JPS6245636A

JPS6245636A - 難燃性フェノ−ル樹脂発泡体

Info

Publication number: JPS6245636A
Application number: JP18533585A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Ishikawa; 秀徳石川; Yuko Sugiyama; 祐子杉山; Yoshinobu Matsushita; 松下　賢庸
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 1985-08-23
Filing date: 1985-08-23
Publication date: 1987-02-27
Also published as: JPH0474376B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
燃性の耐火フェノール樹脂発泡体に関する。

［従来の技術］フェノール樹脂発泡体は、軽量であって優れた断熱性や
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基材等として注目さ
れている。しかしながら、このフェ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、ＶＡ酸、リン含有化合物等の難燃剤を配
合してその難燃性を改善することが提案されている（特
開昭５９−２４．７３０号及び特開昭５９−１００．１
４４号公報）。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、これら従来のフェ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
の亀裂から火炎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
目地部が開いて火炎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った。

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、このフェノール樹脂発泡体を各種の建染用基材とし
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だけでは足りず、上述したよう
な燃焼時の収縮や爆裂による変形や亀裂の少ない難燃性
フェノール樹脂発泡体の開発が要請されている。

そこで、本発明考は、かかる観点に鑑みて鋭意１ｉ１１
究を重ねた結束、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ェ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
ェノール樹脂に、硬化剤として２０〜５０重ω％ｌｉＩ
！を酸を、難燃剤として無水ｌｉＩ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ェノール樹脂発泡体
の種々の特性を損うことなく、独立気泡率を１０％以下
に調整し得ることを見出して本発明にＶｌ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４，５００〜７，０００　ｃ
ｐｓ／２５℃のフェノール樹脂１００重量部に、硬化剤
として２０〜５０千吊％硫酸４〜７重は部（Ｉｌｉｌ耐
硫酸間算して）と、難燃剤として無水硼酸３へ・７重量
部と、発泡剤５〜１５重吊部重量整泡剤１〜５重饋部と
を配合し発泡硬化させて得られた独立気泡率１０％以下
の難燃性フェノール樹脂発泡体である。

本発明においで、フェノール樹脂としては粘度４．５０
０〜７　、　ＯＯＯＣＤＳ／２５℃、好ましくは５゜０
００〜６　、５００　ｃｐｓ／２ｓ℃のレゾール型フェ
ノール樹脂が使用される。粘度が４　、５００　ｃｐｓ
／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同士に対する効果が低下する。また
、７　、　ＯＯＯｃｐｓ／２５℃より大きくなると混合
時の効率が悪くなるほか、流れも悪くなって成形性が低
下する。

また、本発明で使用する硬化剤は、２０〜５０重Ｍ％硫
酸、好ましくは３０〜４５重喰％硫酸である。ＦＩｉ！
！酸濃度が５０１聞％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ケる。この
硫酸の使用量は、フェノール樹脂１００重子部に対し純
硫酸最に換算して４〜７重向部、好ましくは５〜６重磨
部である。

硫酸使用量が多すぎると発泡硬化反応が♀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１ぎると硬化反応が不十分に
なっ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分に使用
することは、添加される水分の潰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、フェノール樹脂１００重量部に対し
て、３〜７重量部、好ましくは４〜６重潰部である。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って扱い難く
なる。なお、難燃剤としてこの無水ｔｉｌｌ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、発泡剤としては、０−パラフィン、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
しくはデュポン社商品名でフレオンＲ−１１，フレオン
Ｒ−１，１３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
によっても異なるが、フェノール樹脂１００重最部に対
して５−１５重量部の範囲であり、硬化した発泡体の密
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３５Ｋｌ／ＴｒＬ３より低いと発泡
体の強度が著しく低下し、かつ、難燃性も低下プるとい
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：　丁ＷＥＥＮ　６０）や日本ユニカー社製
１５４２０　（シリコン系）、東しシリコーン社製５Ｈ
−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っても異なるが、フェノ
ール樹脂１００重間部に対して１〜５重Ｍ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ェノール樹脂発泡体
を製造する際の成形方法としては、特にυ１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、フェ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、フェノール樹脂発泡
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、実験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ェノール樹脂（不揮発分約８０重量％、粘
度５　、２００　ＣＤＳ／２５℃、界面活性剤としてト
ーレシリコン社製商品名：　５Ｈ−１９３を３重ｆｌｉ
％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重重吊フェノール
スルホン１８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２
５重量％リン酸の混合物１５〜２０１ｆｆｉ部又は７０
重量％変性フェノールスルホン酸１０重堡部を配合し、
また、発泡剤として塩化弗化炭化水素（デュポン社製商
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２　０Ｃ１ＲＸ　２０（
ＪＸ　１０１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１５ｏ
＋ｒＸ１５αＸ２３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簡約１５ｃＩＲφ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で硫酸が硬化剤どして閏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Ｍ％まで５重間％づつ変化
させ、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を行った。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
なっ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で使用したフェノール樹脂１００重囲部に対し
、難燃剤として１００メツシコ無水硼酸１０重聞部又は
５．６重量部、１００メツシコ硼酸１０ｆｆｉｆｆｉ部
、平均粒径４μの水酸化アルミニウム１０重間部、ポリ
リン酸アンモニウム１０重量部あるいは１００メツシュ
三酸化アンチモン１０重量品を配合し、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を行った。この加熱試験の結果、１
００メツシユ無水硼１１０重Ｍ部では発泡硬化反応が早
すぎて取扱が困難であり、また、無水硼酸以外の難燃剤
では爆裂があっ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メツシュ無水硼１５．６重酢
部がこれらの問題もなく最も良好であった。

