JPH0331379A - 防火性シーラント組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は防火性シーラント組成物に関し、詳しくは一般
の建造物の内外壁の目地部に適用し、防火性を始めとし
て、水密性、気密性、耐候性、耐久性に優れた性質を有
するシーラント組成物に関するものである。

［従来の技術］ 従来、防火を目的とした構造物のシールには、次のよう
なシーリング剤が用いられている。

（１）外装壁パネルの可動目地のシールは、水密および
気密を目的に、シリコーン系、変性シリコ−ン系、ポリ
サルファイド系およびポリウレタン系のシーリング材が
使用されている。これらは、殆んどが火災等により高温
下に晒されると、燃え落ちて、防火性能を発揮し得ない
。そこで、従来は、目地幅に合わせて裁断した発泡石綿
体（例えば商品名「リドフレックス」、ニチアス■製）
等を目地部底部に圧縮挿入して、その上から、防水性等
を付与するためにコーキング仕上げを行ない、可動目地
部に防火性を付与している。

（２）また、内装パネルや間仕切り等に用いられる耐火
性部材のジヨイント部のシールには、耐火性および遮音
性を目的として、モルタル、石膏、水ガラス等の無機質
系の材料が用いられている。

（３）さらに、特開昭６３−９２８９０号公報では、変
性シリコーン系シーリング材中に、加水分解性ケイ素官
能基を末端に有するポリエーテル重合体１００重量部に
対し、水酸化アルミニウムおよび／または水酸化マグネ
シウムを２０〜３００重量部添加した防火性シーラント
組成物が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、上記（１）の方法では、目地幅が製造時に生
じる±　２Ｍ程度の誤差を有するため、それに応じて幅
寸法の異なる２〜３種類の発泡石綿体を用意しなければ
ならない。さらに、それらが少しでも目地幅より大きめ
である場合は、目地部への挿入が困難であり、反対に目
地幅より小さいものであれば隙間が生じて可燃性目地下
地材が露出してしまうことから、石綿発泡体は非常に厳
密に裁断される必要があり、この裁断は手間のかかる面
倒な作業である。

また上記（２）の方法では、これらの材料は硬化の過程
での収縮が避けられないことおよび硬化後の状態が非常
に硬いため、一般建造物では避けることの出来ない微震
動等による短期間のうちのひび割れあるいは界面破壊等
により隙間が生じ易く、必ずしも本来の機能を示さない
。また、層間変位、追従性を重視した高層建築物にあっ
ては、目地を可動として変位を吸収するため、前記無機
質材料が使用出来ず、複雑な構造として耐火遮音性を確
保している。

さらに、上記（３）のシーラント組成物は可燃性であり
、その燃焼が遅延されるだけである。そして、燃焼後の
残渣は体積の膨張が少なく、また不燃外装材への付着性
も悪く、不燃外装材との間にクラックが発生したり、残
渣自身にもクラックが入るために、加熱により外装材が
脱水、収縮して、目地部が２〜３倍に開いた場合には、
可燃性目地下地材が露出してしまい充分な防火性を発揮
しない。更に、燃焼後の残渣の体積膨張が少ないことも
あって、シーラント底部の裏面温度の上昇も高い。

本発明は、上述の従来技術の課題に鑑み、水密性、気密
性、耐候性、耐久性に優れると同時に、加熱により　８
〜ｌＯ倍に膨張、発泡した炭化層を形成し、可燃性目地
下地材を炎から遮断すると共に、熱の伝導を抑えて、可
燃性目地下地材を防火する性能を有する防火性シーラン
ト組成物を提供することを目的とする。

［課題を解決する手段］ 本発明者等は上記課題を解決すべく鋭意研究を重ね、本
発明に到達した。

すなわち本発明は、 ・・・　（１） ［式中％Ｒ’はアルキル基およびフェニル基から選ばれ
る炭素数１〜１２の１価の炭化水素基；Ｘはハイドライ
ド基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、
ケトキシメート基、アルケニルオキシ基、アミド基、酸
アミド基、イソプロペノキシ基、オキシム基、アミノキ
シ基およびメルカプト基から選ばれる基；ａは０，１ま
たは２；Ｒ２は水素または炭素数１〜２０の１価の有機
基；Ｒ３は炭素数１〜２０の２価の有機基；ｂはＯまた
はｌを示すコで示される加水分解性シリコン官能基を分
子鎖末端に有するポリアルキレンエーテル重合体１００
重量部、 （Ｂ）　２０℃の水に対する溶解率が５重量％以下、分
解温度が１１０℃以上のポリリン酸アンモニウム２０〜
１５０重量部、 （Ｃ）多価アルコール類１５〜７５重量部、（Ｄ）アミ
ノ基含有化合物５〜５０重量部、（Ｅ）シラノール化合
物縮合触媒０．１〜１０重量部、を配合したことを特徴
とする防火性シーラント組成物にある。

