膨胀型防火涂料组合物的制作方法

文档序号:19905025发布日期:2020-02-11 14:22阅读:350来源:国知局
本发明涉及膨胀型防火涂料组合物(也称为被动型防火(pfp)涂料)、膨胀型防火多组分涂料产品,使用该防火涂料组合物或该膨胀型防火多组分涂料产品的方法,以及用该膨胀型防火涂料组合物或该膨胀型防火多组分涂料产品涂覆的基材。
背景技术
:膨胀型防火涂料广泛地用于日常生活和工业的各个领域。一般来说,将膨胀型防火涂料施涂于基材表面以改变该基材材料表面的燃烧特性,从而阻滞火灾迅速蔓延。在工业中,将膨胀型防火涂料施涂于例如建筑构件上以提高该构件的耐火极限。与非膨胀型防火涂料不同,膨胀型防火涂料可以以较低的厚度施涂到基材上。当达到燃烧条件,例如高温、氧化性气氛时,膨胀型防火涂料会开始进行化学反应,发生膨胀并产生焦炭,从而在基材上形成高度绝热的厚的保护层。该保护层具有较低的热导率,从而阻止快速热传导。另一个显著的区别是,膨胀型防火涂料不能包含大量的填料和/或颜料,因为这些材料会限制膨胀的发生。然而,仍然需要一种能够抗低温开裂、不完整表观、性能降低,并且在经历低温后仍能保持适当的防火特性,和/或还能够以较薄的厚度涂覆的膨胀型防火涂料。技术实现要素:本发明的发明人经过广泛的实验和不断地努力,发现本发明的组合物能够解决现有技术中的上述问题。在一方面,本发明的膨胀型防火涂料组合物包含至少以下组分的混合物:a)聚合物;b)固化剂;c)碳源;d)发泡剂;e)酸源;f)增强纤维;和g)无机添加剂。在另一方面,本发明的膨胀型防火多组分涂料产品包含:部分a)和部分b),其中部分a)包含聚合物和酸源,部分b)包含固化剂和发泡剂;所述膨胀型防火多组分涂料产品还包含存在于部分a)和/或部分b)中的碳源,存在于部分a)和/或部分b)中的增强纤维,存在于部分a)和/或部分b)中的无机添加剂。现在,下面将更详细地进一步说明本发明。具体实施方式除了任何操作实施例或者另有指示之处外,表示说明书和权利要求中所用的成分、反应条件等的量的全部数字被理解为在全部的情况中是用术语“约”修饰。因此,除非有相反的指示,否则下面的说明书和附加的权利要求中阐明的数字参数是近似的,其可以根据本发明所寻求获得的期望的性能而变化。最起码,和并非打算限制等同原则对权利要求的范围的适用,每个数字参数应当至少按照所报告的有效数字的数值和通过使用通常的四舍五入技术来解释。虽然阐明本发明宽的范围的数字范围和参数是近似值,但是在具体实施例中所述数值是尽可能精确来报告的。但是任何数值本质上包含了由它们各自的测试测量中存在的标准偏差所必然形成的某些误差。同样,应当理解这里所述任何数字范围目的是包括处于其中的全部的子范围。例如范围“1-10”意图包括在所述最小值1和所述最大值10之间(并包括其)的全部子范围,即,具有最小值等于或者大于1和最大值等于或者小于10。如在说明书和所附的权利要求中所用的,冠词“一个”、“一种”和“该”包括复数指代物,除非明确的和不含糊的限制于一个指代物。例如,尽管提到了“一种”聚合物,“一种”固化剂”,“一种”碳源,“一种”发泡剂,“一种”酸源,“一种”增强纤维,“一种”无机添加剂,“一种”涂料组合物等,但是可以使用这些组分中的任何一种或多种。在本文中,术语“烃基”是指仅包含碳和氢原子的基团,其中与碳原子直接连接的一个或多个氢原子可以被其它基团例如-oh、-sh等替换或取代。在本文中,术语“长链烃取代基”是指具有至少6个碳原子的烃基。本文给出的本发明的各种实施方式和实施例均应理解为不对本发明的范围构成限制。本发明中使用的热固性聚合物不受特别限制,其包括但不限于,环氧树脂、丙烯酸类树脂、聚氨酯、聚脲、聚乙烯基类、酚醛树脂、脲甲醛树脂、聚酰亚胺、三聚氰胺树脂、聚酯树脂和氰酸酯树脂。