JPWO2020027175A1 - Expandable coating composition - Google Patents
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Abstract
フェナルカマイド化合物、エポキシ樹脂、及びチャー形成補助剤を含む膨張性コーティング組成物、基材面に該膨張性コーティング組成物を塗装することを含む基材の塗装方法、基材表面に該膨張性コーティング組成物を塗装することを含む熱及び火災から構造物を保護する方法が開示される。An expansive coating composition containing a phenylcamide compound, an epoxy resin, and a char forming aid, a method for coating a substrate including coating the expansive coating composition on a substrate surface, and an expansive coating composition on the substrate surface. Disclosed are methods of protecting structures from heat and fire, including painting objects.
Description
本発明は、膨張コーティング組成物、膨張コーティング組成物を塗装する方法、並びに熱及び火災から構造物を保護する方法に関する。 The present invention relates to expansion coating compositions, methods of coating expansion coating compositions, and methods of protecting structures from heat and fire.
鋼材などの多くの材料は火炎の存在下にあると急速に強度を失い破壊される。従って高層オフィスビル、石油ガス施設、その他公共施設などの構造物に火災が発生した場合、これらが倒壊したり、もしくは石油やガスが充填された配管が破裂するなど、甚大な被害がもたらされる。その結果、構造物の損害だけでなく、人命を失う事態にも繋がる。火災による被害を少なくする方策の１つとして耐火塗料の適用が挙げられる。耐火塗料を構造物に塗装すると、火災時における基材の温度上昇速度を遅くすることが可能である。つまり耐火塗料は、火災時に構造物が崩壊するまでの時間を増加させることができる。建物が崩壊するまでの時間を長くすることは、消火活動時間および避難時間を延長し、被害を少なくすることに繋がる。耐火塗料は、一般に、何らかの形態の樹脂バインダー、例えばエポキシ樹脂、スチレンアクリルポリマーのような有機バインダーポリマーを含み、樹脂バインダーは硬化塗膜を形成する。樹脂バインダーはまた、火炎の中でチャーに転化され得る炭素源となることができる。通常、耐火塗料の耐火性能は、火炎の熱に硬化塗膜が暴露されることによって発泡して生成される多孔質性物質、いわゆる「チャー」に関連する。つまり、チャーの耐火性能が改善されれば、火災時に構造物が崩壊するまでにかかる時間を増加させることができるものである。 Many materials, such as steel, rapidly lose strength and are destroyed in the presence of flames. Therefore, if a fire breaks out in structures such as high-rise office buildings, oil and gas facilities, and other public facilities, they will collapse or pipes filled with oil or gas will burst, causing enormous damage. As a result, not only the damage to the structure but also the loss of human life will occur. One of the measures to reduce the damage caused by fire is the application of refractory paint. By applying a refractory paint to the structure, it is possible to slow down the temperature rise rate of the base material in the event of a fire. That is, the refractory paint can increase the time until the structure collapses in the event of a fire. Prolonging the time it takes for a building to collapse will extend fire extinguishing time and evacuation time, leading to less damage. Fireproof coatings generally include some form of resin binder, eg, an organic binder polymer such as an epoxy resin, a styrene acrylic polymer, which forms a cured coating. The resin binder can also be a carbon source that can be converted to char in the flame. Passive fire protection of refractory paints is usually related to the so-called "char", a porous material produced by foaming when the cured coating is exposed to the heat of the flame. That is, if the fire resistance of the char is improved, the time required for the structure to collapse in the event of a fire can be increased.
しかしながら、多くの場合、硬化塗膜から生成されるチャーは多孔質性であることもあり、強度が弱く、水、塩分および紫外線等によって摩耗もしくは侵食されると容易に崩れてしまう。 However, in many cases, the char produced from the cured coating film may be porous, has low strength, and easily collapses when worn or eroded by water, salt, ultraviolet rays, or the like.
火災時に生成されるチャーを緻密なものとするために、耐火塗料の樹脂バインダーとしてエポキシ樹脂、硬化剤としてポリアミドアミン樹脂が使用されている。 Epoxy resin is used as the resin binder of the fire-resistant paint, and polyamide amine resin is used as the curing agent in order to make the char generated in the event of a fire dense.
例えば、特許文献１には、有機熱硬化性ポリマー、硬化剤、リン酸又はスルホン酸の供給源、ホウ酸の供給源、メラミン又はメラミン誘導体を含む熱硬化性のインチュメセント性被覆組成物が記載されており、有機熱硬化性ポリマーとしてエポキシ樹脂が、硬化剤として種々のポリアミドアミンが例示されている。
For example,
しかしながら、火災時に生成されるチャーが緻密で強度がある場合、断熱性は不十分であることが多い。一方、良好な断熱性を発揮するような膨張率の高いチャーでは、強度が不十分であることが多い。強度と断熱性を備え、勢いのある火炎に対しても耐性のあるチャーを生成可能な耐火塗料の開発が必要とされている。 However, if the char produced during a fire is dense and strong, the insulation is often inadequate. On the other hand, a char having a high expansion coefficient that exhibits good heat insulating properties often has insufficient strength. There is a need to develop refractory paints that are strong and heat insulating and can produce chars that are resistant to vigorous flames.
このような課題に関し、特許文献２には、２層のコーティング層を含む膨張コーティングシステムが開示されている。第１のコーティング層は、靱性があって高密度の多孔質性の炭化されたチャーを形成し、第２のコーティング層は、第１のコーティング層から形成される多孔質チャーの約半分の密度を有する炭化されたチャーを形成する。第１のチャーは、直接火炎に曝される層であり、基材を火炎による破損から保護するためのものであり、第２のチャーはコーティングシステムに断熱性を与えるためのものである。しかしながら、特許文献２には単一のコーティング組成物を使用して強度および断熱性の両方を提供する方法については教示していない。
Regarding such a problem,
本発明の目的は、基材上に塗装して乾燥及び／又は硬化させた後、火炎の熱に暴露された場合に、強度があり、火炎に対して優れた耐火性を発揮する多孔質性のチャーを形成しうる膨張性コーティング組成物を提供することにある。 An object of the present invention is to have a porosity that is strong and exhibits excellent fire resistance against flames when exposed to the heat of a flame after being coated on a substrate, dried and / or cured. It is an object of the present invention to provide an expansive coating composition capable of forming a char.
発明者らは、塗膜形成成分となるエポキシ樹脂に対する硬化剤に、フェナルカマイド化合物を含ませると、平常時の硬化性が良好で、火災時には強度と断熱性を両立し、耐火性に極めて優れたチャーを生成しうる膨張性コーティング組成物が得られることを見出した。 The inventors have found that when a phenylcamide compound is included in the curing agent for the epoxy resin that is a coating film forming component, the curing property is good in normal times, both strength and heat insulating property are compatible in the event of a fire, and the fire resistance is extremely excellent. It has been found that an expansive coating composition capable of producing char can be obtained.
本発明の一つの態様によれば、フェナルカマイド化合物、エポキシ樹脂、及びチャー形成補助剤を含む、膨張性コーティング組成物が提供される。
本発明の別の態様によれば、基材表面に、該膨張性コーティング組成物を塗装する塗装方法、熱及び火災から構造物を保護する方法が提供される。According to one aspect of the invention, there is provided an expansive coating composition comprising a phenalcamide compound, an epoxy resin, and a char forming aid.
According to another aspect of the present invention, there is provided a coating method of coating the surface of the substrate with the expansive coating composition, a method of protecting the structure from heat and fire.
本発明の膨張性コーティング組成物によれば、塗装して形成された硬化塗膜が火炎などの高熱に曝された場合に多孔質性のチャーを生成する。かかるチャーは緻密で強度があり、火炎から基材を保護することができる。また、本発明組成物から生成されるチャーは強度に加えて断熱性にも優れているので、火炎による高熱によって基材の温度が上昇するのを十分に抑制することができる。 According to the expandable coating composition of the present invention, the cured coating film formed by coating produces a porous char when exposed to high heat such as a flame. Such chars are dense and strong and can protect the substrate from flames. Further, since the char produced from the composition of the present invention is excellent not only in strength but also in heat insulating property, it is possible to sufficiently suppress the temperature rise of the base material due to the high heat generated by the flame.
本発明において膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の質量は、既知の質量（例えば、０．３ｇ）の膨張性コーティング組成物を試料とし、これを予め秤量したアルミニウム皿に入れ、この試料をオーブン中で１０５℃、３０分間加熱し、その皿の質量を再び測定し、加熱前の質量と加熱後の試料の質量から計算することができる（ＡＳＴＭ Ｄ２６９７参照）。 In the present invention, the mass of the non-volatile component in the expandable coating composition is a sample of an expandable coating composition having a known mass (for example, 0.3 g), which is placed in a pre-weighed aluminum dish, and this sample is placed. It can be heated in an oven at 105 ° C. for 30 minutes, the mass of the dish can be measured again and calculated from the mass before heating and the mass of the sample after heating (see ASTM D2697).
本明細書では特に断りのない限り、質量％の値は、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として計算される。 Unless otherwise noted herein, the% mass value is calculated relative to the total mass of the non-volatile components in the expansive coating composition.
本発明の膨張性コーティング組成物は、フェナルカマイド化合物、エポキシ樹脂、及びチャー形成補助剤を含む。 The expansive coating composition of the present invention contains a phenalcamide compound, an epoxy resin, and a char forming aid.
フェナルカマイド化合物
フェナルカマイドは、例えば、フェノール誘導体、アルデヒド、ポリアミンおよび脂肪酸の反応生成物である。Phenalcamide compounds Phenalcamides are, for example, reaction products of phenol derivatives, aldehydes, polyamines and fatty acids.
フェノール誘導体としては、ブチルフェノール、ノニルフェノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、カルダノール等が挙げられ、カルダノールが好適である。
アルデヒドとしては、ホルムアルデヒドが挙げられる。
ポリアミンとしては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタミン、メチルシクロペンタンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン等が挙げられる。Examples of the phenol derivative include butylphenol, nonylphenol, bisphenol A, bisphenol F, cardanol and the like, and cardanol is preferable.
Examples of the aldehyde include formaldehyde.
Examples of polyamines include ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetraamine, tetraethylenepentamine, methylcyclopentanediamine, m-xylylenediamine and the like.
