JP2013018911A - Coating agent for flameproofing synthetic resin member and the synthetic resin member using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、合成樹脂部材の難燃化に用いるコーティング剤及びそのコーティング剤を用いた難燃性合成樹脂部材に関する。 The present invention relates to a coating agent used for making a synthetic resin member flame-retardant and a flame-retardant synthetic resin member using the coating agent.
従来、合成樹脂部材を難燃化に効果があるコーティング剤としては、以下のようなものがある。
例えば、特許文献１には、（ａ）アミンシリケートをＳｉＯ２換算で３〜１５重量部、（ｂ）合成樹脂０．５〜８重量部、（ｃ）銀、銅および微粒子状酸化チタンの群から選ばれた少なくとも１種を、銀もしくは銅原子換算で０．００２〜２重量部または酸化チタン換算で３〜２５重量部、（ｄ）平均粒径または平均長さが０．０１〜５０μｍである非水溶性の無機充填材１５〜７５重量部、ならびに（ｅ）水および／または親水性有機溶剤１５〜７５重量部〔ただし、（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）＋（ｄ）＋（ｅ）＝１００重量部〕を主成分としたものが示されている。
Conventionally, as a coating agent effective in making a synthetic resin member flame-retardant, there are the following.
For example, Patent Document 1 discloses that (a) amine silicate is 3 to 15 parts by weight in terms of SiO2, (b) 0.5 to 8 parts by weight of synthetic resin, (c) silver, copper, and particulate titanium oxide. At least one selected from 0.002 to 2 parts by weight in terms of silver or copper atoms or 3 to 25 parts by weight in terms of titanium oxide, (d) the average particle diameter or the average length is 0.01 to 50 μm 15 to 75 parts by weight of a water-insoluble inorganic filler, and (e) 15 to 75 parts by weight of water and / or a hydrophilic organic solvent [provided that (a) + (b) + (c) + (d) + ( e) = 100 parts by weight].
もう一例として、特許文献２には、合成樹脂１００重量部に対して、層状珪酸塩１〜４０重量部及びヒンダードアミン系化合物０．１〜１０重量部を配合したものが示されている。 As another example, Patent Document 2 discloses a composition in which 1 to 40 parts by weight of a layered silicate and 0.1 to 10 parts by weight of a hindered amine compound are blended with 100 parts by weight of a synthetic resin.
ところが、これらのコーティング剤は合成樹脂部材の表面に被覆した場合に、合成樹脂部材に難燃性を付与する効果が十分でなかった。 However, when these coating agents are coated on the surface of the synthetic resin member, the effect of imparting flame retardancy to the synthetic resin member is not sufficient.
また、特許文献３には、有機質発泡プラスチック成型体において、プラスチックビーズまたはプラスチック発泡体を製造した後、アルカリ土類金属化合物またはアルカリ土類金属化合物を含む物質、または、酸の中で選ばれた１種以上のものとケイ酸塩とを改質して、前記プラスチックビーズまたはプラスチック発泡体にコーティングした後、熱と圧力を加え融着・結合させて成型し、乾燥させて製造したものが示されている。 Further, in Patent Document 3, after manufacturing plastic beads or plastic foams in an organic foamed plastic molded body, an alkaline earth metal compound, a substance containing an alkaline earth metal compound, or an acid was selected. It shows the one manufactured by modifying one or more kinds and silicate, coating the plastic beads or plastic foam, applying heat and pressure, fusing, bonding, and drying. Has been.
ところが、この方法では、不燃性の合成樹脂部材を得るために、熱と圧力を加えるといった複雑な工程が必要であった。 However, this method requires a complicated process of applying heat and pressure to obtain a nonflammable synthetic resin member.
上記したように、従来のコーティング剤では、合成樹脂部材に難燃性を付与する効果が十分でなかったり、不燃性の合成樹脂部材を得るために複雑な工程が必要であったりといった問題があった。 As described above, the conventional coating agent has a problem that the effect of imparting flame retardancy to the synthetic resin member is not sufficient, or a complicated process is required to obtain a non-flammable synthetic resin member. It was.
本発明は、合成樹脂部材の表面に被覆することにより、容易に、合成樹脂部材を難燃化するコーティング剤を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the coating agent which makes a synthetic resin member flame-retardant easily by coat | covering the surface of a synthetic resin member.
請求項１に記載の発明は、合成樹脂部材の表面にコーティング層を形成するために用いるコーティング剤であって、化学式：Ｋ２Ｏ／ｎＳｉＯ２（ｎ＝１．９〜３．７）で示される珪酸カリウムの水溶液を含有し、コーティング層１００質量部に占める珪酸カリウムの含有量が５０質量部以上であることを特徴とする合成樹脂部材の難燃化コーティング剤である。 According to one aspect of the present invention, a coating agent used for forming a coating layer on the surface of the synthetic resin member, the formula: represented by K 2 O / nSiO 2 (n = 1.9~3.7) It is a flame retardant coating agent for a synthetic resin member, containing an aqueous solution of potassium silicate, wherein the content of potassium silicate in 100 parts by mass of the coating layer is 50 parts by mass or more.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、難燃化コーティング剤のｐＨが１０．０〜１３．８であることを特徴とする。 The invention described in claim 2 is characterized in that, in the invention described in claim 1, the flame retardant coating agent has a pH of 10.0 to 13.8.