在这些树脂中,特别优选使用环氧树脂、丙烯酸类树脂和/或聚氨酯树脂。聚合物可以与固化剂反应,如下所述。环氧树脂组分包括至少一种多环氧化物。所述多环氧化物具有至少两个1,2-环氧基。通常多环氧化物的环氧当量重量的范围为约80-约2000,典型地约180-500。环氧化合物可以是饱和或不饱和、环状或无环、脂族、脂环族、芳族或杂环。它们可含有取代基,例如卤素、羟基、和醚基。多环氧化物的例子是具有大于1或通常为约2的1,2-环氧当量的那些;即,平均每分子具有两个环氧基的多环氧化物。最常用的多环氧化物为,例如,多元酚的多缩水甘油醚,所述多元酚例如2,2-双-(4-羟基苯基)丙烷(双酚a)、间苯二酚、对苯二酚、苯二甲醇、间苯三酚、和邻苯二酚;或多元醇的多缩水甘油醚,所述多元醇例如脂环族多醇,例如1,2-环己烷二醇、1,4-环己烷二醇、2,2-双(4-羟基环己基)丙烷、1,1-双(4-羟基环己基)乙烷、2-甲基-1,1-双(4-羟基环己基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3-叔丁基环己基)丙烷、1,3-双(羟甲基)环己烷和1,2-双(羟甲基)环己烷。脂族多醇的例子包括,尤其是,三甲基戊烷二醇和新戊二醇。特别合适的多环氧化物具有少于200克/当量的环氧当量重量。例子包括商购自hexioninc.的epon828。本发明中使用的丙烯酸类树脂包括丙烯酸或甲基丙烯酸的一种或多种烷基酯、任选地与一种或多种其它能聚合的烯属不饱和单体的共聚物。可用的丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯包括烷基基团中含有1-30个和优选4-18个碳原子的脂族烷基酯。非限制性的实例包括甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸乙酯,甲基丙烯酸丁酯,丙烯酸乙酯,丙烯酸丁酯和丙烯酸2-乙基己酯。合适的其它能共聚的烯属不饱和单体包括乙烯基芳族化合物,例如苯乙烯和乙烯基甲苯;腈类例如丙烯腈和甲基丙烯腈;卤乙烯和偏二卤乙烯(vinylidenehalide)例如氯乙烯和偏氟乙烯,以及乙烯基酯例如乙酸乙烯酯。丙烯酸类共聚物可以包括羟基官能团,其经常通过在用于制备共聚物的反应物中包括一种或多种羟基官能的单体来引入聚合物。有用的羟基官能的单体包括丙烯酸羟烷基酯和甲基丙烯酸羟烷基酯,典型地在羟烷基基团中具有2-4个碳原子,例如丙烯酸羟基乙酯,丙烯酸羟基丙酯,丙烯酸4-羟基丁酯,己内酯与丙烯酸羟烷基酯或相应的甲基丙烯酸酯的羟基官能的加合物,以及下述β-羟基酯官能的单体。丙烯酸类聚合物也可以用n-(烷氧基甲基)丙烯酰胺和n-(烷氧基甲基)甲基丙烯酰胺制备。β-羟基酯官能的单体可以由烯属不饱和环氧官能的单体和具有约5-约20个碳原子的羧酸制备,或由烯属不饱和酸官能的单体和不能与该烯属不饱和酸官能的单体聚合的含有至少5个碳原子的环氧基化合物制备。本发明中使用的聚合物也可以为聚氨酯树脂。在聚氨酯中,可以使用的是聚合物多元醇,其是通过聚酯多元醇或者丙烯酸类多元醇例如上述那些与多异氰酸酯反应,以使得oh/nco当量比大于1:1,以使得产物中存在游离羟基来制备的。适于形成含活性氢的阳离子聚合物的聚氨酯聚合物另外的例子包括聚氨酯,聚脲和聚(氨酯-脲)聚合物,其是通过聚醚多元醇和/或聚醚多胺与多异氰酸酯反应来制备的。这样的聚氨酯聚合物描述在美国专利no.6248225中。在本发明的膨胀型防火涂料组合物中,聚合物的量为10-40重量%,基于膨胀型防火涂料组合物的总重量计,例如为15-38重量%、22-36重量%、23-30重量%。