JP2966430B2 - Refractory material - Google Patents
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Description
本発明は、建築材等の表面に耐火層を形成させて火炎
から建築材等を保護するために用いられる耐火材料に関
するものである。The present invention relates to a refractory material used for forming a refractory layer on a surface of a building material or the like to protect the building material or the like from a flame.
建築材等を火炎から保護するための耐火材料として、
黒鉛粉末などの炭素粉末を用いることが本出願人等によ
って提案されている。この耐火材料は、炭素粉末を耐火
性充填材として含有すると共に樹脂をバインダーとして
含有して形成されているものであり、この耐火材料を成
形して建築材等の表面に耐火層として形成させることに
よって、建築材等に対する火炎の作用を耐火層で遮断
し、建築材等が火炎の作用で燃焼されて火災の規模が大
きくなったり類焼したりすることを防止するのである。 この耐火材料は、樹脂をバインダーとしているために
成形することによって耐火層の形成が容易であり、また
耐火性充填材として用いる炭素粉末の優れた耐火性によ
って火炎を遮断する効果が高い等の利点を有している。As a refractory material to protect building materials from flames,
The use of carbon powder such as graphite powder has been proposed by the present applicant. This refractory material contains carbon powder as a refractory filler and a resin as a binder. The refractory material is molded and formed as a refractory layer on the surface of a building material or the like. Thereby, the action of the flame on the building materials and the like is blocked by the refractory layer, thereby preventing the building materials and the like from being burned by the action of the flame and increasing the scale of the fire or burning the fire. This refractory material is easy to form a refractory layer by molding because the resin is used as a binder, and has an excellent effect of blocking a flame due to excellent fire resistance of carbon powder used as a refractory filler. have.
【発明が解決しようとする課題】 このものにあって、耐火層に火炎が作用することによ
って耐火層中のバインダー樹脂が炭化されることにな
り、このようにバインダー樹脂が炭化されるということ
は耐火層の断熱性が高まるという面等で望ましいことで
はある。しかし樹脂は炭化されると収縮するために、こ
の収縮によって耐火層にクラックが発生し、クラックに
よって生じる隙間の箇所から火炎が貫通して侵入するお
それがあるという問題があった。 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、耐火
層にクラックが発生することを低減することができると
共に仮にクラックが発生しても火炎の侵入を防ぐことが
できる耐火材料を提供することを目的とするものであ
る。In this case, the flame acts on the refractory layer, so that the binder resin in the refractory layer is carbonized. This is desirable from the viewpoint of improving the heat insulation of the refractory layer. However, since the resin shrinks when carbonized, there is a problem that cracks are generated in the refractory layer due to the shrinkage, and there is a possibility that the flame may penetrate and invade from gaps created by the cracks. The present invention has been made in view of the above points, and provides a refractory material that can reduce the occurrence of cracks in a refractory layer and can prevent the invasion of flame even if cracks occur. It is intended to do so.
本発明は、炭素粉末と砂を耐火性充填材として、樹脂
をバインダーとしてそれぞれ含有する耐火材料であっ
て、樹脂原料を炭素粉末を混合させつつ反応させて調製
される炭素・樹脂複合材に、砂として、砂の表面に樹脂
を被覆したレジンコーテッドサンドを配合して成ること
を特徴とするものである。 以下本発明を詳細に説明する。 本発明において耐火性充填材として用いる炭素粉末
は、炭素質の粉末であれば一般に使用することができる
ものであり、例えば天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラ
ック、コークス粉、木炭粉、籾殻炭などを使用すること
ができ、これらは一種単独でもあるいは複数種混合して
もいずれでも使用することができる。炭素粉末の粒径は
特に限定されるものではないが1〜200μm程度が好ま
しい。 またバインダーとして用いる樹脂は、特に限定される
ものではないが、加熱等することによって硬化する、す
なわち自硬化性を有する熱硬化性樹脂を使用するのが好
ましく、なかでもフェノール樹脂、メラミン樹脂、フラ
ン樹脂などが好適である。このバインダー樹脂は、炭素
粉末の表面に付着させた自硬化性複合材として用いるの
