JPH0616975A

JPH0616975A - 防火塗料

Info

Publication number: JPH0616975A
Application number: JP5123100A
Authority: JP
Inventors: Clive O Burrel; クライブ・オー・バレル; Joseph W Hanafin; ジョゼフ・ダブリュー・ハナフィン; Linda J Charpentier; リンダ・ジェイ・シャルパンティエ
Original assignee: Avco Corp
Current assignee: Avco Corp
Priority date: 1992-04-29
Filing date: 1993-04-28
Publication date: 1994-01-25
Also published as: ATE201894T1; NO931550L; DE69330296T2; BR9301029A; EP0568354B1; NO312844B1; DE69330296D1; AU3708593A; NO931550D0; KR930021744A; CA2095103A1; EP0568354A1

Abstract

(57)【要約】【目的】構造用鋼又は他の基体に対して使用するため
の発泡性防火エポキシ塗料組成物を提供する。【構成】本発明の塗料組成物は、エポキシ樹脂バイン
ダー、起泡剤、チャー形成剤、ハロゲン化難燃剤、繊維
及び他の不活性充填剤、吸熱性充填剤、イソシアヌレー
ト、並びに低密度充填剤を含有することができ、そして
従来の防火組成物よりも長い保護時間を提供することが
できると共に密度が小さく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】本発明は、一般には火災における損傷か
ら構造体を保護する塗料に関し、特に発泡性防火塗料に
関する。

【０００２】

【発明の背景】多くの構造体に対して火炎の影響を遅ら
せるために防火塗料が使用されている。塗料は、それが
適用された基体の温度上昇の速度を遅らせる。かくし
て、塗料は、構造体が火炎の熱によって破損する前の時
間を引き伸ばす。この余分な時間によって、消防隊は、
構造体が破損する前に火災を消火し又は少なくとも冷却
水を適用することができるようになる。例えば、鋼（ス
チール）は、熱い炭化水素火炎中においてその強度を急
速に失しなって破損する。この理由のために、海洋油田
掘削プラットホームの構造用鋼は、火災でのプラットホ
ームの崩壊の機会を減少させるために防火塗料でしばし
ば被覆される。また、鋼製圧力容器は、その容器が火災
で破壊する機会を減少させるために防火塗料でしばしば
被覆される。もしも海洋油田掘削プラットホームが崩壊
し又は圧力容器が破断すると、特性損害又は寿命損失の
面で大きな災害となるであろう。

【０００３】多くの種類の防火塗料が知られている。コ
ンクリートは１つのかかる塗料であるけれども、その重
量がしばしば問題を提起する。軽量コンクリート材料が
しばしば使用されているが、しかしこれらも亦比較的重
い。その結果、軽量コンクリートさえも海洋油田掘削プ
ラットホームの如き重量に敏感な用途ではあまり適して
いない。その上、コンクリートは基体の隣で水分を捕捉
する可能性があり、このことは基体の腐蝕をもたらす。
発泡性塗料は、コンクリートよりもずっと軽量でありそ
して基体の隣で水分を捕捉するようなことはない。米国
特許第４，５２９，４６７号は発泡性塗料の例である。
発泡性防火塗料は、しばしば、昇華性、発泡性又は融蝕
性塗料とも称される。

【０００４】これらの及び他の利益のために、マスチッ
ク発泡性防火塗料は、防火被覆として数年の間使用され
てきた。米国マサチューセッツ州ローエル所在のテキス
トロン・スペシャルティー・マテリアルス社は、１つの
かような塗料を商品名「ＣＨＡＲＴＥＫ」の下に製造販
売している。使用に当たって、マスチック発泡性防火塗
料は、約０．２〜１．２５インチの被覆として基体に適
用される。被覆は硬化して極めて硬質になり、それ故に
鋼基体を水又はある腐食性物質による損傷から保護する
ことができる。

【０００５】火災が発生すると、被覆中でいくつかの反
応が生じて基体の温度上昇を遅らせる。火炎からの熱
は、物質を軟化させそしてガスの離脱のきっかけをつく
る。このガスは軟化した被覆を膨潤させて発泡体にする
が、これは火炎の熱によってフォーム様のチャーに変換
する。チャーが形成しつつある間に放出されるガスも
亦、基体を発散的に冷却させる。

【０００６】火炎で形成されるフォーム様のチャーは、
極めて硬質でありそして比較的高い耐熱性を有する。高
い耐熱性の故に、被覆下の基体が軟化又は点火する点ま
で熱くなるのに長い時間を要する。チャーは、その硬度
の故に、火炎の力によって基体から払い落とされないよ
うである。ある場合には、チャーの一体性は、被覆中に
埋設されたメッシュによって向上される。

