专利名称：制备阻燃复合材料的方法和如此获得的复合材料的制作方法
制备阻燃复合材料的方法和如此获得的复合材料本发明涉及一种制备阻燃复合材料的方法、一种具有带阻燃性质 的涂层的泡沫聚合物复合材料，以及这种复合材料的用途。US 5 462 699涉及一种除其他用途之外还用于建筑材料的阻燃 剂组合物，所述组合物含有硅酸盐、水和表面活性剂。 制造用于施用在泡沫聚合物上的阻燃涂层的其他途径例如为 硅酸钠+酯(例如，二乙酸甘油酯或三乙酸甘油酯)， 硅酸钠+三聚磷酸铝， 硅酸钠+磷酸4丐， 石圭酸钠+碌b酸铝。使用硅酸盐基阻燃组合物建造绝缘材料，例如泡沫聚苯乙烯(例 如屋顶绝缘材料)的问题在于这种材料被送至建筑地点之后通常需要 暴露于不利的天气条件下，除非小心保护使其免于受潮，否则经历这 种暴露后会导致硅酸盐基组合物的机械性能和阻燃性能显著下降。可溶性硅酸盐被广泛用作粘合剂、涂层和黏结剂。虽然在其应用 的许多用途中其固有的溶解性是一个优点，但是在例如将耐水性、完 整性和结构强度视为本质要求的应用中是不利的。为了减小在上述类型的组合物中的硅酸盐溶解性人们进行了大 量努力，例如加入金属(例如钙和镁)盐。但是，加入这种盐后趋于形成沉淀形式而非形成具有连续网状结构的产品。在沉淀反应中形成 的可溶性盐对被施加的膜的物理完整性具有不利作用，因而最终对所 得产品的强度有不利影响。诸如这些情况的因素阻止了硅酸盐在例如制备阻燃涂层组合物 中的应用。阻燃涂层组合物在结构和建筑物维护业中实现了广泛的用 途，例如在结合至建筑物结构中之前或之后用于易燃建筑材料中。易 燃材料的例子为，例如泡沫聚苯乙烯或聚氨酯塑料和含有这种塑料的 复合材料的聚合物盖瓦和护板。木材、木屑和纸基材料从这种涂层的 施用中也可以获益。在这类阻燃涂层组合物中包括的就是所谓的泡沫 涂层，其在暴露于热或火中时部分由于膨胀而产生保护剂的作用。一些情况下，易燃材料在出售时带有预施用的阻燃涂层。例如，已知的泡沫阻燃涂层SafeCoat E84顶在出售之前被预施用在泡沫聚苯 乙烯/聚氨酯泡沫物件上。现在我们发现，通过显著抵消上面讨论的溶解性问题而使根据 本发明的组合物适宜用作阻燃剂组合物，从而可以由硅酸盐制备具有 水性涂层的改善的复合材料。本发明的组合物的进一步优点是其可以用于制备阻燃体系，所 述体系在需要时基本上不含有含卣素的化合物。含囟素的化合物由于 潜在的环境问题而可能成为不希望的化合物。因此，本发明的第 一方面提供一种制备阻燃复合材料的方法， 所述方法包括下列步骤 i) 提供泡沫聚合物小球，ii) 在步骤i)的小球上施用涂层，和iii) 将如此涂覆的小球成型为所述复合材料。根据本方法的优选实施方案，在压力器中进行步骤m)。通常以铸造法进行步骤iii)。在另一个实施方案中，在流化床内进行步骤ii)， 其中将涂层喷涂到小球上并将空气流吹过小球床层。进一步优选在搅 拌床内进行步骤ii)，在其中将涂层喷涂到小球上，或者在混合器，例 如带状搅拌机中进行步骤ii)，在其中将涂层喷涂到小球上。还可以用 步骤iv)、 v)和vi)代替步骤iii),其中步骤iv)将涂覆的小球转移至压 力器内，v)向所述压力器内的涂覆小球上施加蒸汽，vi)从压力器中排 放出复合材料。泡沫聚合物选自PUR、 PET、 EPP、 EPE、泡沫聚乙烯基亚芳基 (polyvinyl arylene )或其组合。基于千燥涂层计，其密度优选在5-500 kg/mS范围内，而泡沫聚合物与涂层的总密度在10- 1000 kg/m3 范围内。