JPS5825335B2 - 有機発泡体配合用不燃化剤の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、軟質、硬質の有機発泡体の不燃化に関し、更
に詳しくはウレタン等の発泡体中に分散配合せしめてこ
れを不燃化するための不燃化剤の製造方法に係るもので
ある。

従来から、火災時における有機物質の炎上が、有毒ガス
の発生と極炎猛火の発生をもたらすために、人命尊重の
上からもこれら有機物質の不燃化が叫ばれてきた。

しかしながら有機発泡体の不燃化は大変むづかしく、無
発泡体のプラスチックとは異り、発泡体ゆえに原液より
少くとも１０〜３０倍、高発泡では５０倍にも発泡して
いるため、発泡後の完成製品において不燃性を保持せし
めることは至難の業とされている。

すなわち、発泡体の原液と不燃処理剤とを等量配合した
としても、例えばこれを３０倍発発泡せた場合には、こ
の発泡体完成製品中の発泡体原液と不燃処理剤との容積
比は３０：１となってしまい不燃化効果は充分に発揮さ
れないこととなる。

一方、発泡体原液に不燃処理剤を大量に配合した場合ｌ
こは、化学的、物理的に全く発泡が起らないこととなる
。

このような理由から、有機発泡体の不燃化は、無発泡物
の不燃化とは極端に異なる困難さをもっている。

本発明は、かかる斜上の困難性を克服し、有機発泡体中
に分散配合せしめてこれを効果的に不燃化するための不
燃化剤を提供することを目的になされたものである。

すなわち本発明は、多孔性断熱性物質粉と、硫酸アンモ
ニウムと、酸化亜鉛と、三酸化アンチモンと、珪酸塩と
、塩化第二鉄液と、硫酸第二鉄液とを混合撹拌したのち
加熱してペースト状の第一次処理物を得、この第一次処
理物を冷却したのちこれにさらに六塩化エタンと、フロ
ムエタンと、塩化パラフィンと、ハロゲン化アンモニウ
ムと、硼酸又は硼酸塩と、燐酸塩と、弗化物と、尿素又
はチオ尿素とを添加混合してクリンカー状の第二次処理
物を得、この第二次処理物を乾燥後微粉砕して微粉状と
することを特徴とする有機発泡体配合用不燃化剤の製造
方法である。

本発明による製造工程は第一次処理と第二次処理とに大
別される。

第一次処理では不燃化液体や不燃化粉体を含浸あるいは
吸着した多孔性断熱性物質粉が分散している状態のペー
スト状物を生成せしめ、第二次処理では、不燃化物質を
含浸、吸着した多孔性物質粉が均一に分散しているクリ
ンカー状物を生成せしめ、これをさらに微粉砕して微粉
末製品とするのである。

この第二次処理で用いられる不燃化物質は、不燃化液体
や不燃化粉体のうち比較的低温での加熱によっても蒸発
してしまったり結晶水を放出してしまったりしやすいも
のが特に選ばれ、これらは加熱工程を含む第一次処理に
おいては使用できない。

多孔性断熱性物質の粉末としては、パーライトヒル石、
石綿、モンモリナイト、ゼオライト、ゾノトライト、シ
ラスバルーンなどの吸水含浸、抱含性、吸着性の良い軽
量の気孔物体の粉末が使用でき、これらは不燃化液体や
不燃化粉体の担体として働くと同時に、有機発泡体中に
分散された状態において粉末自体が有する断熱効果も期
待できる。

多孔性物質に含浸あるいは吸着された不燃化物質は、燃
焼時の比較的後期に至るまで不燃化効果を持続できるこ
とになる。

硫酸アンモニウムと三酸化アンチモンは、それ自体難燃
性物質であり、高温に加熱されると不燃性ガスを発生し
て不燃化に寄与する。

酸化亜鉛は高温に加熱されるとセラミックとなり、さら
に珪酸塩の硬化剤としても働く。

酸化亜。鉛として配合してもよいが、酸化亜鉛を含有す
る亜鉛源をそのまま酸化亜鉛源として使用することもで
きる。

珪酸塩も高温に加熱されるとセラミックとなるもので、
オルソ珪酸ソーダや水ガラス粉末などが。

好ましく使用できる。

塩化第二鉄と硫酸第二鉄は本発明において特に重要な成
分であって、これらを含有させることによりクリンカー
状の二次処理生成物を得ることができる。

このクリンカー状物は比較的簡単な乾燥。処理、例えば
１００°Ｃ以下の温風乾燥を施したのち微粉砕すること
によって、容易に微粉末不燃化網製品とすることができ
るのである。

