JPH107838A

JPH107838A - 耐火性ゴム組成物

Info

Publication number: JPH107838A
Application number: JP34132996A
Authority: JP
Inventors: Masaki Tono; 正樹戸野; Bunji Yamaguchi; 文治山口; Hitomi Miura; 仁美三浦; Kenji Iuchi; 謙治居内; Kazuyuki Yahara; 和幸矢原
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1995-12-22
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 1998-01-13

Abstract

(57)【要約】【課題】難燃性を有し、しかも燃焼後の残渣が充分な
形状保持能力を有することにより、顕著な耐火性能を発
現する耐火性ゴム組成物を提供する。【解決手段】ゴム物質に、リン化合物、中和処理され
た熱膨張性黒鉛、及び、無機充填剤を含有してなり、そ
れぞれの含有量が、前記ゴム１００重量部に対して、リ
ン化合物と中和処理された熱膨張性黒鉛との合計量が２
０〜２００重量部、無機充填剤が５０〜５００重量部で
あり、中和処理された熱膨張性黒鉛：リン化合物の重量
比が、９：１〜１：１００であることを特徴とする耐火
性ゴム組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐火性ゴム組成物
に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築材料の分野においては、従来から、
耐火性が重要な意味を持っている。近年、樹脂材料の用
途拡大に伴って、建築材料として樹脂材料が広く用いら
れてきており、耐火性能を付与された樹脂材料が求めら
れている。

【０００３】このような耐火性能としては、単に材料自
体が燃え難いばかりではなく、火炎を裏面に回すことが
ない性質等も要求されている。樹脂成分及び有機成分
は、本質的に燃焼又は溶融する性質を有するので、いか
に長時間このような状態にならないか、含有される無機
成分が、いかに長時間脱落しないか等が問題となる。

【０００４】特開平６−２５４７６号公報には、ポリオ
レフィン樹脂に赤リン又はリン化合物と熱膨張性黒鉛と
を用いる技術が開示されている。このものは難燃性につ
いては充分であるが、例えば、シート状にして壁の裏打
ち材等に使用した場合には、耐火・防火試験において脆
い灰分だけが残り、残渣が脱落したり、裏面の温度が２
６０℃以上に上昇してしまう等の問題点があった。

【０００５】特公昭６１−５７３３７号公報には、粘着
性非加硫ゴムに熱膨張性黒鉛を添加して難燃性を得る技
術が開示されている。しかしながら、このものは、材料
自身の難燃性は充分であるが、上記したと同様に、耐火
性を満足していなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記に鑑み、本発明
は、難燃性を有し、しかも燃焼後の残渣が充分な形状保
持能力を有することにより、顕著な耐火性能を発現する
耐火性ゴム組成物を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
（以下、請求項１に記載の発明を「本発明１」とい
う。）の耐火性ゴム組成物は、ゴム物質に、リン化合
物、中和処理された熱膨張性黒鉛、及び、無機充填剤を
含有してなる。

【０００８】本発明１の耐火性ゴム組成物におけるゴム
物質、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛、及
び、無機充填剤の含有量は、前記ゴム１００重量部に対
して、リン化合物と中和処理された熱膨張性黒鉛との合
計量が２０〜２００重量部、無機充填剤が５０〜５００
重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛：リン化合物の重
量比が、９：１〜１：１００である。

【０００９】上記ゴム物質としては特に限定されず、例
えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブ
タジエンゴム（ＢＲ）、１，２−ポリブタジエンゴム
（１，２−ＢＲ）、スチレン−ブタジンゴム（ＳＢ
Ｒ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルゴム（ＮＢ
Ｒ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレンゴ
ム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、クロロスルホン化ポリエチレ
ン（ＣＳＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ，ＡＮＭ）、エピ
クロルヒドリンゴム（ＣＯ，ＥＣＯ）、多加硫ゴム
（Ｔ）、シリコーンゴム（Ｑ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ、
ＦＺ）、ウレタンゴム（Ｕ）等が挙げられる。これら
は、単独でも、２種以上を混合して用いてもよい。

【００１０】また、組成物の耐火性能を妨げない範囲
で、変性、架橋等がなされてもよい。変性、架橋の方法
は、特に限定されず、公知の方法により行うことが出来
る。また、予め変性、架橋等が行われたゴム物質を用い
てもよいが、リン化合物、黒鉛及び無機充填剤を添加し
た後、又は、添加と同時に、変性、架橋等をおこなって
もよい。

【００１１】請求項２に記載の発明（以下、請求項２に
記載の発明を「本発明２」という。）は、粘着性を有す
るゴム組成物に、リン化合物、中和処理された熱膨張性
黒鉛、及び、無機充填剤を含有してなる。

