JP6216461B2 - Thermally foamable coating agent and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、熱発泡性塗布剤に関し、より詳細には、膨張黒鉛に砂糖リン酸カラメルまたは砂糖シリカカラメルを混合して製造することによって、火災時に熱に起因して接着剤が発泡して発泡断熱層を形成できるようにする熱発泡性塗布剤及びその製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heat-foamable coating agent, and more specifically, by producing expanded graphite by mixing sugar phosphate caramel or sugar silica caramel, the adhesive foams due to heat in the event of a fire. The present invention relates to a heat-foamable coating agent capable of forming a heat insulating layer and a method for producing the same.
サンドイッチパネルは、建物や構造物の壁体等に使用される建築資材であって、一対の鋼板の間にスタイロフォーム等の断熱材を介在させ、鋼板と断熱材を接着剤で接着させて製造される。 Sandwich panels are building materials used for walls of buildings and structures, etc., and are manufactured by interposing a heat insulating material such as styrofoam between a pair of steel plates and bonding the steel plate and the heat insulating material with an adhesive. The
しかし、サンドイッチパネルの鋼板の間に介在されるスタイロフォームは、耐火性を持っていないため、建築物に火災が発生する場合等、サンドイッチパネルが火炎に露出されると、容易に全焼してしまうという問題がある。これを解決するために、スタイロフォーム断熱材の表面に難燃剤を塗布する方法、各発泡粒子の表面に難燃剤を塗布した状態でスタイロフォームを発泡させる方法、スタイロフォームの内部に難燃剤を注入する方法等を適用して、スタイロフォーム断熱材の難燃性を向上させている。 However, the styrofoam interposed between the steel plates of the sandwich panel does not have fire resistance, so if the sandwich panel is exposed to a flame, such as when a fire occurs in a building, it will easily burn out. There's a problem. In order to solve this, a method of applying a flame retardant to the surface of the styrofoam heat insulating material, a method of foaming the styrofoam with the flame retardant applied to the surface of each foamed particle, a method of injecting the flame retardant into the inside of the styrofoam, etc. Is applied to improve the flame retardancy of Styrofoam insulation.
なお、従来のサンドイッチパネルは、鋼板と断熱材を接着させるために接着剤が使用されるが、接着剤も、難燃性が非常に弱いため、鋼板が火災に露出する場合、その熱気に起因して接着剤がすぐ燃焼してしまい、そのため、火災の熱が断熱材にまで伝達されやすいという問題がある。 In addition, the conventional sandwich panel uses an adhesive to bond the steel plate and the heat insulating material, but the adhesive is also very weak in flame retardancy, so when the steel plate is exposed to fire, it is caused by the hot air As a result, the adhesive burns immediately, and therefore, there is a problem that the heat of the fire is easily transmitted to the heat insulating material.
接着剤は、サンドイッチパネルの難燃性に及ぶ影響が非常に小さいと考えられ、その間接着剤の難燃性は看過されてきたが、実際実験結果によれば、接着剤の難燃性の度合いによってサンドイッチパネルの難燃性に相当な差異があることが報告されたことがある。すなわち、従来の一般的な接着剤であるポリウレタンボンドの場合、火気に弱くて、一度点火すれば、容易に鎭火できず、有毒ガスと黒い煙により人体に悪影響を及ぼすものと知られている。 Adhesives are thought to have very little impact on the flame retardancy of sandwich panels, while the flame retardancy of adhesives has been overlooked, but according to actual experimental results, the degree of flame retardancy of adhesives Have reported significant differences in the flame retardancy of sandwich panels. In other words, conventional polyurethane bonds, which are common adhesives, are weak against fire and cannot be easily ignited once ignited, and are known to adversely affect the human body due to toxic gas and black smoke. .
先進国では、難燃性及び親環境性の側面から、サンドイッチパネルの製造に使用される接着剤の量を規制していることを見るとき、火災に対する抵抗性を持って有毒ガスに対する吸着性能を有するサンドイッチパネル用熱発泡性接着剤の開発が至急であることが現況である。 In developed countries, when looking at the amount of adhesive used in the manufacture of sandwich panels from the viewpoint of flame retardancy and environmental friendliness, the ability to adsorb toxic gases with resistance to fire The development of hot foam adhesive for sandwich panels is urgent.
このような問題を解決するためのものであって、韓国特許公開第2009−0114898号には、A液とB液を混合して製造される二液型接着剤であって、A液は、イソシアネートを含み、B液は、ポリオールを含むものの、B液100重量部に対して発泡性フィラー(filler)5〜35重量部を含む接着剤と、これを適用したサンドイッチパネルが開示されている。 In order to solve such a problem, Korean Patent Publication No. 2009-0114898 is a two-component adhesive manufactured by mixing A liquid and B liquid, An adhesive containing isocyanate and 5 parts by weight of an expandable filler with respect to 100 parts by weight of liquid B, although liquid B contains polyol, and a sandwich panel to which this is applied are disclosed.
