JPH11116776A - Fire resistant resin composition - Google Patents
Fire resistant resin compositionInfo
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- JPH11116776A JPH11116776A JP28717297A JP28717297A JPH11116776A JP H11116776 A JPH11116776 A JP H11116776A JP 28717297 A JP28717297 A JP 28717297A JP 28717297 A JP28717297 A JP 28717297A JP H11116776 A JPH11116776 A JP H11116776A
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Abstract
Description
【0001】[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。[0001] The present invention relates to a fire-resistant resin composition.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、建築材料の分野において耐火
性が重要な性能の一つである。近年、建築材料の用途拡
大に伴って、建築材料に樹脂材料が広く用いられてきて
いるが、さらに耐火性能が付与された樹脂材料が求めら
れたいる。2. Description of the Related Art Hitherto, fire resistance has been one of the important properties in the field of building materials. 2. Description of the Related Art In recent years, resin materials have been widely used as building materials along with the expansion of uses of building materials. However, resin materials further provided with fire resistance have been demanded.
【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なく、火炎を材料の裏面に回すこ
とがない性質等も要求されている。樹脂成分や有機成分
は、本質的にそれ自体が燃焼したり、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、
また、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。[0003] As such fire resistance, not only the material itself is not easily burned, but also such a property that the flame is not transferred to the back surface of the material is required. Since the resin component and the organic component inherently have the property of burning or melting themselves, how long does not this state occur,
Another problem is how long the contained inorganic components do not fall off.
【0004】樹脂材料にこのような性質を付与する方法
として、例えば特開平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
とを添加する方法が開示されている。しかしながら、こ
の方法は、難燃性については十分な性能が付与される
が、シート状に成形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、裏面温度が基準値260℃以上に上昇
する等の問題点があった。As a method for imparting such properties to a resin material, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-25476 discloses a method in which red phosphorus or a phosphorus compound and thermally expandable graphite are added to a polyolefin resin. . However, this method provides sufficient performance for flame retardancy, but when formed into a sheet and used as a backing material for walls, etc., only brittle ash remains in the fire and fire test, However, there were problems such as falling off and the back surface temperature rising to a reference value of 260 ° C. or more.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
に鑑み、難燃性を有し、しかも燃焼後の残渣が十分な形
状保持能力を有することにより、優れた耐火性能を発揮
する耐火性樹脂組成物を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, it is an object of the present invention to provide a fire-resistant material which exhibits excellent fire resistance by having flame retardancy and having a sufficient shape retention ability after burning. An object of the present invention is to provide a conductive resin composition.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
発明(以下、本発明1という)である耐火性樹脂組成物
は、エポキシ樹脂、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、それぞれの含有量
が、該エポキシ樹脂100重量部に対して、リン化合物
が50〜150重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛が
15〜40重量部、及び無機充填剤が30〜500重量
部であり、前記リン化合物、中和処理された熱膨張性黒
鉛及び無機充填剤の合計量が200〜600重量部であ
ることを特徴とする。The refractory resin composition according to the first aspect of the present invention (hereinafter referred to as the first aspect of the present invention) comprises an epoxy resin, a phosphorus compound, and a neutralized heat-expandable graphite. And an inorganic filler, each content of which is 50 to 150 parts by weight of a phosphorus compound, and 15 to 40 parts by weight of a neutralized thermally expandable graphite based on 100 parts by weight of the epoxy resin. And the inorganic filler are 30 to 500 parts by weight, and the total amount of the phosphorus compound, the neutralized heat-expandable graphite and the inorganic filler is 200 to 600 parts by weight.
【0007】本発明の請求項2記載の発明(以下、本発
明2という)である耐火性樹脂組成物は、エポキシ樹
脂、リン化合物、分子中に水酸基を有する炭化水素化合
物、及び、無機充填剤を含有する耐火性樹脂組成物であ
って、それぞれの含有量が、該エポキシ樹脂100重量
部に対して、リン化合物が50〜150重量部、分子中
に水酸基を有する炭化水素化合物が10〜150重量
部、及び無機充填剤が30〜500重量部であり、前記
リン化合物、分子中に水酸基を有する炭化水素化合物及
び無機充填剤の合計量が200〜600重量部であるこ
とを特徴とする。The refractory resin composition according to the second aspect of the present invention (hereinafter referred to as the second aspect of the present invention) comprises an epoxy resin, a phosphorus compound, a hydrocarbon compound having a hydroxyl group in a molecule, and an inorganic filler. Is a refractory resin composition, wherein the content of each is 50 to 150 parts by weight of a phosphorus compound and 100 to 150 parts by weight of a hydrocarbon compound having a hydroxyl group in a molecule thereof, based on 100 parts by weight of the epoxy resin. Parts by weight and the inorganic filler are 30 to 500 parts by weight, and the total amount of the phosphorus compound, the hydrocarbon compound having a hydroxyl group in the molecule and the inorganic filler is 200 to 600 parts by weight.
【0008】本発明の請求項3記載の発明(以下、本発
明3という)である耐火性樹脂組成物は、エポキシ樹
脂、リン化合物、並びに、アルカリ金属、アルカリ土類
金属及び周期表IIB族に属する金属のいずれか1種以上
の炭酸塩を含有する耐火性樹脂組成物であって、それぞ
れの含有量が、該エポキシ樹脂100重量部に対して、
リン化合物と炭酸塩の合計量が50〜600重量部であ
り、かつ、リン化合物と炭酸塩との重量比が6:4〜
4:6であることを特徴とする。The refractory resin composition according to the third aspect of the present invention (hereinafter referred to as the third aspect of the present invention) comprises an epoxy resin, a phosphorus compound, an alkali metal, an alkaline earth metal and a group IIB of the periodic table. A refractory resin composition containing any one or more carbonates of a metal belonging to the composition, wherein the content of each is based on 100 parts by weight of the epoxy resin.
The total amount of the phosphorus compound and the carbonate is 50 to 600 parts by weight, and the weight ratio of the phosphorus compound and the carbonate is 6: 4 to
4: 6.
【0009】本発明1の耐火性樹脂組成物(1)は、エ
ポキシ樹脂、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒
鉛、及び、無機充填剤を含有する。The refractory resin composition (1) of the present invention 1 contains an epoxy resin, a phosphorus compound, neutralized heat-expandable graphite, and an inorganic filler.
【0010】上記エポキシ樹脂は、特に限定されない
が、基本的にはエポキシ基をもつモノマーと硬化剤を反
応させることにより得られる。上記エポキシ基をもつモ
ノマーとしては、2官能のグリシジルエーテル型、グリ
シジルエステル型、多官能のグリシジルエーテル型等の
ものが挙げられる。The epoxy resin is not particularly limited, but is basically obtained by reacting a monomer having an epoxy group with a curing agent. Examples of the monomer having an epoxy group include difunctional glycidyl ether type, glycidyl ester type, and polyfunctional glycidyl ether type.
【0011】上記2官能のグリシジルエーテル型のモノ
マーとしては、例えば、ポリエチレングリコール型、ポ
リプロピレングリコール型、ネオペンチルグリコール
型、1、6−ヘキサンジオール型、トリメチロールプロ
パン型、プロピレンオキサイド−ビスフェノールA型、
水添ビスフェノールA型等のモノマーが例示される。The above-mentioned bifunctional glycidyl ether type monomers include, for example, polyethylene glycol type, polypropylene glycol type, neopentyl glycol type, 1,6-hexanediol type, trimethylolpropane type, propylene oxide-bisphenol A type,
Monomers such as hydrogenated bisphenol A type are exemplified.