請求項３に記載の発明は、合成樹脂部材の表面の一部又は全面が、請求項１又は２に記載のコーティング剤によって形成されたコーティング層によって被覆されていることを特徴とする難燃性合成樹脂部材である。 The invention according to claim 3 is characterized in that a part or the whole of the surface of the synthetic resin member is covered with a coating layer formed by the coating agent according to claim 1 or 2. It is a synthetic resin member.
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、コーティング層によって被覆された部分の表面積１ｍ２あたりのコーティング層の質量が５〜１５０ｇであることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is characterized in that, in the invention according to claim 3, the mass of the coating layer per 1 m 2 of the surface area of the portion covered with the coating layer is 5 to 150 g.
請求項１に記載の発明によれば、合成樹脂部材の表面に被覆することにより、容易に合成樹脂部材を難燃化することができる。 According to the first aspect of the present invention, the synthetic resin member can be easily flame-retardant by covering the surface of the synthetic resin member.
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、難燃化コーティング剤に非結晶質シリカの沈殿が生じ難くなる。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, the precipitation of amorphous silica is less likely to occur in the flame retardant coating agent.
請求項３に記載の発明によれば、難燃化された合成樹脂部材が得られる。 According to the invention described in claim 3, a flame-retardant synthetic resin member is obtained.
請求項４に記載の発明によれば、請求項３の発明の効果に加え、合成樹脂部材が特に難燃性に優れる。
According to the invention of claim 4, in addition to the effect of the invention of claim 3, the synthetic resin member is particularly excellent in flame retardancy.
本発明の難燃化コーティング剤は、合成樹脂部材の表面に塗装して乾燥硬化させることによってコーティング層を形成し、合成樹脂部材を難燃化するために用いる。 The flame retardant coating agent of the present invention is used to form a coating layer by coating on the surface of a synthetic resin member and then drying and curing to make the synthetic resin member flame retardant.
この難燃化コーティング剤によってコーティング層を形成することによって、合成樹脂部材の難燃性を大きく向上させることができる。また、塗装後に常温環境下で静置しておいてもコーティング層を形成できるため、特に複雑な工程を必要としない。 By forming a coating layer with this flame retardant coating agent, the flame retardancy of the synthetic resin member can be greatly improved. Moreover, since a coating layer can be formed even if it is allowed to stand in a room temperature environment after painting, a particularly complicated process is not required.
前記合成樹脂部材とは、合成樹脂製の成形体をいい、その素材は、任意に設定することができる。合成樹脂部材を構成する合成樹脂としては、例えば、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂、メラミン樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。これらは単独で用いても良く、２種類以上を混合又は共重合して用いても良い。また、これらをビーズ発泡又は連続発泡等の方法で発泡させた発泡樹脂として用いても良い。 The synthetic resin member refers to a molded body made of synthetic resin, and the material thereof can be arbitrarily set. Examples of the synthetic resin constituting the synthetic resin member include thermoplastic resins such as methacrylic resin, acrylic resin, polyamide resin, vinyl chloride resin, polystyrene resin, polycarbonate resin, silicone resin, polyethylene resin, polyester resin, polypropylene resin, and polystyrene resin. A thermosetting resin such as a resin, a phenol resin, a melamine resin, an amino resin, an epoxy resin, a urethane resin, or a fluororesin can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may use these as foamed resin foamed by methods, such as bead foaming or continuous foaming.
また、合成樹脂以外の素材との複合素材であっても前記難燃化コーティング剤を適用する部分が合成樹脂で構成されているものは、合成樹脂部材とする。例えば、無機材料や金属製の基材の表面を合成樹脂層で覆ったものや、金属繊維やガラス繊維を用いた繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）なども、難燃化コーティング剤を塗装する部分が合成樹脂であれば合成樹脂部材とする。 Moreover, even if it is a composite material with materials other than a synthetic resin, if the portion to which the flame retardant coating agent is applied is composed of a synthetic resin, it is a synthetic resin member. For example, in the case where the surface of an inorganic material or metal substrate is covered with a synthetic resin layer, or the fiber reinforced plastic (FRP) using metal fiber or glass fiber, the part where the flame retardant coating agent is applied is synthesized. If it is resin, it will be set as a synthetic resin member.