また、韓国特許公開第2008−0001702号には、熱によって発泡して不燃性炭化層を形成する熱発泡性防炎塗布剤が開示されている。前記特許公開の熱発泡性防炎塗布剤は、水分酸性ゴム(Latex)と膨張黒鉛粉末、メラミン系難燃剤、アンモニウムホスフェート系難燃剤、単糖類、二糖類、多糖類のうち1種以上を含む糖類(saccharide)等を混合及び分散したものであって、ハロゲン系難燃剤を含まず、生分解が容易な物質であり、ゴムの弾力性が維持されて屈曲柔軟性を有し、火炎と接触時に塗布厚さの50倍以上発泡し、燃焼時に環境を有害にするガスを発生しないようにしたものである。 Also, Korean Patent Publication No. 2008-0001702 discloses a heat-foaming flameproof coating agent that foams by heat to form a nonflammable carbonized layer. The patented thermally foamable flameproofing coating agent includes at least one of water acidic rubber (Latex) and expanded graphite powder, melamine flame retardant, ammonium phosphate flame retardant, monosaccharide, disaccharide and polysaccharide. Saccharide etc. are mixed and dispersed, do not contain halogen flame retardants, are easily biodegradable, maintain the elasticity of rubber, have flex flexibility, and come into contact with flames Sometimes it is foamed more than 50 times the coating thickness so as not to generate gases that are harmful to the environment during combustion.
前述したような二液型接着剤または熱発泡性防炎塗布剤を含めた従来の熱発泡性塗布剤は、大部分ポリウレタンフォームを使用するか、または膨張黒鉛を混合して使用することが一般的であったが、単純な混合は、火災の発生時に黒鉛が膨脹して断熱層を形成することがあるが、膨張黒鉛の低い比重と結束力の不在によって飛散しやすく、そのため、発泡層が飛散し、持続的な断熱層を形成できないという短所がある。 Conventional heat-foaming coatings including the two-component adhesives or heat-foaming flameproofing coatings described above generally use polyurethane foam or a mixture of expanded graphite. However, simple mixing may cause the graphite to expand in the event of a fire and form a heat insulating layer, but it is likely to scatter due to the low specific gravity of the expanded graphite and the absence of cohesive force. There is a disadvantage that it is scattered and a continuous heat insulation layer cannot be formed.
また、膨張黒鉛をそのまま塗布剤に希釈する場合、膨張黒鉛の発泡は図ることができるが、塗布剤の引火性を抑制することはできない問題をも有する。 Further, when the expanded graphite is diluted as it is into the coating agent, the expanded graphite can be foamed, but there is a problem that the flammability of the coating agent cannot be suppressed.
本発明は、前述したような従来の諸問題点を解消するために提案されたものであって、本発明の目的は、サンドイッチパネルや防火戸、防火壁体のようなパネルの接着剤または耐火充填構造体の充填材として使用されるイソシアネートとポリオールを活用しながらも、膨張黒鉛と砂糖リン酸カラメルまたは砂糖シリカカラメルを添加して、火災時に熱によって自動的に発泡して断熱層を形成し、発泡後に飛散せず、発泡形状をそのまま維持できるようになって、優れた耐火性を有する熱発泡性塗布剤及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been proposed in order to solve the conventional problems as described above, and an object of the present invention is to provide an adhesive or fireproof for a panel such as a sandwich panel, a fire door, and a fire wall. While using the isocyanate and polyol used as fillers in the filling structure, expanded graphite and sugar phosphate caramel or sugar silica caramel are added to form a heat insulation layer by automatically foaming by heat in the event of a fire. An object of the present invention is to provide a heat-foamable coating agent having excellent fire resistance and a method for producing the same, so that the foamed shape can be maintained as it is without being scattered after foaming.
前記目的を達成するために、本発明による熱発泡性塗布剤は、イソシアネート及びポリオールと、膨張黒鉛(Expandable Graphite)と、砂糖リン酸カラメルまたは砂糖シリカカラメルを混合して製造され、熱によって発泡して断熱層を形成することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the heat-foamable coating agent according to the present invention is produced by mixing isocyanate and polyol, expandable graphite, and sugar phosphate caramel or sugar silica caramel, and foams by heat. Forming a heat insulating layer.
本発明の熱発泡性塗布剤を製造するための1つの方法は、砂糖(Sucrose)とリン酸(Phosphoric Acid)を混合して砂糖加リン酸分解反応させて、砂糖リン酸カラメルを形成する段階と、ポリオールに前記砂糖リン酸カラメルと膨張黒鉛及び分散剤を混合して撹拌させる段階と、前記砂糖リン酸カラメルと膨張黒鉛の混合物にイソシアネートを混合する段階とを含むことを特徴とする。 One method for preparing the heat-foamable coating agent of the present invention is to mix sugar (Sucrose) and phosphoric acid (Phosphoric Acid) and subject to sugar-phosphorolysis to form sugar phosphate caramel. And a step of mixing and stirring the sugar phosphate caramel, the expanded graphite and the dispersant in a polyol, and a step of mixing an isocyanate into the mixture of the sugar phosphate caramel and the expanded graphite.
