耐高熱組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及可用作涂料并可保護(hù)涂有該組合物的基材以防高熱的組合物。該組合物包含：-多硫化物，-環(huán)氧樹脂，-選自具有仲和/或叔胺基團(tuán)的化合物和具有酰胺基團(tuán)的化合物，-膦酸酯，-纖維和-小于1重量％聚硅氧烷，其中重量％相對(duì)于在將存在于組合物中的任意溶劑蒸發(fā)以后組合物的重量。
【專利說(shuō)明】耐高熱組合物
[0001] 本發(fā)明涉及可用于改進(jìn)涂有這類組合物的基材或結(jié)構(gòu)的耐火性和耐高熱性 的組合物，特別是在暴露于高熱或火條件下時(shí)會(huì)膨脹形成基本穩(wěn)定且保護(hù)性碳質(zhì)炭 (carbonaceouschar)的組合物。
[0002] 許多材料如鋼在火中快速失去其強(qiáng)度并且由于結(jié)構(gòu)完整性的損失而失效。由于或 導(dǎo)致的"高層"辦公大樓、油氣設(shè)施或其它下部結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)坍塌和工藝容器或管道破裂在事 件擴(kuò)大、性能損失以及甚至生命損失方面可能是災(zāi)難性的。
[0003] 膨脹型涂料用于許多結(jié)構(gòu)上以延緩火的作用。涂層減緩了涂層施涂于其上的基材 的溫度提高速率。因此，涂層提高結(jié)構(gòu)由于火的熱而失效以前的時(shí)間。該額外時(shí)間使得救 火隊(duì)員更可能能夠在結(jié)構(gòu)失效以前滅火或者至少應(yīng)用冷卻水。
[0004] 膨脹型涂料通常包含一些形式的樹脂基料，例如交聯(lián)高溫聚合物如環(huán)氧樹脂或乙 烯基甲苯/苯乙烯丙烯酸聚合物。樹脂基料形成硬涂層。如果環(huán)氧樹脂存在于基料中，則 基料還提供碳源，其在火中轉(zhuǎn)化成炭。
[0005] 本領(lǐng)域中已知多種方法以處理易燃或熱敏性基材，例如建筑材料如結(jié)構(gòu)木或鋼鐵 架、內(nèi)部裝飾材料如膠合板或中和高密度纖維板，或者絕緣布線。在GB2159522中，公開了 燒蝕涂料體系，其包含環(huán)氧樹脂和多硫化物樹脂的混合物、胺固化劑、無(wú)機(jī)材料和含碳過(guò)氧 纖維。該涂層可提供在高溫、侵蝕性環(huán)境中的熱保護(hù)。
[0006] 在US4965296中，公開了包含流體膨脹型材料和具有各種尺寸的傳導(dǎo)顆粒的防 火涂料。
[0007] 在US5925457中，公開了包含兩種不同泡沫組分的膨脹型涂料體系。兩種泡沫組 分以層壓配置提供，這限制了可將該體系施涂于待保護(hù)以防火的表面上的方式。
[0008] 在US6096812中，公開了具有約1. 10g/cc以下的密度的環(huán)氧基膨脹型耐火涂層 及其形成方法。該方法包括步驟：形成無(wú)定形二氧化硅微粒分散于其中的環(huán)氧基膨脹型膠 粘劑。然后將膠粘劑以液滴噴霧在基材的至少一個(gè)表面上以在表面上形成低密度膠粘涂 層。然后將低密度膠粘涂層固化以形成低密度耐火涂層。在該出版物中，描述了Chartek?類涂料組合物。
[0009] 在W0 91/11498中，公開了基于相當(dāng)少量（例如3-20重量％ )可剝落層狀礦物如 可膨脹石墨與一種或多種基料和多種成炭材料中的一種或多種如成碳化合物、酸和產(chǎn)酸催 化劑、發(fā)泡劑、成炭劑和穩(wěn)定劑的組合的體系。
[0010] 在W0 97/01596中，公開了用于保護(hù)基材以防或和熱極端情況的薄膜膨脹型組合 物，其包含聚合物基料、溶劑、成碳化合物、起泡劑、催化劑和至少一些添加劑，所述添加劑 選自碳源、細(xì)碎元素硼、具有氧化鋁的金屬硬脂酸鹽加合物和共軛脂肪酸。該組合物提供具 有大大提高的效率、較大厚度、較好物理特性，包括孔結(jié)構(gòu)和物理韌性，以及對(duì)火和火中存 在的化學(xué)品氧化具有較大抗性的炭。
