耐火涂料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明关注于阻燃或耐火涂料，可通过将涂料喷射在表面上来涂覆该阻燃或耐火涂料。该涂料是化学剥落蛭石和热剥落蛭石的混合物的稳定分散的悬浮液。该涂料能够提供这样的性能:显著地超过根据BS476第6部分和第7部分或等价于欧洲BSEN 11925BSEN13823测试的所需的“O”级阻燃性。
【背景技术】
[0002]阻燃涂料可被涂覆至高风险区域中诸如船舶或潜艇中的甲板下部或建筑物或其他结构中的其他高风险区域的可燃表面，在这些区域中，火势的蔓延将是灾难性的，例如邮轮、地下铁路系统和机场。阻燃涂料可在建设过程中涂覆，但是也可被涂覆到现有的表面，例如具有需要保护雕刻木材的现有商业环境或文物遗产环境以提供防火的保护。
[0003]可能的是，出于美观的原因，在不损害所需的蛭石保护涂层的性能的情况下，利用着色涂料涂抹阻燃涂料的喷射层的顶部。
【发明内容】
[0004]本发明涉及细膨胀的蛭石颗粒的水性悬浮液的应用，该细膨胀蛭石颗粒已经被如此配制，使得悬浮液可通过将悬浮液喷射在表面上来涂覆该悬浮液以极大地改善表面的防火性。优选地，该悬浮液被如此配制，使得该悬浮液不会在供应其的容器内沉淀，从而其对待涂布的表面的粘附力是良好的，并且从而最大限度地降低其在垂直表面上的流动性。
[0005]阻燃涂料的水性悬浮液的基础材料是蛭石，蛭石是化学式为(Mg, Fe, Al) 3 (Al, Si) 4010 (OH) 2.4H20的天然存在的矿物质。通过热处理或化学处理，蛭石可膨胀而形成剥落的(膨胀的)蛭石。该阻燃涂料可具有在5%和35%之间的剥落蛭石，更优选在15%和25%之间的剥落蛭石，诸如约20%的剥落蛭石的固体含量。
[0006]剥落的蛭石颗粒可悬浮在稳定的水性分散系中。膨胀蛭石的水性悬浮液已被用于防火柔性材料，诸如纸张和布。US6，309，740给出了用于制造膨胀蛭石的水性悬浮液的方法，并且公开了将化学剥落的蛭石的水性悬浮液作为第二层喷射涂布至第一水泥防火组合物涂层的用途。
[0007]本发明涉及细膨胀蛭石的水性悬浮液作为用于需要增强其阻燃性的基底表面的喷射涂料的用途。悬浮液中蛭石含量优选被配制用于喷射涂覆，并且当涂覆垂直表面时，最大限度地降低其流动性。
[0008]优选地，蛭石是非常细的，粒径在I纳米至1000微米之间，并且优选地不超过300微米。分散系的D90粒径优选地在100微米至300微米的范围内，更优选140微米至250微米的范围内，尤其是160微米至200微米的范围内。蛭石固体含量是化学剥落的蛭石和热剥落的蛭石的混合物。优选地，化学剥落的蛭石为总蛭石含量的75被％和99wt%之间，优选在88?1:%和96wt%之间，诸如95wt%，并且热剥落的輕石含量为总輕石含量的25wt%和Iwt%之间，更优选在12?1:%和4wt%之间，诸如5wt%。
[0009]当在布氏测试机，6号转子(bob)在20rpm下测量时，具有在5，500cps至10, OOOcps范围内的粘度的化学剥落的蛭石和机械剥落的蛭石的混合物的悬浮液作为具有良好粘附性和无流动性质的阻燃涂料或耐火涂料对于喷射涂覆是优选的。优选地，如此测量的粘度不小于8，OOOcps，更优选不小于8，400cps，诸如至少8，500cps。优选地，粘度不大于9, OOOcps，优选不大于8, 700cps，诸如至多8, 600cps。
[0010]尽管不包括额外的添加剂的蛭石的合适的水性悬浮液提供了阻燃涂料，但是该悬浮液可额外地包含在喷射涂料中常规使用的其他添加剂，诸如，抗沉淀剂和抗絮凝剂以增强所提供的性能，这些添加剂在整个持续期中并不影响蛭石保持悬浮的能力或者损坏其阻燃特性。优选地，如果将悬浮液在室温诸如在5至35摄氏度之间，例如20摄氏度下，静止至少6个月，更优选至少12个月，尤其24个月或更长，蛭石将保持悬浮。
[0011]常规阻燃涂料依赖于对其涂覆的易燃表面产生阻挡层的惰性化合物的存在，并且依赖于这样的事实:尽管暴露至热和火中，它们不容易从其涂覆的表面脱离。
