层叠体的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种新型层叠体，该层叠体采用热膨胀材料（耐热保护材料），既实现了轻量化，又不损害初期阶段的薄膜性能、热膨胀性以及耐热保护性。具体地，本发明提供一种具有热膨胀性的层叠体，其特征在于：（1）该层叠体至少层叠有热膨胀层A和热膨胀层B，（2）热膨胀层A含有粘结材料、阻燃剂、发泡剂和炭化剂，当热膨胀层A中还含有轻质无机粉体A时，轻质无机粉体A的含量低于5体积%，（3）热膨胀层B含有粘结材料、阻燃剂、发泡剂、炭化剂和轻质无机粉体B，热膨胀层B中的轻质无机粉体B的含量为5～70体积%，（4）轻质无机粉体A和轻质无机粉体B的堆积密度为0.1～2.0g/cm3。
【专利说明】层叠体
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有优异的耐热保护性的层叠体。本发明的层叠体可用于在高温下保护建筑结构物中的各种基材。
【背景技术】
[0002]当建筑结构物置于由火灾等引起的高温时，柱子、梁、地板、屋顶、墙壁等各种基材的物理强度可能会急剧下降。针对于该问题，已经提出了各种方法，通过耐热保护材料覆盖建筑结构物的各种基材，从而提高耐热性。
[0003]作为耐热保护材料，例如，含有岩棉、珍珠岩、蛭石等无机质轻量骨料和水泥的材料被广为人知。然而，当使用上述材料的耐热保护材料时，为了获得足够的耐热性能，必须施工成20?50mm左右厚的涂层。因此，在施工时需要大量的材料，工作负担加大，并存在干燥所需时间长的问题。此外，由于涂层很厚，因而存在如下问题:不利于有效利用空间，以及外观上具有压迫感。
[0004]近年来，作为改善这些缺陷的耐热保护材料，使用热膨胀材料的耐热保护材料受到瞩目。因火灾时温度上升导致热膨胀材料的涂层发生膨胀，由此热膨胀材料可以形成炭化隔热层，因此可使初期阶段(施工阶段)的涂层变薄。
[0005]这种热膨胀材料，例如可以列举出:以粘结材料如聚乙酸乙烯酯、丙烯酸树脂等、磷类化合物如多聚磷酸铵等、炭化剂如多糖类、多元醇等、含氮发泡剂如三聚氰胺、双氰胺等为主要成分的热膨胀材料(专利文献1、专利文献2等)。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:特表平4-504135号公报
[0009]专利文献2:特开平7-331124号公报
[0010]然而，专利文献1、2等记载的热膨胀材料具有较高的重量，考虑到施工时的作业效率、建筑结构物的负载等，期望热膨胀材料轻量化。因此，例如，已经想到通过混合轻量粉体来降低重量，但是，一旦在专利文献1、2等记载的热膨胀材料中混合轻量粉体，每单位体积的重量降低，但热膨胀性受到抑制，从而难以得到优异的耐热保护性能。
【发明内容】
[0011]本发明正是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供一种新型层叠体，该层叠体(耐热保护材料)采用热膨胀材料，既实现了轻量化，又不损害初期阶段的薄膜性能、热膨胀性以及耐热保护性。
[0012]本
【发明者】为了解决上述问题进行了广泛的研究，结果发现当采用至少层叠有特定的热膨胀层A和热膨胀层B的层叠体时，可以达成上述目的，从而完成了本发明。
[0013]S卩，本发明涉及下述的层叠体。
[0014]1、一种具有热膨胀性的层叠体，其特征在于:[0015](I)该层叠体至少层叠有热膨胀层A和热膨胀层B，
[0016](2)热膨胀层A含有粘结材料、阻燃剂、发泡剂和炭化剂，当热膨胀层A中还含有轻质无机粉体A时，轻质无机粉体A的含量低于5体积％，
[0017](3)热膨胀层B含有粘结材料、阻燃剂、发泡剂、炭化剂和轻质无机粉体B，热膨胀层B中的轻质无机粉体B的含量为5?70体积％，
[0018](4)轻质无机粉体A和轻质无机粉体B的堆积密度为0.1?2.0g / cm3。
[0019]2、根据上述I所述的层叠体，在需要具有耐热性的结构物的基材上，按照顺序层叠热膨胀层B和热膨胀层A，以进行所述层叠体的施工。