前記合成樹脂部材の形状は任意に設定することができる。例えば、板状、棒状、球状、円錐状、角錐状、ばね状、フィルム状、円筒状等が挙げられる。また、その厚さも任意に設定することができる。 The shape of the synthetic resin member can be arbitrarily set. For example, plate shape, rod shape, spherical shape, conical shape, pyramid shape, spring shape, film shape, cylindrical shape and the like can be mentioned. Moreover, the thickness can also be set arbitrarily.
前記難燃化コーティング剤は、合成樹脂部材の表面全面に塗装するだけでなく、合成樹脂部材の表面の一部分にだけ塗装しても良い。例えば、直接火にさらされるたり、熱の影響を大きく受けたりする部分にだけ難燃化コーティング剤を塗装して、熱の影響が小さい部分には、難燃化コーティング剤を塗装しないこともある。 The flame retardant coating agent may be applied not only to the entire surface of the synthetic resin member but also to a part of the surface of the synthetic resin member. For example, a flame retardant coating agent may be applied only to parts that are directly exposed to fire or greatly affected by heat, and a flame retardant coating agent may not be applied to parts that are less affected by heat. .
前記難燃化コーティング剤は、化学式：Ｋ２Ｏ／ｎＳｉＯ２（ｎ＝１．９〜３．７）で示される珪酸カリウムの水溶液を含有する。珪酸カリウムを用いることにより、難燃化コーティング剤によって形成されるコーティング層は遮炎性に優れ、また、合成樹脂部材の表面に被覆した場合の皮膜形成に優れる。なお、コーティング層が遮炎性を有することによって、合成樹脂部材に難燃性を付与する効果が得られる。 The flame retardant coating agent contains an aqueous solution of potassium silicate represented by a chemical formula: K 2 O / nSiO 2 (n = 1.9 to 3.7). By using potassium silicate, the coating layer formed with the flame retardant coating agent is excellent in flame barrier properties, and excellent in film formation when coated on the surface of a synthetic resin member. In addition, the effect which gives a flame retardance to a synthetic resin member is acquired because a coating layer has flame-shielding property.
前記の化学式：Ｋ２Ｏ／ｎＳｉＯ２におけるｎの値は、好ましくは、ｎ＝１．９〜３．７であり、より好ましくはｎ＝２．２〜３．０、最も好ましくはｎ＝２．５〜２．８である。この範囲にあるときコーティング層が遮炎性に優れ、合成樹脂部材を難燃化しやすい。ｎ＝１．９未満の場合には遮炎性が十分でない。逆にｎ＝３．７を超える場合には合成樹脂表面に被覆した場合の皮膜形成が十分でないため、コーティング層に欠損が生じやすく、その欠損によって十分な遮炎性が得られない恐れがある。 The value of n in the above chemical formula: K 2 O / nSiO 2 is preferably n = 1.9 to 3.7, more preferably n = 2.2 to 3.0, and most preferably n = 2. .5 to 2.8. When it is in this range, the coating layer has excellent flame barrier properties, and the synthetic resin member is easily flame-retardant. When n is less than 1.9, the flame barrier property is not sufficient. On the other hand, when n exceeds 3.7, film formation when the surface of the synthetic resin is coated is not sufficient, so that the coating layer is likely to be damaged, and there is a possibility that sufficient flame shielding properties may not be obtained due to the defect. .
難燃化コーティング剤が乾燥硬化して形成されるコーティング層１００質量部に占める珪酸カリウムの含有量は、好ましくは５０質量部以上であり、より好ましくは７０以上質量部、最も好ましくは７５質量部以上である。この範囲にあるとき、合成樹脂部材の難燃化に優れる。コーティング層１００質量部に占める珪酸カリウムの含有量が少なすぎると、合成樹脂部材を十分に難燃化できない。なお、コーティング層１００質量部に占める珪酸カリウムの含有量は１００質量部でもかまわないが、コーティング剤として塗装しやすい粘性のものを得るためには、増粘剤などを添加する必要があるため、コーティング層１００質量部に占める含有量は９８質量部までに抑えておくとよい。 The content of potassium silicate in 100 parts by mass of the coating layer formed by drying and curing the flame retardant coating agent is preferably 50 parts by mass or more, more preferably 70 parts by mass or more, most preferably 75 parts by mass. That's it. When it exists in this range, it is excellent in the flame retardance of a synthetic resin member. If the content of potassium silicate in 100 parts by mass of the coating layer is too small, the synthetic resin member cannot be made sufficiently flame-retardant. The content of potassium silicate in 100 parts by mass of the coating layer may be 100 parts by mass, but in order to obtain a viscous material that is easy to paint as a coating agent, it is necessary to add a thickener, etc. The content in 100 parts by mass of the coating layer may be suppressed to 98 parts by mass.
