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耐火橡胶组合物、由该耐火橡胶组合物构成的耐火覆盖材料及使用了该耐火覆盖材料的耐火覆盖处理方法

摘要

本发明提供一种即使在暴露于酷热中的情况下,发泡体也会保持足够的形状稳定性的耐火橡胶组合物,是可以对将其成形而得的耐火覆盖材料赋予优良的作业效率的耐火橡胶组合物。本发明提供一种未硫化的耐火橡胶组合物,在由液状橡胶30~50质量份、丁基橡胶50~70质量份构成的基础橡胶成分100质量份中,含有粘合剂10~60质量份、热膨胀性石墨10~100质量份、亚磷酸铝50~170质量份、无机填充剂50~170质量份、硫化剂0.1~10质量份、硫化促进剂0.1~10质量份,用于在60~100℃下混炼。另外,还提供由该耐火橡胶组合物成形的耐火覆盖材料及使用了该耐火覆盖材料的耐火覆盖处理方法等。

著录项

  • 公开/公告号CN101161715A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2008-04-16

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 电气化学工业株式会社;CRK株式会社;

    申请/专利号CN200710181181.2

  • 发明设计人 齐藤清高;佐藤克彦;

    申请日2007-10-12

  • 分类号C08L23/22;C08L21/00;C08J3/24;C08K3/32;C08K3/04;

  • 代理机构中科专利商标代理有限责任公司;

  • 代理人李贵亮

  • 地址 日本国东京都

  • 入库时间 2023-12-17 19:54:11

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2010-11-10

    授权

    授权

  • 2008-06-11

    实质审查的生效

    实质审查的生效

  • 2008-04-16

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及钢骨架的耐火覆盖材料或在分隔体贯穿部的填缝料等中所用的耐火橡胶组合物、由该耐火橡胶组合物构成的耐火覆盖材料及使用了该耐火覆盖材料的耐火覆盖处理方法。更具体来说,涉及即使在暴露于酷热的情况下,发泡体也会保持足够的形状稳定性,并且施工操作性优良的耐火橡胶组合物;由该耐火橡胶组合物构成的耐火覆盖材料;以及使用了该耐火覆盖材料的耐火覆盖处理方法等。

背景技术

由于钢骨架通常来说其温度达到大约550℃以上时,强度就会急剧地降低,因此当在多层住宅或立体停车场等钢骨架的建筑物中发生火灾时,就会产生倒塌的危险。由此,在火灾时需要保护钢骨架的表面,使温度低于所述550℃,以此为目的,考虑过各种耐火覆盖处理法。

作为以往所用的耐火覆盖处理法,有将钢骨架表面用硅酸钙板或石膏板等无机类耐火材料覆盖的方法、将石棉等无机类纤维向钢骨架喷射的方法。但是,如果是利用硅酸钙板或石膏板等的覆盖,则由于覆盖部分的厚度变大,因此被覆盖的钢骨架整体的体积就会变大,在施工上不够有效。另外,如果是喷射石棉等的方法,则容易在厚度中产生不均,容易在钢骨架各部的耐火性中产生偏差。另外,在施工时容易飞散出雾滴,或在维护中需要很长时间,因而并非有效的方法。

另外,在近年的耐火覆盖处理中,不仅单纯地要求有材料自身难以燃烧的耐火性能,而且还要求有防止火焰的蔓延的功能,即防火性能。所以,采用使用了防火用膨胀材料的耐火覆盖处理法。所谓防火用膨胀材料是指,一旦在发生火灾时暴露于酷热中,就会瞬间地膨胀(热膨胀),形成发泡隔热层(发泡体)的材料。利用该发泡体,可以将防火墙与电力电缆等的间隙堵塞而阻断意图蔓延的火焰,或发挥保护钢骨架的表面免受高温影响的隔热效果。

作为此种防火用膨胀材料,以往使用在橡胶成分中配合了热膨胀性石墨或无机物等的耐火性组合物。但是,橡胶成分或热膨胀性石墨由于在本质上其自身具有燃烧或热熔融的性质,因此如何可以长时间地防止热膨胀的发泡体的热熔化,或者如何可以不使无机成分脱落而将其保持,就成为在决定耐火性组合物的性能方面非常重要的要素。

所以,申请人在专利文献1中,作为即使在热膨胀后也不会引起热熔化而可以长时间保持规定的形状的防护用膨胀材料,公布了如下的防火用填缝料,即,在橡胶成分中配合了热塑性弹性体,添加了膨胀性石墨、硼酸及无机填充材料。但是,该防火用填缝料虽然在暴露于酷热时的形状稳定性方面优良,但是由于防火用填缝料自身不具有粘合性,因此在作为耐火覆盖材料使用之时,需要利用粘接剂贴附在钢骨架等上。

