JPH09176404A - 耐火性樹脂組成物 - Google Patents

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
現する耐火性樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 酢酸ビニルの含有量が１０〜５０重量％
であるエチレン−酢酸ビニル共重合体に、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、前記ポリエチレン系樹
脂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、９：１〜１：９である耐火
性樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐火性樹脂組成物
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６−５５４７６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
を用いて難燃性樹脂組成物を構成す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２６０℃以上に上昇してし
まう等の問題点があった。

【０００５】

【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
耐火性樹脂組成物を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、耐火性
樹脂組成物を構成するにあたって、酢酸ビニルの含有量
が１０〜５０重量％であるエチレン−酢酸ビニル共重合
体に、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、
前記エチレン−酢酸ビニル共重合体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、９：１〜１：９であるものとするところに存す
る。以下に本発明を詳述する。

【０００７】本発明の耐火性樹脂組成物は、エチレン−
酢酸ビニル共重合体に、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。上記エ
チレン−酢酸ビニル共重合体は、従来公知の方法によっ
て得られるものを用いることができる。上記エチレン−
酢酸ビニル共重合体としては、共重合体中に含まれる酢
酸ビニルの量が、１０〜５０重量％であるものに限定さ
れる。１０重量％未満であると、成形したときに脆くな
りすぎ、５０重量％を超えると、加熱成形時に遊離酢酸
が発生してくる。

【０００８】本発明の耐火性樹脂組成物には、上記エチ
レン−酢酸ビニル共重合体のほか、樹脂成分として、他
の樹脂を添加することができる。上記他の樹脂として
は、例えば、他のポリオレフィン系樹脂が好ましく、な
かでもポリエチレン系樹脂が好ましい。上記ポリエチレ
ン系樹脂としては、例えば、エチレン単独重合体、エチ
レンを主成分とする共重合体、これらの混合物、エチレ
ン−エチレンアクリレート共重合体等が挙げられる。上
記エチレンを主成分とする共重合体としては、例えば、
エチレン部を主成分とするエチレン−αオレフィン共重
合体等が挙げられ、上記αオレフィンとしては、例え
ば、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オ
クテン、１−ブテン、１−ペンテン等が挙げられる。

【０００９】本発明で用いられるエチレン−酢酸ビニル
共重合体には、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。本発明の耐火性樹
脂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。

【００１０】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。

【００１１】

【化１】

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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が、市販のポリリン酸
アンモニウムとしては、例えば、ヘキスト社製「ＡＰ４
６２」、住友化学工業社製「スミセーフＰ」が挙げられ
る。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。この中
和処理した熱膨張性黒鉛の具体例としては、例えば、Ｃ
Ａ−６０Ｓ（日本化成社製）等が挙げられる。

【００１８】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。

【００１９】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。なかでも、加熱時に脱水し、吸熱効果のある水
酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニ
ウム等の含水無機物を用いるのが好ましい。

【００２０】本発明においては、上記エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体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が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。

【００２１】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、中
和処理された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＝９：１〜１：９である。好まし
くは５：１〜１：５、より好ましくは３：１〜１：３で
ある。

【００２２】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。

【００２３】本発明の耐火性樹脂組成物は、上記各成分
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混練するこ
とにより得られる。

【００２４】

【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。

【００２５】実施例１ エチレン−酢酸ビニル共重合体（表１中ではＥＶＡ１と
表す）（酢酸ビニル含有量２８％、密度＝０．９５、Ｍ
Ｉ＝６．０）に、中和処理された熱膨張性黒鉛（ＣＡ−
６０Ｓ、日本化成社製）、ポリリン酸アンモニウム（ス
ミセーフＰ、住友化学社製）、ｔ−ブチルホスホン酸
（和光純薬社製）、水酸化アルミニウム（Ｂ７０３Ｓ、
日本軽金属社製）、水酸化マグネシウム（キスマ５Ｂ、
協和化学社製）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、樹脂組成物を得た。得ら
れた樹脂組成物を１４０℃でプレスし、耐火性評価に用
いる試験片を作製した。

【００２６】耐火性の評価は、コーンカロリーメータ
（ＣＯＮＥ２Ａ、アトラス社製）を用いて、照射熱量３
５ｋＷ／ｍ² （水平方向）で行った。評価方法は試験片
（長さ１００ｍｍ、幅１００ｍｍ、厚さ３．０ｍｍ）に
上記熱量を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に示した。

【００２７】実施例２、３、比較例１〜３ 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、樹脂組成物を得た。得られた樹
脂組成物を実施例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。

【００２８】表１中、ＥＶＡ２は、酢酸ビニル含有量１
９％、密度＝０．９２、ＭＩ＝２．５のエチレン−酢酸
ビニル共重合体を表し、ＥＶＡ３は、酢酸ビニル含有量
６％、密度＝０．９２、ＭＩ＝８．５のエチレン−酢酸
ビニル共重合体を表し、ＬＤＰＥは、密度＝０．９２、
ＭＩ＝７．０の低密度ポリエチレンを表す。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【発明の効果】本発明により得られる耐火性樹脂組成物
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、耐火建築
用部材として幅広い用途に提供できるものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酢酸ビニルの含有量が１０〜５０重量％
   であるエチレン−酢酸ビニル共重合体に、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、前記エチレン−酢酸ビ
   ニル共重合体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、９：１〜１：９
   であることを特徴とする耐火性樹脂組成物。