl phosphates such as tris(β-chloropropyl)phosphate (TMCPP).
また、一般式(1)で表される化合物は以下の通りである。
式(1)中、R1及びR3は、同一又は異なって、水素、炭素数1~16の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、又は、炭素数6~16のアリール基を示す。R2は、水酸基、炭素数1~16の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基、炭素数1~16の直鎖状あるいは分岐状のアルコキシル基、炭素数6~16のアリール基、又は、炭素数6~16のアリールオキシ基を示す。
上記化学式で表される化合物としては、例えば、メチルホスホン酸、メチルホスホン酸ジメチル、メチルホスホン酸ジエチル、エチルホスホン酸、プロピルホスホン酸、ブチルホスホン酸、2-メチルプロピルホスホン酸、t-ブチルホスホン酸、2,3-ジメチル-ブチルホスホン酸、オクチルホスホン酸、フェニルホスホン酸、ジオクチルフェニルホスホネート、ジメチルホスフィン酸、メチルエチルホスフィン酸、メチルプロピルホスフィン酸、ジエチルホスフィン酸、ジオクチルホスフィン酸、フェニルホスフィン酸、ジエチルフェニルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸、ビス(4-メトキシフェニル)ホスフィン酸等が挙げられる。
上記リン化合物は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Moreover, the compound represented by General formula (1) is as follows.
In formula (1), R 1 and R 3 are the same or different and represent hydrogen, a linear or branched alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 16 carbon atoms. R 2 is a hydroxyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, a linear or branched alkoxyl group having 1 to 16 carbon atoms, an aryl group having 6 to 16 carbon atoms, or carbon It represents an aryloxy group of numbers 6-16.
Examples of compounds represented by the above chemical formula include methylphosphonic acid, dimethyl methylphosphonate, diethyl methylphosphonate, ethylphosphonic acid, propylphosphonic acid, butylphosphonic acid, 2-methylpropylphosphonic acid, t-butylphosphonic acid, 2, 3-dimethyl-butylphosphonic acid, octylphosphonic acid, phenylphosphonic acid, dioctylphenylphosphonate, dimethylphosphinic acid, methylethylphosphinic acid, methylpropylphosphinic acid, diethylphosphinic acid, dioctylphosphinic acid, phenylphosphinic acid, diethylphenylphosphinic acid , diphenylphosphinic acid, bis(4-methoxyphenyl)phosphinic acid and the like.
The phosphorus compounds may be used singly or in combination of two or more.
リン化合物は、シラン化合物により表面処理されたリン化合物を用いてもよい。シラン化合物により表面処理されたリン化合物を用いると、耐火性樹脂組成物を低粘度化することができ、耐火材の成形性などを良好にできる。
リン化合物の含有量は、マトリックス成分100質量部に対して、好ましくは20~300質量部、より好ましくは30~270質量部、さらに好ましくは40~240質量部である。リン化合物の含有量をこれら下限値以上とすることで、耐火材の形状保持力が高められ、耐火性能をより向上させることができる。また、上記上限値以下とすることで、耐火材の柔軟性、形状保持性などが損なわれにくくする。
A phosphorus compound surface-treated with a silane compound may be used as the phosphorus compound. When a phosphorus compound surface-treated with a silane compound is used, the viscosity of the fire-resistant resin composition can be lowered, and the moldability of the fire-resistant material can be improved.
The content of the phosphorus compound is preferably 20 to 300 parts by mass, more preferably 30 to 270 parts by mass, still more preferably 40 to 240 parts by mass, based on 100 parts by mass of the matrix component. By making the content of the phosphorus compound equal to or higher than these lower limit values, the shape retention force of the refractory material can be enhanced, and the fire resistance performance can be further improved. In addition, by making it equal to or less than the above upper limit, the flexibility, shape retention, etc. of the refractory material are made less likely to be impaired.
リン化合物は、上記した中では、形状保持力を高め、耐火性能を向上させる観点からは、低級リン酸塩、ポリリン酸塩、及びメラミン系リン化合物から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
上記した低級リン酸塩、ポリリン酸塩、及びメラミン系リン化合物から選択される少なくとも1種は、耐火材におけるリン化合物全量であってもよいし、リン化合物の一部であってもよく、その含有量は、好ましくは20~270質量部、より好ましくは30~250質量部、さらに好ましくは40~200質量部である。
また、耐火材に耐水性を付与する観点から、リン化合物は、これらの中でも、低級リン酸塩、及びメラミン系リン化合物から選択される少なくとも1種を含むことがより好ましく、中でも低級リン酸塩を含むことが特に好ましい。
耐火性、耐水性などの観点から、低級リン酸塩は、リン酸塩及び亜リン酸塩の少なくとも一方であることが好ましく、亜リン酸塩がより好ましい。また、低級リン酸塩は、上記のとおり金属塩が好ましく、また、金属としてはアルミニウムがより好ましい。したがって、低級リン酸塩は、リン酸金属塩及び亜リン酸金属塩の少なくとも一方であることが好ましく、亜リン酸金属塩がよりさらに好ましく、亜リン酸アルミニウム塩が特に好ましい。
Among the above phosphorus compounds, from the viewpoint of enhancing shape retention and improving fire resistance, it is preferable that at least one selected from lower phosphates, polyphosphates, and melamine-based phosphorus compounds be included. .
At least one selected from the lower phosphates, polyphosphates, and melamine-based phosphorus compounds described above may be the total amount of the phosphorus compounds in the refractory material, or may be a part of the phosphorus compounds. The content is preferably 20 to 270 parts by mass, more preferably 30 to 250 parts by mass, still more preferably 40 to 200 parts by mass.
In addition, from the viewpoint of imparting water resistance to the refractory material, the phosphorus compound more preferably contains at least one selected from lower phosphates and melamine-based phosphorus compounds among these, especially lower phosphates is particularly preferred.
From the viewpoint of fire resistance, water resistance, etc., the lower phosphate is preferably at least one of phosphate and phosphite, and more preferably phosphite. As described above, the lower phosphate is preferably a metal salt, and the metal is more preferably aluminum. Therefore, the lower phosphate is preferably at least one of a metal phosphate and a metal phosphite, more preferably a metal phosphite, and particularly preferably an aluminum phosphite.