或者,聚合物在本发明的涂料组合物中的含量可以为10、11、12、13、14、15、16、17、18、19重量%至30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40重量%。上述范围的各端点值可以任意组合来限定聚合物在本发明的膨胀型防火涂料组合物中的含量。本发明中使用的固化剂没有特别限制,只要其与本发明中使用的聚合物反应并使其固化即可。合适的固化剂包括胺类、聚酰胺、多环氧化物、聚醚胺和多元醇等。胺类固化剂是广泛用于环氧树脂、丙烯酸类树脂和聚氨酯树脂的有机多胺类化合物。具体的胺类固化剂包括多胺,其实例包括,但不限于,二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、异佛尔酮二胺、间亚二甲苯基二胺、间亚苯基二胺、1,3-双(氨基乙基)环己烷、双(4-氨基环己基)甲烷、n-氨基乙基哌嗪、4,4’-二氨基二苯基甲烷、4,4’-二氨基-3,3’-二乙基二苯基甲烷和二氨基二苯基砜。可以使用这些多胺固化剂的商业级别的产品。另外,还可以使用任何上述多胺的加合物。多胺的加合物是通过使多胺与合适的反应性化合物、例如环氧树脂反应来形成的。这样的反应会降低固化剂中的游离胺含量,使其更适于在低温和/或高湿度的环境下使用。作为固化剂,还可以使用各种聚醚胺,例如可购自huntsman公司的各种jeffamine,包括,但不限于,jeffamine600、jeffamine1000、jeffamine2005和jeffamine2070等。作为固化剂,还可以使用各种聚酰胺。一般来说,聚酰胺中含有二聚脂肪酸与聚乙烯胺的反应产物,以及少量的单体脂肪酸。二聚脂肪酸由单体脂肪酸的低聚来制备。聚乙烯胺可以为任何高级聚乙烯胺,例如二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺等,其中最常用的为二亚乙基三胺。聚酰胺作为固化剂时,其可以使涂料具有耐腐蚀性与防水性的良好平衡。此外,聚酰胺还可使涂料具有良好的挠性、适当的固化速率和其它有利因素。在本发明的膨胀型防火涂料组合物中,固化剂的量通常为10-30重量%,基于膨胀型防火涂料组合物的总重量计,例如为15-20重量%、16-19重量%、17-19重量%。或者,固化剂在本发明的涂料组合物中的含量可以为10、11、12、13、14或15重量%至18、19、20、21、22、23、24或25重量%。上述范围的各端点值可以任意组合来限定各种固化剂在本发明的膨胀型防火涂料组合物中的含量。本发明的膨胀型防火涂料组合物中还可包含固化促进剂。固化促进剂是一类能加速树脂固化,降低固化温度,缩短固化时间的物质。典型的固化促进剂包括脂肪族胺促进剂,例如三乙醇胺、三亚乙基二胺等;酸酐促进剂,例如bdma、dbu等;聚醚胺催化剂;锡类促进剂,例如二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡等。在本发明的一种实施方式中,固化促进剂为ancaminek54,可购自airproducts。在本发明的膨胀型防火涂料组合物中,固化促进剂的量为2-5重量%,例如2-3重量%,基于膨胀型防火涂料组合物的总重量计。本发明的膨胀型防火涂料组合物中还包含碳源。碳源在暴露于火或热时转化成焦炭,从而在基材上形成防火保护层。根据本发明,碳源可以为例如芳香族化合物和/或妥尔油脂肪酸(tofa)。本发明的发明人出乎意料地发现,当将包括芳香族化合物和/或妥尔油脂肪酸的碳源用作本发明的膨胀型防火涂料中的碳源时,所得膨胀型防火涂料不但具有与现有技术的同类型膨胀型防火涂料相当、甚至更好的防火性能,而且还能够在经历低温后仍然保持这些需要的性能。