[0012]水性分散蛭石喷射涂料以以下四种方式实现其阻燃性和耐火性。
[0013](I)干燥的水性蛭石分散系使得已经涂覆有水性蛭石分散系的表面隔离，从而当表面暴露至热能中时，防止其达到其自身的着火温度。
[0014](2)干燥的水性蛭石分散系提供了耐氧阻挡层，从而即使已经涂覆有阻燃涂料的易燃材料确实达到了着火温度，然而由于缺氧，其也不会燃烧。
[0015](3)干燥的水性蛭石分散系是惰性的，并且将承受高达1200摄氏度的温度而不降解。甚至在1350摄氏度下，其也不会燃烧而仅仅是自身烧结，并且尽管以较小的程度，这种烧结仍然提供对火穿透的阻挡，并且继续进行隔热。
[0016](4)在上述(3)所提及的烧结过程中，由于蛭石颗粒的平板状结构的性质，如在低温条件下，在显微镜下可以看到的，蛭石颗粒是结合在一起，所以蛭石具有在其表面上自身愈合任何开口的倾向，从而保持对氧穿透的阻挡。
【附图说明】
[0017]通过下列描述以及仅示例性给出的附图，将更清晰地理解本发明，其中:
[0018]图1为Dupr6Minerals Limited开发的輕石分散系DM651的说明性尺寸分布图表。
【具体实施方式】
[0019]DM651是由Dupr6Minerals Limited开发的，用于利用化学膨胀輕石和热膨胀輕石的混合物喷射涂覆的目的，该化学膨胀蛭石和热膨胀蛭石在受控粒径范围内具有95%至5 %的比例，并且这些固体构成水性溶液的20wt % ο蛭石能够在这种分散系中保持悬浮持续诸如几个月或一年或两年或更长的持续期。来自Dupr6Minerals Limited的DM651具有图1中示出的用于说明目的的尺寸分布。颗粒范围为从纳米尺寸至1000微米，大部分的蛭石为约300微米的尺寸。为了喷射阻燃涂料介质的目的，粒径分布应当是这样的:蛭石在整个持续期中可保持悬浮，从而当由不通风或通风的常规喷射装置运行时，将提供合适的喷射；当喷射时将保持良好的涂布能力；并且当喷射时将提供良好的热隔离并且形成氧阻挡性。
[0020]适用于该目的的蛭石粒径范围为至多2000微米，优选小于1000微米，并且更优选300微米或更小。优选地，至少90wt%并且更优选95?1:%的輕石颗粒应当不大于300微米，并且优选在300微米且小于I微米之间。在优选的实施方式中，蛭石颗粒具有在50微米至300微米之间，优选在100微米和250微米之间，更优选在150微米和200微米之间的D90。輕石可以在Iwt%至40wt%之间，优选1wt%至30wt%，并且更优选15?1:%至25wt%，尤其约20wt%存在于合适的悬浮液中。
[0021]尽管蛭石的水性悬浮液不具有额外的添加剂，并且特别地，在去离子水或蒸馏水中的悬浮液提供了优良的无毒性喷射介质，但是悬浮液可额外地包含在喷射涂料中常规使用的其他添加剂，诸如，抗沉淀剂和抗絮凝剂以增强性能，并且添加剂增强了悬浮液的稳定性。优选地，添加剂不会对在整个持续期中对蛭石保持悬浮的能力产生不利的影响，并且优选地当喷射以形成保护性的阻燃的惰性且热绝缘的涂层时，应当不影响悬浮液的能力。
[0022]下列实施例用于说明蛭石悬浮液作为能够喷射的挡火材料的优点。
[0023]实施例1-沃灵顿蓝板测试(Warrington Blue board test)
[0024]在Exova Warrington进行蓝板BS 476第6部分和第7部分着火点测试。
[0025]制备方法
[0026]利用具有3通路的喷枪，工业不通风喷枪，429喷嘴将DM651蛭石分散系喷射蓝板。随后在测试前，在室温下干燥样品直至停止重量损失。
[0027]测试-BS 476第6部分
[0028]在第6部分测试中，将蓝板样品放置在框架中，并且用螺栓固定在全封闭测试平台中。在打开辐射加热器之前，通过平台底部的燃烧器杆将火焰施加至测试片以点燃该测试样品。
[0029]随着测试片燃烧，以设定的间隔测量温度的升高，并进行记录。从测量的样品温度中扣除校准