(57)【要約】      （修正有）【課題】迅速な膨張速度および／または変更されるオンセット温度で、天然の膨張性ケイ酸塩、特に、天然の蛭石内の層状ケイ酸塩インターカレーション化合物を製造する。【解決手段】インターカレーション化合物として、少なくとも、陽イオン交換によりリチウムおよびカリウムのアルコラートの代理物と、有機酸を含有する群でのリチウム、ナトリウムおよびカリウムの塩を、天然の層状ケイ酸塩に内位添加する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然の膨張性層状ケイ酸塩、特に、天然蛭石内へのインターカレーション化合物の内位添加により、迅速な膨張速度および／または変更されるオンセット温度で層状ケイ酸塩インターカレーション化合物を製造する方法において、インターカレーション化合物として、少なくとも、陽イオン交換によりリチウムおよびカリウムのアルコラートの代理物、有機酸を含有する群でのリチウム、ナトリウムおよびカリウムの塩を、天然層状ケイ酸塩に内位添加することを特徴とする前記方法。
【請求項２】
インターカレーション化合物として、１以上のカルボキシル基を持つ同様にして置換性有機カルボン酸の塩を内位添加することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
インターカレーション化合物として、一般式Ｒ（ＣＯＯＨ）ｎ（ここで、Ｒは、１個から３０個、特に、１個から１８個の炭素原子を持つ同様にして置換性のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリル基、アリルアルキル基、アリルシクロアルキル基、アルキルアリル基またはシクロアルキルアリル基であり、ｎは１から４、特に、１または２の値の整数を意味する。）の同様にして置換性有機カルボン酸の塩を使用することを特徴とする請求項２に記載の方法
【請求項４】
有機カルボン酸は置換物として、ハロゲン原子、エーテル基、エステル基、アミノ基、アミド基、ヒドロキシ基、尿素基を含有する群を有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の方法。
【請求項５】
インターカレーション化合物として、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、シュウ酸、酒石酸、ヘキサン酸、アジピン酸、マロン酸、グルコン酸、グリコール酸、クエン酸、乳酸、グリオキシル酸、トリフルオル酢酸、サルチル酸、ニトリロトリ酢酸および／またはエチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）の塩を内位添加することを特徴とする前記請求項の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項６】
インターカレーション化合物として、一価または多価の脂肪族アルコールまたは芳香族アルコールを持つリチウムまたはカリウムのアルコラートを内位添加することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
インターカレーション化合物として、メタノール、エタノール、２−プロパノール、２−ブタノール、第三ブタノール、ベンジルアルコール、１-デカノール、エチレングルコール、１，３-プロパンジオール、１，４-ブタンジオールおよび／またはグリセリンを持つリチウムまたはカリウムのアルカラートを内位添加することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
インターカレーション化合物として、クエン酸リチウム、ギ酸リチウム、酢酸リチウム、ギ酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、シュウ酸ナトリウム、グルコン酸ナトリウム、メチル酸ナトリウム、エチル酸ナトリウム、プロピル酸ナトリウム、ギ酸カリウム、酢酸カリウム、グルコン酸カリウム、シュウ酸カリウムおよび／またはエチレンジアミンテトラ酢酸-ジカリウム塩を内位添加することを特徴とする前記請求項の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項９】
