JPS6236084A - 弾性無機質フオ−ム - Google Patents

弾性無機質フオ−ム

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JPS6236084A
JPS6236084A JP18354086A JP18354086A JPS6236084A JP S6236084 A JPS6236084 A JP S6236084A JP 18354086 A JP18354086 A JP 18354086A JP 18354086 A JP18354086 A JP 18354086A JP S6236084 A JPS6236084 A JP S6236084A
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JP
Japan
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refractory according
foam
mineral
foam refractory
acid
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JP18354086A
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ジヨゼフ・ワイドナー
ラセル・マイケル・マローン
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Babcock and Wilcox Co
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Babcock and Wilcox Co
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Publication date
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    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B30/00Compositions for artificial stone, not containing binders
    • C04B30/02Compositions for artificial stone, not containing binders containing fibrous materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02Macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)

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】 発明の分野 本発明は、耐熱材料及び製品に関するものであり、特に
はフォーム断熱耐火材及びそれを1造する方法に関する
従来技術 フォーム耐火物は、耐火材料の予備混合スラリ中に空気
のような気体を機械的に導入するか或いは混合に際して
化学的に反応して気体発泡効果を生みだすような一種以
上の化合物をスラリ中に含めることによるかいずれかで
代表的に製造される。
電気ケーブル或いは導管パイプが設備の壁或いは隔離体
を装通される場合、成る型式のシールがケーブルやパイ
プを殊に火災の延焼から保護する為に通常使用されてい
る。
そうしたケーブル°、導管バイブ@装通部シールに対し
ては、低い熱伝導率、耐熱性、弾性その他の所望の性質
を兼備する低価格防火性材料への必要性がここしばらく
存在していた。この種材料の開発は多くの産業及び公益
事業用途に有用であろう0 現在、シリコーンフオームがこうしたシールを形成する
のに一般に使用されている。しかし、シリコーンフオー
ムは幾つかの欠点を呈する。シリコーンは100%有機
性でありそして火災9焼えて消失する。十分な保護を得
る為には、非常に厚イシリコーンフォーム層が燃焼の危
険のある部分と保護さるべき帯域との間に介設されねば
ならず、そしてシリコーンフォームの価格が高いことか
らそうした厚い部材は所望されない。加えて、現在のシ
リコーンフォームはこうした部位に施工困難でありそし
て配設中悪臭を発生する。無機質のフォーム断熱材が、
安価でありそして火災9焼えて消失しないから、こうし
た型式の用途に対しては有望である。しかし、一般に無
機フオーム材は有機材の有する弾性を欠く。
様々の無機質フォーム断熱材が斯界で知られている。
米国特許第3,148,996@は、ウオラストナイト
(珪灰石)、リン酸アルミニウム溶液及びAlkoph
ol −CE (モンサンド社製)の組合せを開示する
。これらは混合されそして後約5分間放置せしめられる
。部分固化後、粉末状炭酸カルシウムが添加される。二
酸化炭素の放出が発泡作用を生みだしそして材料は約1
0分のうちに硬化する。
しかし、生成材料は弾性を有していない。