本発明で用いられる（Ａ）加水分解性シリコン官能基を
分子鎖末端に有するポリアルキレンエーテル重合体は、
下記一般式 ％式％（１） ［式中Ｒ１はアルキル基およびフェニル基から選ばれる
炭素数１〜１２の１価の炭化水素基、Ｘはハイドライド
基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基、ケ
トキシメート基、アルケニルオキシ基、アミド基、酸ア
ミド基、イソプロペノキシ基、オキシム基、アミノキシ
基およびメルカプト基から選ばれる基、ａは０、ｌまた
は２、Ｒ２は水素または炭素数１〜２０の１価の有機基
、Ｒ３は炭素数１〜２０の２価の有機基、ｂは０または
ｌを示すコを有するものである。

ここにおいて、ケイ素原子に結合した加水分解性基とし
てはアルコキシ基が好ましく、更に硬化性の点からメト
キシ基が好ましい。（Ａ）成分のポリアルキレンエーテ
ル重合体の主鎖は本質的に−Ｒ−０−（Ｒは２価のアル
キル基）で示される化学的に結合された繰り返し単位か
らなっている。

この繰り返し単位は１種類だけで結合されるだけでなく
、２種類以上の単位が混合された形で結合されていても
よい。

本発明において、（Ａ）ポリアルキレンエーテル重合体
は、プロピレンオキシドを原料として製造されるポリエ
ーテルを主鎖とするもの、即ちポリプロピレンエーテル
が、高分子量であっても常温で液状であることから好適
である。

この（Ａ）成分として用いられるポリアルキレンエーテ
ル重合体の分子量としては、１０００〜３００００の範
囲から選ばれるが、好ましくは５０００〜１５０００の
範囲がよい。分子量が１０００未満では、得られる硬化
物は柔軟性に乏しくなり、一方逆にａｏｏｏｏを超える
と、組成物の粘度が高くなり、作業性が低下するので不
都合が生ずる。本発明では、このポリアルキレンエーテ
ル重合体は、１種単独でまたは２種以上混合して使用さ
れる。

（＾）成分であるポリアルキレンエーテル重合体は、種
々の方法により製造されるが、好ましい方法として、例
えば次式、 Ｌ Ｘ３−＃　　　ＳＩ　　　Ｈ・・・　（２）〔式中、Ｒ
１、Ｘおよびａは前記に同じ〕で示される水素化ケイ素
化合物と次式、［式中、Ｒ２Ｒ３およびｂは前記に同じ
］で示される末端オレフィンを有するポリエーテルとを
白金触媒の存在下で付加反応させる方法が挙げられる。

（Ｂ）成分であるポリリン酸アンモニウムは、脱水触媒
として作用し、加熱環境下において、有機物を脱水、炭
化し、防火炭化層を形成させると共に、自からも防火性
の無機質リン酸膜を形成する。

また、もう一つの作用としては、加熱により分解してア
ンモニアガスを発生し、有機物を膨張させる発泡剤とし
ての作用も兼ね備えている。本発明に使用するポリリン
酸アンモニウムは、（１）　２０℃の水に対する溶解率
が５重量％以下、（２）加熱による分解温度が１１０℃
以上であるという条件が必要である。

脱水触媒として作用し、不燃性の無機質リン酸膜を形成
し、加熱により分解してアンモニアガスを発生するもの
として、合橿無機リン酸アンモニウム塩（第一リン酸ア
ンモニウム、第一リン酸アンモニウム、第三リン酸アン
モニウム等）もあるが、これらは上記した条件を満たす
ものではない。

市販品の住友化学工業■製「スミセーフＰＭＪ等がこの
条件を満たすものである。２０℃の水に対する溶解度が
大きなものを使用すると、シーラントの耐水性が悪くな
る。また、加熱による分解温度が１１０℃未満のものは
、無機充填剤に付着した付着水を完全に除去することが
出来ず、シーラントの貯蔵安定性が悪くなり、硬化して
形成されるシーラント膜も硬くて脆い膜となる。