[0011] 在W0 97/19764中，公開了熱燒蝕涂料組合物，其包含環(huán)氧硅烷樹脂、環(huán)氧樹脂、 硅氧烷中間體、硅改性聚醚、氨基硅烷、有機(jī)金屬催化劑、有機(jī)溶劑、水和填料。在環(huán)境溫度 下使該圖層固化耗費(fèi)約1星期，這是相對(duì)長(zhǎng)的。
[0012] 在WO98/03052中公開了膨脹型涂料組合物，其包含非硅基聚合物作為基料和少 量鉑。該組合物還包含四氟硼酸鹽。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，基料為環(huán)氧基多硫化物樹脂。
[0013] 在W0 2010/054984中公開了膨脹型組合物，其包含：A)包含以下組分的基料：⑴ 包含聚硅氧烷鏈或所述鏈的前體的樹脂，（ii)任選有機(jī)樹脂，和（iii)至少一類選自環(huán)氧 基、胺、硫醇、羧酸、丙烯酰基、異氰酸醋、烷氧基甲硅烷基和酐基團(tuán)的官能團(tuán)，所述官能團(tuán)作 為側(cè)基和或端基存在于包含聚硅氧烷鏈或所述鏈的前體的所述樹脂上和/或有機(jī)樹脂上， 條件是如果基料包含烷氧基甲硅烷基作為唯一一類所述官能團(tuán)，則這些烷氧基甲硅烷基存 在于有機(jī)樹脂，B)能夠與官能團(tuán)反應(yīng)或者催化官能團(tuán)之間的反應(yīng)的化合物，和C)起泡劑和 成炭輔助劑。
[0014] 除US6096812外，上述專利出版物都沒(méi)有產(chǎn)生任何具有與目前市售的最好執(zhí)行 體系，即Chartekfe7 和Chartek?8 (都來(lái)自InternationalProtectiveCoatings/ AkzoNobei)相同或者甚至更好的性能的涂層體系。Ghartek? 7為主要充當(dāng)屏障涂層以 防止鋼基材腐蝕的環(huán)氧基防火涂層。在火中，該涂層使鋼絕緣以防達(dá)到臨界失效溫度。目 前，Chartek? 7是實(shí)現(xiàn)保護(hù)性涂層標(biāo)準(zhǔn)NorsokM501(版本5)而不需要施涂分開的頂涂 層的唯一防火涂層，這意指該產(chǎn)物/體系1)提供對(duì)裝置的最佳保護(hù)，同時(shí)2)以最小的維護(hù) 需要（所以是友好維護(hù)性的），且3)是友好施涂的。
[0015] 該NorsokM501試驗(yàn)也稱為耐氣侯性或耐久性試驗(yàn)。
[0016] 評(píng)估基材的耐火性能的一種方法是根據(jù)試驗(yàn)方法IS022899使基材暴露于噴射火 下。
[0017] Chaftek?7以10mm的干膜厚度提供約60分鐘的防噴射火保護(hù)。顯然需要以 l〇mm的干膜厚度提供60分鐘以上的更長(zhǎng)時(shí)間的防噴射火保護(hù)的產(chǎn)品。
[0018] 發(fā)現(xiàn)本發(fā)明組合物根據(jù)試驗(yàn)方法IS022899可提供給基材明顯比chartek?7或 Chartek? 8更好的防噴射火保護(hù)。該明顯提高是與目前可得到的膨脹型和/或耐火產(chǎn) 品相比的階躍變化。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)當(dāng)根據(jù)IMOResolutionMSC61(67)測(cè)試時(shí)，本發(fā)明組合 物還產(chǎn)生更少的煙。
[0019] 評(píng)估基材的耐火性能的另一方法是使基材暴露于池火下，也稱為烴性能。該烴性 能可根據(jù)BS476部分20 (測(cè)定建筑物元件的耐火性的方法）測(cè)試。本發(fā)明組合物也顯示出 比目前市場(chǎng)上可得到的產(chǎn)品更好的烴性能。
[0020] 上文提及的文件都沒(méi)有提供關(guān)于如何可以得到顯示出良好耐噴火性以及良好耐 池火性組合的組合物的任何清楚指導(dǎo)。為此的主要原因是目前知道很少關(guān)于組合物中的各 種組分如何相互作用，特別是當(dāng)它們暴露于噴射火或池火的高溫和/或侵蝕性環(huán)境下時(shí)的 信息。市場(chǎng)上的產(chǎn)品顯示出良好耐噴火性或者良好耐池火性，從不具有兩種性能的組合。