【0012】上記グリシジルエステル型のモノマーとし
ては、例えば、ヘキサヒドロ無水フタル酸型、テトラヒ
ドロ無水フタル酸型、ダイマー酸型、p−オキシ安息香
酸型等のモノマーが例示される。また、多官能のグリシ
ジルエーテル型のモノマーとしては、例えば、フェノー
ルノボラック型、オルソクレゾールノボラック型、DP
Pノボラック型、ジシクロペンタジエン・フェノール型
等のモノマーが例示される。Examples of the glycidyl ester type monomer include monomers such as hexahydrophthalic anhydride type, tetrahydrophthalic anhydride type, dimer acid type, and p-oxybenzoic acid type. Examples of the polyfunctional glycidyl ether type monomer include phenol novolak type, orthocresol novolak type, DP
Monomers such as P novolak type and dicyclopentadiene / phenol type are exemplified.
【0013】上記エポキシ基をもつモノマーは、単独で
用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。The monomers having an epoxy group may be used alone or in combination of two or more.
【0014】上記硬化剤は、重付加型、触媒型のものが
挙げられる。重付加型の硬化剤としては、例えば、ポリ
アミン、酸無水物、ポリフェノール、ポリメルカプタン
等が例示される。また、上記触媒型の硬化剤としては、
例えば、3級アミン、イミダゾール類、ルイス酸錯体等
が例示される。The curing agent may be a polyaddition type or a catalyst type. Examples of the polyaddition type curing agent include polyamine, acid anhydride, polyphenol, and polymercaptan. Further, as the catalyst type curing agent,
For example, tertiary amines, imidazoles, Lewis acid complexes and the like are exemplified.
【0015】上記エポキシ樹脂の硬化方法は、特に限定
されず、公知の方法によって行うことができる。The method for curing the epoxy resin is not particularly limited, and can be performed by a known method.
【0016】上記エポキシ樹脂には、可撓性が付与され
てもよく、可撓性を付与する方法としては、次の方法が
挙げられる。 架橋点間の分子量を大きくする。 架橋密度を小さくする。 軟質分子構造を導入する。 可塑剤を添加する。 相互侵入網目(IPN)構造を導入する。 ゴム状粒子を分散導入する。 ミクロボイドを導入する。The epoxy resin may be provided with flexibility, and the following methods can be given as a method of providing flexibility. Increase the molecular weight between crosslinking points. Reduce the crosslink density. Introduce a soft molecular structure. Add plasticizer. Introduce an interpenetrating network (IPN) structure. Disperse and introduce rubbery particles. Introduce microvoids.
【0017】は、予め分子鎖の長いエポキシモノマー
及び/又は硬化剤を用いて反応させることにより、架橋
点の間の距離が長くなり可撓性を発現させる方法であ
る。硬化剤として、例えばポリプロピレンジアミン等が
用いられる。 は、官能基の少ないエポキシモノマー及び/又は硬化
剤を用いて反応させることにより、一定領域の架橋密度
を小さくして可撓性を発現させる方法である。硬化剤と
して、例えば2官能アミン、エポキシモノマーとして、
例えば1官能エポキシ等が用いられる。 は、軟質分子構造をとるエポキシモノマー及び/又は
硬化剤を導入して可撓性を発現させる方法である。硬化
剤として、例えば複素環状ジアミン、エポキシモノマー
として、例えばアルキレンジグリコールジグリシジルエ
ーテル等が用いられる。The method is a method in which the distance between the cross-linking points is increased by reacting in advance using an epoxy monomer having a long molecular chain and / or a curing agent, thereby exhibiting flexibility. As the curing agent, for example, polypropylene diamine or the like is used. Is a method of reducing the crosslink density in a certain region and developing flexibility by reacting with an epoxy monomer and / or a curing agent having a small number of functional groups. As a curing agent, for example, as a bifunctional amine or epoxy monomer,
For example, a monofunctional epoxy or the like is used. Is a method of introducing an epoxy monomer having a soft molecular structure and / or a curing agent to develop flexibility. As the curing agent, for example, a heterocyclic diamine, and as the epoxy monomer, for example, an alkylene diglycol diglycidyl ether is used.
【0018】は、可塑剤として非反応性の希釈剤、例
えば、DOP、タール、石油樹脂等を添加する方法であ
る。 は、エポキシ樹脂の架橋構造環に別の軟質構造をもつ
樹脂を導入する相互侵入網目(IPN)構造で可撓性を
発現させる方法である。 は、エポキシ樹脂マトリックスに液状又は粒状のゴム
粒子を配合分散させる方法である。エポキシ樹脂マトリ
ックスとしてポリエステルエーテル等が用いられる。 は、1μm以下のミクロボイドをエポキシ樹脂マトリ
ックスに導入させることにより、可撓性を発現させる方
法である。エポキシ樹脂マトリックスとして、分子量1
000〜5000のポリエーテルが添加される。Is a method in which a non-reactive diluent such as DOP, tar, petroleum resin or the like is added as a plasticizer. Is a method of developing flexibility with an interpenetrating network (IPN) structure in which a resin having another soft structure is introduced into a crosslinked structure ring of an epoxy resin. Is a method of mixing and dispersing liquid or granular rubber particles in an epoxy resin matrix. Polyester ether or the like is used as the epoxy resin matrix. Is a method of developing flexibility by introducing microvoids of 1 μm or less into an epoxy resin matrix. Molecular weight 1 as epoxy resin matrix
000-5000 polyethers are added.
【0019】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。これらのうち、耐火性
の観点から、赤リン、ポリリン酸アンモニウム類、及
び、下記一般式(1)で表される化合物が好ましく、さ
らに、性能、安全性、コスト等の面から、ポリリン酸ア
ンモニウム類がより好ましい。The phosphorus compound is not particularly limited.
For example, red phosphorus; various phosphates such as triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylenyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, xylendiphenyl phosphate; phosphorus such as sodium phosphate, potassium phosphate, and magnesium phosphate Acid metal salts; ammonium polyphosphates; and compounds represented by the following general formula (1). Among these, from the viewpoint of fire resistance, red phosphorus, ammonium polyphosphates, and compounds represented by the following general formula (1) are preferable. Further, from the viewpoints of performance, safety, cost, and the like, ammonium polyphosphate is preferred. Are more preferred.
【0020】[0020]
【化1】 Embedded image
【0021】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。In the formula, R 1 and R 3 are hydrogen, C 1 -C 1
6 represents a linear or branched alkyl group or an aryl group having 6 to 16 carbon atoms. R 2 is a hydroxyl group, a linear or branched alkyl group having 1 to 16 carbon atoms, a linear or branched alkoxyl group having 1 to 16 carbon atoms, an aryl group having 6 to 16 carbon atoms, Represents an aryloxy group represented by Formulas 6 to 16.
【0022】上記赤リンは、少量の添加で難燃効果が向
上する。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
もの等が好適に用いられる。The above-mentioned red phosphorus improves the flame-retardant effect when added in a small amount. As the red phosphorus, commercially available red phosphorus can be used, but those obtained by coating the surfaces of red phosphorus particles with a resin are preferably used from the viewpoint of moisture resistance and safety such as not spontaneously igniting during kneading.