前記難燃化コーティング剤のｐＨは、好ましくは１０．０〜１３．８であり、より好ましくは１０．５〜１３．０、最も好ましくは１１．０〜１２．５である。この範囲にあるとき、モノマーとポリマーの珪酸イオンの安定溶液を存在させることができる。ｐＨが１０．０未満の場合には非結晶質シリカの沈殿が生じてしまう。逆に１３．８を超えると皮膚刺激性が高まって取り扱いに注意が必要となるため好ましくない。 The pH of the flame retardant coating agent is preferably 10.0 to 13.8, more preferably 10.5 to 13.0, and most preferably 11.0 to 12.5. When in this range, a stable solution of monomer and polymer silicate ions can be present. When the pH is less than 10.0, amorphous silica is precipitated. Conversely, if it exceeds 13.8, the skin irritation is increased and handling is required, which is not preferable.
前記コーティング層の単位面積当たりの質量は、合成樹脂部材のコーティング層によって被覆された部分の表面積１ｍ２あたりに好ましくは５〜１５０ｇであり、より好ましくは１０〜１００ｇであり、最も好ましくは３０〜７５ｇである。この範囲にあるとき合成樹脂部材の難燃化に優れる。難燃化コーティング剤の表面積１ｍ２あたりの質量５ｇ未満の場合には遮炎性が十分でないため、合成樹脂を難燃化する効果が十分でない。逆に、１５０ｇを超える場合には外部からの衝撃などによってコーティング層にひび割れ等の欠損が生じ易く、その欠損によって十分な遮炎性が得られない恐れがある。 The mass per unit area of the coating layer is preferably 5 to 150 g, more preferably 10 to 100 g, most preferably 30 to about 1 m 2 of the surface area of the portion covered with the coating layer of the synthetic resin member. 75 g. When in this range, the synthetic resin member is excellent in flame retardancy. When the mass per 1 m 2 of the surface area of the flame retardant coating agent is less than 5 g, the flame barrier property is not sufficient, so the effect of making the synthetic resin flame retardant is not sufficient. On the other hand, if it exceeds 150 g, a defect such as a crack is likely to occur in the coating layer due to an impact from the outside, and there is a possibility that sufficient flame shielding properties may not be obtained due to the defect.
前記難燃化コーティング剤には、前記の珪酸カリウム以外にも以下の成分を含有させてもよい。 The flame retardant coating agent may contain the following components in addition to the potassium silicate.
例えば、増粘剤として、カルボキシメチルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース、カゼイン等のタンパク質、キサンタンガム、グァーガム、タラガム等の多糖類等を用いることができる。また、特に厳しい燃焼性が要求される場合には、これらを使用しない方がより難燃性の高い合成樹脂部材を得易い。 For example, as a thickener, cellulose such as carboxymethylmethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose, proteins such as casein, polysaccharides such as xanthan gum, guar gum, and tara gum can be used. Further, when particularly flammability is required, it is easier to obtain a synthetic resin member having higher flame retardancy without using these.
また、難燃化コーティング剤の凍結防止、及び増粘剤のコーティング剤中への混和性の向上を目的として水溶性溶剤を含有させてもよい。例えば、プロピレングリコール、エチレングリコール等のグリコール類、イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール類を用いることができる。 Further, a water-soluble solvent may be contained for the purpose of preventing freezing of the flame retardant coating agent and improving the miscibility of the thickener in the coating agent. For example, glycols such as propylene glycol and ethylene glycol, and alcohols such as isopropyl alcohol and butanol can be used.
また、コーティング層に着色が必要な場合には、通常のコーティング剤に用いる着色顔料を任意に設定して添加することができる。例えば、ベンガラ、オーカー等の酸化鉄、酸化チタン等が挙げられる。なお、着色顔料は無機材料であることが好ましい。着色顔料が無機材料であることにより、合成樹脂部材の難燃性を向上させることができる。 Further, when the coating layer needs to be colored, a color pigment used in a normal coating agent can be arbitrarily set and added. For example, iron oxide such as bengara and ocher, titanium oxide and the like can be mentioned. The color pigment is preferably an inorganic material. When the color pigment is an inorganic material, the flame retardancy of the synthetic resin member can be improved.
上記成分の他にも、この発明の効果を損なわない範囲内において、従来、コーティング剤に配合される各成分を添加することができる。例えば、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化チタン、アルミナ、シリカ、無機繊維、ロックウールなどの充填材、分散剤、湿潤剤等の界面活性剤、造膜助剤、防凍剤等の溶剤、消泡剤、着色顔料、体質顔料、金属石鹸、安定剤、粘度・粘性調整のための増粘剤、防腐剤、防黴剤等が挙げられる。 In addition to the above components, each component conventionally added to the coating agent can be added within a range not impairing the effects of the present invention. For example, calcium carbonate, aluminum hydroxide, titanium oxide, alumina, silica, inorganic fibers, rock wool and other fillers, dispersants, wetting agents and other surfactants, film-forming aids, anti-freezing agents and other solvents, antifoaming Agents, coloring pigments, extender pigments, metal soaps, stabilizers, thickeners for viscosity and viscosity adjustment, preservatives, antifungal agents and the like.
