專利名稱：膨脹型粉末組合物和使用該組合物制造的涂層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可用來形成能夠在受熱或處于火焰中時(shí)膨脹的涂層、膜和塑料的阻燃粉末組合物。更具體地說，本發(fā)明涉及阻燃粉末組合物，該組合物具有發(fā)泡劑的組合，使得由該組合物制成的制品在受熱或處于火焰中而膨脹時(shí)，逐漸形成稠性的(consistent)泡沫體。
背景技術(shù)：
鋼構(gòu)架建筑結(jié)構(gòu)體已經(jīng)成為世界上許多鋼產(chǎn)品的最終用途。當(dāng)這些建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，未受保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)建筑物快速升高到使鋼鐵“軟化”的溫度，使鋼鐵失去剛性對建筑物的整體性造成損害。隨著時(shí)間的流逝，建筑物的撓曲造成嵌板和覆層松脫，從而對試圖從建筑物逃脫的人們和試圖在建筑物倒塌之前控制火勢的消防人員構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。為了克服軟化問題，對鋼鐵絕熱可以相當(dāng)程度地延長使建筑物變得不穩(wěn)定所需的時(shí)間。與這種做法相一致，用各種官方試驗(yàn)(例如英國標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn))來確定絕熱等級。例如，大多數(shù)結(jié)構(gòu)鋼要求一小時(shí)的耐火等級。
通常使用三種鋼絕熱體系礦物絕緣材料、水泥噴涂物和膨脹型涂層。礦物絕緣材料主要包括能夠得到類似編織毛皮的非常柔軟無吸引力涂層的石棉、褐塊石棉或硅酸鹽纖維噴涂物。將褐塊石棉層疊至3-4英寸(90-125毫米)厚，然后在其上覆蓋裝飾板從而得到極為龐大的結(jié)構(gòu)。這種涂層可能會對健康和環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。水泥噴涂物會形成非常重的厚涂層，這種涂層會裂開并脫落，在一些情況下，它們沉重的重量會加快建筑物的倒塌。僅當(dāng)膨脹型涂層受熱或處于火焰中時(shí)，它才會在鋼鐵的表面形成濃稠而高度絕熱的泡沫。膨脹型涂層不像其它的供選材料，在通常條件下膨脹型涂層實(shí)際上不占空間，也不會使被涂布的結(jié)構(gòu)另外增加重量。這種涂層非常像裝飾涂層，而在受熱或處于火焰中時(shí)發(fā)生膨脹?！芭蛎洝北硎久洿蠛吞炕?，形成絕熱泡沫層。
有一段時(shí)間，可用的膨脹型涂料包括溶劑型涂料。最近開發(fā)出了水性體系。液體膨脹型涂層包含粘合劑聚合物、分為三部份的膨脹型組分——催化劑、炭化劑或碳化劑和發(fā)泡劑——以及任選的填料和添加劑。在膨脹組分中，催化劑發(fā)生分解，提供能夠與炭化劑反應(yīng)的磷酸之類的酸源；多元醇(例如(一縮二)季戊四醇)之類的炭化劑分解形成碳質(zhì)炭；三聚氰胺和尿素之類的發(fā)泡劑產(chǎn)生不燃性氣體，這些氣體可用于在受熱或處于火焰中時(shí)制造碳質(zhì)炭泡沫。著火時(shí)，所述膨脹型組分分解和膨脹，形成不燃性的絕熱隔離層。盡管目前液體膨脹型涂層的實(shí)際應(yīng)用具有很大的困難，但是它們?nèi)匀话ㄖ匾纳虡I(yè)產(chǎn)品。