[0020]3、根据上述I或2所述的层叠体，热膨胀层A的厚度为0.3?5mm。
[0021]4、根据上述I?3中任一项所述的层叠体,热膨胀层B的厚度为0.3?5mm。
[0022]5、根据上述I?4中任一项所述的层叠体，轻质无机粉体A和轻质无机粉体B的比表面积为0.1m2 / g以上。
[0023]发明效果
[0024]本发明的层叠体，采用热膨胀材料，既实现了轻量化，又不损害初期阶段的薄膜性能、热膨胀性以及耐热保护性。本发明的层叠体作为耐热保护材料进行使用，适用于在高温下保护建筑结构物中的各种基材。
【具体实施方式】
[0025]本发明的层叠体是一种具有热膨胀性的层叠体，其特征在于:
[0026]( I)该层叠体至少层叠有热膨胀层A和热膨胀层B，
[0027](2)热膨胀层A含有粘结材料、阻燃剂、发泡剂和炭化剂，当热膨胀层A中还含有轻质无机粉体A时，轻质无机粉体A的含量低于5体积％，
[0028](3)热膨胀层B含有粘结材料、阻燃剂、发泡剂、炭化剂和轻质无机粉体B，热膨胀层B中轻质无机粉体B的含量为5?70体积％，
[0029](4)轻质无机粉体A和轻质无机粉体B的堆积密度为0.1?2.0g / cm3。
[0030]本发明的层叠体优选进行以下施工，在需要具有耐热性的结构物的基材上，按照顺序层叠热膨胀层B和热膨胀性A。即，优选在靠近结构物基材一侧层叠热膨胀层B，在远离结构物基材的一侧层叠热膨胀层A。基于这一点，在本发明的层叠体中，存在热膨胀层B的一侧称为“基材侧”，存在热膨胀层A的一侧称为“表面侧”。另外，作为需要具有耐热性的结构物的基材，没有任何限制，例如可以列举出:建筑结构物的柱子、梁、地板、屋顶、墙壁
坐寸ο
[0031]表面侧的热膨胀层A形成具有优异的热膨胀性和优异的耐热保护性的炭化隔热层。此外，基材侧的热膨胀层B形成有利于轻量化且具有隔热性的坚固的炭化隔热层，以协助热膨胀层A的热膨胀，从而具有提高热膨胀层A的热膨胀性的作用。另外，热膨胀层B也有增强热膨胀层A中形成的炭化隔热层的作用。
[0032]本发明的层叠体，通过层叠上述热膨胀层A和热膨胀层B，在比较轻量的同时，具有优异的热膨胀性，可发挥优异的耐热保护性。
[0033]在基材侧的热膨胀层B中，当轻质无机粉体B的含量少于5体积％时，层叠体的重量不能充分地降低。而且，很难协助热膨胀层A的热膨胀，同时也很难增强热膨胀层A中形成的炭化隔热层。此外，当轻质无机粉体B的含量大于70体积％时，热膨胀层B本身的强度将不足。因此，热膨胀层B中的轻质无机粉体B的含量规定为5?70体积％。
[0034]当表面侧的热膨胀层A含有轻质无机粉体A时，其含量设定为低于5体积％。这是基于，当轻质无机粉体A的含量为5体积％以上时，热膨胀层A的热膨胀性容易受到抑制，很难形成优异的炭化隔热层。
[0035]轻质无机粉体A和B的堆积密度均为0.1?2.0g / cm3,优选为0.15?1.0g /cm3,更加优选为0.2?0.8g / cm3。
[0036]当轻质无机粉体A和B的堆积密度低于0.1g / cm3时，存在炭化隔热层的强度下降的可能性。另外，当轻质无机粉体A和B的堆积密度大于2.0g / cm3时，可能很难减少重量，并且耐热保护性可能会下降。在本发明中，通过使用这个范围内的堆积密度的轻质无机粉体A和B，既能够减轻层叠体的重量，又不损害初期阶段的薄膜性能、热膨胀性以及耐热保护性。此外，还可以防止各炭化隔热层的脱落等问题。
[0037]轻质无机粉体A和B只要满足规定的堆积密度要件，并无任何限制，例如可以列举出:硅胶、沸石、絹云母、膨润土、海泡石、蛭石、白云石、硅灰石、活性炭、水铝英石等。
[0038]此外，轻质无机粉体A和B的比表面积均优选为0.1m2 / g以上。特别是在热膨胀层B中具有比表面积为0.1m2 / g以上的轻质无机粉体B，由此能够提高热膨胀层B的隔热性。因此，当对层叠体施加热时，施加到热膨胀层A的热存储在热膨胀层A中，不会转移到热膨胀层B中，从而可以有效地提高了热膨胀层A的温度。其结果是，热膨胀层A效率良好地热膨胀，从而可以得到具有优异的耐热保护性的层叠体。
