專利名稱：阻燃涂料組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及阻燃涂料組合物、它們的制備方法和用途。
涂料組合物被普遍地用于涂覆建筑物內(nèi)的表面，例如墻、天花板、地板和家具的表面。這些表面通常在環(huán)境溫度為約5-40℃時使用刷、漆輥、搓墊和噴霧工具涂覆。涂料包括油漆、大漆和清漆。這些涂料在建筑物發(fā)生火災(zāi)時會燃燒。
建筑物和其他結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)生火災(zāi)會造成物質(zhì)損失并經(jīng)常因火焰的高溫和產(chǎn)生的煙霧引起人員傷亡。建筑物內(nèi)各表面的涂料是火災(zāi)中燃料的一個來源。當(dāng)然，這樣的表面經(jīng)常會反復(fù)刷涂。很多年后，干燥的涂層通常包含十層乃至更多層涂層。這種多層的涂層，盡管并不是火災(zāi)的最初起源，卻顯然能延長其持續(xù)時間并因此助長火勢和造成更大損失。因此，為了使阻燃涂料在現(xiàn)實生活中達(dá)到有效性，其本身必須具有低可燃性并在火災(zāi)中能充分保持其完整性，這樣涂層和涂層下的基材才能得到充分阻燃。
為了做出客觀的對比，建立一種國家驗證系統(tǒng)。該驗證團(tuán)體提出了各種各樣的試驗方案來評價阻燃涂料的有效性。這些方案依據(jù)基材的不同變化很大，例如基材為可燃還是不可燃以及基材最外層是否涂有預(yù)先干燥的可燃漆層。一個較為嚴(yán)格的試驗方法的例子是BS476，題目為“建筑材料和結(jié)構(gòu)的著火試驗”，第7部分，它描述了確定產(chǎn)品表面的火焰蔓延級別的試驗方法。該文獻(xiàn)通過引用結(jié)合到本文中。在倫敦的英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(British Standards Institute)和文獻(xiàn)圖書館可以查到該測試方法。
測試中最具挑戰(zhàn)性的基材是Warrington藍(lán)板，該材料是涂了10層不同種漆的石膏板。在該板上涂覆阻燃涂料，進(jìn)行測試并評價結(jié)果。
大家知道的阻燃涂料組合物包括阻燃材料。此外，這類涂料還可包括聚合物粘合劑、微粒非粘合劑固體如無機(jī)和/或有機(jī)顏料(例如金紅石型二氧化鈦)和/或體質(zhì)顏料(例如粘土或滑石粉)，以及作為選擇的其他成分例如結(jié)構(gòu)化劑(例如合成粘土或膨潤土)、聚結(jié)溶劑(例如芐基醇和松香水)、消泡劑以及生物殺傷劑。
干涂層所含微粒物質(zhì)的體積與干涂層總體積(包括成膜聚合物粘合劑)的比值稱為顏料體積濃度，或稱為PVC，通常以百分?jǐn)?shù)表述。在本文中，術(shù)語顏料包括在最終涂膜中保持微粒狀的所有物質(zhì)。PVC的概念也適用于聚合物模塑制劑。關(guān)于PVC的綜述參見Paint andSurface Coatings(油漆和表面涂料)，R Lambourne主編，1987年EllisHorwood出版，第364頁。該頁的內(nèi)容也通過引用結(jié)合到本文中。