本发明的另 一方面提供一种制备阻燃组合物的方法，其中使用涂 层，即包括铝硅酸盐和，如果适当的话，有机液体的水性凝胶形成组 合物，在将组合物作为涂层施用于泡沫聚合物表面上并且之后进行干 燥时所述的有机液体用于提高膜的完整性。在本发明的另 一个方面中，用在本方法中的水性凝胶形成组合物 包含(a) 5 % - 40 % ,优选5 % - 30 %的铝硅酸盐；(b) 0.1 % - 10%的有机液体，其中有机液体的沸点大于ll(TC。本说明书中的沸点是在标准大气压下测量的。水性意指组合物的剩余部分包括水和任选的一种或多种其他成 分。通常，本发明的组合物包括至少20重量％ ，优选至少30%,更 优选至少40%的水。如本文中所用的，术语"凝胶"指含有包裹连续的液相(在本发 明的情况下主要是水)的连续固体骨架(在本发明的情况下其基于铝硅 酉交盐)的物质 一 参见例^口 Sol-Gel Science, The Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing ( C. J. Brinker and G. W. Scheer), Academic Press Inc.出版。这些材料还可以称作共-凝胶或共凝胶。开始时固体可以为分散 的、不连续的固体颗粒(溶胶)，但是这些单独的颗粒凝聚形成连续 的固体网络。本发明的组合物开始是溶胶，其经历一段时间后转化为凝胶。在不存在所述有机液体的情况下，我们发现干燥范围越大，使用末化的涂层。但是在存在有机液体的情况下，依据其强度和非-粉末 化性质来衡量的涂层完整性得到大大改善。有机溶剂优选为基本上不与水混溶的液体。通常不溶性的程度达 到在25 °C下有机液体在水中的溶解程度小于约10重量％ (优选小于约 5wt%),或者水在有机液体中的溶解程度小于约10wt。/。(优选小于约5 重量％)。用在本发明中的铝硅酸盐通常通过溶胶-凝胶途径形成，该途径 可以通过在使用处混合前体液体形成铝硅酸盐而原位进行。本发明限 于包含具有涂层的泡沫聚合物小球的阻燃复合材料的制备方法，包含 泡沫聚合物小球的复合材料及其作为结构材料和绝缘材料的用途。本 发明没有扩展至包含铝硅酸盐的组合物、制备这种组合物的方法及其 前体体系，以及那些前体体系的应用体系。但是，在本发明第一方面的方法中用于形成施用在泡沫聚合物上的涂层组合物的前体体系可以包含(i) 水和金属铝酸盐；(ii) 水和金属硅酸盐；和，如果适当(iii) 所述的有机液体。 溶胶-凝胶基本上是下述的反应产物开始形成时为液体，但是其随后形成凝胶并且最终发生固化。可以将至少部分有机液体结合在组分(i)和/或组分(ii)中。可选的， 开始时其可以与组分(i)和(ii)完全分离。用于由上述前体体系形成涂层组合物和将如此形成的涂层组合 物施加在泡沫聚合物基质上的应用体系可以包括混合组分(i) 、 (ii)和 (iii)的装置和用所得混合物有效涂覆基质的涂布装置。本发明的另 一 个方面提供 一 种具有阻燃性涂层的泡沫聚合物的 复合材料，其中所述涂层由水性的凝胶形成组合物制得，所述凝胶形 成组合物包含铝硅酸盐组合物和一种或多种任选的其他成分。水性的凝胶形成组合物优选包含提高膜-完整性的有机液体。铝硅酸盐组合物通常为干燥涂层的45% -90%重量，其中铝硅酸盐组合 物优选为干燥涂层的50%-85%重量。干燥涂层的水分含量不大于 40%，优选不大于30%,更优选不大于20%重量，特别是16%重量。 所述涂层进一步包含高达干涂层重量的16%,优选高达8%重量的至 少一种金属或金属氧化物，其中所述有机液体高达千燥涂层的16 %重 量的。通常，铝硅酸盐的Si: Al摩尔比为3-30，通常高达15,优 选高达10。