が一般的である。 自硬化性複合材を作成するにあたって、熱硬化性樹脂
の初期縮合物を調製する際に同時にこの熱硬化性樹脂を
炭素粉末の表面に付着させるようにしておこなうことが
できる。これは本出願人によって特願昭61−191083号と
して提供されている方法であり、例えばフェノール樹脂
の初期縮合物を調製するにあたって、反応容器にフェノ
ール類とアルデヒド類とを触媒の存在下、炭素粉末と混
合しつつ反応させることによって、炭素粉末の表面にフ
ェノール樹脂を均一に付着させ、そしてこれを濾別して
乾燥することによって、球形の粉粒体として自硬化性複
合材を得ることができるものである。メラミン樹脂やフ
ラン樹脂においてもこの方法と同様にして自硬化性複合
材を得ることができる。メラミン樹脂の場合にはフェノ
ール樹脂の場合と同様に球形の粉粒体として自硬化性複
合材を得ることができるが、フラン樹脂の場合には一般
的に球形の粉粒体に調製できないので、凍結乾燥等して
用いることになる。 炭素粉末は一般的に樹脂と塗れが悪く、炭素粉末と樹
脂とをニーダーで混練して自硬化性複合材を調製する場
合には、炭素粉末を均一に分散させることが難しいと共
に多量の炭素粉末を配合することが難しいが、上記の方
法のように熱硬化性樹脂を合成する際に同時に炭素粉末
を混合して自硬化性複合材を調製する場合にはこのよう
な問題はなく、炭素粉末を均一に分散させると共に多量
の炭素粉末を配合した自硬化性複合材を容易に調製する
ことができる。耐火性を十分に得るためには、自硬化性
複合材中の炭素粉末の含有率は30重量%以上であること
が好ましい。尚、炭素粉末の他に必要に応じてアルミ
ナ、マグネシアなどの粉粒体を配合することができ、さ
らに補強材や増量材などとして繊維状のものや軽量骨材
等を添加することもできる。 上記の自硬化性複合材と砂とを混合することによっ
て、本発明に係る耐火材料を得ることができるものであ
る。砂としては珪砂を用いるのが好ましく、特に限定さ
れるものではないがその粒径は1〜500μm程度が好ま
しい。レジンコーテッドサンドの形態に調製して用いる
ものである。レジンコーテッドサンドは砂の表面に自硬
性の熱硬化性樹脂を被覆したものであり、この被覆する
樹脂としては自硬化性複合材の樹脂と同じ樹脂を用いる
のが好ましく、この樹脂は耐火材料のバインダー樹脂の
一部を構成するものである。砂を樹脂で被覆してレジン
コーテッドサンドを調製するにあたっては、ドライホッ
トコート法、コールドコート法、セミホットコート法、
粉末溶剤法などでおこなうことができる。ドライホット
コート法は、固形樹脂を加熱した砂に添加して混合し、
砂による加熱によって固形樹脂を溶融させて溶融樹脂で
砂の表面を濡らして被覆させ、しかるのちにこの混合を
保持したまま冷却し、粒状でさらさらしたレジンコーテ
ッドサンドを得る方法である。コールドコート法は、樹
脂をメタノールなどの溶剤に溶解して液状になし、これ
を砂に添加して混合した後に溶剤を揮発させることによ
ってレジンコーテッドサンドを得る方法である。セミホ
ットコート法は、上記溶剤に溶解した樹脂を50〜90℃程
度に加熱した砂に添加混合してレジンコーテッドサンド
を得る方法である。粉末溶剤法は、固形樹脂を粉砕し、
この粉砕樹脂を砂に添加してさらにメタノールなどの溶
剤を添加し、これを混合してレジンコーテッドサンドを
得る方法である。以上いずれの方法においても粒状でさ
らさらしたレジンコーテッドサンドを得ることができる
が、作業性などの点においてドライホットコート法が好
ましい。またこのようにレジンコーテッドサンドを調製
する混合の際に必要に応じて硬化剤、その他砂と樹脂と
を親和させるためのシランカップリング剤など各種カッ
プリング剤、またステアリン酸カルシウムなどの滑剤等
を配合することができる。 上記のようにして得た耐火材料を加熱加圧成形してバ
インダー樹脂を硬化させることによって、シート状(薄
板状)等の任意の形態の耐火層を成形することができる
ものである。またこの耐火材料を用いて建築材などの基
材の表面に耐火層を形成するには、例えば次のようにし
ておこなうことができる。まず第1の方法は、基材の表
面に耐火材料を均一な厚みで散布したのちに加熱加圧成
形することによって、耐火層を基材の表面に一体的に積
層する方法であり、第2の方法は、耐火材料を均一に散
布してこれを50〜100℃程度に加熱したロール等で加圧
することによってバインダー樹脂を部分的に付着させて
シート材を作成し、そしてこのシート材を基材の表面に
重ねて加熱加圧成形することによって、基材の表面に耐
火層を一体的に積層する方法である。また必要に応じて
接着剤を使用して接着性を向上させるようにしてもよ
い。さらに、木片セメント板やパーティクルボードなど
を製造する際に同時に耐火層を形成することもできる。
すなわち、木片と接着剤やセメントなどとを混練したフ
ォーミングマットの表面に耐火材料やあるいはそのシー
トを配し、そしてこれを加熱加圧成形することによっ
て、木片セメント板やパーティクルボードなどの製板と
同時にその表面に耐火層を一体的に積層することができ
るのである。 上記のように本発明の耐火材料で形成される耐火層に
あって、火災時に火炎が作用しても炭素粉末及び砂によ
って火炎を遮断して建築材などの基材が火炎にさらされ
ることを防止することができるものである。また耐火層
に含有されるバインダー樹脂が火炎の作用で燃焼される
と炭化されて炭化層が形成され、この炭化層が断熱材と
なって基材に高温が作用することを防止することができ
るものである。そしてこのように耐火層に火炎が作用し
て耐火層中のバインダー樹脂が炭化されると樹脂は収縮
するが、耐火層に配合されている砂が火炎の熱によって
膨張し、樹脂の収縮に伴って耐火層が収縮することを防
止することができる。従って耐火層が収縮することによ
って発生するクラックを防ぐことができるものであり、
クラックの部分から火炎が耐火層を通過して侵入するこ
とを防ぐことができるものである。また、仮に耐火層に
クラックが発生しても、砂の膨張によって耐火層は膨張
しているために、クラックによって生じる隙間がこの膨
張で塞がれることになり、さらに高温においては砂が一
部溶融してガラス状になってクラックの発展を防止でき
ることになり、クラックの部分から火炎が侵入すること
を防ぐことができるものである。このように砂は、バイ
ンダー樹脂が炭化収縮しても耐火層を収縮させないよう
にするために用いられるものであり、従って砂の配合量
は耐火材料に含まれるバインダー樹脂100重量部に対し
て15重量部以上に設定する必要がある。しかし、砂の配
合量が多くなるとその分、炭素粉末の含有率が低下して
耐火層の耐火性能が低下することになるために、砂の配