[0021] 另外，發(fā)現(xiàn)顯示出優(yōu)秀的耐噴火性（比目前已知體系更好）、非常好的耐池火性、 低水平的煙生成和良好耐氣侯性性能的涂料組合物。本發(fā)明耐熱組合物包含：
[0022] -多硫化物，
[0023]-環(huán)氧樹脂，
[0024] _選自具有仲和/或叔胺基團(tuán)的化合物和具有酰胺基團(tuán)的化合物的化合物，
[0025] -膦酸醋，
[0026] -纖維，和
[0027] -小于1重量％聚硅氧烷，
[0028] 其中重量％相對(duì)于在將存在于組合物中的任意溶劑蒸發(fā)以后組合物的重量。
[0029] 在本發(fā)明范圍內(nèi)，
[0030] -伯胺基團(tuán)為其中氮原子與兩個(gè)氫原子直接連接的基團(tuán)，這可表示為RiNH2 (其中 R1可以為除氫外的任何有機(jī)基團(tuán)）
[0031] -仲胺基團(tuán)為其中氮原子與一個(gè)氫原子直接連接的基團(tuán)，這可表示為RfNH(其中 R1和R2可以為除氫外的任何有機(jī)基團(tuán)）
[0032] -叔胺基團(tuán)為其中氮原子與氫原子不直接連接的基團(tuán)，這可表示為RiR2R3N(其中 R1、R2和R3可以為除氫外的任何有機(jī)基團(tuán)）
[0033] -酰胺基團(tuán)為其中氮原子連接在羰基上的基團(tuán)，這可表示為權(quán)0殿21?3(其中R1、R2 和R3可以為任何有機(jī)基團(tuán)，包括氫）
[0034] 一般而言，耐火和/或膨脹型組合物可通過(guò)具有以下功能的成分表征：
[0035] _樹脂基料，
[0036] -碳源，
[0037] -碳轉(zhuǎn)化增強(qiáng)劑，
[0038] -起泡劑，
[0039] -炭穩(wěn)定性和/或強(qiáng)度的增強(qiáng)劑，和
[0040] _用于改進(jìn)潤(rùn)濕/表面張力/耐擦傷性/等的各種添加劑。
[0041] 組合物中的一些成分可僅具有一個(gè)功能，其它成分可在組合物中具有兩個(gè)或多個(gè) 功能。
[0042] 在本發(fā)明組合物中，多硫化物為樹脂基料的一種成分。
[0043] 合適的多硫化物可通過(guò)雙_(2_氯乙基_)縮甲醛與堿性多硫化物縮聚而得到。在 該反應(yīng)期間，鏈長(zhǎng)和支鏈可取決于反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)中其它組分的引入而改變。多硫化物通 常為具有淺褐色的中至尚粘性液體。合適的多硫化物可具有各種端基。
[0044] 在一個(gè)實(shí)施方案中，多硫化物為多硫化物聚合物。在另一實(shí)施方案中，組合物包含 兩種或更多種不同類型的多硫化物的混合物，例如兩種或更多種不同類型的多硫化物聚合 物的混合物。
[0045] 在另一實(shí)施方案中，多硫化物具有<1500g/mol的分子量和>5%的SH含量。
[0046] 合適的多硫化物包括ThioplastG(來(lái)自AkzoNobel)，以及ThiokolLP2和LP3類 產(chǎn)品（都來(lái)自MortonThiokol) 〇
[0047] 在本發(fā)明組合物中，環(huán)氧樹脂為樹脂基料的另一成分。
[0048] 合適的環(huán)氧官能樹脂包括：（i)衍生自多元醇如乙二醇、二甘醇、三甘醇、1，2-丙 二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，2, 6-己三醇、甘油、三羥甲基丙烷、雙酚A(丙酮和苯酚 的縮合產(chǎn)物）、雙酚F(苯酚和甲醛的縮合產(chǎn)物）、氫化雙酚A或氫化雙酚F的聚縮水甘油 醚，（ii)通過(guò)環(huán)氧化合物如表氯醇與脂族或芳族聚羧酸如草酸、琥珀酸、戊二酸、對(duì)苯二甲 酸、2, 6-萘二羧酸或二聚亞油酸反應(yīng)而形成的聚羧酸的聚縮水甘油醚，（iii)環(huán)氧化烯屬 不飽和脂環(huán)族材料如環(huán)氧基脂環(huán)族醚和酯，（iv)包含氧化烯基團(tuán)的環(huán)氧樹脂，（V)通過(guò)使 表鹵代醇（例如表氯醇）與醛和一元或多元酚的縮合產(chǎn)物（例如苯酚甲醛縮合物）反應(yīng) 而制備的環(huán)氧基酚醛樹脂，和（Vi)其混合物。環(huán)氧官能樹脂優(yōu)選具有100-5, 000,更優(yōu)選 180-1，000g/eq的環(huán)氧當(dāng)量。
