JPH04209620A

JPH04209620A - 伸縮ジョイント用弾性シール材

Info

Publication number: JPH04209620A
Application number: JP2407224A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kiso; 治木曽; Hirobumi Kakimoto; 博文柿本
Original assignee: Hayakawa Rubber Co Ltd
Current assignee: Hayakawa Rubber Co Ltd
Priority date: 1990-12-10
Filing date: 1990-12-10
Publication date: 1992-07-31
Anticipated expiration: 2012-06-11
Also published as: JP2620411B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は常温硬化型難燃性組成物
に関する。この組成物は、各種構築物の伸縮ジヨイント
のシール材、各種構造物の貫通部のシール材、空調機配
管の弾性シール材、電線ケーブル等のシール材、熱発泡
性を利用した火災時の部屋間の煙遮断材、壁材の火災時
の断熱材、難燃性防食防水被覆材として、また、ゴム弾
性を利用した難燃性制振材として、広範囲にわたって利
用できる。［０００２］

【従来の技術】従来より難燃化に対する技術は多く、各
種ポリマーに対し様々な対応がなされて来た。しかし、
非常に柔軟なゴム弾性体にとって、液ダレを防止し、し
かも発煙量も少なくして難燃化し、本来持つべき伸縮追
従性その他の機能を保持させる事は非常に困難であり、
多くの要望がありながら今だに解決されていない難燃技
術の分野である。［０００３］即ち、難燃材の添加により、耐水、耐熱性
、耐加水分解性の劣化、伸縮くりかえし特性の劣化、防
食機能の劣化、ブルーム、ブリードによる製品の劣化、
作業性の低下、コストの極端な上昇等の問題が起こるた
め、これらを解決して柔軟なゴム弾性体を得、制振分野
用のゴム弾性体に難燃性を付与しようとするのが最近の
難燃化技術の一つの方向性である。［０００４］一方、いわゆる常温二液反応タイプでの難
燃化には、粘度上昇による混合、撹拌のしにくさという
使用上避けられない問題点を解決することが非常に大き
なポイントになる為作業性に支障をきたさない範囲に混
合物の粘度をおさえなから難燃性を付与することが非常
に重要なポイントとなる。［０００５１

【発明が解決しようとする課題］更に、用途に応じ具体
例を挙げて説明すると、伸縮ジヨイントとして非常に過
酷な条件下で供用される伸縮目地材として、非排水型橋
梁用伸縮ジヨイントの弾性シール材を例示する事が出来
る。これは、従来、難燃性の弾性シール材が無いために
使用されていなかったが、渋滞時のタバコの投げ捨て、
事故時の車の火災による延焼、伸縮継手部を補修する時
に生じる溶接の火花等によるシール材の燃焼等により、
火災が発生する危険性が非常に高いため、近年非常に難
燃化が要求されてきている。しかし、前記弾性シール材
に要求される機能には、（１）伸縮への追従性と追従性
の長期に亘る耐久性を保有する事、（２）圧縮時に応力
を四方バカに分散させ、一方向に挫屈して伸縮継手構成
部材が損傷するのを防止すること、（３）圧縮応力、引
張応力が供用伸縮量において小さく、圧縮復元性に優れ
ていること、（４）接着性、耐候性、耐水性、防食性に
優れていること、という条件を満たした上で、（５）難
燃性を備え、（６）施工し易さを備える必要がある。従
って、道路橋梁用伸縮継手用弾性シール材に限らず、伸