本発明の熱発泡性塗布剤を製造するための他の方法は、コロイドシリカに砂糖を添加して溶解することによって、砂糖シリカカラメルを製造する段階と、ポリオールに前記砂糖シリカカラメルと膨張黒鉛及び分散剤を混合して撹拌させる段階と、前記砂糖シリカカラメルと膨張黒鉛の混合物にイソシアネートを混合する段階とを含むことを特徴とする。 Another method for producing the heat-foamable coating agent of the present invention includes the step of producing sugar silica caramel by adding and dissolving sugar in colloidal silica, the sugar silica caramel and expanded graphite in a polyol, and The method includes mixing and stirring a dispersing agent, and mixing an isocyanate with the mixture of the sugar silica caramel and the expanded graphite.
本発明による膨張黒鉛及び砂糖加リン酸分解反応を利用した熱発泡性塗布剤は、火災のプルーム圧や風圧によって飛散せず、発泡形態が維持される効果がある。 The heat-foamable coating agent using the expanded graphite and sugar-phosphoric acid decomposition reaction according to the present invention has an effect of maintaining a foamed form without being scattered by a fire plume pressure or wind pressure.
また、膨張比率が高くて、堅い炭化膜を有するようになって、有毒ガスを遮断することができ、耐火性能に優れた熱発泡性塗布剤を提供することができる。 Moreover, it has a high expansion ratio and has a hard carbonized film, can block toxic gas, and can provide a heat-foamable coating agent excellent in fire resistance.
これとともに、熱発泡性塗布剤を活用したサンドイッチパネルを製造するとき、既存の設備と生産方式をそのまま利用してサンドイッチパネルを製造できるので、製造コストの上昇を防止できる。 At the same time, when manufacturing a sandwich panel using a heat-foamable coating agent, the sandwich panel can be manufactured using the existing equipment and production method as it is, so that an increase in manufacturing cost can be prevented.
添付の図面を参照して本発明による耐火性サンドイッチパネル用熱発泡性塗布剤及びこれを利用したサンドイッチパネルの製造方法の実施例を詳しく説明する。 Exemplary embodiments of a thermally foamable coating agent for a fire-resistant sandwich panel and a method for manufacturing a sandwich panel using the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
本発明は、多様な変更を加えることができ、さまざまな形態を有することができるところ、特定の実施例を図面に例示し、本文に詳細に説明しようとする。しかし、これは、本発明を特定の開示形態について限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解しなければならない。各図面を説明しつつ、類似の参照符号を類似の構成要素に対して使用した。添付の図面において、構造物の寸法は、本発明の明確性を図るために、実際より拡大するか、または概略的な構成を理解するために実際より縮小して図示したものである。 While the invention is amenable to various modifications and alternative forms, specific embodiments have been shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. However, this should not be construed as limiting the invention to the particular forms disclosed, but should be understood to include all modifications, equivalents or alternatives that fall within the spirit and scope of the invention. While describing the drawings, like reference numerals have been used for like components. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown to be larger than the actual size for the sake of clarity of the present invention, or smaller than the actual size to understand the schematic configuration.
図1を参照すれば、耐火性サンドイッチパネル10は、2個の鋼板11の間に断熱材である芯材12が介在された構造を有し、前記芯材12は、鋼板11の表面に塗布される熱発泡性塗布剤13によって鋼板11に堅固に接合される。この実施例において、本発明の熱発泡性塗布剤13は、接着剤の機能をする。
Referring to FIG. 1, the fireproof sandwich panel 10 has a structure in which a
前記熱発泡性塗布剤13は、イソシアネートとポリオールを活用しながらも、膨張黒鉛と砂糖リン酸カラメルまたは砂糖シリカカラメルを添加して耐火性を強化させたことをその特徴とする。より具体的に説明すれば、前記熱発泡性塗布剤13は、A液とB液を一定の比率で建築構造物(この実施例においてサンドイッチパネルの鋼板)に個別的に塗布した後に反応させて製造した二液型接着剤であって、A液は、イソシアネート系よりなり、B液は、ポリオールに膨張黒鉛と砂糖リン酸カラメルまたは砂糖シリカカラメルを添加して製造される。
The heat-
このようなA液とB液を混合、撹拌して反応させて製造された熱発泡性塗布剤13は、接着性と熱膨脹性を有し、熱によって発泡した膨張黒鉛が飛散しないように、別途の粘質性チャー(木炭形態のすす)を形成し、持続的な断熱及び遮熱効果を維持するようにする一方で、媒質(接着剤または基材)の引火性を抑制すると同時に、媒質もチャーの一部分になり得るようにした。
The heat-
熱発泡性塗布剤13は、膨張黒鉛が添加されて熱と接触時に膨張黒鉛が発泡する特性を有する。膨張黒鉛による発泡層は、火災のプルーム圧や風圧によって飛散せず、発泡形態が維持される場合、最善の効果を維持できる。このような発泡形態を維持するために、型崩壊防止は必須であり、このために、本発明では、砂糖リン酸カラメルまたは砂糖シリカカラメルの粘質性を利用して発泡黒鉛の飛散を防止し、燃焼をも抑制する二重効果を得るようにした。
The thermally
以下では、このような本発明の熱発泡性塗布剤を製造する方法の一実施例を説明する。 Below, one Example of the method to manufacture such a heat-foamable coating agent of this invention is described.