<無機充填剤>
耐火性樹脂組成物は、熱膨張性黒鉛など以外にも、さらに無機充填剤を含有することが好ましい。無機充填剤は、骨材的な役割を果たして、加熱され膨張した後における耐火材(すなわち、膨張残渣)の機械強度を向上させ、上記した形状保持力を高める。また、耐火材の熱容量を増大させる。
無機充填剤の具体例としては、特に限定されないが、例えば、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化錫、酸化鉛、酸化ジルコニウム、酸化アンチモン、フェライト等の金属酸化物、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ハイドロタルサイト等の金属水酸化物、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム等の金属炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸亜鉛、硫酸バリウム等の金属硫酸塩、石膏繊維、ケイ酸カルシウム、シリカ、珪藻土、ドーソナイト、タルク、カオリン、ドロマイト、クレー、マイカ、モンモリロナイト、ベントナイト、活性白土、セピオライト、イモゴライト、セリサイト、ガラス繊維、ガラスビーズ、シリカ系バルン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、炭素バルン、木炭粉末、各種金属粉、チタン酸カリウム、硫酸マグネシウム、チタン酸ジルコン酸鉛、アルミニウムボレート、硫化モリブデン、炭化ケイ素、ステンレス繊維、ホウ酸亜鉛、各種磁性粉、スラグ繊維、フライアッシュ、脱水汚泥等が挙げられる。これらの無機充填剤は、1種もしくは2種以上を使用することができる。
上記の中でも、耐火材の機械強度を向上させる観点から、無機金属塩が好ましく、金属酸化物、金属水酸化物、金属炭酸塩、及び金属硫酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、金属炭酸塩及び金属硫酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種がより好ましい。
<Inorganic filler>
The fire-resistant resin composition preferably contains an inorganic filler in addition to thermally expandable graphite. The inorganic filler plays a role of aggregate, improves the mechanical strength of the refractory material (that is, the expansion residue) after being heated and expanded, and enhances the above-described shape retention force. It also increases the heat capacity of the refractory material.
Specific examples of inorganic fillers are not particularly limited, but metal oxides such as alumina, zinc oxide, titanium oxide, calcium oxide, magnesium oxide, iron oxide, tin oxide, lead oxide, zirconium oxide, antimony oxide, ferrite, etc. metal hydroxides such as calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, hydrotalcite, basic magnesium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, zinc carbonate, strontium carbonate, barium carbonate and other metal carbonates, sulfuric acid Metal sulfates such as calcium, magnesium sulfate, aluminum sulfate, zinc sulfate, and barium sulfate, gypsum fiber, calcium silicate, silica, diatomaceous earth, dawsonite, talc, kaolin, dolomite, clay, mica, montmorillonite, bentonite, activated clay, sepiolite , imogolite, sericite, glass fiber, glass beads, silica-based balloon, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, carbon black, graphite, carbon fiber, carbon balloon, charcoal powder, various metal powders, potassium titanate, magnesium sulfate, Lead zirconate titanate, aluminum borate, molybdenum sulfide, silicon carbide, stainless steel fiber, zinc borate, various magnetic powders, slag fiber, fly ash, dewatered sludge, and the like. One or more of these inorganic fillers can be used.
Among the above, from the viewpoint of improving the mechanical strength of the refractory material, inorganic metal salts are preferable, and at least one selected from the group consisting of metal oxides, metal hydroxides, metal carbonates, and metal sulfates is preferable. At least one selected from the group consisting of metal carbonates and metal sulfates is more preferred.
無機充填剤は、粒状であることが好ましい。無機充填剤の平均粒子径は、0.5~200μmの範囲が好ましく、1~50μmの範囲がより好ましい。平均粒子径は、空気透過法により求めるとよい。
なお本発明において、無機充填剤として、シラン化合物により表面処理された無機充填剤を用いてもよい。シラン化合物により表面処理された無機充填剤を用いると、耐火性樹脂組成物を低粘度化することができ、得られる耐火材の成形性などを良好にできる。
The inorganic filler is preferably particulate. The average particle size of the inorganic filler is preferably in the range of 0.5-200 μm, more preferably in the range of 1-50 μm. The average particle size is preferably obtained by an air permeation method.
In the present invention, an inorganic filler surface-treated with a silane compound may be used as the inorganic filler. By using an inorganic filler surface-treated with a silane compound, the viscosity of the fire-resistant resin composition can be lowered, and the moldability of the obtained fire-resistant material can be improved.
耐火性樹脂組成物におけるマトリックス成分100質量部に対する無機充填剤の含有量は10~300質量部であることが好ましく、25~250質量部であることがより好ましく、45~200質量部であることがさらに好ましく、80~180質量部であることがよりさらに好ましい。
無機充填剤をこれら下限値以上とすることで、熱膨張後の膨張残渣の機械強度が良好となり、形状保持力も向上する。また、上限値以下とすることで、柔軟性を維持するとともに、樹脂組成物の高粘度化を抑制し、成形性などを良好にできる。
The content of the inorganic filler with respect to 100 parts by mass of the matrix component in the fire-resistant resin composition is preferably 10 to 300 parts by mass, more preferably 25 to 250 parts by mass, and 45 to 200 parts by mass. is more preferable, and 80 to 180 parts by mass is even more preferable.
By setting the amount of the inorganic filler to these lower limits or more, the mechanical strength of the expansion residue after thermal expansion is improved, and the shape retention is also improved. Moreover, by making it below the upper limit, while maintaining flexibility, it can suppress the increase in the viscosity of a resin composition, and can improve moldability.
耐火樹脂組成物は、さらに界面活性剤及び可塑剤から選ばれる少なくとも1種の添加剤を含有してもよい。これらの添加剤を含有することで、耐火樹脂組成物の高粘度化を抑制できる。上記添加剤は、耐火性能の観点から、リン原子を含有する化合物であることが好ましい。 The fire-resistant resin composition may further contain at least one additive selected from surfactants and plasticizers. By containing these additives, it is possible to suppress an increase in the viscosity of the fire-resistant resin composition. From the viewpoint of fire resistance, the additive is preferably a compound containing a phosphorus atom.
<界面活性剤>
界面活性剤は、耐火性樹脂組成物において、熱膨張性黒鉛、及び無機充填剤の分散性を良好にする。そのため、熱膨張性黒鉛、及び無機充填剤を耐火性樹脂組成物に多量に含有させやすくなる。また、耐火性樹脂組成物の高粘度化を抑制し、加工性などを良好にしやすくなる。
界面活性剤としては、親水基部分と、樹脂成分と相溶性を有する疎水基部分を有するとよい。具体的には、ポリエーテルリン酸エステル又はそのアミン塩、ポリアミノアマイドとリン酸との燐酸塩、ポリエーテルポリオールポリエステル酸又はそのアミン塩、ポリエステルのアミン塩、ポリカルボン酸のアミン塩、ポリエステル酸アミド又はそのアミン塩、スチレン化フェノール、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、モノイソステアリン酸グリセリル、モノオレイン酸ソルビタンなどの脂肪酸エステル系界面活性剤などが挙げられる。これら界面活性剤において使用されるアミンはポリアミンであってもよい。これらの中では、ポリエーテルリン酸エステルが好ましい。
界面活性剤を用いる場合、耐火性樹脂組成物における含有量は、マトリックス樹脂100質量部に対して、好ましくは0.05~15質量部、より好ましくは0.1~5質量部である。
<Surfactant>
The surfactant improves the dispersibility of the thermally expandable graphite and the inorganic filler in the fire resistant resin composition. Therefore, it becomes easier to contain a large amount of the thermally expandable graphite and the inorganic filler in the fire-resistant resin composition. Moreover, it becomes easy to suppress the increase in the viscosity of the fire-resistant resin composition and to improve the workability and the like.