この（Ｂ）成分の配合量は、（Ａ）成分であるポリアル
キレンエーテル共重合体１００重量部に対し、２０〜１
５０重量部であり、配合量が２０重量部未満では有機物
全体を効果的に炭化することが出来ないし、充分な発泡
も期待出来ない。また、１５０重量部超では、モノ、ジ
またはトリーペンタエリスリトール等の多価アルコール
類、アミノ基含有化合物、無機充填剤等も添加する関係
上、シーラントとしては硬くて脆い膜になる。

（Ｃ）成分である多価アルコールの添加は、加熱により
膨張し、脱水触媒により炭化されて、望ましい発泡炭化
膜を形成するため、発泡型の防火シーラントとしては欠
くことの出来ない成分である。

このような多価アルコールとしては、モノ、ジまたはト
リーペンタエリスリトール等が例示される。

この（Ｃ）成分の配合量は、（Ａ）成分１００重量部に
対し１５〜７５重量部である。配合量が１５重量部未満
では、加熱による膨張が不充分で大きな発泡倍数が得ら
れず、脱水されて′形成される炭化膜も少ない膜となる
。また配合量が７５重量部を超えると配合量に見合った
膨張性は期待できず、その他にもポリリン酸アンモニウ
ム、アミノ基含有化合物等を配合する関係上、自ずから
限界があり、余りに多量に配合するとシーラントが硬く
て脆い膜となる。

（Ｄ）成分であるアミノ基含有化合物は発泡剤として用
いられ、加熱により、窒素、アンモニア、等のガスを発
生する。具体的にはメラミンが好ましく用いられ、この
他、ベンゾグアナミン、尿素、ジシアンジアミド、アゾ
ジカルボンアミン等が使用される。

この（Ｄ）成分の配合量は、（＾）成分１００重量部に
対して５〜５０重量部が好ましく、５重量部未満では発
泡剤としての効果が不充分であり、５０重量部超では、
加熱により形成される発泡炭化膜は柔かくなりすぎるし
、燃焼により炭化の状態を通り過ぎて天分だけになって
しまい、また他の配合剤との兼合いで、シーラントとし
ては硬くて脆くなる等の欠点が発生する。

（Ｅ）成分であるシラノール化合物縮合触媒としては、
シラノール縮合触媒として公知のものが使用できる。例
えばアルキルチタン酸塩、有機ケイ素チタン酸塩、オク
チル酸スズ、ジブチルスズラウレート、ジブチルスズマ
レエート、ジブチルスズフタレート等のカルボン酸の金
属塩、ジブチルアミン−２−エチルヘギソエート等のア
ミン塩等や他の酸性触媒および塩基性触媒等の公知のシ
ラノール縮合触媒が有効に使用され、これらは１種単独
でまたは２ＦＪ以上混合して使用される。

（Ｅ）成分の配合量は（Ａ）成分１００重量部に対し、
通常０．１−１０重量部、好ましくは０．５〜５重量部
の範囲である。（Ｅ）成分の配合量が０．１重量部未満
では適度な硬化速度が得られ驚くなり、また逆に（Ｅ）
成分の配合量が１０重量部を超えると硬化が速くなり過
ぎたり、得られる硬化物のゴム強度が低下するのでいず
れも好ましくない。

本発明では、加熱により水蒸気を発生する無機充填材が
任意に配合し得る。この無機充填剤の配合によって、シ
ーラントの燃焼速度を著しく遅延する効果を有する。こ
のような加熱により水蒸気を発生する無機充填剤として
、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、カオリン、
リン酸水素カルシウム、ヘクトライト、亜硫酸ナトリウ
ム中　７水和物、エトリンジヤイト、明春石（アルナイ
ト）、水滑石（ブルース石）、ダイアスボア、ギブス石
（明専石、ハイドラーギライト）、カオリナイト、モン
モリロナイト、蛇紋石、消石灰、石膏等が挙げられる。

これらの加熱により水蒸気を発生する無機充填剤の配合
量は、（Ａ）成分１００重量部に対し、１２０重量部以
下である。この成分の配合量が１２Ｃ１ｆｆｉｆｆｉ部
を超えた場合には、シーラントとして硬くて脆いものに
なるか、発泡倍数が低下するため好ましくない。

本発明は、これら加熱により水蒸気を発生する無機充填
剤に加えて、従来公知の無機充填剤または着色顔料を配
合し得る。例えばフユームドシリ力、沈降性シリカ、無
水ケイ酸、含水ケイ酸、カーボンブラック等の補強性充
填剤、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイソウ土
、焼成りレークレー　タルク、酸化チタン、ベントナイ
ト、有機ベントナイト、酸化第二鉄、酸化亜鉛、活性亜
鉛華、シラスバルーン等の充填剤、石綿、ガラス繊維、
フィラメント等の繊維状充填剤が挙げられ、これらは、
１種単独でまたは２種以上混合して使用される。