以上提到的典型阻燃材料包括有機(jī)鹵化物例如氯代石蠟和溴代材料。氯代聚合物和共聚物例如聚氯乙烯和聚1，1-二氯乙烯由于氯含量高，因此本身具有阻燃特點。鹵代材料可單獨使用或與銻化合物例如三氧化銻、五氧化銻一起使用，認(rèn)為這些銻化合物起增效劑的作用。已經(jīng)提出的鹵代物質(zhì)和銻-鹵代物質(zhì)混合物體系的作用模式的一種機(jī)理解釋是它們干擾了火焰中氣相中高能量基團(tuán)的產(chǎn)生機(jī)理，因而降低了火焰的大小和/或溫度。這樣的試劑能夠有效阻燃但它們在燃燒時產(chǎn)生高濃度的煙霧和腐蝕性氣體會帶來更大危害。而且，在制造涂料過程中，操作銻化合物和鹵代材料也會對操作工人的健康和安全產(chǎn)生問題。打磨包含有銻的阻燃漆產(chǎn)生的粉塵對環(huán)境造成額外的危害。
鹵素阻燃劑的替代品包括一類在升高溫度時會產(chǎn)生水蒸氣或二氧化碳的化合物。這樣的材料的實例有金屬碳酸鹽，例如Huntite(3MgCO3×CaCO3)和水菱鎂礦(Mg5(CO3)4(OH)2×4H2O)，以及金屬氫氧化物如又稱三水合鋁的氫氧化鋁和氫氧化鎂。這些材料有時也作為阻燃填料。在火災(zāi)初發(fā)時這些填料可以釋放出二氧化碳和水并由此阻擋火勢蔓延或熄滅一些已經(jīng)蔓延的火勢。盡管如此，已知的缺陷是高溫下它們并不十分有效。
高溫下，能夠產(chǎn)生玻璃狀燒焦物的物質(zhì)可能更為有效。硼酸鋅就是這樣一種材料。如此形成的燒焦物被認(rèn)為是作為物理阻擋層使熱量難以到達(dá)油漆表面底下的基材。遺憾的是，這種玻璃態(tài)燒焦物太脆，容易從其欲保護(hù)的表面脫落。近年來有更多的玻璃狀材料和陶瓷狀材料的混合物可利用，他們產(chǎn)生的玻璃化燒焦物更有效。
此外，還有依靠發(fā)泡產(chǎn)生阻燃作用的涂料。這意味著在火災(zāi)發(fā)生時的溫度下產(chǎn)生絕熱泡沫。通常需要酸源、炭化源和發(fā)泡劑。酸源是在高溫下產(chǎn)生磷酸的磷化合物，炭化源可以是任意的碳源。成膜樹脂聚合物非常多見。典型的發(fā)泡劑是尿素，在高溫下產(chǎn)生氨。盡管如此，發(fā)泡性涂料裝飾性很差，通常需要在它上面再刷涂非阻燃的涂料。隨后涂覆的涂料一般會產(chǎn)生吸潮問題，得到的最終外觀沒有吸引力。
EP0833862公開了一種用于涂覆無機(jī)填料微粒(例如含有某些錫化合物的氫氧化鎂或氫氧化鋁)的方法。此外也公開了這種帶涂層的填料微粒在低PVC(特別是低于15％)聚合物模塑制劑中作為阻燃劑的用途。然而，這些模塑制劑也包括鹵化物，例如作為聚合物粘合劑的聚氯乙烯或Cerechlor 70(一種鹵化石蠟)。如前面討論的那樣，模塑制劑具有有效的阻燃性是因為它們的高氯含量。當(dāng)然，因為氯化物的存在使得在燃燒中產(chǎn)生濃煙和腐蝕性氣體。
EP 0833862也提到了涂料組合物，然而并沒有公開詳細(xì)的配方和高PVC的無鹵素涂料。
我們現(xiàn)在意外發(fā)現(xiàn)可以制備出高PVC且具有改良阻燃特性的無鹵素涂料組合物。
因此，本發(fā)明提供了一種無鹵素涂料組合物，所述涂料組合物包括成膜聚合物和無機(jī)阻燃材料，其特征在于所述阻燃材料包含阻燃填料微粒、金屬錫酸鹽和/或堿式金屬錫酸鹽的組合，其中所述涂料組合物中整體PVC為75-97％。
無鹵素意味著所述涂料組合物為基本不含鹵素的阻燃材料。
當(dāng)干涂層暴露或接近火災(zāi)時火焰的高溫時，優(yōu)選涂料組合物中的阻燃材料能釋放出水和/或二氧化碳。更優(yōu)選阻燃填充劑選自碳酸鎂鈣、水菱鎂礦、氫氧化鋁和氫氧化鎂。
金屬錫酸鹽可以表示為MSnO3，而堿式金屬錫酸鹽可以表示為MSn(OH)6。優(yōu)選M所表示的金屬為鋅、鎂、鈣、鍶、鋇、鐵、鈷、鎳或銅。優(yōu)選金屬為鋅，這樣可得到有效的阻燃性且產(chǎn)品基本無色。甚至更優(yōu)選堿式金屬錫酸鹽為堿式錫酸鋅。
適當(dāng)?shù)奶盍衔⒘Ｅc金屬錫酸鹽和/或堿式金屬錫酸鹽的組合包括各種填料微粒和各種錫酸鹽的混合物。它們可以經(jīng)預(yù)先混合后加入或單獨加入到涂料組合物中。
