发泡型耐火涂料和其涂布的钢材以及发泡型耐火被覆层的形成方法技术

一种发泡型耐火涂料，以①多价醇、②含氮发泡剂、③合成树脂、④阻燃性发泡剂、⑤二氧化钛为主成分，①为季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇及聚季戊四醇中的任意一种，④为磷酸铵及／或聚磷酸铵，①∶②∶③（固体成分）∶④∶⑤重量比为１００∶８０～１５０∶２００～５００∶２８０～４５０∶１００～３００，氧化钛的结晶型态最好使用锐钛矿型，合成树脂最好使用分解起始温度为２５０℃以下，且在达到３００℃时全体固体成分的５０％以上、９０％以下会分解的物质。其发泡倍率高且发泡后的耐火涂料层不脱落。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
发泡型耐火涂料和其涂布的钢材以及发泡型耐火被覆层的形成方法本专利技术涉及一种耐火涂料，该耐火涂料是用来在火灾中保护使用于钢骨造的梁、柱的钢材，并在火灾中火势旺盛时会发泡形成隔热层。此外，本专利技术也涉及一种涂布有该涂料的钢材以及发泡型耐火被覆层的形成方法。公知的耐火涂料，其发泡很难控制，若干种类的市售品中，不是会因发泡过度而导致发泡层脱落，就是会因发泡不均匀而造成发泡层的裂缝，要不就是因发泡层对底层钢骨的密着性脆弱而使得发泡层本身的强度不够，因而无法充分发挥耐火的性能。此外，对于建筑用钢材其耐火被覆层的形成，是在将建筑用钢材搬送至建筑现场并组装终了后才进行。该耐火被覆层的形成是以泥浆状的耐火被覆材或液状的发泡型耐火涂料等来进行涂布。该被覆方法为了提高作业效率，故多借由使用喷枪(spray gun)等的喷附方式来进行。但是，在利用喷附方式将发泡型耐火涂料被覆于已在建筑现场组装完的钢材上时，必须把不须被覆发泡型耐火涂料的地板、墙壁等既定处所预先以塑料板等予以被覆。此外，建筑用钢材多为H形钢、方形钢管等复杂形状的钢骨，故比起被覆于壁面上等而言会有更多的发泡型耐火涂料飞散掉。由于上述飞散掉的发泡型耐火涂料越多，则该发泡型耐火涂料的损失(loss)也就变得越多，因此被认为会有发泡型耐火涂料的成本提高、发泡型耐火涂料的被覆厚度不足以及不具充分的耐火性能等问题。更进一步，若考虑将公知所使用的耐火被覆材先被覆于还未组装前的钢材上，则由于耐火被覆材多半是以水泥等的无机类结合材料作为主成分，且-->其被覆厚度厚达数十毫米，故若被覆于还未组装前的钢材上就会产生钢材彼此之间无法借由卡榫(bolt)来固定接合的问题。此外，当耐火被覆材是以无机类结合材料作为主成分，并使用于轻型骨材或含有多量无机纤维的物体的情况下时，其对于钢材的附着强度以及耐火被覆材料本身的压缩强度会很弱，反之，若轻型骨材等不太含上述成分时，被覆材料层会很坚硬，因此不论是在运送时以及在钢材的组装时等任何情况下均会在被覆材料层上产生伤痕或缺陷。此外，公知的发泡型耐火涂料的防锈底漆是单独使用环氧树脂MIO涂料、改性环氧树脂涂料、醇酸树脂涂料或将上述涂料与富锌底层涂料组合来使用的。另外，在JIS的防锈涂料中所规定的防锈涂料有：JIS K 5621：一般用防锈漆、JIS K 5622：红铅(red lead)防锈漆、JIS K 5623：亚氧化铅防锈漆、JIS K 5624：碱式铬酸铅防锈漆、JIS K 5625：氰胺铅防锈漆、JIS K 5627：氯酸锌防锈漆、JIS K 5628：红铅氯酸锌防锈漆以及JIS K 5629：高铅酸钙防锈漆等等。但是，由于上述防锈涂料是将铅酸化物、铬化物等的重金属作为防锈颜料来使用，故存在有安全性方面的问题。