另一方面,作为具有粘合性的耐火性组合物,专利文献2中公布了将具有粘合性的橡胶组合物、磷化合物、被中和处理了的热膨胀性石墨、含水无机物及金属碳酸盐混合了的耐火性树脂组合物。该耐火性树脂组合物的成形性优良,并且可以发挥充分的耐火性能。

[专利文献1]特开2006-87819号公报

[专利文献2]特开2000-34365号公报

专利文献2中所公布的耐火性树脂组合物由于具有粘合性,因此在作为耐火覆盖材料贴附于钢骨架或墙壁上时不需要粘接剂。但是,由于仅利用耐火性树脂组合物所具有的粘合力,粘接性是不够的,因此在将耐火覆盖材料贴附于钢骨架或墙壁上后,经常要从外侧利用钉子或销钉、螺栓等固定无纺布、金属网、陶瓷材料等表面材料而将其加强(参照专利文献2的0051段)。此种加强固定也是为了防止在施工后暴露于酷热时的耐火覆盖材料的剥离、脱落而必需的工序,然而由于是需要花很多工夫的作业,因此就成为大大地降低作业效率的要因。

发明内容

所以,本发明的主要目的在于,提供一种即使在暴露于酷热中的情况下,发泡体也会保持足够的形状稳定性的耐火橡胶组合物,是可以对将其成形而得的耐火覆盖材料赋予优良的作业效率的耐火橡胶组合物。

为了解决所述的问题,本发明人等反复进行了深入研究,其结果是,作为保持足够的形状稳定性的耐火橡胶组合物,并作为能够对将其成形而得的耐火覆盖材料赋予施工时的优良的「粘合性」、施工后的牢固的「固定性」的耐火橡胶组合物,形成了以下的耐火橡胶组合物。

即,本申请发明首先提供一种未硫化的耐火橡胶组合物,相对于由液状橡胶30~50质量份、丁基橡胶50~70质量份构成的基础橡胶成分100质量份,含有粘合剂10~60质量份、热膨胀性石墨10~100质量份、亚磷酸铝50~170质量份、无机填充剂50~170质量份、硫化剂0.1~10质量份、硫化促进剂0.1~10质量份,所述未硫化的耐火橡胶组合物用于在60~100℃下混炼。

这里,本发明中,耐火覆盖材料的所谓「粘合性」是指如下的性质,即,在将耐火覆盖材料向钢骨架等基材的表面施工之时,耐火覆盖材料基于自身所具有的粘合力向基材表面粘接,并被保持。另外,将该粘接状态简单地称作「粘合」或「粘合状态」。

粘合状态的耐火覆盖处理材料由于维持了柔软性,因此即使暂时地向基材表面贴附后,还可以再次剥除。

与之不同,耐火覆盖材料的所谓「固定性」是指如下的性质,即,耐火覆盖处理材料因后述的「自然硫化性」而增大了硬度,向基材表面牢固地固定化。另外,将该粘接状态简单地称作「固定」或「固定状态」。

固定状态的耐火覆盖处理材料由于增大了硬度、丧失了柔软性,因此已经无法从基材表面轻易地剥离。

而且,「粘接」是作为包含所述的「粘合」及「固定」的概念使用的用语。

以下,对于将液状橡胶、丁基橡胶、粘合剂、热膨胀性石墨、亚磷酸铝、无机填充剂、硫化剂、硫化促进剂的各成分的含有比率特定为所述范围的意义,主要从对将该耐火橡胶组合物成形而得的耐火覆盖材料赋予施工时的优良的粘合性、施工后的牢固的固定性的观点,分别说明如下。

基础橡胶成分是在液状橡胶30~50质量份中混合丁基橡胶50~70质量份而成的。在液状橡胶小于30质量份的情况下,基础橡胶成分变得过硬(针入度小),耐火橡胶组合物的加工性降低,另外,所得的耐火覆盖材料的粘合性变得不足。另外,当液状橡胶超过50质量份时,则基础橡胶成分变得过于柔软(针入度大),所得的耐火覆盖材料变得难以处置,操作性降低。所以,通过将液状橡胶及丁基橡胶以所述特定质量比配合而形成基础橡胶成分,就可以获得具备理想的加工性的耐火橡胶组合物,进而可以获得在操作性特别是粘合性方面优良的耐火覆盖材料。