脂肪酸としては、オレイン酸、デカン酸、ステアリン酸、リノール酸、大豆油脂肪酸、綿実油、トール油脂肪酸、菜種油脂肪酸、パルミチン酸、低エルカ酸、ヒマワリ油脂肪酸、ゴマ油脂肪酸等が挙げられ、大豆油、綿実油脂肪酸、トール油脂肪酸、菜種油脂肪酸、オレイン酸、パルミチン酸、大豆油脂肪酸から選ばれる少なくとも１種が好適である。 Examples of fatty acids include oleic acid, decanoic acid, stearic acid, linoleic acid, soybean oil fatty acid, cottonseed oil, tall oil fatty acid, rapeseed oil fatty acid, palmitic acid, low erucic acid, sunflower oil fatty acid, sesame oil fatty acid, and the like. At least one selected from cotton seed oil fatty acid, tall oil fatty acid, rapeseed oil fatty acid, oleic acid, palmitic acid, and soybean oil fatty acid is suitable.
フェノール誘導体、アルデヒド、ポリアミン及び脂肪酸の反応は定法により行うことができ、生成されるフェナルカマイド化合物の活性水素当量としては、７５〜２２０、特に１００〜１８０の範囲内であることが好適である。 The reaction of the phenol derivative, the aldehyde, the polyamine and the fatty acid can be carried out by a conventional method, and the active hydrogen equivalent of the produced phenylcamide compound is preferably in the range of 75 to 220, particularly 100 to 180.
なお、フェナルカマイド化合物の活性水素当量とは、活性水素１当量あたりの分子量のことである。 The active hydrogen equivalent of the phenylcamide compound is the molecular weight per one equivalent of active hydrogen.
上記フェナルカマイド化合物は市販品を使用することができる。市販品としては、例えば、「Ｃａｒｄｏｌｉｔｅ Ｌｉｔｅ３０２５」、「Ｃａｒｄｏｌｉｔｅ Ｌｉｔｅ３０４０」、「Ｃａｒｄｏｌｉｔｅ Ｌｉｔｅ３０６０」、「Ｃａｒｄｏｌｉｔｅ ＮＸ５０５２」（以上、商品名、ＣＡＲＤＯＬＩＴＥ社製）等が挙げられる。 Commercially available products can be used as the phenylcamide compound. Examples of commercially available products include "Cardolite Lite 3025", "Cardolite Lite 3040", "Cardolite Lite 3060", and "Cardolite NX5052" (trade name, manufactured by CARDOLITE).
フェナルカマイド化合物は、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、膨張性コーティング組成物中に１〜３０質量％、より好ましくは５〜２５質量％の範囲内で存在することができる。 The phenylcamide compound may be present in the expansive coating composition in the range of 1-30% by mass, more preferably 5-25% by mass, based on the total mass of the non-volatile components in the expansive coating composition. can.
エポキシ樹脂
エポキシ樹脂としては、
（ｉ）エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，４−ブチレングリコール、１，５−ペンタンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、グリセロール、トリメチロールプロパン、ビスフェノールＡ（アセトンとフェノールとの縮合生成物）、ビスフェノールＦ（フェノールとホルムアルデヒドの縮合物）、水素化ビスフェノールＡまたは水素化ビスフェノールＦ、などの多価アルコールから誘導されるポリグリシジルエーテル；
（ｉｉ）エピクロルヒドリンなどのエポキシ化合物と、コハク酸、グルタル酸、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、または二量化リノール酸などの脂肪族または芳香族のポリカルボン酸との反応によって製造されるポリカルボン酸のポリグリシジルエーテル；
（ｉｉｉ）エポキシ脂環式エーテルおよびエステルのようなエポキシ化オレフィン性不飽和脂環式化合物；
（ｉｖ）オキシアルキレン基を含有するエポキシ樹脂；
（ｖ）エピハロヒドリン（例えば、エピクロロヒドリン）と、アルデヒドと一価または多価フェノールとの縮合生成物（例えば、フェノールホルムアルデヒド縮合物）との反応により製造されるノボラック型エポキシ樹脂；
（ｖｉ）上記エポキシ樹脂をポリシロキサンで変性した変性樹脂；
（ｖｉｉ）シリケート変性エポキシ樹脂、例えばＷＯ２００９／０１９２９６号に記載されているようなテトラアルコキシオルトシリケートまたはその部分縮合したオリゴマーとヒドロキシルを含有するエポキシ樹脂との反応生成物；
並びに（ｖｉｉｉ）それらの混合物が挙げられる。Epoxy resin As an epoxy resin,
(I) Ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,4-butylene glycol, 1,5-pentanediol, 1,2,6-hexanetriol, glycerol, trimethylpropane, bisphenol A Polyglycidyl ether derived from polyhydric alcohols such as (condensation product of acetone and phenol), bisphenol F (condensate of phenol and formaldehyde), bisphenol hydride A or bisphenol hydride;
(Ii) Produced by reaction of an epoxy compound such as epichlorohydrin with an aliphatic or aromatic polycarboxylic acid such as succinic acid, glutaric acid, terephthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, or dimerized linoleic acid. Polyglycidyl ether of polycarboxylic acid;
(Iii) Epoxy olefinically unsaturated alicyclic compounds such as epoxy alicyclic ethers and esters;
(Iv) Epoxy resin containing an oxyalkylene group;
(V) A novolak type epoxy resin produced by reacting epihalohydrin (for example, epichlorohydrin) with a condensation product of an aldehyde and a monovalent or polyhydric phenol (for example, a phenol formaldehyde condensate);
(Vi) A modified resin obtained by modifying the epoxy resin with polysiloxane;
(Vii) A reaction product of a silicate-modified epoxy resin, for example, a tetraalkoxy orthosilicate or a partially condensed oligomer thereof as described in WO2009 / 019296 and an epoxy resin containing a hydroxyl group;
Also (viii) include mixtures thereof.
上記エポキシ樹脂は、好ましくは、１００〜３，０００、より好ましくは１６０〜１，０００ｇ／ｅｑ、さらにより好ましくは１６０〜５００ｇ／ｅｑの範囲のエポキシ当量を有する。 The epoxy resin preferably has an epoxy equivalent in the range of 100 to 3,000, more preferably 160 to 1,000 g / eq, and even more preferably 160 to 500 g / eq.
エポキシ樹脂は、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、膨張性コーティング組成物中に、５〜５０質量％、より好ましくは１５〜３５質量％の範囲内で存在することができる。 The epoxy resin is present in the expandable coating composition in the range of 5 to 50% by mass, more preferably 15 to 35% by mass, based on the total mass of the non-volatile components in the expandable coating composition. Can be done.
チャー形成補助剤
チャー形成補助剤は、膨張性コーティング組成物により形成される塗膜が火に曝されたときにチャーの形成を促進するためのものである。一般的にルイス酸はチャーを形成する補助機能を果たすと考えられており、具体的にはリン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、リン酸等のリン含有化合物が使用される。リン含有化合物の中でも、リン酸またはポリリン酸のアンモニウム塩であるリン酸アンモニウム化合物が好ましく、ポリリン酸アンモニウムがより好ましい。本発明では、リン含有化合物の代わりにまたはリン含有化合物に加えて、他のチャー形成補助剤を使用することも可能である。例えばポリリン酸アンモニウムとトリス−（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート（ＴＨＥＩＣ）の組み合わせはその一例である。Char-forming aid The char-forming aid is for promoting the formation of char when the coating film formed by the expansive coating composition is exposed to fire. Lewis acid is generally considered to play an auxiliary function of forming char, and specifically, phosphorus-containing compounds such as ammonium phosphate, ammonium polyphosphate, and phosphoric acid are used. Among the phosphorus-containing compounds, an ammonium phosphate compound which is an ammonium salt of phosphoric acid or polyphosphoric acid is preferable, and ammonium polyphosphate is more preferable. In the present invention, it is also possible to use other char formation aids in place of or in addition to the phosphorus-containing compounds. For example, the combination of ammonium polyphosphate and tris- (2-hydroxyethyl) isocyanurate (THEIC) is one example.
上記チャー形成補助剤は、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、膨張性コーティング組成物中に１０〜７０質量％、より好ましくは２０〜４５質量の量で存在することができる。 The char forming aid is present in the expandable coating composition in an amount of 10 to 70% by mass, more preferably 20 to 45% by mass, based on the total mass of the non-volatile components in the expandable coating composition. Can be done.
本発明において膨張性コーティング組成物は、フェナルカマイド化合物、エポキシ樹脂及びチャー形成補助剤を必須成分として含むものであり、これら成分の含有量は膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、ファナルカマイド化合物が１〜３０質量％、エポキシ樹脂が５〜５０質量％、及びチャー形成補助剤が１０〜７０質量％の範囲内にあることが好適である。 In the present invention, the expandable coating composition contains a phenalcamide compound, an epoxy resin and a char forming aid as essential components, and the content of these components is based on the total mass of the non-volatile components in the expandable coating composition. It is preferable that the fanalcamide compound is in the range of 1 to 30% by mass, the epoxy resin is in the range of 5 to 50% by mass, and the char forming aid is in the range of 10 to 70% by mass.
本発明の膨張性コーティング組成物は、さらに、炭素源、難燃剤、発泡剤、無機化合物、増粘剤、触媒、熱可塑性ポリマーの各々を１又は複数含むことができる。 The expandable coating composition of the present invention may further contain one or more of each of a carbon source, a flame retardant, a foaming agent, an inorganic compound, a thickener, a catalyst, and a thermoplastic polymer.
炭素源
膨張性コーティング組成物は、任意に、炭素源を含有することができる。炭素源の例としては、炭化水素樹脂を含む任意の有機樹脂、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ポリビニルアルコール、デンプン、セルロース粉末等が挙げられる。Carbon Source The expansive coating composition can optionally contain a carbon source. Examples of the carbon source include any organic resin including a hydrocarbon resin, pentaerythritol, dipentaerythritol, polyvinyl alcohol, starch, cellulose powder and the like.
また、本発明では炭素源として（メタ）アクリレート官能性化合物を含有することが、平常時の硬化性の点から適している。適切な（メタ）アクリレート官能性化合物の例は、エポキシアクリレート、ポリオールアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリエステルアクリレート、メラミン樹脂アクリレート、ポリアミドアクリレート、ペンダントアクリル基を有するアクリルポリマー、シリコーンアクリレート、ヘキサンジオールから誘導されたウレタンアクリレート、ジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート等が挙げられる。 Further, in the present invention, it is suitable to contain a (meth) acrylate functional compound as a carbon source from the viewpoint of curability in normal times. Examples of suitable (meth) acrylate functional compounds were derived from epoxy acrylates, polyol acrylates, polyether acrylates, polyester acrylates, melamine resin acrylates, polyamide acrylates, acrylic polymers with pendant acrylic groups, silicone acrylates, hexanediols. Examples thereof include urethane acrylate, diacrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, and ditrimethylolpropane tetraacrylate.