まず、この実施例では、砂糖加リン酸分解反応を利用するために、砂糖リン酸カラメルを添加して熱発泡性塗布剤を製造する方法について説明する。 First, in this example, a method for producing a heat-foamable coating agent by adding sugar phosphate caramel in order to utilize the sugar-phosphoric acid decomposition reaction will be described.
本発明において利用する砂糖加リン酸分解反応をみれば、砂糖は、一般的にα−D−グルコピラノシル−β−D−フルクトフラノシドに該当し、甘味がする非還元性二糖類である。元々は、サトウキビに多量含有されており、砂糖大根から得られるものを甜菜糖と言い、光合成能力のあるすべての植物の中で発見される。本発明では、一般的に生産されている砂糖を利用する。 In view of the sugar phosphorolysis reaction used in the present invention, sugar generally corresponds to α-D-glucopyranosyl-β-D-fructofuranoside and is a non-reducing disaccharide having a sweet taste. Originally, it is abundantly contained in sugarcane, and what is obtained from sugar radish is beet sugar, and it is found in all plants that have photosynthetic ability. In the present invention, generally produced sugar is used.
図2は、砂糖の分子式を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing the molecular formula of sugar.
砂糖は、通常、二糖類であって、分子式がC12H22O11であり、砂糖の熱による分解は、下記の[化学式1]のように行われる。 Sugar is usually a disaccharide and has a molecular formula of C 12 H 22 O 11 , and decomposition of sugar by heat is performed as shown in [Chemical Formula 1] below.
前記化学式1によって多量の水分を放出することが砂糖分解の特殊性であり、このような砂糖は、環境的に無害であり、埋め込みのときにも生分解が容易であり、燃焼時にも全然有害ガスが形成されないという長所がある。
Dissipating a large amount of water according to the
なお、砂糖は、希酸またはβ−D−フルクトシダーゼ(スクラーゼ、インベルターゼともいう)で加水分解すれば、D−ブドウ糖とD−果糖の等量混合物(比旋光度[α]D=−20゜)を形成し、旋光度は、右線から左線に逆転する。この反応を転化と言い、その混合糖を転化糖と言う。砂糖は、腸の粘膜細胞にあるマルターゼIIIまたはIVによってもブドウ糖と果糖に加水分解される。任意の種類の細菌(Pseudomonas saccharophila,Leuconostoc mesen−teroides等)は、リン酸の存在の下で砂糖をα−D−ブドウ糖−1−リン酸とD−果糖に分解する砂糖加リン酸分解を有する。なお、砂糖を作る酵素反応としては、UDP−ブドウ糖からD−果糖またはD−果糖−6−リン酸へのグリコシル基転移反応が知られている。前者は、砂糖合成酵素(EC2.4.1.13)によって触媒作用が起きるが、可逆反応で生理的にはむしろ分解方向、すなわちUDP−ブドウ糖の供給のために作用する可能性が大きいのに対し、後者は、砂糖合成を担当しており、砂糖リン酸合成酵素(SPS,EC2.4.1.14)によって触媒される。生成物である砂糖リン酸は、ホスファターゼによる非可逆的な脱リン酸を受けて砂糖になる。 If sugar is hydrolyzed with dilute acid or β-D-fructosidase (also referred to as sucrase or invertase), an equivalent mixture of D-glucose and D-fructose (specific rotation [α] D = −20 And the optical rotation reverses from the right line to the left line. This reaction is called inversion, and the mixed sugar is called invert sugar. Sugar is also hydrolyzed into glucose and fructose by maltase III or IV in the intestinal mucosal cells. Any kind of bacteria (Pseudomonas saccharophila, Leuconostoc mesen-teroides, etc.) has a sugar phosphorolysis that degrades sugar into α-D-glucose-1-phosphate and D-fructose in the presence of phosphate. . As an enzyme reaction for producing sugar, a glycosyl group transfer reaction from UDP-glucose to D-fructose or D-fructose-6-phosphate is known. The former is catalyzed by a sugar synthase (EC 2.4.1.13), but it is a reversible reaction that is more likely to act physiologically rather than in the direction of degradation, ie the supply of UDP-glucose. In contrast, the latter is responsible for sugar synthesis and is catalyzed by sugar phosphate synthase (SPS, EC 2.4.1.14). The product, sugar phosphate, undergoes irreversible dephosphorylation by phosphatase to become sugar.
加リン酸分解というのは、分子にリン酸を添加して分解する反応を意味する。このようなR1−R2+H3PO4R1−OPO3H2+R2H反応を触媒する酵素を加リン酸分解酵素と総称し、グリコゲン加リン酸分解酵素が代表的である。本発明では、砂糖の加リン酸分解を利用し、加リン酸分解酵素は、産業界に広く知られているので、本発明では別に説明しない。 Phosphorolysis is a reaction in which phosphoric acid is added to a molecule to decompose it. Enzymes that catalyze such R1-R2 + H3PO4R1-OPO3H2 + R2H reactions are collectively referred to as phosphorolytic enzymes, and glycogen phosphorolytic enzymes are representative. In the present invention, the phosphorolysis of sugar is utilized, and the phosphorolytic enzyme is widely known in the industry, so it will not be described separately in the present invention.