另外,通过将粘合剂配合到基础橡胶成分中,就能够进一步提高所得的耐火覆盖材料的粘合性。粘合剂的含量相对于基础橡胶成分100质量份为10~60质量份,优选15~40质量份。这是因为,当少于10质量份时,则耐火覆盖材料的粘合性变得不充分,当超过60质量份而使用时,则耐火覆盖材料的强度就会变低。

热膨胀性石墨的含量相对于基础橡胶成分100质量份为10~100质量份,优选20~70质量份。这是因为,当热膨胀性石墨的含量少于10质量份时,则会有耐火橡胶组合物(或耐火覆盖材料)不会充分地热膨胀(热膨胀倍率小)的情况,当超过100质量份时,则虽然耐火橡胶组合物(或耐火覆盖材料)的热膨胀倍率变大,但是热膨胀后的发泡体的形状稳定性降低。

另外,亚磷酸铝的含量相对于基础橡胶成分100质量份为50~170质量份,优选50~130质量份。这是因为,当少于50质量份时,则耐火橡胶组合物(或耐火覆盖材料)的形状稳定性变得不充分,当超过170质量份时,则耐火橡胶组合物的加工性降低。

无机填充材料的含量相对于基础橡胶成分100质量份为50~170质量份,优选70~160质量份。这是因为,当少于50质量份时,则耐火橡胶组合物(或耐火覆盖材料)的发泡体的强度不足,无法发挥耐热性、阻燃性,当超过170质量份时,则耐火橡胶组合物的加工性降低。

通过在基础橡胶成分中,以所述的特定质量比配合热膨胀性石墨及亚磷酸铝、无机填充剂,就可以获得如下的耐火橡胶组合物(或将其成形了的耐火覆盖材料),即,具备理想的热膨胀倍率和加工性,即使长时间暴露于高温下而热膨胀,其发泡体也难以脆弱化,具有足够的形状稳定性。

这里,本申请发明人发现,通过将各成分在60℃~100℃下混炼处理,抑制耐火橡胶组合物的硫化反应的进行,就可以在环境下利用太阳光的辐射热等自然地硫化(自然硫化),获得具备逐渐地增加强度的特性的未硫化的耐火橡胶组合物。

本发明中,将该在太阳光的辐射热等的环境下的耐火橡胶组合物(或耐火覆盖材料)的硫化称作「自然硫化」。利用该自然硫化,耐火橡胶组合物就会逐渐地增加硬度。

所以,由所述混炼处理后的耐火橡胶组合物成形的耐火处理材料在最初具有优良的柔软性和粘合性,可以发挥施工时的优良的粘合性。此外,施工后在环境下利用太阳光的辐射热等自然硫化,逐渐地增加强度,从而固定化。

本申请发明人为了将此种基于自然硫化性的耐火橡胶组合物(或耐火覆盖材料)的特性最佳化,将硫化剂及硫化促进剂的含有比率分别相对于基础橡胶成分100质量份特定为0.1~10质量份的范围。该比率更优选1~5质量份的范围。这是因为,已经判明,当硫化剂及硫化促进剂分别相对于基础橡胶成分100质量份少于0.1质量份时,则无法发挥自然硫化性,或自然硫化的进行(自然硫化速度)过慢,耐火橡胶组合物(或耐火覆盖材料)的强度变得不足,当超过10质量份而使用时,则自然硫化速度变得过快,保管时的稳定性差。

通过对将液状橡胶、丁基橡胶、粘合剂、热膨胀性石墨、亚磷酸铝、无机填充剂等各成分与硫化剂、硫化促进剂以所述的特定比率含有的耐火橡胶组合物在60~100℃下进行混炼,就会如上所述地制成具有理想的柔软性和粘合性的耐火覆盖材料。另外,得到的耐火覆盖材料具备理想的自然硫化性,可以发挥合适的硫化速度和足够的硫化后的强度。

更具体来说,例如使用双转子式混炼装置在80℃下以40转/分钟的转速混炼5分钟,添加硫化剂及硫化促进剂,继而在100℃下以所述转速混炼5分钟,进行了该混炼处理工序后的耐火橡胶组合物的针入度为30~65,成为具备理想的柔软性的材料。

另外,在相同的条件下进行了混炼处理后的耐火橡胶组合物的硫化度在5%以下。

这里,假设在超过了100℃的温度下进行了混炼处理的情况下,在混炼中硫化反应会加剧进行,对所得的耐火橡胶组合物的柔软性带来妨碍,有可能无法发挥以下所示的合适的自然硫化性。

即,所述混炼处理之后的耐火橡胶组合物在50℃气氛下经过120天后硫化至70%以上,发挥理想的自然硫化性。

而且,可以用于所述混炼处理工序的双转子式混炼装置例如只要是可以在80℃至100℃下实现40转/分钟的转速下的混炼的装置,就可以没有特别限定地使用,本发明中,使用了现在广泛普及的株式会社Moriyama制的混合容量为3升的加压捏合机(机器名:DS3-10MWB-S型)。

