JPS5813516B2 - タイカダンネツザイ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は硬質ポリウレタンフォームを用いた耐火断熱材
に関する。

硬質ポリウレタンフォームはその低い熱伝導率によって
断熱性がすぐれているが、耐火性に乏しいのが大きな欠
点である。

この硬質ポリウレタンフォームに難燃性を付与するため
に従来から種々の方法がとられており、これらを大別す
ると次の通りである。

（イ）反応型 原料として分子内に燐またはハロゲン原子を付加させた
ボリオールあるいはポリイソシアネートを用いる方法。

（ロ）添加型 ポリオールやジイソシアネートなどの出発原料あるいは
プレポリマーの中にトリクレジルホスフエート（ＴＣＰ
）、トリス（ジクロロプロピル）ホスフエート（ＴＤＣ
Ｐ）、トリス（β−クロロエチル）ホスフエート（ＴＣ
ＥＰ）などの燐酸エステル系不燃可塑剤、塩素化パラフ
ィン、テトラプロモエタン、テトラブロモブタンなどの
ハロゲン系不燃可塑剤、ホウ砂、水酸化アルミニウムな
どの水化物を添加する方法。

ところで上述の方法にはいづれも次のような問題が生じ
ている。

まず（イ）の反応型には原料自体を調整するのに複雑な
工程を必要とするため、コスト高になる。

また架橋が通常の場合よりも弱く物性の低下が見られる
。

（ロ）の添加型においては、これらの添加剤の使用量に
限界があるため満足のいく難燃性が得られない。

多量部添加すると、難燃効果の増大に反比例して種々の
物性（引張り強度、圧縮強度その他）が低下するからで
ある。

また、上述の方法のみでは、ポリウレタンフォームの難
燃化の程度に限度があり、燃焼時の煙や有毒ガスの発生
は避けえない。

そこで、ポリウレタンフォームの面に不燃材を貼りつけ
る方法が考えられるが、この方法でも、火災時ポリウレ
タンフォームの燃焼の開始がやゝ遅れるのみで、ポリウ
レタンフォームの燃焼を完全に防ぐことができない。

本発明者等は、上記のような事情に鑑み種々検討した結
果、対向する不燃性パネルの少なくとも一方の内面に発
泡性難燃塗料を塗付し、そのパネル間に硬質ポリウレタ
ンフォームを注入発泡させることによってすぐれた耐火
、断熱性と、建材としての強度を兼ねそなえたパネルを
得ることができることを見出し、本発明を完成するに至
った。

本発明に用いられる発泡性難燃塗料は、被膜形成物質お
よび気泡形成物質を含有してなる塗料である。

この被膜形成物質としては、たとえば尿素樹脂、メラミ
ン樹脂、ジシアンジアミド樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、
エボキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、
シリコン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、塩化ゴ
ム樹脂、塩化ビニリデン樹脂、塩化ビニル樹脂、アルキ
ツド樹脂、アミノアルキツド樹脂、ブタジエン樹脂、ス
チレン樹脂などの有機物および珪酸ナトリウム、珪酸カ
リウム、リン酸アルミニウムなどの無機物、およびそれ
らの共重合体、混合物などがあげられる。

特に望ましい被膜形成物質としては、アルキルフェノー
ル樹脂、アルキルフェノール樹脂とアクリル樹脂からな
る樹脂、珪酸ナトリウムなどがあげられる。

かかる被膜形成物質の使用量は、発泡性難燃塗料の固形
分の約２〜９０重量％、好ましくは約５〜３０重量％で
ある。

被膜形成物質の使用量が２重量％より少いと層が熱によ
り発泡炭化した際層がくずれ落ちるなど防火層の形成に
支障をきたし、また逆に９０重量％より多くなると加熱
時発泡が十分に起らないなど十分な断熱層が形成され難
い。