含有在分类于上述JIS中的防锈涂料内所含的防锈颜料的代表性物质有：红铅、锌粉、铅粉、锌黄(zinc yellow)、铬酸钡、氰胺铅及铅酸钙(「颜料手册」(股份有限公司)诚文堂新光社，1989年3月10日发行)等。另外，即使是使用不含重金属的物质，但在防锈涂料中所使用的粘合剂与在发泡型耐火涂料中所使用的粘合剂还是会有相性的问题产生，并造成附着性的问题。本专利技术的目的在于提供一种发泡倍率变大、能保持耐火性能，同时不脱落、发泡也均匀的发泡型耐火涂料。此外，本专利技术的另一目的在于提供一种可借由发泡的控制来使发泡层具有足够的强度，且对钢骨低层具有优异的密着性、薄膜也具有优异耐火性能(在JIS A 1304的加热试验中，涂装有2毫米厚度的耐火涂料的试验物，其-->里面温度到达500℃的时间必须在45分钟以上)的发泡型耐火涂料。本专利技术的又一目的在于提供一种在建筑现场的场合，涂装少、且涂料损失也少，并具有足够耐火性能的钢材。更进一步，本专利技术的再一目的在于，是在钢结构建筑物的耐火被覆层的形成方法中，在使用发泡型耐火涂料之际，形成一种作为底漆所使用的防锈涂料其安全性高，并即使在火灾时钢底层-防锈涂料-耐火涂料间的密着度也高，且在耐火涂料发泡后也没问题的耐火被覆构造。本专利技术的上述目的是这样实现的：一种发泡型耐火涂料，该发泡型耐火涂料包括有氧化钛，其特征在于：该氧化钛的结晶型态为锐钛矿(anatase)型。本专利技术所述的发泡型耐火涂料，在使用了合成树脂、阻燃性发泡剂及多价醇的发泡型耐火涂料之中，其特征在于：涂料中的氧化钛含有率的重量比是相对于树脂固体成分、聚磷酸铵及多价醇的总重量而言为10％以上、75％以下。本专利技术所述的发泡型耐火涂料，其特征在于：氧化钛的添加量的重量比为涂料全体固体成分的5％以上、40％以下。依据上述专利技术，可得到不会产生裂缝及发泡层脱落现象的，并能达到优异发泡倍率的发泡型耐火涂料。以下，就本专利技术的各个要素来进行说明。具有催化剂效果的氧化钛在耐火涂料的涂膜暴露于火灾中时，就会促进碳化剂、合成树脂的分解并进行脱水·缩合反应而形成碳化层，以产生补强效果。其结晶型态有锐钛矿型及金红石(rutile)型，其中并以锐钛矿型的效果较大。由于使用锐钛矿型的氧化钛，可根据其催化剂效果来促进发泡层的形成，相比于不使用时的耐火性能更优异。在将金红石型以及锐钛矿型两种氧化钛并用时，若与单独使用金红石型氧化钛的情况作比较，更可见其在-->发泡层形成时的效果。市售的颜料，若就以油墨(ink)作为主要用途的氧化钛而言，其粒子是在0.2微米左右，而被称为微粒氧化钛的15～50纳米(nm)的氧化钛也存在，但一般不认为会因粒径的不同而有明显的效果差异。此外，按照近年具有光催化剂效应的关系，锐钛矿型氧化钛因而受到注目，因而所使用的氧化钛或含水氧化钛在上述用途方面也可使用。一般的发泡型耐火涂料，是在氧化钛之外适当调配以合成树脂、阻燃性发泡剂、碳化剂、含氮发泡剂及膨胀性石墨等所构成的涂料组合物。合成树脂，是在常温时以赋予涂膜的附着性及耐候性为目的。就合成树脂而言，可使用：三聚氰胺树脂、丙烯树脂、醇酸树脂、氯乙烯树脂、乙酸乙烯树脂、尿烷树脂、环氧树脂、硅树脂以及聚酯树脂等。上述的树脂可单独使用，也可使用其共聚合物，也可将上述树脂混合使用。更进一步，就上述树脂的型态而言，可使用溶解于有机溶剂中的树脂，或可使用以乳胶型态分散于水中的树脂。阻燃性发泡剂是通过加热而具有吸热、发泡、脱水效果。就阻燃性发泡剂而言，可使用磷酸铵及聚磷酸铵等。