優(yōu)選阻燃材料包含涂覆有所述金屬錫酸鹽和/或堿式金屬錫酸鹽的阻燃填料微粒，因為這樣會產(chǎn)生更有效的阻燃性。更優(yōu)選使涂料與填料微粒結(jié)合。涂覆有堿式金屬錫酸鹽的阻燃填料的適當(dāng)實例是涂覆有堿式錫酸鋅的氫氧化鋁，可購自商品Storflam ZAHTM。
優(yōu)選阻燃材料包含100～2000％，更優(yōu)選300～1500％重量的成膜聚合物。最優(yōu)選所述阻燃材料包含900～1400％的成膜聚合物，因為這樣可以得到阻燃性和干涂層其他性質(zhì)的最佳平衡點。
優(yōu)選PVC為80～97％，更優(yōu)選85～95％，最優(yōu)選87～93％。優(yōu)選阻燃材料提供的組合物的PVC至少為65％。
盡管不希望受該理論的約束，但本發(fā)明涂料的非常高的PVC不但允許在干涂層中含有非常高含量的阻燃材料，并且在涂層中含有最少量的成膜高聚物。由于成膜聚合物是主要的可燃材料，因此其含量少使得阻燃性得到進(jìn)一步的改進(jìn)。
如此高PVC的配方會降低涂料組合物某些期望的性質(zhì)。特別是濕涂層有形成裂縫的趨勢，干燥后形成的干的固態(tài)涂層中會有裂縫。這不但產(chǎn)生了不合需要的外觀，并且由于將其下面的可燃材料暴露于火焰與熱氣之下而必然降低涂料的阻燃性。
可使用大粒徑材料來解決這個問題。本文中的大粒徑指的是粒徑分布范圍可以從亞微米到1000微米，優(yōu)選0.1-750微米，更優(yōu)選0.1-500微米，甚至更優(yōu)選0.1-200微米。當(dāng)微?；緸榍蛐螘r，粒徑指的是球的直徑；當(dāng)微粒不是球形時，粒徑指的是最長的尺寸。
最優(yōu)選的粒徑分布是小于或等于50微米的微粒占微?？傊氐?0-90％，大于50微米但小于100微米的微粒占微粒總重的5-25％，大于100微米但小于200微米的微粒占微?？傊氐?-25％。粒徑大于大約200微米的微粒在干涂層中造成質(zhì)地粗糙的感覺，因此，光滑的最終外觀要求粒徑分布中最好基本沒有大于250微米的微粒。
優(yōu)選微?；緸榍蛐?，因為含有這種形狀微粒的涂層會更光滑和更堅固?？墒?，一些微粒具有高的長徑比，比如纖維，在干燥過程中會彎曲和卷曲。因此，所得干涂層所包含的纖維的長度最長不應(yīng)超過大約3mm，這樣在干涂層中才不會顯示出明顯的粗糙質(zhì)地。通過常規(guī)試驗可挑選出所需粒徑的微粒。
盡管微粒的粒徑和粒徑分布相當(dāng)大程度決定成膜過程中能否有效防止裂縫和其他缺陷，材料本身的類型仍將影響涂料組合物的阻燃性。優(yōu)選使用非可燃材料。更優(yōu)選使用無機(jī)材料。
非可燃材料的合適實例包括飛灰、碳酸鈣、粘土、滑石粉和玻璃纖維或玻璃球體。飛灰包括從燃料灰燼粉化后提取的中空的氧化鋁-硅酸鹽球體。FilliteTM200/7是飛灰類型的一個恰當(dāng)實例。玻璃纖維的恰當(dāng)實例有Wriley Fibres，F(xiàn).H.wriley Ltd，Somerset，England TA44RF的商品PANTM和來自Fibetec Inc，Bridge water，Michigan，USA023204的商品MicroglassTM。中空玻璃球體的恰當(dāng)實例來自Wrigley Fibres的玻璃微球。碳酸鈣的恰當(dāng)實例是Durcal 130。
優(yōu)選這些材料在涂料配方中占5-40％重量，更優(yōu)選10-30％重量，最優(yōu)選15-25％重量。