以下では、このような加リン酸分解反応を利用して本発明による熱発泡性塗布剤を製造する方法を図3を参照して説明する。 Hereinafter, a method for producing the thermally foamable coating agent according to the present invention using such a phosphorolysis reaction will be described with reference to FIG.
まず、二糖類である砂糖100重量部にリン酸20〜70重量部を混合して反応させる(段階S1)。これは、前述した砂糖加リン酸分解反応を利用するものであって、その最終産物として暗褐色の砂糖リン酸カラメルが形成される。砂糖リン酸は、砂糖6−リン酸の形態であり、このような反応を触媒する酵素として、砂糖−リン酸シンターゼ(Sucrose−Phosphate Synthase)を使用する。前記の産物である砂糖6−リン酸は、非結晶質であって、構造不明のカラメルの形態を呈する。前記砂糖とリン酸を混合させて反応するときには、使用する触媒酵素によって熟成をしなければならない場合もある。 First, 20 to 70 parts by weight of phosphoric acid is mixed and reacted with 100 parts by weight of sugar, which is a disaccharide (step S1). This uses the sugar phosphorolysis reaction described above, and dark brown sugar phosphate caramel is formed as its final product. Sugar phosphate is in the form of sugar 6-phosphate, and sugar-phosphate synthase is used as an enzyme that catalyzes such a reaction. The product, sugar 6-phosphate, is amorphous and takes the form of caramel of unknown structure. When the sugar and phosphoric acid are mixed and reacted, aging may be required depending on the catalytic enzyme used.
なお、後述する膨張黒鉛による発泡形態が維持されるためには、型崩壊防止が必須であるため、砂糖リン酸カラメルは、このような型崩壊防止作用をする。すなわち、砂糖リン酸カラメルは、粘質性に優れているため、発泡黒鉛の飛散を防止し、燃焼も抑制する二重の効果を示すようになる。 In addition, in order to maintain the foaming form by the expanded graphite mentioned later, since mold collapse prevention is essential, sugar phosphate caramel has such a mold collapse prevention effect. That is, since sugar phosphate caramel is excellent in stickiness, it has a double effect of preventing the foamed graphite from scattering and suppressing combustion.
また、本反応では、その他添加剤として整泡剤や反応促進剤を添加してもよい。 In this reaction, a foam stabilizer and a reaction accelerator may be added as other additives.
整泡剤は、ポリウレタンフォーム等を製造するとき、乳化作用(原料の混合を容易にする)、セル成長促進(気泡を成長させ、気泡間の圧力差を低めて、ガスの拡散を防止し、ウレタンセルが大きくなって不均一化することを予防)、セル膜の安定化(粘度の上昇時に気泡の不安定化によるセルの破壊、結合及びセル膜が薄くなる等の問題を予防)、製品密度均一のために添加する成分である。 The foam stabilizer, when producing polyurethane foam, etc., emulsifying action (facilitates mixing of raw materials), cell growth promotion (grows bubbles, lowers the pressure difference between the bubbles, prevents gas diffusion, Urethane cells become large and prevent non-uniformity), cell membrane stabilization (prevents problems such as cell breakage due to destabilization of bubbles when viscosity increases, bonding and cell membrane thinning), products It is a component added for uniform density.
二番目に、前記砂糖リン酸カラメルに膨張黒鉛と分散剤を投入して希釈させると同時に、撹拌してB液を完成する(段階S2)。この際、砂糖リン酸カラメル100重量部に対してウレタン用ポリオール200〜800重量部を希釈して撹拌する。前記分散剤としては、エチレンオキシド付加型界面活性剤のような非イオン系界面活性剤を使用することができる。 Secondly, expanded graphite and a dispersant are added to the sugar phosphate caramel and diluted, and at the same time, the mixture is stirred to complete the liquid B (step S2). At this time, 200 to 800 parts by weight of urethane polyol is diluted with respect to 100 parts by weight of sugar phosphate caramel and stirred. As the dispersant, a nonionic surfactant such as an ethylene oxide addition type surfactant can be used.
ここで、ウレタン用ポリオールは、通常、分子の中に水酸基(Hydroxyl Group,−OH)あるいはアミン基(Amine Group、−NH2)を2つ以上有する多官能(Multifuntional)アルコールまたは芳香族アミン等の開始剤(Initiator)と酸化プロピレン(Propylene Oxide、PO)または酸化エチレン(Ethylene Oxide、EO)を適正条件の下で反応させて得られる物質を利用する。通常、ポリオールは、大きく、ポリエーテルポリオール(Polyether Polyol)とポリエステルポリオール(Polyester Polyol)とに分類され、本発明では、使用する用途によって適切に選択して利用することができる。 Here, the polyol for urethane is usually the start of a multifunctional alcohol or aromatic amine having two or more hydroxyl groups (-OH) or amine groups (-NH2) in the molecule. A substance obtained by reacting an agent (Initiator) with propylene oxide (Propylene Oxide, PO) or ethylene oxide (Ethylene Oxide, EO) under appropriate conditions is used. In general, polyols are broadly classified into polyether polyols and polyester polyols. In the present invention, polyols can be appropriately selected and used depending on the application to be used.