天然の膨張性層状ケイ酸の膨張性蛭石として、平均粒子直径が０．１ｍｍから１０ｍｍ、特に、０．３ｍｍから１．０ｍｍのハイドロ黒雲母および／または緑泥石−蛭石を使用することを特徴とする前記請求項の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項１０】
インターカレーション化合物の溶液内の層状ケイ酸塩を、適切なインターカレーション化合物の溶液内で懸濁し、場合により加熱してインターカレーションを生じ、得られる層状ケイ酸塩インターカレーション化合物を懸濁液から分離し、場合により洗浄し、乾燥することを特徴とする前記請求項の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項１１】
溶剤として、水、脂肪族アルコールまたは芳香族アルコール、エーテル、エステル、アルカン、シクロアルカン、芳香族溶剤および／またはアミンが使用されることを特徴とする前記請求項１０項に記載の方法。
【請求項１２】
０．０１モル／lから５．０モル／l、特に、０．１モル／l  から１．０モル／l  の溶液内でインターカレーション化合物の濃縮での作業をすることを特徴とする前記請求項１０または請求項１１の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項１３】
インターカレーション反応は、１０℃から１５０℃、特に、２５℃から６０℃の温度で実施されることを特徴とする請求項１０から請求項１２の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項１４】
インターカレーション反応は、０．５時間から１４４時間、特に、１０時間から３６時間の間で実施されることを特徴とする請求項１０から請求項１３の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項１５】
層状ケイ酸インターカレーション化合物は、濾過または傾瀉により懸濁液から分離され、場合により、使用される溶液の数ミリリットルで洗浄され、それから乾燥されることを特徴とする請求項１０から請求項１４の少なくとも１項に記載の方法。
【請求項１６】
乾燥は、室温では真空中で行われ、増加温度では乾燥箱内で行われることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
乾燥は、乾燥箱内で１時間から１２時間の間で、６０℃から８０℃で行われることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
請求項１から請求項１７の少なくとも１項に記載により得られる層状ケイ酸インターカレーション化合物。
【請求項１９】
泡沸防火付加剤として、および／または、膨張形状での防火材料の製造のため、並びに耐高温絶縁板および絶縁スラブおよび充填材、特に、建物の壁、床および／または天井内の亀裂、貫通孔およびその種の開口の防火充填材の製造のための付加剤として使用できる泡沸材料として請求項１から請求項１７の少なくとも１項に記載の方法で得られる層状ケイ酸インターカレーション化合物の用途。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天然の膨張性層状ケイ酸塩、特に、層状ケイ酸塩インターカレーション化合と、泡沸物質および／または、膨張形状で、防火材料、耐高温性絶縁板、絶縁スラブ並びに充填材の調整のための付加剤としての用途がある天然蛭石内へのインターカレーションの内位添加により、増加膨張体積および変更されるオンセット温度を持つ層状ケイ酸塩インターカレーション化合物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、蛭石のような膨張性層状ケイ酸塩は、層状ケイ酸塩の出所に応じて特性が各々変化するマグネシウム陽イオンおよびアルミニウム陽イオンのような、交換可能な陽イオンが層間に内位添加される鋭錐層および四面体層から形成される。中間層水の存在により、中間層水が高温度で自発的に遊離され、層が別々に圧迫される結果により生じる膨張の加熱の際に、そのような膨張性層状ケイ酸塩が基礎となる。膨張過程の際に使用される温度はオンセット温度と称され、オンセット温度は、例えば、以下の比較例で使用されるように天然膨張性蛭石では３２０℃である。