合量の上限は1150重量部程度である。The present invention is a refractory material containing carbon powder and sand as a refractory filler, and a resin as a binder, respectively, a carbon-resin composite material prepared by reacting a resin raw material while mixing carbon powder, As the sand, a resin-coated sand in which a resin is coated on the surface of the sand is blended. Hereinafter, the present invention will be described in detail. Carbon powder used as a refractory filler in the present invention can be generally used as long as it is a carbonaceous powder, and examples thereof include natural graphite, artificial graphite, carbon black, coke powder, charcoal powder, chaff charcoal, and the like. These can be used alone or in combination of two or more. The particle size of the carbon powder is not particularly limited, but is preferably about 1 to 200 μm. The resin used as the binder is not particularly limited, but is preferably cured by heating or the like, that is, it is preferable to use a thermosetting resin having a self-curing property, among which a phenol resin, a melamine resin, and a furan resin are used. Resins and the like are preferred. This binder resin is generally used as a self-curing composite material attached to the surface of carbon powder. In preparing the self-curable composite material, the thermosetting resin can be attached to the surface of the carbon powder at the same time when the initial condensate of the thermosetting resin is prepared. This is a method provided by the present applicant as Japanese Patent Application No. 61-191083.For example, in preparing an initial condensate of a phenolic resin, a phenol and an aldehyde are placed in a reaction vessel in the presence of a catalyst in the presence of a catalyst. By mixing and reacting with the powder, a phenolic resin is uniformly attached to the surface of the carbon powder, and this is filtered and dried to obtain a self-curing composite material as a spherical powder. It is. A self-curing composite material can be obtained from melamine resin and furan resin in the same manner as in this method. In the case of melamine resin, it is possible to obtain a self-curing composite material as spherical particles as in the case of phenol resin, but in the case of furan resin, it is generally not possible to prepare spherical particles, so It will be used after freeze-drying. In general, carbon powder is poorly coated with a resin.When preparing a self-curing composite material by kneading the carbon powder and the resin in a kneader, it is difficult to uniformly disperse the carbon powder and a large amount of carbon powder is used. It is difficult to mix, but when synthesizing a thermosetting resin at the same time as in the above method and simultaneously preparing a self-curable composite material by mixing carbon powder, there is no such problem, And a self-curable composite material containing a large amount of carbon powder can be easily prepared. In order to obtain sufficient fire resistance, the content of the carbon powder in the self-curing composite material is preferably 30% by weight or more. In addition to the carbon powder, a powdery material such as alumina or magnesia can be blended as needed, and a fibrous material or a lightweight aggregate can also be added as a reinforcing material or an expanding material. The refractory material according to the present invention can be obtained by mixing the