The surfactant preferably has a hydrophilic group portion and a hydrophobic group portion compatible with the resin component. Specifically, polyether phosphate or its amine salt, polyaminoamide and phosphoric acid phosphate, polyether polyol polyester acid or its amine salt, polyester amine salt, polycarboxylic acid amine salt, polyester acid amide or fatty acid ester surfactants such as amine salts thereof, styrenated phenols, polyoxyethylene oleyl ethers, polyoxyethylene alkyl ethers, glyceryl monoisostearate, and sorbitan monooleate. The amines used in these surfactants may be polyamines. Among these, polyether phosphate is preferred.
When using a surfactant, the content in the fire-resistant resin composition is preferably 0.05 to 15 parts by mass, more preferably 0.1 to 5 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the matrix resin.
<可塑剤>
耐火性樹脂組成物は、可塑剤を含むことで、加工性や耐火材の柔軟性を高めやすくなり、成形性が良好となる。また、耐火材に可撓性が付与される。
可塑剤としては、例えば、トリフェニルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリス(2-エチルヘキシル)ホスフェート、2-エチルヘキシルジフェニルホスフェート等のリン酸エステル、ジ-2-エチルヘキシルフタレート(DOP)、ジブチルフタレート(DBP)、ジヘプチルフタレート(DHP)、ジイソデシルフタレート(DIDP)等のフタル酸エステル、ジ-2-エチルヘキシルアジペート(DOA)、ジイソブチルアジペート(DIBA)、ジブチルアジペート(DBA)等のアジピン酸エステル、エポキシ化大豆油等のエポキシ系化合物、トリ-2-エチルヘキシルトリメリテート(TOTM)、トリイソノニルトリメリテート(TINTM)等のトリメリット酸エステル、タール、石油樹脂などが挙げられる。可塑剤は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの中では、リン酸エステルが好ましく、トリフェニルホスフェートがより好ましい。
可塑剤を用いる場合、その含有量は、マトリックス成分100質量部に対して、好ましくは1~90質量部、より好ましくは5~75質量部、さらに好ましくは10~60質量部である。
<Plasticizer>
By containing a plasticizer, the refractory resin composition can easily improve the workability and the flexibility of the refractory material, resulting in good moldability. Also, flexibility is imparted to the refractory material.
Examples of plasticizers include phosphoric acid esters such as triphenyl phosphate, tributyl phosphate, tris(2-ethylhexyl) phosphate, 2-ethylhexyl diphenyl phosphate, di-2-ethylhexyl phthalate (DOP), dibutyl phthalate (DBP), di Phthalates such as heptyl phthalate (DHP) and diisodecyl phthalate (DIDP), adipates such as di-2-ethylhexyl adipate (DOA), diisobutyl adipate (DIBA), dibutyl adipate (DBA), epoxidized soybean oil Epoxy compounds, trimellitate esters such as tri-2-ethylhexyl trimellitate (TOTM) and triisononyl trimellitate (TINTM), tar, and petroleum resins. A plasticizer may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. Among these, phosphate esters are preferred, and triphenyl phosphate is more preferred.
When a plasticizer is used, its content is preferably 1 to 90 parts by mass, more preferably 5 to 75 parts by mass, still more preferably 10 to 60 parts by mass, based on 100 parts by mass of the matrix component.
<加工助剤>
本発明の耐火性樹脂組成物は、加工助剤を含有してもよい。加工助剤は、熱可塑性樹脂、エラストマーなどと併用するとよい。熱可塑性樹脂、エラストマーと併用できる加工助剤としては、塩素化ポリエチレン、メチルメタクリレート‐エチルアクリレート共重合体、ポリメチルメタクリレート、プロセスオイル、アクリル変性フッ素樹脂等が挙げられる。加工助剤は、1種単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
<Processing aid>
The fire resistant resin composition of the present invention may contain processing aids. Processing aids are preferably used in combination with thermoplastic resins, elastomers, and the like. Examples of processing aids that can be used in combination with thermoplastic resins and elastomers include chlorinated polyethylene, methyl methacrylate-ethyl acrylate copolymer, polymethyl methacrylate, process oil, and acrylic-modified fluororesin. Processing aids may be used singly or in combination of two or more.
塩素化ポリエチレン、メチルメタクリレート‐エチルアクリレート共重合体、ポリメチルメタクリレートは、マトリックス成分としてポリ塩化ビニルを使用したときに好適に使用される。プロセスオイルは、マトリックス成分としてゴム成分を使用したときに好適に使用される。
アクリル変性フッ素樹脂は、熱可塑性を有する増粘剤であり、アクリル変性PTFEなどが挙げられる。アクリル変性PTFEとしては、三菱ケミカル株式会社製の「メタプレンA3000」などが挙げられる。アクリル変性フッ素樹脂を使用することで、マトリックス成分が軟化、溶融などするときに増粘させて加工性を向上させる。アクリル変性フッ素樹脂は、マトリックス成分として熱可塑性エラストマー、特にTPOを使用した際に好適に使用できる。
耐火性樹脂組成物における加工助剤の含有量は、マトリックス成分100質量部に対して、好ましくは1~80質量部、より好ましくは3~50質量部である。
Chlorinated polyethylene, methyl methacrylate-ethyl acrylate copolymer, polymethyl methacrylate are preferably used when polyvinyl chloride is used as the matrix component. Process oil is preferably used when a rubber component is used as the matrix component.
The acryl-modified fluororesin is a thickener having thermoplasticity, and includes acryl-modified PTFE and the like. Examples of acrylic-modified PTFE include "Metaprene A3000" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. By using the acrylic-modified fluororesin, the viscosity increases when the matrix component softens or melts, improving workability. Acrylic-modified fluororesin can be suitably used when a thermoplastic elastomer, particularly TPO, is used as a matrix component.
The content of the processing aid in the fire-resistant resin composition is preferably 1-80 parts by mass, more preferably 3-50 parts by mass, per 100 parts by mass of the matrix component.
<熱安定剤>
耐火性樹脂組成物は、熱安定剤を含有してもよい。熱安定剤は、特に限定されないが、マトリックス成分としてポリ塩化ビニルを使用するときに好適に使用できる。
熱安定剤の具体例としては、三塩基性硫酸鉛、三塩基性亜硫酸鉛、二塩基性亜リン酸鉛、ステアリン酸鉛、二塩基性ステアリン酸鉛等の鉛熱安定剤、有機錫メルカプト、有機錫マレート、有機錫ラウレート、ジブチル錫マレート等の有機錫熱安定剤、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の金属石鹸熱安定剤、カルシウム-亜鉛系熱安定剤、バリウム-亜鉛系熱安定剤、バリウム-カドミウム系熱安定剤等が挙げられる。これらは単独で用いられもよいし、二種以上が併用されてもよい。
これらの中では、カルシウム-亜鉛系熱安定剤、ステアリン酸カルシウム等の金属石鹸熱安定剤が好ましい。
耐火性樹脂組成物における熱安定剤の含有量は、特に限定されないが、好ましくは0.5~20質量部、より好ましくは2~15質量部、さらに好ましくは4~12質量部である。熱安定剤の含有量をこれら下限値以上とすることで、耐火材の熱安定性を高めて、耐火性能なども向上させやすくなる。また、上限値以下とすることで含有量に見合った効果が発揮できる。
<Heat stabilizer>
The fire resistant resin composition may contain a heat stabilizer. Although the heat stabilizer is not particularly limited, it can be suitably used when polyvinyl chloride is used as the matrix component.