炭素源は、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、膨張性コーティング組成物中に好ましくは２０質量％以下、より好ましくは５〜１５質量％の量で存在することができる。
特に、炭素源として（メタ）アクリレート官能性化合物を使用する場合、その場合の量としては、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、膨張性コーティング組成物中に１０質量％以下、より好ましくは６質量％以下の範囲内で存在することができる。The carbon source may be present in the expandable coating composition in an amount of preferably 20% by mass or less, more preferably 5 to 15% by mass, based on the total mass of the non-volatile components in the expandable coating composition. can.
In particular, when a (meth) acrylate functional compound is used as the carbon source, the amount in that case is 10 mass in the expandable coating composition based on the total mass of the non-volatile components in the expandable coating composition. It can be present in the range of% or less, more preferably 6% by mass or less.
難燃剤
膨張性コーティング組成物は、任意に、難燃剤を含有することができる。難燃剤としては、ホウ酸、ホウ酸亜鉛等のホウ酸塩類；水酸化アルミニウム，水酸化マグネシウム，水酸化カルシウム，塩素化パラフィン，リン酸エステル系可塑剤等が挙げられる。
難燃剤は、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、コーティング組成中に好ましくは２５質量％以下、より好ましくは５〜２０質量％の範囲で存在することができる。Flame Retardant The expansive coating composition can optionally contain a flame retardant. Examples of the flame retardant include borates such as boric acid and zinc borate; aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, chlorinated paraffin, and phosphate ester plasticizers.
The flame retardant can be present in the coating composition in the range of preferably 25% by mass or less, more preferably 5 to 20% by mass, based on the total mass of the non-volatile components in the expandable coating composition.
発泡剤
本発明において膨張性コーティング組成物は、任意に、発泡剤（spumific）を含有することができる。発泡剤とは、熱（通常は火）に暴露されると、分解して膨張ガスを提供する１つ以上の化合物である。発泡剤が分解し、ガスを発生するのに十分な熱は、通常約９０℃以上である。Foaming Agent In the present invention, the expansive coating composition may optionally contain a foaming agent (spumific). A foaming agent is one or more compounds that, when exposed to heat (usually fire), decompose to provide an expanding gas. The heat sufficient for the foaming agent to decompose and generate gas is usually about 90 ° C. or higher.
発泡剤がガスを放出する温度としては、有機ポリマーが軟らかくなる温度で、且つチャーが形成される温度よりも低い温度であることが望ましい。このようにして形成された熱膨張性コーティング組成物は十分に発泡してからチャーを形成、より良好な断熱体となることができる。 It is desirable that the temperature at which the foaming agent releases the gas is a temperature at which the organic polymer becomes soft and a temperature lower than the temperature at which the char is formed. The heat-expandable coating composition thus formed can be sufficiently foamed before forming chars, resulting in a better insulating body.
発泡剤としてはメラミン、メラミンホルムアルデヒド、メチロール化メラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、メラミンモノホスフェート、メラミンジ燐酸、メラミンポリ燐酸ホスフェート、メラミンピロ燐酸、メラミンシアヌレート、尿素、ニトロウレア、ジメチル尿素、ジシアンジアミド、グアニル尿素ホスフェート、グリシン、アミンリン酸塩、アゾジカルボンアミド、４，４´−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、ｐ−トルエンヒドラジド、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、５−フェニルテトラゾール、ジアゾアミノベンゼン等が使用可能である。上記化合物は、熱に暴露されると分解し、窒素ガスを放出する。また、ホウ酸アンモニウム、炭酸カリウム、クエン酸誘導体など、熱に曝されると二酸化炭素、水蒸気および/またはアンモニアを放出する化合物、膨張性グラファイトも発泡剤として使用することができる。 Effervescent agents include melamine, melamine formaldehyde, methylolated melamine, hexamethoxymethylmelamine, melamine monophosphate, melamine diphosphate, melamine polyphosphate phosphate, melamine pyrophosphate, melamine cyanurate, urea, nitrourea, dimethylurea, dicyandiamide, guanylurea phosphate, Glycine, amine phosphate, azodicarboxylic amide, 4,4'-oxybis (benzenesulfonyl hydrazide), p-toluene hydrazide, p-toluenesulfonyl semicarbazide, dinitrosopentamethylenetetramine, 5-phenyltetrazole, diazoaminobenzene, etc. are used. It is possible. The compounds decompose when exposed to heat and release nitrogen gas. In addition, compounds that release carbon dioxide, water vapor and / or ammonia when exposed to heat, such as ammonium borate, potassium carbonate, and citric acid derivatives, and expansive graphite can also be used as foaming agents.
好ましい発泡剤は、メラミンまたはその誘導体であることができ、単独でまたは組み合わせて使用される。 Preferred foaming agents can be melamine or derivatives thereof and are used alone or in combination.
本発明コーティング組成物が発泡剤を使用する場合、その量は、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは５〜２５質量％の範囲内で存在することができる。 When the coating composition of the present invention uses a foaming agent, the amount thereof is preferably 30% by mass or less, more preferably 5 to 25% by mass, based on the total mass of the non-volatile components in the expandable coating composition. Can exist within range.
無機化合物
本発明の膨張性コーティング組成物は無機化合物を含むことが適している。無機化合物は上記の難燃剤であるものを除く。該無機化合物としては、例えば、二酸化チタン（白色顔料）、カーボンブラック等の有色顔料；バライト、タルク、炭酸カルシウム、カオリン、クレー等のフィラー顔料；並びに繊維等が挙げられる。Inorganic Compounds The expansive coating composition of the present invention is suitable to contain an inorganic compound. Inorganic compounds exclude those that are the above flame retardants. Examples of the inorganic compound include colored pigments such as titanium dioxide (white pigment) and carbon black; filler pigments such as barite, talc, calcium carbonate, kaolin and clay; and fibers.
上記繊維としては、
炭化ケイ素繊維、炭化ホウ素繊維、炭化ニオブ繊維などの炭化物繊維；
窒化ケイ素繊維等の窒化物繊維；
ホウ素繊維、ホウ化物繊維等のホウ素含有繊維；
ガラス繊維、アルミナ−ホウ素−シリカ繊維、Ｅガラス（無アルカリのアルモボロシリカート（alumoborosilicate））繊維、Ｃガラス（無アルカリ又は低アルカリのソーダ石灰アルモボロシリカート）繊維、Ａガラス（アルカリソーダ石灰ケイ酸塩）繊維、Ｓガラス繊維、ＣＥＭＦＩＬガラス繊維、ＡＲＧガラス繊維、鉱物ガラス繊維、無アルカリマグネシアアルモシリカート繊維、石英繊維、ケイ酸繊維、シリカ繊維、高シリカ繊維、アルミナ高シリカ繊維、アルモシリカート繊維、ケイ酸アルミニウム繊維、マグネシアアルモシリカート繊維、ホウケイ酸ソーダ繊維、ケイ酸ソーダ繊維、ポリカルボシラン繊維、ポリチタノカルボシラン繊維、ポリシラザン繊維、ヒドリドポリシラザン繊維、トベルモライト（tobermorite）繊維、ケイ酸サマリウム繊維、珪灰石繊維、ケイ酸アルミニウムカリウム繊維などのケイ素含有繊維；
鉄繊維、アルミニウム繊維、スチール繊維、鉄繊維、亜鉛繊維などの金属繊維；
ポリフェニレンスルファイド繊維などの有機繊維；
炭素繊維、グラファイト繊維、スラグウール繊維、チャーコール繊維など炭素含有繊維；
ロックウール繊維、玄武岩ロックウール繊維等のロックウール繊維；などが挙げられる。As the above fiber,
Carbide fibers such as silicon carbide fibers, boron carbide fibers, niobium carbide fibers;
Nitride fibers such as silicon nitride fibers;
Boron-containing fibers such as boron fibers and boride fibers;
Glass fiber, alumina-boron-silica fiber, E glass (non-alkali alumoborosilicate) fiber, C glass (non-alkali or low alkali soda lime almoboro silicate) fiber, A glass (alkali soda lime) Sirate) fiber, S glass fiber, CEMFIL glass fiber, ARG glass fiber, mineral glass fiber, non-alkali magnesia armosilate fiber, quartz fiber, silicate fiber, silica fiber, high silica fiber, alumina high silica fiber, al Mosiart fiber, aluminum silicate fiber, magnesia almosilate fiber, sodium borosilicate fiber, sodium silicate fiber, polycarbosilane fiber, polytitanocarbosilane fiber, polysilazane fiber, hydride polysilazane fiber, tobermorite Silicon-containing fibers such as fibers, samarium silicate fibers, silicate stone fibers, potassium aluminum silicate fibers;
Metallic fibers such as iron fiber, aluminum fiber, steel fiber, iron fiber, zinc fiber;
Organic fibers such as polyphenylene sulfide fibers;
Carbon-containing fibers such as carbon fiber, graphite fiber, slag wool fiber, charcoal fiber;
Rock wool fibers such as rock wool fibers and basalt rock wool fibers; and the like.
本発明ではチャー強度の点から、繊維はケイ素含有繊維と炭素含有繊維の組み合わせが好ましい。
上記繊維は、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、膨張性コーティング組成物中に好ましくは１０質量％以下、より好ましくは０．１〜５質量％の範囲内で存在することができる。
無機化合物は、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、膨張性コーティング組成中に好ましくは１０質量％以下、より好ましくは０．１〜７質量％の範囲で存在することができる。In the present invention, the fiber is preferably a combination of a silicon-containing fiber and a carbon-containing fiber from the viewpoint of char strength.
The fibers are present in the expandable coating composition in the range of preferably 10% by mass or less, more preferably 0.1 to 5% by mass, based on the total mass of the non-volatile components in the expandable coating composition. can do.
The inorganic compound is preferably present in the expandable coating composition in the range of preferably 10% by mass or less, more preferably 0.1 to 7% by mass, based on the total mass of the non-volatile components in the expandable coating composition. Can be done.
増粘剤
増粘剤としては、特に制限されるものではないが、具体的には、微粒子シリカ、ベントナイト粘土、硬化ヒマシ油、及びポリアミドワックス等が挙げられる。Thickener The thickener is not particularly limited, and specific examples thereof include fine particle silica, bentonite clay, hardened castor oil, and polyamide wax.
増粘剤として、微粒子シリカ、より詳細には非晶質の微粒子シリカが好適である。微粒子シリカは、膨張性コーティング組成物の密度を低下させるのを助ける。好適な微粒子シリカの例としては、例えば、ヒュームドシリカ、アークシリカ、沈降シリカおよび他のコロイド状シリカが挙げられ、好ましくはヒュームドシリカの粒子である。さらに好ましいヒュームドシリカとしては表面処理されたシリカ、例えばジメチルジクロロシランまたはヘキサメチルジシラザンで処理されたシリカである。さらにより好ましくは、ポリジメチルシロキサン油処理された非晶質のヒュームドシリカ粒子である。 As the thickener, fine particle silica, more specifically amorphous fine particle silica, is suitable. Fine particle silica helps reduce the density of the expansive coating composition. Examples of suitable fine particle silica include, for example, fumed silica, arc silica, precipitated silica and other colloidal silica, preferably fumed silica particles. More preferred fumed silica is surface-treated silica, such as dimethyldichlorosilane or hexamethyldisilazane-treated silica. Even more preferred are amorphous fumed silica particles treated with polydimethylsiloxane oil.