[0039]另外，在本发明的层叠体中，只要不损害本发明的效果，热膨胀层A和/或热膨胀层B还可以含有堆积密度为0.1?2.0g / cm3的有机质轻量粉体。
[0040]热膨胀层A
[0041]除了作为可选成分的上述轻质无机粉体A之外，热膨胀层A还含有作为必要成分的粘结材料、阻燃剂、发泡剂和炭化剂。
[0042]粘结材料可以采用公知的热膨胀材料。作为粘结材料，例如可以列举出:丙烯酸树脂、乙酸乙烯酯树脂、乙酸乙烯酯-丙烯酸共聚物树脂、聚乙烯树脂、丙烯酸-苯乙烯共聚物树脂、乙酸乙烯酯-乙烯共聚物树脂、聚酯树脂、乙酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯共聚物树脂、乙酸乙烯酯-叔碳酸乙烯酯-丙烯酸共聚物树脂、苯酚树脂、石油树脂、氯乙烯树脂、环氧树月旨、聚氨酯树脂、聚丁二烯树脂、醇酸树脂、三聚氰胺树脂、乙烯丙烯橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、异丁烯橡胶等有机质粘结材料。这些粘结材料可以单独使用，或者组合两种或两种以上使用。此外，还可以根据需要并用水泥、石膏、水玻璃、有机硅树脂等无机质粘结材料。
[0043]阻燃剂，通常在火灾时发挥脱水冷却效果、非可燃性气体产生的效果、促进粘结材料炭化的效果等中的至少一个效果，具有抑制粘结材料燃烧的作用。阻燃剂只要具有上述作用，并无特别限定，可以使用与公知的热膨胀材料中使用的阻燃剂相同的阻燃剂。
[0044]阻燃剂可以列举出例如:磷酸三甲苯酯、磷酸甲酚二苯酯、磷酸二苯辛酯、磷酸三(β -氯乙基)酯、磷酸三丁酯、磷酸三(二氯丙基)酯、磷酸三苯酯、磷酸三(二溴丙基)酯、氯代膦酸酯、溴膦酸酯、N，N-双(2-羟乙酯)氨甲基磷酸酯二乙基、二(聚氧乙烯)羟甲基膦酸酯等有机磷类化合物；氯化聚苯、氯化聚乙烯、氯化联苯、氯化三苯、五氯化脂肪酸酯、全氯五环癸烷、氯化萘、四氯邻苯二甲酸酐等氯化合物；三氧化锑、五氯化锑等锑化合物；三氯化磷、五氯化磷、磷酸铵、多聚磷酸铵等磷化合物；其他，硼酸锌、硼酸钠等硼化合物等。这些阻燃剂可以单独使用，或者组合两种或两种以上使用。
[0045]在本发明中，阻燃剂特别优选使用多聚磷酸铵。在使用多聚磷酸铵的情况下，能够更有效地发挥脱水冷却效果和产生非可燃性气体的效果。
[0046]发泡剂具有在火灾时产生非可燃性气体，从而使炭化的粘结材料以及后述的炭化剂发生膨胀，形成具有气孔的炭化隔热层的功能。发泡剂只要具有这种作用，并无特别限定，可以使用与公知的热膨胀材料中的发泡剂相同的发泡剂。
[0047]发泡剂，例如可以列举出:三聚氰胺及其衍生物、双氰胺及其衍生物、偶氮二甲酰胺、尿素、硫脲等。这些发泡剂可以单独使用，或者组合两种或两种以上使用。在上述发泡剂中，三聚氰胺、双氰胺、偶氮二甲酰胺等具有极好的产生非可燃性气体的效率，因而优选。特别是三聚氰胺更加适合。
[0048]由于在火灾时炭化剂使粘结材料炭化的同时，其自身也脱水炭化，因而炭化剂有形成具有优异隔热性的厚度的炭化隔热层的作用。炭化剂只要具有这样的作用，并无特别限定，可以使用与公知的热膨胀材料中使用的炭化剂相同的炭化剂。
[0049]作为炭化剂，例如可以列举出:季戊四醇、双季戊四醇、三羟甲基丙烷等多元醇、淀粉、酪蛋白等。这些炭化剂可以单独使用，或者组合两种或两种以上使用。在本发明中，炭化剂特别优选季戊四醇、双季戊四醇等，因为它们具有优异的脱水冷却效果和形成炭化隔热层的作用。
[0050]热膨胀层A中各成分的混合比例并无特别限定，只要是在发生火灾时能够形成具有足够的隔热性的炭化隔热层即可，可以根据各成分的种类等进行适当地设定。
[0051]相对于固含 量100重量份的粘结材料，阻燃剂的混合比例优选为50~1000重量份，更加优选为100~800重量份，进一步优选为200~600重量份。此外，相对于固含量100重量份的粘结材料，发泡剂的混合比例优选为5~500重量份，更加优选为30~200重量份。此外，相对于固含量100重量份的粘结材料，炭化剂的混合比例优选为5~600重量份，更加优选为10~400重量份。
[0052]此外，在热膨胀层A中轻质无机粉体A的含量为O体积％或者低于5体积％ (优选3体积％以下)。当在热膨胀层A中含有轻质无机粉体A时，其含量的下限值约为I体积％左右。