【0023】上記ポリリン酸アンモニウム類としては、
特に限定されず、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、
特に難燃性、安全性、コスト等の点からポリリン酸アン
モニウムが好適に用いられる。市販品としては、例え
ば、ヘキスト社製「AP422」、「AP462」;住
友化学社製「スミセーフP」;チッソ社製「テラージュ
C60」等が挙げられる。The above ammonium polyphosphates include
Not particularly limited, for example, ammonium polyphosphate, melamine-modified ammonium polyphosphate and the like,
Particularly, ammonium polyphosphate is preferably used from the viewpoints of flame retardancy, safety, cost and the like. Examples of commercially available products include “AP422” and “AP462” manufactured by Hoechst; “Sumisafe P” manufactured by Sumitomo Chemical; “Terage C60” manufactured by Chisso.
【0024】上記一般式(1)で表される化合物として
は特に限定されず、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。なかでも、t−ブチルホスホン酸
は、高価ではあるが、高難燃性の点において好ましい。The compound represented by the above general formula (1) is not particularly restricted but includes, for example, methylphosphonic acid, dimethyl methylphosphonate, diethyl methylphosphonate, ethylphosphonic acid, propylphosphonic acid, butylphosphonic acid, 2-methylpropyl Phosphonic acid, t-butylphosphonic acid, 2,3-dimethyl-butylphosphonic acid, octylphosphonic acid, phenylphosphonic acid, dioctylphenylphosphonate, dimethylphosphinic acid, methylethylphosphinic acid, methylpropylphosphinic acid, diethylphosphinic acid, dioctyl Examples include phosphinic acid, phenylphosphinic acid, diethylphenylphosphinic acid, diphenylphosphinic acid, and bis (4-methoxyphenyl) phosphinic acid. Among them, t-butylphosphonic acid is expensive, but is preferable in terms of high flame retardancy.
【0025】上記リン化合物は、単独で用いられてもよ
く、2種以上が併用されてもよい。The above phosphorus compounds may be used alone or in combination of two or more.
【0026】上記中和処理された熱膨張性黒鉛とは、従
来公知の物質である熱膨張性黒鉛を中和処理したもので
ある。上記熱膨張性黒鉛は、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することにより生成するグ
ラファイト層間化合物であり、炭素の層状構造を維持し
たままの結晶化合物である。The neutralized heat-expandable graphite is obtained by neutralizing heat-expandable graphite which is a conventionally known substance. The heat-expandable graphite is a natural scale-like graphite, pyrolytic graphite, powder such as quiche graphite,
Produced by treating with inorganic acids such as concentrated sulfuric acid, nitric acid and selenic acid and strong oxidizing agents such as concentrated nitric acid, perchloric acid, perchlorate, permanganate, dichromate, hydrogen peroxide, etc. Is a crystalline intercalation compound that maintains the layered structure of carbon.
【0027】上述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こと
により、上記中和処理された熱膨張性黒鉛が得られる。The heat-expandable graphite obtained by the acid treatment as described above is further neutralized with ammonia, an aliphatic lower amine, an alkali metal compound, an alkaline earth metal compound, etc. Heat-expandable graphite is obtained.
【0028】上記脂肪族低級アミンとしては特に限定さ
れず、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。The aliphatic lower amine is not particularly restricted but includes, for example, monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, propylamine, butylamine and the like.
【0029】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特に限定されず、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。The alkali metal compound and alkaline earth metal compound are not particularly limited, and include, for example, hydroxides, oxides, carbonates, sulfates, organic acid salts of potassium, sodium, calcium, barium, magnesium and the like. Is mentioned.
【0030】上記中和処理された熱膨張性黒鉛の粒度
は、20〜200メッシュが好ましい。粒度が、200
メッシュより小さくなると、黒鉛の膨張度が小さく、所
定の耐火断熱層が得られず、また、20メッシュより大
きくなると、黒鉛の膨張度が大きいという利点はある
が、エポキシ樹脂と混練する際に分散性が悪くなり、物
性の低下が避けられない。The particle size of the neutralized heat-expandable graphite is preferably 20 to 200 mesh. Particle size is 200
If the mesh size is smaller than the mesh, the degree of expansion of the graphite is small, and a predetermined refractory and heat insulating layer cannot be obtained. If the mesh size is larger than 20 mesh, there is an advantage that the degree of expansion of the graphite is large. Deterioration of properties and deterioration of physical properties are inevitable.
【0031】上記中和処理された熱膨張性黒鉛の市販品
としては、例えば、日本化成社製「CA−60S」、東
ソー社製「GREP−EG」等が挙げられる。Commercial products of the neutralized heat-expandable graphite include, for example, "CA-60S" manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd. and "GREP-EG" manufactured by Tosoh Corporation.
【0032】上記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」(商品名)、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。The inorganic filler is not particularly limited.
For example, silica, diatomaceous earth, alumina, zinc oxide, titanium oxide, calcium oxide, magnesium oxide, iron oxide, tin oxide, antimony oxide, ferrites, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, basic magnesium carbonate, carbonate Calcium, magnesium carbonate, zinc carbonate, barium carbonate, dawnite, hydrotalcite, calcium sulfate, barium sulfate, gypsum fiber, calcium silicate, talc, clay, mica, montmorillonite, bentonite, activated clay, sepiolite, imogolite, sericite , Glass fiber, glass beads, silica balun, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, carbon black, graphite, carbon fiber, carbon balun, charcoal powder, various metal powders, potassium titanate, magnesium sulfate "MOS" (trade name), lead zirconate titanate, aluminum borate, molybdenum sulfide, silicon carbide, stainless steel fiber, zinc borate, various magnetic powder, slag fibers, fly ash, and a dewatered sludge.
【0033】一般的に、上記無機充填剤は、骨材的な働
きをすることから、残渣強度の向上や熱容量の増大に寄
与すると考えられる。上記無機充填剤は、単独で用いら
れても、2種以上が併用されてもよい。In general, the above-mentioned inorganic filler acts as an aggregate, and is considered to contribute to an improvement in residue strength and an increase in heat capacity. The inorganic fillers may be used alone or in combination of two or more.
【0034】上記無機充填剤の粒径としては、0.5〜
100μmが好ましく、より好ましくは1〜50μmで
ある。無機充填剤は、添加量が少ないときは、分散性が
性能を大きく左右するため粒径の小さいものが好ましい
が、0.5μm未満では二次凝集が起こり、分散性が悪
くなる。上記無機充填剤の添加量が多いときは、高充填
が進むにつれて、樹脂組成物粘度が高くなり成形性が低
下するが、粒径を大きくすることで樹脂組成物の粘度を
低下させることができる点から、上記範囲のなかでも粒
径の大きいものが好ましい。粒径が100μmを超える
と、成形体の表面性、樹脂組成物の力学的物性が低下す
る。The particle size of the inorganic filler is 0.5 to
It is preferably 100 μm, more preferably 1 to 50 μm. When the amount of the inorganic filler is small, it is preferable that the particle size is small because the dispersibility greatly affects the performance. However, when the amount is less than 0.5 μm, secondary aggregation occurs, and the dispersibility deteriorates. When the addition amount of the inorganic filler is large, as the high filling proceeds, the viscosity of the resin composition increases and the moldability decreases, but the viscosity of the resin composition can be reduced by increasing the particle size. From the viewpoint, those having a large particle diameter are preferable in the above range. If the particle size exceeds 100 μm, the surface properties of the molded article and the mechanical properties of the resin composition will decrease.