【０００７】マスチック発泡性防火塗料は、一般には、
ある種の樹脂質バインダー例えばエポキシ樹脂の如き架
橋した高温重合体を含有する。樹脂質バインダーは、硬
質の被覆を形成する。エポキシ樹脂の場合には、これ
は、火災においてチャーに転化される炭素の源も提供す
る。炭素質要素のチャー（二酸化炭素又は他の副生物と
は対照的に）への転化を促進させるために、配合物中に
は添加剤典型的には燐が通常含められる。加えて、塗料
は、火災でガスを発生する“起泡剤”と称される添加剤
を含有する。メラミンピロホスフェート及びポリ燐酸ア
ンモニウムが一般に使用される起泡剤である。また、粘
土及びセラミック、ガラス又はアスベストより作った繊
維の如き不活性物質も含められた。これらは、塗料に対
して適用のための正確な粘度及びチキソトロープ性を与
えので、チャーをより硬質にし又は亀裂しにくくするの
に有用であると思われる。また、特に樹脂質バインダー
が易燃性である場合には難燃剤も含められる。塩素、
燐、アンチモン、硼素を含有する化合物及び亜鉛化合物
が発泡性防火塗料中に使用されている重合体用の慣用難
燃剤の例である。ソーコ氏他の米国特許第４，０８８，
８０６号に記載されるように、配合物中には吸熱性充填
剤も含めることができる。硼酸亜鉛の水和物及び硼酸が
発泡性防火塗料中に使用されている慣用の吸熱性充填剤
である。

【０００８】防火塗料は熱効率的である程望ましい。熱
効率性塗料は、厚い被覆を必要とせずに火災における保
護を提供する。

【０００９】また、できるだけ軽い防火被覆を持つのが
しばしば望ましい。例えば、適度な寸法の海洋油田掘削
プラットホームは、２５０，０００ポンドの発泡性マス
チック防火材料で被覆される場合がある。もしも防火材
料の密度を１０％程小さくすることができると、被覆の
重量は、１２トン以上減少させることができる。しかし
ながら、密度の低い材料でもそれよりも密度の大きいも
のと同じ防火性を提供しなければならない。

【００１０】また、市販製品をより入手容易性の材料で
製造することができるように改善するのも望ましい。防
火塗料中に使用されるメラミンポロホスフェート及びセ
ラミック繊維は入手しにくい。というのは、それらは他
の製品において広く使用されていないからである。しか
しながら、それらの代わりに使用される物質は、その達
成可能な防火性を低下させてはいけない。

【００１１】

【発明の概要】上記の背景を意中において、本発明の目
的は、鋼の如き基体を保護するのに有用なマスチック発
泡性防火配合物を提供することである。他の目的は、密
度の小さい防火配合物を提供することである。更に他の
目的は、高価でなくしかもより入手が容易な材料で作っ
た防火配合物を提供することである。

【００１２】上記及び他の目的は、エポキシバインダ
ー、膨張ガスの源、イソシアヌレート、低密度充填剤及
び１種以上の非セラミック繊維を含むマスチック組成物
で達成される。

【００１３】

【発明の具体的な説明】発泡性防火マスチック組成物
は、樹脂質バインダーを基材とする。エポキシは、バイ
ンダーとして広く使用されている。好適なエポキシバイ
ンダーの例は、脂肪族、芳香族、環式、非環式、脂環式
又は複素環式として広く特徴づけることができる。かか
る樹脂は、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリ
コール、１，４−ブチレングリコール、１，５−ペンタ
ンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、グリセ
ロール、トリメチロールプロパン、ビスフェノール−Ａ
（アセトンとフェノールとの縮合生成物）及びビスフェ
ノール−Ｆ（フェノールとホルムアルデヒドとの縮合生
成物）の如き多価アルコールから誘導されるポリグリシ
ジルエーテルであってよい。

【００１４】また、ポリカルボン酸のポリグリシジルエ
ーテルであるエポキシド樹脂も有用である。これらの物
質は、エピクロロヒドリンの如きエポキシ化合物と蓚
酸、コハク酸、グルタル酸、テレフタル酸、２，６−ナ
フタリンジカルボン酸及び二量化リノール酸の如き脂肪
族又は芳香族ポリカルボン酸との反応によって製造され
る。

【００１５】更に他の群のエポキシ樹脂は、エチレン式
不飽和脂環式物質のエポキシ化によって誘導される。こ
れらの例としては、斯界に周知のエポキシ脂環式エーテ
ル及びエステルが挙げられる。

【００１６】上に記載した物質の他に、有用なエポキシ
樹脂としてはオキシアルキレン基を含有するものも挙げ
られる。かかる基はエポキシ樹脂の主鎖からペンダント
してもよく、又はそれらは主鎖の一部分として含めるこ
ともできる。エポキシ樹脂におけるオキシアルキレン基
の割合は、多数の因子、例えばオキシアルキレン基の大
きさ及びエポキシ樹脂の性状に左右される。

【００１７】１つの追加的な群のエポキシ樹脂は、エポ
キシノボラック樹脂を包含する。これらの樹脂は、エピ
ハロヒドリンをアルデヒドと一価又は多価フェノールと
の縮合生成物と反応させることによって製造される。１
つの例は、エピクロロヒドリンとフェノールホルムアル
デヒド縮合物との反応生成物である。また、エポキシ樹
脂の混合物を使用することもできる。

【００１８】エポキシ化大豆油の如き物質、エミリー・
ケミカルス社から市場で入手可能な商品名「ＥＭＰＯＬ
１０１０」の如き二量体酸基材物質、並びにビスフェ
ノールＡのポリグリシジルエーテル例えばシェル・ケミ
カル社からの商品名「ＥＰＯＮ８２８」及び酸官能性
ポリブタジエンから製造された生成物の如きゴム変性ポ
リエポキシ樹脂も有用である。