在由以上所说明的耐火橡胶组合物制造耐火覆盖材料的情况下,在将该耐火橡胶组合物在60~100℃下进行了混炼处理后,进行成形处理。此时,通过将成形处理温度保持在60~100℃,就能够维持所述混炼处理后的耐火橡胶组合物的硫化度(5%以下)。这是因为,当成形处理温度超过100℃时,则耐火橡胶组合物的硫化反应就会加剧进行,所得的耐火覆盖材料的粘合性及柔软性降低,有可能无法发挥合适的自然硫化性。另外,最好将成形处理温度保持为低于混炼处理的温度。

被如此成形的耐火覆盖材料由于在成形后具有优良的粘合性,因此在将耐火覆盖材料向基材的表面施工时,耐火覆盖材料就会基于自身所具有的粘合力向基材表面粘接,而被保持。所以,与以往的防火用膨胀材料不同,在向钢骨架、墙壁等上贴附时,不需要利用钉子、销钉、螺栓等来加强固定无纺布、金属网、陶瓷材料等表面材料。另外,由于粘合状态的耐火覆盖材料维持了柔软性,因此即使暂时地在向基材表面上贴附而进行了定位后,也可以剥除而再次重新贴附。

另外,贴附于钢骨架或墙壁等上的耐火覆盖材料因自然硫化而逐渐地增加强度,从贴附之初的粘合状态逐渐地变化为固定状态,在钢骨架或墙壁的表面形成牢固的覆盖。像这样形成牢固的覆盖的耐火覆盖材料由于已经没有轻易地剥离、脱落的情况,因此不需要像以往的防火用膨胀材料物那样,在向钢骨架或墙壁等上贴附后,从外侧利用钉子、销钉、螺栓等加强固定无纺布、金属网、陶瓷材料等表面材料,即使在暴露于酷热中的情况下,也难以剥离、脱落。

本发明的耐火覆盖处理方法是利用了此种耐火覆盖材料的特性的方法,其特征是,在施工时,利用耐火覆盖材料自身所具有的粘合力向基材表面贴附而粘合,其后,通过利用耐火覆盖材料的自然硫化使之向基材表面固定化,而获得牢固的覆盖膜。

该耐火覆盖处理方法中,如上所述,由于不需要以往所必需的利用钉子、销钉、螺栓等将无纺布、金属网、陶瓷材料等表面材料加强固定,因此可以大幅度提高作业效率。

另外,此时,通过将耐火覆盖材料制成带状或薄片状,就可以更为简便地贴附于钢骨架或墙壁等上,能够进一步提高作业效率。

本发明的耐火橡胶组合物由于即使在暴露于酷热中的情况下也会保持足够的形状稳定性,因此可以有效地抑制火灾时的蔓延,并且由于由该耐火橡胶组合物成形的耐火处理材料可以发挥施工时的优良的粘合性、施工后的牢固的固定性,因此在向钢骨架或墙壁上贴附时不需要加强固定,可以大幅度地提高耐火覆盖处理作业的效率。

具体实施方式

下面将对用于实施本发明的理想的方式进行说明。而且,以下所说明的实施方式是表示本发明的代表性的实施方式的一个例子的方式,而不会有由其将本发明的范围缩窄地解释的情况。

作为本发明中所用的液状橡胶,例如可以使用聚丁二烯、聚异戊二烯、聚丁烯,只要是可以对耐火橡胶组合物(或耐火覆盖材料)赋予粘合性的液状橡胶,就可以不限定于它们地采用。可以将这些液状橡胶的1种或2种以上与丁基橡胶混合而作为基础橡胶成分。

粘合剂是为了进一步提高耐火橡胶组合物(或耐火覆盖材料)的粘合性而使用的。作为粘合剂,例如可以举出香豆酮-茚树脂、酚醛树脂、萜酚树脂、聚萜树脂、石油类烃树脂等。粘合剂可以使用1种或组合使用2种以上。

