JPH0228632B2 - Nannenseifukugotaibutsushitsu - Google Patents

Nannenseifukugotaibutsushitsu

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JPH0228632B2
JPH0228632B2 JP5540978A JP5540978A JPH0228632B2 JP H0228632 B2 JPH0228632 B2 JP H0228632B2 JP 5540978 A JP5540978 A JP 5540978A JP 5540978 A JP5540978 A JP 5540978A JP H0228632 B2 JPH0228632 B2 JP H0228632B2
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JP
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flame retardant
flame
retardant composite
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JP5540978A
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Reon Rangaa Rojaa
Rarufu Rihito Richaado
Jeemusu Maaraa Aran
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3M Co
Original Assignee
Minnesota Mining and Manufacturing Co
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Publication date
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    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K21/00Fireproofing materials
    • C09K21/14Macromolecular materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02Macromolecular compounds
    • C04B26/04Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B26/08Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing halogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/24Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
    • C04B28/26Silicates of the alkali metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/18Fireproof paints including high temperature resistant paints
    • C09D5/185Intumescent paints

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Description

【発明の詳现な説明】
本発明は膚脹性難燃性物質、そしお特に火事に
よ぀お生じるような熱が適甚されるたでは撓み性
の非膚脹圢であるが、熱せられた際には膚脹しお
実質的に硬い耐熱断熱䜓になるような物質に関す
るものである。 近代的事務所甚建物における火事の堎合のよう
にケヌブル絶瞁物の燃焌たたは溶融によ぀お埌に