[0053]只要是在上述各成分的混合比例的范围内，特别是，炭化隔热层的热膨胀性优良，热膨胀程度均匀，可以容易地获得优异的隔热效果、强度等。
[0054]另外，轻质无机粉体A的含量(体积％)是通过下述公式计算出的值。
[0055][公式I]
[0056]
轻质无机粉体A的含量(体积％)=
{轻质无机粉体A的重量/轻质无机粉体A的堆积密度}
----10 0
热膨胀层A的体积
[0057]在热膨胀层A中，除了上述粘结材料、阻燃剂、炭化剂、发泡剂、轻质无机粉体A之外，还可以根据需要混合填充剂、着色颜料、纤维、可塑剂、分散剂等。[0058]填充剂例如可以列举出:滑石粉等硅酸盐、碳酸钙、碳酸钠等碳酸盐、氧化铝、二氧化钛、氧化锌、氧化铝等金属氧化物、粘土、黏土、硅石等天然矿物类等。
[0059]填充剂通常使用堆积密度大于2.0g / cm3且在3.0g / cm3以下的物质。
[0060]相对于固含量100重量份的粘结材料，填充剂的混合比例优选为10~300重量份，更加优选为20~250重量份。
[0061]热膨胀层B
[0062]热膨胀层B包含轻质无机粉体B、粘结材料、阻燃剂、发泡剂和炭化剂。
[0063]热膨胀层B中所用的粘结材料、阻燃剂、发泡剂和炭化剂，可以从热膨胀层A例示的成分中适当地选择使用。
[0064]在本发明中，关于粘结材料，阻燃剂，发泡剂和炭化剂，由于使用与在热膨胀层A中使用的成分相同的成分，因而可以得到热膨胀层A与热膨胀层B附着性良好的层叠体。
[0065]热膨胀层B中的各成分的混合比例并无特别限定，只要是在发生火灾时能够形成具有足够的隔热性的炭化隔热层即可，可以根据各成分的种类等进行适当地设定。
[0066]相对于固含量100重量份的粘结材料，阻燃剂的混合比例优选为50~1000重量份，更加优选为100~800重量份，进一步优选为200~600重量份。此外，相对于固含量100重量份的粘结材料， 发泡剂的混合比例优选为5~500重量份，更加优选为30~200重量份。此外，相对于固含量100重量份的粘结材料，炭化剂的混合比例优选为5~600重量份，更加优选为10~400重量份。
[0067]只要是在上述各成分的混合比例的范围内，特别是在形成具有坚固的炭化隔热层的同时，可以容易地提高热膨胀层A的热膨胀性。
[0068]此外，在热膨胀层B中轻质无机粉体B的含量为5~70体积％ (优选为20~65体积％)。
[0069]特别是在上述范围内，在实现轻量化的同时，可以形成具有优异的隔热性的坚固的炭化隔热层。
[0070]另外，轻质无机粉体B的含量(体积％)是通过下述公式计算出的值。
[0071][公式2]
[0072]
【权利要求】
1.一种具有热膨胀性的层叠体，其特征在于: 所述层叠体至少层叠有热膨胀层A和热膨胀层B， 所述热膨胀层A含有粘结材料、阻燃剂、发泡剂和炭化剂，当所述热膨胀层A中还含有轻质无机粉体A时，轻质无机粉体A的含量低于5体积％， 所述热膨胀层B含有粘结材料、阻燃剂、发泡剂、炭化剂和轻质无机粉体B，所述热膨胀层B中的轻质无机粉体B的含量为5?70体积％， 所述轻质无机粉体A和所述轻质无机粉体B的堆积密度为0.1?2.0g / cm3。
2.根据权利要求1所述的层叠体，其特征在于:在需要具有耐热性的结构物的基材上，按照顺序层叠所述热膨胀层B和所述热膨胀层A，以进行所述层叠体的施工。
3.根据权利要求1或2所述的层叠体，其特征在于:所述热膨胀层A的厚度为0.3?5mm ο
4.根据权利要求1?3中任一项所述的层叠体，其特征在于:所述热膨胀层B的厚度为 0.3 ?5mm。
5.根据权利要求1?4中任一项所述的层叠体，其特征在于:所述轻质无机粉体A和所述轻质无机粉体B的比表面积为0.1m2 / g以上。
【文档编号】B32B27/18GK103717397SQ201280037562
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年7月27日 优先权日:2011年7月29日
【发明者】田中康典 申请人:F顾问株式会社