[发明专利]高浓度硼酸化合物及其防火耐火组合物和防火耐火材料

说明书

本发明涉及为增加木材和天然纤维的耐久性，在无公害下，含有可应用于防火耐火材料的高浓度硼酸化合物的防火耐火组合物，以及使用该组合物的防火耐火材料。

在地球环境中，如果将优质木材和天然纤维耐久化，而且制成无公害的无机复合材料，则能产生耐久性，而且能构成防火耐火材料防止火灾，即使进行再循环，在回归地球的未来，也能构成人们所期待的材料，所以它们具有广泛的应用领域。

在防灾上，正寻求使日用品和衣物、家俱、建筑材料变成难燃的，并且在火灾时不会产生有害气体和烟雾的防火材料。就地球环境来讲，时代要求天然木材产品和纤维、纸制品必须能防虫防腐，持久耐用节省资源。

本发明的产品由于可达到这些目的，所以在各个领域得到广泛的利用。可应用于大量生产合成树脂的无公害阻燃剂。

过去像木材、木棉、麻一类的天然纤维，由于没有耐久性的缘故，使用石油制品中的合成树脂制品来代替，然而，合成树脂制品一旦遇到火灾时，由于产生有害气体和浓烟造成公害，所以为防止这种情况混以阻燃剂，而且已商品化。这种阻燃剂有卤素化合物，含磷化合物、氮的化合物，金属化合物等等，但仍担心燃烧时会有气体产生。

过去虽然尽量使用硼酸化合物阻燃剂，但必须将其制成稀释溶液。即使使用了该稀释溶液也不能产生防火性能。

为了产生防火耐火性能，无论是常温时还是燃烧时都不能有粉状物析出，如果不涂膜化也就不会产生效果，为此必须添加乳液。但是用此法虽然能制成防焰但并不防火。为了注入木材产生防火性能，必须在干燥的组织表面上以覆盖的程度残存固态物。

作为阻燃剂，通用的可使用磷酸或硫酸胍，但为制成防火材料而大量地使用它们，则因其注入和产生气体而有许多问题。

在市场上有准不燃木材作为商品出售，但使制造工程变得不简易，而且费用高。在碎纸胶合板、MDF、石棉板等复合材料中，使用了脲醛(ュリ ヤ)树脂、密胺树脂、酚醛树脂等。在市场销售的产品中所含合成树脂的浓度为40～65％，实际上，虽然降低浓度使用，但是所含合成树脂的浓度仍在40％左右。在防火耐火复合材料中如果不采用上述浓度，就不能代替。

迄止到今日，还没有用燃烧时无公害的无机溶液制成高浓度涂膜化材料。在木材和天然纤维中能注入和浸含的材料必须是能注入到纤维组织里的溶液。使用带有粒子的悬浊液不可能产生有用的效果。

硼酸化合物具有防菌、防虫和防霉作用，而且具有防焰的效果已是公知的，但由于不能使用高浓度，且不能涂膜化，所以也就不能应用于耐火防火材料中。过去的防腐剂，即使对防腐有效也不能制成防火材料。

市售的阻燃剂混入到合成树脂内，在火灾时产生分解气体，具有灭火作用的效果，已广泛得到使用，但即使具有短时间的效果，而要例如维持10分钟以上的防火效果也是很困难的。而且在这些分解气体中，含有大量的不利于防灾的氮气和氯气。在市售的原料中使用的液体有机或树脂制品，固体成分浓度达到65％。换算成溶解度时为65/35＝1.857。由于硼酸化合物的公知溶解度为5％，若要与1.857的值相当，则有必要将其制成溶解度不可能达到的150～200％的无析出和沉淀的稳定溶液。

对于向合成树脂内混合，以细粉混入或是以涂膜混入树脂表面均可。但无论哪种情况，为了制成具有有用效果的干燥体，必须制成高浓度制品。

正在寻求不燃无机纤维复合品，但无机的预浸制品还没能实现。与此一样，也希望能出现难燃化的板材或模塑复合材。

木材和天然纤维的复合材料必须是中性，酸性的。廉价的无机防火剂是含硼酸化合物和磷酸化合物的，但无论哪种都不能单独造膜。硼砂和硼酸因溶解度低不能制成高浓度。磷酸可以制成高浓度，但是强酸。

也就是说在规定了含硼酸化合物的高浓度溶液之后，却没有能任意调整pH值的方法。另外，含硼酸化合物的溶液，因温度变化产生析出而不成为溶液，再者因干燥时而粉化，不能制成涂膜，所以也就不能构成耐火防火材料。

硼酸化合物由于没使用溶剂，是水溶性的，所以在火灾时，不产生有害分解气体，又由于是一种有防腐防虫性的物质，所以也是价格便宜的制品。但缺点是，公知的硼酸化合物溶解度(溶解g/100水，20℃)不超过5％，不能构成高浓度制品。

像本说明书中说明的那样，本发明者们提出，添加金属离子封端剂和具有湿润浸透性的表面活性剂的一种以上，以及磷酸化合物和硅醇盐，加热构成高浓度硼酸化合物的组合物。