Specific examples of heat stabilizers include lead heat stabilizers such as tribasic lead sulfate, tribasic lead sulfite, dibasic lead phosphite, lead stearate, dibasic lead stearate, organic tin mercapto, Organotin heat stabilizers such as organotin malate, organotin laurate, and dibutyltin malate Metal soap heat stabilizers such as zinc stearate and calcium stearate Calcium-zinc heat stabilizers Barium-zinc heat stabilizers Barium - Cadmium-based heat stabilizers and the like. These may be used alone, or two or more of them may be used in combination.
Among these, metal soap heat stabilizers such as calcium-zinc heat stabilizers and calcium stearate are preferred.
The content of the heat stabilizer in the fire-resistant resin composition is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 20 parts by mass, more preferably 2 to 15 parts by mass, and even more preferably 4 to 12 parts by mass. By making the content of the heat stabilizer equal to or higher than these lower limit values, the thermal stability of the refractory material is enhanced, making it easier to improve the refractory performance and the like. Moreover, by making it below the upper limit, an effect corresponding to the content can be exhibited.
<加硫剤>
耐火性樹脂組成物は、加硫剤を含有してもよい。加硫剤はマトリックス成分としてゴム成分が使用されるときに好ましく使用される。耐火性樹脂組成物は、加硫剤が配合されることで、マトリックス成分が加硫して3次元網目構造が形成される。そのため、耐火材に高いゴム弾性を付与できる。
加硫剤としては、硫黄、塩化硫黄、二塩化硫黄、モルフォリンジスルフィド、アルキルフェノールジスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、ジチオカルバミン酸セレン等が挙げられ、これらの中では硫黄が好ましい。
加硫剤は1種単独で使用されてもよいし、2種以上が併用されてもよい。
耐火性樹脂組成物において、加硫剤の含有量は、特に限定されないが、マトリックス成分100質量部に対して、好ましくは0.1~10質量部、より好ましくは0.5~5質量部である。加硫剤の含有量をこれら下限値以上とすることで、耐火材に優れたゴム弾性を付与できる。また、上限値以下とすることで含有量に見合った効果が発揮できる。
<Vulcanizing agent>
The fire resistant resin composition may contain a vulcanizing agent. A vulcanizing agent is preferably used when a rubber component is used as the matrix component. By adding a vulcanizing agent to the fire-resistant resin composition, the matrix component is vulcanized to form a three-dimensional network structure. Therefore, high rubber elasticity can be imparted to the refractory material.
Examples of the vulcanizing agent include sulfur, sulfur chloride, sulfur dichloride, morpholine disulfide, alkylphenol disulfide, tetramethylthiuram disulfide, selenium dithiocarbamate, etc. Among these, sulfur is preferred.
A vulcanizing agent may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be used together.
In the fire-resistant resin composition, the content of the vulcanizing agent is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the matrix component. be. By setting the content of the vulcanizing agent to these lower limits or more, it is possible to impart excellent rubber elasticity to the refractory material. Moreover, by making it below the upper limit, an effect corresponding to the content can be exhibited.
ただし、耐火材は、加硫剤以外によって3次元網目構造が形成されてもよい。そのような方法としては、過酸化物架橋剤などの加硫剤以外の架橋剤を耐火性樹脂組成物に配合して、加熱などにより耐火性樹脂組成物を架橋する方法、電子線を照射して耐火性樹脂組成物を架橋する方法などが挙げられる。 However, the refractory material may have a three-dimensional network structure other than the vulcanizing agent. Examples of such a method include a method in which a cross-linking agent other than a vulcanizing agent such as a peroxide cross-linking agent is added to the fire-resistant resin composition, and the fire-resistant resin composition is cross-linked by heating or the like; and a method of cross-linking the fire-resistant resin composition.
<その他の成分>
耐火性樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて、フェノール系、アミン系、イオウ系等の酸化防止剤、金属害防止剤、帯電防止剤、安定剤、滑剤、顔料、粘着付与樹脂等の上記した成分以外のその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分の含有量は、マトリックス成分100質量部に対して、例えば、50質量部以下、好ましくは30質量部以下である。
<Other ingredients>
The fire-resistant resin composition may optionally contain antioxidants such as phenolic, amine-based, and sulfur-based antioxidants, metal damage inhibitors, antistatic agents, stabilizers, lubricants, Other components other than the components described above, such as pigments and tackifier resins, may also be included. The content of other components is, for example, 50 parts by mass or less, preferably 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the matrix component.
<耐火材の製造方法>
本発明の耐火材の製造方法においては、まず、少なくともマトリックス成分、熱膨張性黒鉛、及びリン化合物を混合して、耐火性樹脂組成物を調製するとよい。また、耐火性樹脂組成物に上記した無機充填剤などの任意の成分を配合する場合には、マトリックス成分、熱膨張性黒鉛、及びリン化合物に加えて、任意の成分も合わせて配合して混合すればよい。
各成分の混合は適宜加熱して行ってもよいが、その場合、混合される熱膨張性黒鉛の温度が、膨張開始温度未満となるように制御されればよい。
<Method for manufacturing refractory material>
In the method for producing a refractory material of the present invention, first, at least a matrix component, thermally expandable graphite, and a phosphorus compound are mixed to prepare a refractory resin composition. In addition, when blending optional components such as the above inorganic fillers in the refractory resin composition, in addition to the matrix component, thermally expandable graphite, and phosphorus compound, the optional components are also blended and mixed. do it.
Although each component may be mixed by heating appropriately, in this case, the temperature of the mixed thermally expandable graphite may be controlled so as to be lower than the expansion start temperature.
耐火性樹脂組成物の調製において、上記各成分の混合に使用される装置は、特に限定されないが、単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー、混練ロール、ライカイ機、遊星式撹拌機、攪拌翼を備える攪拌機等、公知の混練機を使用することができる。
主剤と硬化剤とからなる熱硬化性樹脂を用いる場合は、主剤と硬化剤とを別々に混合しておき、成形直前にスタティックミキサー、ダイナミックミキサー等で混合してもよい。
なお、耐火性樹脂組成物は有機溶剤で希釈させてスラリーなどにしてもよいが、有機溶剤を除去する工程が不要なため、有機溶剤を使用しないことが好ましい。
In the preparation of the refractory resin composition, the device used for mixing the above components is not particularly limited, but a single screw extruder, a twin screw extruder, a Banbury mixer, a kneader mixer, a kneading roll, a Raikai machine, a planetary type A known kneader such as a stirrer or a stirrer equipped with stirring blades can be used.
