泡剂（"发泡剂"）
[0172] 该膨胀涂料组合物必须含有起泡剂。起泡剂是一种或多种在暴露于热（通常火） 时分解并提供膨胀气体的化合物。足以使起泡剂分解并产生气体的热通常为大约90°C或更 尚。
[0173] 该起泡剂最好在有机聚合物软但低于成炭温度的温度下释放气体。由此，形成的 炭膨胀并且是更好的绝热体。可以使用起泡剂，如三聚氰胺、三聚氰胺甲醛、羟甲基化三聚 氰胺、六甲氧基甲基三聚氰胺、单磷酸三聚氰胺、二磷酸三聚氰胺、多磷酸三聚氰胺、焦磷酸 三聚氰胺、磷酸二-三聚氰胺、氰脲酸三聚氰胺、脲、硝基脲、二甲脲、双氰胺、磷酸脒基脲、 甘氨酸或磷酸胺（例如聚磷酸铵）、三（2-羟乙基）异氰脲酸酯（"THEIC"）、偶氮二甲酰 胺、4, 4氧基双（苯磺酰肼）、对甲苯酰肼、对甲苯磺酰氨基脲、二亚硝基五亚甲基四胺、5-苯 基四唑、重氮氨基苯。上述材料在受热分解时释放氮气。也可以使用在受热时释放二氧化 碳、水蒸气和/或氨的化合物，例如聚苯亚砜、碳酸氢钠、碳酸锌和柠檬酸衍生物、硼酸和硼 酸衍生物。也可以使用可膨胀石墨作为起泡剂。
[0174] 优选的起泡剂是独自或结合使用的聚磷酸铵和三聚氰胺或其衍生物。
[0175] 起泡剂优选以1至30重量％，更优选5至20重量％，最优选7至15重量％的量 存在于本发明的涂料组合物中（其中重量％基于该涂料组合物中的非挥发性组分的总重 量计算）。
[0176] 任选组分
[0177] 根据本发明的所有实施方案的涂料组合物可进一步包含成炭辅助剂作为膨胀成 分。但是，如果任何其它成分，如有机聚合物或起泡剂本身已充当成炭辅助剂（如聚磷酸 铵），可能不需要附加成炭辅助剂。
[0178] 成炭辅助剂促进在该组合物暴露于火时形成炭。路易斯酸被认为执行这一功能。 优选使用磷化合物，如磷酸铵、膦酸基硅烷（phosphonatosilane)，更优选聚磷酸铵或磷 酸。代替含磷化合物或除含磷化合物外，也可以使用其它成炭辅助剂。聚磷酸铵可任选与 三-(2-羟乙基）异氰脲酸酯（THEIC)结合使用。
[0179] 成炭辅助剂可以以10至70重量％，更优选25至60重量％，最优选40至60重 量％的量存在于该涂料组合物中（其中重量％基于该涂料组合物中的非挥发性组分的总 重量计算）。
[0180] 根据本发明的所有实施方案的膨胀涂料组合物可进一步包含附加碳源，即除任选 有机树脂外的碳源。合适的附加碳源的实例是季戊四醇、二季戊四醇、聚乙烯醇、淀粉、纤维 素粉末、烃树脂、氯化石蜡和磷酸化增塑剂。
[0181] 根据本发明的所有实施方案的组合物还可含有充当用于加速热固性有机聚合物 的固化反应的催化剂的化合物。
[0182] -些组分（a)、（b)、（c)或（d)可充当催化剂，如果这样，在该涂料组合物中可能不 需要额外的催化剂。例如，用于水分固化体系的催化剂包括烷氧基钛、烷氧基铝和烷氧基锆 化合物。
[0183] 用于水分固化体系的其它合适的催化剂是有机锡化合物、铋的有机盐，如羧酸盐， 例如三（新癸酸）铋。其它金属，如锌、铝、锆、锡、钙、钴或锶的有机盐和/或螯合物，例如 乙酰丙酮酸锆、乙酸锌、乙酰丙酮酸锌、辛酸锌、辛酸亚锡、草酸亚锡、乙酰丙酮酸钙、乙酸 钙、2-乙基己酸钙、环烷酸钴、十二烷基苯磺酸钙或乙酸铝、1，8-二-氮杂双环-[5. 4. 0] i^一 -7-烯也可有效充当催化剂。