優(yōu)選涂料組合物中包含至少一種成分選自顏料、流變改性劑、助流劑、分散劑、體質(zhì)顏料、消泡劑、交聯(lián)劑和生物殺傷劑的組分。
優(yōu)選所述涂料組合物為水基組合物，因為這減少了在涂覆的涂料干燥時揮發(fā)到空氣中的有機(jī)溶劑的量?？諝庵泻羞@樣的溶劑被認(rèn)為對環(huán)境有害，并且在很多情況下，涂料的使用者不喜歡這些溶劑產(chǎn)生的氣味。水基意味著涂料組合物中至少50％以上的揮發(fā)性材料或載液為水。優(yōu)選有機(jī)溶劑占涂料組合物總重量的0.1-30％，更優(yōu)選0.5-10％。最優(yōu)選所述涂料組合物中基本不含有機(jī)溶劑。當(dāng)使用有機(jī)溶劑，例如以改善基材的潤濕或微粒物質(zhì)分散，優(yōu)選使用與水相容的溶劑或水溶性的溶劑。這種合適的溶劑的例子包括丙二醇、芐醇、酯醇(例如Texanol)和石蠟溶劑(例如Exxsol D40和松香水)。
有機(jī)溶劑，優(yōu)選與水相容的有機(jī)溶劑對于提升涂料的涂膜的凝固時間也很有用。那意味著延長涂料組合物干燥所花費的時間。這對于按PVC高于大約75％配制的涂料尤其重要，因為它們在干燥時有形成缺陷的趨勢。
優(yōu)選涂料組合物為單包裝的組合物。這意味著液體涂料組合物可以直接從容器中取出使用。此外，除了可能因降低粘度而需要添加溶劑(比如水)外，不需要加入其他必需的成分以提高其作為阻燃涂料所需的特性。這樣的即用型涂料的其他優(yōu)點是沒有限定的適用期(通常超出適用期的涂料必須丟棄)。
合適的成膜樹脂包括加聚物和縮聚物。這里使用的術(shù)語聚合物用來描述均聚物和共聚物。
加聚物的合適實例可衍生自丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯、酰胺、腈、乙烯基單體(如苯乙烯及其衍生物)和乙烯基酯(如醋酸乙烯酯和叔羧酸乙烯基(vinyl versatate)。
術(shù)語(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯兩類，合適的(甲基)丙烯酸酯包括烷基酯，優(yōu)選(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯，(甲基)丙烯酸2-乙基己酯和烷氧基聚(氧乙烯)(甲基)丙烯酸酯。也可使用少量丙烯酸和甲基丙烯酸。還可包含羥基官能的單體如(甲基)丙烯酸羥乙酯和/或(甲基)丙烯酸羥基異丙酯。優(yōu)選加聚物衍生自(甲基)丙烯酸酯。更優(yōu)選加聚物衍生自甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸2-乙基己酯和丙烯酸，甚至更優(yōu)選這些單體的重量比為50.5∶48.5∶1。
縮聚物的合適實例包括聚酯和聚氨酯。也可使用其中聚氨酯-聚丙烯酸加聚物部分緊密締合的聚氨酯-聚丙烯酸雜化聚合物。
所述加聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)可通過共聚具有適當(dāng)Tg的單體來進(jìn)行改變。同樣，也可通過改變硬和軟的共反應(yīng)物的量來改變縮聚物的Tg。用這種方法，可制備高(硬)、低(軟)或居中Tg的聚合物，由此獲得各種需要的物理性質(zhì)，例如干涂層的硬度。
用作成膜樹脂的聚合物的Tg優(yōu)選為-60～130℃，更優(yōu)選-50～70℃，最優(yōu)選-30～30℃。優(yōu)選具有低Tg的聚合物，因為它們在非常高PVC下仍可形成具有粘附性的干燥涂層。