ここで、膨張黒鉛(Expandable Graphite)は、天然の鱗片状黒鉛を化学処理を施して黒鉛層間化合物を形成させたものを意味する。このような化合物は、熱を受ければ、化学成分とともに膨脹し、一種の膜を形成し、膨張黒鉛を含有するスタイロフォームやウレタン等が熱を受ければ、すなわち火災が発生すれば、この膨脹した膜が保護膜の役目をすることによって、難燃効果を起こす。膨張黒鉛による発泡層は、火災のプルーム圧や風圧によって飛散せず、発泡形態が維持される。膨張黒鉛を一名軟性黒鉛とも言い、産業界において広く使用されているので、ここでは、詳しい説明を省略する。 Here, the expandable graphite means one obtained by subjecting natural scaly graphite to chemical treatment to form a graphite intercalation compound. When such a compound receives heat, it expands with a chemical component to form a kind of film, and if a styrofoam or urethane containing expanded graphite receives heat, that is, if a fire occurs, this expanded film Causes a flame retardant effect by acting as a protective film. The expanded layer of expanded graphite is not scattered by the plume pressure or wind pressure of the fire, and the foamed form is maintained. Expanded graphite is also referred to as one name soft graphite and is widely used in the industry, so detailed description is omitted here.
なお、固状のソジウムオクタボレートテトラハイドレートをコロイド状のメタシリケートに混合して生成された溶液を前記二番目の段階(段階S2)に添加し、難燃性を補強する。このようなソジウムオクタボレート溶液は、接着成分や燃焼成分が混合されたとき、燃焼性基材の燃焼を抑制し、チャーの形成を助ける役目をする。 A solution formed by mixing solid sodium octaborate tetrahydrate with colloidal metasilicate is added to the second stage (stage S2) to reinforce flame retardancy. Such a sodium octaborate solution serves to suppress the combustion of the combustible base material and assist the formation of char when the adhesive component and the combustion component are mixed.
ソジウムオクタボレート溶液の形成時に、ソジウムオクタボレート100重量部に対してコロイド状のメタシリケート10〜40重量部を混合する。このように生成されたソジウムオクタボレート溶液を砂糖リン酸カラメルと混合するときには、砂糖リン酸カラメル100重量部に対してソジウムシリケート溶液10〜50重量部を投入する。 When forming the sodium octaborate solution, 10 to 40 parts by weight of colloidal metasilicate is mixed with 100 parts by weight of sodium octaborate. When the sodium octaborate solution thus produced is mixed with sugar phosphate caramel, 10 to 50 parts by weight of sodium silicate solution is added to 100 parts by weight of sugar phosphate caramel.
この際、B液の粘度を維持するために、ペトロラタムまたはワセリンを添加することができる。 At this time, in order to maintain the viscosity of the B liquid, petrolatum or petrolatum can be added.
三番目に、前記砂糖リン酸カラメルとウレタン用ポリオール混合物よりなるB液と、イソシアネートを主成分とするA液を鋼板に噴霧した後、ミキシング板を利用して混合及び反応させれば、一定程度膨張しながら熱発泡性塗布剤を生成する(段階S3)。本実施例では、イソシアネート(Isocyanate)として、メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI,Methylene Diphenyl Diisocyanate)を使用した。 Thirdly, after spraying the liquid B composed of the sugar phosphate caramel and polyol mixture for urethane and the liquid A mainly composed of isocyanate onto the steel plate, mixing and reacting using a mixing plate, a certain degree A thermally foamable coating agent is produced while expanding (step S3). In this example, methylene diphenyl diisocyanate (MDI) was used as the isocyanate.
ここで、メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI,Methylene Diphenyl Diisocyanate)は、芳香族ジイソシアネート類の化学物質である。メチレンジフェニルジイソシアネートは、大きく、MDI単量体とPolymeric MDIとに区分され、MDI単量体は、2,2’−MDI、2,4’−MDI、4,4’−MDIの三種類の異性体で構成されているので、本発明では、その用途に合わせて三種類の異性体のうちいずれか1つまたはその混合物を選択して利用する。 Here, methylene diphenyl diisocyanate (MDI) is a chemical substance of aromatic diisocyanates. Methylenediphenyl diisocyanate is broadly divided into MDI monomer and Polymeric MDI, and MDI monomer has three isomers of 2,2′-MDI, 2,4′-MDI, and 4,4′-MDI. In the present invention, any one of the three types of isomers or a mixture thereof is selected and used in the present invention.
