[發(fā)明專利]基于多異氰酸酯的膨脹型涂料

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480055310.1
• 申請(qǐng)日: 2014-10-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105637041B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S.普里伊門;M.布羅伊卡爾特;P.巴奇伊勒特;F.薩米恩;S.杜奎斯內(nèi);S.鮑比戈特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 亨茨曼國(guó)際有限公司
• 主分類號(hào): C09D5/18
• 分類號(hào): C09D5/18
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 孟慧嵐;李炳愛(ài)

膨脹型涂料組合物，其包含多異氰酸酯、異氰酸酯反應(yīng)性多官能化合物和膨脹成分，其中所述膨脹成分含有至少一種或多種含磷、氮和硼原子的化合物且所述膨脹成分中磷與氮的重量比為0.5/1至1.5/1，且硼的量為1至5重量%，基于所述涂料組合物計(jì)。

本發(fā)明涉及膨脹型涂料組合物，其特別但非排它性地用于在火災(zāi)情況下保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)。具體而言，本發(fā)明涉及膨脹型聚氨酯涂料，其包含含多元醇的粘合劑和多異氰酸酯組分、膨脹添加劑和任選無(wú)機(jī)填料。

鋼是廣泛用于建造工業(yè)（橋梁、建筑、汽車）中的材料并還在其它市場(chǎng)例如航海、軍事和海上平臺(tái)中起重要作用。結(jié)構(gòu)鋼是對(duì)于所有這些應(yīng)用可選擇的材料并通常是建筑和工程中的第一選擇。它提供設(shè)計(jì)靈活性且是不可燃材料。

但在火災(zāi)情況下，其高導(dǎo)熱性導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性能隨著升高的溫度而迅速喪失。在約500℃下，其顯著部分的負(fù)載能力喪失。為了在火災(zāi)期間使居住者安全疏散或使急救服務(wù)人員安全進(jìn)入建筑物中，使鋼組件能保持其承載強(qiáng)度的時(shí)間量最大化是至關(guān)重要的。耐火梁所需的耐火期在建筑法規(guī)中通常以30、60、90或120分鐘的防火來(lái)規(guī)定（這是指當(dāng)梁暴露于火災(zāi)中時(shí)在該時(shí)間段內(nèi)不失效）。例如，通常可要求高達(dá)三層的鋼結(jié)構(gòu)在屈服前具有至少60分鐘，甚至高達(dá)120或180分鐘的防火。

設(shè)法實(shí)現(xiàn)所需使用壽命的一種方式是通過(guò)向鋼結(jié)構(gòu)施涂膨脹型涂料（例如膨脹型漆料）。這樣的涂料包含被各種膨脹成分“染色”的樹(shù)脂，這些膨脹成分在熱作用下共同反應(yīng)以產(chǎn)生具有低導(dǎo)熱性的隔熱泡沫或“炭層(char)”，其具有多倍于初始涂料的體積。基于丙烯酸類的膨脹型涂料在暴露于熱時(shí)典型地膨脹50至100倍并形成使鋼保持冷卻的耐熱屏障；環(huán)氧基膨脹型涂料在暴露于熱時(shí)典型地膨脹5至10倍。

所述炭層保護(hù)下面的結(jié)構(gòu)組件免于受熱，由此延遲結(jié)構(gòu)組件達(dá)到其臨界失效溫度（CFT）的時(shí)間。CFT是鋼組件的結(jié)構(gòu)完整性受損時(shí)的溫度。如果上述組件構(gòu)成建筑物結(jié)構(gòu)的一部分，則這可導(dǎo)致建筑物坍塌。延遲達(dá)到CFT能夠確保建筑物的安全疏散并同時(shí)增加消防隊(duì)可用于滅火的時(shí)間，由此大大減小建筑物坍塌的風(fēng)險(xiǎn)。

膨脹型涂料經(jīng)設(shè)計(jì)以在嚴(yán)苛條件下起作用并在環(huán)境溫度超過(guò)1100?C時(shí)保持鋼完整性高達(dá)三小時(shí)。

膨脹成分通常由提供下列功能的三種活性組分構(gòu)成：酸源（催化性酸性物類的前體）、碳源和起泡或氣體源。優(yōu)選還存在無(wú)機(jī)“成核劑”。可任選地添加可為固體或液體性質(zhì)的添加劑，以在燃燒時(shí)輔助炭層形成和/或強(qiáng)化炭層。

在第一階段中，發(fā)生酸性物類與碳化劑的反應(yīng)并形成酯混合物，隨后進(jìn)行碳化過(guò)程。在第二階段中，起泡劑分解以產(chǎn)生致使炭層膨脹的氣態(tài)產(chǎn)物。

典型現(xiàn)有技術(shù)的膨脹填料包（package）包括二氧化鈦、季戊四醇或二季戊四醇、聚磷酸銨、三聚氰胺或含三聚氰胺的化合物例如磷酸三聚氰胺和氰脲酸三聚氰胺。優(yōu)選的膨脹填料包可具有如下組成：

? 二氧化鈦（整個(gè)涂料組合物的5-15重量%）

? 季戊四醇（整個(gè)涂料組合物的5-15重量%）

? 聚磷酸銨（整個(gè)涂料組合物的20-40重量%）

? 三聚氰胺（整個(gè)涂料組合物的5-15重量%）。

膨脹型涂料組合物通常用于保護(hù)鋼組件免受包括纖維素（紙張、木材等的燃燒）、烴類（石油化學(xué)液體和氣體）和/或噴射火（在高壓下射出的烴類燃料）的本領(lǐng)域中已知的著火條件的影響。

用于纖維素火災(zāi)的現(xiàn)有技術(shù)膨脹型涂料傾向基于熱塑性樹(shù)脂體系例如丙烯酸酯或乙烯基樹(shù)脂；典型厚度為250 μm至5 mm。然而，烴類防火主要基于熱固性環(huán)氧樹(shù)脂技術(shù)并要求厚度為3 mm至18 mm。

然而，丙烯酸類體系的耐氣候性差，且環(huán)氧體系需要較長(zhǎng)的干燥時(shí)間。

傳統(tǒng)上，將膨脹型涂料在建筑物建造階段原位施涂到鋼結(jié)構(gòu)上。近來(lái)，店內(nèi)（in-shop）施涂已成為更常見(jiàn)的做法，因?yàn)榭梢愿玫乜刂剖┩織l件。