縮継手用弾性シール材に難燃性を付与したシール材は皆
無であった。本発明者等は、近年あらゆる所で技術進歩
と安全性重視の観点から、従来のシール機能を保持した
まま難燃性を具備したシール材を得ることができるとい
う知見を得、本発明を完成するに至った。［０００６３本発明は前記（１）〜（６）の要件を全て
備えた常温硬化型難燃性組成物を得ることを第１の目的
とし、更に非常に低硬度の架橋ゴム弾性体に、単なる難
燃性のみならず、燃焼時の液ダレの防止、発煙量の低減
という作用を付与し、併せて、燃焼時の断熱層形成機能
により、万一の火災時に於てもダメージを受ける時間帯
を遅延させるという作用を付与することを第２の目的と
する。［０００７］【課題を解決するための手段】本発明は、常温で流動性
及び反応性を有する液状ゴムと粉体状難燃剤と難燃性可
塑剤とを必須成分として含有する主剤成分と、硬化剤成
分とからなる常温硬化型難燃性組成物であって、各成分
が全組成物中に占める重量比率が。液状ゴム　　　　　　　　　１５〜３５重量％粉体状難
燃剤　　　　　　　２５〜５０重量％難燃性可塑剤　　
　　　　　１０〜３０重量％硬化剤成分　　　　　　　
　０．５〜１０重量％であり、前記主剤成分と前記硬化
剤成分とを混合、撹拌して得られる硬化物の硬度がＳＲ
ＩＳ−０１０１に定めるＣ型硬度計で測定して５０以下
である、常温硬化型難燃性組成物に係るものである。［０００８］また、本発明は、上記において、前記主剤
成分が更に断熱層形成剤を必須成分として含有し、この
断熱層形成剤が全組成物中に占める重量比率が５〜２０
重量％である常温硬化型難燃性組成物に関するものであ
る。［０００９］

【作用】本発明者等は上記目的を達成するため種々試験
した結果、常温で液状を呈する液状ゴムが、架橋低硬度
組成物でありながら、難燃性を付与することが出来るボ
ッマー成分として最適であることが判った。しかしなが
ら、難燃性の一つの判断基準である酸素指数は満足し得
る範囲に入っても、燃焼時の液ダレが生じたり、発煙量
は満足し得る範囲に入らないという問題点が新たに生じ
た。これを解決する為に、炭化膜形成剤や発泡剤や触媒
からなる熱発泡物質を添加し、炭化発泡形成物質に熱分
解生成液状物を吸着せしめる方法を検討したが、硬化生
成物の繰返し伸縮追従性や耐水性、防食性に著しい劣化
が生じたため、不適当であることが判明した。［００１０１本発明者はここから更に検討を進め、液状
ゴムを粉体状難燃剤、難燃性可塑剤及び好ましくは断熱
層形成剤と組み合わせることで、（１）伸縮追従性の長
期に亘る耐久性を保有し、（２）圧縮時に応力が四方六
方に分散し、一方向に挫屈して伸縮継手構成部材を損傷
させるのを防止し、（３）圧縮応力、引張応力が供用伸
縮量において小さく、圧縮復元性に優れ、（４）接着性
、耐候性、耐水性、防食性を具備しており、（５）難燃
性を備え、（６）施工のし易さを備えている常温硬化型
難燃性組成物を得た。［００１１１更に各構成成分について詳細に説明する。本発明で言う液状ゴムとは、平均分子量が１０６以下の
液状ポリマーで常温反応性を有する物であり、その具体
例を挙げると、水酸基を分子末端に有し主鎖をポリブタ
ジェン、水素添加ポリブタジェン、ポリブタジェン−ニ
トリル、ポリブタジェン−スチレン、ポリイソプレン、
ボックロロプレン等とした化合物や、ポリエステルポリ
オール、ポリエーテルポリオール、ウレタンアクリルポ
リオール、リン含有ポリオール、ハロゲン含有ポリオー
ル、アニリン誘導体ポリオール等を単独若しくは併用し
て用いるのが望ましい。また、官能基としては上記の具
体例以外にも表Ｉに示す官能基を有する液状ゴムであっ
てもよい。［００１２］

【表Ｉ】

［００１３］液状ゴムは、全組成物中に占める比が重量