【００１９】使用することができる更なる樹脂の例は、
架橋性ポリウレタン、ポリエステル、ポリビニル、ポリ
スルフィド、尿素及びホルムアルデヒドである。

【００２０】樹脂を基体に適用した後に硬質の耐久性物
質に転化させるために反応性硬化剤をバインダーの一部
分として含めるのが好ましい。一般には、本発明で使用
することができる硬化剤は、様々な公知物質、例えば脂
肪族及び芳香族アミン並びにポリ（アミン−アミド）を
含めたアミン型のものから選択することができる。これ
らの例としては、ジエチレントリアミン、３，３−アミ
ノビスプロピルアミン、トリエチレンテトラミン、テト
ラエチレンペンタミン、ｍ−キシリレンジアミン、及び
アミンと脂肪族脂肪酸との反応生成物例えばゼネラル・
ミルズ・カミカルス・インコーポレーテッドから商品名
「ＶＥＲＳＡＭＩＤ」の下に製造販売される系列の物質
が挙げられる。

【００２１】また、ポリカルボン酸及びポリカルボン酸
無水物も硬化剤として好適である。ポリカルボン酸の例
としては、例えば蓚酸、フタル酸、テレフタル酸、コハ
ク酸、アルキル及びアルケニル置換コハク酸、酒石酸及
び重合脂肪酸の如きジ−、トリ−及びそれよりも高級の
カルボン酸が挙げられる。好適なポリカルボン酸無水物
の例としては、他にもあるが、ピロメリット酸無水物、
トリメリット酸無水物、フタル酸無水物、コハク酸無水
物及び無水マレイン酸が挙げられる。

【００２２】加えて、尿素−、メラミン−又はフェノー
ル−ホルムアルデヒドの如きアルデヒド縮合生成物も極
めて有用な硬化剤である。これらの物質の様々なものが
幾つかの商品名の下に、例えばアメリカン・サイアナミ
ッド社から「ＢＥＥＴＬＥ」及び「ＣＹＭＥＬ」並びに
モンサント・インダストリアル・ケミカルス・カンパニ
ーから「ＲＥＳＩＭＥＮＥ」の下に市場で入手可能であ
る。

【００２３】他の好適な硬化剤としては、三ハロゲン化
硼素及び三ハロゲン化硼素とアミン、エーテル、フェノ
ール等との錯体、ポリメルカプタン、ポリフェノール、
塩化アルミニウム、塩化亜鉛及び過塩素酸マグネシウム
の如き金属塩、並びに燐酸及びオルト亜燐酸ｎ−ブチル
の如き無機酸及び部分エステルが挙げられる。所望なら
ばブロックト又は潜伏性硬化剤、例えばポリアミン及び
ケトンから製造されるケトイミンを使用することもでき
ることを理解されたい。

【００２４】バインダーは、最終組成物の約１０〜７５
重量％好ましくは約５０重量％を占める。熱硬化性物質
が好ましく、そしてエポキシ及びアミドアミン硬化剤が
最も好ましい。

【００２５】バインダーには、様々な添加剤が分散され
る。組成物には炭素の源を含めることができる。典型的
には、炭素の源は多価アルコールである。幾らかの樹脂
質バインダーは炭素の源として働くことができる。例え
ば、幾つかのエポキシ樹脂は炭素の源を提供する。しか
しながら、炭素の源は、ポリビニルアルコール、殿粉又
はセルロース粉末の如き物質であってよい。

【００２６】組成物には、チャー形成剤を含めることが
できる。チャー形成剤は、組成物を火炎に暴露させたと
きにチャーの形成を促進させる。ルイス酸は、この機能
を果たす。好ましくは燐酸アンモニウム、より好ましく
はポリ燐酸アンモニウム又は燐酸の如き燐化合物が使用
される。燐は炭素の源のアルコール基を脱水してチャー
を生成すると思われる。燐含有化合物の代わりに又はそ
れに加えて、他のチャー形成剤を使用することができ
る。