还应当理解,聚合物也可以是碳源。本发明中使用的芳香族化合物包含至少一个芳环,例如2、3、4个芳环。所述芳环可以为例如苯环、萘环、蒽环、或菲环。本发明中使用的芳香族化合物可包含至少一个官能取代基,例如羟基、羧基、巯基、氨基等,所述官能取代基可直接连接到芳环上。本发明中使用的芳香族化合物可以包括双酚类化合物和带有长链烃取代基的芳香族化合物。具体来说,可以在本发明中使用的双酚类化合物包括,但不限于,双酚a、双酚b和双酚f中的一种或多种。可使用带有长链烃取代基的芳香族化合物作为碳源。本发明中使用的带有长链烃取代基的芳香族化合物包含至少1个芳环,例如2、3、4个芳环。所述芳环可以为例如苯环、萘环、蒽环、菲环,其中苯环是特别合适的。在本文中,术语“长链烃取代基”是指具有至少6个碳原子的烃基。由于具有长链烃取代基的芳香族化合物在暴露于火或热时可以产生较多的焦炭,因此其在本发明中是特别合适的。所述长链烃取代基可以是饱和或不饱和的烃基。所述长链烃基可以是具有6-20个碳原子的直链或支链的烷基和/或烯基和/或炔基。例如,所述长链烃基具有6-18个碳原子,或6-15个碳原子。所述长链烃基可具有6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20个碳原子。所述长链烃基可包含1-3个不饱和键,例如双键和炔键。在本发明的一种实施方式中,所述长链烃基包含1-3个双键。例如,所述长链烃基可以为,比如,具有1、2或3个双键的6-20个碳原子的长链烃基,具有1或2个双键的6-20个碳原子的长链烃基,具有1或2或3个双键的6-15个碳原子的长链烃基,具有1或2个双键的6-15个碳原子的长链烃基。本发明中使用的带有长链烃取代基的芳香族化合物可包含至少一个官能取代基,例如羟基、羧基、巯基、氨基等。所述至少一个官能取代基可直接连接到芳环上和/或连接到长链烃取代基上。换句话说,本发明中使用的带有长链烃取代基的芳香族化合物可以为官能取代基取代的带有长链烃取代基的芳香族化合物,例如,带有长链烃取代基的苯酚、苯二酚(包括邻、间、和对位);带有长链烃取代基的苯甲酸;带有长链烃取代基的苯二甲酸(包括邻、间、和对位);带有长链烃取代基的苯胺;带有长链烃取代基的苯二胺(包括邻、间、和对位)等。在本发明的膨胀型防火涂料组合物中,碳源的量为至多18重量%,基于膨胀型防火涂料组合物的总重量计,例如为10-18重量%、11-17重量%、或12-16重量%。或者,碳源在本发明的涂料组合物中的含量可以为10、11、12、13重量%至15、16、17、18重量%。上述范围的各端点值可以任意组合来限定各种碳源在本发明的膨胀型防火涂料组合物中的含量。所述带有长链烃取代基的芳香族化合物为腰果酚(cardanol)。腰果酚是一种从腰果壳中提取出的有益成分,其可具有例如以下结构。目前,在涂料领域中腰果酚可以代替或者部分代替苯酚用于制造环氧树脂和酚醛树脂等。作为一种新型的低粘度和多用途的树脂改性剂和加速剂,腰果酚已被广泛用于包括海洋防腐、和地板涂料在内的应用中。由于腰果酚具有低毒性、低挥发性和颜色清淡的优点,并且其还是源自天然来源,其是理想的可再生的、非食品原料,因此具有广阔的应用前景。本发明的发明人出乎意料地发现,当将腰果酚用作本发明的膨胀型防火涂料中的碳源时,所得膨胀型防火涂料可实现优异的防火性能,而且在经历低温后仍然保持这些需要的性能。可用于本发明的腰果酚的市售产品很多。代表性的市售产品包括,但不限于,cardolitenx-4708,其可购自卡德莱公司;以及化大赛高公司(hdsgbeijingtechnologyco.,ltd.)生产的腰果酚产品等。