[0184] 已知加速环氧树脂与固化剂之间的固化反应的催化剂的实例包括下列醇、酚、羧 酸、磺酸和盐：
[0185] 醇：乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇、苄醇、糠醇和其它烷基醇、丙 二醇、丁二醇、甘油和其它多元醇、三乙醇胺、三-异丙醇胺、二甲基氨基乙醇和其它羟基叔 胺。
[0186] 酚：苯酚、2-氯酚、4-氯酚、2, 4-二氯酚、2, 4, 6-三氯酚、2-硝基酚、4-硝基酚、 2, 4-二硝基酚、2, 4, 6-三硝基酚、4-氰基酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、4-乙基酚、4-异丙 基酚、2, 4-二甲基酚、3, 5-二甲基酚、壬基酚、丁子香酚、异丁子香酚、腰果酚和其它烷基化 酚、2, 2' -二羟基联苯、2, 4' -二羟基联苯、4, 4' -二羟基双酚、双酚A、双酚F、儿茶酚、4-叔 丁基儿茶酚、间苯二酚、4-己基间苯二酚、苔黑酚、氢醌、萘二酚、蒽二酚、联苯二酚和其它取 代二元酚、间苯三酚、五羟基联苯（phloroglucide)、杯芳烃、聚（4-乙烯基酚）和其它多元 酚。
[0187] 羧酸：乙酸、丙酸、丁酸、乳酸、苯基乙酸和其它烷基羧酸、丙二酸、草酸、马来酸、 富马酸和其它二元酸或它们的单酯、苯甲酸、4-叔丁基苯甲酸、水杨酸、3, 5-二氯水杨酸、 4-硝基苯甲酸和其它芳族酸。
[0188] 磺酸：甲磺酸和其它烷基磺酸、对甲苯磺酸、4-十二烷基苯磺酸和其它芳族磺酸、 萘二磺酸、二壬基萘二磺酸和其它多元磺酸。
[0189] 本发明的组合物可进一步含有溶剂、颜料和增稠剂。符合（a)、（b)、（c)和（d)的 定义的一些化合物仍可能充当颜料和/或增稠剂，如果这样，可能不需要附加颜料/增稠剂 (当然，不以使得（a)、（b)、（c)和（d)的总量超过本发明允许的程度的量添加）。
[0190] 合适的溶剂的实例是二甲基苯和三甲基苯。
[0191] 颜料的实例是二氧化钛（白色颜料）、有色颜料（如碳黑）、一或多种增强颜料（如 纤维，例如陶瓷纤维、玻璃纤维或碳纤维）、一或多种防腐蚀颜料（如硅灰石或铬酸盐、钼酸 盐、磷酸盐或膦酸盐）及/或填料颜料（如重晶石、滑石或碳酸钙）。
[0192] 增稠剂的实例包括细粒二氧化硅、膨润土、氢化蓖麻油或聚酰胺蜡、一或多种增塑 剂、颜料分散剂、稳定剂、表面改性剂、阻燃剂、抗菌剂、抗霉剂、低密度填料、吸热填料、成炭 促进剂、助熔剂和流平剂。
[0193] 纤维可存于该组合物中。但是，它们的存在不是获得硬质炭所必需的。因此，本发 明的一个实施方案是不含纤维或含有少于3重量％纤维的膨胀涂料组合物。
[0194] 此外，该组合物可含有一种或多种附加有机树脂/聚合物，其可能含有或不含官 能团。
[0195] 用涂和应用
[0196] 本发明还涉及如本文描述和要求保护的膨胀涂料组合物用于针对火保护结构的 用途。
[0197] 本发明还涉及包含通过在基底表面上施加本文描述和要求保护的膨胀组合物、接 着固化所述组合物以形成涂层而形成的层的基底。
[0198] 用于纤维素火用途的膨胀涂料层的干膜厚度通常为100微米至8毫米，优选200 微米至4毫米。用于烃火用途的膨胀涂料层的干膜厚度通常为500微米至50毫米，优选1 毫米至25毫米。可以使用Elcometer355涂层厚度计测量干膜厚度。