热膨胀性石墨一旦暴露于220℃左右以上的温度时,就会热膨胀到100倍以上,可以发挥以下的作用,即,在火灾发生时在钢骨架等的覆盖表面形成牢固的发泡隔热层而防止钢骨架等的温度上升,另外,可以将防火墙与电力电缆等的间隙堵塞而防止火焰的流入。在热膨胀性石墨中,可以使用如下的晶体化合物,即,将天然石墨、热解石墨等的粉末用硫酸或硝酸等无机酸、浓硝酸或高锰酸盐等强氧化剂处理而得到的、维持石墨层状构造的晶体化合物。而且,在天然石墨、热解石墨等的粉末中,虽然有进行了脱酸处理或中和处理等的各种品种,然而使用哪种都可以。热膨胀性石墨的粒度优选20~400目左右。这是因为,当粒度小于400目时,则热膨胀性石墨的膨胀度小,会有所得的耐火橡胶组合物(或耐火覆盖材料)在火灾时不会充分地热膨胀的情况,另外,当粒度大于20目时,则分散性变差,耐火橡胶组合物的弹性降低。

亚磷酸铝作为用于防止热膨胀后的发泡体的型崩塌的形状稳定剂使用。对于亚磷酸铝的平均粒径,从分散性的观点考虑,以激光衍射法的测定值计优选1~100μm。

无机填充剂在耐火橡胶组合物(或耐火覆盖材料)中起到骨架材料的作用,在耐火橡胶组合物(或耐火覆盖材料)在火灾中热膨胀后,会提高其发泡体的强度,或有助于热容量的增大而增强耐热性。作为无机填充剂,虽然没有特别限定,但是例如可以举出红磷、磷酸金属盐、聚磷酸铵类(聚磷酸铵、蜜胺改性聚磷酸铵等)等无机磷化合物;氧化铝、氧化锌、氧化钛、氧化钙、氧化镁、氧化铁、氧化锡、氧化锑、铁酸盐类等金属氧化物;氢氧化钙、氢氧化镁、氢氧化铝、水滑石等含水无机物;碱性碳酸镁、碳酸钙、碳酸镁、碳酸锌、碳酸锶、碳酸钡等金属碳酸盐;硫酸钙、石膏纤维、硅酸钙等钙盐;氧化硅、硅藻土、片钠铝石、硫酸钡、滑石、粘土、云母、蒙脱石、膨润土、活性白土、海泡石、伊毛缟石(ィモゴラィト)、绢云母、玻璃纤维、玻璃珠、密封有气体的氧化硅类中空粒子(バルン)、氮化铝、氮化硼、氮化硅、炭黑、石墨、碳纤维、密封有气体的灰分(ash)中空粒子、木炭粉末、各种金属粉、钛酸钾、硫酸镁、钛酸锆酸锌、铝硼酸盐、硫化钼、碳化硅、不锈钢纤维、硼酸锌、各种磁性粉末、炉渣短纤维、飞尘等。它们既可以单独使用,也可以并用2种以上。

硫化剂及硫化促进剂是为了对耐火橡胶组合物(或耐火覆盖材料)赋予自然硫化性而配合的。硫化剂只要是可以将硫化橡胶交联,就没有特别限制,然而例如有硫、聚硫化物等硫类化合物;对醌二亚肟、对对二苯甲酰醌二肟等肟类化合物;叔丁基氢过氧化物、过氧化乙酰基丙酮、异丙苯化过氧氢等有机过氧化物类化合物等。硫化剂优选硫类化合物,也可以将该硫类化合物与它以外的化合物组合使用。硫化促进剂是以促进硫化橡胶的硫化为目的而使用的,没有特别限制,然而例如可以举出二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四丁基秋兰姆、一硫化四甲基秋兰姆、四硫化双亚戊基秋兰姆等秋兰姆类化合物;2-巯基苯并噻唑或二硫化二苯并噻唑等噻唑类化合物;二甲基二硫氨基甲酸锌、二乙基二硫氨基甲酸锌二正丁基二硫氨基甲酸锌等二硫氨基甲酸盐类化合物;正丁醛苯胺等醛苯胺类化合物;N-环己基-2-苯并噻唑亚磺酰胺等亚磺酰胺类化合物;二邻甲苯胍或二邻腈胍等胍类化合物;对称二苯硫脲或二乙基硫脲、三甲基硫脲等硫脲类化合物;锌白等化合物。硫化促进剂不仅可以使用它们的单体,也可以将2种以上组合使用。

将液状橡胶、丁基橡胶、粘合剂、热膨胀性石墨、亚磷酸铝、无机填充剂、硫化剂、硫化促进剂的所述各成分以技术方案的范围所记载的特定含有比率混合了的本发明的未硫化的耐火橡胶组合物,具备理想的热膨胀倍率和加工性,即使暴露于高温下,其发泡体也会发挥足够的形状稳定性。另外,在60~100℃下混炼后的针入度为30~65,还具备理想的柔软性。另外,该耐火橡胶组合物还具备理想的自然硫化性,可以发挥合适的自然硫化速度、足够的自然硫化后的强度。更具体来说,在60~100℃下混炼后的硫化度在5%以下,其后在50℃的气氛下经过120天后,硫化到70%以上。这里,当然也可以在不同的温度及期间中评价自然硫化速度。