【０００３】
そのような膨張性層状ケイ酸塩は、膨張黒煙と同様に、この熱膨張特性に基づいて、例えば、建築物の壁、床および／または縁内での裂け目、貫通孔、その種の開口の防火充填材のための防火複合物の製造用の泡沸防火付加剤として使用される。火災の場合、防火複合物内にある膨張性ケイ酸塩が膨張し、防火複合物の基質材料の燃尽後も、充填された開口は、それ以後の期間の間、ケイ酸塩の膨張により閉鎖維持されることになる。
【０００４】
そのような防火隔壁システムのため、パイプダクトの種類や実質的な調達に応じて種々の要求が出されている。それで、例えば、非常に迅速に溶解して燃え尽きるポリエチレン管では、生じている開口の閉鎖が短時間内で必要であり、このことは、泡沸材料の迅速な膨張速度と大きい膨張体積が前提である。そのために、オンセット温度の場合と同様に、これらのパラメータに関して、例えば、そのような防火複合物の製造の場合、特定の製品要求を合わせた泡沸防火材料の膨張特性を設定できるため、高度な可変性度が必要である。これまで標準泡沸材料として使用されているが、高温度では酸化溶解損失を示す膨張グラファイトと対照的に、蛭石のような膨張性層状ケイ酸塩は、その高度な耐熱性により優れている。しかし、天然の形状では、この膨張性層状ケイ酸塩は、この材料の使用を自然防火に強く限定する並の圧力合成的な膨張特性だけを有する。
【０００５】
この商業上手に入る少数の蛭石タイプは、防火材料の目標とする適合に際して、体積増大および速度増加並びに必要な柔軟性への骨の折れる使用目的に必要な適合を、わずかな程度だけで可能とする。
【０００６】
しかしながら、商業上手に入る層状ケイ酸塩は、それにもかかわらず、その膨張特性、すなわち、その膨張体積およびオンセット温度の範囲内で内位添加されるインターカレーション化合物（ゲスト化合物）での限定された選択に制限する条件となる。しかしながら、特定の製品要求に基づき、特に、自然防火の範囲で柔軟に実現できるためには、高度な変化幅と、その泡沸特性、特に、膨張特性およびオンセット温度、特に、膨張開始の温度を考慮した目的に合う設定を可能とする膨張性層状ケイ酸塩化合物が必要である。
【０００７】
ゲスト分子のインターカレーションによる膨張性層状ケイ酸塩の変更は周知であり、通常、対応するゲスト化合物内での溶液中のケイ酸塩粒子の分散により行われる。ゲスト分子として、無機塩も有機化合物も内位添加できる。商業上利用される層状ケイ酸塩のオンセット温度は約３００℃である。
【０００８】
米国特許明細書４，３０５，９９２号は、約０．１ｍｍ乃至６ｍｍの粒子サイズの膨張性蛭石を含み、そのオンセット温度が、リン酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、酢酸アンモニウム、水酸化アンモニウムおよび尿素での陽イオン交換により、従来の蛭石に調整されていたより、重要であり低温度で調整される非常に急激に減少する天然の膨張特性を持つ泡沸膨張材料を説明している。
【０００９】
米国特許明細書５，１１６，５３７号および対応する欧州特許出願０４２９２４６号と対照的に、低温度で膨張可能な蛭石および泡沸防火付加剤を含む泡沸防火材料が記載されている。詳細な説明には、上記の米国特許明細書４，３０５，９９２号から周知な蛭石は、多くの使用目的のために依然として高すぎる膨張温度を有することが示唆され、この技術水準の教示は、蛭石の膨張温度をなお一層下げることを狙ったものである。このことは、陽イオン交換が、カリウムイオンで生じることにより達成される。硝酸アンモニウム、塩化カリウム、塩化アンモニウムとのイオン交換に比べて、上記のように、一層低い膨張温度が達成できる。
【００１０】
もちろん、この技術水準で得られる膨張性層状ケイ酸塩では完全に満足することはできない。というのは、防火材料の、それぞれの結合剤基質への泡沸防火付加剤の特性の目的に合う設定ができないからである。上記のように、自然防火溶融金属管およびプラスチック管では、泡沸材料の膨張過程により、機械的に安定し、熱絶縁の保護層の構成の下で、管貫通孔の収縮過程により生じる中空室を迅速に再び閉鎖するために絞らなければならない。このため、泡沸材料は圧力の構成による膨張が必要であり、炭素供与体（例えば、デンプンやペンタエリストリット）、酸素供与体（例えば、縮合リン酸塩アンモニウム）および発射薬（例えば、メラミン）の反応により起こる、例えば、化学的泡沸の場合と同様に、むしろ抵抗または逆圧力にもかかわらず、膨張過程は中断される。