在本发明的膨胀型防火涂料组合物中,腰果酚的量为至多18重量%,基于膨胀型防火涂料组合物的总重量计,例如为10-18重量%、11-17重量%、或12-16重量%。或者,腰果酚在本发明的涂料组合物中的含量可以为10、11、12、13重量%至15、16、17、18重量%。上述范围的各端点值可以任意组合来限定腰果酚在本发明的膨胀型防火涂料组合物中的含量。可用于本发明的另一种示例性碳源为妥尔油脂肪酸(tofa)。tofa主要是油酸、亚油酸及其异构体的混合物。它不溶于水,但溶于乙醚、和乙醇。妥尔油脂肪酸的等级主要由它所含的松香酸及不皂化物的量、颜色和颜色稳定性决定。tofa源自造纸过程中使用的木料,其中的脂肪酸和松香酸以钠皂形式溶解在碱液中得到“黑液皂”,再用酸处理就得到粗妥尔油脂肪酸。粗妥尔油经进一步蒸馏等可转化成精制妥尔油脂肪酸。可用于本发明的妥尔油脂肪酸的市售产品很多。代表性的市售产品包括,但不限于,可购自arizonachemicalco.的sylfattm系列,包括sylfattm2、sylfattm2c、sylfattmfa1和sylfattmfa2等。在本发明的膨胀型防火涂料组合物中,妥尔油脂肪酸的量为至多18重量%,基于膨胀型防火涂料组合物的总重量计,例如为10-18重量%、11-17重量%、或12-16重量%。或者,妥尔油脂肪酸在本发明的涂料组合物中的含量可以为10、11、12、13重量%至15、16、17、18重量%。上述范围的各端点值可以任意组合来限定妥尔油脂肪酸在本发明的膨胀型防火涂料组合物中的含量。本发明的膨胀型防火涂料组合物包含泡沸剂(也称为发泡剂)。泡沸剂在遇到火或热时产生不可燃的气体,通常为氮气。产生的气体使得衍生自碳源的焦炭膨胀,从而形成类似泡沫的保护层。可在本发明的各种实施方式中使用的泡沸剂包括,但不限于,三聚氰胺类和含硼化合物。可在本发明的各种实施方式中使用的三聚氰胺类泡沸剂包括,但不限于,三聚氰胺和三聚氰胺的衍生物。三聚氰胺的衍生物在本领域中是熟知的,其包括,例如,三聚氰胺的盐,比如三聚氰胺氰尿酸盐,三聚氰胺甲醛,羟甲基化的三聚氰胺,六甲氧基甲基三聚氰胺,三聚氰胺单磷酸盐,二(三聚氰胺磷酸盐),三聚氰胺磷酸二氢盐等。可在本发明中用作泡沸剂的含硼化合物包括,但不限于,硼酸,以及硼酸盐,例如五硼酸铵、硼酸锌、硼酸钠、硼酸锂、硼酸铝、硼酸镁和硼硅酸盐。在本发明的膨胀型防火涂料组合物中,泡沸剂的量通常为5-30重量%,基于膨胀型防火涂料组合物的总重量计,例如为5-20重量%、5-15重量%、或5-10重量%。或者,泡沸剂在本发明的涂料组合物中的含量可以为5、6、7、8、9或10重量%至15、16、17、18、19或20重量%。上述范围的各端点值可以任意组合来限定泡沸剂在本发明的膨胀型防火涂料组合物中的含量。本发明的膨胀型防火涂料组合物包含酸源。所述酸源在本发明的涂料暴露于火或热时产生酸。合适的酸源包括,但不限于,含磷的酸源和含硫的酸源。所述含磷的酸源包括磷酸盐,比如磷酸钠、磷酸钾或磷酸铵,多磷酸铵(app),磷酸单铵,磷酸氢二铵,磷酸三氯乙酯(tcep),磷酸三氯丙酯(tcpp),焦磷酸铵,磷酸三苯酯等。含硫的酸源包括磺酸盐,比如磺酸钠、磺酸钾或磺酸铵,对甲苯磺酸盐,硫酸盐,比如硫酸钠、硫酸钾或硫酸铵。在本发明的膨胀型防火涂料组合物中,酸源的量通常为5-30重量%,基于膨胀型防火涂料组合物的总重量计,例如为5-25重量%、5-20重量%、或5-15重量%。或者,酸源在本发明的涂料组合物中的含量可以为5、6、7、8、9或10重量%至15、16、17、18、19、20重量%。上述范围的各端点值可以任意组合来限定各种酸源在本发明的膨胀型防火涂料组合物中的含量。替代地或另外,含硼化合物可以在本发明的膨胀型防火涂料组合物中充当泡沸剂和酸源二者。