比率で１５〜３５重量％の範囲で用いる必要がある。こ
れが１５重量％よりも少ない場合は、可塑剤比率が非常
に高くなり、８０℃での熱変形が生じ、伸縮目地材とし
て長期耐久性に問題が生じる危険性が高く、熱劣化を受
けやすくなり、耐候性、耐塩水噴霧性が低下し、好まし
くない。逆に、充填剤を多量に含ませる場合は、モジュラスが高
くなり、伸縮繰返し性が極端に低下し、伸縮継手用シー
ル材としては供用できない。以上の理由により液状ゴム
比率が全組成物中に占める割合が１５重量％未満では、
本発明の効果が達成できない。逆にこれが３５重量％を
超える場合は、コスト高となるだけでなく、難燃性を付
与する観点からも、作業性と難燃性のバランスや作業性
と追従性のバランス面で良好な結果が得られない為に不
適当である。［００１４１硬化剤成分とは、１分子中に２個以上の官
能基を有し、液状ゴムと常温で硬化反応するものを言い
、表１に液状ゴム側の官能基に対する硬化剤の官能基の
組合せ例を示した。中でも常温反応性、硬化速度のコン
トロールのし易さ、コスト面、入手のし易さ等を含めて
考えると、液状ゴムの官能基は水酸基が特に好ましく、
硬化剤の官能基としてはイソシアネート基が好ましい。その具体例としては、トルイレンジイソシアネート、ジ
フェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイ
ソシアネート、イソホロンジイソシアネート、末端イソ
シアネート基を有するプレポリマーを挙げることができ
、単独若しくは併用して用いることができる。又、硬化剤は粘性、配合比率等の作業性の観点より、脱
水処理した可塑剤と混合して用いてもよい。［００１５］硬化剤の全組成物中に占める割合は、０，
５重量％〜１０重量％である必要がある。硬化剤成分の
比率が０．５重量％未満の場合、反応モル比が極端に少
なくなり、８０℃における熱変形が生じたり、作業性の
面で硬化剤と主剤の比率が極端に広がることにより作業
ミスが起こり易くなる。従って、０．５重量％未満では
不適当である。逆に、硬化剤成分の比率が２０重量％を
超える場合は、反応モル比が高くなり、モジュラスが高
くなる為に伸縮追従性に欠点が生じる為、不適当である
。［００１６１次にポリマー成分の反応モル比について述
べる。反応モル比とは、反応性ポリマーである液状ゴム
中の官能基の含有率と硬化剤成分中の官能基の含有率に
よって決まる値であり、その具体例としてＮＣＯ，１０
Ｈ反応モル比について説明すると次の様になる。［００１７］　ＮＣＯ／’ＯＨ反応モル比とは、下記に
示す様に、水酸基末端液状ジエン系ゴム中の水酸基（−
ＯＨ）の重量百分率を示す水酸基含有率とイソシアネー
ト系硬化剤のイソシアネート基（−ＮＣＯ）の重量百分
率を示すイソシアネート含有率によって決まる値である
。反応モル比＝（水酸基末端液状ジエン系ゴムの重量×
水酸基含有率（重量％）　ＸＮＣ０の分子量）÷（イソ
シアネート系硬化剤の電量×イソシアネート基含有率（
重量％）×ＯＨの分子量）ここで、ＮＧＯの分子量１０
Ｈの分子量＝４２／１７＝２．４７［００１８］ポリマ
一成分のモル比と反応硬化物の硬度の関係と難燃性の関
係は非常に大きな要因となり、モル比を下げるに伴って
硬化物は柔軟性を増すが、難燃性は逆に低下し、特に燃
焼時の液ダレは激しくなる。逆にボッマー成分のモル比
を上げるに伴って、硬化物の柔軟性は少なくなり、難燃
性は向上するという相反する関係が生じる。即ち、伸縮
追従性と難燃性を両立させるには、ポリマー成分のモル
比を適切な値に設定することが重要なボイシトとなって
来る。即ち、ポリマー成分のモル比は０．５〜１．５の
範囲、好ましくは０．７〜１．２の範囲とし、難燃性可