【００１１】
さらに、膨張過程は、防火複合体の結合剤基質が軟化される時に初めて使用できる。というのは、その時に初めて、膨張性層状ケイ酸塩の圧力合成的膨張の相乗作用および最良の効率が達成できるからである。それで、膨張性層状ケイ酸塩を利用することが必要であり、膨張性層状ケイ酸塩の特性様態は、膨張特性に関して達成され、より正確に調整でき、その際、特に、増加膨張速度で、最望の仕方で、オンセット温度を変更できるようになる。
【００１２】
さらに、米国特許明細書５，１１６，５３７号または対応する欧州特許出願０４２９２４６号によれば、硝酸カリウムに使用により製造される膨張性蛭石は、特に、腐食性特性および蛭石内に残留する硝酸カリウムの持つ潜在的な健康を害する性質のため、不適切である。適切な自然防火製品の製造のために、間接損害や健康上の危険をできる限り少なく保ち、防火負担をできる限り少なく保つために、有毒で、攻撃的で、または防火を促進する付加剤や添加剤をさけることが必要である。インターカレーション化合物としての硝酸カリウムは、膨張性層状ケイ酸塩の分解の際に、腐食性の窒素酸化物を含むガスを遊離するので、この技術水準の蛭石は、特に、ケーブルスラブのための充填材としての使用の場合、欠点がある。そのような防火製品は、泡沸防火付加剤、つまり、硝酸カリウム置換蛭石の４０％以上までを含むことができるという事実を考慮すると、火災の場合に非常に高い濃縮物が、分解の際に遊離するガスで生じる。このことは、特に、通信分野やネットワークラインで生じるような高度なケーブル被覆によるケーブルスロットおよび／またはケーブルスラブの大きく充填しなければならない開口の場合に困難である。というのは、防火充填材のための多くの材料の量と並んで、しばしば、小さい空間性があり、有害な煙道ガスの最も望ましくない濃縮が生じるからである。
【００１３】
結局、上記の技術水準の層状ケイ酸塩内に含まれる硝酸カリウムは、その特性に基づき、防火手段としては不適切である。というのは、酸素放出により燃焼を支援し、それで、泡沸防火製品の重合体基質の解体を活発に促進する防火促進剤が問題だからである。防火システムは、火元の拡大を避け、火災の自然消火を起こすことを狙うものであるので、硝酸カリウムでの陽イオン交換により変更される泡沸防火付加剤としての膨張性層状ケイ酸塩の使用は、防火分野では実際には全く不適切である。
【特許文献１】米国特許明細書４，３０５，９９２号
【特許文献２】欧州特許出願０４２９２４６号
【特許文献３】米国特許明細書５，１１６，５３７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の課題は、つまり、自然防火に適し、圧力合成的膨張特性では、その迅速な膨張速度およびオンセット温度中に目的に合わせて調整できる層状ケイ酸塩インターカレーション化合物の製造方法を提供することにある。
【００１５】
意外なことに、陽イオン交換による膨張性層状ケイ酸塩の膨張特性の変更に際して、得られる層状ケイ酸塩の膨張特性は、対応する金属陽イオンの選択により積極的に影響されるのみならず、また、使用される陰イオンにより影響されることを示した。というのは、陰イオンは明らかに部分的に共に出入され、陰イオンの分解に際して、膨張過程に貢献するからである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
それで、上記の課題は主請求項による方法により解決される。従属請求項は、特に、この発明対象の実施例並びに、この方法により得られる層状ケイ酸インターカレーション化合物および泡沸防火充填材および／または膨張形状で防火材料の製造並びに耐高温絶縁板、絶縁スラブ、充填材の製造のための膨張形状での泡沸材料の用途に関する。
【００１７】
それで、本発明の対象は、迅速な膨張速度および／または変更されるオンセット温度を持ち、天然膨張性層状ケイ酸塩内、特に、インターカレーション化合物として、少なくとも、リチウムやカリウムのアルコラートの代理物およびリチウム、ナトリウム、カリウムの塩を、陽イオン交換により有機酸素を含有する群と、天然層状ケイ酸塩内へ内位添加することにより特徴付けられる天然の膨張蛭石内への内位添加による層状ケイ酸塩インターカレーション化合物の製造方法である。