上記過程を経て鋼板11上に熱発泡性塗布剤13が塗布されれば、その上に芯材12を配置し、加圧して付着させることによって、サンドイッチパネルを製造する。
If the heat-
このように、本発明は、熱発泡性塗布剤13を構成するA液とB液をサンドイッチパネルの鋼板11と芯材12との間に塗布して接着し(段階S4)、このような最終結果物は、難燃材料や準不燃材料を具現する。この際、サンドイッチパネルを製造する工程は、既存の塗布及び接着方法と同一にすることによって、作業性に優れ、難燃性能によって塗布量を調節できる。本出願人による実験結果、200〜1000g/m2程度である場合、良好なものと確認された。
Thus, in the present invention, the liquid A and the liquid B constituting the thermally
なお、前述した実施例では、二液型の熱発泡性塗布剤のB液を製造するとき、ポリオール及び膨張黒鉛とともに、砂糖リン酸カラメルを添加したが、砂糖シリカカラメルを添加して下記のように熱発泡性塗布剤のB液を製造してもよい。 In addition, in the Example mentioned above, when manufacturing B liquid of a two-pack type heat-foamable coating agent, although the sugar phosphate caramel was added with a polyol and expanded graphite, sugar silica caramel was added and it was as follows. Alternatively, the liquid B of the heat-foamable coating agent may be produced.
図4を参照すれば、コロイドシリカ100重量部に対して砂糖を50〜80重量部添加して溶解することによって、砂糖シリカカラメルを製造する(段階S11)。 Referring to FIG. 4, sugar silica caramel is manufactured by adding 50 to 80 parts by weight of sugar to 100 parts by weight of colloidal silica and dissolving it (step S11).
また、分子量1000g/mol〜3000g/molのポリオール100重量部に対して砂糖シリカカラメル15〜30重量部と膨張黒鉛20〜50重量部を投入して撹拌する(段階S12)。 Further, 15 to 30 parts by weight of sugar silica caramel and 20 to 50 parts by weight of expanded graphite are added to 100 parts by weight of a polyol having a molecular weight of 1000 g / mol to 3000 g / mol and stirred (step S12).
引き続いて、前記段階S12を通じて生成された生成物に界面活性剤、溶剤、難燃剤、触媒及び補助剤を投入して撹拌することによって、B液を完成する(段階S13)。この際、前記砂糖シリカカラメルと膨張黒鉛の混合時に、固状のソジウムオクタボレートテトラハイドレートをコロイド状のメタシリケートに混合して生成されたソジウムオクタボレート溶液を添加できる。前記ソジウムオクタボレート溶液の形成時に、ソジウムオクタボレート100重量部に対してコロイド状のメタシリケート10〜40重量部を混合することが好ましい。 Subsequently, a surfactant, a solvent, a flame retardant, a catalyst and an auxiliary agent are added to the product generated through the step S12 and stirred to complete the liquid B (step S13). At this time, when mixing the sugar silica caramel and the expanded graphite, a sodium octaborate solution formed by mixing solid sodium octaborate tetrahydrate with colloidal metasilicate can be added. When forming the sodium octaborate solution, 10 to 40 parts by weight of colloidal metasilicate is preferably mixed with 100 parts by weight of sodium octaborate.
また、前記B液を製造する段階で、B液の粘度を維持するために、ペトロラタムまたはワセリンのうちいずれか1つ以上をさらに添加してもよい。 Moreover, in order to maintain the viscosity of B liquid in the step which manufactures said B liquid, you may further add any one or more among petrolatum or petrolatum.
前記のように製造されたB液と、イソシアネート系よりなるA液を実際工程ラインで鋼板に噴霧して、ミキシング板を用いて撹拌することによって、ウレタン反応が始まって膨脹し(段階S14)、このときに形成される接着剤を利用してサンドイッチパネルを製作する方法は、既存の塗布及び接着方法とは同一であるが、難燃ないし準不燃パネルを製作するためには、難燃性能によって200〜1000g/m2の塗布量を必要とする。 By spraying the B liquid produced as described above and the A liquid composed of isocyanate on the steel plate in the actual process line and stirring using the mixing plate, the urethane reaction starts and expands (step S14), The method of manufacturing the sandwich panel using the adhesive formed at this time is the same as the existing coating and bonding method. However, in order to manufacture a flame-retardant or semi-incombustible panel, it is necessary to use flame-retardant performance. A coating amount of 200 to 1000 g / m 2 is required.