【００２７】また、組成物には難燃剤の１種又はそれ以
上の混合物を配合することができる。好ましくは、ポリ
イソシアヌレート、イソシアヌル酸のエステル又はイソ
シアヌレートが使用される。より好ましくは、ヒドロキ
シアルキルイソシアヌレートが使用される。最も好まし
くは、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレー
ト（以後、ＴＨＥＩＣと称する）が１〜１０重量％好ま
しくは３〜６重量％のレベルで含められる。他の好適な
イソシアヌレートの例としては、トリス（ヒドロキシメ
チル）イソシアヌレート、トリス（３−ヒドロキシ−ｎ
−プロピル）イソシアヌレート及びトリグリシジルイソ
シアヌレートが挙げられる。好ましくは、硼酸も好まし
くは１５重量％よりも多いレベルで含められる。好まし
くは、トリス（２−クロルエチル）ホスフェートの如き
ハロゲン化合物が５〜１５重量％で含められる。この難
燃剤の組み合わせが好ましいが、他の難燃剤を使用する
こともでき、又は好ましい難燃剤のうちの他のものの排
除を補うために好ましい難燃剤のうちのあるもののレベ
ルを増加させることができる。例えば、燐又はハロゲン
を樹脂質バインダーと反応させることができる。別法と
して、硼酸亜鉛、酸化アンチモン、燐、ハロゲン又は他
の難燃剤を樹脂質バインダー中に分散させることができ
る。燐含有難燃剤の例は、燐酸トリクレジル、トリス
（２，３−ジブロムプロピル）ホスフェート、燐酸トリ
フェニル、燐酸トリオクチル、燐酸アンモニウム、トリ
ス（２，３−ジクロルプロピル）ホスファイト、ポリ−
β−クロルエチルトリホスホネート混合物、テトラキス
（ヒドロキシメチル）ホスホニウムスルフィド、ジエチ
ル−Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）アミノメチ
ルホスホネート又は燐の酸のヒドロキシアルキルエステ
ルである。ハロゲン化難燃剤の例は、塩素化パラフィ
ン、オクタブロムジフェニルエーテル、ヘキサクロルシ
クロペンタジエン誘導体、トリス（２，３−ジブロムプ
ロピル）ホスフェート、クロレンド酸、テトラクロルフ
タル酸、テトラブロムフタル酸、ビス（Ｎ，Ｎ’−ヒド
ロキシエチル）テトラクロルフェニレンジアミン、テト
ラブロムビスフェノールＡ又はトリス（２−クロルエチ
ル）ホスフェートである。

【００２８】また、発泡性防火組成物は、好ましくは起
泡剤も含有する。起泡剤は、火炎の熱で分解するときに
膨張ガスを生じる。起泡剤は、樹脂質バインダーが軟質
になるときの温度であるがしかし短素質チャーが形成さ
れるときの温度よりも低い温度においてガスを発生する
ことが望ましい。この態様で、形成されるチャーは、膨
張されて良好な絶縁体になる。組成物は、ＵＬ１７０９
試験法に従って加熱したときに４以下の発泡度を示す起
泡剤を含有するのが望ましい。用語「発泡度」とは、発
泡被覆及び未発泡被覆の容積間の比率を意味する。好ま
しくは、ＴＨＥＩＣとポリ燐酸アンモニウムとの組み合
わせ起泡剤としてが使用される。ＴＨＥＩＣ対ＡＰＰの
比率は、好ましくは１０：１〜１：１０そしてより好ま
しくは３：１〜１：３の間である。しかしながら、これ
らの物質の代わりに又はそれに加えて他の起泡剤を使用
することができる。例えば、メラミン、メチロール化メ
ラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、メラミンモノ
ホスフェート、メラミンビホスフェート、メラミンポリ
ホスフェート、メラミンピロホスフェート、尿素、ジメ
チル尿素、ジシアンジアミド、グアニル尿素ホスフェー
ト、グリシン又はアミンホスフェートを使用することが
できる。上記の物質は、熱への暴露で分解したときに窒
素ガスを離脱する。また、熱への暴露時に二酸化炭素又
は水蒸気を離脱する化合物も使用することができる。

【００２９】ＴＨＥＩＣは、幾らかの既存のマスチック
発泡性防火物質中に起泡剤として使用されるメラミンに
極めて類似して温度の関数として分解することが認めら
た。これは、メラミンピロホスフェートをＴＨＥＩＣ又
はＴＨＥＩＣ＋ピロ燐酸アンモニウム（ＡＰＰ）によっ
て置き換えるのを可能にする。ピロ燐酸アンモニウムと
は対照的に、ＴＨＥＩＣ及びＡＰＰの両方ともマスチッ
ク発泡性防火塗料以外の用途において広く使用される。
また、ＴＨＥＩＣは、チャー形成を高め且つ難燃剤とし
て作用するという追加的な利益を提供する。

【００３０】生成するチャーの硬度を高める充填剤を任
意に樹脂質バインダー中に分散させることができる。こ
の目的に対して粘土又はセラミックフリットを使用する
ことができるけれども、それらの使用は物質の密度を増
大する。好ましくは、これらの物質は組成物から省かれ
る。

【００３１】また、組成物に繊維を加えることもでき
る。繊維は２つの機能を果たす。それらは、組成物のチ
キソトロープ指数を向上させる。高いチキソトロープ指
数は、一旦適用された組成物をして樹脂質バインダーが
硬化するまでその場所にとどまるのを可能にする。ま
た、繊維は、物質を火炎に暴露させたときに形成される
チャーを補強又は強化する。セラミック、アスベスト、
ガラス又は鉱物性ウールの如き物質の繊維を０．５〜１
０重量％の範囲内の量で使用することができる。これら
の各々は、繊維が火炎の熱中において補強を提供するこ
とができるように高いチキソトロープ耐衝撃性及び高い
溶融温度を有する。チキソトロープ指数は、回転羽根に
よって２つの異なる速度、例えば１ＲＰＭ及びＩＯＲＰ
Ｍで撹拌されつつあるときに測定される物質の粘度の比
率である。低いチキソトロープ耐衝撃性は、この比率を
約５０％以下程変化させ、例えば１から１．５に変化さ
せる。高いチキソトロープ耐衝撃性は、この比率を約５
０％以上程変化させる。