When using a thermosetting resin composed of a main agent and a curing agent, the main agent and the curing agent may be separately mixed and mixed by a static mixer, dynamic mixer, or the like immediately before molding.
The refractory resin composition may be diluted with an organic solvent to form a slurry or the like, but it is preferable not to use an organic solvent because a step of removing the organic solvent is unnecessary.
上記のようにして得た耐火性樹脂組成物は、シート状などの所望の形状に成形するとよい。所望の形状に成形する方法は、特に限定されないが、型枠に流し込んでシート状などの形状にするとよい。また、混練機として、単軸押出機、二軸押出機などを使用する場合には、押出機から耐火性樹脂組成物をシート状に押し出すとよい。また、基材上、又は離型処理を施した離型フィルム上に耐火性樹脂組成物を所望の厚さとなるよう塗工し、シート状に成形する方法なども挙げられ、この場合、適宜プレスなどしてもよい。 The fire-resistant resin composition obtained as described above may be molded into a desired shape such as a sheet. The method of molding into a desired shape is not particularly limited, but it is preferable to pour it into a mold and make it into a shape such as a sheet. When a single-screw extruder, a twin-screw extruder, or the like is used as the kneader, the fire-resistant resin composition may be extruded in the form of a sheet from the extruder. In addition, a method of coating a fire-resistant resin composition to a desired thickness on a base material or a release film that has been subjected to a release treatment and forming it into a sheet may also be mentioned. etc.
ここで、マトリックス成分が、熱可塑性樹脂、及びエラストマー成分のいずれかである場合には、シート状などの所望の形状に成形することで、耐火材を得ることができる。
また、マトリックス成分が加硫剤などの架橋剤を含む場合には、所望の形状に成形した後に、耐火性樹脂組成物を加熱などして、耐火性樹脂組成物を加硫(架橋)させるとよいし、耐火性樹脂組成物が溶剤を含む場合などには乾燥させることで耐火材を得るとよい。
また、マトリックス成分が熱硬化性樹脂を含む場合には、耐火性樹脂組成物を所望の形状に成形した後に、加熱などして硬化させて、耐火材を得るとよい。
耐火性樹脂組成物を所望の形状に成形した後に加熱する場合、加熱温度は、架橋剤の種類、溶剤の種類、熱硬化性樹脂の種類などによって適宜調整すればよいが、熱膨張黒鉛の熱膨張開始温度未満に調整する。熱膨張開始温度未満とすることで、耐火性樹脂組成物における膨張性黒鉛がほとんど膨張されずに、耐火性樹脂組成物に含有される膨張性黒鉛は、耐火材においても膨張していない膨張性黒鉛となる。
加熱温度は、例えば、45~150℃、好ましくは50~130℃で、より好ましくは60~120℃である。また、加熱時間は、特に限定されないが、例えば1~15時間程度である。
Here, when the matrix component is either a thermoplastic resin or an elastomer component, the refractory material can be obtained by molding it into a desired shape such as a sheet shape.
Further, when the matrix component contains a cross-linking agent such as a vulcanizing agent, the fire-resistant resin composition is vulcanized (cross-linked) by heating the fire-resistant resin composition after molding into a desired shape. Alternatively, when the refractory resin composition contains a solvent, the refractory material may be obtained by drying.
Further, when the matrix component contains a thermosetting resin, the fire-resistant resin composition may be molded into a desired shape and then cured by heating to obtain a fire-resistant material.
When heating the refractory resin composition after molding it into a desired shape, the heating temperature may be appropriately adjusted depending on the type of cross-linking agent, the type of solvent, the type of thermosetting resin, etc. Adjust below the expansion start temperature. When the temperature is less than the thermal expansion start temperature, the expandable graphite in the fire-resistant resin composition is hardly expanded, and the expandable graphite contained in the fire-resistant resin composition is not expanded even in the fire-resistant material. It becomes graphite.
The heating temperature is, for example, 45 to 150°C, preferably 50 to 130°C, more preferably 60 to 120°C. Also, the heating time is not particularly limited, but is, for example, about 1 to 15 hours.
また、マトリックス成分が熱硬化性樹脂を含む場合、耐火性樹脂組成物をシート状などの所望の形状に成形した後、かつ加熱による硬化を行う前に、養生を行うことが好ましい。本発明では、養生を行うと、耐火材の膨張倍率及び形状保持力を向上させやすくなる。その原理は定かではないが、熱硬化性樹脂が膨張性黒鉛になじんだ状態で硬化されることになるので、膨張性黒鉛に含まれる酸などを内部に閉じ込めやすくなり、低温(例えば、300℃程度)加熱時に膨張性黒鉛が急激に膨張しやすくなるためと推定される。
養生は、熱硬化性樹脂が硬化される温度未満の温度で行うとよい。具体的には、耐火性樹脂組成物の養生は、例えば10~40℃、好ましくは15~35℃の温度で、例えば0.5~24時間、好ましくは0.5~12時間静置することにより行うとよい。
Moreover, when the matrix component contains a thermosetting resin, it is preferable to perform curing after molding the fire-resistant resin composition into a desired shape such as a sheet and before curing by heating. In the present invention, curing makes it easier to improve the expansion ratio and shape retention of the refractory material. Although the principle is not clear, since the thermosetting resin is hardened in a state familiar with the expandable graphite, it becomes easy to trap the acid contained in the expandable graphite inside, and the temperature is low (for example, 300 ° C. degree) This is presumed to be because expansive graphite tends to expand rapidly when heated.
Curing is preferably performed at a temperature below the temperature at which the thermosetting resin is cured. Specifically, the refractory resin composition is cured, for example, at a temperature of 10 to 40° C., preferably 15 to 35° C., for example, for 0.5 to 24 hours, preferably 0.5 to 12 hours. It should be done by
<耐火材の使用方法>
本発明の耐火材は、一戸建住宅、集合住宅、高層住宅、高層ビル、商業施設、公共施設等の各種の建築物、自動車、電車などの各種車両、船舶、航空機などの各種乗り物に使用できるが、これらの中では建築物に使用されることが好ましい。
耐火材は、上記建築物、車両、船舶、航空機などを構成する部材に取り付けられて使用される。例えば、建築物では、窓、障子、ドア、戸、ふすま等の建具、柱、鉄骨コンクリート等の壁、床、屋根等に取り付けられて、火災や煙の侵入を低減又は防止することができる。これらの中では、建具に使用することが好ましい。すなわち、好ましい態様において、建具は上記した本発明の耐火材を備える。
<How to use refractory materials>
The fireproof material of the present invention can be used in various buildings such as single-family houses, collective housing, high-rise housing, high-rise buildings, commercial facilities, and public facilities, various vehicles such as automobiles and trains, and various vehicles such as ships and aircraft. However, among these, it is preferable to use it for buildings.