[0049] 在一個(gè)實(shí)施方案中，環(huán)氧樹脂為雙酚類環(huán)氧樹脂。在另一實(shí)施方案中，組合物包含 兩種或更多種不同類型的環(huán)氧樹脂的混合物，例如兩種或更多種不同類型的雙酚類環(huán)氧樹 脂的混合物或者包含雙酚A類環(huán)氧樹脂和脂族環(huán)氧樹脂的混合物。當(dāng)使用100重量份雙酚 類環(huán)氧樹脂和1-50重量份脂族環(huán)氧樹脂的混合物時(shí)，得到特別好的結(jié)果。
[0050] 在本發(fā)明組合物中，選自具有仲和/或叔胺基團(tuán)的化合物和具有酰胺基團(tuán)的化合 物的化合物為起泡劑的成分，但也可充當(dāng)樹脂基料的成分。
[0051] 當(dāng)它在火的熱中分解時(shí)，起泡劑提供膨脹氣體。理想的是起泡劑在樹脂基料是軟 的但在形成炭的溫度以下的溫度下釋放氣體。這樣，形成的炭膨脹且為更好的絕緣體。選自 具有仲和/或叔胺基團(tuán)的化合物和具有酰胺基團(tuán)的化合物的化合物可選自三聚氰胺、三聚 氰胺甲醛、羥甲基化三聚氰胺、六甲氧基甲基三聚氰胺、單磷酸三聚氰胺、雙磷酸三聚氰胺、 多磷酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、脲、二甲基脲、丁基化脲、烷基化脲、苯并胍胺、甘脲類化 合物、三（烷氧基羰基氨基）三嗪類化合物和胍脲。
[0052] 在一個(gè)實(shí)施方案中，選自具有仲和/或叔胺基團(tuán)的化合物和具有酰胺基團(tuán)的化合 物的化合物為甲基化三聚氰胺或脲樹脂。在另一實(shí)施方案中，組合物包含兩種或更多種不 同類型的選自具有仲和/或叔胺基團(tuán)的化合物和具有酰胺基團(tuán)的化合物的化合物的混合 物，例如兩種或更多種不同類型的甲基化三聚氰胺樹脂的混合物。
[0053] 合適的具有仲和/或叔胺基團(tuán)的化合物和具有酰胺基團(tuán)的化合物的實(shí)例包括 Cymel301、Cymel303LF、Cymel323、Cymel325、Cymel327、Cymel328、Cymel350、Cymel 370、Cymel373、Cymel3745、Cymel3749、Cymel385、CymelUM15、CymelUM80 和Cylink 2000 (都來(lái)自Cytec)。
[0054] 其它合適的具有仲和/或叔胺基團(tuán)的化合物和具有酰胺基團(tuán)的化合物包括二烷 基氨基烷基官能苯酚化合物，例如AncamineK54和DMP-30。
[0055] 在本發(fā)明組合物中，膦酸酯為可增強(qiáng)炭的穩(wěn)定性和/或強(qiáng)度的一種成分。膦酸酯 為包含-C-P0(0R)2基團(tuán)（其中R=烷基或芳基）的有機(jī)化合物。
[0056] 已知膦酸酯作為阻火劑用于各種組合物中。然而，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)它們可有利地與本發(fā) 明其它成分組合用于膨脹型材料中。
[0057] 可使用一類膦酸酯材料或者可使用各種磷酸酯的混合物。例如，可使用芳基化膦 酸酯和鹵化膦酸酯的組合。
[0058] 合適膦酸醋的實(shí)例包括來(lái)自Phosflex系列（來(lái)自Supresta)或Antiblaze系列 (來(lái)自Albemarle)的膦酸醋。
[0059] 在本發(fā)明組合物中，纖維為可增強(qiáng)炭的穩(wěn)定性和/或強(qiáng)度的一種成分。一般而言， 這些纖維應(yīng)對(duì)組合物固化/干燥期間和組合物的高熱或火暴露期間發(fā)生的各種反應(yīng)呈惰 性。合適的纖維包括玻璃纖維、礦物纖維，和耐高溫人造纖維，例如碳纖維和對(duì)芳族聚酰胺 和間芳族聚酰胺纖維。