増粘剤は、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、膨張性コーティング組成物中に好ましくは１０質量％以下、より好ましくは０．１〜５質量％の量で存在することができる The thickener is present in the expandable coating composition in an amount of preferably 10% by mass or less, more preferably 0.1 to 5% by mass, based on the total mass of the non-volatile components in the expandable coating composition. can do
触媒
触媒は、エポキシ樹脂及びフェナルカマイド化合物との硬化反応を促進するよう作用する化合物である。Catalyst The catalyst is a compound that acts to promote the curing reaction with the epoxy resin and the phenylcamide compound.
エポキシ樹脂と硬化剤との間の硬化反応を促進する触媒の例としては、以下のアルコール化合物、フェノール化合物、カルボン酸化合物、スルホン酸化合物、アミン化合物、およびこれらの化合物の塩が挙げられる。 Examples of catalysts that promote the curing reaction between the epoxy resin and the curing agent include the following alcohol compounds, phenol compounds, carboxylic acid compounds, sulfonic acid compounds, amine compounds, and salts of these compounds.
アルコール化合物としては、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、ｔ−ブタノール、ベンジルアルコール、フルフリルアルコールなどのアルキルアルコール、プロパンジオール、ブタンジオール、グリセリン等が挙げられる。 Examples of the alcohol compound include alkyl alcohols such as ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, t-butanol, benzyl alcohol and furfuryl alcohol, propanediol, butanediol and glycerin.
フェノール化合物としては、フェノール、２−ニトロフェノール、４−ニトロフェノール、２，４−ジニトロフェノール、２，４，６−トリニトロフェノール、４−シアノフェノール、ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、４−エチルフェノール、４−イソプロピルフェノール、２，４−ジメチルフェノール、３，５−ジメチルフェノール、ノニルフェノール、オイゲノール、イソオイゲノール、カルダノールおよび他のアルキル化フェノール、２，２´−ジヒドロキシビフェニル、４，４´−ジヒドロキシビフェニル、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、カテコール、４−ｔ−ブチルカテコール、レゾルシノール、４−ヘキシルレゾルシノール、オルシノール、ヒドロキノン、ナフタレンジオール、アントラセンジオール、ビフェニレンジオール及び他の置換二価フェノール、フロログルシノール、フロログルシン等が挙げられる。 Examples of phenol compounds include phenol, 2-nitrophenol, 4-nitrophenol, 2,4-dinitrophenol, 2,4,6-trinitrophenol, 4-cyanophenol, o-cresol, m-cresol, and p-cresol. , 4-ethylphenol, 4-isopropylphenol, 2,4-dimethylphenol, 3,5-dimethylphenol, nonylphenol, eugenol, isoeugenol, cardanol and other alkylated phenols, 2,2'-dihydroxybiphenyl, 4, 4'-Dihydroxybiphenyl, bisphenol A, bisphenol F, catechol, 4-t-butylcatechol, resorcinol, 4-hexylresorcinol, orcinol, hydroquinone, naphthalenediol, anthracenediol, biphenylenediol and other substituted dihydric phenols, florog Examples thereof include lucinol and fluoroglusin.
カルボン酸化合物としては、酢酸、プロピオン酸、酪酸、乳酸、フェニル酢酸、マロン酸、シュウ酸、マレイン酸、フマル酸、安息香酸、サリチル酸、４−ニトロ安息香酸
スルホン酸化合物としては、メタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、４−ドデシルベンゼンスルホン酸および他の芳香族スルホン酸、ナフタレンジスルホン酸、ジノニルナフタレンジスルホン酸等が挙げられる。Carous acid compounds include acetic acid, propionic acid, butyric acid, lactic acid, phenylacetic acid, malonic acid, oxalic acid, maleic acid, fumaric acid, benzoic acid, salicylic acid, 4-nitrobenzoic acid. Examples thereof include p-toluene sulfonic acid, 4-dodecylbenzene sulfonic acid and other aromatic sulfonic acids, naphthalenedi sulfonic acid, dinonyl naphthalenedi sulfonic acid and the like.
アミン化合物としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ペンタエチレンヘキサミン、トリメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン類；ヘキサメチレンテトラミン、メチレンジアミンのような脂肪族３級アミン、Ｎ−メチルピペリジンおよびＮ、Ｎ´−ジメチルピペラジンのような脂環式３級アミン、ベンジルジメチルアミン、ジメチルアミノメチルフェノール、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノールなどの芳香族３級アミン、トリエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジメチルアミノエタノール等のヒドロキシ第３級アミン等が挙げられる。 Examples of the amine compound include aliphatic diamines such as ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, pentaethylenehexamine, trimethylenediamine, hexamethylenediamine and tetramethylenediamine; and aliphatic tertiary amines such as hexamethylenetetramine and methylenediamine. Alicyclic tertiary amines such as N-methylpiperidin and N, N'-dimethylpiperazine, aromatic tertiary amines such as benzyldimethylamine, dimethylaminomethylphenol, tris (dimethylaminomethyl) phenol, triethanolamine, Examples thereof include hydroxy tertiary amines such as triisopropanolamine and dimethylaminoethanol.
上記触媒は、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、コーティング組成物中に、好ましくは５質量％以下、より好ましくは０．１〜２質量％の範囲内で存在することができる。 The catalyst is present in the coating composition in the range of preferably 5% by mass or less, more preferably 0.1 to 2% by mass, based on the total mass of the non-volatile components in the expandable coating composition. be able to.
熱可塑性ポリマー
本発明では、チャーの耐火性、本発明組成物から形成される硬化塗膜の柔軟性、低温ヒビワレ性の抑制の観点から、熱可塑性ポリマーを含むことが適している。本発明において熱可塑性ポリマーとはガラス転移温度又は融点まで加熱することによって軟化するポリマーである。数平均分子量としては３００〜６０００の範囲内がよい。
本明細書において、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフで測定したクロマトグラムから標準ポリスチレンの分子量を基準にして算出した値である。ゲルパーミエーションクロマトグラフは、「ＨＬＣ８１２０ＧＰＣ」（東ソー社製）を使用した。カラムとしては、「ＴＳＫｇｅｌ Ｇ−４０００ＨＸＬ」、「ＴＳＫｇｅｌ Ｇ−３０００ＨＸＬ」、「ＴＳＫｇｅｌ Ｇ−２５００ＨＸＬ」、「ＴＳＫｇｅｌ Ｇ−２０００ＨＸＬ」（いずれも東ソー（株）社製、商品名）の４本を用い、移動相；テトラヒドロフラン、測定温度；４０℃、流速；１ｃｃ／分、検出器；ＲＩの条件で行った。Thermoplastic Polymer In the present invention, it is suitable to include a thermoplastic polymer from the viewpoints of fire resistance of char, flexibility of a cured coating film formed from the composition of the present invention, and suppression of low temperature cracking property. In the present invention, the thermoplastic polymer is a polymer that softens by heating to the glass transition temperature or the melting point. The number average molecular weight is preferably in the range of 300 to 6000.
In the present specification, the number average molecular weight is a value calculated from a chromatogram measured by a gel permeation chromatograph based on the molecular weight of standard polystyrene. As the gel permeation chromatograph, "HLC8120GPC" (manufactured by Tosoh Corporation) was used. As columns, four columns, "TSKgel G-4000HXL", "TSKgel G-3000HXL", "TSKgel G-2500HXL", and "TSKgel G-2000HXL" (all manufactured by Tosoh Corporation, trade name) were used. Mobile phase; tetrahydrofuran, measurement temperature; 40 ° C., flow rate; 1 cc / min, detector; RI conditions.
適切な熱可塑性ポリマーの例には、以下のもののいずれかが単独または組み合わせて含まれる。ビニル樹脂（例えば、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、ジクロロエテン、ブテン、１，３−ブタジエン、プロペン、プロピルジエン、ヘキセン、ヘキサジエン、ヘキサトリエン、アクリロニトリル、スチレン、酢酸ビニル、ビニルアルコール）、例えばエチレン／アクリル酸コポリマー、ポリプロピレンおよびアクリロニトリルブタジエンスチレンコポリマー、ポリエチレン（低密度および／または線状低密度）；ポリオキシメチレン；ポリエステル；ポリエーテル−アミン、及びエチレン／酢酸ビニル共重合体等が挙げられ、特にポリエーテル−アミンが好ましい。ポリエーテル−アミンは、１分子中に少なくとも２個、好ましくは２〜７０個のポリオキシアルキレンを有するモノアミン又はポリアミンである。前記ポリオキシアルキレンとしては、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、オキシエチレンとオキシプロピレンがブロック状又はランダムに付加したポリオキシアルキレンが好適である。前記熱可塑性ポリマーは、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、膨張性コーティング組成物中に１〜３０質量％、より好ましくは５〜２５質量％の範囲内で存在することができる。 Examples of suitable thermoplastic polymers include any of the following alone or in combination: Vinyl resins (eg ethylene, propylene, vinyl chloride, dichloroethane, butene, 1,3-butadiene, propene, propyldiene, hexene, hexadiene, hexatriene, acrylonitrile, styrene, vinyl acetate, vinyl alcohol), such as ethylene / acrylic. Acid copolymers, polypropylene and acrylonitrile butadiene styrene copolymers, polyethylene (low density and / or linear low density); polyoxymethylene; polyesters; polyether-amine, ethylene / vinyl acetate copolymers and the like, and in particular polyether -Amine is preferred. The polyether-amine is a monoamine or polyamine having at least 2, preferably 2 to 70 polyoxyalkylenes in one molecule. As the polyoxyalkylene, polyoxyethylene, polyoxypropylene, and polyoxyalkylene in which oxyethylene and oxypropylene are added in a block shape or at random are suitable. The thermoplastic polymer is present in the expandable coating composition in the range of 1 to 30% by mass, more preferably 5 to 25% by mass, based on the total mass of the non-volatile components in the expandable coating composition. be able to.