在耐火橡胶组合物中,在不妨碍其效果的范围中,还可以并用增塑剂、软化剂、防老化剂、加工助剂、润滑剂等。作为对于加工性的调整来说有效的软化剂或增塑剂的例子,可以举出石蜡类或环烷类等加工油、流动石蜡或其他的石蜡类、蜡类、邻苯二甲酸或己二酸类、癸二酸类或磷酸类等的酯类增塑剂类、硬脂酸或其酯类等。

作为将耐火橡胶组合物混炼的装置,有以往公知的双转子式混炼装置,例如班拍里混炼机、捏合机搅拌器等。在由耐火橡胶组合物成形耐火覆盖材料之时,有以往的冲压成形、挤出成形、压延成形等方法。这里,当混炼工序及成形工序中的温度超过100℃时,则耐火橡胶组合物的硫化就会进行,所得的耐火覆盖材料的粘合性及柔软性有可能降低。所以,需要将混炼·成形工序的温度保持在100℃以下,这样就可以将硫化度维持在5%以下,得到具备粘合性和柔软性,发挥理想的自然硫化性的耐火覆盖材料。而且,混炼·成形的温度的下限是混炼装置能够运转的温度或成形工序可以成形的温度,例如分别为60℃。另外,为了不使硫化进行,成形工序的成形温度优选低于混炼温度。

[实施例]

以下将利用实施例及比较例对本发明进行更为具体的说明,然而这些实施例并非限定本发明的例子。而且,以下的说明中的份基于质量基准。实施例中所用的材料分别为以下所示的材料。

(1)液状橡胶:聚丁烯;BP Japan(株)制,「H-300」

(2)丁基橡胶:JSR(株)制,「Butyl268」

(3)粘合剂:萜类树脂;Yasuhara Chemical(株)制,「YS Resin PX-100」)、酚醛树脂:日立化成工业(株)制、「Hitanol#1501」

(4)热膨胀性石墨:Air Water Chemical(株)制,「SS-3」(膨胀开始温度220℃)

(5)亚磷酸铝:太平化学产业(株)、「APA-100」

(6)无机填充剂:粘土;(株)群马长石御座入矿山制,「FA-80」,炭黑;旭Carbon(株)制,「#80」,氢氧化铝;昭和电工(株)制,「Hydilite H31」

(7)硫化剂:粉末硫;细井化学工业(株)制

(8)硫化促进剂:二甲基二硫氨基甲酸锌;大内新兴(株)制,「Nocceler PZ」、二正丁基二硫氨基甲酸锌;大内新兴(株)制,「Nocceler BZ」,正丁基甲醛苯胺;大内新兴(株)制,「Nocceler8N」

实施例1~6及比较例1~9中,评价了以下的特性。将各特性的测定方法表示如下。而且,在试验片中使用了将耐火橡胶组合物加工为纵向25mm×横向100mm×厚2mm的带状的耐火覆盖材料。

(1)热膨胀倍率:测定了将试验片在保持为300℃的气氛中放置了0.5小时后的膨胀倍率。

(2)加工性:在用压延成形机将试验片成形之时,将可以没有问题地成形的试验片评价为「优良」,将发生外观不良或者无法实现稳定的成形的试验片评价为「不佳」。

(3)形状稳定性:利用目视和手指接触评价了热膨胀倍率测定后的试验片的形状。将未发生崩塌且用手指接触也不崩塌的试验片评价为「优良」,将因手指接触而立即崩塌或已经崩塌的试验片评价为「不佳」。

(4)针入度:依照JIS-K2207,在载荷100g、温度25℃下进行了测定。

(5)硫化度:利用JIS-K6300中记载的方法,用キュラストメ一タ一III型(JSRTrading公司制)测定了力矩。硫化度(%)=(MX-ML)/(MM-ML)×100(MX为经过了某个期间的材料的力矩值,ML为测定曲线中的力矩的最小值,MM为测定曲线中的力矩的最大值)

(6)T模剥离粘接强度:依照JIS K6854的剥离粘接强度试验方法测定了粘接强度。向大小为纵向25mm×横向150mm×厚2mm的SUS板上夹隔着试验片用手压滚筒压接。在贴附后不久及50℃烤炉中放置了4个月后,将剥离速度设为50mm/min,进行了T模剥离粘接强度试验。