塑剤量は極力減らして粘度上昇による作業性悪化を防ぎ
、断熱層形成剤の燃焼遅延効果を利用して難燃性を確保
する方法が望ましい。［００１９１本発明でいう粉体状難燃剤は組成物中に２
５〜５０重量％占めて組成物を難燃化する物質であり、
その具体例として水酸化アルミニウム、水酸化マグネシ
ウム、ドーソナイト、アルミン酸カルシウム、硫酸カル
シウム、ホウ酸亜鉛、フッ化ホウ酸アンモニウム、メタ
ホウ酸バリウム、ホウ砂、水酸化ジルコニウム、赤リン
化合物、ポリメタリン酸アンチモン、三酸化アンチモン
、三酸化モリブデン、酸化スズ、フェロセン等が挙げら
れ、単体若しくは併用で用いることができるが、コスト
面等を考慮して複数を併用した方が効果が得やすい。［００２０１難燃性可塑剤は、主剤配合物の粘度を調整
し、難燃性を付与する目的で使用するものであり、その
具体例としては塩素化パラフィン、トリクレジルホスフ
ェート、ジフェニルクレジルホスフェート、トリオクチ
ルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリフェニ
ルホスフェート、トリス　（クロロエチル）ホスフェー
ト、トリス（モノクロロプロピル）ホスフェート、トリ
アリルホスフェート、ジ（ブトキシ）ホスフォニル・プ
ロピルアミド、ジメチルホスフォネートなどを例示する
ことができる。各液状ゴム成分との相溶性、反応阻害を
しないことを調査して使用量等を決定する必要がある。［００２１１本発明の効果を達成するには、難燃性可塑
剤の全組成物中に占める割合が１０〜３０重量％の範囲
である必要がある。即ち、これが１０重量％未満の場合
はモジュラス、硬度が高くなり、伸縮追従性が低下した
り、高粘度となる為に作業性が悪く伸縮継手用シール材
として適切でない。逆にこれが３０重量％を超える場合
は、燃焼時の液ダレが多く、物性面でも８０℃に於いて
熱変形したり、耐候性が低下する欠点が生じ適切でない
。［００２２］次に、断熱層形成剤としては、熱膨張性黒
鉛、真珠石、黒耀岩、松脂石、シラス等の熱膨張性を示
すもの、ガラスバルーン、シラスバルーン、軽石粉、炭
素中空体、コルク粉末等の軽量の不燃中空体又は難燃多
孔質体が挙げられる。これ等は液状で塗布して耐火塗料
とした場合や、シール部へ適用した場合には硬化反応終
了迄の間に比重差で表面に浮上して来る為、万一の火災
時に断熱層としての効果を生じ、系の昇温速度の遅延に
有効である。又、系の耐候性、の向上にも非常に有効で
ある。更に、煙の吸着にも効果を示し、低煙化効果も発
揮することが出来る。液ダレ防止についても同様に効果
を発揮することが出来る。［００２３］本発明では、この断熱層形成剤を主剤成分
中に添加する場合には、断熱層形成剤の全組成物中に占
める重量比率を２０重量％以下とする必要があり、５〜
２０重量％とすると更に好ましい。この重量比率が２０
重量％を越える場合には、伸縮追従性が悪くなり、伸縮
継手用シール材として、不適当であるだけでなく、粘度
上昇も大きく作業性が悪くなって本発明の効果を達成す
ることが出来ない。［００２４］主主剤針中には、以上の必須成分の他に、
ゴム工業、塗料工業等で一般的に使用される炭酸カルシ
ウム、タルク、クレー、シリカ等の充填剤を併用し、難
燃効果やコスト低減や配合比率の調整に利用することも
出来る。他にアスファルトやタール等の瀝青物を添加し
て耐水性、耐候性、防食性、制振性の向上を計る事も出
来る。その他に、触媒、紫外線吸収剤、老化防止剤、界
面活性剤、防カビ剤、カップリング剤、着色剤等を目的
に応じて処方することも出来る。［００２５１以下、更に具体的な実施例について述べる
。Ａ、試験体の作製下記の各実施例及び比較例に示す各主剤成分の配合物の
うち、断熱層形成剤以外の配合剤を配合し、撹拌機で混