【００３２】また、チキソトロープ耐衝撃性は、関数と
して測定することもできる。高いチキソトロープ耐衝撃
性は、繊維の添加によって、物質が垂直な鋼表面に０．
３〜１．２５インチの厚さで適用されたときにその表面
から流れ落ちないことを意味する。もしも低いチキソト
ロープ耐衝撃性の繊維を添加したならば、物質は垂直面
から垂れたり又は流れ落ちる。

【００３３】セラミック繊維の欠点を回避するために、
非セラミック繊維の組み合わせを使用することができ
る。６００°Ｆよりも高い、好ましくは１，０００°Ｆ
よりも高い軟化点を有し且つ比較的低いチキソトロープ
耐衝撃性を有する繊維を、９００°Ｆよりも低い軟化点
を有するがしかし高いチキソトロープ耐衝撃性を有する
比較的少量の繊維と組み合わせて使用することができ
る。

【００３４】アラミド繊維は、少量好ましくは２重量％
以下そしてより好ましくは０．５重量％以下の繊維が所
望のチキソトロープ耐衝撃性を提供するように極めて高
いチキソトロープ耐衝撃性を持たせて製造することがで
きる。しかしながら、それは、低い融点を有しそして火
災において有意義な補強を提供しない。鉱物性ウール繊
維は、補足的な特性を有することが分かった。それは、
低いチキソトロープ耐衝撃性を有するがしかし好ましく
は１％よりも高い重量％において良好な補強を提供す
る。また、それは、６００°Ｆよりも高い軟化点及び
１，８００°Ｆを越えた融点を有する。両方の種類の繊
維を使用すると、高い温度及び良好なチキソトロープ耐
衝撃性における適切な補強が得られる。

【００３５】樹脂質バインダー中には、様々な種類の低
密度充填剤を任意に分散させることができる。好ましく
は、これらの繊維は、２８ポンド／ft³ （０．５ｇ／ｃ
ｃ）未満そしてより好ましくは１０ポンド／ft³ （０．
１８ｇ／ｃｃ）未満の密度を有する。パーライト又はパ
ーライト鉱石は、０．５〜１０重量％好ましくは１〜５
重量％の量で添加することができる。好ましくは、約
６．２ポンド／ft³ （０．１１ｇ／ｃｃ）の密度を有す
る膨張パーライトが使用される。また、低密度充填剤
は、物質を基体上に吹き付けさせ得るように比較的小さ
い寸法を有するべきである。好ましくは、低密度充填剤
は、もしも被覆を吹き付けによって適用しようとするな
らば０．０４インチ以下の粒度を有する。下記の実施例
では、９７％が３０メッシュを通過する粒度（０．０２
３インチ粒度）を有する膨張パーライトが使用された。
低密度充填剤は、被覆の電熱性を低下させ且つ物質の密
度を低下させるという二重の利益を提供する。組成物中
に高い重量百分率の低密度充填剤を分散させるために
は、湿潤剤を加えるのが望ましい場合がある。

【００３６】また、吸熱性充填剤を使用することもでき
る。これらは熱を吸収し、しかして熱が基体に到達する
のを防止する。硼酸、硼酸亜鉛、フルオロ硼酸カリウ
ム、フルオロ硼酸アンモニウム、蓚酸アンモニウム、炭
酸鉛、水和アルミナ又は他の水和物質を使用することが
できる。

【００３７】また、組成物中には硼酸亜鉛の如きチャー
形成促進剤を添加することもできる。

【００３８】また、溶融助剤を約０．０５〜１５重量％
好ましくは約０．１〜３重量％の量で添加することもで
きる。溶融助剤は、軟化したバインダーが起泡剤からの
ガスの離脱によって膨張するときにそれを自由に流動さ
せることによってチャーの形成を補助する。好適な溶融
助剤の例は、硼酸、酸化硼素、硼酸亜鉛、硼酸ナトリウ
ム、硼酸カリウム、硼酸アンモニウムの如き硼酸塩、又
は硼酸ブチル若しくは硼酸フェニルの如き硼酸エステル
である。上記の物質はすべて硼素を含有する。硼素を含
まない溶融助剤の例は、チタン、モリブデン、カルシウ
ム、鉄、アルミニウム、亜鉛及び錫の金属酸化物であ
る。

【００３９】様々な物質が上記の種類（カテゴリー）の
うちの１つ以上に入るので、同じ物質を１つ以上の目的
に対して使用することができる。

【００４０】本発明に従った好ましい防火組成物は、２
つの別個のパッケージで包装されたエポキシ基材系であ
る。成分Ｉは、エポキシ及び他の添加剤を含有する。成
分IIは、硬化剤及び他の添加剤を含有する。混合したと
きに、その物質は、構造用鋼の如き基体に適用すること
ができる。吹き付け又はこて塗の如き慣用塗布技術を使
用することができる。その後に、それは極めて硬質の被
覆に硬化するが、この被覆は火災の場合に熱でふくれ
る。被覆は、多数の気孔を含有するフオームとは対照的
に連続する中実体である。