気泡形成剤としては、たとえばリン酸アンモニウム化合
物（たとえばオルトリン酸アンモニウム、ピロリン酸ア
ンモニウム、ポリリン酸アンモニウムなど）、有機塩基
リン酸塩（たとえばリン酸グアニジン、リン酸尿素、リ
ン酸メラミンなど）、リン酸アミド類−たとえば第１リ
ン酸アンモン、第２リン酸アンモン、ポリリン酸、５酸
化リン、リン酸尿素あるいは種々のリン酸エステル（例
、トリメチルフオスフエート、′トリエチルフオスフエ
ート、トリブチルフオスフエート、ジメチルフオスフエ
ート、ジアリルフオスフエート、トリフエニルフオスフ
エート）とたとえば尿素、カルバミン酸アンモン、ビュ
ーレット、スルファミド、スルファミン酸、スルファミ
ン酸アンモン、グアニル尿素、メチル尿素、アミノ尿素
、ジアミノ尿素、ビウレア、ジシアンジアミド、炭酸ア
ンモン、炭酸水素アンモンなどのアミド化合物との反応
生成物一、前記で示されるリン酸エステル類、塩基性ト
リアジン化合物（たとえばメラミンなど）と芳香族アミ
ノカルボン酸（たとえばアントラニル酸など）、芳香族
アミノスルホン酸（たとえばスルファニル酸、メタニル
酸など）またはアミドスルホン酸との塩、ニトロアニリ
ンスルホン酸アンモニウム塩など約１５０℃以上の加熱
により被覆形成物質中に気泡を形成させる物質が挙げら
れる。

また、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、リン酸アルミニ
ウムなどの無機物を被膜形成物質として用いた場合には
、それら無機物に通常含まれる水分が気泡形成剤として
働くのである。

これらの気泡形成剤は二種以上混合して用いてもよい。

かかる気泡形成剤の使用量は、発泡性塗料の固形分に対
して約３〜５０重量％、好ましくは約１０〜３０重量％
である。

この場合５０重量％より多いと発泡した層の安定性が悪
くなり、３重量％より少いと層の発泡が十分に起らず好
ましくない。

またこの発泡性塗料においては、上記成分の他にさらに
たとえば固体状尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン
ーホルムアルデヒド樹脂、尿素−メラミン−ホルムアル
デヒド樹脂の一種またはその組合せからなる不活性ガス
ならびにアンモニアあるいは炭素の供給源、たとえばペ
ンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ソルビ
トールで示される多価アルコールや例えばでん粉、セル
ロースのような多糖類で表わされる水蒸気ならびに炭素
の供給源、塩素化パラフィン、三酸化アンチモン、トリ
ス（クロロエチル）フオスフエート、トリス（２、３−
ジプロモプロピル）フオスフエートなどの難燃剤、二酸
化チタンなどの顔料ならびに色素、たとえば、パルプ、
木綿、麻、絹、羊毛などの動植物の天然繊維、たとえば
、銅アンモニヤ繊維、ビスコースレーヨンなどの化学繊
維、たとえば、ポリエチレン、ポリプロ゛ピレン、ポリ
アミド、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリビ
ニールアルコール、ポリ酢酸ビニール、ポリ塩化ビニー
ル、ポリ塩化ビニリテン、ポリウレタン、およびこれら
の共重合体などの合成繊維、石綿、岩綿、鉱滓綿、カオ
リン繊維、ガラス繊維、ホウ素繊維、石英繊維、溶融シ
リカ繊維、セラミックファイバーなどの鉱物繊維、たと
えば鉄、アルミニウム、スチンレススチール、銅などの
材質から成る金属繊維、あるいは炭素繊維などを添加し
てもよい。

発泡性塗料はこれらの成分にたとえばベンゼン、トルエ
ン、キシレン等の芳香族溶媒、たとえば酢酸エチル、酢
酸ブチル等の脂肪族エステル、たとえばアセトン、メチ
ルエチケトン等のケトン類、メタノール、エタノール、
プロパノール、ブタノール等のアルコール類などの有機
溶媒または水あるいはそれらの混合物と混合することに
よって得ることができる。

本発明に用いられる不燃性パネルとしては、たとえば、
鉄板、アルミニウム箔、アルミニウム板亜鉛鍍金鉄板等
の金属板、スレート、フレキシブルボード、パーライト
ボード、石綿セメント板、石綿珪酸カルシウム板、石綿
セメントパーライト板、石綿セメント珪酸カルシウム板
、木毛セメント板、石膏ボード、石膏セメント板、岩綿
板等の無機質系板等があげられる。

不燃性パネルの厚さは、好ましくは、０．０１ｍｍ〜２
５ｍｍで、二種以上の材料から成っていてもよい。

この不燃性パネルの少なくとも一方の内面に、スプレー
、ロールコーター、フローコーター等公知の手段で、発
泡性塗料を約０．１〜１０ｋｇ／ｍ２、好ましくは０．
５〜５．０ｋｇ／ｍ２塗付し、乾燥する。