本発明の膨張性コーティング組成物は、他の成分、例えば、１種以上の可塑剤、顔料分散剤、有機溶剤、溶融粘度を変えるための添加剤（硬化ヒマシ油など）、ガラス粒子、中空ガラス粒子、レオロジー調整剤、抗菌剤、アンチモン、低密度充填剤、吸熱性充填剤、フラックス助剤、レベリング剤、官能基を含んでいてもいなくてもよい１種以上の有機樹脂／ポリマー（上記のエポキシ樹脂、炭素源、熱可塑性ポリマーを除く）、ポリアミドアミン等の硬化剤を任意選択で含むことができるが、これらに限定されない。 The expansive coating composition of the present invention comprises other components such as one or more plasticizers, pigment dispersants, organic solvents, additives for changing melt viscosity (such as hardened castor oil), glass particles, hollow glass. One or more organic resins / polymers that may or may not contain particles, rheology modifiers, antibacterial agents, antimonies, low density fillers, heat absorbent fillers, flux aids, leveling agents, functional groups (above Hardeners such as epoxy resins, carbon sources, thermoplastic polymers), polyamide amines and the like can be optionally included, but are not limited thereto.
本発明の膨張性コーティング組成物の塗料形態は特に制限されないが、エポキシ樹脂を含む主剤（Ｉ）とフェナルカマイド化合物を含む硬化剤（ＩＩ）とを使用直前に混合して使用する多成分系の組成物であることが好適である。言い換えると、本発明は、エポキシ樹脂を含む主剤（Ｉ）とフェナルカマイド化合物を含む硬化剤（ＩＩ）とを備えた膨張性コーティングを製造するための系（system）を包含する。 The coating form of the expandable coating composition of the present invention is not particularly limited, but a multi-component composition in which the main agent (I) containing an epoxy resin and the curing agent (II) containing a phenylcamide compound are mixed immediately before use. It is preferable that it is a thing. In other words, the present invention includes a system for producing an expansive coating comprising a main agent (I) containing an epoxy resin and a curing agent (II) containing a phenylcamide compound.
塗料形態が多成分系である場合において、エポキシ樹脂及びフェナルカマイド化合物以外の成分は、主剤及び硬化剤のいずれに含まれていてもよいが、塗装作業性及び両者の混合容易性の観点から、上記増粘剤が主剤（Ｉ）及び／又は硬化剤（ＩＩ）に含まれていることが好適である。 When the coating form is a multi-component system, components other than the epoxy resin and the phenylcamide compound may be contained in either the main agent or the curing agent, but from the viewpoint of coating workability and ease of mixing both, the above It is preferable that the thickener is contained in the main agent (I) and / or the curing agent (II).
本発明はさらに、基材表面に、上記膨張性コーティング組成物を塗装することを含む、基材の塗装方法に関する。
本発明はさらに、基材表面に、上記膨張性コーティング組成物を塗装することを含む、火炎又は熱から構造物を保護する方法に関する。The present invention further relates to a method for coating a substrate, which comprises coating the surface of the substrate with the expansive coating composition.
The present invention further relates to a method of protecting a structure from flames or heat, including coating the surface of a substrate with the expansive coating composition.
本発明において、膨張性コーティングの層の乾燥フィルムの厚さは、用途に応じて適宜選択することができる。典型的には、セルロース系の耐火用途（例えばオフィスビルなどの建築物に適用）の場合、１００μｍ〜８ｍｍ、好ましくは２００μｍ〜４ｍｍである。ハイドロカーボン系の耐火用途（例えば、石油・ガス施設などに適用）の場合は、典型的には５００μｍ〜５０ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜２５ｍｍである。乾燥フィルムの厚さは、Ｅｌｃｏｍｅｔｅｒ ４５６コーティング厚さゲージを用いて測定することができる。 In the present invention, the thickness of the dry film of the expansion coating layer can be appropriately selected depending on the application. Typically, for cellulosic fireproof applications (for example, applied to buildings such as office buildings), it is 100 μm to 8 mm, preferably 200 μm to 4 mm. In the case of hydrocarbon-based fireproof applications (for example, applied to oil and gas facilities), it is typically 500 μm to 50 mm, preferably 1 mm to 25 mm. The thickness of the dry film can be measured using the Elcometer 456 coating thickness gauge.
本発明の膨張性コーティング組成物を塗装する場合、例えば腐食から基材を保護するために、基材に直接塗装することができ、別のプライマー塗料の使用を省略できる。また、本発明の膨張性コーティング組成物により形成されたコーティングは良好な保護特性および審美的外観を有することができるので、外観を改善し、及び／又は大気中の風化の影響から膨張層を保護する。このため、別のトップコートによる上塗り塗装を省略することができる。本発明の膨張性コーティング組成物は、典型的には、適用されるとき液状である。 When the expansive coating composition of the present invention is applied, it can be applied directly to the substrate, for example to protect the substrate from corrosion, and the use of another primer coating can be omitted. Also, the coating formed by the expansive coating composition of the present invention can have good protective properties and an aesthetic appearance, thus improving the appearance and / or protecting the expansive layer from the effects of atmospheric weathering. do. Therefore, the topcoat coating with another top coat can be omitted. The expansive coating compositions of the present invention are typically liquid when applied.
本発明の膨張性コーティング組成物は、従来の方法、例えばエアレススプレー、注ぎ込み（金型で使用）、刷毛塗り又はコテによって塗装することができる。 The expansive coating composition of the present invention can be applied by conventional methods such as airless spraying, pouring (used in molds), brushing or ironing.
また膨張性コーティング組成物の粘度は、周囲温度でのプルーラル型エアレス塗装装置に必要な高剪断条件下で効果的な霧化および液滴形成を可能にするのに適している。しかしながら、塗装装置内で該膨張性コーティング組成物を５０〜６０℃の温度まで予熱し、粘度を低下させてもよい。 The viscosity of the expansive coating composition is also suitable to allow effective atomization and droplet formation under the high shear conditions required for prural airless coating equipment at ambient temperature. However, the expansive coating composition may be preheated to a temperature of 50-60 ° C. in the coating apparatus to reduce its viscosity.
本発明の膨張性コーティング組成物の下にプライマーを塗装する場合、エポキシアミン系プライマーを用いることが好ましい。プライマーの乾燥膜厚としては、例えば２５〜２５０μｍであることができる。 When coating a primer under the expansive coating composition of the present invention, it is preferable to use an epoxyamine-based primer. The dry film thickness of the primer can be, for example, 25 to 250 μm.
本発明の膨張性コーティング組成物は、周囲温度、例えば−５℃〜４０℃で硬化および／または乾燥することができる。よって、加熱硬化が実用的でない大きな構造物に適用するのに適している。あるいは、本発明の膨張性コーティング組成物は、所望の場合（例えば粘度を低下させる場合など）には、例えば４０℃又は５０℃〜１００℃程度の高温の温度で硬化及び／又は乾燥することができる。 The expansive coating composition of the present invention can be cured and / or dried at ambient temperatures such as −5 ° C. to 40 ° C. Therefore, it is suitable for application to large structures where heat curing is not practical. Alternatively, the expansive coating composition of the present invention may be cured and / or dried at a high temperature of, for example, 40 ° C. or 50 ° C. to 100 ° C., if desired (for example, to reduce the viscosity). can.
本発明の膨張性コーティング組成物は、全質量に対して、好ましくは少なくとも５０質量％、より好ましくは少なくとも８０質量％、最も好ましくは少なくとも８５質量％の固体含量を有することができる。 The expansive coating composition of the present invention can have a solid content of preferably at least 50% by mass, more preferably at least 80% by mass, and most preferably at least 85% by mass, based on total mass.
固体含量は、硬化時に放出されるものを除いて、不揮発成分の質量と揮発成分の質量を理論的に計算した値に基づくものであって、不揮発成分の質量と揮発成分の質量の合計に対する不揮発成分の質量で表される。 The solid content is based on the theoretically calculated mass of the non-volatile component and the mass of the volatile component, except for those released during curing, and is non-volatile with respect to the total mass of the non-volatile component and the mass of the volatile component. It is represented by the mass of the component.
本発明の膨張性コーティング組成物は、様々な基材に適用することができる。 The expandable coating composition of the present invention can be applied to various substrates.
基材の例としては、例えば、鋼、亜鉛メッキ鋼、アルミニウム等の金属；プラスチック、強化プラスチック等の有機基材；木材、コンクリート、ガラス等の無機基材などが挙げられ、特に金属基材が好適である。本発明の膨張性コーティング組成物から生成されるチャーは強度が高いために、例えばジェット火災などの炭化水素火災のように、高温、高熱流束、高速の火炎から構造物を保護するのに特に適している。したがって、本発明の膨張性コーティング組成物は、ジェット火災に曝されるような基材に適用することによってその効果を発揮することができる。 Examples of the base material include metals such as steel, zinc-plated steel and aluminum; organic base materials such as plastics and reinforced plastics; inorganic base materials such as wood, concrete and glass, and particularly metal base materials. Suitable. Due to the high strength of the char produced from the expansive coating composition of the present invention, it is particularly useful for protecting structures from high temperature, high heat flux, high speed flames, such as hydrocarbon fires such as jet fires. Is suitable. Therefore, the expansive coating composition of the present invention can exert its effect by being applied to a substrate exposed to a jet fire.
本発明の膨張性コーティング組成物は、基材を全体的または部分的にコーティングして、高熱またはジェット火災に対する基材保護を与えるためのコーティングとして使用することができる。組成物は、高熱またはジェット火災に曝される基材の面に少なくとも適用されてもよい。
本発明の膨張性コーティング組成物は、別個のトップコートを適用しなくても非常に耐久性がある。特に、本発明の膨張性コーティング組成物を塗装した鋼板を塩水噴霧曝露した後に火災試験を行った場合、優れた耐火性を発揮することが出来、石油・ガス用途向け規格であるＮＯＲＳＯＫ ＳＴＡＮＤＡＲＤ Ｍ−５０１（Ｅｄｉｔｉｏｎ６）の要件を満たし得る。The expandable coating composition of the present invention can be used as a coating for coating a substrate in whole or in part to provide substrate protection against high heat or jet fire. The composition may be applied at least to the surface of the substrate exposed to high heat or jet fire.
The expansive coating composition of the present invention is very durable without the application of a separate topcoat. In particular, when a fire test is conducted after exposing a steel sheet coated with the expandable coating composition of the present invention to a salt spray, excellent fire resistance can be exhibited, and NORSOK STANDARD M-, which is a standard for petroleum and gas applications, can be exhibited. The requirements of 501 (Edition 6) can be satisfied.
これは、本発明の膨張性コーティングはその上に別の塗料を塗装しなくても、鋼板表面に対して良好な耐腐食性および耐火性を付与するだけでなく、過酷な条件に晒されても十分な耐久性と良好な外観を維持することができることを意味する。 This is because the expansive coating of the present invention not only imparts good corrosion resistance and fire resistance to the surface of the steel sheet without applying another paint on it, but is also exposed to harsh conditions. It also means that it can maintain sufficient durability and good appearance.