另外，将表面以三聚氰胺等做成微胶囊被覆的物质也同样可以使用。碳化剂是借由加热碳化、脱水缩合而形成隔热性优异的发泡层。就碳化剂而言，可使用：季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、聚季戊四醇、三甲醇丙烷等的多价醇，淀粉以及酪蛋白(casein)等。上述物质之中，由于季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇以及聚季戊四醇在发泡层的形成作用上特别优异，故较为理想。含氮发泡剂是借由加热来产生不燃性气体，以使碳化层发泡。就含氮发泡剂而言，可使用例如：二氰基二酰胺、偶氮甲酰胺、三聚氰胺以及以丁基三聚氰胺、三羟甲基三聚氰胺、六羟甲基三聚氰胺、六甲氧基甲基三聚氰胺-->为例的三聚氰胺衍生物，尿素、二甲基尿素、脒基尿素磷酸盐、胺基脒基尿素、尿素甲醛、胺基乙酸以及胍(guanidine)等。上述物质之中，由于三聚氰胺及其衍生物在发泡效果上特别优异，故较为理想。在本专利技术中，有关锐钛矿型氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发泡型耐火涂料，该发泡型耐火涂料包括有氧化钛，其特征在于： 该氧化钛的结晶型态为锐钛矿型。

【技术特征摘要】
JP 1999-12-8 11-349296;JP 2000-6-22 2000-187584;JP1．一种发泡型耐火涂料，该发泡型耐火涂料包括有氧化钛，其特征在于：该氧化钛的结晶型态为锐钛矿型。2．如权利要求1所述的发泡型耐火涂料，其特征在于：在使用了合成树脂、阻燃性发泡剂及多价醇的发泡型耐火涂料之中，其氧化钛含有率的重量比是相对于树脂固体成分、聚磷酸铵及多价醇的总重量而言为10％以上、75％以下。3．如权利要求1或2所述的发泡型耐火涂料，其特征在于：氧化钛的添加量为涂料全体固体成分的重量百分比的5％以上、40％以下。4．一种发泡型耐火涂料，其特征在于：该涂料是包括有作为粘合剂的合成树脂，且所调配的合成树脂是使用基于JIS K 7210的熔融流动速度(MeltFlow Rate:MFR值)的值在试验荷重2.16公斤、试验温度120℃的条件下为5～120克/10分的物质。5．如权利要求4所述的发泡型耐火涂料，其特征在于：在涂料的构成材料中含有可通过加热来分解·发泡的成分，且其分解温度范围为150～350℃。6．一种发泡型耐火涂料，该发泡型耐火涂料是以①多价醇、②阻燃性发泡剂、③合成树脂作为主成分的涂料，其特征在于：②阻燃性发泡剂为磷酸铵及/或聚磷酸铵，而③合成树脂的分解起始温度为250℃以下，且在达到300℃时全体固体成分的重量百分比为50％以上、90重量％以下会分解。7．如权利要求6所述的发泡型耐火涂料，其特征在于：上述①多价醇是为择自季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇及聚季戊四醇中的至少1种以上的物质。8．如权利要求6或7所述的发泡型耐火涂料，其特征在于：在涂料成分中含有④含氮发泡剂。9．一种发泡型耐火涂料，该发泡型耐火涂料是为以①多价醇、②阻燃性发泡剂、③合成树脂作...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤圭一，丸山浩司，村山直树，
申请(专利权)人：菊水化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]