【0035】上記無機充填剤の中で、特に水酸化マグネ
シウム、水酸化アルミニウム等の含水無機物は、加熱時
の脱水反応によって生成した水のために吸熱が起こり、
温度上昇が低減されて高い耐熱性が得られる点、及び、
加熱残渣として酸化物が残存し、これが骨材となって働
くことで残渣強度が向上する点で特に好ましい。水酸化
マグネシウムと水酸化アルミニウムは、脱水効果を発揮
する温度領域が異なるため、併用すると脱水効果を発揮
する温度領域が広がり、より効果的な温度上昇抑制効果
が得られることから、併用することが好ましい。Among the above-mentioned inorganic fillers, in particular, hydrated inorganic substances such as magnesium hydroxide and aluminum hydroxide endothermic due to water generated by a dehydration reaction during heating,
The point that the temperature rise is reduced and high heat resistance is obtained, and
Oxide remains as a heating residue, which is particularly preferable in that it functions as an aggregate, thereby improving the strength of the residue. Magnesium hydroxide and aluminum hydroxide have different temperature ranges in which the dehydration effect is exhibited, so when used together, the temperature range in which the dehydration effect is exhibited expands, and a more effective temperature rise suppression effect is obtained. preferable.
【0036】上記含水無機物の粒径は、小さくなると嵩
が大きくなって高充填化が困難となるので、脱水効果を
高めるために高充填するには粒径の大きなものが好まし
い。具体的には、粒径が18μmでは、1.5μmの粒
径に比べて充填限界量が約1.5倍程度向上することが
知られている。さらに、粒径の大きいものと小さいもの
とを組合わせることによって、より高充填化が可能とな
る。When the particle size of the hydrated inorganic material is small, the bulk becomes large and it becomes difficult to achieve high packing. Therefore, in order to enhance the dehydration effect, the particle size is preferably large for high filling. Specifically, it is known that when the particle size is 18 μm, the filling limit is improved about 1.5 times as compared with the particle size of 1.5 μm. Further, by combining a material having a large particle size and a material having a small particle size, higher filling can be achieved.
【0037】上記炭酸カルシウム、炭酸亜鉛等の金属炭
酸塩は、上記リン化合物としてポリリン酸アンモニウム
を使用した場合、ポリリン酸アンモニウムとの反応で膨
張を促進すると考えられる。また、有効な骨材として働
き、燃焼後に形状保持性の高い残渣を形成する。It is considered that when ammonium polyphosphate is used as the phosphorus compound, the metal carbonate such as calcium carbonate and zinc carbonate promotes expansion by reaction with ammonium polyphosphate. In addition, it acts as an effective aggregate and forms a residue having high shape retention after burning.
【0038】上記無機充填剤の市販品では、例えば、水
酸化アルミニウムとして、粒径1μmの「H−42M」
(昭和電工社製)、粒径18μmの「H−31」(昭和
電工社製);炭酸カルシウムとして、粒径1.8μmの
「ホワイトンSB赤」(白石カルシウム社製)、粒径8
μmの「BF300」(白石カルシウム社製)等が挙げ
られる。また、粒径の大きい無機充填剤と粒径の小さい
ものを組み合わせて使用することがより好ましく、組み
合わせることによって、さらに高充填化が可能となる。Commercially available inorganic fillers include, for example, aluminum hydroxide having a particle size of 1 μm, “H-42M”.
“H-31” (manufactured by Showa Denko KK), particle size 18 μm (manufactured by Showa Denko KK); 1.8 μm particle size “whiten SB red” (manufactured by Shiraishi Calcium Co., Ltd.)
μm “BF300” (manufactured by Shiraishi Calcium Co., Ltd.) and the like. It is more preferable to use a combination of an inorganic filler having a large particle diameter and a filler having a small particle diameter, and the combination makes it possible to further increase the packing.
【0039】上記耐火性樹脂組成物(1)において、リ
ン化合物の含有量は、エポキシ樹脂100重量部に対し
て50〜150重量部である。リン化合物の含有量が、
50重量部未満では十分な形状保持性が得られず、15
0重量部を超えると機械的物性の低下が大きく使用に耐
えられなくなる。In the refractory resin composition (1), the content of the phosphorus compound is 50 to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin. The content of the phosphorus compound is
If the amount is less than 50 parts by weight, sufficient shape retention cannot be obtained.
If the amount exceeds 0 parts by weight, the mechanical properties are greatly reduced, and it cannot be used.
【0040】上記耐火性樹脂組成物(1)において、中
和処理された熱膨張性黒鉛の含有量は、エポキシ樹脂1
00重量部に対して15〜40重量部である。中和処理
された熱膨張性黒鉛の含有量が、15重量部未満では十
分な熱膨張性が得られず、40重量部を超えると機械的
物性がの低下が大きく使用に耐えられなくなる。In the refractory resin composition (1), the content of the heat-expandable graphite subjected to the neutralization treatment is as follows:
15 to 40 parts by weight based on 00 parts by weight. If the content of the neutralized heat-expandable graphite is less than 15 parts by weight, sufficient thermal expansion properties cannot be obtained, and if it exceeds 40 parts by weight, the mechanical properties are greatly reduced and it cannot be used.
【0041】上記耐火性樹脂組成物(1)において、無
機充填剤の含有量は、エポキシ樹脂100重量部に対し
て30〜500重量部である。中和処理された無機充填
剤の含有量が、30重量部未満では十分な耐火性能が得
られず、500重量部を超えると機械的物性がの低下が
大きく使用に耐えられなくなる。In the refractory resin composition (1), the content of the inorganic filler is 30 to 500 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin. If the content of the neutralized inorganic filler is less than 30 parts by weight, sufficient fire resistance cannot be obtained, and if it exceeds 500 parts by weight, the mechanical properties are greatly reduced and the material cannot be used.
【0042】上記耐火性樹脂組成物(1)において、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
の合計量は、エポキシ樹脂100重量部に対して200
〜600重量部である。合計量が、200重量部未満で
は加熱後の残渣量が不十分となり、十分な耐火性が得ら
れず、600重量部を超えると機械的物性の低下が大き
く、使用に耐えられなくなる。In the refractory resin composition (1), the total amount of the phosphorus compound, the neutralized heat-expandable graphite and the inorganic filler is 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin.
600600 parts by weight. If the total amount is less than 200 parts by weight, the amount of the residue after heating becomes insufficient and sufficient fire resistance cannot be obtained. If the total amount exceeds 600 parts by weight, the mechanical properties are greatly reduced, and the resin cannot be used.
【0043】上記中和処理された熱膨張性黒鉛とリン化
合物とを組合わせることによって、燃焼時の膨張性黒鉛
の飛散を抑え、形状保持性の向上を図ることができる。
上記耐火性樹脂組成物(1)において、熱膨張性黒鉛が
多すぎると、燃焼時に膨張して黒鉛が飛散して加熱時に
十分な膨張断熱層が得られず、逆にリン化合物が多くな
っても加熱時に十分な膨張断熱層が得られないため、熱
膨張性黒鉛とリン化合物との重量比は、9:1〜1:1
00が好ましい。By combining the neutralized heat-expandable graphite and the phosphorus compound, it is possible to prevent the expansible graphite from scattering at the time of combustion and to improve shape retention.