本発明の膨張性コーティング組成物から形成される硬化塗膜は、塩分などの腐食性雰囲気に曝された後であっても、火災時に生成されるチャーは優れた耐火性能を発揮することができる。 The cured coating film formed from the expansive coating composition of the present invention can exhibit excellent fire resistance even after being exposed to a corrosive atmosphere such as salt. ..
本発明は、以下の態様も包含する。
（１）フェナルカマイド化合物、エポキシ樹脂、及びチャー形成補助剤を含む、膨張性コーティング組成物。
（２）フェナルカマイド化合物が、フェノール誘導体、アルデヒド、ポリアミンおよび脂肪酸の反応生成物である、（１）に記載の膨張性コーティング組成物。
（３）エポキシ樹脂が、ビスフェノール型エポキシ樹脂である、（１）又は（２）に記載の膨張性コーティング組成物。
（４）チャー形成補助剤が、リン酸アンモニウム化合物である、（１）〜（３）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
（５）チャー形成補助剤が、ポリリン酸アンモニウム化合物である、（１）〜（３）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
（６）コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、１〜３０質量％のフェナルカマイド化合物を含む、（１）〜（５）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
（７）コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、５〜２５質量％のフェナルカマイド化合物を含む、（１）〜（５）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
（８）コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、５〜５０質量％のエポキシ樹脂を含む、（１）〜（７）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
（９）コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、１５〜３５質量％のエポキシ樹脂を含む、（１）〜（７）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。The present invention also includes the following aspects.
(1) An expansive coating composition containing a phenylcamide compound, an epoxy resin, and a char forming aid.
(2) The swellable coating composition according to (1), wherein the phenylcamide compound is a reaction product of a phenol derivative, an aldehyde, a polyamine and a fatty acid.
(3) The expandable coating composition according to (1) or (2), wherein the epoxy resin is a bisphenol type epoxy resin.
(4) The expandable coating composition according to any one of (1) to (3), wherein the char forming aid is an ammonium phosphate compound.
(5) The swellable coating composition according to any one of (1) to (3), wherein the char forming aid is an ammonium polyphosphate compound.
(6) The expandable coating composition according to any one of (1) to (5), which contains 1 to 30% by mass of a phenylcamide compound based on the total mass of the non-volatile components in the coating composition.
(7) The expandable coating composition according to any one of (1) to (5), which contains 5 to 25% by mass of a phenylcamide compound based on the total mass of the non-volatile components in the coating composition.
(8) The expandable coating composition according to any one of (1) to (7), which contains 5 to 50% by mass of an epoxy resin based on the total mass of the non-volatile components in the coating composition.
(9) The expandable coating composition according to any one of (1) to (7), which contains 15 to 35% by mass of an epoxy resin based on the total mass of the non-volatile components in the coating composition.
（１０）コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、１０〜７０質量％のチャー形成補助剤を含む、（１）〜（９）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
（１１）コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、２０〜４５質量％のチャー形成補助剤を含む、（１）〜（１０）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
（１２）コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、１〜３０質量％のフェナルカマイド化合物、５〜５０質量％のエポキシ樹脂、及び１０〜７０質量％のチャー形成補助剤を含む、（１）〜（５）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
（１３）炭素源をさらに含む、（１）〜（１２）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
（１４）炭素源が、有機樹脂、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、ポリビニルアルコール、デンプン及びセルロース粉末のうちの１つ又は複数である（１３）に記載の膨張性コーティング組成物。
（１５）炭素源が、エポキシアクリレート、ポリオールアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリエステルアクリレート、メラミン樹脂アクリレート、ポリアミドアクリレート、ペンダントアクリル基を有するアクリルポリマー、シリコーンアクリレート、ヘキサンジオールから誘導されたウレタンアクリレート、ジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、及びジトリメチロールプロパンテトラアクリレートからなる群から選択される一つ又は複数である（メタ）アクリレート官能性化合物である（１３）に記載の膨張性コーティング組成物。
（１６）炭素源は、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、膨張性コーティング組成物中に２０質量％以下の量で存在する（１３）〜（１５）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。(10) The expansive coating composition according to any one of (1) to (9), which contains 10 to 70% by mass of a char forming aid based on the total mass of the non-volatile components in the coating composition. thing.
(11) The expansive coating composition according to any one of (1) to (10), which contains 20 to 45% by mass of a char forming aid based on the total mass of the non-volatile components in the coating composition. thing.
(12) Containing 1 to 30% by mass of a phenalcamide compound, 5 to 50% by mass of an epoxy resin, and 10 to 70% by mass of a char forming aid based on the total mass of the non-volatile components in the coating composition. The expandable coating composition according to any one of (1) to (5).
(13) The expandable coating composition according to any one of (1) to (12), further comprising a carbon source.
(14) The expansive coating composition according to (13), wherein the carbon source is one or more of an organic resin, pentaerythritol, dipentaerythritol, polyvinyl alcohol, starch and cellulose powder.
(15) Acrylate acrylate, silicone acrylate, urethane acrylate, diacrylate, whose carbon source is epoxy acrylate, polyol acrylate, polyether acrylate, polyester acrylate, melamine resin acrylate, polyamide acrylate, acrylic polymer having a pendant acrylic group, silicone acrylate, hexanediol, The expansive coating composition according to (13), which is one or more (meth) acrylate functional compounds selected from the group consisting of trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol triacrylate, and ditrimethylolpropanetetraacrylate. ..
(16) The carbon source is any one of (13) to (15) present in the expandable coating composition in an amount of 20% by mass or less based on the total mass of the non-volatile components in the expandable coating composition. The expandable coating composition according to
（１７）炭素源は、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、膨張性コーティング組成物中に５〜１５質量％の量で存在する（１３）〜（１６）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
（１８）発泡剤をさらに含む、（１）〜（１７）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
（１９）発泡剤が、メラミン、メラミンホルムアルデヒド、メチロール化メラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、メラミンモノホスフェート、メラミンジ燐酸、メラミンポリ燐酸ホスフェート、及びメラミンピロ燐酸からなる群から選択される一つ又は複数である（１８）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
（２０）発泡剤は、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、３０質量％以下の範囲内で存在する（１８）又は（１９）に記載の膨張性コーティング組成物。
（２１）発泡剤は、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、５〜２５質量％の範囲内で存在する（１８）又は（１９）に記載の膨張性コーティング組成物。
（２２）繊維をさらに含む、（１）〜（２１）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
（２３）繊維がケイ素含有繊維と炭素含有繊維の組み合わせである（２２）に記載の膨張性コーティング組成物。
（２４）繊維は、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、膨張性コーティング組成物中に１０質量％以下の範囲内で存在する（２２）又は（２３）に記載の膨張性コーティング組成物。
（２５）繊維は、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、膨張性コーティング組成物中に０．１〜５質量％の範囲内で存在する（２２）〜（２４）いずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。(17) The carbon source is any of (13) to (16) present in the expandable coating composition in an amount of 5 to 15% by mass based on the total mass of the non-volatile components in the expandable coating composition. The expansive coating composition according to
(18) The expandable coating composition according to any one of (1) to (17), further comprising a foaming agent.
(19) The effervescent agent is one or more selected from the group consisting of melamine, melamine formaldehyde, methylolated melamine, hexamethoxymethylmelamine, melamine monophosphate, melamine diphosphate, melamine polyphosphate phosphate, and melamine pyrophosphate ( The expandable coating composition according to any one of 18).
(20) The expandable coating composition according to (18) or (19), wherein the foaming agent exists within a range of 30% by mass or less based on the total mass of the non-volatile components in the expandable coating composition.
(21) The expandable coating composition according to (18) or (19), wherein the foaming agent exists in the range of 5 to 25% by mass based on the total mass of the non-volatile components in the expandable coating composition. ..
(22) The expandable coating composition according to any one of (1) to (21), further comprising fibers.
(23) The expandable coating composition according to (22), wherein the fiber is a combination of a silicon-containing fiber and a carbon-containing fiber.
(24) The fiber is present in the expandable coating composition within a range of 10% by mass or less based on the total mass of the non-volatile components in the expandable coating composition according to (22) or (23). Expandable coating composition.
(25) The fibers are present in the expandable coating composition in the range of 0.1 to 5% by mass based on the total mass of the non-volatile components in the expandable coating composition (22) to (24). The expandable coating composition according to any one of the following items.
（２６）増粘剤をさらに含む、（１）〜（２５）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
（２７）増粘剤は、微粒子シリカ、ベントナイト粘土、硬化ヒマシ油、及びポリアミドワックスからなる群から選択される一つ又は複数である（２６）に記載の膨張性コーティング組成物。
（２８）増粘剤は、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、膨張性コーティング組成物中に１０質量％以下の量で存在する（２６）又は（２７）に記載の膨張性コーティング組成物。
（２９）増粘剤は、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、膨張性コーティング組成物中に０．１〜５質量％の量で存在する（２６）〜（２８）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
（３０）触媒をさらに含む、（１）〜（２９）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
（３１）触媒が、アルコール化合物、フェノール化合物、カルボン酸化合物、スルホン酸化合物、アミン化合物、およびこれらの化合物の塩である（３０）に記載の膨張性コーティング組成物。
（３２）触媒は、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、コーティング組成物中に５質量％以下で存在する、（３０）又は（３１）に記載の膨張性コーティング組成物。
（３３）触媒は、膨張性コーティング組成物中の不揮発性成分の全質量を基準として、コーティング組成物中に０．１〜２質量％の範囲内で存在する（３０）〜（３２）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
（３４）熱可塑性ポリマーをさらに含む、（１）〜（３３）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
（３５）熱可塑性ポリマーがポリエーテル−アミンである（３４）に記載の膨張性コーティング組成物。(26) The expansive coating composition according to any one of (1) to (25), further comprising a thickener.
(27) The expandable coating composition according to (26), wherein the thickener is one or more selected from the group consisting of fine particle silica, bentonite clay, hardened castor oil, and polyamide wax.
(28) The thickener is present in the expandable coating composition in an amount of 10% by mass or less based on the total mass of the non-volatile components in the expandable coating composition according to (26) or (27). Expandable coating composition.
(29) The thickener is present in the expandable coating composition in an amount of 0.1 to 5% by mass based on the total mass of the non-volatile components in the expandable coating composition (26) to (28). ). The expandable coating composition according to any one of the above items.
(30) The expandable coating composition according to any one of (1) to (29), further comprising a catalyst.
(31) The expansive coating composition according to (30), wherein the catalyst is an alcohol compound, a phenol compound, a carboxylic acid compound, a sulfonic acid compound, an amine compound, and a salt of these compounds.
(32) The expansive coating composition according to (30) or (31), wherein the catalyst is present in the coating composition in an amount of 5% by mass or less based on the total mass of the non-volatile components in the expansive coating composition. thing.