【発明の効果】
【００１８】
意外なことに、上記の方法および、その際に使用されるインターカレーション化合物により、とりわけ、膨張速度、オンセット温度および膨張体積を考慮して本発明により得られる層状ケイ酸塩インターカレーション化合物の特性の高度な可変性が達成できることを示した。
【００１９】
ここで述べたオンセット温度［℃］は、泡沸系の熱膨張過程、つまり、ここでは、本発明による層状ケイ酸塩インターカレーション化合が始まる温度、すなわち、膨張過程の開始温度として定義される。これまで商業上得られる膨張性天然ケイ酸塩、例えば、例１で述べる中国産の天然蛭石は、次に説明する装置および提供される測定条件で決定される時、３２０℃のオンセット温度を有する。
【００２０】
膨張速度［％／℃］は、１℃の温度上昇当たり層状ケイ酸塩インターカレーション化合物の、次に述べる仕方で決まる体積の％の増加として定義される。
【００２１】
膨張体積［％／ｍｇ］は、層状ケイ酸塩インターカレーション化合物の量で標準化され、初期体積と完全に膨張される層状ケイ酸塩インターカレーション化合物の最終体積との間の差に一致する。このパラメータを決めるための詳細な事項は、詳細な説明への一層の経過内にある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明による方法では、インターカレーション化合物として、特に、１以上のカルボキシル基を持つ同様に置換性の有機カルボン酸の塩を使用する。特に有利なのは、一般式Ｒ（ＣＯＯＨ）ｎと同様に置換性有機カルボン酸の塩であり、ここで、Ｒは、１個から３０個、特に、１個から１８個の炭素原子を持つ同様に置換されるアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリル基、アリルアルキル基、アリルシクロアルキル基、アルキルアリル基またはシクロアルキルアリル基であり、ｎは１から４、特に、１または２の整数を意味する。置換基として、有利な有機カルボン酸はハロゲン原子、エーテル基、エステル基、アミノ基、アミド基、水酸基、尿素基を含有する群の１以上の代理物を含む。
【実施例】
【００２３】
本発明の特に好適な実施態様によると、インターカレーション化合物として、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、シュウ酸、酒石酸、ヘキサン酸、アジピン酸、マロン酸、グルコン酸、グリコール酸、クエン酸、乳酸、グリオキシル酸、トリフルオル酢酸、サルチル酸、ニトリロ三酢酸および／またはエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）の塩を、天然膨張性層状蛭石内に内位添加する。
【００２４】
別の好適な実施態様によると、インターカレーション化合物として、例えば、メタノール、エタノール、２-プロパノール、２-ブタノール、第三ブタノール、ベンジルアルコール、１-デカノール、エチレングルコール、１，３-プロパンジオール、１，４-ブタンジオールおよび／またはグリセリンのような一価または多価で、脂肪族アルコールまたは芳香族アルコールを持つリチウムまたはカリウムを内位添加する。
【００２５】
本発明による特に好適に内位添加されるインターレーション化合物は、クエン酸リチウム、ギ酸リチウム、酢酸リチウム、ギ酸ナトリウム、シュウ酸ナトリウム、グルコン酸ナトリウム、メチル酸ナトリウム、エチル酸ナトリウム、プロピル酸ナトリウム、ギ酸カリウム、酢酸カリウム、グルコン酸カリウム、シュウ酸カリウムおよび／またはエチレンジアミン四酢酸ジカリウム塩である。
【００２６】
天然の膨張性層状ケイ酸として、特に、本発明による膨張性蛭石、平均粒子直径が０．１ｍｍから１０ｍｍ、特に、０．３ｍｍから１．０ｍｍのハイドロ黒雲母および／または緑泥石−蛭石を使用する。
【００２７】
その際、インターカレーション化合物の溶液内の層状ケイ酸塩を、同様に加熱作用を受けてインターカレーションを生じ、得られる層状ケイ酸塩インターカレーション化合物を懸濁液から分離して適切に懸濁し、場合により洗浄し、乾燥するようにして、この方法を有利に実施する。