In the above-mentioned refractory resin composition (1), if the amount of the heat-expandable graphite is too large, it expands at the time of combustion and scatters graphite, so that a sufficient expanded heat-insulating layer cannot be obtained at the time of heating, and conversely, the phosphorus compound increases. Also, since a sufficient expanded heat insulating layer cannot be obtained during heating, the weight ratio of the heat-expandable graphite to the phosphorus compound is 9: 1 to 1: 1.
00 is preferred.
【0044】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とリン化合物との重量
比は、1:3〜1:100が好ましく、より好ましくは
1:5〜1:60、特に好ましくは1:10〜1:40
である。耐火性樹脂組成物(1)自身が難燃性であって
も形状保持性が不十分であると、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、形状保持性が十分
か否かにより、耐火性樹脂組成物(1)の用途形態が大
きく異なる。From the viewpoint of shape retention during combustion, the weight ratio of the neutralized thermally expandable graphite to the phosphorus compound is preferably 1: 3 to 1: 100, more preferably 1: 5. 1 : 1: 60, particularly preferably 1:10 to 1:40
It is. Even if the fire-resistant resin composition (1) itself is flame-retardant, if the shape retention is insufficient, the brittle residue collapses and penetrates the flame, so that the shape retention is sufficient. Therefore, the application form of the fire-resistant resin composition (1) is greatly different.
【0045】上記中和処理された熱膨張性黒鉛とリン化
合物との重量比を、上記した範囲とすることにより、形
状保持性の要請が大きい用途形態に使用することができ
る。By setting the weight ratio of the neutralized heat-expandable graphite to the phosphorus compound in the above-mentioned range, it can be used for applications requiring a great demand for shape retention.
【0046】次に、本発明2の耐火性樹脂組成物(2)
について説明する。耐火性樹脂組成物(2)は、エポキ
シ樹脂、リン化合物、分子中に水酸基を有する炭化水素
化合物、及び、無機充填剤を含有する。Next, the refractory resin composition (2) of the present invention 2
Will be described. The refractory resin composition (2) contains an epoxy resin, a phosphorus compound, a hydrocarbon compound having a hydroxyl group in a molecule, and an inorganic filler.
【0047】上記耐火性樹脂組成物(2)において、エ
ポキシ樹脂、リン化合物及び無機充填剤は、本発明1と
同様の成分が用いられる。In the refractory resin composition (2), the same components as those of the first embodiment are used for the epoxy resin, the phosphorus compound and the inorganic filler.
【0048】上記分子中に水酸基を有する炭化水素化合
物としては、炭素数1〜50のものが好ましい。但し、
デンプンのような重合体に関しては、モノマーユニット
中の炭素数がこの範囲内にあるものをいう。The hydrocarbon compound having a hydroxyl group in the molecule preferably has 1 to 50 carbon atoms. However,
For polymers such as starch, this refers to one in which the number of carbon atoms in the monomer unit is within this range.
【0049】このような炭化水素化合物の中でも、特に
分子中に水酸基を2個以上有する多価アルコールが好ま
しい。多価アルコールとしては、例えば、エチレングリ
コール、ジエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ブチレングリコール、ブタンジオール1,4、ヘキ
サンジオール1,6、モノぺンタエリスリトール、ジぺ
ンタエリスリトール、トリぺンタエリスリトール、ネオ
ぺンタエリスリトール、ソルビトール、イノシトール、
マンニトール、グルコース、フルクトース、デンプン、
セルロース等が挙げられ、これらは単独で用いられても
よく、2種以上が併用されてもよい。Among such hydrocarbon compounds, polyhydric alcohols having two or more hydroxyl groups in the molecule are particularly preferable. Examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, butanediol 1,4, hexanediol 1,6, monopentaerythritol, dipentaerythritol, tripentaerythritol, neopentaerythritol , Sorbitol, inositol,
Mannitol, glucose, fructose, starch,
Cellulose and the like may be mentioned, and these may be used alone or in combination of two or more.
【0050】上記炭化水素化合物としては、〔分子中の
水酸基の数/分子中の炭素の数〕=0.2〜2のものが
好ましく、より好ましくは、ぺンタエリスリトール類、
ソルビトール、マンニトール等に代表される、〔分子中
の水酸基の数/分子中の炭素の数〕=0.7〜1.5の
ものである。中でも、ぺンタエリスリトール類は、水酸
基含有率が高いため炭化促進効果が高く、最も好まし
い。The hydrocarbon compound is preferably [the number of hydroxyl groups in the molecule / the number of carbons in the molecule] = 0.2 to 2, more preferably pentaerythritol,
[The number of hydroxyl groups in the molecule / the number of carbon atoms in the molecule] = 0.7 to 1.5, such as sorbitol and mannitol. Among them, pentaerythritols are most preferable because of their high hydroxyl group content and high carbonization promoting effect.
【0051】上記〔分子中の水酸基の数/分子中の炭素
の数〕が、0.2未満であると、燃焼時には脱水縮合よ
りも炭素鎖の分解が起こり易くなるため、十分な炭化層
を形成することができなくなる。また、〔分子中の水酸
基の数/分子中の炭素の数〕が、2を超えると、炭化層
の形成には差し支えないが、耐水性が格段に低下する。
耐水性が低下すると、例えば、成形時に成形体を水冷す
る際に、上記炭化水素化合物が溶出したり、成形体保管
中の湿度によって炭化水素化合物がブリードアウトする
等の問題点が挙げられる。If the above [the number of hydroxyl groups in the molecule / the number of carbons in the molecule] is less than 0.2, the decomposition of carbon chains is more likely to occur at the time of combustion than the dehydration condensation. It cannot be formed. When [the number of hydroxyl groups in the molecule / the number of carbons in the molecule] exceeds 2, the formation of a carbonized layer is not hindered, but the water resistance is significantly reduced.
When the water resistance decreases, for example, there are problems such as elution of the hydrocarbon compound when the molded body is cooled with water during molding, and bleed out of the hydrocarbon compound due to humidity during storage of the molded body.
【0052】上記耐火性樹脂組成物(2)において、リ
ン化合物の含有量は、耐火性樹脂組成物(1)と同様の
理由により、エポキシ樹脂100重量部に対して50〜
150重量部である。In the refractory resin composition (2), the content of the phosphorus compound is 50 to 50 parts by weight of the epoxy resin for the same reason as in the refractory resin composition (1).
It is 150 parts by weight.
【0053】上記耐火性樹脂組成物(2)において、分
子中に水酸基を有する炭化水素化合物の含有量は、エポ
キシ樹脂100重量部に対して10〜150重量部であ
る。含有量が、10重量部未満では炭化層形成が不十分
で残渣の強度が不足し、150重量部を超えると機械的
物性がの低下が大きく使用に耐えられなくなる。In the refractory resin composition (2), the content of the hydrocarbon compound having a hydroxyl group in the molecule is 10 to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin. If the content is less than 10 parts by weight, the formation of the carbonized layer is insufficient and the strength of the residue is insufficient, and if it exceeds 150 parts by weight, the mechanical properties are greatly reduced and the product cannot be used.
【0054】上記耐火性樹脂組成物(2)において、無
機充填剤の含有量は、エポキシ樹脂100重量部に対し
て30〜500重量部である。含有量が、30重量部未
満では十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くな
る。In the refractory resin composition (2), the content of the inorganic filler is 30 to 500 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin. If the content is less than 30 parts by weight, sufficient fire resistance cannot be obtained, and if it exceeds 500 parts by weight, the mechanical properties are greatly reduced, and it cannot be used.