膨脹型液體涂層是“軟的”，因此容易損壞。另外，大多數(shù)膨脹型涂層需要底漆涂層和罩面涂層來改善耐候性，而且它們需要幾次涂布膨脹型材料以達(dá)到所需的材料厚度。已經(jīng)證明，在涂層的“非就地”施涂中，液體膨脹型體系施涂困難而且緩慢，并且一旦安裝了結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)行大量的修整。因此優(yōu)選在已經(jīng)建立了鋼結(jié)構(gòu)之后，將膨脹型涂料“就地”施涂在完成的結(jié)構(gòu)上。即使在“就地”施涂中，濕涂層也必須干燥兩天，而且一旦干燥就很容易損壞，因此需要進(jìn)行大量的就地修補(bǔ)涂布。
在WO 02/077110 A1中，申請人揭示了一種膨脹型粉末涂料組合物，該組合物包含含磷材料、羥基化的熱固性樹脂粘合劑、氧化的雜環(huán)熱塑性粘合劑和固化劑，從而熱塑性粘合劑和熱固性粘合劑使涂料具有炭化功能和發(fā)泡功能。當(dāng)受熱或處于火焰中時(shí)，所得的粉末組合物以無法預(yù)知的速率膨脹形成泡沫，所形成泡沫的泡孔尺寸無法預(yù)知，而且泡沫不穩(wěn)定，容易破裂。另外，在加熱過程中粉末組合物保持高粘度，其形成泡沫時(shí)的漲高比施涂相同涂層厚度的液體組合物少。由所得組合物制成的約4毫米(4000微米)厚的粉末涂層保護(hù)被涂布的基材，使基材能夠通過60分鐘的英國標(biāo)準(zhǔn)耐火試驗(yàn)。
根據(jù)本發(fā)明，發(fā)明人盡力提供了一種阻燃的膨脹型粉末組合物，該組合物能夠提供耐久的涂層、膜和塑料，這些涂層、膜和塑料能夠膨脹提供稠性的泡沫絕緣，本發(fā)明的組合物避免了前面的膨脹型液體組合物和粉末組合物的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種膨脹型粉末組合物，該組合物包含能夠在第一引發(fā)溫度引起發(fā)泡的一種或多種發(fā)泡劑，一種或多種含磷催化劑，一種或多種羥基官能或環(huán)氧官能熱固性樹脂成碳化合物，一種或多種含有氧雜環(huán)或氮雜環(huán)的熱塑性樹脂或(共)聚合物成碳化合物，以及一種或多種固化劑，所述組合物在第二引發(fā)溫度引起發(fā)泡，使所述第一引發(fā)溫度和第二引發(fā)溫度之間的差等于或大于10℃，該差值最高為150℃。所述組合物在固化時(shí)不會形成泡沫，用該組合物形成的任何涂層在處于燃燒、火焰中、或受熱而達(dá)到上述第一引發(fā)溫度之前，也不會產(chǎn)生泡沫。因此，所述固化劑包括一種或多種低溫固化劑，例如咪唑、咪唑的環(huán)氧樹脂加合物、或多胺的環(huán)氧樹脂加合物，多胺是例如脂族多胺、脂環(huán)族多胺或芳族多胺。固化劑優(yōu)選包括2-甲基咪唑。
在第一引發(fā)溫度引起發(fā)泡的一種或多種發(fā)泡劑優(yōu)選包含以下結(jié)構(gòu)式的四唑， 式中R表示選自以下基團(tuán)的一價(jià)有機(jī)基團(tuán)C3-C12烷基、氨基烷基或二氨基烷基、C6-C18芳基、烷基芳基、氨基烷基芳基和二氨基烷基芳基。該四唑化合物更優(yōu)選包括芳基取代的四唑，例如5-苯基四唑。
一種或多種含磷催化劑在第二引發(fā)溫度作為起泡劑或發(fā)泡劑，該催化劑優(yōu)選包括多磷酸銨、三聚氰胺磷酸鹽、尿素磷酸鹽或它們的混合物，最優(yōu)選多磷酸銨。
在本發(fā)明另一實(shí)施方式中，所述粉末組合物還包含一種或多種多元醇成碳化合物，優(yōu)選三羥甲基丙烷(TMP)。
在又一實(shí)施方式中，塑料或模塑料包括一種或多種可模塑或可成形的(共)聚合物或樹脂，優(yōu)選為聚丙烯之類的聚烯烴；還包括含有以下組分的膨脹型組合物一種或多種含磷催化劑、一種或多種包含氧雜環(huán)的熱塑性樹脂或(共)聚合物成碳化合物、以及一種或多種能夠在第一引發(fā)溫度引起發(fā)泡的發(fā)泡劑，該組合物在第二引發(fā)溫度引起發(fā)泡，使第一引發(fā)溫度和第二引發(fā)溫度之差等于或大于10℃，該差值最高為150℃。這些模塑料可用作阻燃覆蓋材料(capstock)。