【００４１】各成分は、高強度剪断羽根を備えた市販ミ
キサーにおいて別個に処方されそしてその後に混合され
て硬化性組成物を形成する。

【００４２】

【実施例】次の実施例は、本発明に従った成分の詳細及
び防火物質の性能を提供するものである。しかしなが
ら、本発明は、これらの実施例に限定されないことを理
解されたい。

【００４３】例１次の成分を混合して第一成分を形成した。

【００４４】

【表１】

【００４５】別個に、次の成分、即ち２１．５重量％の
ＴＨＥＩＣ及び７８．５重量％のアミドアミンを１，５
００ｒｐｍにおいて８０〜９０℃で１．５〜２時間混合
した。これらの成分はマスターバッチを形成した。次い
で、次の物質を混合させて第二成分を形成した。

【００４６】

【表２】

【００４７】例１の表を説明する。第一欄は材料を示
す。第二欄は、成分Ｉ及びIIを混合したときに形成され
る配合物の百分率として材料の重量を示す。第三欄は混
合順序を示す。１の混合順序は、材料が最初に混合容器
に加えられたことを意味する。２の混合順序は材料が二
番目に混合容器に加えられたことを意味し、以下同様と
する。次の２つの欄は、次の材料を加える前に配合物を
混合した時間及び速度を示す。混合物の均質性及び作っ
たバッチの大きさの観察を基にして混合時間を実験に基
づいて一部分決定したので、混合時間が範囲で示されて
いる。与えられる時間は、１００ポンドのバッチについ
てのものである。最後の欄は、材料の混合間における配
合物の予想温度を示す。所定の温度をかなり越えた温度
は不良製品をもたらす可能性がある。混合時間、速度又
は温度について数字が与えられていない場合には、次の
材料を加える前に混合が全く行われなかった。成分Ｉ及
び成分IIは、硬化させずに別個に貯蔵することができ
る。マスチック塗料を適用するために、成分Ｉ及び成分
IIは混合される。試験のために、混合した物質を厚さ
０．２５０インチの５インチ×５インチ鋼板に０．３イ
ンチの公称厚で適用した。鋼板は、二液型エポキシプラ
イマーで下塗りし次いで鋼板の裏側の中心に熱電対を取
り付けることによって準備された。次いで、前面に１９
ゲージ亜鉛メッキメッシュを取り付けた。次いで、鋼板
の前面を被覆しそして７２時間放置して硬化させた。被
覆した板を取付具にその被覆側を露出させて取り付け、
そしてその取付具を熱始動防火試験のために炉に入れ
た。熱始動試験法に従って、炉を２，０００°Ｆの温度
に加熱し次いで試料を炉に入れた。試料に連結した熱電
対の温度を観察し、そして鋼が１，０００°Ｆに達する
のに要する時間を記録した。一連の試験において、平均
被覆厚を測定すると０．３３１インチで標準偏差は０．
０２６５インチであった。１，０００°Ｆへの平均時間
を測定すると５４．４４分で標準偏差は２．７８分であ
った。比較のために、同じ態様で上記の市販商品名「Ｃ
ｈａｒｔｅｘ III」の幾つかの試料を調製した。平均厚
は０．３１２インチで標準偏差は０．０２７インチであ
った。１，０００°Ｆへの平均時間は５６．４５分で標
準偏差は５．０４分であった。「Ｃｈａｒｔｅｘ III」
の発泡度は２．０１であった。防火試験前に、例１の混
合物質の密度を測定すると１．０３ｇ／ｃｃ（ｇ／ｃｍ
³ ）であった。比較のために、「Ｃｈａｒｔｅｘ III」
の密度は１．２７ｇ／ｃｃであった。この物質は約１．
８６の発泡度を示した。