【００１２】本発明２の耐火性ゴム組成物を構成する粘
着性を有するゴム組成物、リン化合物、中和処理された
熱膨張性黒鉛、及び、無機充填剤の含有量は、前記粘着
性を有するゴム組成物１００重量部に対して、リン化合
物と中和処理された熱膨張性黒鉛との合計量が２０〜２
００重量部、無機充填剤が５０〜５００重量部、中和処
理された熱膨張性黒鉛：リン化合物の重量比が、９：１
〜１：１００である。

【００１３】上記粘着性を有するゴム組成物は、本発明
１と同様のゴム物質に粘着付与剤を添加してなる組成物
を用いることが出来る。

【００１４】上記粘着付与剤としては、粘着付与樹脂、
可塑剤、油脂類、高分子低重合物等が挙げられる。上記
粘着付与樹脂としては、ロジン、ロジン誘導体、ダンマ
ル、コーパル、クマロン、インデン樹脂、ポリテルペ
ン、非反応性フェノール樹脂、アルキッド樹脂、石油系
炭化水素樹脂、キシレン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げら
れる。

【００１５】上記可塑剤は、単独で粘着性を発現させる
ことは難しいが、上記粘着付与樹脂との併用で粘着性を
向上させることが出来る。具体的には、フタル酸系、リ
ン酸エステル系、アジピン酸エステル系、サバチン酸エ
ステル系、リシノール酸エステル系、ポリエステル系、
エポキシ系可塑剤、塩化パラフィン等が挙げられる。

【００１６】上記油脂類も、可塑剤と同じ作用があるた
め、可塑性付与と粘着調製剤の目的で用いることが出来
る。具体的には、動物性油脂、植物性油脂、鉱物油、シ
リコーン油等が挙げられる。

【００１７】上記高分子低重合物は、粘着性付与以外に
耐寒性向上、流動調製の目的を兼ねて用いることが出来
る。具体的には、上記例示のゴム物質の低重合体等が挙
げられる。

【００１８】以下、単に本発明というときは、本発明１
と本発明２に共通した事項をいう。

【００１９】本発明１で用いられるゴム物質、又は、本
発明２で用いられる粘着性を有するゴム組成物には、リ
ン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛、及び、無機充
填剤が含有される。本発明の耐火性ゴム組成物の耐火性
能は、これら３成分がそれぞれの性質を発揮することに
より発現する。具体的には、加熱時に熱膨張性黒鉛が膨
張断熱層を形成して熱の伝達を阻止する。無機充填剤
は、その際に熱容量を増大させる。リン化合物は、膨張
断熱層及び充填材の形状保持能力を有する。

【００２０】上記リン化合物としては特に限定されず、
例えば、赤リン；トリフェニルホスフェート、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、キシレニルジフェニルホ
スフェート等の各種リン酸エステル；リン酸ナトリウ
ム、リン酸カリウム、リン酸マグネシウム等のリン酸金
属塩；ポリリン酸アンモニウム類；下記一般式（１）で
表される化合物等が挙げられる。なかでも、ポリリン酸
アンモニウム類；下記一般式（１）で表される化合物が
好ましい。

【００２１】

【化１】

【００２２】式中、Ｒ¹、Ｒ³は、水素、炭素数１〜１
６の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は、炭素数
６〜１６のアリール基を表す。Ｒ²は、水酸基、炭素数
１〜１６の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数
１〜１６の直鎖状若しく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
リールオキシ基を表す。

【００２３】上記赤リンとしては、市販の赤リンを用い
ることができるが、耐湿性、混練時に自然発火しない等
の安全性の点から、赤リン粒子の表面を樹脂でコーティ
ングしたもの等が好ましい。

【００２４】上記ポリリン酸アンモニウム類としては、
例えば、ポリリン酸アンモニウム、メラミン変性ポリリ
ン酸アンモニウム等が挙げられる。市販品としては、ヘ
キスト社製「ＡＰ４６２」、「ＡＰ４２２」、住友化学
工業社製「スミセーフＰ」、チッソ社製「テラージュＣ
６０」が挙げられる。

【００２５】上記一般式（１）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、単独で用いても、２種以上を併
用してもよい。

【００２６】本発明で用いられる熱膨張性黒鉛は、従来
公知の物質であり、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濃硫酸、硝
酸、セレン酸等の無機酸と濃硝酸、過塩素酸、過塩素酸
塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過酸化水素等の強
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、炭素の層状構造を維持したままの結晶化合物
である。