在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種形成涂層、膜或成形制品的方法，在此方法中，所述粉末組合物在以涂層形式施涂、或形成膜、或混入熱固性基質(zhì)內(nèi)并對該基質(zhì)成形之后，在大約160℃固化，因此發(fā)泡劑不會在固化過程中被活化。在固化過程中不會起泡，涂層在處于燃燒或火焰中之前才會起泡。
本發(fā)明還在結(jié)構(gòu)鋼之類的基材上提供固化的膨脹型組合物的涂層。
具體實(shí)施例方式
可以將其中發(fā)泡引發(fā)溫度即起泡溫度超過(共)聚合物或樹脂的固化或硬化溫度的包含(共)聚合物或樹脂的膨脹型組合物涂布在基材上、或成形或形成任意形狀的制品和膜，然后進(jìn)行固化，而不會使組合物起泡。熱固性樹脂固化形成耐久的涂層、膜或成形的制品，熱塑性樹脂在固化過程中是化學(xué)惰性的。
加注燃料通過燃燒、炭形成和膨脹可以是不受控制的劇烈反應(yīng)。在高于250℃的燃燒或加熱快速地激活四唑，從而引發(fā)涂層、膜或成形材料的膨脹。持續(xù)的加熱激活了含磷催化劑，催化劑釋放出如磷酸的游離酸，游離酸與熱固性樹脂主鏈以及含氧雜環(huán)或氮雜環(huán)的熱塑性樹脂上的羥基、縮醛基、縮酮基、自由基氧或環(huán)氧基反應(yīng)，生成耐高溫的磷酸鹽。同時(shí)，熱塑性樹脂軟化或熔融形成柔性物質(zhì)，柔性物質(zhì)將生成的氣體包含在其中，從而形成泡沫體。另外，在高于發(fā)泡引發(fā)溫度下燃燒或加熱的過程中，所述涂層或制品變成塑性的，組合物發(fā)生熱解釋放出氣體，使膜或制品膨脹。另外，隨著加熱的增強(qiáng)，磷酸鹽分解成磷酸、水蒸汽、二氧化碳和碳質(zhì)炭。水蒸汽和二氧化碳使物質(zhì)進(jìn)一步膨脹，熱塑性樹脂提供撓性使炭膨脹。在炭逐漸膨脹時(shí)，炭比較不容易脹裂或破裂，產(chǎn)生了具有更多數(shù)量泡孔的更厚更絕熱的層。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，包含一種或多種發(fā)泡劑、而且這些發(fā)泡劑能夠在相互間溫差至少10℃、至多150℃的溫度下引發(fā)起泡的膨脹型組合物，在燃燒時(shí)能夠產(chǎn)生令人驚異的厚絕熱層。另外，如果這些膨脹型組合物包含一種或多種發(fā)泡劑，而且這些發(fā)泡劑在最低的可能溫度下引發(fā)起泡，這樣在固化時(shí)不會起泡，則該組合物會產(chǎn)生均勻膨脹的、驚人的均勻泡沫體。另外，在足夠高的溫度下，會形成磷酸鹽從而釋放出二氧化碳?xì)怏w和水蒸汽，磷酸鹽還可發(fā)生分解釋放出氨氣之類的其它不燃性氣體。形成磷酸鹽時(shí)放出的氣體和磷酸鹽的分解副產(chǎn)物使碳質(zhì)炭泡沫體進(jìn)一步發(fā)泡成保護(hù)基材的更厚的絕熱泡沫體。較佳，由1毫米厚的膨脹型粉末涂層、覆蓋材料或膜形成的絕熱層在膨脹時(shí)膨脹成至少40毫米厚的絕熱泡沫體，其厚度增加了40倍。
所列出的所有范圍均可互相包含和互相組合。例如，如果平均粒徑等于或大于1.3微米，例如等于或大于1.5微米，而且該粒徑可等于或小于4.5微米，或等于或小于4.0微米，則其范圍包括大于等于1.3微米至小于等于4.5微米，大于等于1.5微米至小于等于4.5微米，大于等于1.5微米至小于等于4.3微米，以及大于等于1.3微米至小于等于4.3微米。