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ェノール樹脂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１ｏ○メツシュ無水１ｉｊ１Ｍ４．５重
量部を使用し、また、第１表に示す整泡剤を第１表に示
す割合で配合しくＡ：フェノール樹脂中にプレミックス
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：　ＴＷＥＥＮ　６０、Ｃ：東しシ
リコン社製商品名：５ｌｌ−１９３、Ｄ＝信信越シリコ
２製製商名：　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験例１の場合と同様の加熱試
験とベックマン社空気比較式比重計１−１／２−１　気
圧法（ＡＳＴＨＤ　２８５６−７０）　ニよる独立気泡
率の測定とを行った。結果を第１表に示す。

第　　１　　表〔注：爆裂の評価は、Ｏ：無し、△：少し有り及び×：
多い、の３段階評価で行い、また、亀裂変形の評価は、
◎：無し、Ｏ：僅かに有り、△：少し有り、×：多い及
び××：爆裂でフオーム片が飛散、の５段階評価で行っ
た。）実験例５：フェノール樹脂粘度範囲の検討粘度１．２０
０〜６　、８００　ｃｐｓ／２５℃の範囲にある１１種
のレゾール型フェノール樹脂１００重同部に対し、硬化
剤として２０重量％硫！！２６゜３重唇部、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８３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
試験とを行った。

粘度４　、２００　ｃｐｓ／２５℃までのフェノール樹
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っ
た。これに対し、粘度４，５００ｃｐｓ／２５℃以上の
フェ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、あっても僅かであり、良好な難燃性
能を示した。

実施例粘度５　、２００　Ｃｌｌ５／２５℃のレゾール型フェ
ノール樹脂（１３５℃、１ｈｒでの不揮発分８１重は％
）１００重同部に対し、硬化剤として２０重量％硫酸２
６．３重量部（ｉｉ［ｉ硫Ｍ最に換算して５，２５重患
部）、難燃剤として１００メツシユ無水ＷＡ醗４．５重
量部、発泡剤として塩化弗化炭化水素（デュポン社製商
品名＝フレオンＲ−１１３）を８重量部及び整泡剤とし
て８３重撮部を配合し、オートミキサーを使用して約２
０℃で混合し、予め約６０℃に予熱しておいた２０Ｃ１
１×２０ｃＩＲ×１０ＣＩＲ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１５ｃ＊Ｘ１５υ×２ａＲ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。この試
験片について、ベックマン社空気比較式比重計１−１／
２−１気圧法（Ａ３１８口２８５６−７０　）による独
立気泡率と密度の測定を行うと共に、ＪＩＳ　Ａ　１３
２１法による難燃性試験を行い、また、圧縮強度（ＪＩ
Ｓ　Ａ　９５１４）及び断熱性（熱伝導率、ＪＩＳ　Ａ
、９５１４）を調べた。結果を第２表に示す。

第　　２　　表［発明の効果］本発明によれば、所定のフェノール樹脂に、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ェノール樹脂発
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、これによって、難燃剤の添
加によって付与された優れた難燃性やフェノール樹脂発
泡体が有する軽量、高断熱性、高防音性、その他の優れ
た物性を損うことなく、フェ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。

特許出願人　　　　日本軽金属株式会社代　　理　　人
　　　　　　　弁理士　　中　　村　　　　智　　廣（
外２名）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）粘度４，５００〜７，０００ｃｐｓ／２５℃のフ
ェノール樹脂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％以下の難燃性フェノール樹脂
発泡体。
（２）フェノール樹脂がレゾール型フェノール樹脂であ
る特許請求の範囲第１項記載の難燃性フェノール樹脂発
泡体。
（３）発泡剤が塩化弗化炭化水素類である特許請求の範
囲第１項記載の難燃性フェノール樹脂発泡体。