self-hardening composite material and sand. It is preferable to use silica sand as the sand, and it is not particularly limited, but the particle size is preferably about 1 to 500 μm. It is prepared and used in the form of resin-coated sand. Resin-coated sand is obtained by coating a sand surface with a self-hardening thermosetting resin, and it is preferable to use the same resin as the resin of the self-hardening composite material as the resin to be coated. It constitutes a part of the binder resin. In preparing resin-coated sand by coating sand with a resin, dry hot coating, cold coating, semi-hot coating,
It can be performed by a powdered solvent method or the like. In the dry hot coating method, a solid resin is added to heated sand and mixed,
This is a method in which a solid resin is melted by heating with sand, the surface of the sand is wetted and coated with the molten resin, and then cooled while maintaining the mixture to obtain a granular, resin-coated sand. The cold coat method is a method in which a resin is dissolved in a solvent such as methanol to form a liquid, which is added to sand, mixed, and then the solvent is volatilized to obtain a resin-coated sand. The semi-hot coating method is a method in which a resin dissolved in the above solvent is added to sand heated to about 50 to 90 ° C. and mixed to obtain a resin coated sand. The powder solvent method crushes solid resin,
This is a method in which the ground resin is added to sand, a solvent such as methanol is further added, and this is mixed to obtain a resin-coated sand. In any of the above methods, a granular and coated resin-coated sand can be obtained, but a dry hot coating method is preferred in terms of workability and the like. In addition, when mixing to prepare resin-coated sand, if necessary, a curing agent, other coupling agents such as a silane coupling agent for making the sand and resin compatible, and a lubricant such as calcium stearate are compounded. can do. The refractory material obtained as described above is heated and press-molded to cure the binder resin, whereby a refractory layer having an arbitrary form such as a sheet (thin plate) can be formed. The formation of a refractory layer on the surface of a base material such as a building material using this refractory material can be performed, for example, as follows. First, a first method is a method in which a refractory material is sprayed on the surface of a base material at a uniform thickness and then heated and pressed to thereby integrally form a refractory layer on the surface of the base material. The method is to spread a refractory material uniformly, press it with a roll or the like heated to about 50 to 100 ° C. to partially adhere a binder resin to form a sheet material, and then based on the sheet material. This is a method in which a refractory layer is integrally laminated on the surface of the base material by heating and press-molding the material on the surface of the material. If necessary, an adhesive may be used to improve the adhesiveness. Furthermore, a refractory layer can be formed simultaneously with the production of a wood chip cement board or a particle board.