なお、これらの鉄塩は一次処理において配合されるため
、一次処理の加熱温度を高くして反応時間を長くすると
一次処理物もクリンカー状となってしまう。

しかしながら、一次処理物がクリンカー状になってしま
うと引続く二次処理の反応が困難となるため、一次処理
はペースト状物が得られた状態で終らせておく必要があ
る。

またこれらの塩化第二鉄と硫酸第二鉄はそれ自体結晶水
を多量に（２〜１２水塩）もつ化合物であり、高温加熱
時に結晶水を放出することによって不燃化に寄与する作
用をもつ。

以上の各成分を第一次処理に使用するが、その他に必要
に応じて、水酸化アルミニウム、硫酸アルミニウム、酸
化アルミニウム等のアルミ化合物や、カーボンフラッフ
、炭化珪素ダスト（電極の超微粉）、弁柄などといった
耐火性微粉体を配合してもよい。

また、不熱性ガスを発生するものとして炭酸鉛やジクロ
ルベンゼン等を配合してもよい。

さらにまた、難燃性液体としてＴＣＰ 。ＴＯＰ、ＣＬ
Ｐ、ＣＲＰ、ＴＤＣＰＰなどを配合してもよく、これら
の難燃性液体はまた発泡体製品に可塑性を付与する効果
も有する。

第二次処理に際して配合する成分について述べると、六
塩化エタン、ブロムエタン、塩化パラフィン、ハロゲン
化アンモニウムはいずれも高温加熱時に不燃性ガスを発
生することによって不燃化に寄与するものである。

ハロゲン化アンモニウムとしては臭化アンモニウムや塩
化アンモニウムなどが使用できる。

硼酸又は硼酸塩としては、硼酸ソーダ、硼酸亜鉛、硼酸
鉛などが使用でき、これらは燃焼時の比較的初期にセラ
ミックとなる。

またウレタンとの相溶性もよい。

燐酸塩としては、例えば燐酸水素アンモニウムソーダ、
燐酸第一〜第三アンモニウム、燐酸亜鉛、燐酸第一〜第
三カリウムなどが使用でき、これらはそれ自体難燃性物
質として作用するものである。

弗化物としては、例えば珪弗化ソーダ、珪弗化亜鉛、硼
弗化アンモニウムなどが使用でき、これらは難燃性物質
として作用するが、燃焼加熱時にセラミック化する。

尿素又はチオ尿素は、吸熱作用を有し、燃焼初期の不燃
化に寄与するものである。

同様な効果を期待してメラミン、フェノール、ビスフェ
ノールなどを必要に応じて併用することもできる。

なお、第二次処理に際しても、ＴＣＰ、ＴＯＰ。

ＣＬＰ 、ＣＲＰ、ＴＤＣＰＰといった難燃性液体を必
要に応じて配合してもよい。

本発明を実施するに際しては、先ず第一次処理に用いる
各成分を混合撹拌し約１００〜２００°Ｃに加熱して第
一次処理物を得る。

この第一次処理物は全体としてペースト状となるように
し、多孔性物質粉はその気孔中に不燃化物質を含浸ある
いは吸着した状態でペースト中に分散しているものと考
えられる。

第一次処理物を室温程度まで冷却したのちさらに第二次
処理に用いる各成分を混合撹拌する。

この第二次処理によって各成分は化学的に反応して短時
間に凝結、硬化し、多孔性物質粉が均一に分散したクリ
ンカー状物が得られる。

かくして得られた第二次処理物を１００℃以下の温風下
で乾燥したのち微粉砕することによって本発明による微
粉状不燃化剤が得られる。

この不燃化剤粉末を有機発泡体とじつる各種合成樹脂、
例えばポリウレタン、ポリスチレン、ポリアクリル、ポ
リ塩化ビニル等に配合したのち発泡させることによって
、発泡体製品を不燃化することができるのである。

