JPH0474376B2

JPH0474376B2 -

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Publication number: JPH0474376B2
Application number: JP18533585A
Authority: JP
Priority date: 1985-08-23
Filing date: 1985-08-23
Publication date: 1992-11-26
Also published as: JPS6245636A

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］この発明は、パネル等の建築用基材等として有
用な高難燃性の耐火フエノール樹脂発泡体に関す
る。［従来の技術］フエノール樹脂発泡体は、軽量であつて優れた
断熱性や防音性を有するほか、耐火性、耐溶剤
性、耐低温性、寸法安定性等に優れた性能を有
し、省エネルギーや経済性の観点からパネル等の
各種の建築用材料として注目されている。しかし
ながら、このフエノール樹脂発泡体をこのような
各種の建築用基材として使用する場合には難燃性
において不足し、このため従来においては、水酸
化アルミニウム、硼酸、リン含有化合物等の難燃
性を配合してその難燃性を改善するこのが提案さ
れている（特開昭59−24730号及び特開昭59−
100144号公報）。［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、これら従来のフエノール樹脂発
泡体は、燃焼時に強く加熱されると収縮や爆裂が
起り、パネル等の場合にはその裏面まで達する大
きな亀裂が発生してこの亀裂から火災が裏面に貫
通したり、また、著しい変形や反りが発生して例
えばパネルとパネルとの間を埋める目地部が開い
て火災が裏面に貫通するという事態が起り得ると
いう問題があつた。このため、軽量で断熱性及び防音性に優れた性
能を生かし、このフエノール樹脂発泡体を各種の
建築用基材として充分に活用するには、単に難燃
剤を添加してその難燃性能を向上させるというの
だけでは足りず、上述したような燃焼時の収縮や
爆列による変形や亀裂の少ない難燃性フエノール
樹脂発泡体の開発が要請されている。そこで、本発明者は、かかる観点に鑑みて鋭意
研究を重ねた結果、燃焼時に収縮や爆裂を起して
変形や亀裂が発生する主な原因が製品のフエノー
ル樹脂発泡体中に存在する独立気泡にあることを
突止め、発泡体中の独立気泡の存在率、すなわち
独立気泡率を10％以下に調整することにより燃焼
時の収縮や爆裂による変形や亀裂を大幅に改善し
得ることを見出した。そして、所定のフエノール
樹脂に、硬化剤として20〜50重量％硫酸を、難燃
剤として無水硼酸を、また、発泡剤及び整泡剤を
それぞれ所定の割合いで配合することにより、難
燃性や断熱性を始めとするフエノール樹脂発泡体
の種々の特性を損なうことなく、独立気泡率を10
％以下に調整し得ることを見出して本発明に到達
した。［問題点を解決するための手段］すなわち、本発明は、粘度4500〜7000cps／25
℃のフエノール樹脂100重量部に、硬化剤として
20〜50重量％硫酸４〜７重量部（純硫酸量に換算
して）と、難燃性として無水硼酸３〜７重量部
と、発泡剤５〜15重量部と、整泡剤１〜５重量部
とを配合し発泡硬化させて得られた独立気泡率10
％以下の難燃性フエノール樹脂発泡体である。本発明において、フエノール樹脂としては粘度
4500〜7000cps／25℃、好ましくは5000〜
6500cps／25℃のレゾール型フエノール樹脂が使
用される。粘度が4500cps／25℃より小さいと燃
焼時に成形された発泡体に変形が生じ易く、ま
た、アフターグローにより自己消火に時間がかか
る等難燃性向上に対する効果が低下する。また、
7000cps／25℃より大きくなると混合時の効率が
悪くなるほか、流れも悪くなつて成形性が低下す
る。また、本発明で使用する硬化剤は、20〜50重量
％硫酸、好ましくは30〜45重量％硫酸である。硫
酸濃度が50重量％より大きいと発泡硬化時の反応
が急激になるほか、流れ性が悪くなり、また、20
重量％より小さくなると発泡硬化時の反応性が悪
化する。この硫酸の使用量は、フエノール樹脂
100重量部に対し純硫酸量に換算して４〜７重量
部、好ましくは５〜６重量部である。硫酸使用量
が多すぎると発泡硬化反応があ早くなり過ぎるだ
けでなく、製造された発泡体の酸性度が高くなり
耐腐蝕性が低下し、また、少なすぎると硬化反応
が不十分になつて発泡体の強度が不足したり、難
燃性が低下するという問題が生じる。なお、硫酸
濃度を下げて多量に使用することは、添加される
水分の量が多くなりすぎて良好な発泡体を得るこ
とができない。さらに、本発明では難燃剤として無水硼酸を使
用する。使用する無水硼酸の粒度は通常60〜150
メツシユ、好ましくは80〜120メツシユである。
また、この無水硼酸の使用量は、フエノール樹脂
100重量部に対して、３〜７重量部、好ましくは
４〜６重量部である。３重量部より少ないと難燃
効果が少なく、また、７重量部より多いと発泡硬
化反応時の反応が早くなつて扱い難くなる。な
お、難燃剤としてこの無水硼酸を使用した場合
は、他の難燃剤を使用した場合に比べて燃焼時の
発煙が少なく、優れた難燃性能を示す。また、発泡剤としてば、ｎ−パラフイン、アル
コール、エーテル、塩化弗化炭化水素類等が使用