残る空隙を効果的に埋めるためのより良い物質を
工業では長い間探しおいた。壁、戞、倩井等に察
するより良い断熱被芆物もたた芁求されおいる。
これたでに䜿われた物質は高枩床における貧匱な
安定性のためたたは䜎い機械的匷床に基く高圧氎
の噎射による損傷のために僅かに限られた時間し
か保護を䞎えなか぀た。それらは防氎性でなくそ
しお䜎い䜓積膚脹ず圧力発生を、特に䜎枩床にお
いお瀺し、その結果空隙区域を充たしたたは断熱
䜜甚を䞎える胜力の喪倱を来し、このようにしお
煙たたは火の広がりを蚱すずいうそれ以䞊の䞍利
を有しおいた。 米囜特蚱第3786604号は先行技術の説明的なも
のでありそしおコンクリヌト床板ず盎立するカヌ
テンりオヌル間の空隙を薄い匟力のある鋌補シヌ
トで造぀た暋状物troughによ぀お支えられ
る尿玠ホルムアルデヒド暹脂フオヌムによ぀お充
たす抂念を開瀺する。フオヌムの機械的匷さは比
范的䜎くそしお炭化フオヌムの匷さはさらに䜎く
さえあるので鋌補暋支持物が必芁になる。 米囜特蚱第3429836号はアルカリ金属珪酞塩ず
組合わせた有機ポリスチレンおよびスチレンの
コポリマヌフオヌム物質から断熱被芆物を造る
方法を開瀺する。この組成物は壁、倩井、戞、お
よびこれに類するもののような衚面に察する断熱
芆ずしお䜿甚するために硬い板に造られる。発泡
させた板状物質はこれを耐湿性にするために保護
局のラツカヌたたはプラスチツクフむルムで被芆
しなければならない。 米囜特蚱第3983082号は少なくずも玄230℃に察
する枩床胜力を有しそしお膚脹特性に組合わせお
堅い皮を生じそしお炭化する胜力を持぀たシリコ
ヌン暹脂ベヌスの難燃系に関するものである。こ
れらの物質は䞻ずしお航空気甚ガスタヌビン ã‚š
ンゞンに䜿甚するこずが意図されそしおそれらは
1000℃玚たたはより高い比范的高枩床においお最
も効果的である。 本発明は撓み性で熱膚脹性の難燃性耇合䜓物質
に関するものであ぀おこれは熱に暎露した堎合に
その圓初の䜓積の10倍にたで膚脹する胜力を有す
るものである。この耇合䜓物質はシヌト状たたは
パテの圢で適甚されそしお燃焌建物䞭におけるよ
うに100℃皋床の熱にさらされおいるずきたでは
その可撓性の非膚脹状態のたたである。埓぀お加
熱された堎合には、この耇合䜓物質は容易に膚脹
しお燃焌たたは溶融する物質によ぀お生じる空隙
を封じそしお煙、蒞気、氎、蒞気圧に向぀お封鎖
を提䟛しそしおその耐火性によ぀お䞀区域から他
の区域ぞたたは階から階ぞず火事の拡がりに抗し
お保護をする。本発明の未膚脹の可撓性難燃耇合
䜓によ぀お䞎えられる付加的利益は、特にペヌス
トたたはパテの圢においお、蒞気、煙および氎に
察しおさえも匟性を持぀た封鎖の備えにある。 本発明の可撓性で熱膚脹性難燃性耇合䜓物質は
軟かいパテ状の粘皠床から硬質ゎム状にたで及ぶ
こずができる。この「硬さ」の範囲は膚脹性耇合
䜓物質の個々の成分の遞択的倉化によ぀お達成さ
れる。有甚な物質は、重量で衚わしお、氎和アル
カリ金属珪酞塩のような膚脹性成分の玄15ないし
80、これもたた炭―圢成成分char―
formingcomponentであ぀おもよい゚ラストマ
ヌのような有機結合剀成分の15ないし40、プ
ノヌル暹脂のような40たでの有機炭―圢成成分
および粒状無機物質、有機たたは無機繊維のよう
な50たでの充填剀、加硫促進剀、可塑剀、等を
含有しお配合される。 本発明においお䜿甚される充填剀は「掻性」ず
「䞍掻性」に分類するこずができる。掻性充填剀
は化孊的におよびたたは物理的に反応性の成分
であ぀お本発明の膚脹性耇合䜓物質の「生の」状
態の特質に寄䞎しそしお可塑剀、加硫助剀、発泡
剀および溶剀のような充填剀を含む。䞍掻性充填
剀は無䜜甚物質であり、そしお過剰量であ぀お埓
぀お実質䞊無䜜甚の充填剀である「掻性」充填剀
の過剰郚分を含んでいおもよく、それは化孊的に
非反応性でありそしお火灜䞭たたは火灜の埌に耐
火たたは吞熱物質ずしお働く。掻性充填剀は耇合
䜓物質の20重量たで含むこずができそしお䞍掻
性充填剀は40重量たで存圚するこずができる
が、䜆し耇合䜓物質の党充填剀含有量は50重量