この場合、不燃性パネルと発泡性塗料、発泡性塗料と硬
質ウレタンフォームとの接着性を高めるために、発泡性
塗料塗付の前および、または後に、上述の被膜形成物質
を主成分とするプライマーを施してもよい。

このようにして発泡性塗料を少なくとも一方の内面に塗
付した対向する不燃性パネル間に硬質ポリウレタンフォ
ーム形成剤を注入して、発泡させるのであるが、この具
体的な方法は、従来の硬質ポリウレタンフォームの製造
方法に従えばよい。

すなわち基本材料としてポリエステル類やポリエーテル
類のポリオール化合物、有機ポリイソシアネート類、触
媒、整泡剤、発泡剤等を使用し、ワンショット法あるい
はプレポリマー法などに従って硬質ポリウレタンフォー
ムを製造する。

この原料ボリオール成分としては、たとえばポリエーテ
ルポリオールまたはポリエステルポリオールがあげられ
る。

代表的なポリエーテルポリオールの例としては、プロピ
レングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン
、ペンタエリスリトール、α−メチルグリコシド、ソル
ビトール１ショ糖等のボリオール類、ジエタノールアミ
ン、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミン等
のアミノアルコール類、エチレンジアミン、１６ヘキサ
ンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテト
ラアミン、トルイレンジアミン、メチレンビスアニリン
等のアミン類、リン酸、ピロリン酸またはこれらの部分
エステル等のリン化合物及びこれ等の混合物にエチレン
オキシド、プロピレンオキシド、プチレンオキシド等を
付加して得られるポリエーテルポリオール類があげられ
る。

又、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンクエリ
スリトール、ソルビトールの様なポリオールに、ＢＦ３
等のカチオン系触媒の存在下でエピハロヒドリン等を付
加して得られる上記水酸基数範囲のハロゲン含有ポリエ
ーテルポリオールもポリオール成分として使うことがで
きる。

又、ポリエステルポリオールの例としては、エチレング
リコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコー
ル、ブチレングリコールなどのジオール、トリメチロー
ルプロパン、ヘキサントリオール、グリセリンなどのト
リオール、さらにはペンタエリスリトール、ソルビトー
ル等と、コハク酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸
、フタル酸、イソフクル酸、ＨＥＴ酸、無水コハク酸、
無水マレイン酸、無水フタル酸等との縮合により得られ
る末端水酸基を有するポリエステルポリオール、環状ラ
クトン類をグリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビ
トール等を開始剤として開環重合によって得られるポリ
エステル等があげられる。

またトリス（ジプロピレングリコール）フオスファイト
、トリス（ジプロピレングリコール）フオスフエートあ
るいは米国ストウファケミカル社より市販されているフ
ァイロール−６ （Ｆｙｒｏｌ−６）で代表されるホス
フオネート型ポリオール等が、さらに、臭素化ひまし油
、ハロゲン化脂肪族ポリオール等ハロゲン化ポリオール
等もポリオール成分として用いることができる。

もう一つの原料である有機ポリイソシアネートは、１分
子中に少なくとも２個の一ＮＣＯ基（イソシアネート基
）を有するアミン当量７５〜２５０の化合物であり、具
体的には、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフ
エニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、キシリレン
ジイソシアネート（ＸＤ■）、ヘキサメチレンジイソシ
アネートおよびこれ等の粗成品、たとえばタケネート４
０４０（武田薬品工業製、クルードＴＤＩ）、テスモジ
ュール４４■（独、バイエル社製、クルードＭＤＩ）等
があげられる。

これ等ポリイソシアネートは２種以上併用してもよい。

又、上記インシアネートと種々の活性水素化合物をＮＣ
Ｏ基過剰の状態で反応させて得られるプレポリマーも使
用できるし、さらに部分的にアロファネート化、トリマ
ー化した変性イソシアネート類も使うことができる。

また触媒としては、たとえば、トリエチルアミン、トリ
イソプロビルアミン、Ｎ一エチルモルフオリン、ジメチ
ルエタノールアミン、トリエチレンジアミン、テトラメ
チルプロパンジアミン、テトラメチルヘキサンジアミン
等のアミン系のものまた、スタナスオクトエート、ジブ
チルチンジラウレート、フオーメートＴＫ−Ｒ（武田薬
品製、ダイスタノキサン系）等のスズ系のものがあげら
れる。

又、整泡剤としては、シリコンＬ−５３２０（ユニオン
カーバイド社製）、シリコンＦ−３０５シリコンＦ−３
０６（いずれも信越化学社製）等のオルガノシリコン重
合体が使用される。