[0060] 在本發(fā)明組合物中，應(yīng)存在至少0, 05重量％纖維以確保適當(dāng)?shù)哪蛧娀鹦院?或烴 性能（重量％相對(duì)于在將存在于組合物中的任意溶劑蒸發(fā)以后組合物的重量）。
[0061] 在本發(fā)明組合物中，可存在各種其它成分以改進(jìn)潤(rùn)濕/表面張力/耐刮擦性/等。 為改進(jìn)耐刮擦性，組合物可包含少量（基于總組合物〈3重量％)的甲基硅氧烷樹脂，例如 SilresMK粉（來(lái)自WackerSilicones)。
[0062] 根據(jù)本發(fā)明所有實(shí)施方案的組合物可進(jìn)一步包含成炭輔助劑（也稱為碳轉(zhuǎn)化增 強(qiáng)劑）作為膨脹成分。成炭輔助劑促進(jìn)當(dāng)組合物暴露于火下炭的形成。認(rèn)為路易斯酸執(zhí)行 該功能。優(yōu)選使用磷化合物，例如磷酸按、膦?；逕╬hosphonatosilane)，更優(yōu)選聚磷酸 銨、膦酸、膦酸酯、氧化膦或磷酸。代替或者除含磷化合物外，也可使用其它成炭輔助劑。聚 磷酸銨可任選與三_(2_羥乙基）異氰尿酸酯（THEIC)聯(lián)合使用。如果使用THEIC，則THEIC 與磷酸銨的比優(yōu)選為10:1-1:10,更優(yōu)選3:1-1:3。
[0063] 成炭輔助劑優(yōu)選以5-30重量％，更優(yōu)選10-25重量％，最優(yōu)選15-20重量％的量 存在于本發(fā)明組合物中，其中重量％相對(duì)于在將存在于組合物中的任意溶劑蒸發(fā)以后組合 物的重量。
[0064] 組合物還可包含三聚氰胺化合物，例如正磷酸三聚氰胺和二-三聚氰胺、焦磷酸 三聚氰胺和二-三聚氰胺，以及多磷酸三聚氰胺和二-三聚氰胺。
[0065] 在本發(fā)明組合物中，還可包含小于1重量％聚硅氧烷，其中重量％相對(duì)于在將存 在于組合物中的任意溶劑蒸發(fā)以后組合物的重量。
[0066] 術(shù)語(yǔ)"聚硅氧烷"定義為包含線性、支化、環(huán)狀、梯式和/或籠狀結(jié)構(gòu)且具有有機(jī)側(cè) 基通過(guò)碳或雜原子鍵連接在硅原子上的Si-0骨架的聚合物，其中至少一部分硅原子連接 在1、2或3個(gè)氧原子上。
[0067] 盡管至少一部分硅原子連接在1、2或3個(gè)氧原子上，一部分，但不是所有硅氧烷連 接在4個(gè)氧原子上。
[0068] 可存在于根據(jù)本發(fā)明所有實(shí)施方案的組合物中的其它膨脹材料為其它碳源，即除 任選有機(jī)樹脂外。合適的其它碳源的實(shí)例為季戊四醇、二季戊四醇、聚乙烯醇、淀粉、纖維素 粉、徑樹脂、氯化石賭（chloroparaffin)和磷酸化增塑劑。
[0069] 不同于氯化石蠟的阻火劑也可用于配制劑中（例如硼酸鋅）。然而，這類添加的阻 火劑未必實(shí)現(xiàn)本發(fā)明組合物的獨(dú)特性能，即優(yōu)秀的耐噴火性、非常好的耐池火性、低水平的 煙生成和良好的耐氣候性能的組合。
[0070] 本發(fā)明組合物可進(jìn)一步包含溶劑和/或顏料。合適溶劑的實(shí)例為二甲基苯和三甲 基苯。
[0071] 合適顏料的實(shí)例包括二氧化鈦（白色顏料）、有色顏料如炭黑、一種或多種增強(qiáng) 顏料、一種或多種抗腐蝕顏料如鈣硅石或鉻酸鹽、鉬酸鹽或膦酸鹽，和/或填料顏料如重晶 石、滑石或碳酸鈣。
[0072] 組合物還可包含一種或多種增稠劑，例如細(xì)粒二氧化硅、膨潤(rùn)土、氫化蓖麻油或聚 酰胺蠟、一種或多種增塑劑、顏料分散劑、穩(wěn)定劑、脫模劑、表面改性劑、阻燃劑、抗菌劑、防 霉劑、低密度填料、吸熱填料、炭促進(jìn)劑、助熔劑和均化劑。