前述したような製造方法によって製造されたB液(砂糖シリカカラメル混合)とイソシアネートを含有するA液とを混合した熱発泡性塗布剤13を使用し、EPS(Expanded Polystyrene)断熱材の密度が8.9kg/m3であり、鋼板は、亜鉛塗0.4mmを使用してサンドイッチパネル試験体を製作し、コーンカロリー試験を行った結果、総発熱量が火災時の許容基準値である8MJ/m2より非常に低い5.1MJ/m2及び5.2MJ/m2を示した。
The thermal
このように本発明の熱発泡性塗布剤は、サンドイッチパネルのような建築構造物に適用されたとき、火災時の熱によって発泡して火炎の発生を抑制し、熱を遮断する作用を行い、熱発泡性塗布剤13のB液に添加された砂糖リン酸カラメルまたは砂糖シリカカラメルの優れた粘質性によって発泡黒鉛の飛散が防止され、燃焼が抑制される二重効果が得られる。
Thus, when applied to a building structure such as a sandwich panel, the thermally foamable coating agent of the present invention suppresses the occurrence of flame by foaming due to heat at the time of fire, and acts to block heat, Due to the excellent viscosity of the sugar phosphate caramel or sugar silica caramel added to the liquid B of the heat-
前述した実施例の熱発泡性塗布剤は、イソシアネートを含有するA液と;ポリオールと、膨張黒鉛(Expandable Graphite)と、砂糖リン酸カラメルまたは砂糖シリカカラメルを含有するB液が、個別的に建築構造物(サンドイッチパネルの鋼板)に塗布された後、撹拌されて反応することによって、熱発泡性塗布剤として製造された。 The heat-foamable coating agent of the above-described embodiment includes an A liquid containing isocyanate; a polyol, expanded graphite, and a B liquid containing sugar phosphate caramel or sugar silica caramel. After being applied to the structure (sandwich panel steel plate), it was stirred and reacted to produce a thermally foamable coating agent.
しかし、これとは異なって、イソシアネートを含有する液を、ポリオールと、膨張黒鉛(Expandable Graphite)と、砂糖リン酸カラメルまたは砂糖シリカカラメルを混合した混合液に直接混合し、熱発泡性塗布剤を製造した後、これを建築構造物に塗布してもよい。 However, unlike this, the isocyanate-containing liquid is directly mixed with a mixture of polyol, expandable graphite, and sugar phosphate caramel or sugar silica caramel to obtain a thermally foamable coating agent. After manufacturing, it may be applied to a building structure.
また、前述した実施例の熱発泡性塗布剤は、サンドイッチパネルの芯材を鋼板に付着させ、火災時に発泡断熱層を形成する熱発泡性接着剤として適用されたが、そのほか、防火戸のハニカム補強材の接着剤または遮炎/遮熱コーティング剤等に適用され得る。これとともに、本発明の熱発泡性接着剤は、アパートや建物の配管と底面または配管と壁面の間を埋めて、火炎や有害ガスの浸透を防止する耐火充填構造体等の発泡性充填材等にも有用に適用され得る。 In addition, the thermal foaming coating agent of the above-described embodiment was applied as a thermal foaming adhesive that attaches the core material of the sandwich panel to the steel sheet and forms a foam thermal insulation layer in the event of a fire. It can be applied to reinforcement adhesives or flame / thermal barrier coatings and the like. Along with this, the heat-foamable adhesive of the present invention fills the space between the piping and the bottom surface of the apartment or building or between the piping and the wall surface, and prevents the penetration of flames and harmful gases. Also usefully applied.
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明は、多様な変化と変更及び均等物を使用することができる。本発明は、前記実施例を適切に変形して同一に応用できることが明確である。したがって、前記記載内容は、下記特許請求範囲の限界によって定められる本発明の範囲を限定するものではない。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention can use various changes, modifications, and equivalents. It is clear that the present invention can be applied in the same way by appropriately modifying the above-described embodiment. Accordingly, the above description should not be taken as limiting the scope of the invention which is defined by the limitations of the following claims.
本発明は、サンドイッチパネル、防火壁、防火戸、建築用パネル、配管と床または配管と壁の間の有害ガス及び火炎の浸透を防止する耐火充填構造体等に適用され得る。 The present invention can be applied to a sandwich panel, a fire wall, a fire door, a building panel, a fireproof filling structure that prevents penetration of harmful gas and flame between a pipe and a floor or a pipe and a wall, and the like.
Claims (20)
ポリオールに前記砂糖リン酸カラメルと膨張黒鉛及び分散剤を混合して撹拌させる段階と、
前記砂糖リン酸カラメルと膨張黒鉛の混合物にイソシアネートを混合する段階とを含むことを特徴とする請求項1に記載の熱発泡性塗布剤の製造方法。 Mixing sugar (Sucrose) and phosphoric acid (Phosphoric Acid) and subjecting to sugar-phosphorolysis to form sugar phosphate caramel;
Mixing and stirring the sugar phosphate caramel, expanded graphite and dispersant in a polyol;
The method for producing a heat-foamable coating agent according to claim 1, comprising a step of mixing an isocyanate with the mixture of the sugar phosphate caramel and the expanded graphite.
ポリオールに前記砂糖シリカカラメルと膨張黒鉛及び分散剤を混合して撹拌させる段階と、
前記砂糖シリカカラメルと膨張黒鉛の混合物にイソシアネートを混合する段階とを含むことを特徴とする請求項1に記載の熱発泡性塗布剤の製造方法。 Producing sugar silica caramel by adding sugar to colloidal silica and dissolving it;
Mixing the sugar silica caramel, expanded graphite and a dispersant in a polyol and stirring the mixture;
The method for producing a thermally foamable coating agent according to claim 1, further comprising a step of mixing an isocyanate with the mixture of the sugar silica caramel and the expanded graphite.
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