【００２７】本発明では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で
中和する。上記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。上記アルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属
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。このよ
うに中和処理した熱膨張性黒鉛の具体例としては、例え
ば、日本化成社製「ＣＡ−６０Ｓ」、東ソー社製「ＧＲ
ＥＰ−ＥＧ」等が挙げられる。

【００２８】本発明で用いられる中和処理された熱膨張
性黒鉛の粒度は、２０〜２００メッシュのものが好まし
い。粒度が２００メッシュより細かいと、黒鉛の膨張度
が小さく、望む耐火断熱層が得られず、粒度が２０メッ
シュより大きいと、膨潤度が大きいという点では効果が
あるが、樹脂と混練する際、分散性が悪く物性の低下が
避けられない。

【００２９】本発明で用いられる無機充填剤としては特
に限定されず、例えば、シリカ、珪藻土、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、酸化アンチモン、フェライト類、
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、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、炭酸バリウム、ドーンナイ
ト、ハイドロタルサイト、硫酸カルシウム、硫酸バリウ
ム、石膏繊維、ケイ酸カルシウム、タルク、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「ＭＯＳ」、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。

【００３０】上記無機充填剤として、含水無機物は、加
熱時に脱水し、吸熱する効果を有するため、耐熱性を高
めるという点から好ましい。具体的には、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等が挙
げられる。また、周期律表ＩＩ族又はＩＩＩ族に属する
金属の金属塩又は酸化物は、燃焼時に発泡して発泡焼成
物を形成するため、形状保持性を高めるという点から好
ましい。具体的には、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ム等が挙げられる。

【００３１】本発明においては、上記ゴム物質又は粘着
性ゴム組成物１００重量部に対して、上記リン化合物と
上記中和処理された熱膨張性黒鉛との合計量は２０〜２
００重量部、上記無機充填剤が５０〜５００重量部含有
される。上記リン化合物と上記中和処理された熱膨張性
黒鉛との合計量が２０重量部未満であると、充分な耐火
性能が得られず、２００重量部を超えると、機械的物性
の低下が大きく、使用に耐えられないので上記範囲に限
定される。上記無機充填剤が５０重量部未満であると、
充分な耐火性能が得られず、５００重量部を超えると、
機械的物性の低下が大きく、使用に耐えられないので上
記範囲に限定される。

【００３２】本発明においては、中和処理された熱膨張
性黒鉛とリン化合物を組み合わせることにより、燃焼時
の膨張性黒鉛の飛散を抑え、形状保持を図るものであ
る。ここで、熱膨張性黒鉛が多すぎると、燃焼時に膨張
した黒鉛が飛散し、加熱時に充分な膨張断熱層が得られ
ず、逆にリン化合物が多すぎても、断熱層が充分でな
く、望む効果が得られなくなるため、中和処理された熱
膨張性黒鉛とリン化合物の重量比は、中和処理された熱
膨張性黒鉛：リン化合物＝９：１〜１：１００である。

【００３３】また、燃焼時の形状保持性という点から
は、中和処理された熱膨張性黒鉛：リン化合物＝１：３
〜１：１００の範囲が優れている。組成物自身が難燃性
であっても形状保持性が不充分であると、脆くなった残
渣が崩れ落ち、火炎を貫通させてしまうため、形状保持
性が充分か否かにより、耐火性組成物の用途形態が大き
く異なる。より好ましくは、中和処理された熱膨張性黒
鉛：リン化合物＝１：５〜１：６０、特に好ましくは
１：１０〜１：４０である。

【００３４】本発明では、組成物の物性を損なわない範
囲で、更に、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、架橋
剤、滑剤、軟化剤、顔料等が添加されてもよい。

【００３５】本発明の耐火性ゴム組成物は、各成分を単
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、ロール等の混練装置を用いて得られる。

【００３６】

【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。

【００３７】実施例１ブチルゴム（ムーニー粘度（１００℃）＝４７、不飽和
度＝２．０のイソブチレン・イソプレンゴム）に、中和
処理された熱膨張性黒鉛（日本化成社製、ＣＡ−６０
Ｓ）、ポリリン酸アンモニウム（住友化学社製、スミセ
ーフＰ）、ｔ−ブチルホスホン酸（和光純薬工業社
製）、水酸化アルミニウム（日本軽金属社製、Ｂ７０３
Ｓ）、水酸化マグネシウム（協和化学社製、キスマ５
Ｂ）を表１に示した配合割合で、各成分をロールを用い
て溶融混練を行い、ゴム組成物を得た。得られたゴム組
成物を１４０℃でプレスし、耐火性評価及び形状保持性
評価に用いる試験片を作製した。