【００２８】
溶液として、ここでは、水、脂肪族アルコールまたは芳香族アルコール、エーテル、エステル、アルカン、シクロアルカン、芳香族溶液および／またはアミンを使用できる。しかしながら、特に水は溶液として有利である。
【００２９】
この方法の実施の場合、特に、０．０１モル／lから５．０モル／l、特に、０．１モル／lから１．０モル／l溶液内でインターカレーション化合物の濃度で作業をする。０．５時間から１４４時間、特に、１０時間から３６時間の反応期間の間、１０℃から１５０℃、特に、２５℃から６０℃の温度でインターカレーション反応を行うのが良い。
【００３０】
変換後、層状ケイ酸インターカレーション化合物を、特に、フィルターまたは傾瀉により懸濁液から分離し、必要に応じて使用される溶液の数ミリリットルで洗浄し、それから乾燥する。乾燥は、室温で真空中、または室温で乾燥オーブン内で行うことができ、または高温度でも行うことができる。特に、乾燥オーブン内での乾燥を、１時間から１２時間の間および６０℃から８０℃の間で起こす。
【００３１】
本発明の別の対象は、上記の方法で得られる層状ケイ酸塩インターカレーション化合物と、インターカレーション防火付加材および／または、膨張形状での防火材料の製造のため、並びに耐高温絶縁板および絶縁スラブおよび充填材、特に、建物の壁、床および／または天井内の亀裂、貫通孔およびその種の開口の防火充填材の製造のための付加剤として使用できる泡沸材料としての用途である。このため、通常は、この層状ケイ酸塩インターカレーション化合物を、そのような使用目的に使用される基質材料内に取り入れ、もたらし、とりわけ、目的に合う膨張効果のために必要な量も取り入れる。
【００３２】
本発明より得られる層状ケイ酸塩インターカレーション化合物の上記の膨張特性は、材料の寸法変化についての熱力学的分析によると温度に依存して測定される。このために、測定ゾンデが、適切な温度プログラムの使用により、設定温度範囲内で加熱されオーブン内に収容される試料支持体に試料が装着される。測定ゾンデは、さらに、可変過重の作用を受けることができる。この測定の場合、正の寸法変化は膨張と称される。
【００３３】
本発明により得られる層状ケイ酸インターカレーション化合物の膨張特性を決めるために、粉状試料は鋼玉坩堝内に収容され、鋼坩堝でカバーされる。鋼坩堝は、試料の膨張の際に測定ゾンデ上の試料の寸法変化のズレのない伝送を保証する。この坩堝装置は、熱力学的分析装置（ＴＭＡ）の試料支持体上に装着され、オーブン内に導入される。
【００３４】
熱力学的分析の結果として、材料の膨張パーセントを温度に対する鋼坩堝の線形変位としてトレースする単一図１の添付図面で示される曲線を得る。
【００３５】
層状ケイ酸塩インターカレーション化合物のオンセット温度［℃］は、試料の膨張前の延長ベースラインと、膨張曲線の屈曲点を通る接線との交点とをもって数学的に定義して示す。
【００３６】
オンセットの範囲での調査される泡沸材料の膨張速度は、この屈曲点接線の勾配と一致する。そこで、膨張速度の単位は［％／℃］である。
【００３７】
膨張体積は、ベースラインと曲線の最大値との間の水平段と一致する。膨張体積は、物質の膨張あるいは初期長さの膨張を［％］で描出する。この測定では、体積は目方が量られる物質量に一致するので、膨張体積は初期試料重量で標準化される。標準化膨張体積は単位として［％／ｇ］である。
【００３８】
製造される層状ケイ酸インターカレーション化合物の次の例で挙げる全ての測定は、０．３ｍｍから１．０ｍｍの範囲での比較可能な粒子サイズ分布の試料で行われた。
【００３９】
膨張特性の上記パラメータの決定に際し、次の条件が守られた。
装置：ＴＭＡ/ＳＤＴＡ８４０；Ｆｉｒｍａ  Ｍｅｔｔｌｅｒ−Ｔｏｌｅｄｏ，
Ｇｉｅβｅｎ，ＤＥ
温度プログラム：ダイナミックモジュール（２５℃で５分間の直列等温相による）
加熱速度：２０℃／分
温度範囲：２５℃から１１００℃
分析ガス：合成空気
流率：６０ｍl／分
過重：０．０６Ｎ
試料容器：１５０μl鋼玉坩堝＋１５０μl鋼坩堝（カバーとして）
【００４０】