施用于泡沫聚合物的涂层组合物可以包括下列组分的混合物(i) 水和金属铝酸盐；(ii) 水和金属硅酸盐；和如果适当，(iii) 所述的有机液体。本发明的进一步的方面提供根据本发明的复合材料用作结构材 料，尤其是用在建筑物中，以及作为绝缘材料，尤其是用在建筑物中 的用途。结构元件选自面板、门、护板、天花板和盖瓦。本复合材料 的另 一个应用是作为包装用的结构材料。与传统的硅酸盐体系相比，由如上所述的组合物形成的涂层显示 优异的物理完整性和长时期的稳定性，这是由于铝硅酸盐以延伸在整 个溶液内的结合分子的网络形式存在，和所述有机液体存在的原因。通常，在施用于泡沫组合物上之前所述组合物包含至少5%重量 的铝硅酸盐，和0-10%重量的所述有机液体。在根据本发明的方法中， 一种优选类型的用作泡沫聚合物上的涂 层的组合物由包含下述组分的那些组分组成(a) 5 % - 40 % ，优选5 % - 30 % ,更优选10 % - 25 %重量的铝硅 酸盐；(b) 0% - 10% ,优选0.001 % - 10% ,更优选0.1 o/o - 10% ,最优 选0.3% - 5%重量的有机液体；和(c) 余量为水和一种或多种任选的其他成分。 可以将一种或多种任选的其他成分有益地结合在根据本发明任意方面的组合物中，其量例如为任意类或各类组合物的0.001% -5 %,如0.01%-2%重量，其可以例如选自下列的任意类(i) 一种或多种表面活性剂，优选选自阴离子、非离子、阳离子、 两性和两性离子表面活性剂及其混合物，例如那些已知与硅酸盐和/ 或铝酸盐溶液相容的表面活性剂，如碱性caprybampho-丙酸盐；(ii) 一种或多种膦酸盐和/或膦酸，例如三苯基膦酸盐和次氮基三 (nitrilotric )(亚甲基)三膦酸;(iii) 一种或多种緩慢释放质子的无机盐，例如磷酸二氢铝；(iv) —种或多种螯合剂，例如EDTA,或膦酸盐型，例如以名称 Dequest出售的那些物质；和(v) —种或多种异氰酸酯，例如亚曱基二异氰酸酯。 这种组合物中的水含量优选为组合物总重量的65% - 95% ,更优选70 % - 90 % 。铝硅酸盐通常为无定形的，这可以从物质的x-射线粉末衍射谱图 中不存在尖峰来鉴定。组合物中的Si: Al摩尔比通常为3-30,优选 为4-15，更优选为5-10。在本文中，所指的Si: Al摩尔比基于用于制备组合物的硅酸盐中的硅的量(摩尔)和铝酸盐中的铝的量(摩 尔)。铝硅酸盐通常通过溶胶-凝胶途径形成，优选在使用处通过混合 前体组分而原位形成。所述组合物优选还包括金属或金属氧化物，用以帮助保护组合物 在贮存后的成膜性质，尤其是膜完整性。金属或金属氧化物通常为颗 粒形式并且可以有限地溶于水中。金属或金属氧化物的适当的体积平均粒径为50pm或更小。优选，少于1 %体积的金属或金属氧化物颗 粒超过200 pm。通常将两性或酸性氧化物用于此目的。金属氧化物例如可以选自氧化锌、氧化硅、氧化铝、氧化硼、氧 化锡、氧化镓、氧化锗和两种或多种这些氧化物的混合物。作为引入 氧化物形式的金属的替代方法，可选地可以通过将其金属加入到组合 物中而原位形成氧化物。不希望受任何理论的限制，人们认为氧化锌 或其他氧化物与任意的剩余硅酸盐反应，从而使经涂覆或其他方法将 组合物施用于泡沫聚合物而形成的膜的溶解性降低。还优选，金属氧化物或金属的量高达组合物总重量的10%，优选 0.3% -5% (例如，0.3%-3%重量)。优选所述组合物包括0 % - 10 % ,优选0.3 % - 5 % (例如，0.3 % -4% )重量的有机液体。