(33) The catalyst is any of (30) to (32) present in the coating composition in the range of 0.1 to 2% by mass based on the total mass of the non-volatile components in the expandable coating composition. The expansive coating composition according to
(34) The expandable coating composition according to any one of (1) to (33), further comprising a thermoplastic polymer.
(35) The expansive coating composition according to (34), wherein the thermoplastic polymer is a polyether-amine.
（３６）エポキシ樹脂を含む主剤（Ｉ）と、フェナルカマイド化合物を含む硬化剤（II）を使用直前に混合する多成分系の組成物である、（１）〜（３５）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。
（３７）増粘剤が、主剤（Ｉ）及び／又は硬化剤（ＩＩ）に含まれる、（３６）に記載の膨張性コーティング組成物。
（３８）エポキシ樹脂を含む主剤（Ｉ）とフェナルカマイド化合物を含む硬化剤（ＩＩ）とを備えた膨張性コーティングを製造するための系（system）。
（３９）チャー形成補助剤をさらに含む（３８）に記載の系（system）。
（４０）基材表面に、（１）〜（３７）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物を塗装することを含む、基材の塗装方法。
（４１）基材表面に、（１）〜（３７）のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物を塗装することを含む、熱及び火災から構造物を保護する方法。
（４２）基材が金属基材である、（４０）又は（４１）に記載の方法。(36) In any one of (1) to (35), which is a multi-component composition in which the main agent (I) containing an epoxy resin and the curing agent (II) containing a phenylcamide compound are mixed immediately before use. The expansive coating composition according to the above.
(37) The swellable coating composition according to (36), wherein the thickener is contained in the main agent (I) and / or the curing agent (II).
(38) A system for producing an expansive coating comprising a main agent (I) containing an epoxy resin and a curing agent (II) containing a phenylcamide compound.
(39) The system according to (38), further comprising a char formation aid.
(40) A method for coating a base material, which comprises coating the surface of the base material with the expandable coating composition according to any one of (1) to (37).
(41) A method for protecting a structure from heat and fire, which comprises coating the surface of a base material with the expansive coating composition according to any one of (1) to (37).
(42) The method according to (40) or (41), wherein the base material is a metal base material.
本発明は、以下の実施例を参照して説明される。これらは、本発明を例示することを意図しているが、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。 The present invention will be described with reference to the following examples. These are intended to illustrate the invention, but should not be construed as limiting the scope of the invention.
試験例１
炉試験に使用する試験鋼体１〜４を作成するため、膨張性コーティング組成物１〜４を製造した。膨張性コーティング組成物１〜４の配合組成は下記の表１の通りである。Test Example 1
In order to prepare the
（注１）ｊＥＲ８２８：商品名、三菱ケミカル社製、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１９０
（注２）Ｃｈａｒｍｏｒ ＤＰ４０：商品名、Ｐｅｒｓｔｏｐ社製
（注３）Ｅｘｏｌｉｔ ＡＰ４２２：商品名、Ｃｌａｒｉａｎｔ社製
（注４）ＣＳ４０６：商品名、日東紡社製
（注５）Ｌｉｔｅ ３０２５：商品名、Ｃａｒｄｏｌｉｔｅ社製、活性水素当量１０３
（注６）Ｌｉｔｅ ３０４０：商品名、Ｃａｒｄｏｌｉｔｅ社製、活性水素当量１１８
（注７）Ｓｕｎｍｉｄｅ ７５：商品名、Ｅｖｏｎｉｋ社製、活性水素当量１１０
（注８）Ａｎｃａｍｉｄｅ ９０３ａ：商品名、Ｅｖｏｎｉｋ社製、活性水素当量１１０(Note 1) jER828: Product name, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, bisphenol A type epoxy resin, epoxy equivalent 190
(Note 2) Charmor DP40: Product name, manufactured by Perstop (Note 3) Exolit AP422: Product name, manufactured by Clariant (Note 4) CS406: Product name, manufactured by Nitto Boseki (Note 5) Lite 3025: Product name, Cardolite Made by the company, active hydrogen equivalent 103
(Note 6) Lite 3040: Product name, manufactured by Cardolite, active hydrogen equivalent 118
(Note 7) Sunmide 75: Product name, manufactured by Evonik Industries, Ltd., active hydrogen equivalent 110
(Note 8) Ancamide 903a: Product name, manufactured by Evonik Industries, Ltd., active hydrogen equivalent 110
これらの材料をプラネタリーミキサーを用いて１００ｒｐｍで２０分間混合し、混合直後に鋼に塗装し、試験鋼体１〜４を得た。
These materials were mixed at 100 rpm for 20 minutes using a planetary mixer, and immediately after mixing, they were coated on steel to obtain
試験鋼体１〜４において、膨張性コーティング組成物１〜４塗装後の乾燥条件は２０℃で７日間であり、Ｅｌｃｏｍｅｔｅｒ ４５６コーティング厚さゲージによる乾燥膜厚は１０ｍｍである。また、基材となる鋼板は予めグリットブラスト処理を行ったものである。
In the
耐火試験をＵＬ１７０９に準拠して行った。各試験鋼体の膨張性コーティング組成物がガスバーナーを向くように配置し、各試験鋼体の背面に３つの熱電対を取り付け、ガス燃焼炉の炉壁に垂直に取り付けた。ガス燃焼炉をガスバーナーで５分以内に１１５０℃になるまで加熱し、その後温度を１１５０℃に保った。炉試験を行っている間、各試験鋼体の熱電対の平均温度を記録し、平均温度が５３８℃に達した時点を限界時間として記録した。５３８℃は華氏１０００°Ｆに相当し、ハイドロカーボンの耐火塗料の評価における一般的な温度であり、鋼体の強度が急激に低下する温度とされている。
各試験鋼体の限界時間は下記の表２の通りであった。限界時間（分）が長い（値が大きいほど）耐火性が良好である。The fire resistance test was performed in accordance with UL1709. The expansive coating composition of each test steel body was arranged so as to face the gas burner, and three thermocouples were attached to the back surface of each test steel body and attached vertically to the furnace wall of the gas combustion furnace. The gas combustion furnace was heated with a gas burner to 1150 ° C. within 5 minutes, after which the temperature was maintained at 1150 ° C. During the furnace test, the average temperature of the thermocouples of each test steel body was recorded, and the time when the average temperature reached 538 ° C. was recorded as the limit time. 538 ° C. corresponds to 1000 ° F. Fahrenheit, which is a general temperature in the evaluation of hydrocarbon fire-resistant paints, and is considered to be a temperature at which the strength of the steel body sharply decreases.
The time limit of each test steel body is shown in Table 2 below. The longer the time limit (minutes) (the larger the value), the better the fire resistance.
試験例２
炉試験に使用する試験鋼体５及び６を作成するため、膨張性コーティング組成物５及び６を製造した。膨張性コーティング組成物５及び６の配合組成は下記の表３の通りである。Test Example 2
Expandable coating compositions 5 and 6 were produced to prepare the test steel bodies 5 and 6 used for the furnace test. The compounding compositions of the expandable coating compositions 5 and 6 are shown in Table 3 below.
（注９） Ｆｉｒｅｂｒａｋｅ ＺＢ：商品名、ＢＯＲＡＸ社製
（注１０）Ｒｅｏｆｏｓ６５：商品名、Ｃｈｅｍｔｕｒａ社製
（注１１）Ｔ７００ＳＣ：商品名、Ｔｏｒａｙ社製
（注１２）Ｓ３８：商品名、３Ｍ社製
（注１３）ＭＡ１００：商品名、三菱ケミカル社製
（注１４）ＴＳ７２０：商品名、ポリジメチルシロキサン油処理された非晶質のヒュームドシリカ、Ｃａｂｏｔ社製
（注１５）Ｓｕｐｅｒ Ｓ：商品名、丸尾カルシウム社製
（注１６）ＲｏｘｕｌＭＳ６７５：商品名、Ｌａｐｉｎｕｓ社製
（注１７）Ｔｏｒｃｏｎ：商品名、Ｔｏｒａｙ社製(Note 9) Firebrake ZB: Product name, manufactured by BORAX (Note 10) Reofos65: Product name, manufactured by Chemtura (Note 11) T700SC: Product name, manufactured by Toray (Note 12) S38: Product name, manufactured by 3M (Note 10) Note 13) MA100: Product name, manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd. (Note 14) TS720: Product name, amorphous fumed silica treated with polydimethylsiloxane oil, manufactured by Cabot (Note 15) Super S: Product name, Maruo Calcium (Note 16) Roxul MS675: Product name, Lapinus (Note 17) Torcon: Product name, Toray
１．６ｍ高さの断面寸法がＨ ２５０ｍｍ×Ｂ ２５０ｍｍ×ｔ1 ９ｍｍ×ｔ2 １４ｍｍのグリットブラストしたＨ型鋼（図１参照）に、市販のエポキシ−アミンプライマーを乾燥膜厚５０μｍで下塗りし、その上に上記で製造した膨張性コーティング組成物５又は６を塗装し、２０℃で７日間硬化させ、試験鋼体を得た。膨張性コーティング組成物５及び６の乾燥膜厚はＥｌｃｏｍｅｔｅｒ ４５６コーティング厚さゲージを使用して測定したところ１１ｍｍであった。1.6m cross-sectional dimension of height H 250mm × B 250mm × t 1 9mm ×
膨張性コーティング組成物５又は６を塗装する前に、８個の熱電対をＨ型鋼の上部と下部とで異なる配置で取り付けた。図１（Ａ）及び（Ｂ）に、試験例２で使用した試験鋼体に取り付けられた８個の熱電対（符号１〜８）の配置を上面図及び下面図を示す。
Prior to painting the expansive coating composition 5 or 6, eight thermocouples were attached in different arrangements at the top and bottom of the H-section steel. 1A and 1B show top and bottom views of the arrangement of eight thermocouples (
各試験鋼体を、ＵＬ１７０９加熱曲線に従って加熱した炉に入れた。８個の熱電対のうちの１つが５３８℃に達した時点を限界時間として記録した。 Each test steel body was placed in a furnace heated according to the UL1709 heating curve. The time limit was recorded when one of the eight thermocouples reached 538 ° C.
炉試験に続いて、得られたチャーを自然に３時間自然冷却させ、フォースゲージを用いてチャーの強度を記録した。表４中の値は、チャーを破壊するのに必要な最大の力であり、値が大きいほど良好である。 Following the furnace test, the resulting char was naturally cooled for 3 hours and the strength of the char was recorded using a force gauge. The values in Table 4 are the maximum forces required to destroy the char, and the larger the value, the better.