在那种情况下,基于膨胀涂料组合物的总重量计,含硼化合物的量通常为10-60重量%,例如10-40重量%,10-30重量%或10-20重量%。或者,本发明的涂料组合物中的含硼化合物的量可以为10、11、12、13、14或15wt%至25、26、27、28、29或30wt%。上述范围的各端点值可以任意组合来限定本发明的膨胀涂料组合物中的含硼化合物的量。例如,五硼酸铵在加热时既可贡献酸源(硼酸),又可有助于炭化过程。本发明的膨胀型防火涂料组合物包含一种或多种增强纤维。可在本发明的膨胀型防火涂料组合物中使用的纤维没有特别限制,包括,但不限于,无机纤维和有机纤维。典型的无机纤维包括:碳化物纤维,例如碳化硼纤维、碳化硅纤维、碳化铌纤维等;氮化物纤维,例如氮化硅纤维;含硼纤维,例如硼纤维、硼化物纤维;含硅的纤维,例如硅纤维、氧化铝-硼-二氧化硅纤维、e-玻璃(无碱铝硼酸盐)纤维、c-玻璃(无碱或低碱性碱石灰-铝硼硅酸盐)纤维、a-玻璃(碱性-碱石灰-硅酸盐)纤维、s-玻璃纤维、无机玻璃纤维、石英纤维等。玻璃纤维可包括e-玻璃纤维、c-玻璃纤维、a-玻璃纤维、s-玻璃纤维等。可使用的无机纤维还包括陶瓷纤维。陶瓷纤维又称硅酸铝纤维,因其主要成分之一是氧化铝,而氧化铝又是陶瓷的主要成分,所以它们被叫做陶瓷纤维。添加氧化锆或氧化铬,可以使陶瓷纤维的使用温度进一步提高。陶瓷纤维的重量轻,耐高温,热稳定性良好,导热率低,可用于各种涉及高温、高压和/或易磨损的环境中。可使用的无机纤维还包括玄武岩纤维。玄武岩纤维是玄武岩石料在1450℃-1500℃熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维,并且它们具有与s-玻璃纤维相当的高强度。在本发明的膨胀型防火涂料组合物中,增强纤维的量通常为至多5重量%,基于膨胀型防火涂料组合物的总重量计,例如为至多4重量%、至多3重量%、至多2重量%。或者,增强纤维在本发明的涂料组合物中的含量可以为1或2重量%至3、4或5重量%。上述范围的各端点值可以任意组合来限定各种增强纤维在本发明的膨胀型防火涂料组合物中的含量。本发明的膨胀型防火涂料组合物包含一种或多种无机添加剂。所述无机添加剂包括,但不限于,apb、zb、氧化铝、氧化镁、氢氧化铝、氢氧化镁和无机硼化合物。可用于本发明的无机硼化合物包括,但不限于,硼酸,以及硼酸盐,例如五硼酸铵、硼酸锌、硼酸钠、硼酸锂、硼酸铝、硼酸镁和硼硅酸盐。在本发明的膨胀型防火涂料组合物中,无机添加剂的量为15重量%-40重量%,基于膨胀型防火涂料组合物的总重量计,例如为15重量%-35重量%、15重量%-30重量%、或15重量%-25重量%。或者,无机添加剂在本发明的涂料组合物中的含量可以为15、16、17、18、19、20、21、22、23或24重量%至31、32、33、34、35、36、37、38、39或40重量%。上述范围的各端点值可以任意组合来限定无机添加剂在本发明的膨胀型防火涂料组合物中的含量。本发明的膨胀型防火涂料组合物还可进一步包含另一种或多种任选的成分和/或添加剂,例如溶剂、其它固化催化剂、颜料或其它着色剂、增强剂、触变剂、加速剂、表面活性剂、增塑剂、增量剂、稳定剂、腐蚀抑制剂、稀释剂、位阻胺光稳定剂、uv光吸收剂、粘合促进剂和抗氧化剂。备选地,上述成分和/或添加剂也可以用于与本发明的膨胀型防火涂料组合物中的其它组分一起形成本发明的膨胀型防火涂料组合物所包含的混合物。本发明的膨胀型防火涂料组合物可以通过本领域技术人员熟知的任何方法制备。在制备本发明的涂料组合物的方法中,可以将上述各组分按期望的比例混合。在一种实施方式中,将上述各组分依次加入容器中,然后进行搅拌,直到均匀。对于各组分的加料顺序没有特别限制。