[0073] 組合物還可包含粒度為約1 ym或更小，優(yōu)選約3_500nm的無(wú)定形二氧化娃微粒。 這些顆粒幫助降低膨脹型涂層的密度。合適二氧化硅微粒的實(shí)例包括煅制氧化硅、電弧二 氧化硅（arcsilica)、沉淀氧化硅和其它膠態(tài)氧化硅。優(yōu)選，二氧化硅微粒為煅制氧化硅顆 粒。更優(yōu)選，煅制氧化硅為表面處理的二氧化硅，例如用二甲基二氯硅烷或六甲基二硅氮烷 處理的二氧化硅。甚至更優(yōu)選，無(wú)定形二氧化硅顆粒為聚二甲基硅氧烷油處理的煅制二氧 化硅顆粒。組合物通常在環(huán)境溫度，例如-5至40°C下固化，因此適用于熱固化在溫度低時(shí) 不切實(shí)際的大結(jié)構(gòu)?；蛘?，如果需要的話，本發(fā)明組合物可在升高的溫度，例如40或50°C至 100或130°C下固化。硅鍵合烷氧基的水解取決于濕氣的存在：在幾乎所有氣候中，大氣濕 度是足夠的，但當(dāng)在亞環(huán)境溫度下固化時(shí)或者當(dāng)在非常低濕度（沙漠）場(chǎng)所中固化時(shí)，可能 需要將可控量的濕氣加入組合物中。優(yōu)選將水與任何包含硅鍵合烷氧基的化合物分開地包 裝。
[0074] 根據(jù)本發(fā)明所有實(shí)施方案的組合物優(yōu)選具有基于組合物的總重量至少50重量％ (重量％ )，更優(yōu)選至少80重量％，最優(yōu)選至少85重量％的固體含量。固體含量基于配制 劑中溶劑的理論計(jì)算，在固化時(shí)會(huì)釋放的除外。
[0075] 如油漆中存在的，組合物的揮發(fā)性有機(jī)物含量（VOC)(即：在固化以前）優(yōu)選不超 過(guò)250g/l，最優(yōu)選小于100g/l溶劑/升組合物。
[0076] 以上值指完全組合物的那些。因此，如果組合物具有兩包組合物的形式，則它們指 在將兩包混合以后組合物的固體含量和VOC。根據(jù)本發(fā)明所有實(shí)施方案的組合物可施涂于 各種基材上。它特別適于施涂于金屬基材，更特別是鋼基材上。由于炭的強(qiáng)度，膨脹也可保 護(hù)結(jié)構(gòu)以防噴射火，即高溫、高熱通量、高速火焰。一些本發(fā)明組合物因此還可應(yīng)用于耐噴 射火區(qū)好。
[0077] 組合物可通過(guò)用于施涂膨脹型組合物的常規(guī)方法施涂，例如噴霧或抹涂。
[0078] 在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案中，根據(jù)權(quán)利要求1的組合物包含：
[0079] -10-25重量％多硫化物或多硫化物混合物，
[0080] -2-25重量％環(huán)氧樹脂或環(huán)氧樹脂混合物，
[0081] -2-20重量％選自具有仲和/或叔胺基團(tuán)的化合物和具有酰胺基團(tuán)的化合物的化 合物或化合物混合物：，
[0082] -1-10重量％膦酸酯或膦酸酯混合物，
[0083] -0. 5-10重量％纖維或纖維混合物，和
[0084] -小于1重量％聚硅氧燒，
[0085] 其中重量％相對(duì)于在將存在于組合物中的任意溶劑蒸發(fā)以后組合物的重量。
[0086] 在本發(fā)明另一實(shí)施方案中，根據(jù)權(quán)利要求1的組合物包含：
[0087] -10-25重量％多硫化物或多硫化物混合物，
[0088] -2-20重量％環(huán)氧樹脂或環(huán)氧樹脂混合物，
[0089] -2-20重量％選自具有仲和/或叔胺基團(tuán)的化合物和具有酰胺基團(tuán)的化合物的化 合物或化合物混合物，
[0090] -1-10重量％膦酸酯或膦酸酯混合物，
[0091] -0? 5-10重量％纖維或纖維混合物，和
[0092] -小于1重量％聚硅氧烷，
[0093] 其中重量％相對(duì)于在將存在于組合物中的任意溶劑蒸發(fā)以后組合物的重量。
[0094] 在本發(fā)明另一實(shí)施方案中，組合物包含：
[0095]-20-25重量％成炭輔助劑，
[0096] -18-24重量％多硫化物或多硫化物混合物，
[0097] -15-25重量％環(huán)氧樹脂或環(huán)氧樹脂混合物，
[0098] -11-18重量％選自具有仲和/或叔胺基團(tuán)的化合物和具有酰胺基團(tuán)的化合物的 化合物或化合物混合物，
[0099] -7-10重量％的其它碳源，
[0100] -1-10重量％膦酸酯或膦酸酯混合物，
[0101] -1-10重量％纖維或纖維混合物，和
[0102] -小于1重量％聚硅氧烷，