なお、珪酸カリウム以外の成分を含有させる場合において、コーティング層中の有機成分の量が多すぎると、コーティング層の遮炎性が低下して、合成樹脂部材を十分に難燃化できない恐れがあるので、コーティング層１００質量部に占める有機成分の含有量は、好ましくは２０質量部以下、より好ましくは１０質量部以下である。最も好ましくは、有機成分の含有量が０質量部であり、難燃性が特に高い合成樹脂部材を得易い。 In addition, in the case where components other than potassium silicate are contained, if the amount of the organic component in the coating layer is too large, the flame shielding properties of the coating layer may be reduced, and the synthetic resin member may not be sufficiently flame retardant. Therefore, the content of the organic component in 100 parts by mass of the coating layer is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less. Most preferably, it is easy to obtain a synthetic resin member having an organic component content of 0 part by mass and particularly high flame retardancy.
前記難燃化コーティング剤の塗装方法は特に限定されず、例えば、一般的な塗料の塗装方法によって塗装することができる。例えば、刷毛、ローラー、エアスプレー、エアレススプレー、フローコーター、ロールコーター等の塗装器具や塗装機を用いて塗装できる。また、塗装器具や塗装機を用いないでディッピング等によって塗装してもよい。 The method for applying the flame retardant coating agent is not particularly limited. For example, the flame retardant coating agent can be applied by a general coating method. For example, it can be painted using a painting tool such as a brush, a roller, an air spray, an airless spray, a flow coater, a roll coater, or a coating machine. Moreover, you may paint by dipping etc., without using a painting tool or a coating machine.
難燃化コーティング剤は塗装後に常温で静置しておいても、乾燥硬化してコーティング層を形成するが、加熱乾燥させてもよい。例えば、８０℃程度の温度で加熱することによって、速やかにコーティング層を形成することもできる。 Even if the flame retardant coating agent is allowed to stand at room temperature after coating, it is dried and cured to form a coating layer, but may be dried by heating. For example, the coating layer can be formed quickly by heating at a temperature of about 80 ° C.
以上のように合成樹脂部材の表面に形成されたコーティング層には、コーティング層を外部からの水や衝撃から保護するために、コーティング層の表面に更に保護層を設けることが好ましい。保護層は、コーティング層に降雨・高湿度を含めた水との接触する恐れや外部からの衝撃を受ける恐れが少ない場合には省略することができる。 As described above, the coating layer formed on the surface of the synthetic resin member is preferably further provided with a protective layer on the surface of the coating layer in order to protect the coating layer from external water and impact. The protective layer can be omitted if the coating layer is less likely to come into contact with water, including rainfall and high humidity, and is less susceptible to external impact.
前記保護層の組成や厚みなどは任意に設定することができる。
例えば、合成樹脂塗料などによって形成された樹脂層、或いは樹脂を主成分とする層が挙げられる。保護層に用いられる樹脂としては、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂、メラミン樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂等の熱硬化性樹脂、ブチルゴム、加硫ゴム等の合成ゴム等が挙げられる。これらは単独で用いても良く、２種類以上を混合又は共重合して用いても良い。
The composition and thickness of the protective layer can be arbitrarily set.
For example, a resin layer formed of a synthetic resin paint or a layer mainly composed of a resin can be used. Examples of the resin used for the protective layer include methacrylic resins, acrylic resins, polyamide resins, vinyl chloride resins, polystyrene resins, polycarbonate resins, silicone resins, polyethylene resins, polyester resins, polypropylene resins, polystyrene resins and the like, phenols Examples thereof include thermosetting resins such as resins, melamine resins, amino resins, epoxy resins, urethane resins and fluororesins, and synthetic rubbers such as butyl rubber and vulcanized rubber. These may be used alone or in combination of two or more.
これらの樹脂の中でも、アクリル樹脂を用いるとコーティング層をより強固に保護することができる。アクリル樹脂のモノマーとしては、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸ブチル、アクリル酸エチル、アクリル酸メチル、アクリル酸ターシャリーブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、４−ヒドロキシブチルアクリレート等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、２以上を共重合して用いても良い。 Among these resins, when an acrylic resin is used, the coating layer can be protected more firmly. Examples of acrylic resin monomers include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, acrylic acid, 2-ethylhexyl acrylate, butyl acrylate, ethyl acrylate, methyl acrylate, tertiary butyl acrylate, and methacrylic acid. Examples include cyclohexyl and 4-hydroxybutyl acrylate. These may be used singly or in combination of two or more.
また、上記した樹脂以外のもので層を構成してもよく、例えば、ガラス板、積層ガラス板、合わせガラス板等のガラス板を保護層としてもよい。ガラス板を用いることにより、コーティンス層に対する保護効果に優れる。 Moreover, you may comprise a layer with things other than above-described resin, for example, it is good also considering glass plates, such as a glass plate, a laminated glass plate, a laminated glass plate, as a protective layer. By using a glass plate, the protective effect against the coating layer is excellent.