【００４８】例１では、商品名「ＤＥＲ３３１」エポキ
シ樹脂が使用された。この樹脂は、多価芳香族アルコー
ルのポリグルシジルエーテルである。米国イリノイ州シ
カゴ所在のアクゾ・ケミカル社によって製造販売される
トリス（２−クロルエチル）ホスフェート型のハロゲン
化難燃剤である商品名「ＦＹＲＯＬ９９」が使用され
た。米国ノース・カロライナ州チャーロット所在のＢＡ
ＳＦ社から商品名「ＣＥＬＩＯＮ」の下に製造販売され
る炭素繊維を入手した。１００％が１００メッシュを通
過する粒度の硼酸（Ｕ．Ｓ．ボラックス社から入手）が
使用された。アライド・レジン社からの商品名「ＶＮ６
７９２」の如き黒色顔料が使用された。ユニオン・カー
バイド社から入手した表面活性剤である商品名「ＳＡＧ
−４７」が使用された。モンサント社によって製造販売
されるポリ燐酸アンモニウムである商品名「ＰＨＯＳＣ
ＨＥＣＫＰ−３０」が使用された。スエーデン国ラク
サ所在のＬａｘａＢｒｕｋ社によって製造販売される商
品名「ＩＮＯＲＰＨＩＬ（０６１−６０）」鉱物性ウー
ル繊維が使用された。この繊維は、１，１００°Ｆを越
えた比較的高い軟化温度を有する。これは、チキソトロ
ープ剤兼チャー補強剤の両方として作用する。商品名
「ＴＨＥＩＣ」は、トリス（２−クロルエチル）イソシ
アヌレート型のイソシアヌレートである。これはＢＡＳ
Ｆから入手可能である。アミド樹脂は硬化剤である。こ
こでは、パシフィック・アンカー社からの商品名「ＡＮ
ＣＡＭＩＤＥ９０３」が使用された。また、ダウ・ケ
ミカル社から入手できる商品名「ＤＥＨ５２」硬化促
進剤も使用された。ＢＹＫ−ＣｈｅｍｉｅＵＳＡから
入手できる商品名「ＢＹＫ９９０］湿潤剤が使用され
た。膨張パーライトは、比較的低い密度を有する火山ガ
ラスである。ここでは、ペン・パーライト・コーポレー
ションからの商品名「ＰＦＦ−６５」が使用された。デ
ュポン社によって製造販売される商品名「ＵＬＴＲＡＴ
ＨＩＸ」人造芳香族アミド繊維が使用された。これは、
物質が適用時に垂れ下がったり又は流れ落ちるのを防止
するためのチキソトロープ剤として作用する。その溶融
温度は、約６００°Ｆでありそしてチャーの補強をほと
んど提供しない。商品名「ＩＮＯＲＰＨＩＬ」はたとえ
チキソトロープ剤兼補強用繊維になるとしても、それは
「ＵＬＴＲＡＴＨＩＸ」ほど有効なチキソトロープ剤で
ない。両方の繊維を使用することによって、過剰量の繊
維を必要とせずに適切なチキソトロープ性及び補強を得
ることができる。

【００４９】例２次の表は、別の配合例における成分を示す。表について
の説明は例１と同じである。

【００５０】

【表３】

【００５１】成分Ｉ及び成分IIを別個に調製した。次い
で、これらを一緒にし、そして例１における如くして鋼
板に適用して防火試験を行った。被覆板は０．３１イン
チの平均厚を有し、そして標準偏差は０．０１９６であ
った。一連の試験において、１，０００°Ｆへの平均時
間は６０．７５分であり、そして標準偏差は３．９６で
あった。防火試験の前には、硬化した物質の密度を計算
すると、１．２５ｇ／ｃｃであった。難燃剤／起泡剤Ｉ
ＦＲ−２３（これはＴＨＥＩＣを含有する）について言
えば、ポリ燐酸アンモニウム及びポリテトラフルオルエ
チレンがヘキスト・セラニーズ社から入手された。ペン
・パーライト社からのパーライト鉱石が使用された。

【００５２】例３次の表は、別の配合例における成分を示す。表について
の説明は例１と同じである。

【００５３】

【表４】

【００５４】成分Ｉ及び成分IIを別個に混合した。次い
で、これらを一緒にし、そして例１における如くして鋼
板に適用して防火試験を行った。一連の試験において、
０．３３インチの平均厚及び０．０２９インチの標準偏
差での１，０００°Ｆへの平均時間は６０．７５分であ
りそして標準偏差は３．９６であった。しかしながら、
本例の組成物は最も好ましいものではなかった。という
のは、それはこれよりも大きい試料では貧弱な性能を示
したからである。防火試験の前には、硬化した物質は
１．０３ｇ／ｃｃの密度を有していた。

【００５５】例４次の表は、別の配合例における成分を示す。表について
の説明は例１と同じである。

【００５６】

【表５】

【００５７】成分Ｉ及び成分IIを別個に混合した。次い
で、これらを一緒にし、そして例１における如くして鋼
板に適用して防火試験を行った。防火試験前の物質の密
度を計算すると、１．０３ｇ／ｃｃであった。一連の試
験において、０．３１５インチの平均厚及び０．００７
インチの標準偏差での１，０００°Ｆへの平均時間は６
３．１３分でありそして標準偏差は１．８８であった。

【００５８】

【発明の効果】上記の実施例から、本発明の組成物の幾
つかの利益が明らかになるであろう。各実施例の組成物
は１．０ｇ／ｃｃよりも小さい密度を有するように作る
ことができ、従って密度が従来の物質よりも約２０％小
さい。例１及び２の物質は従来の物質とほぼ同じ熱効率
的であるが、これに対して他の例の物質は従来の物質よ
りも熱効率的である。各例の物質は、０．８６ｇ／ｃｍ
² 以下の重量において１０Ｗ４９スチールガーダに対し
て１時間ＵＬ１７０９の評点を与える。１．５ｇ／ｃｍ
² 以下の重量ではＵＬ１７０９の下に２時間の評点を得
ることができる。０．５３ｇ／ｃｍ² 、１．０ｇ／ｃｍ
² 及び１．５４ｇ／ｃｍ² 以下の重量ではＵＬ２６３試
験下にそれぞれ１、２及び３時間の評点を得ることがで
きる。各例のより熱効率的な配合物を使用すると、上記
の重量よりも１０％多い又は少ない重量において上記時
間のＵＬ２６３及びＵＬ１７０９評点を得ることができ
る。この低い重量は、火災の前に気孔又は低密度気泡を
含有するフォームとは対照的に中実の被覆によって提供
される。中実の被覆は、物理的損傷に対してフォームよ
りも抵抗性であり、そして水又は腐食性薬品への暴露に
よって引き起こされる損傷に対しても基体をより良好に
保護する。更に、本発明の物質は、従来のマスチック防
火物質を適用するのに使用されると同じ装置において同
じ態様で適用することができる。