That is, a refractory material or a sheet thereof is arranged on the surface of a forming mat in which a piece of wood and an adhesive or cement are kneaded, and this is heated and pressed to form a board such as a wood chip cement board or a particle board. At the same time, a refractory layer can be integrally laminated on the surface. As described above, in the refractory layer formed of the refractory material of the present invention, even if a flame acts at the time of a fire, the base material such as a building material is exposed to the flame by blocking the flame with carbon powder and sand. Can be prevented. Further, when the binder resin contained in the refractory layer is burned by the action of the flame, it is carbonized to form a carbonized layer, and the carbonized layer serves as a heat insulating material to prevent a high temperature from acting on the base material. Things. And when the flame acts on the refractory layer and the binder resin in the refractory layer is carbonized, the resin shrinks, but the sand contained in the refractory layer expands due to the heat of the flame, and the resin shrinks. Thus, it is possible to prevent the refractory layer from shrinking. Therefore, it is possible to prevent cracks caused by shrinkage of the refractory layer,
It is possible to prevent the flame from penetrating through the refractory layer from the crack portion. Also, even if cracks occur in the refractory layer, since the refractory layer expands due to the expansion of the sand, the gap created by the crack will be closed by this expansion, and at high temperatures, the sand will partially It is possible to prevent the development of cracks by melting into a glass state, thereby preventing the flame from entering from the cracked portions. As described above, sand is used to prevent the refractory layer from shrinking even when the binder resin is carbonized and shrunk. Therefore, the amount of the sand is 15 to 100 parts by weight of the binder resin contained in the refractory material. It is necessary to set it to a weight part or more. However, as the amount of the sand increases, the content of the carbon powder decreases and the refractory performance of the refractory layer deteriorates. Therefore, the upper limit of the amount of the sand is about 1150 parts by weight.
次に本発明を実施例と比較例によって例証する。 比較例1 反応容器にフェノールを770重量部、37%ホルマリン
を1328重量部、ヘキサメチレンテトラミンを80重量部仕
込み、さらに平均粒径が5μmの鱗片状黒鉛粉末を1362
重量部仕込み、これを混合攪拌しつつ60分を要して90℃
まで昇温し、そのまま3時間反応をおこなった。これを
冷却後、濾別して乾燥することによって、球形の黒鉛・
フェノール樹脂自硬化性複合材を得た。この自硬化性複
合材は平均粒径が130μmであり、黒鉛粉末の含有率は6
5重量%であった。この黒鉛・フェノール樹脂自硬化性
複合材を耐火材料とした。 実施例1 平均粒径が173μmのフラタリー珪砂1000重量部を加
熱炉で160℃以上に加熱し、これをミキサーに投入して1
50〜160℃に調整し、ミキサーによって混練を開始する
と同時に固形ノボラック型フェノール樹脂を30重量部を
投入し、次ぎに60秒後に水15重量部とヘキサメチレンテ
トラミン4.5重量部の混合水を投入し、崩壊を確認して
から30秒後にステアリン酸カルシムを1重量部投入し、
そして30秒後に払い出すことによって、珪砂の表面をフ
ェノール樹脂で被覆した自硬化性のレジンコーテッドサ
ンドを得た。このレジンコーテッドサンドは平均粒径が
180μmであり、珪砂の含有率は96.8重量%であった。 そして、上記比較例1で得た黒鉛・フェノール樹脂自
硬化性複合材を90重量部とり、これにレジンコーテッド
サンドを10重量部加え、良く混合することによって耐火
材料を得た。 比較例2 平均粒径が5μmの鱗片状黒鉛粉末742重量部をニー
ダーに入れ、これに固形レゾール型フェノール樹脂の65
%メタノール溶液615重量部を加え、これを30分間混練
した。この混練の後に風乾をおこなってメタノールを飛
散させ、次いで45℃にセットした乾燥機中に入れて2時
間乾燥し、さらに粗粉砕機で粉砕して、黒鉛・フェノー
ル樹脂自硬化性複合材を得た。この自硬化性複合材は粒
径が1mmアンダーであり、黒鉛粉末の含有率は65重量%
であった。この黒鉛・フェノール樹脂自硬化性複合材を
耐火材料とした。 比較例3 反応容器に平均粒径が5μmの鱗片状黒鉛を1100重量
部、フルフリルアルコールを980重量部、37%ホルマリ
ンを405重量部、水を500重量部、さらに反応触媒として
10%リン酸水溶液を30重量部仕込み、これを混合攪拌し
ながら還流下で180分間反応をおこなった。このものを
冷却後水を分離したのちに冷凍乾燥をおこない、若干粘
着性のある黒鉛・フラン樹脂自硬化性複合材を得た。こ