除非另外說明，所有的溫度和壓力的單位均為標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力(STP)。
所有帶有括號的用語表示既可包括括號內(nèi)的內(nèi)容也可不包括括號內(nèi)的內(nèi)容，或者同時(shí)包括二者。例如，用語“(共)聚合物”包括以下的任意一種聚合物、共聚物及其混合物。
在本文中，用語“平均粒徑”表示使用Southboro MA，的Malvern Instrument有限公司生產(chǎn)的Malvern Mastersizer2000、根據(jù)制造商介紹的步驟、通過激光散射測定的顆粒分布中某一顆粒粒徑或顆粒最大尺寸，使得分布中50重量％的顆粒小于該顆粒，分布中50重量％的顆粒大于該顆粒。術(shù)語“D50”表示平均粒徑。
在本文中，用語“涂料粉末”表示粉末涂料組合物，用語“粉末涂層”表示用粉末涂料組合物形成的涂層。
在本文中，除非另外說明，用語“共聚物”獨(dú)立地包括共聚物、三元共聚物、嵌段(block)共聚物、嵌段(segmented)共聚物、接枝共聚物、以及它們的任意混合物或組合。
在本文中，用語“D50”表示顆粒樣品或混合物的百分平均粒徑，使得正好50重量％的該混合物的粒徑小于粒徑為D50顆粒的粒徑。例如，D97表示大于97重量％顆粒樣品的粒徑或最大直徑的顆粒粒度。
在本文中，用語“膨脹型”表示當(dāng)處于火焰中或受到劇烈加熱時(shí)，能夠膨脹和炭化，并且能夠在火焰或熱量和被保護(hù)的材料之間形成絕熱阻燃隔離層。
在本文中，除非另外說明，用語“低溫固化”或“在低溫下固化”表示能夠在以下溫度固化的(共)聚合物和樹脂、固化劑或它們的混合物高于原料混合物中(共)聚合物或樹脂的Tg至少10℃、優(yōu)選至少15℃、低于177℃，優(yōu)選低于150℃，更優(yōu)選低于125℃。
在本文中，除非另外說明，用語“熔體粘度”表示使用Brookfield粘度計(jì)根據(jù)制造商或設(shè)備供應(yīng)商的說明，在150℃測得的聚合物或樹脂的熔體粘度，其單位為厘泊。
在本文中，術(shù)語“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和它們的混合物，術(shù)語“(甲基)丙烯酸類的”表示丙烯酸類的、甲基丙烯酸類的和它們的混合物。
在本文中，除非另外說明，用語“分子量”表示用凝膠滲透色譜法測得的聚合物重均分子量。
在本文中，術(shù)語“多胺”表示任何一種或多種二胺、三胺、四胺、五胺或胺官能聚合物。
在本文中，通過Fox在Bull.Amer.Physics.Soc.，1，3，第123頁(1956)所述的方法計(jì)算任何聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。也可使用示差掃描量熱法(加熱速率20℃/分，在拐折的中點(diǎn)取Tg)試驗(yàn)測量Tg。除非另外說明，本文中所用的Tg表示計(jì)算得到的Tg。
在本文中，用語“重量％”表示重量百分?jǐn)?shù)。
當(dāng)膨脹型組合物例如在150-160℃進(jìn)行固化或模塑時(shí)，在第一發(fā)泡溫度引發(fā)起泡的發(fā)泡劑不會發(fā)泡。這些發(fā)泡劑可以是任何能夠在200-250℃引發(fā)起泡的發(fā)泡劑。這些發(fā)泡劑幫助在著火情況下及早產(chǎn)生絕熱泡沫體，從而降低了基材或鋼鐵溫度升高的。合適的發(fā)泡劑在充分加熱的條件下分解形成以下的氣體例如氧氣、氮?dú)狻⒍趸己桶睔?、或它們的混合物，?yōu)選氮?dú)?N2)和/或二氧化碳。合適的發(fā)泡劑可包括偶氮化合物、卡巴肼化合物和四唑化合物，例如偶氮二甲酰胺、甲苯磺酰肼、(對)甲苯磺酰氨基脲、四唑和結(jié)構(gòu)式I的取代四唑 式中R表示選自以下基團(tuán)的一價(jià)有機(jī)基團(tuán)C3-C12烷基、氨基烷基或二氨基烷基、C6-C18芳基、烷基芳基、氨基烷基芳基和二氨基烷基芳基。優(yōu)選R表示C6-C18芳基或烷基芳基，更優(yōu)選芐基或苯基。優(yōu)選這些發(fā)泡劑包括芳基取代的四唑，或者更優(yōu)選5-苯基四唑。