なお、前記保護層はシリカやアルミナなどに代表される無機材料を合成樹脂の表面に被覆した複合樹脂であることが好ましい。前記保護層が複合樹脂であることにより、保護層の発熱量を抑えることができるため、保護層によって合成樹脂部材の難燃性が損なわれ難い。前記複合樹脂としては例えば、特開２０１０−１６８４４２号公報、特開平３−１０６９４８号公報等が挙げられる。 The protective layer is preferably a composite resin obtained by coating the surface of a synthetic resin with an inorganic material typified by silica or alumina. When the protective layer is a composite resin, the amount of heat generated by the protective layer can be suppressed, so that the flame resistance of the synthetic resin member is not easily impaired by the protective layer. Examples of the composite resin include JP 2010-168442 A, JP 3-106948 A, and the like.
前記保護層を難燃化コーティング剤によるコーティング層の表面に積層する方法としては、塗料の形態にして塗装して用いても良いし、フィルム又は板状の形態にして接着剤等で貼り付けても良い。 As a method of laminating the protective layer on the surface of the coating layer with the flame retardant coating agent, it may be used in the form of a paint, or may be applied in the form of a film or plate with an adhesive or the like. Also good.
前記保護層の厚みは好ましくは１０〜２０００μｍ、より好ましくは２０〜１５００μｍ、最も好ましくは５０〜１０００μｍである。この範囲にあるときコーティング剤層の保護性能に優れる。保護層の厚みが１０μｍ未満の場合には保護効果が十分でない。逆に、２０００μｍを超えると、樹脂製の保護層を形成した場合には、保護層が燃える際の熱量が大きいため、難燃化コーティング剤による難燃性が十分発揮できない。 The thickness of the protective layer is preferably 10 to 2000 μm, more preferably 20 to 1500 μm, and most preferably 50 to 1000 μm. When in this range, the coating agent layer has excellent protection performance. When the thickness of the protective layer is less than 10 μm, the protective effect is not sufficient. On the other hand, if the thickness exceeds 2000 μm, when a protective layer made of resin is formed, the amount of heat when the protective layer burns is large, so that the flame retardancy by the flame retardant coating agent cannot be sufficiently exhibited.
前記難燃化コーティング剤によって表面にコーティング層が形成された合成樹脂部材は、熱の影響を受けた際には以下のようにして効果を発揮する。 The synthetic resin member having a coating layer formed on the surface with the flame retardant coating agent exhibits the effect as follows when it is affected by heat.
熱の影響を受けた場合の一例として、合成樹脂部材が火炎に曝された際の難燃化の機構について説明する。コーティング層が形成された合成樹脂部材は、火炎に曝されるとコーティング層が発泡して多孔質な層となって、火炎から合成樹脂部材への熱伝導を妨げる。また、コーティング層は遮炎性を有しており、火炎が直接、合成樹脂部材にあたることがない。そのため合成樹脂部材が難燃化される。 As an example in the case of being affected by heat, a mechanism of flame retardancy when a synthetic resin member is exposed to a flame will be described. When the synthetic resin member on which the coating layer is formed is exposed to a flame, the coating layer is foamed to become a porous layer, which prevents heat conduction from the flame to the synthetic resin member. Moreover, the coating layer has a flame barrier property, and the flame does not directly hit the synthetic resin member. Therefore, the synthetic resin member is made flame retardant.
また、合成樹脂部材が樹脂製の保護層を有する場合には、火炎に曝されると保護層が溶解（或いは分解・炭化）するとともに、コーティング層が発泡して多孔質な層となって、火炎から合成樹脂部材への熱伝導を妨げる。 Further, when the synthetic resin member has a resin protective layer, the protective layer dissolves (or decomposes / carbonizes) when exposed to a flame, and the coating layer foams to become a porous layer. This prevents heat conduction from the flame to the synthetic resin member.
また、ガラスなどの不燃性の保護層を有する場合には、保護層を残したままコーティング層が発泡して多孔質な層となる。このとき、保護層も遮炎性を有し、保護層とコーティング層によってより強固に遮炎されるため、合成樹脂部材は特に難燃性に優れる。 Moreover, when it has nonflammable protective layers, such as glass, a coating layer foams and becomes a porous layer, leaving a protective layer. At this time, since the protective layer also has flame barrier properties and is more firmly shielded by the protective layer and the coating layer, the synthetic resin member is particularly excellent in flame retardancy.
本発明の難燃性合成樹脂部材の用途としては特に限定されないが、例えば、断熱材、吸音材、緩衝材、建材、土木材料、太陽電池のフロントパネル、太陽電池のフロントシート、太陽電池のバックシート等の合成樹脂部材として用いることができる。 Although it does not specifically limit as a use of the flame-retardant synthetic resin member of this invention, For example, a heat insulating material, a sound-absorbing material, a shock absorbing material, building materials, civil engineering materials, a solar cell front panel, a solar cell front sheet, a solar cell back It can be used as a synthetic resin member such as a sheet.
