膨張性難燃性コーティングは、防火における重要な要素であり、さまざまな基材の耐火性を大幅に向上できる受動的な保護方法を提供します。難燃性コーティングの大手サプライヤーとして、私はこれらの優れた製品がどのように機能するかについてよく質問されます。このブログでは、膨張性難燃性コーティングの背後にある科学を詳しく掘り下げ、その組成、作用機序、用途を探っていきます。
膨張性難燃性コーティングの組成
膨張性難燃性コーティングは通常、バインダー、炭化剤、発泡剤という 3 つの主要な成分を組み合わせて配合されます。
- バインダー：バインダーは、他の成分を一緒に保持し、基材への接着を提供するマトリックスです。また、柔軟性、耐久性、環境要因に対する耐性など、コーティングの物理的および化学的特性にも影響します。膨張性塗料に使用される一般的なバインダーには、アクリル、エポキシ、ポリウレタン、シリコーンなどがあります。
- チャー形成剤:炭化形成剤は、コーティングが熱にさらされたときに保護炭化層を形成する役割を果たします。この炭化層はバリアとして機能し、基材を熱から遮断し、火災の延焼を防ぎます。一般的な炭化剤には、ペンタエリスリトールなどのポリオールや、メラミンなどの炭素豊富な化合物が含まれます。
- 発泡剤:発泡剤は加熱すると分解し、ガスを放出してコーティングを膨張させ、多孔質で絶縁性の炭層を形成します。この膨張によりコーティングの体積が増加し、断熱性と保護が強化されます。一般的な発泡剤には、ポリリン酸アンモニウムやシアヌル酸メラミンなどがあります。
これら 3 つの主要な成分に加えて、発泡性難燃性コーティングには、その性能と外観を改善するために、顔料、充填剤、安定剤などの他の添加剤も含まれる場合があります。
作用機序
膨張性難燃性コーティングの作用メカニズムは、予熱、膨張、炭化の 3 つの主な段階に分けることができます。
- 予熱：コーティングされた基材が熱にさらされると、コーティングはエネルギーを吸収し始め、その温度が上昇します。この段階では、コーティングの結合剤とその他の成分が軟化して分解し始め、揮発性ガスが放出されます。
- 膨張性:温度が上昇し続けると、発泡剤が分解し、アンモニアや二酸化炭素などのガスが発生します。これらのガスによりコーティングが膨張し、多孔質で絶縁性の炭化層が形成されます。コーティングの膨張によりその体積は最大 100 倍に増加し、基材と火災の間に厚い障壁が形成されます。
- 文字の形成:膨張プロセスが完了すると、炭化層が形成され始めます。炭化層は炭素質構造で構成されており、熱や酸素に対して優れた耐性を持っています。断熱材として機能し、基材への熱伝達を軽減し、火災の延焼を防ぎます。炭化層は物理的バリアとしても機能し、可燃性ガスや蒸気が基材から漏れるのを防ぎます。
膨張性難燃性コーティングの有効性は、コーティングの組成、コーティングの厚さ、基材の材質、火災の強さと継続時間などのいくつかの要因によって異なります。一般に、厚いコーティングは薄いコーティングよりも優れた防火効果を発揮し、高品質の成分で配合されたコーティングは低品質の成分で配合されたコーティングよりも効果的です。
膨張性難燃性コーティングの用途
膨張性難燃性コーティングは、さまざまな基材を火災から保護するために幅広い用途で使用されています。一般的なアプリケーションには次のようなものがあります。
- 建物の構造:発泡塗料は、構造用鋼、コンクリート、木材を火災から保護するために建築建設で一般的に使用されます。柱、梁、トラス、その他の構造要素に適用して、耐火性を高め、火災時の倒壊を防ぐことができます。
- 電気システム:発泡塗料は、電気パネル、ケーブル、電線管を火災から保護するために使用できます。これらは、電気システムを通した火災の延焼を防ぎ、電気火災のリスクを軽減するのに役立ちます。
- 交通機関：発泡塗料は、車両、航空機、船舶を火災から保護するために輸送業界で使用されています。これらは車両の内装および外装に適用して、車両の防火性を向上させ、火災関連事故のリスクを軽減できます。
- 産業用機器:膨張性塗料は、ボイラー、炉、タンクなどの産業機器を火災から保護するために使用できます。これらは、産業施設での火災の延焼を防ぎ、設備や財産への損害のリスクを軽減するのに役立ちます。
膨張性難燃コーティングの利点
膨張性難燃性コーティングには、耐火パネルやスプリンクラー システムなどの他の防火方法に比べていくつかの利点があります。主な利点には次のようなものがあります。
- パッシブ保護:膨張性コーティングは受動的防火を提供します。つまり、機能するために外部電源や作動機構を必要としません。停電やシステム障害が発生した場合でも、常に基板を火災から保護する準備ができています。
- 多用途性:膨張性塗料は、鋼鉄、コンクリート、木材、プラスチックなどの幅広い基材に適用できます。これらは新築と改修の両方の用途に使用でき、多用途の防火ソリューションになります。
- 美学：膨張性コーティングは、基材の外観にマッチする滑らかで継ぎ目のない仕上がりになるように配合できます。このため、商業ビルや住宅など、美観が重要な用途にとって魅力的な選択肢となります。
- 費用対効果の高い:一般に、膨張性塗料は、耐火パネルやスプリンクラー システムなどの他の防火方法よりも費用対効果が高くなります。設置に必要な時間と労力が少なく、基材に直接塗布できるため、追加の材料や設備の必要性が減ります。
結論
膨張性難燃コーティングは、さまざまな基材の耐火性を大幅に向上させることができる、非常に効果的で多用途の防火ソリューションです。これらのコーティングは、熱にさらされたときに保護炭化層を形成することにより、火災の延焼を防ぎ、財産や生命への損害のリスクを軽減します。当社は難燃塗料のリーディングサプライヤーとして、お客様のニーズに応える高品質な製品の提供に努めてまいります。当社の膨張性難燃コーティングについて詳しく知りたい場合、または特定の防火要件について相談したい場合は、[お問い合わせ]ください。喜んで詳しい情報を提供し、お客様のプロジェクトに最適なソリューションを見つけるお手伝いをさせていただきます。
参考文献
- 「難燃性コーティング: 概要」火災科学ジャーナル、vol. 30、いいえ。 5、2012、393 - 412 ページ。
- 「鉄骨構造物の防火用膨張性塗料」消防ジャーナル、vol. 46、いいえ。 7、2011、520 - 528 ページ。
- 「発泡性難燃塗料のメカニズムと性能」有機コーティングの進歩、vol. 77、いいえ。 2、2014、278 - 284 ページ。