なお、有機発泡体の体内で約１−中に２ヶ以上の不燃化
側微粒子が存在することで好ましい不燃化が達成される
。

かくして得られた不燃北側配合有機発泡体が高温に加熱
された場合（こは、初期においては不燃性ガスの発生に
よる不燃化作用が発揮され、さらに加熱が進むと結晶水
をもつ物質が結晶水を放出することによって不燃化に寄
与し、さらに加熱の後期になると多孔性物質の気孔内に
含浸、吸着されていた不燃化物質が漸次的に作用して着
火発煙時間を延長させるように働くものと思われる。

またこの間、酸化亜鉛、珪酸塩、硼酸塩、弗化物などが
漸次セラミック化することによって効果的な不燃化作用
を発揮することになる。

以下実施例に基づき本発明を説明する。

実施例 上記甲、乙配合成分それぞれ混合し、毎分３５０回転で
撹拌後、オーブンで１００〜２００°Ｃに加熱後（結晶
水の放出近傍）冷却し、ペースト状の第一次処理物とし
た。

これに下記第二次処理の甲、乙配合成分を順次添加した
。

上記甲、乙配合成分を第一次処理物に添加しながら毎分
５００回転で撹拌した。

この撹拌の過程で反応熱を出しながら各成分は反応して
凝結、硬化し始めるが、引続き強引に撹拌を続け、凝結
物が小塊状となってからさらに毎分７５０回転で１時間
撹拌したのち１００℃以下で温風乾燥させ、この乾燥物
を微粉砕して本発明による有機発泡体配合用不燃化剤の
甲、乙２種類を製造した。

この甲、乙不燃化剤の各１００部を、ポリウレタン樹脂
ＡＢ液混合物１００部にそれぞれ配合して硬質ウレタン
発泡体と軟質ウレタン発泡体を調製した。

これらの燃焼試験の結果は下記の通りである。

（ａ） 硬質ウレタン ７５０℃焼射６発射６ナシ（
ｂ） 軟質ウレタン ７５０℃焼射６発射６ナシ本発
明の甲、乙不燃化剤の効果はＪＩＳ−Ａ−１３２１燃焼
試験の法定３級に匹敵する。

ちなみに対照物として用いたポリウレタンのイソシアネ
ートと反応させ不燃骨格となした市販品（超難燃化）は
、高価でかつ燃焼時に音を立て黒煙がおびただしく、最
高品でも１〜５８秒以内で火焔が通過する。

これに対し本発明品は無音でかつ無炎で悪臭を放たず３
６０秒以上耐える。

比較例 上記実施例の一次処理配合成分における塩化第二鉄液と
硫酸第二鉄液とを配合しない以外は上記実施例と全く同
じ操作によって比較用甲配合と比較用乙配合による不燃
化剤を得た。

なおこの場合、第二次処理物は凝結硬化が起らずにペー
スト状となったため、これを長時間（上記実施例の約１
０倍）乾燥して乾燥物としたのち微粉砕した。

この比較用不燃化剤中、乙２種類のそれぞれ２５重量部
を硬質用ポリウレタンＡ−Ｂ液樹脂１００重量部に混合
して発泡ブロックを調製し、ＪＩＳ−Ａ−１３２１燃焼
試験に基づいて７５０℃バーナーで発射して、火焔が発
泡ブロックを貫通する秒数を調べた結果を下記に示す。

上記実施例で得られた本発明の不燃化剤中、乙２種類に
ついての同様な実験データも併記する。

（甲配合物） （乙配合物） 比較用不燃化剤 １２６秒 １１８秒本発明不燃
化剤北側３８４秒 ３７７秒以上の説明から明らか
なように本発明による不燃化剤は、有機発泡体に配合使
用することにより発泡体の耐熱性を向上させ、不燃化に
寄与することができるため、広範な用途に応用できるも
のである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多孔性断熱性物質粉と、硫酸アンモニウムと、酸化
   亜鉛と、三酸化アンモモンと、珪酸塩と、塩；化第二鉄
   液と、硫酸第二鉄液とを混合撹拌したのち加熱してペー
   スト状の第一次処理物を得、この第一次処理物を冷却し
   たのちこれにざらに六塩化エタンと、ブ泊ムエタンと、
   塩化パラフィンと、ハロゲン化アンモニウムと、硼酸又
   は硼酸塩と、・燐酸塩と、弗化物と、尿素又はチオ尿素
   とを添加混合してクリンカー状の第二次処理物を得、こ
   の第二次処理物を乾燥後微粉砕して微粉状とすることを
   特徴とする有機発泡体配合用不燃化剤の製造方法。