优选，其沸点(大气压下)至少为ll(TC,通常至少为130°C, 通常高达500°C。希望有机液体是一种在碱性条件下稳定而且对氧化、热和光都保 持稳定的液体。在25°C、 23秒"的剪切速率下测量，有机液体的粘度通常小于 5000 mPa.s，优选小于2000 mPa s (例长口，小于1000 mPa . s )。有机液体可以包括一种或多种选自下列的基本上不溶于水的有 机溶剂多羟基醇、矿物油、液体石蜡油、二醇醚、硅油及其混合物。 这些溶剂中特别优选的是硅油。用于组合物和其前体体系中的适当的硅油是有机硅氧烷，其通常 具有下列通式(I):FV(-Si-0-》n-R2 (I) R4其中，n为聚合物中的重复单元的数量，其可以从2，例如从10 多至1,000,000，更优选从30,例如从50多至500,000, Ri可以选自 氢或甲基，R2可以选自氢或SiR5,其中Rs可以为氢、羟基或曱基，其中R3和R4可以独立选自d- Cu直链或支链、饱和或不饱和烷基、链烯基或苯基部分，或者选自根据上式(I)的单元，或者选自被取代的 烷基或被取代的苯基部分，其中所述取代基可以为囟素、氨基、硫酸 基团、磺酸基团、羧基、羟基或硝基。可以例如借助喷枪(任选由空气或气体加压)、辊系或刷系将组 合物(任选可以在使用处由前体体系制得)施用于泡沫聚合物上。可 选地，当涂层组合物被装在适当容器，例如流体床、搅拌床或类似带 状混合器的混合容器中时，可以将待处理的泡沫聚合物浸没在涂层组合物中而对其进行涂覆和浸渍,合物。最优选，该聚合物为在室温下基本上不溶于有机溶剂(如果存 在)中的聚合物，即，所述液体组分可以根据该要求选择。优选，所得的固化或干燥组合物膜，即涂层中的水份含量不大于40%,更优选不大于35%，再更优选不大于20%重量，最优选为17 %重量或更小。当组合物的水份含量大于20%重量时，使组合物在5(TC或更高 溫度下保持至少30分钟可以改善由本发明的组合物制得的膜的性质。此外，在膜上施用低熔点蜡，例如微米级聚乙烯蜡(氧化或非氧 化的低分子量聚乙烯聚合物，由于低分子量的原因其具有类似蜡的物 理性质)，或者硬脂酸酯，例如硬脂酸乙二醇酯(例如三硬脂酸乙二 醇酯)，或者硬脂酸金属盐(例如Zn、 Ca、 Na、 Mg的硬脂酸盐)，或 者一种或多种蜡与一种或多种硬脂酸盐(酯)的组合也可以提高膜的 性质，例如疏水性或润滑性。蜡、硬脂酸盐(酯)或其混合物的熔点 优选为60°C - 150°C,更优选为80 - 135°C,最优选为90- 130°C。例 如，可以将熔点为120- 130。C的硬脂酸锌施用在膜上作为润滑剂，这 样在将膜施用于聚合材料时有助于涂覆膜的进一步加工。膜在8(TC下经烘箱干燥至水含量为约17%,然后在约22。C下在 水中浸泡7天后，按照下文中定义的耐水性/溶解性方法对其进行测 定，优选的涂层的长期溶解性不大于25%，优选不大于20%，优选 不大于15%，更优选不大于10%。实施例1: Si/Al摩尔比为8.5的铝硅酸盐溶胶-凝胶的制备(比较例)将50 g硅酸钠溶液(8.6%Na20, 29%Si02，余量水)直接称量 加入到塑料大口杯中。剧烈搅拌硅酸盐溶液。经3-4分钟向剧烈搅 拌的硅酸盐溶液中滴加40g铝酸钠溶液(2.6%Na20, 3.6%A1203 )。 再经过10 - 20秒的混合后停止搅拌。精确称量约2 5 g所形成的透明铝硅酸盐溶胶，将其倾到预称重的 浅圆(直径约IO厘米)塑料盘中。将铝硅酸盐溶胶放置约5分钟以 形成凝胶网络。前述的所有步骤都在室温(约22°C )下进行。将涂覆 的盘放置在80。