[0103] 其中重量％相對(duì)于在將存在于組合物中的任意溶劑蒸發(fā)以后組合物的重量。
[0104] 在本發(fā)明另一實(shí)施方案中，組合物包含：
[0105] -20-25重量％成炭輔助劑，
[0106] -18-24重量％多硫化物或多硫化物混合物，
[0107] -15-18重量％環(huán)氧樹脂或環(huán)氧樹脂混合物，
[0108] -11-18重量％選自具有仲和/或叔胺基團(tuán)的化合物和具有酰胺基團(tuán)的化合物的 化合物或化合物混合物，
[0109] -7-10重量％的其它碳源，
[0110] -1-5重量％膦酸酯或膦酸酯混合物，
[0111] -1-5重量％纖維或纖維混合物，和
[0112] -小于1重量％聚硅氧烷，
[0113] 其中重量％相對(duì)于在將存在于組合物中的任意溶劑蒸發(fā)以后組合物的重量。
[0114] 組合物可作為涂料用于完全或部分地涂覆基材以賦予基材保護(hù)以防高熱或噴射 火。組合物應(yīng)至少施涂于暴露于高熱或噴射火下的基材面上。組合物特別適于提供對(duì)鋼、 鍍鋅鋼、鋁、玻璃增強(qiáng)塑料、木或混凝土基材的防火。
[0115] 除上文已說(shuō)明的外，本發(fā)明組合物提供與目前市場(chǎng)上的體系和/或各種文獻(xiàn)中公 開的防火體系相比的大量有利性能。
[0116]-不需要使用網(wǎng)。
[0117] 目前市場(chǎng)上的許多防火體系需要網(wǎng)增強(qiáng)以提供在暴露于噴射火下時(shí)的足夠結(jié)構(gòu) 完整性。本發(fā)明體系甚至不用網(wǎng)而顯示出良好的結(jié)構(gòu)完整性。然而，可使用網(wǎng)增強(qiáng)該體系。 原則上，可使用能夠在超過(guò)480°C的溫度下保持結(jié)構(gòu)完整性的任何網(wǎng)。實(shí)例包括碳網(wǎng)（包含 碳紗或碳紗前體的網(wǎng)），或者包含其它類型的耐高溫材料的網(wǎng)，或包含耐高溫材料如碳紗和 玻璃纖維、碳紗和鋼絲、碳紗和陶瓷纖維、鋼絲和陶瓷纖維等的混合物的網(wǎng)。
[0118]-無(wú)硼酸鹽體系。
[0119] 在一些防火體系中，硼酸鹽用作體系中的一種組分（參見例如W098/03052)。提出 根據(jù)EU指導(dǎo)67/548/EEC將硼酸鹽分類為生殖毒性種類2。對(duì)于本發(fā)明體系，不需要加入任 何硼酸鹽。
[0120] -該體系非常耐久而不需要施涂分開的頂涂層。
[0121] 本發(fā)明組合物滿足NorsokM501(修訂本5)的要求而不加入分開的頂涂層。這意 指提供本發(fā)明涂層不僅足以得到對(duì)鋼表面的良好腐蝕保護(hù)和防火性，而且不需要將組合物 罩面涂覆以得到具有良好耐久性的良好外觀，及時(shí)暴露于苛性條件下。
[0122] -可施涂于寬范圍的（鋼）柱尺寸而不損失其性能。
[0123] -無(wú)鹵素體系
[0124] 不需要將任何含鹵素組分加入本發(fā)明組合物中。
[0125] _快速固化體系（可在數(shù)小時(shí)內(nèi)罩面涂覆）。 實(shí)施例
[0126] 參考以下實(shí)施例闡明本發(fā)明。這些意欲闡述本發(fā)明，但不解釋為以任何方式限制 其范圍。
[0127] 實(shí)施例1
[0128] 組合物通過(guò)將以下成分混合而制備：
[0129] 20-23重量份聚磷酸銨
[0130] 14-16重量份MortonThiokolLP3(多硫化物聚合物）
[0131] 19-23重量份的DER331和DER736的混合物（環(huán)氧樹脂）
[0132] 13-16重量份三聚氰胺樹脂
[0133] 4-7重量份的高分子量磷酸酯和丁基化三苯基磷酸酯的混合物
[0134] 5-9重量份CharmorDP40
[0135] 3-6重量份二氧化鈦
[0136] 1-5重量份AncamineK54
[0137] 4-7重量份的碳、玻璃和礦物纖維的混合物
