膨胀型涂料组合物的制作方法_2

文档序号:9602063阅读:来源:国知局
5°C)下的总体积来计算。每一组分的体积可根据该组分的 质量及比重的知识来计算。
[0035] 涂料组合物中的非挥发性组分为在涂料组合物已固化后存于涂料中的组分。出于 本发明的目的,作为一般规则,非挥发性组分的沸点在1大气压下高于150°C。在涂料膜中 不存在的涂料组合物中的溶剂不为非挥发性组分。
[0036] 暴露于热优选意指暴露于约150°C及更高(例如250°C)的温度下,通常暴露于火 中。
[0037] 优选地,有机热固性聚合物不包含聚硅氧烷。
[0038]例如,膨胀型涂料组合物可包含35. 0-65. 0体积%的(a)、优选50. 0-65. 0体积% 的(a)。
[0039]例如,膨胀型涂料组合物可包含1. 0-50. 0体积%的(b)、优选5. 0-25. 0体积%的 (b) 〇
[0040] 例如,膨胀型涂料组合物可包含6. 0-50. 0体积%的(c)、优选10. 0-50. 0体积%、 更优选10. 0-25. 0体积%的(C)。
[0041] 具体而言,膨胀型涂料组合物可包含总计0-2. 0体积%的所述三聚氰胺或三聚氰 胺衍生物(d)及选自双氰胺、脲及其衍生物的其他胺官能基发泡剂(f)。
[0042] (a)的有机热固性聚合物可包含以下官能基中的至少一个:环氧基、胺、酯、乙烯 基、乙烯基酯、酰胺、氨基甲酸酯、硫醇、羧酸、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、异氰酸酯、烷氧基甲 硅烷基、酸酐、羟基、烷氧基及聚硫醇基。
[0043] (a)的有机热固性聚合物的实例为环氧树脂。(a)的固化剂的实例选自胺、硫醇、 羧酸、酸酐及/或醇官能基固化剂。优选地,(a)的有机热固性聚合物为环氧树脂且(a)的 固化剂选自胺、硫醇、羧酸、酸酐及/或醇官能基固化剂。
[0044] 组分(c)可优选选自以下中的一或多种:硼酸;硼酸盐,例如五硼酸铵、硼酸锌、硼 酸钠、硼酸锂、硼酸铝、硼酸镁及;硼硅酸盐。最优选地,(c)为五硼酸铵或硼酸。
[0045] 已知硼酸具有发泡功能。例如,US3, 934, 066及W0 2010/054984二者皆提及,可 使用硼酸作为发泡剂。也提及多种其他发泡剂,包括三聚氰胺及脲,且在US3, 934, 066及 W0 2010/054984中有所例示。然而,两个发明皆未能提出与至少6.Ovol%硼酸与所主张其 他组分的组合以及极低量的其他特定发泡剂(包括三聚氰胺)一起调配的膨胀型涂料组合 物,且来自该涂料组合物的涂料将具有优良强度并提供优良热保护,达到其即使在无网情 况下也适于抵抗烃火的程度。
[0046] 任选地,膨胀型涂料组合物可包含总计0-2. 0体积%的所述三聚氰胺或三聚氰胺 衍生物(d)、所述选自双氰胺、脲及其衍生物的其他胺官能基发泡剂(f)及其他发泡剂(g), 其中所述其他发泡剂(g)选自可发石墨、氨基磺酸及钨酸盐(例如钨酸钠)及其衍生物。
[0047] 任选地,膨胀型涂料组合物可包含玻璃纤维。
[0048] 涂料组合物也可任选地包含金属及/或准金属离子的一或多种来源。例如,金属 及/或准金属离子的一或多种来源可以5-60体积%的量存在。可选择的金属或准金属离子 的一或多种来源(c)的实例为以下中的一或多种:金属氧化物、准金属氧化物、金属氢氧化 物、准金属氢氧化物、金属碳酸盐、准金属碳酸盐、金属碳酸氢盐、金属磷酸盐、金属氯化物、 金属硫酸盐、金属硝酸盐、金属硅酸盐及金属硼酸盐及其配合物。
[0049] 金属或准金属离子来源中的金属可选自41、31、11、41、8、211、(:11、]\%、似或〇3。金 属或准金属离子的一或多种来源可为以下中的一或多种:Ti02、ZnO、ZnP04、A1 (0H)3、A1203、 A1P04、高岭土、Mg0、MgP04SZr02。
[0050] 因此,在一特定情形中,(a)可包含环氧基粘合剂及胺官能基固化剂,(b)可为磷 酸来源,且(c)可为以下中的一或多种:1102、2110、21^04^1(0!1)3^1203^1?04、高岭土、1%0、 MgP04或ZrO2。
[0051] 也在本发明范围内的为用如本文所述的涂料组合物涂布的基材。基材的实例包括 金属基材,例如钢及铝基材;及复合材料,例如玻璃增强塑料(GRP)。由于该涂料组合物的 一个优点在于,自其产生的涂料具有显著强度,达到即使在紊流烃火的事件中在不使用增 强网时,其也不龟裂或自基材分层的程度,故本发明的另一实施方案为用如本文所述的涂 料组合物涂布的基材,其中经涂布基材不包含增强网。