C的烘箱中24小时，然后称重塑料和干燥内容物。形 成的干燥铝硅酸盐为连续强韧的圆形成型片，其厚度约为1 mm,固 体含量为74%重量(即，水含量为26%重量)。实施例2:(比4交例)重复实施例1的试验，只是此次不加入铝酸盐溶液，代替铝酸盐 溶液的是37.5 g纯水。将所得膜(仅有硅酸盐)干燥至最终的水份含量为26%重量。耐水性/溶解性方法为了试验耐水性/溶解性，采用下列步骤首先将干燥的膜撕成大片(约2 cm宽)。将2.0 g片放入Sterelin 罐中并加入Mg水。将片完全浸没在水中，在室温(约a。c)下放置 24小时。分析溶液的内容物(使用滴定和重量分析法)，使用下式确定片经24小时的浸泡后的溶解性溶液中溶解的内容物x100在实施例1中得到的膜以及实施例2中得到的膜上进行该步骤时，得到下列溶解性结果。%溶解性实施例1 5 实施例2 100这些结果清楚表明经过溶胶-硅胶法形成铝硅酸盐膜不仅得到最 初强韧的固体膜，而且还显著增强制得的膜的耐水性。上述膜涉及的是被干燥至水含量为26 %重量的膜。除了干燥和浸 泡程度根据具体的指定而变化之外，本说明书的其他处都使用同样的 方法。实施例3:有才几液体的作用实施例1中形成的膜强韧并透明。但是，当这种膜在烘箱中干燥 24小时以上时，其逐渐开始形成白色斑块，而且在72小时之内变成 脆弱白色的薄脆/粉末材料。为了提高铝硅酸盐膜经24小时以上干燥后的完整性，将少量有 机液体加入到实施例1的硅酸盐溶液中。加入0.5g粘度为50mPa 's 的硅油例如甚至使铝硅酸盐膜在80。C的烘箱中干燥168小时之后仍 保持完整性。对具有不同沸点(BP)的许多有机液体进行了试验(每种液 体的加入水平为0.5g，对应于组合物的0.55%重量)，下面给出了其 对经历长时间千燥(在8 0 。C的烘箱中干燥16 8小时)的铝硅酸盐膜的影响:试-验的有机液体BP「C)膜完整性六甲基硅氮烷110粉末，白色六曱基二硅氧烷(0.65 mPa . s)100粉末，白色珪油(10mPa s)>150透明，非粉末珪油(20 mPa s)〉150透明，非粉末硅油(50mPa . s)>150透明，非粉末娃油(200mPa s)>150透明，非粉末硅油(IOOO mPa s)〉150透明，非粉末液体石蜡油~300透明，非粉末实施例4:(膜的水份含量对耐水性的影响)按照实施例1制得的干燥膜具有26%的水份含量。当该膜被浸泡24小时时，其仍旧保持相当完整。但是，当在水中浸泡时间延长至3 天，然后至7天时，膜的溶解性成比例上升。通过例如延长干燥时间 来降低膜的含水量会使其水溶性减至最小。但是，对于按照实施例1 制备的膜而言这并不可选，因为通过延长干燥时间使其含水量达到最 小会产生脆弱的粉末状膜。但是，按照实施例3制备的膜(即，含有 硅油)没有这种问题，因此使使用50mPa 's硅油的实施例3的含硅油 膜干燥更长时间，用以产生具有不同含水量的膜。膜的含水量对这种 膜的溶解性产生影响，下面给出了结果 溶解性结果在水中浸泡的天彩丄 2 2膜的含水量％26 5% 20% 47%22 4% 15% 30%
17 3%4% 5%
上表清楚表明含有水不溶性液体，例如硅油，而且水含量为约17 %的铝硅酸盐膜显著地更耐水。 实施例5:(长时间耐水性)
按照实施例4制备的并且浸泡7天的铝硅酸盐膜(水份含量17 %) 具有良好的耐水性。但是，当同样的膜浸泡超过7天，例如10天和 25天时，其耐水性随浸泡时间的增加而降低。