表1及表2表示改变液状橡胶、丁基橡胶、粘合剂、热膨胀性石墨、亚磷酸铝、无机填充剂、硫化剂、硫化促进剂的配合比率而成形的试验片的各特性。试验片是使用株式会社Moriyama制的混合容量为3升的加压捏合机(机器名:DS3-10MWB-S型),在80℃下以40转/分钟的转速将液状橡胶、丁基橡胶、粘合剂、热膨胀性石墨、亚磷酸铝、无机填充剂混炼5分钟,添加硫化剂及硫化促进剂,又在100℃下以相同的转速混炼5分钟后,使用压延成形机在80℃下制成了试验片。

如表1中所示,本发明的实施例1~6在保持足够的热膨胀倍率和良好的加工性的同时,还具备优良的形状稳定性。另外,针入度为30~65,贴附后不久的T模剥离粘接强度在5N/25mm以上,具备理想的柔软性和足够的粘接性。

另外,在自然硫化性的评价中,实施例1~6在50℃的气氛下4个月后的硫化度都在70%以上,针入度降低10%以上。具体的针入度的降低率在实施例1~3及6中达到13~17%,在实施例4及5中达到25%左右。这样,实施例1~6中T模剥离粘接强度从贴附后不久的5N/25mm左右变为39~55N/25mm,增加到8倍左右。这些数值说明,实施例1~6的耐火覆盖材料具备合适的硫化速度和足够的硫化后的固定性。

下面对表2中给出的比较例进行说明。

比较例1由于未配合粘合剂、热膨胀性石墨、亚磷酸铝、无机填充剂,因此粘接性不足(T模剥离粘接强度,参照贴附后不久),欠缺热膨胀性,形状稳定性也变得不良。

比较例2由于未配合粘合剂,因此粘接性变得不足。

比较例3由于未配合膨胀性石墨,因此欠缺热膨胀性。

比较例4相对于基础橡胶成分100质量份,将亚磷酸铝设为20质量份。该情况下,形状稳定性变得不良。

比较例5由于未配合硫化剂、硫化促进剂,因此欠缺自然硫化性。作为具体的自然硫化性的评价,即使在50℃气氛下4个月后,也未硫化,未看到粘接强度的上升(T模剥离粘接强度,参照贴附后不久及50℃下4个月后)。

比较例6相对于基础橡胶成分100质量份,将热膨胀性石墨配合至110质量份。该情况下,虽然热膨胀倍率提高,但是形状稳定性变得不良。

比较例7相对于将液状橡胶设为60质量份、将丁基橡胶设为40质量份的基础橡胶成分100质量份,将亚磷酸铝配合至190质量份,另外将无机填充剂配合至180质量份(氢氧化铝、炭黑的合计)。该情况下,加工性变得不良,针入度变为80,柔软性变得过度。

比较例8相对于基础橡胶成分100质量份配合了7质量份硫化剂,还将硫化促进剂配合至10.5质量份(Nocceler PZ、BZ、8N的合计)。该情况下,加工性变得不良。这是因为,自然硫化速度变得过快,在混炼·成形工序中硫化反应进行,丧失了柔软性。

[表1]

  单位                                        实施例    1    2    3    4    5    6配合  液状橡胶聚丁烯H-300  质量份    40    40    50    30    40    40  丁基橡胶Butyl268  质量份    60    60    50    70    60    60  粘合剂YSResin PX-100  Hitanol#1501  质量份    15    20    15    20    15    20    15    20    15    20    15    20  热膨胀性石墨SS-3  质量份    30    60    30    30    30    40  亚磷酸铝APA-100  质量份    130    130    130    130    130    50  无机填充剂 FA-80  Hydilite H31  Carbon#80  质量份    -    120    5    -    120    5    -    150    5    70    -    5    -    140    5    -    60    10  硫化剂硫  质量份    1    1    1    1    2    1  硫化促进剂Nocceler-PZ  Nocceler-BZ  Nocceler-8N  质量份    0.5    0.5    0.5    0.5    0.5    0.5    0.5    0.5    0.5    0.5    0.5    0.5    1    1    1    0.5    0.5    0.5特性  热膨胀倍率  倍    5    7    5    5    5    5  加工性  -    良好    良好    良好    良好    良好    良好  形状稳定性  -    良好    良好    良好    良好    良好    良好  针入度  1/10mm    40    37    50    34    40    42  50℃经过120天后的针入度  1/10mm    35    32    42    25    30    35  50℃经过120天后的硫化度  %    80    80    80    80    90    80  T模剥离粘接强度贴附后不久  50℃4个月后  N/25mm    5.5    43    5.1    40    5.8    45    5.0    39    5.5    55    5.4    45

[表2]