合し、インクロールを通して均一な液状物とした後、−
部の例については断熱層形成剤を配合し、撹拌機で撹拌
して充分均一な液状物とし、主剤成分とした。硬化剤は
、表ＩＩに示す組合せと添加量で各主剤成分に対して所
定量添加し、充分混合して、下記の各試、験に供した。［００２６］１、伸縮繰返し試験上記Ａにより準備された液状物を、幅３００ｍｍ　、長
さ７００ｍｍ、深さ１５０ｍｍの寸法で伸縮装置に充填
し、室温で２週間の養生を行なった後、伸縮繰返し装置
に取り付け、２３０％の伸縮を５０００回繰返し、異常
の有無を判定した。異常のない場合は○、異常のある場
合は×とした。２、硬度試験上記Ａにより準備された液状物を、２０ｍｍ厚Ｘ　５０
ｍｍ幅×５０ｍｍ長さに成型し、室温で７Ｂ、５０℃で
７日の間養生した後、ＳＲＩＳ−０１０１（日本ゴム協
会規格）に規定するＣ型硬度計にて測定した。［００２７］３、塩水噴霧試験上記Ａにより準備された液状物を、表面をサンドブラス
ト処理した厚さ３ｍｍ、幅１００ｍｍ　、長さ２００ｍ
ｍの鉄板全面に２ｍｍの厚みで塗布し、室温７日、５０
℃７日の養生を行なった後、中央にスクラッチマークを
付け、Ｊ　Ｉｓ−に−５４００７，８項に準じて塩水噴
霧試験を行ない、２０００時間後のスクラッチマーク周
辺の錆の進行度合いをチエツクした。スクラッチマークを中心として錆が５ｍｍ幅以内にとど
まっているものを○、それ以上のものを×とした。４、酸素指数上記Ａにより準備された液状物を２ｍｍ厚のシートに成
型し、室温７日、５０℃７日の養生を行なった後、ＪＩ
Ｓ−に−７２０１に準じて酸素指数を測定した。［００２８］５、実物燃焼試験１の伸縮試験終了後の試料にガソリン１００ｃｃをこぼ
し、点火して自然に消火する迄の時間を測定した。５分
以内に消火したものを○、５分以上燃焼したものを×で
示した。６、液ダレ試験４の酸素指数測定時に目視によって観察し、液ダレによ
り燃焼促進をするものを×、しないものを○とした。［００２９］７、　１００％モジュラスＪ　ｌ５−Ａ−５７５８に準じて引張試験を行ない、１
００％伸縮時の応力から下式により１００％モジュラス
を求めた。１００％モジュラス（Ｋｇｆ／’ｃｍ２）＝（１００％
　伸張時の応力）／（接着面積）但し接着面は１．２ｃｍ　Ｘ　５　ｃｍであった。８．５０％圧縮試験Ｊ　Ｉｓ−に−６３０１に準じて圧縮試験を行ない、５
０％圧縮時の応力と圧縮面積より下式により算出した。５０％圧縮応力（Ｋｇｆ／ｃｍ２）＝（５０％圧縮時の
応力）／（圧縮面積）［００３０１９４耐候性３の塩水噴霧試験と同様にして試料を作成し、ウェザ−
試験機により１０００時間の照射を行ない、表面状態を
チエツクした。異常のないものを○、異常のあるものを
×とした。１０、　８０℃での熱変形性２の硬度試験終了後、同じ試験体を用いて上下面に離型
紙を当てて５００ｇの荷重をかけ、８０℃で２４時間静
置した後、荷重を除去して室温で静置し、目視により変
形の大小によって判定した。架橋粘弾性体のエツジ部も
シャープで変形の少ないものを○、エツジ部のシャープ
さが無いもの、変形の大きいものは×とした。１１、粘度ＢＨ型粘度計により２０℃における主剤成分の粘度を判
定した。［００３１１

【表ＩＩ］［００３２］　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　＊＊【表ＩＩＩ　］［００３３］実施例１は、液状ゴム自体が難燃性を発揮
しない水酸基末端ポリブタジェンを使用した例である。物性面が充分に優れ、難燃性も発揮している。実施例２は、液状ゴム自体も難燃性を発揮する水素基末
端ポリクロロプレンを使用した例である。物性面が良好
であり、特に難燃性が一層優れている。実施例３は、液状ゴム自体として難燃性を発揮する水素