米国特許第4224537号は、25〜31%アルミナ
、30〜40%三水化アルミナ、101〜0.1%アル
ミニウム粉末及び8〜14%水を混合してスラリを形成
し、そして後リン酸を反応させることを教示している。
やはり、非弾性のフォーム材しか得られない。
米国特許第へ625.725号は、フライアッシュとリ
ン酸から成りそしてウオラストナイトを充填材として使
用するフオームセラミックを開示する。25〜45  
lb/ft3の比較的高密度を有するが、やはり弾性を
持たない製品しか生成されない。
米国特許第4.425.291号は、ケイ酸す) IJ
ウム溶液、無機充填材、湿潤剤、硬化用フンパウンド及
び天然ラテックス分散体を開示する。この混合物は不活
性ガスを使用して機械的に発泡せしめられる。天然ラテ
ックス分散体は寸法安定性、機械的強度及び水密性の為
に添加される。発泡させねばならないから、機械的作用
の必要性はそうしたフオーム材をケーブル等の装通部の
ような部位に配設することをほとんど不可能とする。こ
の材料は、一旦発泡されると、狭小な帯域に強送して泡
の潰れなく完全な充填を実現することは困難である。
本発明は、ユニークな複合発泡作用を通して、セラミッ
ク材料の弾性、振動応力耐性及び防火性を実現する。本
発明は2成分発泡系を含み、これは、ケーブル、パイプ
等装通部位或いは空洞部内に材料をポンプ流送しそして
材料をその場で発泡せしめることによる本発明材料の施
工を可能ならしめる。こうして完全シールが実現される
。本材料は、大気乾燥に際して詔めうる程の収縮を示さ
ず、しかも弾性となる。この弾性は、フオーム耐火生成
物はケーブルや配管において起る振動や撓みに耐えるこ
とが出来ねばならないから重要であり、同時に収縮のな
いことは密なシールが保持されることを保証する。
本発明フォームは、標準ASTM  E119における
1時間の防火性を与えそしてwi的完全性を維持するの
に経済的に採算のとれる厚さにおいて配設できる。
本発明に従えば、重量%で表わして、0〜35%鉱物繊
維(ミネラルファイバ)、0〜50%エエストマーコン
バウンド、0〜1lL3%沈殿防止剤(懸濁剤)、0〜
20%鉱酸と反応して気体を放出する物質、及び45〜
55%液体溶剤、好ましくは水から実質成る第1成分と
、鉱酸から実質成る第2成分とから成りそして第1成分
対第2成分の比率が2:1〜5:1の範Hにある混合物
から生成されるフォーム耐火物が提供される。
本発明は、型内でそしてケーブルの周囲で発泡し、そし
て固まるような、弾性の主として無機質の組成物を提供
し、更に劣化することな(20007以上の温度に耐え
そして低熱伝導率及び高い防炎性を有する強靭な弾性生
成物を提供することを意図するものである。
本発明の好ましい具体例において、約55重量メの鉱物
maが、約9重量%のエラストマーコンパウンド、約a
、S重量%沈殿防止剤、約2.3重量%の拡散と反応し
て気体を放出する物質及び液体溶剤と混合される。生成
するスラリ混合物はその後鉱酸と混合される。スラリ混
合物対鉱酸の比率は約3:1である。
好ましい鉱物繊維はウオラストナイト(珪灰石)、珪醗
カルシウム鉱物である。NYCO社から販売されるNy
ad G、ウオラストナイトがこの鉱物の適当な形態で
ある。別の例はR,T、 VanderbiltCom
pany社により販売されるVANSIL maである
。ウオラストナイトは出所に応じ炭酸カルシウム含有量
を変動する。幾分低目の炭酸カルシウム含有量を持つ、
Ny亀dGのようなウオラストナイトが本発明に対して
特に好適であることが見出された。炭化カルシウム含有
量が低い方が混合物中へのリン酸の導入後スラリー混合
物の発泡性のコントロールが良好となる。ウオラストナ
イトは部分的に発泡剤としても作用するから、ウオラス
トナイト含有量が低い程、混合中発泡は少くなり従って
一層高密度の生成物をもたらす。Nyad Gの代りに
Nyad 400のようなもつと細い繊維ウオラストナ
イトの使用は表面積の増大の結果として組成物の発泡作
用を改善し、一層多くの炭酸カルシウムを反応に供せし
めるが、反111j Nyad 400ウオラストナイ
トの一層高いかさ密屓の故に生成耐火物の熱伝導率及び
密度は増大し、その総発泡効果を減殺する。細い繊維程
、最終生成物における所定水準の弾性を維持するのに一
層多くのエラストマーコンパウンドを必要とする。
ウオラストナイトと全体的に或いは部分的に代替されう
る他の鉱物繊維としては、例えば、アルミナ繊維、ガラ
ス繊維、チョツプドアルミ/ケイ酸塩繊維(パブコック
アンドウィルコックス社製の「カホウール」セラミック
繊維)及びミネラルウールが挙げられる。繊維は合成で
も天然でもよ等級繊維の使用は、耐火生成物の温度使用
限界の付随的な低下をもたらす。焼成(ealcin@
d )カオリン或いは焼成ボーキサイトのような不活性
鉱物が、一層高密度の生成物が所望されるなら、ウオラ
ストナイトの代りに部分的に或いは全体的に置換されう
る。
本発明と関連して使用するに好ましいエラストマーコン