できるが、好ましくはデユポン社商品名でフレオ
ンＲ−11、フレオンＲ−113等と称されている塩
化弗化炭化水素類が好ましい。この発泡剤の使用
量は、使用する発泡剤の種類によつても異なる
が、フエノール樹脂100重量部に対して５〜15重
量部の範囲であり、硬化した発泡対の密度が35〜
55Kg／m³になるように調整するのが好ましい。こ
の密度が35Kg／m³より低いと発泡体の強度が著し
く低下し、かつ、難燃性も低下するという問題が
生じ、また、55Kg／m³より高くなると軽量性の点
で劣るという問題が生じる。上記発泡剤と共に使用する整泡剤としては、例
えばポリオキシエチレン系非イオン性界面活性剤
やシリコーン系界面活性剤等を挙げることがで
き、具体的にはポリオキシエチレンソルビタンモ
ノステアレート（花王アトラス社製商品名：
TWEEN60）や日本ユニカー社製Ｌ−5420（シリ
コン系）、東レシリコーン社製SH−193（シリコン
系）等がある。この整泡剤の使用量は、使用する
整泡剤の種類によつても異なるが、フエノール樹
脂100重量部に対して１〜５重量部、好ましくは
1.5〜3.0重量部の範囲である。この整泡剤の使用
量が１重量部より少ないと整泡効果が不足し、発
泡が不十分になるという問題があり、また、５重
量部より多いと難燃性に悪影響を与えるという問
題が生じる。上記各配合成分を使用して難燃性フエノール樹
脂発泡体を製造する際の成形方法としては、特に
制限されるものではなく、従来公知の方法を採用
することができる。［作用］本発明方法では、フエノール樹脂発泡体の独立
気泡率を10％以下に調整しているので、燃焼時に
強く加熱されても大幅な収縮や爆裂が発生せず、
フエノール樹脂発泡体の変形や亀裂を効果的に防
止することができるものと思われる。［実施例］以下、実施例及び実施例に基いて本発明を具体
的に説明する。実験例１硬化剤の種類の選定レゾール型フエノール樹脂（不揮発分約80重量
％、粘度5200cps／25℃、界面活性剤としてトー
レシリコン社製商品名：SH−193を３重量％を含
有）100重量部に対して、各種の硬化剤、すなわ
ち35重量％硫酸15重量部、65重量％フエノールス
ルホン酸８重量部、68重量％ｐ−トルエンスルホ
ン酸22重量部、45重量％ｐ−トルエンスルホン酸
と25重量％リン酸の混合物15〜20重量部又は70重
量％変性フエノールスルホン酸重量部を配合し、
また、発泡剤として塩化弗化炭化水素（デユポン
社製商品名：フレオンＲ−113）を５〜15重量部
の範囲で配合し、オートミキサーを使用して約20
℃で混合し、予め約60℃に予熱しておいた20cm×
20cm×10cmのアルミニウム製型枠内に注入し、発
泡終了後、雰囲気温度80℃の炉に装入して約30分
間硬化させ、次いで型枠から取出して発泡体の中
心部を15cm×15cm×２cmの大きさに切出し、さら
に80℃で30分間養生して試験片とした。得られた各試験片を加熱面約15cmφで600Wの
電熱ヒーターで約１分間加熱し、試験片の挙動を
観察した。結果は、硬化剤の種類として硫酸が、発煙量及
び亀裂発生程度共に少なく、難燃性能に優れてい
ることが判明した。実験例２硫酸最適濃度範囲の検討実験例１で硫酸が硬化剤としても最も優れてい
ることが判明したので、この硫酸の最適濃度範囲
を検討した。硫酸濃度を20重量％から60重量％ま
で５重量％づつ変化させ、実験例１と同等にして
試験片を調製し、各試験片について実験例１の場
合と同様の加熱試験を行つた。この加熱試験の結
果、硫酸濃度20〜50重量％の範囲で使用が可能で
あり、30〜45重量％の範囲が最適であることが判
明した。50重量％を越えると発泡硬化反応が早す
ぎて扱い難くなると共に、硬化時に亀裂が発生
し、また、20重量％より少ないと発泡体の含水量
が多くなつて良好な発泡体を成形することが難し
くなる。実験例３難燃剤の種類の検討実験例１で使用したフエノール樹脂100重量部
に対し、難燃剤として100メツシユ無水硼酸10重
量部又ば5.6重量部、100メツシユ硼酸10重量部、
平均粒径4μの水酸化アルミニウム10重量部、ポ
リリン酸アンモニウム10重量部あるいは100メツ
シユ三酸化アンチモン10重量部を配合し、実施例
１と同様にして試験片を調製し、各試験片につい
て実験例１の場合と同様の加熱試験を行つた。こ
の加熱試験の結果、100メツシユ無水硼酸10重量
部では発泡硬化反応が早すぎて取扱いが困難であ
り、また、無水硼酸以外の難燃剤では爆裂があつ
て亀裂や変形が生じ、また、発煙が生じる等の問
題があり、100メツシユ無水硼酸5.6重量部がこれ
らの問題もなく最も良好であつた。実験例４独立気泡率と難燃性の関係実験例１で使用したと同様なフエノール樹脂
100重量部に対し、硬化剤として20重量％硫酸
26.3重量部、難燃剤として100メツシユ無水硼酸
4.5重量部を使用し、また、第１表に示す整泡剤
を第１表に示す割合で配合し（Ａ：フエノール樹
脂中にプレミツクスされていて具体的な界面活性
剤の名称は不明、Ｂ：花王アトラス社製商品名：
TWEEN60、Ｃ：東レシリコン社製商品名：SH
−193、Ｄ：信越シリコン社製商品名：Ｆ−258、
Ｅ：日本ユニカー社製商品名：Ｌ−5340、Ｆ：日
本ユニカー社製商品名：Ｌ−5420）、実験例１と
同様にして試験片を調製し、各試験片について実
施例１の場合と同様の加熱試験とベツクマン社空
気比較式比重計１−１／２−１気圧法（ASTM
D2856−70）による独立気泡率の測定とを行つ
た。結果を第１表に示す。

