[发明专利]膨胀组合物

说明书

本发明提供具有优异膨胀性质的新型膨胀涂料组合物，其包含有机聚合物、起泡剂和特定添加剂，该添加剂包含两种不同的金属/类金属原子来源的组合。还提供用该膨胀涂料组合物涂布的基底、制备膨胀涂料的方法和针对热/火保护结构的方法。

本申请是申请日为2014年7月11日、申请号为201480039258.0、国际申请号为PCT/EP2014/064891的名称为“膨胀组合物”的中国发明专利申请的分案申请。

本发明涉及具有优异膨胀性质的新型膨胀涂料组合物、用该膨胀涂料组合物涂布的基底、制备膨胀涂料组合物的方法和针对热/火保护结构的方法。

诸如钢之类的许多材料在火中快速丧失其强度并失效。因火造成的“高层”办公楼、油气设施或其它基础设施的结构崩塌以及工艺容器或管道工程破裂在事故升级、财产损失和甚至生命损失方面是灾难性的。

膨胀涂料在许多结构上用于延迟火的效应。该涂料减慢施加该涂料的基底的升温速率。该涂料因此增加结构因火的热而失效前的时间。该额外时间使消防员更有可能将火扑灭或至少在结构失效前施加冷却水。

膨胀涂料通常含有一定形式的树脂粘合剂，例如有机粘合剂聚合物，例如交联聚合物，如环氧树脂或乙烯基甲苯/苯乙烯丙烯酸聚合物。该树脂粘合剂形成硬涂层。该粘合剂还可提供碳源，其在火中可能转化成炭。

此外，膨胀涂料通常含有被称作“起泡剂(spumifics)”或“发泡剂”的添加剂，其在火中释放气体以使炭膨胀成泡沫。可以使用三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺和聚磷酸铵作为起泡剂。

这些涂料的防火性能与由于热的作用形成的多孔炭泡沫有关，该多孔炭泡沫充当其涂布的基底的常规绝热体，增加涂布的结构因火的热而失效所花费的时间。膨胀涂料的防火性能的改进因此使得涂布的结构因火的热而失效所花费的时间延长。

但是，在许多情况下，来自膨胀涂料的炭泡沫没有足够的结构强度并容易被磨蚀或腐蚀破坏。

为了改进强度不足的炭泡沫的强度，可以将各种添加剂，如纤维、硅酸盐、玻璃增强材料添加到膨胀涂料组合物中。参见例如EP 0 568 354。此类添加剂的使用在本领域中被认为不利地影响其它性质，特别例如，通过抑制炭膨胀而不利地影响炭的绝热性能。WO2006/067478公开了包含硅酸铝钾钠和硅酸铝钾中的至少一种的涂料组合物。

一般而言，产生坚固致密的炭的膨胀涂料通常具有差防火性能。另一方面，产生具有良好防火性能的高膨胀炭的膨胀涂料通常产生较弱的炭。因此需要提供同时提供强泡沫炭及良好防火性能的膨胀组合物。

WO96/03854描述了包含两个涂层的膨胀涂料系统。第一涂层形成具有一定韧度和密度的刚性碳素(carbonific)炭泡沫，而第二涂层形成密度约为第一涂层的炭泡沫的密度的一半的绝热碳素炭泡沫。第一层用于防止基底断裂和直接暴露在火条件下(即强度)，第二层用于提供绝热性。但是，WO96/03854没有教导如何使用单一的涂料组合物同时提供强度和绝热性。

因此，本发明的一个目的是提供一种膨胀涂料组合物，其在基底上施加和干燥/固化时以及随后在暴露于(火的)热时，同时提供(i)强泡沫层(到不需要该涂料中的纤维或增强网的程度)和(ii)以及优异的防火性能。

发明概述

本发明人已经发现，在有机膨胀涂料组合物中使用特定量的来自至少两种不同和特定的金属/类金属原子来源的组合的金属/类金属原子增强膨胀涂料的防火性能并且也提供良好的炭强度。但是，还发现，如果该组合物包含过高量的金属/类金属原子，则对该涂料的防火性能具有不利的影响。

意外地，发明人已经发现，以特定量提供至少两种特定和不同的金属/类金属原子来源协同增强膨胀涂料的炭强度而不降低防火性能，以产生与独自使用这些来源之一相比在强度和防火性能方面都惊人地优异的炭泡沫。