成膜樹脂可以是溶液聚合物，即聚合物溶于有機(jī)溶液或水中，或者是分散體聚合物，即聚合物以分散在液體載體介質(zhì)中的微粒形式存在。這種分散體常被稱為乳膠。優(yōu)選成膜聚合物為分散體聚合物，更優(yōu)選液體載體介質(zhì)基本為水。這種乳膠的重均粒徑優(yōu)選為0.01～5微米，更優(yōu)選為0.1～3微米，最優(yōu)選為0.1～1微米。
優(yōu)選依照乳液聚合工藝生產(chǎn)成膜樹脂。
濕涂料必須以使產(chǎn)生的干涂層厚度為0.3～3.0mm、優(yōu)選0.5～2.0mm、最優(yōu)選0.8～1.25mm的厚度涂覆在基材上。在干涂層厚度較厚時，如大于0.5mm，則需要涂覆不止一層涂層。優(yōu)選厚度為2mm的干涂層需要涂覆2-3層涂層。這可以通過使用刷或漆輥來獲得，優(yōu)選使用漆輥。
為了獲得這樣的涂層厚度，優(yōu)選的中剪切粘度應(yīng)為0.6～6.0Pa.s、更優(yōu)選1.0～5.0Pa.s、甚至更優(yōu)選1.0～4.0Pa.s。粘度使用Rotothinner粘度計在25℃時測量(購自Sheen Instruments，Teddington，London，England)，粘度計配有1.25英寸(3.175cm)的球形轉(zhuǎn)子(零件編號455N/65)，以562轉(zhuǎn)/分鐘旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明中非常高的PVC也影響到油漆的其它重要性質(zhì)。舉例來說，耐污性和耐擦洗性可能會相當(dāng)差。在這些情況下，阻燃涂料組合物的干涂層上可能會再涂一層不同的常規(guī)涂層。盡管這一層相對于本發(fā)明的涂料組合物來說并不是阻燃涂料，然而它具有可以接受的耐污和耐擦洗的性質(zhì)。令人驚奇的是，這樣的體系具有很好的阻燃特性。
因此，本發(fā)明提供了一種阻燃涂料體系，所述阻燃涂料體系包括第一阻燃涂料組合物干涂層和第二涂料組合物干涂層，其特征在于所述第二涂層為不同組合物的涂層。優(yōu)選第二干涂層有顏色并含有除二氧化鈦以外的顏料。
這樣的雙產(chǎn)品體系(two product system)具有額外的優(yōu)點，即可以提供一種具有不同顏色的阻燃體系，而無須使用一系列有色具有阻燃性的組合物。任選第二涂層也具有阻燃性。
如果出現(xiàn)阻燃涂料組合物與基材之間的附著力太差或不足的情況，則優(yōu)選在基材和阻燃涂層間含有一層底漆，目的是為了將二者的附著力提高到可以接受的水平。這樣的底漆通常稱為附著力促進(jìn)底漆，底漆本身可以阻燃。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種形成帶涂層的基材的方法，該方法包括提供基材，在所述基材的至少一部分上涂覆至少一層本發(fā)明的涂料組合物，并將涂層干燥。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了帶涂層的基材，包括涂覆了本發(fā)明的涂料組合物的基材，如墻、天花板、地板或制品。
通過以下實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
各實施例中提到的成分在下面列出，并可以從列出的供應(yīng)商處得到。
BentoneTMEW，粘土增稠劑，來自Elementis，Stolbergerstrasse 370，科隆，德國。
DispelairTMCF246，消泡劑，來自Blackburn Chemicals Ltd，Whitebirk Industrial Estate，不萊克本，英國，BB1 5SX.