以膨脹型組合物的總重量計(jì)，所述在第一發(fā)泡溫度引發(fā)起泡的一種或多種發(fā)泡劑的總量等于或大于0.1重量％，或等于或大于0.3重量％，或等于或大于0.5重量％，高達(dá)3重量％，或高達(dá)2重量％，或高達(dá)1重量％。過量的這些發(fā)泡劑會將涂層、膜或成形制品的保護(hù)部分從被保護(hù)的表面(例如金屬)上吹掉，會造成涂層或膜的滑移(slump)。這些發(fā)泡劑用量過少會阻礙受控的發(fā)泡。
在第一發(fā)泡溫度引發(fā)起泡的市售的合適發(fā)泡劑包括Expandex 5PT(美國Connecticut，Middlebury，Uniroyal Chemical有限公司，08749)，該產(chǎn)品是5-苯基四唑。5-苯基四唑在220-240℃引發(fā)起泡。其它合適的發(fā)泡劑的商品名為CELOGENTM(Uniroyal Chemical Co.，Danbury，CT)，該產(chǎn)品包含甲苯磺酰氨基脲和偶氮二甲酰胺。
在第二引發(fā)溫度引發(fā)氣泡的發(fā)泡劑包含含磷催化劑，該發(fā)泡劑能夠在250-350℃引起發(fā)泡。在上升的溫度下，含磷催化劑釋放出磷酸，使磷酸與熱固性樹脂或熱塑性樹脂上的雜氧基團(tuán)、環(huán)氧基團(tuán)或羥基或其它活性含氧基團(tuán)反應(yīng)，生成有機(jī)磷酸鹽。該反應(yīng)使物質(zhì)或主體能夠用發(fā)泡氣體使其膨脹。同時(shí)，這些有機(jī)磷酸鹽的生成釋放出二氧化碳和水蒸汽(水)，從而造成發(fā)泡和起泡。以所述膨脹型組合物的總重量計(jì)，所述一種或多種含磷催化劑的總量可以低到等于或大于5重量％，或等于或大于10重量％，或等于或大于30重量％。為確保有足量的樹脂來形成涂層、膜或制品，一種或多種含磷催化劑的總量可高達(dá)60重量％或40重量％。
合適的含磷催化劑包括磷酸的堿金屬鹽或強(qiáng)堿鹽，例如磷酸鉀、磷酸鋅、多磷酸銨、三聚氰胺磷酸鹽、尿素磷酸鹽、混有三聚腈胺的任意含磷催化劑、混有尿素的任意含磷催化劑、以及含磷催化劑的混合物。尿素和三聚氰胺作為發(fā)泡劑，在第二引發(fā)溫度釋放出N2。
較佳，含磷催化劑包括多磷酸銨和/或三聚氰胺磷酸鹽。三聚氰胺磷酸鹽在高于多磷酸銨的溫度下發(fā)生反應(yīng)，阻止涂層、膜或制品在引發(fā)起泡過程中發(fā)生“滑移”。然而，三聚氰胺磷酸鹽會使得涂料粉末難以施涂，還可限制發(fā)泡。因此，以所述膨脹型組合物的總重量計(jì)，三聚氰胺磷酸鹽的用量最高為30重量％，或最高為20重量％。合適的市售含磷催化劑包括EXOLITTM422(德國，F(xiàn)rankfurt，Hoechst AG)，該產(chǎn)品是多磷酸銨，還包括MELAPURTMMP(奧地利，Linz，Chemie Linz Gmbh)，該產(chǎn)品是三聚氰胺磷酸鹽。