【００３８】＜耐火性評価＞長さ１００ｍｍ、幅１００
ｍｍ、厚さ３．０ｍｍの試験片に、コーンカロリーメー
タ（ＣＯＮＥ２Ａ、アトラス社製）を用いて、３５ｋＷ
／ｍ²（水平方向）の照射熱量を３０分間与えた後、試
験片の裏面（加熱面が表）の温度が２６０℃以下のもの
を○、２６０℃を超えるものを×とした。結果を表１に
示す。

【００３９】＜形状保持性評価＞上記耐火性評価後の試
験片（残渣）に、長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ１ｍ
ｍの金属板をのせ、この金属板上に１０ｇ、５０ｇの分
銅をのせて残渣の状態を観察した。１０ｇ、５０ｇとも
に残渣に崩れ（めりこみ、ひび等）が生じないものを
◎、５０ｇでは崩れが生じるが１０ｇでは崩れないもの
を○、１０ｇで崩れが生じるものを×とした。結果を表
１に示す。

【００４０】なお、形状保持性評価で×となるものは非
常に脆く、試験片を長手方向にたてるだけで崩れるもの
であり、実際に耐火材料として用いる際には、燃焼中に
脱落するため、耐火性能が発現するのは短時間であると
予想される。

【００４１】実施例２〜４、比較例１及び２表１に示した配合成分、配合割合で各成分をロールを用
いて、溶融混練を行い、ゴム組成物を得た。得られたゴ
ム組成物を実施例１と同様にして試験片を作製し、耐火
性の評価を行った。結果を表１に示した。

【００４２】表１中、ブタジエンゴムは、ムーニー粘度
（１００℃）＝４３、シス１．４含有量＝９４％のブタ
ジエンゴムを表し、スチレン−ブタジエンゴムは、ムー
ニー粘度（１００℃）＝５２、結合スチレン＝２３．５
％スチレン−ブタジエンゴムを表す。

【００４３】実施例５〜１０、比較例３、４表１に示した配合成分、配合割合で各成分をロールを用
いて、溶融混練を行い、粘着性を有するゴム組成物を得
た。得られた粘着性ゴム組成物を１００℃でプレスし、
耐火性評価、形状保持性評価、粘着性評価に用いる試験
片を作製した。

【００４４】＜粘着性評価＞ダウ・ボール法により、２
３℃の雰囲気下で直径５／３２インチの鋼球を落下さ
せ、試料上で停止した場合は○、転がり落ちた場合は×
とした。

【００４５】表１中、粘着付与樹脂は、脂肪族系炭化水
素樹脂（エクソン社製、エスコレッソ＃５３２０）を表
し、高分子低重合物は、ポリブテン（出光石油化学社
製、ポリブテン１００Ｒ）を表す。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【発明の効果】本発明により得られる耐火性ゴム組成物
は、加熱時に膨張断熱層を形成し、さらにその形状を保
持することにより顕著な耐火性を有しており、幅広い用
途に提供できるものである。また、耐火性ゴム組成物自
体で成形可能なため、例えば、シート状にして建築物等
に被覆することにより簡便に耐火性を与えることが出来
る。さらに、粘着性を有する耐火性ゴム組成物は、耐火
被覆層を施工する際に、工程を簡便にするため、幅広い
用途に適用可能なものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｌ 21/00 Ｃ０８Ｌ 21/00 (72)発明者居内謙治大阪府三島郡島本町百山２−１積水化学工業株式会社内 (72)発明者矢原和幸大阪府三島郡島本町百山２−１積水化学工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ゴム物質に、リン化合物、中和処理され
た熱膨張性黒鉛、及び、無機充填剤を含有してなり、そ
れぞれの含有量が、前記ゴム１００重量部に対して、リ
ン化合物と中和処理された熱膨張性黒鉛との合計量が２
０〜２００重量部、無機充填剤が５０〜５００重量部で
あり、中和処理された熱膨張性黒鉛：リン化合物の重量
比が、９：１〜１：１００であることを特徴とする耐火
性ゴム組成物。
【請求項２】粘着性を有するゴム組成物に、リン化合
物、中和処理された熱膨張性黒鉛、及び、無機充填剤を
含有してなり、それぞれの含有量が、前記ゴム組成物１
００重量部に対して、リン化合物と中和処理された熱膨
張性黒鉛との合計量が２０〜２００重量部、無機充填剤
が５０〜５００重量部であり、中和処理された熱膨張性
黒鉛：リン化合物の重量比が、９：１〜１：１００であ
ることを特徴とする耐火性ゴム組成物。
【請求項３】中和処理された熱膨張性黒鉛：リン化合
物の重量比が、１：３〜１：１００であることを特徴と
する請求項１又は２に記載の耐火性ゴム組成物。