为了进一步改善铝硅酸盐膜的长时间耐水性，重复实施例4,但 是加入lg氧化锌，从而使其悬浮在硅酸盐和硅油的混合物中。使用 上面定义的方法，利用7、 10和25天的浸泡时间评价根据实施例4 和5制备的膜(水份含量17%)的溶解性。获得下列结果
浸泡7、 10和25天之后的溶解性
7天 10天 25天
样品
实施例4(不含氧化锌)3% 10% 30%
实施例5(含氧化锌)1 % 1.3 % 4 %
从上述结果可以看出，加入少量氧化锌提高了采用水性铝硅酸盐 组合物经由溶胶-凝胶途径制备的膜的长时间耐水性。
实施例6:(使用联机(in-line)混合器制备铝硅酸盐溶胶-凝胶膜 (Si/Al比为8.5))
向搅拌的1335 g硅酸钠溶液(17.1 %Na20, 23.9%Si02，余量水) 中加入11 g硅油(25。C下的粘度为20mPa . s)。分别以253 ml/分钟和 107 ml/分钟的速率将硅油硅酸盐混合物和铝酸钠溶液(4.6。/。Na20， 5.6 o/。 A1203)同时泵入到高剪切的联机混合器中(使入口点适合所得溶胶 的粘度)。形成了透明的铝硅酸盐溶胶，按照与实施例1相同的方式 处理和表征该溶胶的试样。实施例7
与实施例6相同，但是将22 g氧化锌加入到硅酸盐/硅油混合物中。
将实施例6和7的试样干燥至水份含量为17%并在水中浸泡7、 10和14天，其溶解性试验结果如下 浸泡7、 10和14天后的溶解性
7天 10天 14天
试样
实施例6(不含氧化锌)2.7% 9.5% 13%
实施例5(含氧化锌)1 % 1.2 % 2.2 %
实施例8:在流化床内进行小球的涂覆然后成型铸模
使用间歇预膨胀器将1.0-1.6 mm的基本规则的EPS小球预膨胀 至密度为20kg/m3,预膨胀压力为0.25巴。预膨胀之后得到小球大小 为3-4 mm的EPS，使用根据实施例7的混合物对其进行涂覆。将这 些小球置于流化床内，可以调整其中的气流以使小球浮起。开始时气 流很小，随着涂层的施用气流成比例增大，这样在将更多混合物喷涂 在小球上时密度增大的小球仍保持浮起状态。
将被混合物涂覆的小球贮存在中间贮仓中，之后将其转移至1 x 1 xO.l m的密封铸模中。该铸模在规律的间隔处具有芯孔，通过该孔 可以将蒸汽施加在涂覆了混合物的松散小球混合物上。
如果DS(干固体)含量为75 - 85%则用蒸汽加热会使混合物轻微 发粘，EPS小球的膨胀确保由于小球的进一步膨胀而使单个小球之间 的开放空间得以填充。
切开横截面得到蜂窝状结构，在该结构中混合物变形并形成连续 的网络。EPS小球仅仅作为混合物的载体。
制得密度为80和150 kg/n^的片。在20。C的水中对该片进行2 周的试验，其保持了结构完整性。在该片干燥后测得的重量损失<5 %。令发明人惊奇的是，当根据DIN 4102 B2进行试验时，这些试样通过了该试验，这种情况通常只有对于阻燃剂EPS才有可能。
实施例9:在流化床中涂覆50%循环的EPS, 50%预膨胀的EPS, 然后成型铸模
在本发明的另一个实施方案中，将根据实施例7的混合物喷涂在 下述两种物质按照50/50 EPS/REPS的比例形成的混合物上预膨胀 的EPS和粉碎至4-5 mm大小的循环-EPS或REPS的包装废料。将该 混合物放置在流化床中，可以调整其中的气流而使小球浮起。开始时 气流很小，随着涂层的施用气流成比例增大，这样在将更多混合物喷 涂在50/50的混合物上时密度增大的小球仍保持浮起状态。
将被混合物涂覆的小球贮存在中间贮仓中，之后将其转移至1 x 1 xO.l m的密封铸模中。该铸模在规律的间隔处具有芯孔，通过该孔 可以将蒸汽施加在涂覆了混合物的50/50的ERPS/REPS上。 如此获得的产物的性质与实施例8的结果相同。 实施例10:在流化床中涂覆ArcelEPS然后成型铸模 在本发明的另一个实施方案中，将根据实施例7的混合物喷涂在 Arcel小球(Nova Chemical的商标，PS与PE的聚合混合物)上。