一般のシーラントにおいては、これら公知の無機充填剤
は（＾）成分１００重量部に対し、通常５〜３００重量
部、好ましくは２０〜２００重量部の範囲で配合される
。この成分の配合量が少な過ぎると、非流動性の組成物
が得られにくくなり、また補強効果も充分でなくなり好
ましくない。また、この成分の配合量が多過ぎると組成
物の粘度が高くなり、作業性が低下するので好ましくな
い。

しかるに、本発明の防火性シーラント組成物においては
、ポリリン酸アンモニウム、多価アルコール類およびア
ミノ基含有化合物を配合する関係上、この成分の配合量
は１００重量部以下である。

ｔｏｏｉ　ｍ部を超えると、シーラントの粘度が高くな
り過ぎたり、硬化膜が硬くて脆くなる。

本発明の組成物には上記成分以外に水添ヒマシ油等の揺
変剤、ヒンダードアミン系やヒンダードフェノール系等
の光安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、フェノール樹
脂やシランカップリング剤等の接着性付与剤、フタロシ
アニンブルー等の有機顔料等を適宜配合することができ
る。

また、可塑剤としては汎用の可塑剤が用いられ、例えば
ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート、ブチルベ
ンジルフタレートの如きフタル酸エステル類；アジピン
酸ジオクチル、コハク酸イソデシル、セパチン酸ジブチ
ルの如き脂肪酸第二塩基性脂肪酸エステル類；ジエチレ
ングリコールジベンゾエート、ペンタエリスリトールエ
ステル等の如きグリコールエステル類；オレイン酸ブチ
ル、アセチルリシノール酸メチルの如き脂肪酸エステル
類；リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル等の如き
リン酸エステル類：塩素化パラフィン等が挙げられる。

また、これらの可塑剤として１００〜１００００程度の
分子量の液状樹脂を使用することも可能である。

例えばキシレン樹脂、ポリブタジェン、ポリオキシプロ
ピレングリコール、ポリオキシプロピレントリオール、
ポリエステル樹脂、アクリルオリゴマー　ＮＢＲ，ＳＢ
Ｒ，多硫化系ゴム等の液状のものが挙げられる。

［実施例］ 以下、実施例および比較例を挙げ、本発明を更に説明す
る。なお、第１表中の配合数値の単位は、すべて重量部
である。

実施例１ ポリアルキレンエーテル重合体（Ａ）として、カネ力Ｍ
Ｓポリマー（鐘ケ淵化学工業■製）を１００重量部用い
、水酸化アルミニウムを１０５重量部、着色顔料として
チタン白を１０重量部、可塑剤としてジブチルフタレー
ト え、室温下でペースト状になるまで撹拌した。次に、３
本ロールにて良く混合して、更に均一なベースト状とし
た。

この組成物に、脱水触媒としてのポリリン酸アンモニウ
ム（Ｂ）を５０重量部、多価アルコール（Ｃ）としてジ
ペンタエリスリトールを２０１１１ｉ部、アミノ基含有
化合物＜Ｄ）としてメラミンを２５重量部、シラノール
化合物縮合触媒（Ｅ）としてオクチル酸第−錫２重量部
、ラウリルアミン　１重量部を加え、チッ素ガス気流下
に３０分撹拌して、シーラント組成物を得た。

このようにして調製されたシーラント組成物の特性評価
を下記の方法で行なった。結果を配合と共に第１表に示
す。

（ゴム物性試験） シーラント組成物のゴム物性試験は、ＪＩＳ−Ａ　−５
７５８に準拠して、モルタルを被着体として、Ｈ型引張
り接着性により試験した。また、ゴム硬度ハ、Ｊ　Ｉ　
Ｓ−に−６５０１Ａ型硬度計によりｎ１定した。