ActicideTMCHR 0107，生物殺傷劑，來自Thor，Wincham Avenue，Wincham，Northwich，切爾西，英國，CW9 6GB.
OrotanTM731和Acrysol SCT-275，分別是分散劑和增稠劑，來自Rohm & Haas，Lennig House，2，Masons′s Avenue，Croydon，Surrey，英國，CR9 3NB。
丙二醇，來自Petrochem Carless，Cedar Court，Guildford Road，Leatherhead，Surrey，英國，KT22 9RX。
DisponilTMA1580，分散劑，來自Cognis，40551 Dusseldorf，德國。
StorflamTMZAH和Storflam ZHS，來自Joseph Storey & Co Ltd，Heron Chemical Works，Moor Lane，Lancaster，英國，LA1 1QQ。
NatrosolTM250MR和AquaflowTMNHS 300，都是增稠劑，來自Hercules BV Aqualon Division，Noordweg 9，PO Box 71，3330 ABZwijndrecht，荷蘭。
FilliteTM200/7，來自Fillite，Goddard Road，Astmoor IndustrialEstate，Runcorn，切爾西，英國。
MicroglassTM3004，玻璃纖維，來自Fibertec Inc，35，ScotlandBoulevard，Bridgewater，MA02324，美國。
Warrington Blue Boards，來自Warrington Fire Research Centre，Holmesfield Road，Warrington，Wal 2DS，英國。
DULUXTMTrade Vinyl Matt White，來自Imperial ChemicalIndustries，Wexham Road，Slough，Berkshire，SL2 5DS，英國。
Blanose 7M 31C SCS 9554，纖維素增稠劑，來自Aqualon，9，Noordweg，3336LH Zwijndrecht，HollandExxsol D40，來自Exxon-Mobil，4600Parkway，PO Box 122，F(xiàn)areham，Hampshire，P015 7AP，EnglandTexanol，來自Eastman Chemical，Charlottenstrasse 61，D 51149Koln，德國。
China clay D和China Clay Supreme，都是體質(zhì)顏料，來自Imerys，John Keay House，St Austell，PL25 4DJ，英國。
Tioxide TR92，是二氧化鈦型顏料，來自Huntsman Tioxide，TeesRoad，Hartlepool，TS25 2DD，英國。
Securoc A32，氫氧化鋁，來自Incemin，Schachen 82，Holderbank，CH-5113，Switzerl。
Microdol H200，白云石體質(zhì)顏料，來自O(shè)MYA，Curtis Road，Dorking，Surrey，RH4 1XA，英國。
Durcal 130，大顆粒的碳酸鈣，來自O(shè)mya.