[0052] 也在本发明范围内的为通过以下方式保护结构(例如海上设施、油气设施、陆上 设施(例如精炼厂及化学设施)及高价值基础结构建筑(HVI))抵抗火的方法:
[0053] -在任选地不使用网的情况下用如本文所定义的膨胀型涂料组合物(例如,通过 刷涂、倾倒、喷雾或镘涂)涂布该结构,及
[0054] -优选在环境温度(例如-5至50°C)下使涂料组合物固化。
[0055] 在该方法中施加的涂料组合物为液体。
[0056] 有机热固性聚合物及固化剂(a)
[0057] 本发明涂料组合物包含一或多种有机热固性聚合物及用于有机热固性聚合物的 固化剂。优选地,有机热固性聚合物不包含聚硅氧烷链。有机热固性聚合物及固化剂能在 基材上固化以形成涂料。
[0058] 聚硅氧烷链定义为具有Si-Ο主链及经由碳原子或杂原子链接附接至硅原子的有 机侧基,其中至少部分硅原子附接至一个、两个或三个氧原子。聚硅氧烷链可具有直链、支 链、梯形及/或笼形结构。聚硅氧烷链也包括该聚硅氧烷链的前体。
[0059] 因此,有机热固性聚合物优选不为有机聚硅氧烧,例如具有有机侧基(例如 烷基(甲基、乙基、苯基)、氨基及环氧基)的聚硅氧烷。
[0060] 有机热固性聚合物具有有机性质。有机性质意指聚合物体系含有碳。因此,依照 定义,有机聚合物可不包含纯聚合或低聚无机硅酸盐结构,例如硅酸钠或硅酸钾。其中粘合 剂仅为碱硅酸盐的其他涂料为水可沥滤的且不提供适于抵抗烃火的耐用/抗气候(水/腐 蚀)性膜。
[0061] 然而,有机热固性聚合物可含有杂原子,且可(例如)含有烷氧基甲硅烷基官能 基。由于有机热固性聚合物含有碳,故额外成炭剂并非涂料组合物中的必需组分。
[0062] 有机热固性聚合物可为一种有机热固性聚合物或一种以上不同热固性聚合物的 混合物。
[0063] 有机热固性聚合物可包含以下官能基中的一或多种:环氧基、胺、酯、乙烯基、乙烯 基酯、酰胺、氨基甲酸酯、硫醇、羧酸、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、异氰酸酯、烷氧基甲硅烷基、 酸酐、羟基、烷氧基及聚硫醇基。
[0064] 适用于该组合物中的有机聚合物可为:环氧官能基树脂。通常,环氧树脂的数均分 子量Μη在300至约6, 000、优选300 - 3, 000范围内。
[0065] 适宜环氧官能基树脂包括(i)衍生自诸如以下多元醇的聚缩水甘油醚: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、三羟甲基丙 烷、双酚_A(丙酮与酚的缩合产物)、双酚-F(酚与甲醛的缩合产物)、氢化双酚-A或氢化 双酚-F,(ii)通过环氧化合物如表氯醇与脂肪族或芳香族多羧酸如草酸、琥珀酸、戊二酸、 对苯二甲酸、2, 6-萘二甲酸或二聚亚油酸的反应形成的多羧酸的聚缩水甘油醚,(iii)环 氧化烯属不饱和脂环族材料,例如环氧基脂环族醚及酯,(iv)含有氧化烯基团的环氧树脂, (v)环氧酚醛清漆树脂,其通过使表卤代醇(例如表氯醇)与醛和一元酚或多元酚的缩合产 物(例如酚甲醛缩合物)反应来制备,及(vi)其混合物。
[0066] 环氧官能基树脂的环氧当量优选在100至5, 000、更优选160-1,000g/eq范围内。
[0067] 商业上可获得的环氧树脂包括(例如)DER331?(DowChemicals)及Epikote 828?(MomentivePerformanceChemicals)〇
[0068] 其他适宜树脂包括乙烯基酯树脂,例如(甲基)丙稀酸酯树脂;乙烯基官能基树 月旨,例如乙烯基官能基聚硅氧烷;及不饱和聚酯、聚氨酯、醇酸及烷氧基甲硅烷基官能基有 机树脂或其组合。
[0069] 本发明基于有机热固性聚合物的膨胀型涂料组合物不仅产生具有优良热保护的 强炭,涂料本身也可具有良好膜强度、抗气候及腐蚀性。此外,可将本发明涂料组合物与具 有低挥发性有机物含量(V0C,例如小于250g/L,优选小于100g/L,且最优选小于50g/L)的 热固性聚合物一起调配。挥发性有机物含量(V0C)可根据IS011890-2的方法来测定。若 涂料组合物为以2包组合物形式来供应,则V0C值为指两个包在以正确比率混合时的挥发 物含量。与
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