【表】実施例５フエノール樹脂粘度範囲の検討粘度1200〜6800cps／25℃の範囲にある11種の
レゾール型フエノール樹脂100重量部に対し、硬
化剤として20重量％硫酸26.3重量部、難燃剤とし
て100メツシユ無水硼酸4.5重量部及び整泡剤とし
てB3重量部を配合し、実験例１と同様にして試
験片を調製し、各試験片について実験例１の場合
と同様の加熱試験とを行つた。粘度4200cps／25℃までのフエノール樹脂を使
用した場合は変形や反りが認められ、また、加熱
源から放した後にアフターグローがある等の問題
があつた。これに対し、粘度4500cps／25℃以上
のフエノール樹脂を使用した場合は上記の如き問
題が全く無いか、あるいは、あつても僅かであ
り、良好な難燃性能を示した。実施例粘度5200cps／25℃のレゾート型フエノール樹
脂（135℃、1hrでの不揮発分81重量％）100重量
部に対し、硬化剤として20重量％硫酸26.3重量部
（純硫酸量に換算して5.25重量部）、難燃剤として
100メツシユ無水硼酸4.5重量部、発泡剤として塩
化弗化炭化水素（デユポン社製商品名：フレオン
Ｒ−113）を８重量部及び整泡剤としてB3重量部
を配合し、オートミキサーを使用して約20℃で混
合し、予め約60℃に予熱しておいた20cm×20cm×
10cmのアルミニウム製型枠内に注入し、発泡終了
後、雰囲気温度80℃の炉に装入して約30分間硬化
させ、次いで型枠から取出して発泡体の中心部を
15cm×15cm×２cmの大きさに切出し、さらに80℃
で３分間養生して試験片とした。この試験片につ
いて、ベツクマン社空気比較式比重計１−１／２
−１気圧法（ASTM D2856−70）による独立気
泡率と密度の測定を行うと共に、JIS A1321法に
よる難燃性試験を行い、また、圧縮強度（JIS
A9514）及び断熱性（熱伝導率、JIS A9514）を
調べた。結果を第２表に示す。

【表】［発明の効果］本発明によれば、所定のフエノール樹脂に、硬
化剤として20〜50重量％硫酸を、難燃剤として無
水硼酸を、また、発泡剤及び整泡剤をそれぞれ所
定の割合いで配合することにより、難燃性を始め
とするフエノール樹脂発泡体の種々の特性を損う
ことなく、独立気泡率を10％以下に調整すること
ができ、これによつて、難燃剤の添加によつて付
与された優れた難燃性やフエノール樹脂発泡体が
有する軽量、高断熱性、高防音性、その他の優れ
た物性を損なうことなく、フエノール樹脂発泡体
の独立気泡率を10％以下に調整し燃焼時の収縮や
爆裂による変形や亀裂を大幅に改善することがで
きる。

Claims

【特許請求の範囲】１粘度4500〜7000cps／25℃のフエノール樹脂
100重量部に、硬化剤として20〜50重量％硫酸４
〜７重量部（純硫酸量に換算して）と、難燃剤と
して無水硼酸３〜７重量部と、発泡剤５〜15重量
部と、整泡剤１〜５重量部とを配合し発泡硬化さ
せて得られた独立気泡率10％以下の難燃性フエノ
ール樹脂発泡体。２フエノール樹脂がレゾール型フエノール樹脂
である特許請求の範囲第１項記載の難燃性フエノ
ール樹脂発泡体。３発泡体が塩化弗化炭化水素類である特許請求
の範囲第１項記載の難燃性フエノール樹脂発泡
体。