（防火試験） （１）裏面温度のｎ１定 第１図に示される方法で試験を行なった。すなわち、木
質のパーティクルボード１　（１４８ｘ　　１４８Ｘ１
２ｍ）上に、フライアッシュスラグセメント系（−ＮＦ
Ｃ：ノン石綿）外装材２　（８５Ｘ　　１４０ｘ１２ａ
ｍ）２枚を並べて貼り合わせ、幅ｔＯＳの目地を作製し
た。同目地部に、シーラント組成物３を厚さ１２ｍ注入
し、これを室内で７日間乾燥させた。その後、作製され
た目地部に、９００℃の炎をガスバーナー４等で３０分
間当て、３０分後の裏面温度をパーティクルボート１に
設けられた穿孔穴５に熱電対６を差し込むことにより測
定した。同時に、燃焼残渣灰分の脱落の有無、および燃
焼残渣灰分のクラックの有無について観察を行なった。

〈２）発泡倍数の測定 幅１０ａｗの目地部に、シーラント組成物を厚さ　５層
となるように注入し、７日間乾燥した。その後、乾燥膜
を取り出し、９００℃の炎を当てて発泡状態を確認した
。

第１表に示した量のポリリン酸アンモニウム、ジペンタ
エリスリトール、メラミン、水酸化アルミニウム等を配
合し、実施例１と同様にシーラント組成物をそれぞれ調
製した。

得られたシーラント組成物について、実施例１と同様に
ゴム物性試験および防火試験を行なった。

その結果を配合と共に第１表に示す。

比較例１〜３ ポリリン酸アンモニウム、ジペンタエリスリトール、メ
ラミンを全く配合せず、従来の変性シリコンシーラント
組成物と特開昭６３−９２［ｉ９０号公報に記載された
配合に類似した配合を用い、実施例１と同様の方法でシ
ーラント組成物を調製した。

得られたシーラント組成物について、実施例１と同様に
防火試験およびゴム物性試験を行なった。

その結果を配合と共に第１表に示す。

第１表に示されるように、実施例１〜７のシーラント組
成物は、シーラント裏面温度の上昇が抑えられ、また高
い発泡倍率を示す。しかも、燃焼残渣灰分の脱落やクラ
ックが無い。

これに対し、比較例１〜３のシーラント組成物は、シー
ラント裏面温度が１８０℃以上と高い温度を示し、発泡
倍率も１．５倍以下であり、燃焼残渣灰分の脱落やクラ
ックも実施例１〜７と比較して多く生じる。

また、実施例１〜７のシーラント組成物は、引張り応力
等のゴム物性からも、水蜜性、気密性に優れ、また耐候
性、耐久性も良好であることが判る。

［発明の効果］ 以上説明したように、（Ａ）〜（Ｅ）成分を必須成分と
して配合する本発明の防火性シーラント組成物は、加熱
により発泡し、形成される炭化層膜は、大きな体積膨張
を示し、しかも燃焼残渣炭化層膜の脱落やクラックが認
められないことから、加熱によって外装材が脱水収縮し
たことから生じる目地開きに充分に追従し、目地部から
の炎の浸入を完全に押える効果を発揮する。このことに
より、シーラント裏面温度の上昇も抑えられ、目地部の
可燃物を防火する効果が大きい。

一方、このシーラント組成物の引張応力や伸びといった
ゴム物性からも明らかなように、シーラントとしての水
密性、気密性に優れると同時に、耐候性、耐久性も良好
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、防火試験における裏面温度の測定方法を示す
概略図。 １：パーティクルボード、 ２：フライアッシュスラグセメント系外装材、３ニジ−
ラント組成物、４：ガスバーナー５：穿孔穴、　６：熱
電対。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ａ）式 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・（１） 〔式中、Ｒ＾１はアルキル基およびフェニル基から選ば
   れる炭素数１〜１２の１価の炭化水素基；Ｘはハイドラ
   イド基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アシルオキシ基
   、ケトキシメート基、アルケニルオキシ基、アミド基、
   酸アミド基、イソプロペノキシ基、オキシム基、アミノ
   キシ基およびメルカプト基から選ばれる基；ａは０、１
   または２；Ｒ＾２は水素または炭素数１〜２０の１価の
   有機基；Ｒ＾３は炭素数１〜２０の２価の有機基；ｂは
   ０または１を示す］ で示される加水分解性シリコン官能基を分子鎖末端に有
   するポリアルキレンエーテル重合体１００重量部、 （Ｂ）２０℃の水に対する溶解率が５重量％以下、分解
   温度が１１０℃以上のポリリン酸アンモニウム２０〜１
   ５０重量部、 （Ｃ）多価アルコール類１５〜７５重量部、（Ｄ）アミ
   ノ基含有化合物５〜５０重量部、（Ｅ）シラノール化合
   物縮合触媒０．１〜１０重量部、を配合したことを特徴
   とする防火性シーラント組成物。