将涂覆了混合物的Arcel小球流化床贮存在中间贮仓内，之后将 其转移至1 x 1 xo.l m的密封铸模中。
如此获得的产物的性质与实施例8的结果相同。 实施例11:在流化床中涂覆EPP泡沫小球然后成型铸模 在本发明的另一个实施方案中，将根据实施例7的混合物喷涂在 EPP小球上。EPP小球为聚合泡沫聚丙烯，其例如为BASF公司以名 称Neopolene注册的产品。所用的EPP小球的密度为40 g/km3,大小 为5-7 mm。将该混合物放置在流化床中，可以调整其中的气流使小 球浮起。
将涂覆了根据实施例7的混合物的EPP小球贮存在中间贮仓中， 之后将其转移至1 x 1 xO.l m的密封铸模中。
如此获得的产物的性质与实施例8的结果相同。
权利要求
1.一种制备阻燃复合材料的方法，所述方法包括下列步骤i)提供泡沫聚合物小球，ii)在步骤i)的小球上施用涂层，和iii)将如此涂覆的小球成型为所述复合材料。
2. 根据权利要求l的方法，其中在压力器中进行步骤iii)。
3. 根据权利要求l的方法，其中以铸造法进行步骤iii)。
4. 根据权利要求1的方法，其中在流化床内进行步骤ii),在其 中将涂层喷涂到小球上并将空气流吹过小球床层。
5. 根据权利要求1的方法，其中在搅拌床内进行步骤ii)，在其中将涂层喷涂到小球上。
6. 根据权利要求1的方法，其中在混合器，例如带状搅拌机中进 行步骤ii)，在其中将涂层喷涂到小球上。
7. 根据权利要求2的方法，其中步骤iii)包括进一步的步骤iv)、 v)和vi),其中步骤iv)将涂覆的小球转移至压力器内，v)向所述压力 器内的涂覆小球上施加蒸汽，vi)从压力器中排放出复合材料。
8. 如前述权利要求的任 一 项中所要求的方法，其中泡沫聚合物选 自PUR、 PET、 EPP、 EPE、泡沫聚乙烯基亚芳基或其组合。
9. 如前述权利要求的任一项中所要求的方法，其中涂层为水性凝 胶形成组合物，其包含(a) 5%-40%,优选10% _25%重量的铝硅酸盐；(b) 0%-10%，优选0.3% - 5%重量的提高膜完整性的有机液体；和余量为水和一种或多种任选的其他成分。
10. 如权利要求9中所要求的方法，其中有机液体的沸点至少为 ll(TC,优选至少为130°C。
11. 如前述权利要求9-10中任一项所要求的方法，其中有机液体基本上不溶于水。
12. 如前述权利要求9-11中任一项所要求的方法，其中有机液 体是一种在碱性条件下稳定的液体。
13. 如前述权利要求9-12中任一项所要求的方法，其中有机液 体在25。C下的粘度小于5000 mPa s，优选小于2000 mPa s。
14. 如前述权利要求9-13中任一项所要求的方法，其中有机液 体为选自多羟基醇、矿物油、液体石蜡油、二醇醚、硅油及其混合物 的。
15. 如前述权利要求9-14中任一项所要求的方法，其进一步包 括至少一种金属或金属氧化物，用以在组合物被作为涂层施用在表面 上时帮助保护膜的完整性。
16. 如权利要求15中所要求的方法，其中金属氧化物为两性氧化物。
17. 如权利要求15中所要求的方法，其中金属氧化物为酸性氧化物。
18. 如权利要求15中所要求的方法，其中金属氧化物选自氧化锌、氧化硅、氧化铝、氧化硼、氧化锡、氧化镓、氧化锗和两种或多 种这些氧化物的混合物。