Refractory materials are used by being attached to members constituting the above buildings, vehicles, ships, aircraft, and the like. For example, in buildings, it can be attached to fittings such as windows, shojis, doors, doors, sliding doors, pillars, walls such as steel-framed concrete, floors, roofs, etc., to reduce or prevent the intrusion of fire and smoke. Among these, it is preferable to use it for fittings. That is, in a preferred embodiment, fittings are provided with the refractory material of the present invention described above.
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
本実施例における測定及び評価方法は以下の通りである。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to these examples.
The measurement and evaluation methods in this example are as follows.
<300℃膨張倍率>
耐火材から切り出した100mm×100mm、厚さ2mmのサンプルを上方が開放したSUS製の箱に入れて、鉄板の上に乗せ、内部が300℃に加熱された電気炉からなるマッフル炉で5分加熱した。なお、サンプルは、耐火材が厚さ2mmに満たない場合には耐火材の厚さと同じものを使用する。加熱後のサンプル高さをノギスで測定して加熱後厚さとした。加熱後厚さ÷加熱前厚さにより膨張倍率を算出した。実施例、比較例で測定された300℃加熱時の膨張倍率は、以下の基準に基づき表1~4に示す。
A:25倍以上50倍以下
B:20倍以上25倍未満
C:10倍以上20倍未満
D:10倍未満
<500℃膨張倍率>
マッフル炉内部の温度を500℃に変更した点を除いて500℃加熱時の膨張倍率を求めた。実施例、比較例で測定された膨張倍率は、以下の基準に基づき表1~4に示す。
A:45倍以上80倍以下
B:30倍以上45倍未満
C:15倍以上30倍未満
D:15倍未満
<300°C expansion ratio>
A sample of 100 mm x 100 mm and a thickness of 2 mm cut from a refractory material is placed in a SUS box with an open top, placed on an iron plate, and heated to 300 ° C. inside for 5 minutes in a muffle furnace consisting of an electric furnace. heated. When the thickness of the refractory material is less than 2 mm, the thickness of the sample is the same as that of the refractory material. The height of the sample after heating was measured with a vernier caliper to determine the thickness after heating. The expansion ratio was calculated by dividing the thickness after heating by the thickness before heating. The expansion ratios when heated at 300° C. measured in Examples and Comparative Examples are shown in Tables 1 to 4 based on the following criteria.
A: 25 times or more and 50 times or less B: 20 times or more and less than 25 times C: 10 times or more and less than 20 times D: Less than 10 times <500°C expansion ratio>
The expansion ratio when heated to 500°C was obtained except that the temperature inside the muffle furnace was changed to 500°C. Expansion ratios measured in Examples and Comparative Examples are shown in Tables 1 to 4 based on the following criteria.
A: 45 times or more and 80 times or less B: 30 times or more and less than 45 times C: 15 times or more and less than 30 times D: Less than 15 times
<形状保持力>
膨張倍率を測定した加熱後のサンプルを圧縮試験機(カトーテック社製、「フィンガーフイリングテスター」)に供給し、25℃の環境下で、0.25cm2の圧子で0.1cm/秒の速度で圧縮し、破断点応力を測定して、得られた値を形状保持力とした。実施例、比較例で測定された形状保持力は、以下の基準に基づき表1~4に示す。
(300℃加熱後の形状保持力)
A:1.5N以上10N以下
B:0.7N以上1.5N未満
C:0.3N以上0.7N未満
D:0.3N未満
(500℃加熱後の形状保持力)
A:0.1N以上10N以下
B:0.07N以上0.1N未満
C:0.01N以上0.07N未満
D:0.01N未満
<Shape retention force>
The sample after heating whose expansion ratio was measured was supplied to a compression tester (manufactured by Kato Tech Co., Ltd., "Finger Filling Tester"), and under an environment of 25 ° C., 0.1 cm / sec with an indenter of 0.25 cm 2 It was compressed at a speed, the stress at break was measured, and the obtained value was taken as the shape retention force. The shape retention force measured in Examples and Comparative Examples are shown in Tables 1 to 4 based on the following criteria.
(Shape retention force after heating at 300°C)
A: 1.5 N or more and 10 N or less B: 0.7 N or more and less than 1.5 N C: 0.3 N or more and less than 0.7 N D: Less than 0.3 N (shape retention force after heating at 500°C)
A: 0.1 N or more and 10 N or less B: 0.07 N or more and less than 0.1 N C: 0.01 N or more and less than 0.07 N D: Less than 0.01 N
<体積増加率>
熱膨張性黒鉛1gを用意して、メスシリンダーにて体積を測定した。その後、1gの熱膨張性黒鉛をるつぼに入れたうえで、内部が300℃に加熱された電気炉からなるマッフル炉内において10分間加熱した。加熱後の熱膨張性黒鉛を室温(25℃)に戻してメスシリンダーにて体積を測定した。加熱後の体積から加熱前の体積を差し引いた値を体積増加として、(単位質量あたりの体積増加)/(加熱時間[10分])を、熱膨張性黒鉛の体積増加率(ml/g/分)とした。
<Volume increase rate>
1 g of thermally expandable graphite was prepared and its volume was measured with a graduated cylinder. After that, 1 g of thermally expandable graphite was placed in the crucible and heated for 10 minutes in a muffle furnace consisting of an electric furnace whose inside was heated to 300°C. The thermally expandable graphite after heating was returned to room temperature (25° C.) and the volume was measured with a graduated cylinder. The value obtained by subtracting the volume before heating from the volume after heating is the volume increase, and (increase in volume per unit mass) / (heating time [10 minutes]) is the volume increase rate of thermally expandable graphite (ml / g / minutes).
<耐水性>
水温が60℃に維持された温水が内部に入れられた容器スクリュー管を用意した。耐火材を切り出して、20mm×50mm、厚さ2mmのサンプルを10個用意し、60℃に維持された温水に10日間浸漬させて、10日後の溶出率を測定した。なお、サンプルは、耐火材が厚さ2mmに満たない場合には耐火材の厚さと同じものを使用する。
溶出率は、測定前の容器の質量と、サンプルを引き上げた後に自然乾燥させた容器の質量を比較し、その質量差から算出した。溶出率は、元のサンプル質量に対する、溶出量を百分率(%)で求めた。実施例、比較例で測定された溶出率は、以下の基準に基づき、表1~4に耐水性の評価結果として示す。
A:1質量%未満
B:1質量%以上5質量%未満
C:5質量%以上
<Water resistance>
A container screw tube containing hot water maintained at a water temperature of 60° C. was prepared. Ten samples of 20 mm×50 mm and 2 mm in thickness were prepared by cutting out the refractory material, immersed in hot water maintained at 60° C. for 10 days, and the elution rate after 10 days was measured. When the thickness of the refractory material is less than 2 mm, the thickness of the sample is the same as that of the refractory material.