實施例實施例1在一個裝有直徑為100mm分散葉輪葉片的2.5升容器(直徑150mm)中加入第一部分564.6g自來水(1)和23.2g BentoneTMEW，保持?jǐn)噭铀俣葹?00-1000轉(zhuǎn)/分鐘。攪動時間持續(xù)大約5分鐘，直到形成均一的分散相，沒有明顯附聚。在攪拌下，依照表1列出的次序把各成分加入到所述混合物中，B部分各成分的量也已經(jīng)列出。在3分鐘內(nèi)緩慢加入StorflamTMZAH。當(dāng)所有成分添加到容器里后，以2000-3000轉(zhuǎn)/分鐘高速攪拌十五分鐘，均勻分散A部分和B部分的混合物并形成研磨料。C部分的成分如表1所示次序依次加入，同時使用裝有100mm直徑的攪拌葉片的Heidolph攪拌器以350轉(zhuǎn)/分鐘慢速進(jìn)行攪拌，直到獲得均一的濃度，形成最終的涂料組合物。
表1
*聚丙烯酸乳液依照乳液聚合工藝制備，單體組成為甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸2-乙基己酯/丙烯酸，重量比為50.5∶48.5∶1.0，計算的Tg為6.4℃。固含量為50％重量。
涂料的非揮發(fā)物含量為71％重量。
實施例1的PVC計算值為95％。
25℃時測量的Rotothinner粘度為3Pa.s。
用作比較的實施例A使用Dulux Trade White Vinyl Matt漆作為比較實施例。在25℃時測量的Rotothinner粘度為0.83Pa.s。
測試方法制造商提供的Warrington藍(lán)板預(yù)先涂有十層漆。將測試用涂料涂在Warrington藍(lán)板上，并使其干燥并擱置3天制得試板。
試板按照BS476的第7部分進(jìn)行測試，該測試方法在下面詳盡描述。
將試樣固定在一個水冷的支架上，在一塊輻射板上暴露10分鐘。同時，在測試過程的第1分鐘，于試樣的底部邊角處點火。記錄火焰前端到達(dá)試樣上標(biāo)記處的時間，同時還記錄測試開始后1.5分鐘和10分鐘后到達(dá)的位置。
測試試樣1的制備用中等長度(大約12mm)的起絨漆輥將實施例1的阻燃涂料組合物涂覆于預(yù)先準(zhǔn)備好的Warrington藍(lán)板上，刷涂三遍，并使它干燥。每一涂層刷涂后干燥一個晚上，再刷涂下一層。得到的干涂層厚1100微米(1.1mm)。放置3天后，依照BS476的第7部分來評價其阻燃性。1.5分鐘后火焰到達(dá)距離參考點40mm處，10分鐘后到達(dá)距離參考點50mm處。
試樣2的制備同試樣1的制備方法，將實施例1的涂料組合物涂覆于Warrington藍(lán)板。隨后進(jìn)一步刷涂對比實施例A的涂料組合物2遍。干涂層的厚度分別為1100微米和80微米。干燥并放置3天后，依照BS476的第7部分來評價其阻燃性。1.5分鐘后火焰到達(dá)距離參考點40mm處，10分鐘后到達(dá)距離參考點50mm處。
試樣A的制備按照試樣1的制備方法，將作對比的實施例A Dulux Trade VinylMatt涂料涂覆于Warrington藍(lán)板，不同之處在于刷涂7次濕涂料以達(dá)到150mm的干涂層厚度。干燥并放置3天后依照BS476的第7部分來評價其阻燃性。1.5分鐘后火焰到達(dá)距離參考點300mm處，10分鐘后火焰到達(dá)距離參考點440mm處。
不論試樣是否涂覆有傳統(tǒng)的非阻燃漆，使用本發(fā)明的涂料組合物后的火焰蔓延速度被顯著地減緩。
進(jìn)一步的實施例實施例2、3和4實施例2、3和4依照實施例1中描述的同樣工藝，只是使用的成分和數(shù)量如表2所示。實施例2和4使用Storflam ZAH(涂覆有堿式錫酸鋅的氫氧化鋁)作為阻燃材料。實施例3使用Securoc A32(氫氧化鋁)和Storflam ZHS(堿式錫酸鋅)的組合。
表2