【００５９】本発明の様々な具体例を説明したけれど
も、本発明から逸脱することなく別の具体例を構成する
ことができよう。従って、本発明は特許請求の範囲によ
ってのみ限定されるべきである。

フロントページの続き (72)発明者リンダ・ジェイ・シャルパンティエアメリカ合衆国マサチューセッツ州メドフォード、ダニエルズ・ストリート29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）バインダー及び硬化剤、（ｂ）起泡剤、（ｃ）チャー形成剤、（ｄ）吸熱性充填剤、及び（ｅ）バインダー中に分散されたイソシアヌレート、を
含む、基体に適用するためのマスチック防火塗料。
【請求項２】（ａ）樹脂質バインダー、（ｂ）炭素の源、（ｃ）起泡剤、（ｄ）チャー形成剤、（ｅ）樹脂質バインダー中に分散された重合体用難燃
剤、及び（ｆ）低密度充填剤、を含む発泡性防火塗料を被覆した
構造鋼材。
【請求項３】（ａ）樹脂質バインダー、（ｂ）熱分解時に膨張ガスを発生する源（ｃ）樹脂バインダー中に分散されたイソシアヌレー
ト、及び（ｄ）イソシアヌレートとは別個の難燃剤、を含む、鋼
製基体に適用された発泡性防火塗料。
【請求項４】（ａ）樹脂質バインダー、（ｂ）炭素の源、（ｃ）起泡剤、（ｄ）６００°Ｆよりも高い溶融温度及び低いチキソト
ロープ耐衝撃性を有する第一繊維、及び（ｅ）高いチキソトロープ耐衝撃性及び９００°Ｆより
も低い溶融温度を有する第二繊維、を含む防火塗料組成
物。
【請求項５】２つの成分を一緒に混合して基体に適用
するように適応された種類の二成分型防火性組成物であ
って、（ａ）（ｉ）エポキシ、（ii）ハロゲン、（iii)硼酸、
（iv）ポリ燐酸アンモニウム、及び（ｖ）繊維、を含む
第一成分、（ｂ）（ｉ）硬化剤、（ii）膨張パーライト、及び（ii
i)繊維を含む第二成分、及び（ｃ）第一又は第二成分のどちらかの中に入れたイソシ
アヌレート、を含む二成分型防火組成物。
【請求項６】イソシアヌレートがトリス（２−ヒドロ
キシエチル）イソシアヌレートである請求項１、３又は
５記載の防火塗料。
【請求項７】チャー形成剤がポリ燐酸アンモニウムで
ある請求項１又は２記載の防火塗料。
【請求項８】起泡剤がポリ燐酸アンモニウム及びトリ
ス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートからなる
請求項７記載の防火塗料。
【請求項９】ハロゲンを追加的に含む請求項１〜８の
いずれか一項記載の防火塗料。
【請求項１０】１．１ｇ／ｃｃ未満の密度を有する請
求項１〜９のいずれか一項記載の防火塗料。
【請求項１１】被覆が中実であり、そして１０Ｗ４９
スチールガーダに１時間ＵＬ２６３評点を与えるのに必
要とされる厚さに適用したときに０．５３ｇ／ｃｃ未満
の重量を有する請求項２記載構造鋼材。
【請求項１２】被覆が中実材料であり、そして１０Ｗ
４９スチールガーダに３時間ＵＬ２６３評点を与えるの
に必要とされる厚さに塗布したときに１．５４ｇ／ｃｍ
³ 未満の重量を有する請求項２記載の構造鋼材。
【請求項１３】被覆が中実材料であり、そして１０Ｗ
４９スチールガーダに１時間ＵＬ１７０９評点を与える
のに必要とされる厚さに適用したときに０．８６ｇ／ｃ
ｍ³ 未満の重量を有する請求項２記載の構造鋼材。
【請求項１４】被覆が中実材料であり、そして１０Ｗ
４９スチールガーダに２時間ＵＬ１７０９評点を与える
のに必要とされる厚さで適用したときに１．５ｇ／ｃｍ
³ 未満の重量を有する請求項２記載構造鋼材。
【請求項１５】被覆中に埋設された補強メッシュを追
加的に含む請求項１１〜１４のいずれか一項記載の構造
部材。
【請求項１６】第一繊維の重量％が１％を越え、そし
て第二繊維の重量％が２％未満である請求項４記載の防
火組成物。
【請求項１７】硼酸を追加的に含む請求項１〜１６の
いずれか一項記載の発泡性防火塗料。
【請求項１８】亜鉛の源を追加的に含む請求項１〜１
７のいずれか一項記載の発泡性防火塗料。
【請求項１９】吸熱性充填剤が硼酸、硼酸亜鉛、蓚酸
アンモニウム又は水和アルミナである請求項１記載の塗
料。
【請求項２０】難燃剤がハロゲン、燐含有化合物、硼
酸亜鉛又は酸化アンチモンである請求項２又は３記載の
塗料。