The dissolution rate was calculated from the weight difference between the weight of the container before measurement and the weight of the container that had been air-dried after pulling up the sample. The elution rate was obtained as a percentage (%) of the elution amount with respect to the original sample mass. The elution rates measured in Examples and Comparative Examples are shown in Tables 1 to 4 as evaluation results of water resistance based on the following criteria.
A: Less than 1% by mass B: 1% by mass or more and less than 5% by mass C: 5% by mass or more
[実施例1]
表1に記載の配合の通りに原料を計量し、室温(25℃)の条件下でスリーワンモーターを用いて、攪拌速度1,000rpmで1分間混合し、耐火性樹脂組成物を得た。この耐火性樹脂組成物を、離型処理されたポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに塗布し、室温(25℃)、10MPaの圧力でプレスして、厚さ約2mmのシート状に成形した。成形後、20~23℃の温度下で1時間養生した後、90℃のオーブンで10時間加熱して熱硬化性樹脂を硬化させた。PETフィルムを剥離して、厚さ2mmのシート状の耐火材を得た。
[Example 1]
Raw materials were weighed according to the formulation shown in Table 1, and mixed at a stirring speed of 1,000 rpm for 1 minute using a three-one motor at room temperature (25° C.) to obtain a fire-resistant resin composition. This fire-resistant resin composition was applied to a release-treated polyethylene terephthalate (PET) film and pressed at room temperature (25° C.) at a pressure of 10 MPa to form a sheet with a thickness of about 2 mm. After molding, it was cured at a temperature of 20 to 23° C. for 1 hour and then heated in an oven at 90° C. for 10 hours to cure the thermosetting resin. The PET film was peeled off to obtain a sheet-like refractory material with a thickness of 2 mm.
[実施例2~7、比較例1~3]
表1に記載の通りに配合を変更した以外は、実施例1と同様に実施して耐火材を得た。
[Examples 2 to 7, Comparative Examples 1 to 3]
A refractory material was obtained in the same manner as in Example 1 except that the formulation was changed as shown in Table 1.
[実施例8、比較例4,5]
表1に記載の通りに配合を変更した点、及び熱硬化性樹脂を硬化させる際のオーブンの温度を110℃に変更した点を除いて実施例1と同様に実施した。
[Example 8, Comparative Examples 4 and 5]
The procedure was carried out in the same manner as in Example 1, except that the formulation was changed as shown in Table 1 and the temperature of the oven was changed to 110° C. when curing the thermosetting resin.
[実施例9~10、比較例6~7]
表2に記載の成分のうち膨張黒鉛と可塑剤以外の成分を、プラストミルにて125℃で1分間混練し、次に可塑時を加え、125℃で4分間混練した。次に膨張黒鉛を投入し、125℃で3分間混練し、得られた耐火性樹脂組成物を、150℃、19MPaの条件でプレス成形してシート状にして、厚さ2mmのシート状の耐火材を得た。
[Examples 9-10, Comparative Examples 6-7]
Among the components shown in Table 2, the components other than the expanded graphite and the plasticizer were kneaded at 125°C for 1 minute in a Plastomill, then the plasticizer was added and kneaded at 125°C for 4 minutes. Next, expandable graphite is added and kneaded at 125° C. for 3 minutes, and the resulting refractory resin composition is press-molded under conditions of 150° C. and 19 MPa into a sheet to form a refractory sheet having a thickness of 2 mm. got the wood.
[実施例11、比較例8]
表3に記載の成分のうち膨張黒鉛以外の成分を、プラストミルにて150℃で5分間混練し、次に膨張黒鉛を投入して150℃で3分混練する。得られた樹脂組成物を加硫させるために150℃、15MPaの条件でプレス成形し、シート状に成形し、厚さ2mmのシート状の耐火材を得た。
[Example 11, Comparative Example 8]
Among the components shown in Table 3, the components other than the expanded graphite are kneaded in a Plastomill at 150° C. for 5 minutes, then the expanded graphite is added and kneaded at 150° C. for 3 minutes. In order to vulcanize the obtained resin composition, it was press-molded under conditions of 150° C. and 15 MPa, and molded into a sheet shape to obtain a sheet-shaped refractory material having a thickness of 2 mm.
[実施例12、比較例9]
表4に記載の成分のうち樹脂のみをプラストミルにて180℃で3分間混練し、次にフィラー・添加剤を180℃で5分間混練する。次に膨張黒鉛を投入して150℃で3分間混練し、得られた樹脂組成物を150℃、15MPaの条件でプレス成形し、シート状にして、厚さ2mmのシート状の耐火材を得た。
[Example 12, Comparative Example 9]
Among the components shown in Table 4, only the resin is kneaded at 180° C. for 3 minutes in a plastomill, and then the filler/additives are kneaded at 180° C. for 5 minutes. Next, expanded graphite was added and kneaded at 150°C for 3 minutes, and the resulting resin composition was press-molded at 150°C and 15 MPa to form a sheet to obtain a sheet-like refractory material having a thickness of 2 mm. rice field.
表1~4に記載の各原料は以下の通りである。なお、表1~4に示す配合量(質量部)はいずれも有効成分量である。
(熱硬化性樹脂)
エポキシ樹脂(主剤):ビスフェノールF型エポキシ化合物、商品名「E-807」、三菱ケミカル株式会社製
エポキシ樹脂(硬化剤):変性脂肪族ポリアミン、可撓性グレード、商品名「FL092」、三菱ケミカル株式会社製
ウレタン樹脂(主剤):ポリオキシプロピレングリコール、商品名「サンニックスPP-400」、三洋化成工業株式会社製
ウレタン樹脂(硬化剤):ポリ(ジフェニルメタンジイソシアネート)、商品名「ミリオネート MR-200」、株式会社東ソー製
フェノール樹脂:液状レゾール樹脂(不揮発分70%)、商品名「ST-611-LV」、DIC株式会社製
(熱可塑性樹脂)
PVC:ポリ塩化ビニル、商品名「TK-800」、信越化学工業株式会社製
(エラストマー成分)
EPDM:エチレン-プロピレン-ジエンゴム、商品名「三井EPT3092M、三井化学社製
TPO:熱可塑性オレフィン系エラストマー、商品名「エスレックス822」、住友化学社製
Each raw material described in Tables 1 to 4 is as follows. All of the compounding amounts (parts by mass) shown in Tables 1 to 4 are amounts of active ingredients.