パウンドはラテックスであるOラテックスは、例えば2
つ挙げると、2671ラテツクス(ビー、エフ、グツド
リッチ社により製造される強陰イオン性アクリルラテッ
クス)及び115ネオプレンラテックス(イー、アイ、
デュポン社製非イオン性ポリクロロプレンラテックス)
である。
鉱酸との反応においてスラリー混合物の最適発泡への鍵
は、僅かに陰イオン性のラテックス成分の使用である。
もしラテックス或いは他のエラストマーコンパウンドが
完全に非イオン性であるなら、フオームは水性の傾向を
示しそして発泡過程が完了に近くなるにつれ沈降しやす
い。逆に、もしラテックスが非常に陰イオン性の強いも
のなら、フォームは塗布用ノズル内で固まり押出し粘土
の状態でノズルから流出する傾向を有する。従って、2
671ラテツクス及び115ネオプレンラテックス組合
せが組成物の最適の発泡性を実現する為の好ましいラテ
ックスブレンドである。2671ラテツクスは約3%以
下の世で存在すべきである。
この量を越えると、スラリ混合物の所望されざる凝集が
起る恐れがある。115ネオプレンラテックスは約0〜
10重量%の範囲の量において存在しうる。任意の非イ
オン性ラテックスが、最終生成物が室温で比較的弾性で
あることを許容するように充分に低いガラス転移温度を
有するものである限り、115ネオプレンラテックスに
代替しうる。より一般的には、上記2種のラテックスの
代りに他のエラストマーコンパウンドを使用することも
でき、例えば、アクリル、アクリルニトリル、スチレン
ブタジェンゴムラテックス、ポリクロロプレン、及びニ
トリルラテックスが使用される。
ラテックスは高価なので、スラリ混合物中のラテックス
の総合有量が高い程、耐火生成物は一層高価となる0総
ラテツクス含有量が少ない程、耐火生成物の弾性は減じ
るが、より耐熱性に優れたものとなる。
ダウケミカル社により製造されるMethocsl の
ようなメチルセルロースが本発明において使用するに好
適な沈殿防止剤或いは懸濁剤である。沈殿防止剤が使用
されないなら、混合スラリはポットライフを有さずそし
て鉱酸と共に使用する前に再混合を必要としよう。13
%含有量を越えると、沈殿防止剤は高すぎる粘度を有す
るスラリ混合物を生成しよう。混合物の粘度は、沈殿防
止剤の量が増加するにつれ幾何数列的に増大する。
本発明に対して好適な他の沈殿防止剤としては、例えば
、アルギン酸ナトリウム、キサンサン(xanthan
 )ガム、ベントナイト或いは陽イオンポリマが挙げら
れる。
鉱酸と反応しそして気体を放出する好ましい材料例はケ
イ酸すFリウムである。ケイ酸ナトリウムの一つの型式
は、フイラデ/I/フイアクオルツ社により製造される
GDケイ酸ナトリウムである。
一般に、ケイ酸ナトリウムの最小量は、施工されるべき
一組のケーブル等の周囲の空洞の実質すべてをフォーム
が充満することを可能ならしめるに充分の発泡作用をグ
6生じ、配設されたフォームの弾性を阻害せずそしてラ
イニングが火或いは熱を受ける時潜伏性バインダとして
作用する要件を満す量である。ケイ酸ナトリウムが20
重世%を越えると、発泡中の耐火材はあまりに急速に固
化する。
混合物の第2成分として使用されるに適当な鉱酸はリン
酸である。代表的に、リン酸は75%″溶液のものであ
る。その他、硝酸、塩酸、硝酸等が使用されつる。
第1成分(スラリ混合物)対第2成分(鉱酸)のNi適
比は3:1であるが、約2:1〜5:1の比率が許容し
つる。2:1より少ない比率は非常に低密度を有する即
ちきわめて弱い耐火生成物を生じる。2:1〜5:1の
範囲の比率が所望の生成物を生成する。5:1より大き
いと、拡酸の利用度が相対的に低くなるため、発泡作用
の減少から一層高い密度の耐火生成物が生成する。もち
ろん、鉱酸溶液の濃度%の変化は上述した比率に適宜の
訓整を必要としよう。硝酔、塩酸及び硫戯のような他の
種鉱酸もまた使用されうる。
本発明は、米国特許第4.34t561号に開示された
方法に全般にならって実施されうる。上記特許において
は、乾燥成分が先ず混合され、その羨水が添加されそし
て生成するスラリかパッシブ(受動型)ミキサ内で醐、
代表的に75%リン酸と混合される。混合物はミキサか
ら然るべき場所に迅やかに放出されそして発泡及び硬化
せしめられる。上記特許においては、乾燥成分が予舶包
装されそし′C後現場で水と混合されそして袋酸と混合
されるが、本発明は好ましくは、鉱Oと現場で混合に供
しうる予備包装安定化スラリ(乾燥混合物ではなく)を
提供しうる。
上記特許に開示されるものより短いパッシブミキサが使
用されよう。これは、本発明の発泡材料がどちらかとい
うと漁連に発泡しそして硬化するからである。本発明は
、セメントバインダーを使用しない。セメントバインダ
ーは、本発明のような弾性と可撓性を欠く剛性の耐火材
を生成する。
混合物の発泡が完了した後、別個のそして追加的な硬化
段階は必要とされず、現場での大気養生さえすればよい
。最終耐火生成物は、良好な耐酸性、良好な弾性、良好
な30強度、低熱伝導率、防炎性、高い連続加熱限界及
び発泡の程度に依存しての16 lb/ft3以上の密