*聚丙烯酸乳液同表1實施例2、3和4的涂料組合物中，非揮發(fā)內(nèi)容物分別占涂料組合物總重量的70％、70％和53％。
實施例2、3和4的PVC計算值分別為91％、91％和75％。
實施例2、3和4在25℃時測量的Rotothinner粘度分別為1.7Pa.s、1.2Pa.s和0.6Pa.s。
進(jìn)一步測試試樣3的制備采用與試樣1相同的制備方法，將實施例2的涂料組合物涂覆于Warrington藍(lán)板。干燥一晚后，再刷涂一遍實施例4的涂料組合物。干燥后的涂層厚度分別為1122微米和80微米。試樣3放置3天后，依照BS476的第7部分來評價其阻燃性。1.5分鐘后火焰到達(dá)距離參考點30mm處，10分鐘后到達(dá)距離參考點30mm處。
試樣4的制備制備步驟與試樣3相同，不同之處在于實施例3的涂料組合物取代了實施例2的涂料組合物。實施例3和實施例4的干燥涂層厚度分別為1122mm和80mm，依照BS476的第7部分來評價其阻燃性。1.5分鐘后火焰到達(dá)距離參考點30mm處，10分鐘后火焰到達(dá)距離參考點30mm處。
權(quán)利要求
1.一種無鹵素的阻燃涂料組合物，所述涂料組合物包含i)成膜聚合物ii)無機(jī)阻燃材料其特征在于所述阻燃材料包含阻燃填料微粒和金屬錫酸鹽和/或堿式金屬錫酸鹽的組合，其中所述組合物的整體PVC為75-97％。
2.權(quán)利要求1的阻燃涂料組合物，其特征在于所述阻燃材料包括涂覆有金屬錫酸鹽和/或堿式金屬錫酸鹽的阻燃填料微粒。
3.權(quán)利要求1或2的阻燃涂料組合物，其特征在于當(dāng)所述無機(jī)阻燃材料的干涂層暴露于火災(zāi)時火焰中或其周圍的高溫時，能釋放出水和/或二氧化碳。
4.上述權(quán)利要求中任一項的阻燃涂料組合物，其特征在于所述阻燃填料選自碳酸鎂鈣、水菱鎂礦、氫氧化鋁和氫氧化鎂。
5.上述權(quán)利要求中任一項的阻燃涂料組合物，其特征在于所述堿式金屬錫酸鹽是堿式錫酸鋅。
6.上述權(quán)利要求中任一項的阻燃涂料組合物，其特征在于所述阻燃材料含有100-2000％重量的成膜聚合物。
7.上述權(quán)利要求中任一項的阻燃涂料組合物，其特征在于所述組合物還包含至少一種選自顏料、流變改性劑、助流劑、分散劑、體質(zhì)顏料、消泡劑、交聯(lián)劑和生物殺傷劑的組分。
8.上述權(quán)利要求中任一項的阻燃涂料組合物，其特征在于所述組合物在25℃時具有0.6-6.0Pa.s的中剪切粘度。
9.上述權(quán)利要求中任一項的阻燃涂料組合物，其特征在于所述組合物為水基組合物。
10.上述權(quán)利要求中任一項的阻燃涂料組合物，其特征在于所述組合物包含最大直徑為1000微米的基本球形的微粒。
11.一種阻燃涂料體系，所述阻燃涂料體系包含上述權(quán)利要求任一項的阻燃涂料組合物的第一干涂層和第二涂料組合物干涂層，其特征在于所述第二層的涂料組合物與第一層的組合物不同。
12.一種形成帶涂層的基材的方法，所述方法包括a)提供基材，b)在基材的至少一部分上涂覆至少一層權(quán)利要求1至11中任一項的涂料組合物，c)使所述至少一層涂層干燥。
13.一種帶涂層的基材，其特征在于所述基材涂覆有上述權(quán)利要求中任一項的涂料組合物。
14.一種涂料組合物，所述涂料組合物基本上與實施例1或?qū)嵤├?描述的相同。
全文摘要
一種無鹵素的阻燃涂料組合物，所述組合物包含成膜聚合物、無機(jī)阻燃材料，其特征在于所述阻燃材料包含阻燃填料微粒和金屬錫酸鹽和/或堿式金屬錫酸鹽的組合，其中所述組合物中的整體PVC為75－97％。
文檔編號C09K21/02GK1871312SQ200480030757
公開日2006年11月29日 申請日期2004年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月22日
發(fā)明者S·M·霍爾利, W·M·沃爾廷頓尼哈斯特德 申請人:帝國化學(xué)工業(yè)公司