JPH11116776A

JPH11116776A - 耐火性樹脂組成物

Info

Publication number: JPH11116776A
Application number: JP28717297A
Authority: JP
Inventors: Masaki Tono; 正樹戸野; Bunji Yamaguchi; 文治山口; Hitomi Miura; 仁美三浦
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1997-10-20
Filing date: 1997-10-20
Publication date: 1999-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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からなる。

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】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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００２０】

【化１】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００７０】

【表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。

【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。

【００７３】

【表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。

【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。

【００７６】

【表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。

【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。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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。
【請求項２】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。
【請求項３】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
耐火性樹脂組成物。
【請求項４】エポキシ樹脂が可撓性を付与されたもの
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。