一種或多種熱固性樹脂作為碳質(zhì)炭促進(jìn)劑(promoter)，通過與一種或多種含磷催化劑反應(yīng)形成有機(jī)磷酸鹽，這些熱固性樹脂可包括任意的羥基官能樹脂或環(huán)氧基官能樹脂，例如Tg等于或高于40℃，優(yōu)選等于或高于50℃的芳族環(huán)氧樹脂、酚醛清漆樹脂/可溶酚醛樹脂和酚醛塑料。優(yōu)選的熱固性樹脂包括環(huán)氧樹脂。合適的優(yōu)選熱固性樹脂可包括平均環(huán)氧當(dāng)量(EEW)等于或大于800，或等于或大于1600，高達(dá)3000，或高達(dá)2000的雙酚環(huán)氧樹脂，例如4型、5型、6型和7型雙酚環(huán)氧樹脂。更佳，熱固性樹脂包括平均EEW為1600-1900的雙酚A的多縮水甘油醚的偏脂肪酯，或平均EEW為1600-1900的雙酚A與雙酚F混合物的多縮水甘油醚的偏脂肪酯。這些更優(yōu)選的樹脂具有高耐久性和高粘性，形成防滑移性涂層和膜，而且具有低活性，從而可以得到低交聯(lián)密度，以便于起泡。更優(yōu)選的熱固性樹脂的例子包括購自瑞士，Bachtobelstrasses 3，CH-8810Horgen，DOW Chemical公司的DER6670 7型，這是一種高分子量固體雙酚環(huán)氧樹脂，其平均EEW為1600-2000，在150℃測定的粘度為30000-100000厘斯。
在另一實(shí)施方式中，以熱固性樹脂的總重量計(jì)，所述熱固性樹脂包括以下物質(zhì)的混合物30-70重量％的平均EEW為800-2000的環(huán)氧樹脂，70-30重量％結(jié)晶環(huán)氧樹脂或平均EEW為100-400的環(huán)氧樹脂，以降低熔體粘度。這種混合物可以使涂層或膜更容易形成，還可以增加如含磷催化劑、發(fā)泡劑和填料之類的非樹脂組分或無機(jī)組分向組合物中的加入量。
以膨脹型組合物的總重量計(jì)，所述一種或多種熱固性樹脂的總量可低達(dá)15重量％，或低達(dá)27重量％，可高達(dá)35重量％，或高達(dá)30重量％。如果所述一種或多種熱固性樹脂在全部膨脹型組合物中的含量小于15重量％，以該組合物制成的涂料或膜在處于火焰中時(shí)會滴抖(dripping)，樹脂無法將膨脹型泡沫體結(jié)合在一起。如果所述一種或多種熱固性樹脂在全部膨脹型組合物中的含量大于35重量％，制成的涂料或膜在受到高熱或處于火焰中時(shí)發(fā)泡塑性不足，造成泡沫破裂。
用作通過與一種或多種含磷催化劑反應(yīng)來形成有機(jī)磷酸鹽的碳質(zhì)炭促進(jìn)劑的一種或多種熱塑性樹脂可包括Tg等于或高于40℃，或等于或高于45℃，，或優(yōu)選等于或高于50℃的含氧雜環(huán)或含氮雜環(huán)的熱塑性樹脂。這些樹脂使得膜能夠形成，使得組合物具有塑性，從而可對組合物進(jìn)行成形，并為炭提供塑性，使炭能夠起泡和膨脹。合適的熱塑性樹脂可包括纖維素，例如纖維素酯和纖維素醚，例如乙酸丁酸纖維(CAB)、多(原酸酯)、脂族聚碳酸酯、聚二噁烷酮(dioxanones)、酮樹脂、醛樹脂和酮醛樹脂。較佳，這些樹脂包括羥基官能酮樹脂、聚醛樹脂和酮醛樹脂。
合適的酮樹脂可包括環(huán)脂族酮縮合物，例如環(huán)己酮或其衍生物，如甲基環(huán)己酮和對叔丁基環(huán)己酮的縮合物。這些酮樹脂可通過常規(guī)的方法、通過環(huán)脂族酮或其混合物的堿催化自縮合、或通過環(huán)脂族酮與例如尿素的堿催化縮合制得。
合適的酮醛樹脂可包括酮與脂肪醛的縮合物，優(yōu)選環(huán)脂族酮(例如環(huán)己酮及其衍生物，如甲基環(huán)己酮)與醛(優(yōu)選甲醛或其低聚物，例如低聚甲醛)的縮合物。這些酮-醛樹脂可通過常規(guī)方法、在堿性催化劑的存在下通過縮合制得。
