[發(fā)明專利]制備阻燃復(fù)合材料的方法和如此獲得的復(fù)合材料

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680032637.2
• 申請日: 2006-07-24
• 公開（公告）號: CN101258192A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·努爾德格拉夫;P·F·M·倫森;C·M·G·M·比伊克;W·P·T·肯珀曼;H·J·德斯沃特;A·阿拉雅;E·P·W·E·斯米特斯
• 申請（專利權(quán)）人: 俄特西公司
• 主分類號: C08J9/224
• 分類號: C08J9/224;C08J9/232;C09K21/14
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所
• 代理人: 孟凡宏

本發(fā)明涉及一種制備阻燃復(fù)合材料的方法、一種具有帶阻燃性質(zhì)的涂層的泡沫聚合物復(fù)合材料，以及這種復(fù)合材料的用途。

US?5?462?699涉及一種除其他用途之外還用于建筑材料的阻燃劑組合物，所述組合物含有硅酸鹽、水和表面活性劑。

制造用于施用在泡沫聚合物上的阻燃涂層的其他途徑例如為：

硅酸鈉+酯(例如，二乙酸甘油酯或三乙酸甘油酯)，

硅酸鈉+三聚磷酸鋁，

硅酸鈉+磷酸鈣，

硅酸鈉+硫酸鋁。

使用硅酸鹽基阻燃組合物建造絕緣材料，例如泡沫聚苯乙烯(例如屋頂絕緣材料)的問題在于這種材料被送至建筑地點之后通常需要暴露于不利的天氣條件下，除非小心保護使其免于受潮，否則經(jīng)歷這種暴露后會導(dǎo)致硅酸鹽基組合物的機械性能和阻燃性能顯著下降。

可溶性硅酸鹽被廣泛用作粘合劑、涂層和黏結(jié)劑。雖然在其應(yīng)用的許多用途中其固有的溶解性是一個優(yōu)點，但是在例如將耐水性、完整性和結(jié)構(gòu)強度視為本質(zhì)要求的應(yīng)用中是不利的。

為了減小在上述類型的組合物中的硅酸鹽溶解性人們進行了大量努力，例如加入金屬(例如鈣和鎂)鹽。但是，加入這種鹽后趨于形成沉淀形式而非形成具有連續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。在沉淀反應(yīng)中形成的可溶性鹽對被施加的膜的物理完整性具有不利作用，因而最終對所得產(chǎn)品的強度有不利影響。

諸如這些情況的因素阻止了硅酸鹽在例如制備阻燃涂層組合物中的應(yīng)用。阻燃涂層組合物在結(jié)構(gòu)和建筑物維護業(yè)中實現(xiàn)了廣泛的用途，例如在結(jié)合至建筑物結(jié)構(gòu)中之前或之后用于易燃建筑材料中。易燃材料的例子為，例如泡沫聚苯乙烯或聚氨酯塑料和含有這種塑料的復(fù)合材料的聚合物蓋瓦和護板。木材、木屑和紙基材料從這種涂層的施用中也可以獲益。在這類阻燃涂層組合物中包括的就是所謂的泡沫涂層，其在暴露于熱或火中時部分由于膨脹而產(chǎn)生保護劑的作用。

一些情況下，易燃材料在出售時帶有預(yù)施用的阻燃涂層。例如，已知的泡沫阻燃涂層SafeCoat?E84^TM在出售之前被預(yù)施用在泡沫聚苯乙烯/聚氨酯泡沫物件上。

現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)，通過顯著抵消上面討論的溶解性問題而使根據(jù)本發(fā)明的組合物適宜用作阻燃劑組合物，從而可以由硅酸鹽制備具有水性涂層的改善的復(fù)合材料。

本發(fā)明的組合物的進一步優(yōu)點是其可以用于制備阻燃體系，所述體系在需要時基本上不含有含鹵素的化合物。含鹵素的化合物由于潛在的環(huán)境問題而可能成為不希望的化合物。

因此，本發(fā)明的第一方面提供一種制備阻燃復(fù)合材料的方法，所述方法包括下列步驟：

i)提供泡沫聚合物小球，

ii)在步驟i)的小球上施用涂層，和

iii)將如此涂覆的小球成型為所述復(fù)合材料。

根據(jù)本方法的優(yōu)選實施方案，在壓力器中進行步驟iii)。通常以鑄造法進行步驟iii)。在另一個實施方案中，在流化床內(nèi)進行步驟ii)，其中將涂層噴涂到小球上并將空氣流吹過小球床層。進一步優(yōu)選在攪拌床內(nèi)進行步驟ii)，在其中將涂層噴涂到小球上，或者在混合器，例如帶狀攪拌機中進行步驟ii)，在其中將涂層噴涂到小球上。還可以用步驟iv)、v)和vi)代替步驟iii)，其中步驟iv)將涂覆的小球轉(zhuǎn)移至壓力器內(nèi)，v)向所述壓力器內(nèi)的涂覆小球上施加蒸汽，vi)從壓力器中排放出復(fù)合材料。

泡沫聚合物選自PUR、PET、EPP、EPE、泡沫聚乙烯基亞芳基(polyvinyl?arylene)或其組合。基于干燥涂層計，其密度優(yōu)選在5-500kg/m³范圍內(nèi)，而泡沫聚合物與涂層的總密度在10-1000kg/m³范圍內(nèi)。

本發(fā)明的另一方面提供一種制備阻燃組合物的方法，其中使用涂層，即包括鋁硅酸鹽和，如果適當(dāng)?shù)脑挘袡C液體的水性凝膠形成組合物，在將組合物作為涂層施用于泡沫聚合物表面上并且之后進行干燥時所述的有機液體用于提高膜的完整性。

在本發(fā)明的另一個方面中，用在本方法中的水性凝膠形成組合物包含：

(a)5％-40％，優(yōu)選5％-30％的鋁硅酸鹽；

(b)0.1％-10％的有機液體，

其中有機液體的沸點大于110℃。

本說明書中的沸點是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下測量的。

水性意指組合物的剩余部分包括水和任選的一種或多種其他成分。通常，本發(fā)明的組合物包括至少20重量％，優(yōu)選至少30％，更優(yōu)選至少40％的水。