【0055】また、上記耐火性樹脂組成物(2)におい
て、リン化合物、分子中に水酸基を有する炭化水素化合
物及び無機充填剤の合計量は、エポキシ樹脂100重量
部に対して200〜600重量部である。含有量が、2
00重量部未満では加熱後の残渣量が不十分となり、耐
火断熱層を形成することができず、600重量を超える
と成形体の機械的物性の低下が大きく使用に耐えられな
くなる。In the refractory resin composition (2), the total amount of the phosphorus compound, the hydrocarbon compound having a hydroxyl group in the molecule and the inorganic filler is 200 to 600 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin. It is. Content is 2
If the amount is less than 00 parts by weight, the amount of the residue after heating becomes insufficient and a refractory heat-insulating layer cannot be formed. If the amount exceeds 600 parts by weight, the mechanical properties of the molded article are greatly reduced and the molded article cannot be used.
【0056】次に、本発明3の耐火性樹脂組成物(3)
について説明する。耐火性樹脂組成物(3)は、エポキ
シ樹脂、リン化合物、並びに、アルカリ金属、アルカリ
土類金属及び周期表IIB族に属する金属のいずれか1種
以上の炭酸塩を含有する。必要に応じて、耐火性樹脂組
成物(3)の膨張性を阻害しない範囲で、上記アルカリ
金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩以外の無機充填剤が
充填剤として添加されてもよい。Next, the refractory resin composition (3) of the present invention 3
Will be described. The refractory resin composition (3) contains an epoxy resin, a phosphorus compound, and a carbonate of at least one of an alkali metal, an alkaline earth metal, and a metal belonging to Group IIB of the periodic table. If necessary, an inorganic filler other than the alkali metal or alkaline earth metal carbonate may be added as a filler as long as the expansion of the refractory resin composition (3) is not impaired.
【0057】上記耐火性樹脂組成物(3)において、エ
ポキシ樹脂及びリン化合物は、本発明1と同様の成分が
用いられる。In the refractory resin composition (3), the same components as those of the first embodiment are used as the epoxy resin and the phosphorus compound.
【0058】上記アルカリ金属、アルカリ土類金属及び
周期表IIB族に属する金属の炭酸塩としては、例えば、
炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸亜鉛、炭酸
マグネシウム、炭酸ナトリウム等が挙げられる。Examples of the carbonates of the above alkali metals, alkaline earth metals and metals belonging to Group IIB of the periodic table include:
Examples include calcium carbonate, strontium carbonate, zinc carbonate, magnesium carbonate, sodium carbonate and the like.
【0059】上記耐火性樹脂組成物(3)において、リ
ン化合物とアルカリ金属、アルカリ土類金属、周期表II
B族に属する金属のいずれか1種以上の炭酸塩との合計
量は、エポキシ樹脂100重量部に対して、50〜60
0重量部である。含有量の合計が、50重量部未満では
十分な耐火性能が得られず、600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くなる。In the above refractory resin composition (3), a phosphorus compound and an alkali metal, an alkaline earth metal, a periodic table II
The total amount of any one or more of the metals belonging to Group B and the carbonate is 50 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the epoxy resin.
0 parts by weight. If the total content is less than 50 parts by weight, sufficient fire resistance cannot be obtained, and if it exceeds 600 parts by weight, the mechanical properties are greatly reduced and use cannot be tolerated.
【0060】上記リン化合物と、アルカリ金属、アルカ
リ土類金属及び周期表IIB族に属する金属のいずれか1
種以上の炭酸塩との重量比は、6:4〜4:6が好まし
い。リン化合物の比率が上記範囲を超えて多くなると、
膨張倍率は大きくなるが残渣が脆くなり、炭酸塩の比率
が上記範囲を超えて多くなると、膨張倍率が抑制され
る。The phosphorus compound and any one of alkali metals, alkaline earth metals and metals belonging to Group IIB of the periodic table.
The weight ratio with the carbonate of at least one kind is preferably from 6: 4 to 4: 6. When the ratio of the phosphorus compound increases beyond the above range,
When the expansion ratio is increased, the residue becomes brittle, and when the ratio of carbonate exceeds the above range, the expansion ratio is suppressed.
【0061】上記耐火性樹脂組成物に、その物性を損な
わない範囲で、フェノール系、マミン系、イオウ系等の
酸化防止剤の他、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。The above-mentioned refractory resin composition may be added with a phenol-based, mamine-based, sulfur-based or the like antioxidant, a metal harm inhibitor, an antistatic agent, a stabilizer, as long as the physical properties are not impaired.
Crosslinking agents, lubricants, softeners, pigments and the like may be added.
【0062】上記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、二本ロール等公知の混練装置を用いて溶融混
練することにより得ることができ、得られた樹脂組成物
は、例えば、プレス成形、押出し成形、カレンダー成形
等の従来公知の成形方法により、シート成形体に成形す
ることができる。The refractory resin composition can be obtained by melt-kneading the above-mentioned components using a known kneading apparatus such as a single-screw extruder, a twin-screw extruder, a Banbury mixer, a kneader mixer, or a two-roll machine. The obtained resin composition can be formed into a sheet molding by a conventionally known molding method such as press molding, extrusion molding, and calendar molding.
【0063】[0063]
【作用】本発明1の耐火性樹脂組成物(1)は、エポキ
シ樹脂、リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛、及
び無機充填剤の各成分が、それぞれの性能を発揮するこ
とにより、耐火性能を発揮する。具体的には、加熱時に
熱膨張性黒鉛が膨張性断熱層を形成して熱の伝達を阻止
する。その際、エポキシ樹脂を用いているため樹脂分も
チャー(炭化)層を形成し、膨張性断熱層として寄与す
る。また、無機充填剤は、その際に熱容量を増大させ、
リン化合物は、膨張性断熱層及び充填剤の形状保持能力
を発現する。The refractory resin composition (1) of the present invention is characterized in that the epoxy resin, the phosphorus compound, the neutralized heat-expandable graphite, and the inorganic filler exhibit their respective properties. Demonstrate fire resistance performance. Specifically, when heated, the heat-expandable graphite forms an expandable heat-insulating layer to prevent the transfer of heat. At this time, since the epoxy resin is used, the resin component also forms a char (carbonized) layer and contributes as an expandable heat insulating layer. In addition, the inorganic filler increases the heat capacity at that time,
The phosphorus compound expresses the shape-retaining ability of the expandable heat insulating layer and the filler.
【0064】本発明2の耐火性樹脂組成物(2)は、エ
ポキシ樹脂、リン化合物、分子中に水酸基を有する炭化
水素化合物、及び無機充填剤の各成分が、それぞれの性
能を発揮することにより、耐火性能を発揮する。具体的
には、必ずしも明らかではないが、加熱によりリン化合
物は脱水を促し、発泡すると共に炭化触媒としても作用
する。即ち、分子中に水酸基を有する炭化水素化合物
は、リン化合物の触媒作用を受けて炭化層を形成し、形
状保持性の優れた断熱層を形成する。その際、エポキシ
樹脂を用いているため樹脂分もチャー(炭化)層を形成
し、膨張性断熱層として寄与する。また、無機充填剤
は、その際に熱容量を増大させるものと考えられる。The fire-resistant resin composition (2) of the present invention 2 is characterized in that the epoxy resin, the phosphorus compound, the hydrocarbon compound having a hydroxyl group in the molecule, and the inorganic filler exhibit their respective properties. Demonstrate fire resistance performance. Specifically, although not always clear, the phosphorus compound promotes dehydration by heating, foams and acts as a carbonization catalyst. That is, the hydrocarbon compound having a hydroxyl group in the molecule forms a carbonized layer by the catalytic action of the phosphorus compound and forms a heat insulating layer having excellent shape retention. At this time, since the epoxy resin is used, the resin component also forms a char (carbonized) layer and contributes as an expandable heat insulating layer. In addition, the inorganic filler is considered to increase the heat capacity at that time.