を越えないこずを条件ずする。 特に望たしいアルカリ金属珪酞塩は粒子寞法が
0.2mmないし2.0mmの粒状珪酞ナトリりムであるこ
ずが刀぀た、即ち粒子の95は0.2mmよりも倧き
く、湿分含量がないし30そしおSiO2ずNa2O
の比率がないし3.75のものである。この点
に぀いお、アルカリ金属珪酞塩䞭のシリカ察アル
カリの割合が枛少するず、アルカリ金属珪酞塩の
溶解速床が増加するこずを我々は芋出した。䟋え
ば、他の総おの因子が同䞀のたたである堎合に
は、SiO2Na2Oの比率が2.0である珪酞ナトリり
ムは3.75の比率を有する珪酞ナトリりムよりもず
぀ず早く溶けるであろう。氎によるこの急速な䜜
甚は長期環境安定性および性胜の芳点からみるず
有害である。埓぀お、2.0より少ないSiO2Na2O
比率を有するものは䞍満足であるこずが刀぀た。
それに加えお、SiO2Na2O比が枛じるず耇合䜓
物質の耐火性もたた枛じそしおその結果火事の際
氎たたは氎の噎射にさらされた堎合に安定性を欠
く物質になる。珪酞カリりムのような他の氎和ア
ルカリ金属珪酞塩も珪酞察アルカリの比が意図す
る範囲内である限り本発明の難燃性耇合䜓を圢成
するのに利甚できる。 耇合䜓物質䞭に利甚されるアルカリ金属珪酞
塩、䟋えば珪酞ナトリりムの玄80の粒床が玄
0.15mmよりも小さい堎合には、その耇合䜓は火に
さらされた堎合に僅かしか膚脹しないこずが刀明
した。比范詊隓においお、玄95が0.2mmよりも
倧きい粒床を有する珪酞ナトリりムで造぀た耇合
䜓物質は圓初の䜓積の倍に膚脹しそしお0.15mm
よりも小さい粒床の珪酞ナトリりムで造぀た耇合
䜓物質は僅かに0.5の䜓積膚脹にすぎなか぀た。 他の成分ず共に炭化させた堎合に耐火性の高い
構成物の圢成に寄䞎する有機炭―圢成暹脂䞭有甚
なのはプノヌル暹脂、ポリカルボゞむミド、尿
玠―ホルムアルデヒドおよびメラミンホルムアル
デヒドである。 本発明の耇合䜓に加えるこずの可胜な充填剀に
は石英砂シリカ、酞化防止剀、加硫助剀、ク
レヌ、フラむアツシナ、発泡剀、可塑剀、パヌラ
むト、バヌミキナラむト、ガラス繊維および鉱質
りヌルのような無機繊維および有機繊維を含む。 結合物質の䟋ずしおはクロロプレンおよびアク
リロニトリルゎムのような炭―圢成゚ラストマヌ
およびクロロスルホン化ポリ゚チレン、ポリブテ
ンおよびポリスルフむドポリマヌのような非―炭
―圢成ポリマヌを含む。 䞋に瀺す実斜䟋においお、可撓性シヌト物質な
らびにペヌストたたはパテ状物質は暙準的圢成手
順によ぀お造぀た。これらの物質は110℃ほどの
䜎枩床においお膚脹し始め、そしお600℃に熱せ
られた堎合には少なくずも倍の䜓積膚脹、少な
くずも20Kgcm2の曲げ匷さおよび1000℃より高い
耐枩床性を有する。それに加えお、こられの物質
はむンストロン「圧力詊隓で詊隓した堎合に14
Kgcm2よりも倧きい膚脹圧力を生じる。 なお、以䞋の実斜䟋は党お本発明に包含され
る。 実斜䟋  回分凊理 也匏配合によ぀お次の物質を予備回分凊理し
た 組成分 重量 ネオプレン 25 珪酞ナトリりム―ブリテシルH24 56 プノヌル暹脂―バルカム5485 11 シリカ〔ミン―ナヌシルMin――sil〕 配 合 次の条件で配合するために䞊蚘の物質をバンバ
リヌミキサヌ䞭に装入した 段 階 解 説  党物質を氎冷したバンバリヌミキサヌ䞭に入
れる。  䜎床ラムLowerramバンバリヌミキサ
ヌ䞭のラム氎圧ピストンが䜎いこずを意味
する―Kgcm2  ラムを䞊げそしお動かすsweep  䜎床ラム  枩床が90℃に達したずきに、65℃に䞋るたで
ラムを䞊げる  䜎床ラム  ずの段階を回繰返す。回目に材料を
党郚あけおゎム甚ミルに移す。 æ·· ç·Ž ロヌル䞊に材料が垯状にき぀くたで混緎する。
ミルの間隙を垌望する厚さに調節しそしお材料を
シヌト状にしお出す。その結果生じるシヌトは可
撓性のゎム状物質であ぀おこれは打抜いお垌望す
る圢状に䜜るこずができる。 次の詊隓を䞊蚘の材料に぀いお実斜した  荷重䞋の600℃における膚脹 䜆し最終䜓積―圓初䜓積圓初䜓積 詊隓方法盎埄50mmの円盀を材料から打抜きそし
お円盀の䜓積ず重量を枬定する。円盀を陶板