[0199] 本发明的组合物可作为顶涂层直接施加到基底上，或作为中间涂层（在顶涂层与 底漆之间）施加。因此，在施加本发明的组合物时，可能不需要单独保护层来防止基底例如 被腐蚀。由于本发明的涂料还具有良好保护性质和美学外观，其可在不使用单独顶涂层的 情况下用于改进外观和/或保护膨胀层免受大气风化的作用。
[0200] 该涂料组合物在施加时通常是液体。该涂料组合物通常在环境温度下施加，但可 以在施加后加热（例如高达60°C，以降低其粘度）。可以通过传统方法，例如通过无气喷雾、 通过倾倒（在模具中使用）、刷涂或镘涂施加液体涂料组合物。
[0201] 通常，该涂料组合物的粘度适合在与多组分无气喷涂技术相关的高剪切条件下在 环境温度下实现有效雾化和微滴形成。但是，可以在无气喷雾设备中将该涂料组合物预热 到50或60°C的温度以降低该涂料组合物的粘度。
[0202] 该膨胀涂料组合物可以在一个或两个或更多个包中施加。例如，其可以在两个包 中供应，在这种情况下固化剂在与有机热固性聚合物不同的包中供应。例如，该涂料组合物 可包含含有一种或多种热固性聚合物的第一包和含有一种或多种用于热固性聚合物的固 化剂的第二包。在施加于基底上之前，将第一包和第二包混合在一起。
[0203] 该组合物可以在环境温度，例如-5°C至40°C下固化和/或干燥，如果这样，其适合 施加到在低温下热固化不切实际的大型结构上。或者，如果需要，本发明的组合物可在升高 的温度，例如40 °C或50 °C至100 °C下固化和/或干燥。硅键合的烷氧基的水解依赖水分的存 在：在几乎所有气候中，大气水分都足够，但当在亚环境温度（sub-ambienttemperature) 下固化时或当在极低湿度（沙漠）地点固化时，可能需要向该组合物中加入受控量的水分。 水优选与任何含有金属/类金属（通常硅）键合的烷氧基的化合物分开包装。根据本发明 的所有实施方案的组合物优选具有基于该组合物的总重量计至少50重量％ (wt% )，更优 选至少80重量％，最优选至少85重量％的固含量。固含量基于该制剂中的溶剂的理论计 算，不包括在固化时会释放的那些。
[0204] 存在于漆罐（即：固化前）中的涂料组合物的挥发性有机物含量（V0C)优选不超 过250g/l，最优选小于100g/l溶剂/升组合物。可以计算V0C。
[0205] 上述值指的是完整组合物的那些。因此，对于具有双包装组合物的形式的组合物， 它们指的是已合并这两个包装后的组合物的固含量和V0C。
[0206] 根据本发明的所有实施方案的组合物可施加在各种基底上。其特别适合施加在金 属基底，更特别是钢基底上。由于炭的强度，该膨胀特别适合针对烃火保护结构，例如喷射 火焰，即高温、高热通量、高速火焰。本发明的一些组合物因此也可施加到暴露在喷射火焰 下的区域中的基底上。
[0207] 可以通过用于施加膨胀组合物的传统方法，如喷涂或镘涂施加该组合物。参照下 列实施例阐释本发明。这些旨在说明本发明，但不应被视为以任何方式限制本发明的范围。 实施例
[0208] 样品制备-涂料组合物1至4
[0209] 通过首先借助高速dispermat将表1中所列的除固化剂外的所有组分混合在一 起，制造涂料组合物1至4。然后添加聚酰胺固化剂，然后将各受试膨胀涂料组合物施加到 喷砂处理的有底漆的钢板上。组合物1