本发明还涉及膨胀型防火多组分涂料产品,其中本发明的膨胀型防火多组分涂料产品包含:部分a)和部分b),其中部分a)包含聚合物和酸源,部分b)包含固化剂和发泡剂;所述膨胀型防火多组分涂料产品还包含存在于部分a)和/或部分b)中的碳源,存在于部分a)和/或部分b)中的增强纤维,存在于部分a)和/或部分b)中的无机添加剂。本说明书以上对所述各组分的描述和说明也适用于本发明的膨胀型防火多组分涂料产品中的各组分。例如,上述本发明的膨胀型防火涂料组合物中各组分的所述量也适用于本发明的膨胀型防火多组分涂料产品中的各相应组分,但是基于所述组合产品的总重量计。如本领域所知,这样的组合产品有时也被称为双组分或“2k”涂料。然而,本发明的膨胀型防火多组分涂料产品并不限于仅包含部分a)和部分b),其还可包含含有其它组分的另外的一个或多个部分。任选地,本发明的膨胀型防火多组分涂料产品还可额外包含多种任选的成分和/或添加剂,例如溶剂、其它固化催化剂、颜料或其它着色剂、增强剂、触变剂、加速剂、表面活性剂、增塑剂、增量剂、稳定剂、腐蚀抑制剂、稀释剂、位阻胺光稳定剂、uv光吸收剂、粘合促进剂和抗氧化剂。本领域技术人员能够知道,这些任选的成分和/或添加剂能够存在于本发明的膨胀型防火多组分涂料产品中的部分a)和/或部分b)和/或另外的任选的一个或多个部分中。通过施加本发明的涂料组合物和/或产品而获得的膨胀型防火涂料可具有良好的耐低温性能,同时具有优异的防火性能。另外,通过施加本发明的涂料组合物和/或产品获得的涂料也可以具有良好的耐候性,可以单独使用,即不添加任何面漆,以满足norsokm501的要求。本发明进一步涉及涂覆的基材,其中所述基材包含具有至少一个可涂覆的表面和施涂到所述基材的至少一个表面的本发明的膨胀型防火涂料组合物和/或本发明的膨胀型防火多组分涂料产品。合适的基材包括刚性金属基材,例如黑色金属、铝、铝合金、铜和其它金属和合金基材。用于实施本发明的黑色金属基材可包括铁、钢和其合金。有用的钢材料的非限制性实例包括冷轧钢、镀锌(锌涂覆的)钢、电镀锌钢、不锈钢、酸浸钢,锌-铁合金例如galvanneal,以及它们的组合。还可使用黑色与有色金属的组合或复合材料。根据本发明的基材包括复合材料,例如塑料或玻璃纤维复合材料。在基材的表面上沉积任何涂料组合物之前,虽不是必须,但一般实践来说,要通过彻底清洁表面和将表面去油脂来从表面去除外来物质。这样的清洁典型地在将基材形成(冲压、焊接等)最终使用形状之后进行。基材的表面可以通过物理或化学方式清洁,例如以机械方式打磨表面或用市售的碱性或酸性清洁剂清洁/去油脂,所述碱性或酸性清洁剂是本领域技术人员熟知的,例如偏硅酸钠和氢氧化钠。清洁剂的非限制性实例为chemkleen163,一种基于碱的清洁剂,可购自ppgindustries,inc。清洁步骤后,基材可用去离子水、溶剂或漂洗剂的水溶液漂洗,从而去除任何残余物。基材可以空气干燥,例如,通过使用气刀,通过将基材简短暴露于高温而闪蒸掉水,或通过使基材通过挤干辊之间。基材可为裸露的(bare)、经清洁的表面;它可能是带油的,用一种或多种预处理组合物预处理的和/或用一种或多种涂料组合物、底漆、面漆等预涂的,预涂可通过任何方法,包括但不限于电沉积、喷涂、浸涂、辊涂、幕涂等。本发明还涉及涂覆本发明的涂料组合物或涂料组合产品的方法。使用本发明的涂料组合物的方法包括将组分a)至g)混合以得到涂料混合物,然后将该涂料混合物施涂到基材。使用本发明的涂料组合产品的方法包括将部分a)和部分b)混合以得到涂料混合物,然后将该涂料混合物施涂到基材。本发明的涂料组合物可通过许多方法中的一种或多种施涂到基材,所述方法包括喷涂、浸涂/浸渍、刷涂或流涂,但其最经常通过喷涂来施涂。