試験例３
炉試験に使用する試験鋼体７〜８を作成するため、膨張性コーティング組成物７〜８を製造した。膨張性コーティング組成物７〜８の配合組成は下記表５の通りである。Test Example 3
In order to prepare the
（注１８）Ｔ００８：Ｔｏｒａｙ社製 (Note 18) T008: Made by Toray Industries, Inc.
膨張性コーティング組成物を、Ｅｌｃｏｍｅｔｅｒ ４５６コーティング厚さゲージを使用して測定したときの乾燥膜厚で６．５ｍｍとなるようにパネルに塗装し、２０℃で７日間硬化させたものを１つのコーティングサンプルにつき２枚作成した。次いで、そのうちの１枚のパネルに対しＡＳＴＭ Ｂ１１７に準じて塩噴霧曝露を１０００時間施した。もう一方のパネルは室温で同じ時間貯蔵した（標準）。その後、塩水噴霧ありなしの４つのパネルのすべてを炉内で試験した。 The expansive coating composition was applied to the panel so that the dry film thickness was 6.5 mm as measured using the Elcometer 456 coating thickness gauge, and cured at 20 ° C. for 7 days. Two sheets were prepared for each sample. One of the panels was then exposed to salt spray for 1000 hours according to ASTM B117. The other panel was stored at room temperature for the same amount of time (standard). After that, all four panels with and without salt spray were tested in the furnace.
膨張性コーティング組成物が被覆された各試験鋼体のの背面に３つの熱電対を取り付け、ガス燃焼炉の炉壁に垂直に取り付けた。ガス燃焼炉をガスバーナーで５分以内に１１５０℃に加熱し、その後温度を１１５０℃に保った。炉試験を行っている間、各試験鋼体の熱電対の平均温度を記録し、平均温度が５３８℃に達した時点を限界時間として記録した。結果を表６に示す。 Three thermocouples were attached to the back of each test steel body coated with the expansive coating composition and attached vertically to the furnace wall of the gas combustion furnace. The gas combustion furnace was heated to 1150 ° C. within 5 minutes with a gas burner, after which the temperature was maintained at 1150 ° C. During the furnace test, the average temperature of the thermocouples of each test steel body was recorded, and the time when the average temperature reached 538 ° C. was recorded as the limit time. The results are shown in Table 6.
試験例４
下記表７に示すコーティング組成物９〜１６をプラネタリーミキサーを用いて混合し、１００×１００×３．２ｍｍのグリットブラスト処理された鋼板に塗装した。コーティングを周囲温度で７日間硬化させた。
コーティング組成物９〜１６は、４５％のチャー形成補助剤（Ｅｘｏｌｉｔ ＡＰ４２２）及び５５％樹脂（ＪＥＲ ８２８）に対してポリアミド又はフェナルカマイドを、下記表７に記載の化学当量比で混合したものである。Test Example 4
The coating compositions 9 to 16 shown in Table 7 below were mixed using a planetary mixer and coated on a 100 × 100 × 3.2 mm grit-blasted steel sheet. The coating was cured at ambient temperature for 7 days.
The coating compositions 9 to 16 are obtained by mixing polyamide or phenylcamide with 45% char forming aid (Exolit AP422) and 55% resin (JER 828) at the chemical equivalent ratios shown in Table 7 below. ..
アミンＡ：「Ｓｕｎｍｉｄｅ ７５」 ポリアミド硬化剤
アミンＢ：「Ｌｉｔｅ ３０２５」 フェナルカマイド硬化剤Amine A: "Sunmide 75" Polyamide curing agent Amine B: "Lite 3025" Fenalcamide curing agent
熱電対を試験鋼板の裏に取り付け、加熱強度が５０ｋＷ／ｍ2のコーンカロリーメータを用いた着火試験に供した。５分後に熱電対の温度を記録した。値が低いほど良好である。結果は下記表８の通りである。A thermocouple was attached to the back of the test steel plate and subjected to an ignition test using a cone calorie meter having a heating intensity of 50 kW / m 2. The temperature of the thermocouple was recorded after 5 minutes. The lower the value, the better. The results are shown in Table 8 below.
試験例５
下記表９の配合組成にてコーティング組成物１７〜２０を製造した。それらはプラネタリーミキサーを用いてすべての成分を一緒に１００ｒｐｍで２０分間混合することにより製造された。その後、１００×１００×３．２ｍｍのグリットブラスト処理された鋼板に、乾燥膜厚１ｍｍとなるように塗装し、周囲温度で７日間硬化させた。
熱電対を試験鋼板の裏に取り付け、被覆したパネルを５０ｋＷ／ｍ2のコーンカロリーメータ試験に供し、熱電対の温度（℃）を２０分後に記録した。２０分後の温度を表９に併せて示す。値が低いほど耐火性に優れていることを意味し、良好である。Test Example 5
Coating compositions 17 to 20 were produced with the compounding compositions shown in Table 9 below. They were produced by mixing all ingredients together at 100 rpm for 20 minutes using a planetary mixer. Then, a 100 × 100 × 3.2 mm grit-blasted steel sheet was coated with a dry film thickness of 1 mm and cured at an ambient temperature for 7 days.
The thermocouple was attached to the back of the test steel sheet, the coated panel was subjected to a 50 kW / m 2 cone calorimeter test, and the temperature (° C.) of the thermocouple was recorded after 20 minutes. The temperature after 20 minutes is also shown in Table 9. The lower the value, the better the fire resistance, and the better.
（注１９）「Ａｎｃａｍｉｄｅ ２０５０」：商品名、Ｅｖｏｎｉｋ社製、活性水素当量１５０
（注２０）「ＮＣ５４１ ＬＶ」：商品名、Ｃａｒｄｏｌｉｔｅ社製、活性水素当量１２５(Note 19) "Ancamide 2050": Product name, manufactured by Evonik Industries, Ltd., active hydrogen equivalent 150
(Note 20) "NC541 LV": Product name, manufactured by Cardolite, active hydrogen equivalent 125
試験例６
下記表１０の配合組成にてコーティング組成物２１〜２２を製造した。それらはプラネタリーミキサーを用いてすべての成分を一緒に１００ｒｐｍで２０分間混合することによって製造された。その後、プールファイヤー試験、柔軟性試験、低温ヒビワレ性試験に供した。
（１）プールファイヤー試験
プールファイヤー試験は、３つの熱伝対を裏側に備えた３０×３０×０．４５ｃｍの鋼板に乾燥膜厚が１０ｍｍとなるように塗装し、２０℃で７日間乾燥させて得た試験鋼体を１２００℃雰囲気のガス燃焼炉の中に入れ、行った。表１０中の値は各熱伝対の温度が５３８℃になるまでの平均時間（分）であり、値が大きいほど良好である。
（２）柔軟性試験
各コーティング組成物を、乾燥膜厚が２．５ｍｍとなるようにポリビニルシート上に塗布し２０℃で硬化させ、約２４時間後、塗膜をＡＳＴＭ Ｄ６３８ Ｔｙｐｅ Ｉに規定されるダンベル形状に切断し、５０℃で３日間硬化させ試験片を作成した。試験片を２３℃に冷却し、オートグラフ試験機に取り付け、２３℃、引っ張り速度２ｍｍ／分の条件で引っ張り試験を行い、破断破断伸び率（％）を５回測定し、その平均値を記録した。値が大きいほど良好である。
（３）低温ヒビワレ性試験
２０×２０ｃｍの大きさで厚さが４．５ｍｍのＴ型パネル鋼板を用意し、各コーティング組成物を乾燥膜厚が８ｍｍとなるように２回塗りしたものを試験鋼体とした。
この試験鋼体を、−４０℃で４時間保持し、その後１時間かけて２０℃に徐々に温め、その後２０℃で４時間保持し、続いて１時間かけて−４０℃に徐々に冷やすサイクルを繰り返す温度循環チャンバーに入れた。本願発明に従う実施例１０の試験鋼体では３０日経過してもヒビは全く視認できなかった。一方、比較例１２の試験体では図２に示すように２０日経過後に数箇所の顕著なヒビが発生した。Test Example 6
Coating compositions 21 to 22 were produced with the compounding compositions shown in Table 10 below. They were produced by mixing all the ingredients together at 100 rpm for 20 minutes using a planetary mixer. After that, it was subjected to a pool fire test, a flexibility test, and a low temperature crack resistance test.
(1) Pool fire test In the pool fire test, a 30 × 30 × 0.45 cm steel plate equipped with three heat transfer pairs on the back side is coated so that the dry film thickness is 10 mm, and dried at 20 ° C. for 7 days. The test steel body obtained was placed in a gas combustion furnace having an atmosphere of 1200 ° C. and the test steel body was placed in a gas combustion furnace. The values in Table 10 are the average time (minutes) until the temperature of each thermocouple reaches 538 ° C., and the larger the value, the better.
(2) Flexibility test Each coating composition was applied onto a polyvinyl sheet so that the dry film thickness was 2.5 mm and cured at 20 ° C., and after about 24 hours, the coating film was specified in ASTM D638 Type I. It was cut into a dumbbell shape and cured at 50 ° C. for 3 days to prepare a test piece. The test piece was cooled to 23 ° C., attached to an autograph tester, a tensile test was performed under the conditions of 23 ° C. and a tensile speed of 2 mm / min, the elongation at break (%) was measured 5 times, and the average value was recorded. did. The larger the value, the better.
(3) Low-temperature cracking property test A T-shaped panel steel sheet with a size of 20 x 20 cm and a thickness of 4.5 mm was prepared, and each coating composition was coated twice so that the dry film thickness was 8 mm. It was made of steel.
A cycle in which the test steel body is held at −40 ° C. for 4 hours, then gradually warmed to 20 ° C. over 1 hour, then held at 20 ° C. for 4 hours, and then gradually cooled to −40 ° C. over 1 hour. Was placed in a temperature circulation chamber. No cracks were visible in the test steel body of Example 10 according to the present invention even after 30 days had passed. On the other hand, in the test body of Comparative Example 12, several remarkable cracks were generated after 20 days as shown in FIG.
（注２１）Ｄ４００：商品名、ＨＵＮＴＳＭＡＮ社製、ポリオキシプロピレン基を含有するジアミン、数平均分子量４００ (Note 21) D400: Trade name, manufactured by HUNTSMAN, diamine containing polyoxypropylene group, number average molecular weight 400
Claims (17)
１〜３０質量％のフェナルカマイド化合物、
５〜５０質量％のエポキシ樹脂、及び
１０〜７０質量％のチャー形成補助剤を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の膨張性コーティング組成物。Based on the total mass of non-volatile components in the coating composition
1 to 30% by mass of phenylcamide compound,
The expandable coating composition according to any one of claims 1 to 4, which comprises 5 to 50% by mass of an epoxy resin and 10 to 70% by mass of a char forming aid.
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