泡沸防火付加剤としての本発明により得られる層状ケイ酸塩インターカレーション化合物の使用では、用途に応じてケーブルダクトや管ダクトの溶解反応の特性を決定しなければならない、特に、一般に増加する膨張体積は、低いまたは高いオンセット温度が必要である。本発明によると、層状ケイ酸塩インターカレーション化合物の膨張開始を、使用範囲で正確に決め、このようにして、自然防火のための泡沸材料の可変性を困難なく達成することができる。
【００４１】
本発明により得られる層状ケイ酸塩インターカレーション化合物は、対応する膨張性製品の製造のためにオーブン内で目的に合って実施できるが、それは、火、光線または電気パルスのような他の熱源の提供でも実施できるオンセット温度での加熱の際に膨張し、とりわけ、防火充填材の形成を受けて層状ケイ酸塩インターカレーション化合物が結合剤基質内に埋め込まれる場合である。その際、本発明により製造される層状ケイ酸塩インターカレーション化合物は、過重を受けても膨張し、それで、非常に強固な膨張力を出すことができ、このことは、特に、泡沸材料としての使用のために重要であることを留意すべきである。
【００４２】
次の例は本発明の、さらなる説明に役立つ。
【００４３】
例１（比較例）
この例は、中国産の従来の天然膨張性蛭石の膨張特性を明らかにする。
【００４４】
１５０μｌ鋼玉坩堝内で２０ｍｇの商業上の天然蛭石を量って入れ、過重の均一な力分配を保証するために、鋼坩堝をカバーとしての１５０μｌ鋼坩堝でカバーする。その際、全体の配置について十分に良好な安定性を保証するため、鋼坩堝は鋼玉坩堝内に一層十分に正確に沈めなければならない。続いて、ＴＭＡ測定探針（石英ガラスハンガー）が鋼坩堝の底と同心に接触するように、この試料装置がＴＭＡ試料テーブル上に置かれる。このようにして、各々の試料の長さ変化は障害なくＴＭＡ測定探針により測定されることが保証される。試料は、０．０６Ｎの一定の過重を受けて重しをかけられ、２０℃／分から１１００℃／分の加熱速度で加熱される。温度の関数として長さ変化が測定される。
【００４５】
この材料は、３２０℃の第１オンセット温度と、１４．８［％／ｍｇ］の膨張体積と、４．２［％／℃］の膨張速度とを示す。
【００４６】
例２
天然の膨張性蛭石での陽イオン交換による酢酸ナトリウムのインターカレーション
【００４７】
１００ｍlビーカー内に３ｇ（０．０５モル）の天然蛭石を量って入れ、天然蛭石を、均等に撹拌して、０．１モル／ｌ＝５．０モル／ｌ酢酸ナトリウムの水性溶液と３０ｍｌの水溶液とを混ぜる。この反応混合物を３日間、室温に置く。仕上げのために、懸濁液は、孔サイズＧ１のガラスフィルターを介して濾過され、１００ｍｌ水で少量ずつ洗浄される。続いて、陽イオン交換された蛭石は、１２時間、６０℃の温度で、乾燥箱内で乾燥される。この材料は数ヶ月に亘って貯蔵される。
【００４８】
上記の仕方での膨張特性の決定は、この仕方で得られる蛭石インターカレーション化合物が、２７７℃のオンセット温度と、１６．３［％／ｍｇ］の標準膨張体積と、１６．４［％／℃］の膨張速度を有することを示す。
【００４９】
例３
例２で説明したのと同様の仕方で、次の表で示すインターカレーション化合物が、陽イオン交換により同じ膨張性蛭石内に内位添加された。得られる蛭石インターカレーション化合物の膨張特性は、同様に、次の表でまとめられる。
【表１】
2004196654.tif 000003
【００５０】
例４（比較例）
比較目的のために、米国特許明細書５，１１６，５３７号、つまり、対応する欧州特許出願０４２９２４６号の教示に応じて、同じ条件の下で硝酸カリウムが陽イオン交換により、同じ天然膨張性蛭石内に内位添加された。上記の表１で挙げたのと同様に、得られた蛭石インターカレーション化合物は、２３７［℃］のオンセット温度と、膨張体積２１［％/mg］と、膨張速度１４．３［％/℃］とを有する。
【００５１】
しかしながら、本発明によると、防火のために定義されるこのインターカレーション化合物により、特段に適する層状ケイ酸インターカレーション化合物を製造できることを認識すべきであり、その膨張特性は、オンセット温度、膨張体積および膨張速度を考慮して任意の仕方で目的に合わせて調節できる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明による層状ケイ酸塩インターカレーション化合物の膨張特性
【図１】
2004196654.tif 000004