[0138] 將該組合物施涂于鋼基材上，固化并測(cè)試耐噴火性、烴性能和煙生成并與目前市 場(chǎng)上的一些商業(yè)材料對(duì)比。對(duì)于施涂方法，遵循各試驗(yàn)方法的指導(dǎo)。在所有體系中，將HK-1 纖維碳網(wǎng)結(jié)合到涂層中。關(guān)于耐噴火性和烴性能的結(jié)果列于表1中。關(guān)于煙生成的結(jié)果列 于表2中。
[0139] 表1，試驗(yàn)結(jié)果：耐噴火性和烴性能
【權(quán)利要求】
1. 耐熱組合物，其包含： -多硫化物， -環(huán)氧樹脂， -選自具有仲和/或叔胺基團(tuán)的化合物和具有酰胺基團(tuán)的化合物的化合物， -膦酸酯， -纖維，和 -小于1重量％聚硅氧烷， 其中重量％相對(duì)于在將存在于組合物中的任意溶劑蒸發(fā)以后組合物的重量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中多硫化物為多硫化物聚合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中環(huán)氧樹脂為雙酚類環(huán)氧樹脂。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其中選自具有仲和/或叔胺基團(tuán)的化合物和具有酰胺基 團(tuán)的化合物的化合物為甲基化三聚氰胺或脲樹脂。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其包含芳基化膦酸酯和鹵化膦酸酯的混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的組合物，其包含： -10-25重量％多硫化物或多硫化物混合物， -2-25重量％環(huán)氧樹脂或環(huán)氧樹脂混合物， -2-20重量％選自具有仲和/或叔胺基團(tuán)的化合物和具有酰胺基團(tuán)的化合物的化合物 -1-10重量％膦酸酯或膦酸酯混合物， -0. 5-10重量％纖維或纖維混合物，和 -小于1重量％聚硅氧烷， 其中重量％相對(duì)于在將存在于組合物中的任意溶劑蒸發(fā)以后組合物的重量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的組合物，其包含： -20-25重量％成炭輔助劑， -18-24重量％多硫化物或多硫化物混合物， -15-25重量％環(huán)氧樹脂或環(huán)氧樹脂混合物， -11-18重量％選自具有仲和/或叔胺基團(tuán)的化合物和具有酰胺基團(tuán)的化合物的化合 物或化合物混合物， -7-10重量％的其它碳源， -1-10重量％膦酸酯或膦酸酯混合物， -1-10重量％纖維或纖維混合物，和 -小于1重量％聚硅氧烷， 其中重量％相對(duì)于在將存在于組合物中的任意溶劑蒸發(fā)以后組合物的重量。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的組合物，其中成炭輔助劑選自磷酸銨，和膦?；柰?，例如聚磷酸 銨、膦酸、膦酸酯、氧化膦或磷酸。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7的組合物，其中其它碳源選自季戊四醇、二季戊四醇、聚乙烯醇、淀 粉、纖維素粉、烴樹脂、氯化石蠟和磷酸化增塑劑。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的組合物，其特征在于組合物為涂料組合物。
11. 改進(jìn)基材的耐火性的方法，其特征在于將基材全部或部分地用根據(jù)權(quán)利要求1-10 中任一項(xiàng)的組合物涂覆。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中基材選自鋼、鍍鋅鋼、鋁、玻璃增強(qiáng)塑料、木或混凝 土。
【文檔編號(hào)】C08L63/00GK104508039SQ201380038986
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月30日
【發(fā)明者】M·S·迪奧貢 申請(qǐng)人:阿克佐 諾貝爾國(guó)際涂料股份有限公司