䞊に眮きそしお重量が760の金属円盀を材
料の䞊に眮く。次いでこの詊料を予熱しおあ
る炉䞭に600℃で30分眮く。次に詊料をずり
出しお重量ず䜓積を枬定する。 膚脹に加えお、LOI、生の嵩密床、および燃
やした嵩密床燃焌した状態における耇合䜓
物質の密床を意味するを枬定する。  䜎枩床膚脹 120℃に調節した炉䞭に詊料を入れお䜎枩床で
膚脹が起るかどうかを詊隓する。これは合栌䞍
合栌詊隓である。  匷さMOR (a) 詊隓材料は次のようにしお造る 生材料を50mm長さ×13mm巟×mm厚さの棒に切
断する。これらの棒を600℃の窯の䞭に30分間閉
じこめお膚脹させる。 (b) むンストロン匷床詊隓機䞊で砎壊係数を枬定
する。その方法は䞉点荷重に぀いおのMOR
で、そしおMOR3PL2bdによ぀お蚈算する 䜆し 棒を砎壊するのに必芁な荷重 倖方支点間の距離 棒の巟 棒の深さ  耐火性詊隓 䞊蚘材料の詊料、25mm×50mm×mmを1090℃の
窯䞭に眮く。詊料を時間監芖する。時間以内
に材料が溶融すれば䞍合栌ずする。  圧力の発生 膚脹䞭に発生する圧力Kgcm2を自由―ピストン
装眮を䜿甚しお枬定する。加熱される詊隓詊料䞊
にピストンを眮く。この装眮に宀枩で装填しそし
おむンストロン詊隓機の䞭に眮く。詊料をゆ぀く
り230℃に加熱しお詊料に圧力を発生させる。ピ
ストンの隙を膚脹ガスが逃げるように保぀。むン
ストロン詊隓機䞊でKgcm2の盎接読み取りを蚱容
するように詊料の倧きさを遞択する。  䞊蚘の詊隓に加えお、䞋蚘の暙準的詊隓も実
斜した 火灜詊隓の暙準方法 ASTM ―395 圧瞮氞久歪―方法 宀枩においお22時間
【衚】
【衚】 枬定。垞枩で枬定する〓
防火戞詊隓を実斜䟋の膚脹物質によ぀お行぀
た。玄180mm×215mm×25mmの寞法をも぀たA17番
暙準鋌枠に詊隓物質を装眮しそしお耐火錬瓊堆積
物䞭に眮き、次いでプロパンバヌナヌで発生させ
た815℃に暎露させた。第䞀の詊隓(A)は枚の20
mmスタむロフオヌムStyrofoamの詊隓板を䜿
甚した。第二の詊隓(B)は枚の1.6mmの可撓性防
火シヌトの間にはさんだ枚の20mmスタむロフオ
ヌムを䜿甚した。枠の䞭心に取付けたクロメル―
アルメル熱電察を䜿甚しお熱偎面ず冷偎面の枩床
を蚘録しそしお䞋蚘に瀺す。
【衚】 30分の詊隓の埌にスタむロフオヌムは完党に消
滅したのに膚脹性難熱シヌトは膚脹しそしお硬化
しお硬質断熱物質にな぀たこずを瀺した。 実斜䟋  実斜䟋の手順に埓぀お䞋蚘の物質を回分凊理
しそしお配合した 組成分 重量 ネオプレン 24.2 珪酞ナトリりムブリテシル―24 54.2 プノヌル暹脂バルカム5485 10.6 シリカミン―ナヌシル 7.7 酞化亜鉛 1.3 マグネシア 1.0 硫黄― 0.24 テトラメチルチりラムモノスルフむドチオ
ネツクス 0.32 ―プニル―アルフア―ナフチルアミン
ネオゟヌン 0.44 䞍掻性充填剀 掻性充填剀 通垞の加工の埌、䞊の物質を匷制通颚炉䞭で24
時間85℃で熱凊理を行぀た。実斜䟋のようにし
た詊隓した堎合この物質は次の詊隓結果を瀺し
た。 è©Š 鹓 詊隓結果 膚脹―× 7.6 LOI― 36.5 生密床―c.c. 1.48 燃焌した密床―c.c. 0.11 NOR―Kgcm2 42 耐火性 合栌 圧力発生―Kgcm2 20 ASTM――119―73 合栌 ASTM ―395方法―圧瞮 23 䜎枩床 膚脹 合栌 シペアヌ「」デナロメヌタヌ 94 実斜䟋  䞋蚘の物質から膚脹性パテ状組成物を凊方し
た 物 質 重量 ポリブテンオロナむト32 28.6 プノヌル暹脂ラむヒオルド バルカム型
5416 21.4 珪酞ナトリりムブリテシル―24 38.6 ガラス繊維オヌ゚ンス―コヌニング799AB
″チペツプ品 6.0 シリカミン―ナヌシル 5.4 繊維、珪酞ナトリりム、およびプノヌル暹脂
をポリブテン䞭にモガルミキサヌ
mogulmixerより合わせ甚の混合甚刃を有す
るタむプの加工甚装眮を甚いお混入した。耇合
䜓はコヌキングパテの皠床を有しおいた。600℃
で10分間保぀ずこの物質は2.1倍に膚脹した。 実斜䟋 ―20 これらの実斜䟋においおは、瀺された成分重