【0065】本発明3の耐火性樹脂組成物(3)は、エ
ポキシ樹脂、リン化合物、並びに、アルカリ金属、アル
カリ土類金属及び周期表IIB族に属する金属のいずれか
1種以上の炭酸塩を含有し、リン化合物と熱膨張性黒鉛
とを混合することにより、加熱時に生成するポリメタリ
ン酸(強酸)と炭酸塩(塩基性)とが化学反応し、脱炭
酸あるいは脱アンモニア等の脱気体現象が促進されると
考えられる。また、リン化合物と炭酸塩との2成分で発
泡膨張し、かつエポキシ樹脂を使用することによって、
非常に強固な燃焼残渣が得られる。The refractory resin composition (3) of the present invention comprises an epoxy resin, a phosphorus compound, and a carbonate of at least one of an alkali metal, an alkaline earth metal and a metal belonging to Group IIB of the periodic table. By mixing the phosphorus compound and the heat-expandable graphite, the polymetaphosphoric acid (strong acid) generated during heating and the carbonate (basic) chemically react, and degassing phenomena such as decarboxylation or deammonification occur. It is expected to be promoted. In addition, by foaming and expanding with two components of a phosphorus compound and a carbonate, and by using an epoxy resin,
A very strong combustion residue is obtained.
【0066】[0066]
【発明の実施の形態】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のみに限定
されるものではない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0067】(実施例1〜3、比較例1〜3)表1に示
した配合量の、ビスフェノールF型エポキシモノマー
(油化シェル社製「E807」)又はウレタン変性ビス
フェノールA型エポキシモノマー(油化シェル社製「E
292」)、ジアミン系硬化剤(油化シェル社製「EK
FL052」)、中和処理された熱膨張性黒鉛(東ソー
社製「GREP−EG」)、ポリリン酸アンモニウム
(ヘキスト社製「AP−422」)、t−ブチルホスホ
ン酸(和光純薬社製)、水酸化アルミニウム(昭和電工
社製「H−31」)、及び、炭酸カルシウム〔備北粉化
社製「ホワイトンBF−300」)を混練ロールで混練
して、耐火性樹脂組成物を得た。得られた耐火性樹脂組
成物を、150℃で15分間プレス成形して硬化させ、
評価用板状試料を得た。Examples 1-3, Comparative Examples 1-3 Bisphenol F type epoxy monomers ("E807" manufactured by Yuka Shell Co., Ltd.) or urethane-modified bisphenol A type epoxy monomers (oil Shell E
292 ”), diamine-based curing agent (“ EK
FL052 ”), neutralized heat-expandable graphite (“ GREP-EG ”manufactured by Tosoh Corporation), ammonium polyphosphate (“ AP-422 ”manufactured by Hoechst), t-butylphosphonic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) , Aluminum hydroxide ("H-31", manufactured by Showa Denko KK) and calcium carbonate ("Whiteton BF-300", manufactured by Bihoku Powder Chemical Co., Ltd.) using a kneading roll to obtain a fire-resistant resin composition. . The obtained refractory resin composition is cured by press molding at 150 ° C. for 15 minutes,
A plate sample for evaluation was obtained.
【0068】上記で得られた評価用板状試につき、下記
の性能評価を行い、その結果を表1に示した。 (1)耐火性 上記板状試料を100mm×100mm×3mm厚に切
断して試験片を作製した。この試験片を水平に設置した
状態でコーンカロリーメーター(ATLAS社製「CO
NE2A」)を用いて、35kW/cm2 の照射熱量を
30分間与えて燃焼させた後、試験片の裏面(照射側と
反対側)の温度を測定し、260℃以下を○、260℃
を越えるものを×と、判定した。The following evaluations were performed on the plate samples for evaluation obtained above, and the results are shown in Table 1. (1) Fire resistance The above plate-shaped sample was cut into a thickness of 100 mm x 100 mm x 3 mm to prepare a test piece. With the test piece placed horizontally, a corn calorimeter (“ATLAS CO.
NE2A "), the sample was burned by applying an irradiation heat of 35 kW / cm 2 for 30 minutes, and then the temperature of the back surface (the side opposite to the irradiation side) of the test piece was measured.
Those exceeding were judged as ×.
【0069】(2)形状保持性 上記耐火性評価後の試験片(残渣)に、50mm×50
mm×1mm厚の金属板を載せ、この金属板上にさらに
10g、50gの分銅を別々に載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)が生じなかったものを◎、50gでは崩れが生じ
たが10gでは崩れが生じなかったものを○、10gで
崩れが生じたものを×と、判定した。(2) Shape Retention The test piece (residue) after the above-mentioned fire resistance evaluation was subjected to 50 mm × 50
A metal plate having a size of 1 mm × 1 mm was placed, and weights of 10 g and 50 g were separately placed on the metal plate, and the state of the residue was observed. In each of 10 g and 50 g, ◎ indicates that the residue did not collapse (indentation, cracks, etc.) in the residue, ○ indicates that the collapse occurred in 50 g but did not occur in 10 g, and x indicates that the collapse occurred in 10 g. Judged.
【0070】[0070]
【表1】 [Table 1]
【0071】(実施例4〜6、比較例4〜6)表2に示
した配合量の、ビスフェノールF型エポキシモノマー
(油化シェル社製「E807」)又はウレタン変性ビス
フェノールA型エポキシモノマー(油化シェル社製「E
292」)、ジアミン系硬化剤(油化シェル社製「EK
FL052」)、分子中に水酸基を有する炭化水素化合
物として、モノペンタエリスリトール(和光純薬社製、
分子中の水酸基の数/分子中の炭素の数=0.8)、D
−ソルビトール(和光純薬社製、分子中の水酸基の数/
分子中の炭素の数=1)、コーンスターチ(日本食品化
工社製「PA220」、分子中の水酸基の数/分子中の
炭素の数=0.5)、ポリリン酸アンモニウム(ヘキス
ト社製「AP−422」)、t−ブチルホスホン酸(和
光純薬社製)、水酸化アルミニウム(昭和電工社製「H
−31」)、及び、炭酸カルシウム(備北粉化社製「ホ
ワイトンBF−300」)を混練ロールで混練して、耐
火性樹脂組成物を得た。得られた耐火性樹脂組成物を、
150℃で15分間プレス成形して硬化させ、評価用板
状試料を得た。(Examples 4 to 6, Comparative Examples 4 to 6) Bisphenol F type epoxy monomer ("E807" manufactured by Yuka Shell Co., Ltd.) or urethane-modified bisphenol A type epoxy monomer (oil Shell E
292 ”), diamine-based curing agent (“ EK
FL052 ") and monopentaerythritol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a hydrocarbon compound having a hydroxyl group in the molecule.