（実施形態）
本発明の難燃化コーティング剤及びそれを用いた難燃性合成樹脂部材の具体的な製造例を以下に記す。
まず、下記の原材料を混合攪拌して以下に示す配合の難燃化コーティング剤を得た。
珪酸カリウム水溶液としてＫ２Ｏ／２ＳｉＯ２で示される珪酸カリウム水溶液（不揮発分１５質量％）、増粘剤としてキサンタンガム、添加剤としてポリエチレングリコール（水溶性溶剤）、充填材として四酸化三鉄（着色顔料）を用いた。
難燃化コーティング剤の配合：珪酸カリウム水溶液１００質量部、キサンタンガム２質量部、ポリエチレングリコール８質量部、四酸化三鉄３質量部。
(Embodiment)
Specific production examples of the flame retardant coating agent of the present invention and the flame retardant synthetic resin member using the same will be described below.
First, the following raw materials were mixed and stirred to obtain a flame retardant coating agent having the following composition.
Potassium silicate aqueous solution (nonvolatile content 15% by mass) represented by K 2 O / 2SiO 2 as potassium silicate aqueous solution, xanthan gum as thickener, polyethylene glycol (water-soluble solvent) as additive, triiron tetroxide (coloring) as filler Pigment) was used.
Formulation of flame retardant coating agent: 100 parts by mass of an aqueous potassium silicate solution, 2 parts by mass of xanthan gum, 8 parts by mass of polyethylene glycol, 3 parts by mass of triiron tetraoxide.
この難燃化コーティング剤を用いて、以下の難燃性合成樹脂部材を作製した。
２０ｃｍ×２０ｃｍ×厚さ３ｍｍの板状アクリル樹脂を合成樹脂部材として、その表面全体に難燃化コーティング剤を塗装用ローラーを用いて塗装し、難燃化コーティング剤を乾燥硬化させてコーティン層を形成した。コーティング層の単位面積当たりの質量は５０ｇ／ｍ２であった。
更に、コーティング層の表面にアクリル樹脂塗料を塗装して、保護層として厚さ１００μｍのアクリル樹脂層を形成した。
Using the flame retardant coating agent, the following flame retardant synthetic resin member was produced.
Using a plate-like acrylic resin of 20cm x 20cm x 3mm in thickness as a synthetic resin member, a flame retardant coating agent is applied to the entire surface using a painting roller, and the flame retardant coating agent is dried and cured to form a coating layer. Formed. The mass per unit area of the coating layer was 50 g / m 2 .
Furthermore, an acrylic resin paint was applied to the surface of the coating layer to form an acrylic resin layer having a thickness of 100 μm as a protective layer.
まず、表１に配合を示すコーティング剤を調製した。
表１の配合は、各原材料の配合量を質量部で記したものである。原材料としては、ケイ酸カリウム水溶液以外には、増粘剤としてキサンタンガム、防凍剤としてエチレングリコール、着色顔料として酸化チタンを用いた。
なお、表１においては、ケイ酸カリウム水溶液中の不揮発分をケイ酸カリウムとして記載し、ケイ酸カリウム水溶液中の水分を水として記載している。また、ケイ酸カルシウムの欄における括弧内の数値は、ケイ酸カリウムの化学式：Ｋ２Ｏ／ｎＳｉＯ２におけるｎの値である。
また、表１には、コーティング剤のｐＨも記載した。また、各コーティング剤によってコーティング層を形成した場合におけるコーティング層１００質量部に占める珪酸カリウムの含有量（質量部）も記載した。
First, a coating agent whose formulation is shown in Table 1 was prepared.
The compounding of Table 1 describes the compounding amount of each raw material in parts by mass. As raw materials, besides a potassium silicate aqueous solution, xanthan gum was used as a thickener, ethylene glycol was used as a defrosting agent, and titanium oxide was used as a coloring pigment.
In Table 1, the nonvolatile content in the potassium silicate aqueous solution is described as potassium silicate, and the water in the potassium silicate aqueous solution is described as water. Moreover, the numerical value in the parenthesis in the column of calcium silicate is the value of n in the chemical formula of potassium silicate: K 2 O / nSiO 2 .
Table 1 also shows the pH of the coating agent. Moreover, content (mass part) of the potassium silicate which occupies for 100 mass parts of coating layers at the time of forming a coating layer with each coating agent was also described.
表１に記載したコーティング剤のうち、コーティング剤１〜４は本発明の難燃化コーティング剤に該当する。コーティング剤５はケイ酸カリウムの化学式におけるｎの値が本発明の難燃化コーティング剤よりも小さく、コーティング剤６はｎの値が本発明の難燃化コーティング剤よりも大きい。 Among the coating agents described in Table 1, coating agents 1 to 4 correspond to the flame retardant coating agent of the present invention. The coating agent 5 has a smaller value of n in the chemical formula of potassium silicate than the flame retardant coating agent of the present invention, and the coating agent 6 has a larger n value than the flame retardant coating agent of the present invention.