の自硬化性複合材は黒鉛粉末の含有率が61.8重量%であ
った。この黒鉛・フラン樹脂自硬化性複合材を耐火材料
とした。 実施例2 比較例3で得た黒鉛・フラン樹脂自硬化性複合材を85
重量部とり、これに実施例1で得たレンジコーテッドサ
ンドを15重量部加え、良く混合することによって耐火材
料を得た。 比較例4 反応容器に平均粒径が5μmの鱗片状黒鉛を1100重量
部、メラミンを750重量部、37%ホルマリンを960重量
部、水を1150重量部、さらに反応触媒としてギ酸を110
重量部仕込み、約30分を要して70℃まで昇温させてその
まま240分間反応おこなわせた。これを冷却後濾別して
乾燥をおこなうことによって、球形の黒鉛・メラミン樹
脂自硬化性複合材を得た。この自硬化性複合材は平均粒
径が280μmであり、黒鉛粉末の含有率は58.5重量%で
あった。この黒鉛・メラミン樹脂自硬化性複合材を耐火
材料とした。 実施例3 比較例4で得た黒鉛・メラミン樹脂自硬化性複合材を
85重量部とり、これに実施例1で得たレジンコーテッド
サンドを15重量部加え、良く混合することによって耐火
材料を得た。 実施例4 比較例1で得た黒鉛・フェノール樹脂自硬化性複合材
を95重量部とり、これに実施例1で得たレジンコーテッ
ドサンドを5重量部加え、良く混合することによって耐
火材料を得た。この耐火材料においては、樹脂100重量
部に対して珪砂は14.6重量部配合されている。 実施例5 比較例1で得た黒鉛・フェノール樹脂自硬化性複合材
を19重量部とり、これに実施例1で得たレジンコーテッ
ドサンドを81重量部加え、良く混合することによって耐
火材料を得た。この耐火材料においては、樹脂100重量
部に対して珪砂は1179.1重量部配合されている。 上記のようにして得た各実施例及び各比較例の耐火材
料を、160℃に予熱した縦×横=100mm×100mmの金型に
充填し、10分間加熱加圧することによって硬化させ、耐
火層として使用される5〜6mm厚の板を成形した。 この板について火炎貫通試験をおこなった。火炎貫通
試験は、火炎温度が1130〜1300℃、火炎長さが150mmの
高温高速火炎をバーナーから100mm離して保持した板の
表面中央に垂直に当てた際に、板を燃え抜けて火炎が貫
通するのに要する時間、又はクラックが発生して火炎が
貫通するのに要する時間を求めることによっておこなっ
た。また各板の重量減量及び板の収縮率を測定した。こ
れらは火炎貫通試験の前と後との比較で算出したもので
ある。これらの結果を第1表に示す。 第1表にみられるように、砂を配合しない各比較例の
ものは、火炎が作用した箇所においてクラックが発生し
て短時間で火炎が貫通したが、砂を配合した各実施例の
ものは、クラックが発生せず長時間に亘って火炎を遮断
できることが確認される。また、実施例4にみられるよ
うに砂の配合量がバインダー樹脂100重量部に対して15
重量部以下であれば、クラックの発生を防止することが
難しくなる傾向が現れ、逆に実施例5にみられるように
砂の配合量がバインダー樹脂100重量部に対して1150重
量部を超えると、耐火性が低下する傾向が現れることが
確認される。Next, the present invention is illustrated by Examples and Comparative Examples. Comparative Example 1 A reaction vessel was charged with 770 parts by weight of phenol, 1328 parts by weight of 37% formalin, 80 parts by weight of hexamethylenetetramine, and 1362 of flaky graphite powder having an average particle size of 5 μm.
90 parts by weight, 60 minutes while mixing and stirring
The reaction was continued for 3 hours. After cooling, it is filtered and dried to obtain spherical graphite.
A phenolic resin self-curing composite was obtained. This self-curing composite material has an average particle size of 130 μm and a graphite powder content of 6 μm.
It was 5% by weight. This graphite / phenol resin self-curing composite material was used as a refractory material. Example 1 1000 parts by weight of flattery silica sand having an average particle size of 173 μm was heated to 160 ° C. or more in a heating furnace, and the mixture was charged into a mixer to obtain
Adjust the temperature to 50-160 ° C., start kneading with a mixer, and simultaneously add 30 parts by weight of the solid novolak type phenol resin, and then, after 60 seconds, add a mixed water of 15 parts by weight of water and 4.5 parts by weight of hexamethylenetetramine. 30 seconds after confirming the collapse, 1 part by weight of calcium stearate was added,
After 30 seconds, the resin was discharged to obtain a self-hardening resin-coated sand in which the surface of the silica sand was covered with a phenol resin. This resin coated sand has an average particle size
It was 180 μm, and the content of silica sand was 96.8% by weight. Then, 90 parts by weight of the graphite-phenol resin self-curing composite material obtained in Comparative Example 1 was added, and 10 parts by weight of resin-coated sand was added thereto and mixed well to obtain a refractory material. Comparative Example 2 742 parts by weight of flaky graphite powder having an average particle size of 5 μm was placed in a kneader, and 65 parts of a solid resol type phenol resin was added thereto.