基末端ポリクロロプレンを使用し、断熱層形成剤も使用
した例である。物性面が良好であり更に水素基末端クロ
ロプレン、断熱層形成剤の効果により、難燃性が−層良
好となっている。実施例４は、液状ゴム自体も難燃性を
発揮するアルキルザンセート基末端のポリクロロプレン
を使用した例である。物性面も充分供用できることが示
されている。［００３４］比較例１は、液状ゴム量が３５重量％より
も多くなり、８０℃での熱変形性も悪く、難燃性の低下
、即ち液ダレ性、実物燃焼試験、酸素指数が悪くなって
いる。比較例２は、粉体状難燃剤の量が５０重量％よりも多く
、難燃性可塑剤が１０重量％より少なく、硬度も５０以
上となっており、本発明の範囲を外れた場合であり、そ
の結果、粘度上昇による作業性の悪化、伸縮追従性の低
下が生じ供用出来ない例である。比較例３は、液状ゴム量が３５重量％よりも多く、粉体
状難燃剤が２５重量％よりも少なく、難燃性可塑剤量が
３０重量％よりも多くなった例を示している。それに伴
い、８０℃での熱変形性、液ダレ性、実物燃焼試験が悪
くなり、シール機能、難燃機能共に本発明を達成するの
に不適切となった例である。比較例４は、断熱層形成剤の量が２２重量％よりも多く
なった例を示している。それに伴い、伸縮追従性が悪く
、耐塩水噴霧性も悪くなり、粘度上昇による作業性も悪
くなっており、本発明を達成する上で不適当である。比較例５は、液状ゴム鳳が１５重量％よりも少なく、断
熱層形成剤が５重量％よりも少ない例を示している。そ
れに伴い伸縮繰返し性が悪く、主剤粘度も高く作業性も
悪く、本発明を達成する上で不適当である。比較例６は、硬化剤が１０重量％以上の例を示している
。それに伴い、硬度が著しく高く、１００％モジュラス、
５０％圧縮応力共に高くなり、伸縮繰返し性が悪くなり
、本発明を達成する上で不適当である。［００３５］【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液状ゴムを粉体状難燃剤、難燃性可塑剤と特定割合で組
み合わせることで、伸縮追従性の長期に亘る耐久性を保
持し、一方向への挫屈による部材の損傷を防止し、優れ
た圧縮復元性を保持し、接着性、耐候性、耐水性、防食
性を保持し、かつ難燃性を備え、施工もし易いような、
常温硬化型難燃性組成物を得ることができる。従って、
本発明は工業上利用価値が大きい。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】常温で流動性及び反応性を有する液状ゴム
と粉体状難燃剤と難燃性可塑剤とを必須成分として含有
する主剤成分と、硬化剤成分とからなる常温硬化型難燃
性組成物であって、各成分が全組成物中に占める重量比
率が、液状ゴム１５〜３５重量％粉体状難燃剤２５〜５０重量％難燃性可塑剤１０〜３０重量％硬化剤成分０．５〜１０重量％であり、前記主剤成分と前記硬化剤成分とを混合、撹拌
して得られる硬化物の硬度がＳＲＩＳ−０１０１に定め
るＣ型硬度計で測定して５０以下である、常温硬化型難
燃性組成物。
【請求項２】前記液状ゴムが反応性水酸基を有するハロ
ゲン含有ポリマーであり、前記硬化剤成分がイソシアネ
ート基を１分子当り２個以上有する化合物である、請求
項１記載の常温硬化型難燃性組成物。
【請求項３】前記主剤成分が更に断熱層形成剤を必須成
分として含有し、この断熱層形成剤が全組成物中に占め
る重量比率が５〜２０重量％である請求項１記載の常温
硬化型難燃性組成物。
【請求項４】前記液状ゴムが反応性水酸基を有するハロ
ゲン含有ポリマーであり、前記硬化剤成分がイソシアネ
ート基を１分子当り２個以上有する化合物であり、前記
断熱層形成剤が不燃中空体又は難燃多孔質体である、請
求項３記載の常温硬化型難燃性組成物。