表１に示すコーティング剤を表２〜５に記載の各合成樹脂部材の表面全体に塗装して、乾燥硬化させて合成樹脂部材の表面にコーティング層を形成した。また、いくつかの部材には保護層も形成した。
その詳細を表２〜６に記載する。表２〜５には、合成樹脂部材の素材と形状（括弧内に記載）、コーティング層の形成に用いたコーティング剤の種類と塗装部分における単位表面積あたりのコーティング層の質量（括弧内に記載）、保護層の素材と厚み（括弧内に記載）を記載している。なお、合成樹脂部材については、３０ｃｍ×３０ｃｍの板状の部材を使用しており、括弧内にはその厚みのみを記載する。
The coating agent shown in Table 1 was applied to the entire surface of each synthetic resin member described in Tables 2 to 5, and dried and cured to form a coating layer on the surface of the synthetic resin member. Also, protective layers were formed on some members.
The details are shown in Tables 2-6. Tables 2 to 5 show the material and shape of the synthetic resin member (described in parentheses), the type of coating agent used for forming the coating layer, and the mass of the coating layer per unit surface area in the painted portion (described in parentheses). The material and thickness of the protective layer (described in parentheses) are described. In addition, about the synthetic resin member, the plate-shaped member of 30 cm x 30 cm is used, and only the thickness is described in a parenthesis.
上記したコーティング剤及び合成樹脂部材について、以下の項目について試験を行なった。 The above-mentioned coating agent and synthetic resin member were tested for the following items.
（貯蔵安定性）
コーティング剤１〜６を調整した後、各コーティング剤を約５００ｃｃずつ容器に入れて密封し、温度２３℃の環境下で７日間貯蔵した。その後、容器を開けてコーティング剤の状態を目視により観察した。
その結果、コーティング剤１〜５には特に異常はみられなかったが、コーティング剤６ではコーティング剤が分離して沈殿物がみられた。
(Storage stability)
After adjusting coating agents 1-6, each coating agent was sealed in a container of about 500 cc, and stored for 7 days in an environment at a temperature of 23 ° C. Thereafter, the container was opened and the state of the coating agent was visually observed.
As a result, no abnormality was observed in the coating agents 1 to 5, but in the coating agent 6, the coating agent was separated and a precipitate was observed.
（成膜性）
合成樹脂部材にコーティング剤を塗装してコーティング層を形成した後、保護層を形成する前に、コーティング層の状態を目視によって観察した。
実施例１〜１８及び比較例５の合成樹脂部材では、コーティング層に特に異常はみられなかったが、比較例６の合成樹脂部材では、コーティング層にひび割れがみられた。
(Film formability)
After the coating agent was applied to the synthetic resin member to form the coating layer, the state of the coating layer was visually observed before forming the protective layer.
In the synthetic resin members of Examples 1 to 18 and Comparative Example 5, no particular abnormality was observed in the coating layer, but in the synthetic resin member of Comparative Example 6, cracks were seen in the coating layer.
（耐衝撃性）
合成樹脂部材としてアクリル樹脂板を用い、保護層を設けなかったものについては、下記の方法でコーティング層の耐衝撃性を確認した。
ＪＩＳ Ａ１４０８に規定された砂上全面支持法によって、水平に保持した合成樹脂部材の表面に、２００ｇの鉄球を３０ｃｍの高さから落下させた後、コーティング層の状態を目視によって観察した。
試験の結果を表６に示す。
(Impact resistance)
As for the synthetic resin member, an acrylic resin plate was used, and the protective layer was not provided. The impact resistance of the coating layer was confirmed by the following method.
A 200 g iron ball was dropped from a height of 30 cm onto the surface of the synthetic resin member held horizontally by the whole surface support method on sand specified in JIS A1408, and the state of the coating layer was visually observed.
The results of the test are shown in Table 6.
（難燃性）
合成樹脂部材をガスバーナーで炙って、合成樹脂部材に着火するまでの時間を測定した。なお、合成樹脂部材の表面からガスバーナーの口までの距離は５ｃｍとなるようにした。
各合成樹脂部材に着火するまでの時間を表６に示す。
(Flame retardance)
The synthetic resin member was beaten with a gas burner, and the time until the synthetic resin member was ignited was measured. The distance from the surface of the synthetic resin member to the gas burner mouth was set to 5 cm.
Table 6 shows the time until each synthetic resin member is ignited.
Claims (4)
The flame-retardant synthetic resin member according to claim 3, wherein a mass of the coating layer per 1 m 2 of a surface area of the portion covered with the coating layer is 5 to 150 g.
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