19. 如权利要求15-18中任一项所要求的方法，其中包含的金属 或其金属氧化物高达组合物总重量的10%,优选高达5%。
20. 如权利要求15- 19中任一项所要求的方法，其中金属或其金 属氧化物为颗粒形式。
21. 如前述权利要求9-20中任一项所要求的方法，其中铝硅酸 盐的Si: Al摩尔比为3-30,通常高到15，优选高达10。
22. 如前述权利要求9-21中任一项所要求的方法，其中涂层为 金属铝酸盐和金属硅酸盐的溶液以及，如果适当， 一种有机液体的溶 液，所述有机液体选自多羟基醇、矿物油、液体石蜡油、二醇醚、硅 油及其混合物。
23. 如前述权利要求9-22中任一项所要求的方法，其中涂层为 包含下列物质的前体体系(i) 水和金属铝酸盐；(ii) 水和金属硅酸盐；和如果适当，(iii) 所述的有机液体。
24. 如前述权利要求9-23中任一项所要求的方法，其中泡沫聚 合物的密度为5-500 kg/m3。
25. 如前述权利要求9-23中任一项所要求的方法，其中基于干 燥涂层计，包括涂层的泡沫聚合物的密度为10-1000 kg/m3。
26. —种具有带阻燃性质的涂层的泡沫聚合物复合材料，其特征在于涂层是用水性凝胶形成组合物制得的，所述组合物包含铝硅酸盐 组合物和一种或多种任选的其他成分的。
27. 根据权利要求26的复合材料，其中水性凝胶形成组合物进一 步包含提高膜完整性的有机液体。
28. 根据权利要求26-27的复合材料，其中基于干燥涂层计，铝 硅酸盐组合物为45% - 90%重量。
29. 根据权利要求28的复合材料，其中基于干燥涂层计，铝硅酸 盐组合物为50% - 85%重量。
30. 如前述权利要求26-29中任一项所要求的复合材料，其中干 燥涂层的水份含量不大于40%，优选不大于35%，更优选不大于20 %重量。
31. 如权利要求30中所要求的复合材料，其中干燥涂层的水份含 量为16%重量或更小。
32. 如前述权利要求26-31中任一项所要求的复合材料，其中涂 层进一步包含至少一种金属或金属氧化物，其量为高达干燥涂层重量 的16%，优选高达8%。
33. 如前述权利要求27- 32中任一项所要求的复合材料，其中包 含的有机液体高达干燥涂层重量的16%。
34. 如前述权利要求26- 34中任一项所要求的复合材料，其中铝 硅酸盐的Si: Al摩尔比为3-30，通常高达15,优选高达10。
35. 根据权利要求26- 34中任一项的复合材料的作为结构材料 的用途。
36. 根据权利要求35的用途，用于建筑物中。
37. 根据权利要求26- 34中任一项的复合材料作为绝缘材料的 用途。
38. 根据权利要求37的用途，用在建筑物中。
39. 根据权利要求35 - 36的用途，其中结构材料选自面板、门、 护斗反、天花4反禾口盖瓦。
40. 根据权利要求26- 34中任一项的复合材料作为用于包装的 结构材料的用途。
全文摘要
本发明涉及一种制备阻燃复合材料的方法、一种具有带阻燃性质的涂层的泡沫聚合物复合材料，以及这种复合材料的用途。根据本发明的方法包括下列步骤i)提供泡沫聚合物小球，ii)将涂层施加在步骤i)的小球上，和iii)将如此涂覆的小球成型为所述复合材料。
文档编号C08J9/224GK101258192SQ200680032637
公开日2008年9月3日 申请日期2006年7月24日 优先权日2005年7月26日
发明者A·阿拉雅, C·M·G·M·比伊克, E·P·W·E·斯米特斯, H·J·德斯沃特, J·努尔德格拉夫, P·F·M·伦森, W·P·T·肯珀曼 申请人:俄特西公司