单位                                             比较例12 3 4  5 6 7 8配合  液状橡胶聚丁烯H-300质量份4040 40 40  40 40 60 40  丁基橡胶Butyl268质量份6060 60 60  60 60 40 60  粘合剂YSResin PX-100  Hitanol#1501质量份-- 15 20 15 20  15  20 15 20 15 20 15 20  热膨胀性石墨SS-3质量份-30 - 30  30 110 30 30  亚磷酸铝APA-100质量份-130 130 20  130 130 190 130  无机填充剂FA-80  Hydilite H31  Carbon#80质量份------  - 120 5  - 120 5  -  120  5 - 120 5  - 170 10 - 120 5  硫化剂硫质量份11 1 1  - 1 1 7  硫化促进剂Nocceler-PZ  Nocceler-BZ  Nocceler-8N质量份0.50.50.50.50.50.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5  -  -  - 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 3.5 3.5 3.5特性  热膨胀倍率- 5 - 6  5 9 5 5  加工性-良好良好 良 好 良 好  良  好 良 好 不 佳 不 佳  形状稳定性-不佳良好 良 好 不 佳  良  好 不 佳 良 好 良 好  针入度1/10mm160100 40 47  37 40 80 40  50℃经过120天后的针入度1/10mm15090 33 41  37 35 64 19  50℃经过120天后的硫化度8080 80 80  - 80 80 90  T模剥离粘接强度贴附后不久  4个月后N/25mm3.129.22.524.5 5.6 44 5.5 43  5  5 5.3 42 4.8 45 5.6 50

表3表示改变添加了硫化剂及硫化促进剂后的混炼工序(5分钟)及用压延成形机成形之时的温度而得的试验片的各特性。实施例1及比较例9虽然液状橡胶、丁基橡胶、粘合剂、热膨胀性石墨、亚磷酸铝、无机填充剂、硫化剂、硫化促进剂的配合比率相同,但是实施例1中混炼工序及成形工序的温度分别为100℃、80℃,与之不同,比较例9中都设定为130℃。

比较例1中,通过将混炼工序·成形工序的温度维持在100℃以下,可以将试验片的硫化度抑制为3%,然而比较例9中,通过将混炼·成形工序的温度设定为高达130℃,试验片的硫化进行到12%。比较例9中,因硫化像这样加剧进行,因而针入度降低至58,丧失柔软性,引起粘接性的降低。

[表3]

  单位    实施例    比较例    1    9    配合   液状橡胶聚丁烯H-300  质量份    40    40   丁基橡胶Butyl268  质量份    60    60   粘合剂YSResin PX-100   Hitanol#1501  质量份    15    20    15    20   热膨胀性石墨SS-3  质量份    30    30   亚磷酸铝APA-100  质量份    130    130   无机填充剂FA-80   Hydilite H31   Carbon#80  质量份    -    120    5    -    120    5   硫化剂硫  质量份    1    1   硫化促进剂Nocceler-Pz   Nocceler-BZ   Nocceler-8N  质量份    0.5    0.5    0.5    0.5    0.5    0.5    混炼·成形温度  ℃    100·80    130·130    特性   成形后硫化度  %    3    12   针入度  1/10mm    80    58   T模剥离粘接强度贴附后不久  N/25mm    5.5    2.3

最后,对使用设为与实施例1~6相同的配合比率的试验片,对方柱型钢骨架进行耐火覆盖处理之时的施工作业成绩进行说明。

将试验片加工为纵向1000mm×横向1500mm×厚2mm的带状,将一面用铝箔覆盖,将相反一面(粘接面)贴附在方柱型钢骨架(宽300mm×深300mm×高1500mm,铁板厚度6mm)上。

无论在哪种配合比率的试验片中,都不需要其他的加强固定,试验片被粘合、保持在钢骨架表面,没有剥落的情况。

由此可知,与以往的防火用膨胀材料不同,本发明的耐火覆盖材料中,可以确认不需要在贴附后从外侧利用钉子、销钉、螺栓等加强固定无纺布、金属网、陶瓷材料等表面材料,可以大幅度缩短施工时间。另外还可知,由于不需要使用粘接剂,因此没有由粘接剂引起的臭气,由于不需要搬运在加强固定中所必需的工具类,因此可以减轻施工者的负担。

本发明的耐火橡胶组合物、由该耐火橡胶组合物构成的耐火覆盖材料及使用了该耐火覆盖材料的耐火覆盖处理方法,可以用于钢骨架等的耐火覆盖处理中。另外,通过作为防火墙与电力电缆之间等的间隙的防火用填缝料卷绕在电力电缆上而插入开口部中,则对于防止火灾时的蔓延或建筑物的倒塌十分有用。

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