度により特徴づけられる。
壁、天井或いは床におけるケーブル装通部シール用途に
おいて、仮枠型がフォーム材料をそれが硬化するまで保
持するのに使用されうる。ケーブルやパイプがまだ置か
れていない盲穴の場合、合板のような適当な材料がフォ
ーム材に対する型を形成するのに使用されうる。その後
、穴が耐火生成物を貫いて穿孔されそしてケーブル、パ
イプ等の後の施工の為に封栓される。穴が既にケーブル
或いはパイプを保有しているようなまた別の場合には、
シールの外周部を生成する為の適宜の切除部及び彎曲部
を備える2部片構造物が組立てられうる。例えば、発泡
性混合物の導入の為型枠の例えば上面に小さな孔が形成
される。
本混合物は型への流送に対する好適性に加えて、金属、
コンクリート或いは木製壁土に@霧されうる。本混合物
は壁面に対する高い密着性を示す。
この特性は、その優れた防火特性と組合せて、建造物に
対する防火用噴霧コーティングとして本発明を好適なら
しめる。
本発明の範囲内で多くの改変を為しうろことを銘記され
たい。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)重量で表わして、0〜35%鉱物繊維、0〜50%
    エラストマーコンパウンド、0〜0.3%沈殿防止剤、
    0〜20%鉱酸と反応して気体を放出する物質、及び液
    体溶剤から実質成る第1成分と、鉱酸から実質成る第2
    成分とから成りそして第1成分対第2成分の比率が2:
    1〜5:1の範囲にある混合物から生成されるフォーム
    耐火物。 2)鉱物繊維がウオラストナイトである特許請求の範囲
    第1項記載のフォーム耐火物。 3)エラストマーコンパウンドがラテックスである特許
    請求の範囲第1項記載のフォーム耐火物。 4)沈殿防止剤がメチルセルロースである特許請求の範
    囲第1項記載のフォーム耐火物。 5)鉱酸と反応して気体を放出する物質が火災或いは熱
    を受けた時潜在性バインダーとしても作用する特許請求
    の範囲第1項記載のフォーム耐火物。 6)鉱酸と反応して気体を放出する物質がケイ酸ナトリ
    ウムである特許請求の範囲第5項記載のフォーム耐火物
    。 7)液体溶剤が水である特許請求の範囲第1項記載のフ
    ォーム耐火物。 8)鉱酸がリン酸である特許請求の範囲第1項記載のフ
    ォーム耐火物。 9)重量で表わして、35%鉱物繊維、約9%エラスト
    マーコンパウンド、約0.3%沈殿防止剤、約2.3%
    鉱酸と反応して気体を放出する物質、及び約53%水か
    ら実質成る第1成分と、鉱酸から実質成る第2成分とか
    ら成りそして第1成分対第2成分の比率が約3:1の範
    囲にある混合物から生成される特許請求の範囲第1項記
    載のフォーム耐火物。 10)鉱物繊維がウオラストナイトである特許請求の範
    囲第9項記載のフォーム耐火物。 11)エラストマーコンパウンドがラテックスである特
    許請求の範囲第9項記載のフォーム耐火物。 12)沈殿防止剤がメチルセルロースである特許請求の
    範囲第9項記載のフォーム耐火物。 13)鉱酸と反応して気体を放出する物質が火災或いは
    熱を受けた時潜在性バインダーとしても作用する特許請
    求の範囲第9項記載のフォーム耐火物。 14)鉱酸と反応して気体を放出する物質がケイ酸ナト
    リウムである特許請求の範囲第13項記載のフォーム耐
    火物。 15)液体溶剤が水である特許請求の範囲第9項記載の
    フォーム耐火物。 16)鉱酸がリン酸である特許請求の範囲第9項記載の
    フォーム耐火物。 17)鉱酸が硝酸である特許請求の範囲第9項記載のフ
    ォーム耐火物。 18)鉱酸が塩化水素酸である特許請求の範囲第9項記
    載のフォーム耐火物。 19)鉱酸が硫酸である特許請求の範囲第9項記載のフ
    ォーム耐火物。
JP18354086A 1985-08-07 1986-08-06 弾性無機質フオ−ム Pending JPS6236084A (ja)

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US76375085A 1985-08-07 1985-08-07
US763750 1985-08-07

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JP (1) JPS6236084A (ja)
CN (1) CN86104176A (ja)
AU (1) AU5941786A (ja)
BR (1) BR8603295A (ja)

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CN86104176A (zh) 1987-02-04
EP0211575A3 (en) 1988-04-20
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