(Thermosetting resin)
Epoxy resin (main agent): bisphenol F type epoxy compound, trade name "E-807", manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation Epoxy resin (curing agent): modified aliphatic polyamine, flexible grade, trade name "FL092", Mitsubishi Chemical Urethane resin (main agent) manufactured by Co., Ltd.: Polyoxypropylene glycol, trade name “Sannics PP-400”, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd. Urethane resin (curing agent): Poly (diphenylmethane diisocyanate), trade name “Millionate MR-200” ”, manufactured by Tosoh Co., Ltd. Phenolic resin: liquid resol resin (70% non-volatile content), trade name “ST-611-LV”, manufactured by DIC Corporation (thermoplastic resin)
PVC: Polyvinyl chloride, trade name "TK-800", manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. (elastomer component)
EPDM: Ethylene-propylene-diene rubber, trade name "Mitsui EPT3092M, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. TPO: Thermoplastic olefin elastomer, trade name "Slex 822," manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
(熱膨張性黒鉛)
熱膨張性黒鉛(1):商品名「EXP-50S120」、富士黒鉛工業株式会社製、膨張開始温度120℃
熱膨張性黒鉛(2):商品名「EXP-50S150」、富士黒鉛工業株式会社製、膨張開始温度150℃
熱膨張性黒鉛(3):商品名「EXP-50S160」、富士黒鉛工業株式会社製、膨張開始温度160℃
熱膨張性黒鉛(4):商品名「QKG」、QKG社、膨張開始温度:160℃
熱膨張性黒鉛(5):商品名「CA60N」、エア・ウォーター株式会社製、膨張開始温度220℃
(Thermal expandable graphite)
Thermally expandable graphite (1): trade name “EXP-50S120”, manufactured by Fuji Graphite Industry Co., Ltd., expansion start temperature 120 ° C.
Thermally expandable graphite (2): trade name “EXP-50S150”, manufactured by Fuji Graphite Industry Co., Ltd., expansion start temperature 150 ° C.
Thermally expandable graphite (3): trade name “EXP-50S160” manufactured by Fuji Graphite Industry Co., Ltd., expansion start temperature 160 ° C.
Thermally expandable graphite (4): trade name “QKG”, QKG company, expansion start temperature: 160°C
Thermally expandable graphite (5): trade name “CA60N”, manufactured by Air Water Inc., expansion start temperature 220°C
上記熱膨張性黒鉛の体積増加率、及び加熱前の単位重量あたりの体積(初期体積)を表5に示す。
(リン化合物)
リン酸塩:第三リン酸アルミニウム(AlPO3)、商品名「タイポリーL2」、太平化学産業株式会社製
ポリリン酸塩:ポリリン酸アンモニウム、商品名「AP422」、クラリアントケミカルズ社製
亜リン酸塩:亜リン酸アルミニウム、商品名「APA-100」、太平化学産業株式会社製
メラミン系:ポリリン酸メラミン・メラム・メレム、商品名「PHOSMEL-200」、日産化学株式会社製
(Phosphorus compound)
Phosphate: tertiary aluminum phosphate (AlPO 3 ), trade name “Thai Poly L2”, manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd. Polyphosphate: ammonium polyphosphate, trade name “AP422”, manufactured by Clariant Chemicals Phosphite: Aluminum phosphite, trade name "APA-100", manufactured by Taihei Chemical Industry Co., Ltd. Melamine type: melamine polyphosphate, melam, melem, trade name "PHOSMEL-200", manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.
(無機充填剤)
炭酸カルシウム:商品名「BF300」、白石カルシウム株式会社製
硫酸バリウム:商品名「W-6」、竹原化学工業株式会社製
カーボンブラック:商品名「#55G」、旭カーボン社製
(Inorganic filler)
Calcium carbonate: Product name “BF300”, manufactured by Shiraishi Calcium Co., Ltd. Barium sulfate: Product name “W-6”, manufactured by Takehara Chemical Industry Co., Ltd. Carbon black: Product name “#55G”, manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd.
(界面活性剤)
DA-375:ポリエーテルリン酸エステル、商品名「ディスパロンDA-375」、楠本化成株式会社製
(可塑剤)
TPP:トリフェニルホスフェート、商品名「TPP」、大八化学工業株式会社製
DIDP:ジイソデシルフタレート、商品名「DIDP」、ジェイプラス社製
(加工助剤)
塩素化ポリエチレン:商品名「135A CPE」、威海金弘社製
ポリメチルメタクリレート:商品名「P-530A」、三菱レーヨン社製
プロセスオイル:商品名「PW90」、出光社製
アクリル変性PTFE:商品名「メタプレンA3000」、三菱ケミカル株式会社製
(熱安定剤)
ステアリン酸カルシウム:商品名「SC-100」、堺化学社製
Ca-Zn熱安定剤:カルシウム-亜鉛系熱安定剤、商品名「CLZ-16S」、水沢化学社製
(Surfactant)
DA-375: polyether phosphate, trade name "Disparon DA-375", manufactured by Kusumoto Kasei Co., Ltd. (plasticizer)
TPP: triphenyl phosphate, trade name "TPP", manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd. DIDP: diisodecyl phthalate, trade name "DIDP", manufactured by J-Plus (processing aid)
Chlorinated polyethylene: trade name “135A CPE” manufactured by Weihai Kinko Co., Ltd. Polymethyl methacrylate: trade name “P-530A” manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Process oil: trade name “PW90” manufactured by Idemitsu Acryl-modified PTFE: trade name “ Metaprene A3000", manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation (heat stabilizer)
Calcium stearate: trade name "SC-100", manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd. Ca-Zn heat stabilizer: calcium-zinc heat stabilizer, trade name "CLZ-16S", manufactured by Mizusawa Chemical Co., Ltd.
以上の各実施例では、300℃で5分間加熱したときの膨張倍率が20倍以上で、かつ形状保持力が0.7N以上となったので、低温時の耐火性能が良好となり、より優れた耐火性能を有する耐火材を得ることができた。それに対して、比較例では、300℃で5分間加熱したときの膨張倍率が20倍未満、又は、形状保持力が0.7N未満であったため、耐火性能を優れたものにすることができなかった。 In each of the above examples, the expansion ratio was 20 times or more when heated at 300 ° C. for 5 minutes, and the shape retention force was 0.7 N or more, so the fire resistance performance at low temperatures was good and more excellent. A refractory material having fire resistance was obtained. On the other hand, in the comparative example, the expansion ratio when heated at 300 ° C. for 5 minutes was less than 20 times, or the shape retention force was less than 0.7 N, so the fire resistance could not be excellent. rice field.
Claims (7)
300℃で5分間加熱したときの膨張倍率が20倍以上で、かつ形状保持力が0.7N以上である耐火材であり、
前記熱膨張性黒鉛が、300℃で10分間加熱したときの体積増加率が1.0ml/g/分以上である熱膨張性黒鉛を含む、耐火材。 A fire-resistant material comprising a fire-resistant resin composition containing at least one matrix component selected from the group consisting of a resin component and an elastomer component, thermally expandable graphite, and a phosphorus compound,
A refractory material having an expansion ratio of 20 times or more when heated at 300 ° C. for 5 minutes and a shape retention force of 0.7 N or more,
A refractory material, wherein the thermally expandable graphite has a volume increase rate of 1.0 ml/g/min or more when heated at 300° C. for 10 minutes.
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