615 parts by weight of a methanol solution were added and kneaded for 30 minutes. After this kneading, air drying is performed to disperse the methanol, and then put in a drier set at 45 ° C., dried for 2 hours, and further pulverized with a coarse pulverizer to obtain a graphite-phenol resin self-curing composite material. Was. This self-curing composite has a particle size of under 1 mm and a graphite powder content of 65% by weight
Met. This graphite / phenol resin self-curing composite material was used as a refractory material. Comparative Example 3 1100 parts by weight of flaky graphite having an average particle size of 5 μm, 980 parts by weight of furfuryl alcohol, 405 parts by weight of 37% formalin, 500 parts by weight of water, and 500 parts by weight of a reaction vessel were further used as a reaction catalyst.
30% by weight of a 10% phosphoric acid aqueous solution was charged, and the mixture was reacted under reflux for 180 minutes while stirring. After cooling, the water was separated and then freeze-dried to obtain a graphite-furan resin self-curing composite material having some tackiness. This self-curing composite material had a graphite powder content of 61.8% by weight. This graphite / furan resin self-curing composite material was used as a refractory material. Example 2 The graphite-furan resin self-curable composite material obtained in Comparative Example 3 was used for 85
15 parts by weight of the range-coated sand obtained in Example 1 was added thereto and mixed well to obtain a refractory material. Comparative Example 4 1100 parts by weight of flaky graphite having an average particle size of 5 μm, 750 parts by weight of melamine, 960 parts by weight of 37% formalin, 1150 parts by weight of water, and 110 parts by weight of formic acid as a reaction catalyst were placed in a reaction vessel.
The parts by weight were charged, the temperature was raised to 70 ° C. in about 30 minutes, and the reaction was allowed to proceed for 240 minutes. This was cooled, filtered, and dried to obtain a spherical graphite / melamine resin self-curing composite material. This self-curing composite material had an average particle size of 280 μm and a graphite powder content of 58.5% by weight. This graphite-melamine resin self-curing composite material was used as a refractory material. Example 3 The graphite-melamine resin self-curing composite material obtained in Comparative Example 4 was used.
To 85 parts by weight, 15 parts by weight of the resin coated sand obtained in Example 1 was added and mixed well to obtain a refractory material. Example 4 A refractory material was obtained by taking 95 parts by weight of the graphite / phenol resin self-curing composite obtained in Comparative Example 1, adding 5 parts by weight of the resin-coated sand obtained in Example 1, and mixing well. Was. In this refractory material, 14.6 parts by weight of silica sand is blended with respect to 100 parts by weight of the resin. Example 5 A refractory material was obtained by taking 19 parts by weight of the graphite-phenol resin self-curing composite obtained in Comparative Example 1, adding 81 parts by weight of the resin-coated sand obtained in Example 1, and mixing well. Was. In this refractory material, 1179.1 parts by weight of silica sand was blended with respect to 100 parts by weight of the resin. The refractory material of each example and each comparative example obtained as described above was filled in a mold of 100 mm x 100 mm in length x width = 100 mm x 100 mm preheated to 160 ° C, and cured by heating and pressing for 10 minutes to form a fireproof layer. A plate having a thickness of 5 to 6 mm used as a material was formed. This plate was subjected to a flame penetration test. In the flame penetration test, when a high-temperature high-speed flame with a flame temperature of 1130 to 1300 ° C and a flame length of 150 mm was applied perpendicularly to the center of the surface of a plate held 100 mm away from the burner, the flame burned and the flame penetrated This was done by determining the time required to perform the heat treatment or the time required for the flame to penetrate due to the occurrence of cracks. The weight loss of each plate and the shrinkage of the plate were measured. These were calculated by comparing before and after the flame penetration test. Table 1 shows the results. As can be seen from Table 1, in each of the comparative examples in which the sand was not blended, cracks occurred in the places where the flame acted and the flame penetrated in a short time. It is confirmed that the flame can be shut off for a long time without generating cracks. Further, as seen in Example 4, the amount of the sand was 15 to 100 parts by weight of the binder resin.