可以使用用于气动喷涂和静电喷涂的通常的喷涂技术和设备以及手动或自动方法。涂层典型地具有的干膜厚度为0.1-20mm,例如0.5-20mm、0.5-18mm、或0.8-16mm。备选地,本发明的涂料组合物的涂层厚度可为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8或0.9mm至10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20mm。备选地,本发明的涂料组合物的涂层厚度可为1、2、3、4、5或6mm至10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20mm。上述范围的各端点值可以任意组合来限定本发明的膨胀型防火涂料组合物在其所涂覆的基材上的涂层厚度。本发明还涉及碳源在改进膨胀型防火涂料组合物的耐低温性能方面的用途,其中所述碳源如上所述。防火性能的测试本发明的膨胀型防火涂料组合物的防火性能的测试是通过以下方式进行的。将本发明的膨胀型防火涂料组合物涂覆在基材上,然后在室温下固化24-48小时。接着依照ul1709标准中所述的加热曲线化对本发明的膨胀型防火涂料组合物形成的涂层进行防火测试,该标准的全部内容通过引用纳入本申请。以下实施例意图展示本发明的各种实施方式,但不应解释为以任何方式限制本发明。实施例膨胀型防火涂料组合物的制备:在烧杯中按如下表1中列出的组分及重量分别配制本发明的膨胀型防火涂料组合物和比较膨胀型防火涂料组合物,其中样品1为比较膨胀型防火涂料组合物,样品2和3为本发明的膨胀型防火涂料组合物。表1低温抗开裂性能测试:采用长400mm、宽120mm、高120mm、和厚3.5mm的t型钢作为试验件。将该t型钢表面喷砂处理并涂上环氧富锌底漆。然后将以上制备的膨胀型防火涂料涂样品1-3以及市售产品1(chartek1709)、2(chartek7)和3(jotachar750)(分别来自akzonobel)分别涂覆在该t型钢的表面上,膜厚为15mm。将由此准备的t型钢放置在室温固化24小时,然后在60摄氏度固化4小时。然后将试验件经历40次下述冷冻循环:在零下20摄氏度的冰箱中12小时;之后从冰箱中拿出并立即放置在40摄氏度的烘箱中12小时。每次循环后,目视观察每种涂覆样品的表面状况,并记录发现涂层开裂和或/与基材剥离前每种涂覆样品所经历的循环次数,结果记录于下表2中。通过是指40个循环后漆膜不开裂且与基材不剥离。需要说明的是,当循环次数记录报导为40时,表示该涂覆样品已经经历了40个冷冻循环并且没有发生涂层开裂和或/与基材剥离,并且此时实验停止。表2样品1样品2样品3市售产品1市售产品2市售产品3循环次数14040221以上结果表明,本发明的膨胀型防火涂料组合物具有出乎意料的优异的耐低温性能,能够经历至少40次的冷冻循环。耐池火性能的测试烧火测试将以上制备的膨胀型防火涂料涂样品1-3以3mm的膜厚度涂覆在2英尺的w10x49型钢上,在室温固化48小时,之后进行烧火测试。根据ul1709中加热曲线对样品进行池火测试。当钢温度达到538摄氏度时,记录此时经历的时间,并将结果报导于下表3中作为保护时间段。表3样品1(比较)样品2样品3保护时间段(分钟)152932根据以上表3中报导的结果可知,本发明的膨胀型防火涂料组合物具有与现有技术的膨胀型防火涂料相比相当的,甚至更好的防火性能。虽然以上已为了说明的目的描述了本发明特定的实施方式,但对本领域技术人员明显的是,可作出本发明细节的多种变体,但不会背离所附权利要求中限定的本发明的范围。当前第1页1 2 3 
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