発泡剤としては、フレオンー１１、フレオン−１２（デ
ュポン社製、フフッ素化炭化水素）、メチレンクロライ
ド等の低沸点化合物の他、水も使用することが可能であ
る。

これ等の触媒、整泡剤、発泡剤はいずれも公知のいかな
るものをも使用することができる。

また、必要に応じて、上述の添加型の難燃剤や炭酸カル
シウム、ケイ砂、粘土類（ベントナイトカオリン、タル
ク、バーミキュライト等）、ケイ藻土、パーライト、膨
積バーミキュライト、シラスバルーン、ガラスバルーン
、ガラス繊維、岩綿アスベスト繊維、山皮、スチールウ
ール、合成繊維、化学繊維、天然繊維などの増量剤、補
強剤等を添加してもよい。

この硬質ウレタンフォーム層の密度、厚みは適宜選択す
ればよいが、通常、密度は０．０１５〜０．３、好まし
くは０．０２〜０．２であり、厚みは通常１０ｍｍ〜２
００ｍｍ、好ましくは１５ｍｍ〜１５０ｍｍである。

本発明の耐火断熱材は、火災時にも硬質ウレタンフォー
ムの熔融または燃焼が少く、従って、有毒ガスや煙の発
生が少く、火災時にもすぐれた断熱性を示す。

また、すぐれた機械的性質も有するので建材などに利用
される。

以下、実施例を掲げて本発明を具体的に説明する。

なおここで用いられている「部」は「重量部」を意味し
、「％」はすべて「重量％」を意味する。

参考例 発泡性塗料 Ａ：３号ケイ酸ソーダ（不揮発分５０％） 発泡性塗料 Ｂ：ポリリン酸アルミニウム水溶液不揮発
分６０％） 〃 Ｃ： アルキルフェノール樹脂 ２０部尿素樹脂
５部ポリリン酸アンモニウム
２０部ジペンタエリスリトール １２
部ガラス繊維（２５ｍｍ） ３部酸化チタン
４部キシレン
３０部酢酸ブチル １
０部以上をよく混合して塗料とする。

発泡性塗料 Ｄ： ポリ酢酸ビニル−アクリル酸 １００部共重合ラテッ
クス（固型分５０％） ポリリン酸アンモニウム ７０部固体状尿素樹
脂 ７０部ペンタエリスリトール
５０部酸化チタン １０
部塩素化パラフィン（塩素７０％） １０部岩綿
１２部水
１００部以上をよく混合して塗料とする。

実施例 １， ４ｍｍ×９１０ｍｍ×１８２０ｍｍのフレキシブルボー
ド２枚を３２ｍｍの間隔をおいて対向させその双方の内
面に参考例に示した発泡性塗料を塗付し、乾燥後、ウレ
タン系プライマー（武田薬品製、タケネートＭ−４０２
Ｐ）を２０ｇ／ｍ２施し、続いて次の組成の硬質ポリウ
レタンフォーム形成剤を注入発泡させた。

硬質ポリウレタンフォーム形成剤組成 アクトコール５５−４９０ １００部（武
田薬品製：ＯＨ価４９０の ポリエーテルポリオール） シリコン整泡剤Ｆ−３０５（信越化学製）１．５部テト
ラメチルヘキサンジアミン １．５部フレオン
Ｒ−１１ ４８部トリスクロロ
エチルフオスファイト ２０部粗製ＭＤＩ（アミ
ン当量１３５） １３０部このようにしてできた
厚さ４０ｍｍの断熱パネルの耐火性をしらべるために、
ＪＩＳ Ａ１３２１の燃焼試験（１０分加熱）を行った
。

結果を第１表に示す。

（尚、この試験において、発生した煙の量を正確に測定
する為に、ヒーターに面する試験体の上部に６０ｍｍ×
６０ｍｍの穴をあけて煙を集煙箱に導入した。

）実施例 ２． 実施例１．と同様にして、フレキシブルボードの代りに
各種の不燃性パネル（内面にタケネートＭ−４０２Ｐを
塗付したもの）を用いて断熱材を作った。

燃焼試験の結果を第２表に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、それぞれ本発明の耐火断熱材の
断面図で、１は耐火パネル、２は発泡性塗料層、３は硬
質ポリウレタンフォーム層を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 対向した不燃性パネルの少なくとも一方の内面に発
   泡性塗料を塗付し、パネル間に、注入発泡による硬質ポ
   リウレタンフォーム層を形成させてなる耐火断熱材。