If the amount is less than 1 part by weight, it tends to be difficult to prevent the occurrence of cracks. Conversely, if the amount of sand exceeds 1150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the binder resin as seen in Example 5, It is confirmed that the fire resistance tends to decrease.
上述のように本発明は、炭素粉末を耐火性充填材とし
て、樹脂をバインダーとしてそれぞれ含有する耐火材料
において、これに砂を配合するようにしたので、この耐
火材料を成形して形成される耐火層に火炎が作用して耐
火層中のバインダー樹脂が炭化収縮しても、耐火層に配
合されている砂が火炎の熱の作用で膨張し、樹脂の収縮
に伴って耐火層が収縮してクラックが発生することを防
止することができるものであって、クラックを通過して
火炎が貫通侵入することを防ぐことができるものであ
り、また仮に耐火層にクラックが発生しても、砂の膨張
によってクラックの部分に生じる隙間は塞がれることに
なり、クラックの部分から火炎が貫通侵入することを防
ぐことができるものである。 また、樹脂原料を炭素粉末と混合させつつ反応させて
調製される炭素・樹脂複合材に、砂として、砂の表面に
樹脂を被覆したレジンコーテッドサンドを配合するよう
にしたので、炭素粉末を均一に分散させた炭素・樹脂複
合材を得ることができると共に、この炭素・樹脂複合材
に樹脂を被覆した状態の砂を均一に混合することがで
き、耐火材料の耐火性能を高く得ることができるもので
ある。As described above, in the present invention, sand is added to a refractory material containing a carbon powder as a refractory filler and a resin as a binder, so that the refractory material formed by molding the refractory material is formed. Even if the flame acts on the layer and the binder resin in the refractory layer carbonizes and shrinks, the sand contained in the refractory layer expands by the action of the heat of the flame, and the refractory layer shrinks with the shrinkage of the resin. It can prevent the occurrence of cracks and can prevent the flame from penetrating through the cracks, and even if cracks occur in the refractory layer, The gap formed in the crack portion due to the expansion is closed, and it is possible to prevent the flame from penetrating from the crack portion. In addition, resin-coated sand in which the surface of the sand is coated with resin is mixed with the carbon-resin composite material prepared by reacting the resin raw material while mixing it with the carbon powder. And a resin-coated sand can be uniformly mixed with the carbon-resin composite material, so that the fire-resistant performance of the refractory material can be improved. Things.
フロントページの続き (72)発明者 川井 秀一 京都府京都市伏見区深草谷口町70―35 (56)参考文献 特開 昭53−139400(JP,A) 特開 昭63−48319(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C09K 21/02 C08K 3/04 C08L 101/00 E04B 1/94 Continuation of front page (72) Inventor Shuichi Kawai 70-35 Fukasakuyaguchicho, Fushimi-ku, Kyoto-shi, Kyoto (56) References JP-A-53-139400 (JP, A) JP-A-63-48319 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) C09K 21/02 C08K 3/04 C08L 101/00 E04B 1/94
Claims (2)
をバインダーとしてそれぞれ含有する耐火材料であっ
て、樹脂原料を炭素粉末と混合させつつ反応させて調製
される炭素・樹脂複合材に、砂として、砂の表面に樹脂
を被覆したレジンコーテッドサンドを配合して成ること
を特徴とする耐火材料。1. A refractory material containing carbon powder and sand as a refractory filler and a resin as a binder, wherein the carbon-resin composite material is prepared by mixing and reacting a resin raw material with a carbon powder. A refractory material characterized by comprising, as sand, resin-coated sand in which the surface of sand is coated with a resin.
重量部〜1150重量部の範囲で配合されて成ることを特徴
とする請求項1記載の耐火材料。2. A method according to claim 2, wherein the sand is 15 parts per 100 parts by weight of the binder resin.
2. The refractory material according to claim 1, wherein the content is in the range of 1 part by weight to 1150 parts by weight.
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