量を持぀た膚脹性難燃性耇合䜓物質を実斜䟋
―16および実斜䟋17―20の配合手順
に埓぀お凊方しそしお実斜䟋䞭に述べたように
しお詊隓を行぀た。
【衚】 䜎枩床膚脹 合栌 合栌 合栌 合
æ Œ 合栌 合栌 合栌 合栌 合栌 合栌 合栌
NEL−PIAMAERP 合栌 合栌 合栌 合栌
合栌 合栌 合栌 合栌 合栌 合栌 合栌
シペアヌ〓A〓デナロメヌタヌ 83 94 8
3 90 35 90 51 85 83
88 68
【衚】 䜎枩床膚脹 合栌 合栌 合栌 合
æ Œ 合栌 合栌
NEL−PIAMAERP 合栌 合栌 パテ パテ
パテ パテ
シペアヌ〓A〓デナロメヌタヌ 76 80 パテ
パテ パテ パテ
実斜䟋 21―25 これらの実斜䟋においおは、瀺された成分重
量を持぀た膚脹性難燃性耇合䜓物質を実斜䟋
の配合手順に埓぀お凊方しそしお実斜䟋に瀺
したようにしお詊隓した。
【衚】 明现曞を通しお䜿甚したように、䞋蚘の成分は
ここに瀺した商品名の䞋に蚘茉した補造者たたは
䟛絊者から入手するこずができる。各成分は蚘茉
した圢で入手した。
【衚】 柄

【衚】

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  (ã‚€) 箄15〜80重量の、粒埄玄0.2mm〜2.0mm
    の氎和アルカリ金属珪酞塩である膚脹性成分、 (ロ) 箄15〜40重量の、クロロプレンゎム、アク
    リロニトリルゎム、クロロスルホン化ポリ゚チ
    レンポリマヌ、ポリブテンポリマヌ、及びポリ
    スルフむドポリマヌから成る矀から遞ばれた結
    合剀成分、 (ハ) 箄40重量たでの、プノヌル暹脂、ポリカ
    ルボゞむミド暹脂、尿玠―ホルムアルデヒド暹
    脂、及びメラミンホルムアルデヒド暹脂から成
    る矀から遞ばれた有機炭―圢成性成分、及び (ニ) 箄50重量たでの、シリカ、酞化防止剀、加
    硫助剀、クレヌ、フラむアツシナ、発泡剀、可
    塑剀、パヌラむト、バヌミキナラむト、ガラス
    繊維ず鉱物質りヌル等の無機繊維、及び有機繊
    維から成る矀から遞ばれた、掻性充填剀の20重
    量たで及び䞍掻性充填剀の40重量たでを含
    み、か぀耇合䜓物質の党充填剀含有量は50重量
    を越えないようにした充填剀、 から成る、撓み性、熱膚脹性、難燃性耇合䜓物
    質。  氎和アルカリ金属珪酞塩が玄0.2mm〜2.0mmの
    粒埄、玄〜30の湿分含有量、及び〜3.75
    のSiO2察Na2O比率を有する粒状珪酞ナトリり
    ムである、特蚱請求の範囲第項に蚘茉の難燃性
    耇合䜓物質。  結合剀成分がクロロプレンゎムであり、耇合
    䜓物質がシペアヌ「」デナロメヌタヌの玄35〜
    95を有する、特蚱請求の範囲第項に蚘茉の難燃
    性物質。  有機炭―圢成性暹脂がプノヌル暹脂であ
    る、特蚱請求の範囲第項に蚘茉の難燃性耇合䜓
    物質。  結合剀成分がポリブテンポリマヌであり、耇
    合䜓物質がパテ状皠床を有する、特蚱請求の範囲
    第項に蚘茉の難燃性耇合䜓物質。  有機炭―圢成性暹脂がプノヌル暹脂であ
    る、特蚱請求の範囲第項に蚘茉の難燃性耇合䜓
    物質。  結合剀成分がクロロプレンゎムであり、有機
    炭―圢成性暹脂がプノヌル暹脂であり、耇合䜓
    物質がパテ状皠床を有する、特蚱請求の範囲第
    項に蚘茉の難燃性耇合䜓物質。  52.4重量の粒状の氎和珪酞ナトリりム、た
    だしその粒子の95重量は0.2よりも倧きく、そ
    の珪酞ナトリりムは18.5の湿分を含んでいる、
    23.4重量のクロロプレンゎム、5.5重量の粉
    末状プノヌル暹脂、および11.2重量の掻性充
    填剀ず7.5重量の䞍掻性充填剀ずを含む18.7重
    量の充填剀を含んでいる、特蚱請求の範囲第
    項に蚘茉の難燃性耇合䜓物質。
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