Number of hydroxyl groups in molecule / number of carbon in molecule = 0.8), D
-Sorbitol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., number of hydroxyl groups in the molecule /
Number of carbons in the molecule = 1), corn starch ("PA220" manufactured by Nippon Shokuhin Kako Co., Ltd., number of hydroxyl groups in the molecule / number of carbons in the molecule = 0.5), ammonium polyphosphate ("AP-" manufactured by Hoechst) 422 "), t-butylphosphonic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), aluminum hydroxide (" H "manufactured by Showa Denko KK)
-31 ") and calcium carbonate (" Whiteton BF-300 "manufactured by Bihoku Powder Co., Ltd.) with a kneading roll to obtain a fire-resistant resin composition. The obtained refractory resin composition,
Press molding at 150 ° C. for 15 minutes and curing were performed to obtain a plate sample for evaluation.
【0072】上記で得られた評価用板状試につき、実施
例1と同様の性能評価を行い、その結果を表2に示し
た。With respect to the plate sample for evaluation obtained above, performance evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 2.
【0073】[0073]
【表2】 [Table 2]
【0074】(実施例7〜9、比較例7〜9)表3に示
した配合量の、ビスフェノールF型エポキシモノマー
(油化シェル社製「E807」)又はウレタン変性ビス
フェノールA型エポキシモノマー(油化シェル社製「E
292」)、ジアミン系硬化剤(油化シェル社製「EK
FL052」)、ポリリン酸アンモニウム(ヘキスト社
製「AP−422」)、t−ブチルホスホン酸(和光純
薬社製)、炭酸カルシウム(備北粉化社製「ホワイトン
BF−300」)、及び、炭酸ストロンチウム(堺化学
社製)を混練ロールで混練して、耐火性樹脂組成物を得
た。得られた耐火性樹脂組成物を、150℃で15分間
プレス成形して硬化させ、評価用板状試料を得た。(Examples 7 to 9, Comparative Examples 7 to 9) Bisphenol F type epoxy monomers ("E807" manufactured by Yuka Shell Co., Ltd.) or urethane-modified bisphenol A type epoxy monomers (oil Shell E
292 ”), diamine-based curing agent (“ EK
FL052 "), ammonium polyphosphate (" AP-422 "manufactured by Hoechst), t-butylphosphonic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), calcium carbonate (" Whiteton BF-300 "manufactured by Bihoku Powder Chemical Co., Ltd.), and Strontium carbonate (manufactured by Sakai Chemical Co., Ltd.) was kneaded with a kneading roll to obtain a fire-resistant resin composition. The obtained refractory resin composition was press-molded at 150 ° C. for 15 minutes and cured to obtain a plate sample for evaluation.
【0075】上記で得られた評価用板状試につき、実施
例1と同様の性能評価を行い、その結果を表3に示し
た。With respect to the plate sample for evaluation obtained above, performance evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 3.
【0076】[0076]
【表3】 [Table 3]
【0077】尚、形状保持性の評価で×と判定されたも
のは非常に脆く、試験片を長手方向に立てるだけで崩れ
るため、実際に耐火材料として用いる際には、燃焼中に
脱落して耐火性能が発現するのは短時間であると予想さ
れる。[0077] Incidentally, those evaluated as × in the evaluation of shape retention were very brittle, and collapsed only by standing the test piece in the longitudinal direction. Therefore, when the test piece was actually used as a refractory material, it fell off during combustion. It is expected that the fire resistance performance will be exhibited for a short time.
【0078】[0078]
【発明の効果】本発明の耐火性樹脂組成物は、上述の構
成であり、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能を発現するた
め、幅広い用途に使用可能である。また、本発明の耐火
性樹脂組成物自体、通常の設備で成形可能であり、例え
ば、シート状に成形して建築物の被覆用途等に好適に使
用することができる。The fire-resistant resin composition of the present invention has the above-mentioned structure, and forms an expanded heat-insulating layer at the time of heating, and exhibits remarkable fire resistance by maintaining its shape. Can be used. Further, the refractory resin composition of the present invention itself can be molded by ordinary equipment. For example, it can be molded into a sheet and used suitably for building coating applications.
Claims (4)
れた熱膨張性黒鉛、及び、無機充填剤を含有する耐火性
樹脂組成物であって、それぞれの含有量が、該エポキシ
樹脂100重量部に対して、リン化合物が50〜150
重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛が15〜40重量
部、及び無機充填剤が30〜500重量部であり、前記
リン化合物、中和処理された熱膨張性黒鉛及び無機充填
剤の合計量が200〜600重量部であることを特徴と
する耐火性樹脂組成物。1. A fire-resistant resin composition containing an epoxy resin, a phosphorus compound, neutralized heat-expandable graphite, and an inorganic filler, each content of which is 100 parts by weight of the epoxy resin. The phosphorus compound is 50 to 150
Parts by weight, the neutralized thermally expandable graphite is 15 to 40 parts by weight, and the inorganic filler is 30 to 500 parts by weight, and the phosphorus compound, the neutralized thermally expandable graphite and the inorganic filler are included. A refractory resin composition having a total amount of 200 to 600 parts by weight.
酸基を有する炭化水素化合物、及び、無機充填剤を含有
する耐火性樹脂組成物であって、それぞれの含有量が、
該エポキシ樹脂100重量部に対して、リン化合物が5
0〜150重量部、分子中に水酸基を有する炭化水素化
合物が10〜150重量部、及び無機充填剤が30〜5
00重量部であり、前記リン化合物、分子中に水酸基を
有する炭化水素化合物及び無機充填剤の合計量が200
〜600重量部であることを特徴とする耐火性樹脂組成
物。2. A fire-resistant resin composition containing an epoxy resin, a phosphorus compound, a hydrocarbon compound having a hydroxyl group in a molecule, and an inorganic filler, wherein the content of each is:
5 parts by weight of a phosphorus compound to 100 parts by weight of the epoxy resin
0 to 150 parts by weight, 10 to 150 parts by weight of a hydrocarbon compound having a hydroxyl group in a molecule, and 30 to 5 parts by weight of an inorganic filler.
And the total amount of the phosphorus compound, the hydrocarbon compound having a hydroxyl group in the molecule and the inorganic filler is 200 parts by weight.
A refractory resin composition characterized in that the amount is from 600 to 600 parts by weight.
ルカリ金属、アルカリ土類金属及び周期表IIB族に属す
る金属のいずれか1種以上の炭酸塩を含有する耐火性樹
脂組成物であって、それぞれの含有量が、該エポキシ樹
脂100重量部に対して、リン化合物と炭酸塩の合計量
が50〜600重量部であり、かつ、リン化合物と炭酸
塩との重量比が6:4〜4:6であることを特徴とする
耐火性樹脂組成物。3. A fire-resistant resin composition containing an epoxy resin, a phosphorus compound, and a carbonate of at least one of an alkali metal, an alkaline earth metal and a metal belonging to Group IIB of the periodic table, Is the total amount of the phosphorus compound and the carbonate is 50 to 600 parts by weight, and the weight ratio of the phosphorus compound and the carbonate is 6: 4 to 4: 6. A fire-resistant resin composition, which is 6.
であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に
記載の耐火性樹脂組成物。4. The fire-resistant resin composition according to claim 1, wherein the epoxy resin has flexibility.
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-
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