最佳，所述熱塑性樹脂包括羥基官能N-雜環(huán)脲脂肪醛樹脂，例如LAROPALTMA81(德國，Ludwigshafen，BASF AG)。合適的脲和CH-酸性醛的縮合物可包括尿素與的異丁醛、正丁醛、2-甲基戊醛、2-乙基己醛和/或2-苯基丙醛的縮合物，如果需要還可與甲醛混合。這些樹脂可通過例如歐洲專利第2793或2794號所述的的方法、用脲或取代的脲與異丁醛之類的CH-酸性醛在混合甲醛的條件下經(jīng)酸催化縮合制成。
以膨脹型組合物的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，所述一種或多種熱塑性樹脂的總量可低達(dá)5重量％，或低達(dá)10重量％，可高達(dá)25重量，或高達(dá)15重量％，或高達(dá)13重量％。如果全部膨脹型組合物中一種或多種熱塑性樹脂的含量小于5重量％，則通過該組合物制成的涂層或膜將缺乏足夠的塑性，在發(fā)泡和膨脹時(shí)無法將膨脹的炭結(jié)合在一起。如果全部膨脹型組合物中一種或多種熱塑性樹脂的含量大于25重量％，則制成的涂層或膜在受熱時(shí)將會滴抖和塌泡(sagging)。
以膨脹型組合物的總重量計(jì)，所述一種或多種熱塑性樹脂與一種或多種熱固性樹脂的組合的含量應(yīng)為40重量％，以便保持足夠的流動(dòng)性質(zhì)來制造膜、涂層或成形的制品，這些樹脂的組合的含量可高達(dá)60重量％，這樣膨脹型組合物包含足量的含磷催化劑和發(fā)泡劑，使得組合物能夠固化，然后在處于足夠的高溫或處于火焰中時(shí)會發(fā)泡和膨脹。
用于一種或多種熱固性樹脂的合適的固化劑可包括在等于或低于160℃下具有活性的固化劑。這些固化劑可選自咪唑的環(huán)氧加合物、脂族多胺的環(huán)氧加合物、2-甲基咪唑(2-MI)、烷基咪唑、芳基咪唑或苯基咪唑之類的咪唑以及陽離子固化催化劑，例如乙基三苯基鹵化鏻之類的鎓化合物和膦。
這些固化劑的合適的量將根據(jù)所用的固化劑而變化。通常在以下情況所述的雙組分粉末組合物中固化劑的用量較多在此粉末組合物中，第一組分包括一種或多種熱固性樹脂的擠出物或均質(zhì)混合物，第二組分包括細(xì)研磨的固化劑，該固化劑任選地與除了所述一種或多種熱塑性樹脂以外的任何組分一起擠出或均質(zhì)混合。以膨脹型組合物的總重量計(jì)，咪唑及其加合物的總用量等于或大于0.5重量％，或等于或大于0.75重量％，或等于或大于2重量％，或等于或大于2.5重量％，可等于或小于6重量％，或等于或小于5重量％，或等于或小于2.5重量％。以膨脹型組合物的總重量計(jì)，脂族多胺的環(huán)氧加合物的總用量等于或大于2重量％，或等于或大于4重量％，或等于或大于5重量％，或等于或小于40重量％，或等于或小于25重量％，或等于或小于20重量％，或等于或小于12重量％，或等于或小于8重量％。以膨脹型組合物的總重量計(jì)，一種或多種陽離子固化劑的總用量等于或大于0.1重量％，或等于或大于0.5重量％，或高達(dá)2重量％，或高達(dá)1重量％。
所述可用作羥基給體和炭促進(jìn)劑的一種或多種任選地碳化添加劑可包括任意的多元醇，例如(一縮二)季戊四醇或三羥甲基乙烷(TME)，或Tg等于或高于40℃，優(yōu)選等于或高于45℃的含OH的蠟。最佳，所述碳化添加劑包括三羥甲基丙烷(TMP)，它是蠟狀固體。TMP幫助在擠出過程中降低熔體粘度，在膨脹過程中提高泡沫體的質(zhì)量，例如均勻性和泡孔密度。以膨脹型組合物的總重量計(jì)，一種或多種任選碳化添加劑的合適的總量可以從等于或大于2重量％，或等于或大于2.5重量％至高達(dá)8.0重量％或高達(dá)6.0重量％。
可用于所述組合物的合適的顏料可包括一種或多種顏料，例如二氧化鈦、金屬氧化物、例如氧化鐵、云母、涂敷云母以及金屬顏料，例如漂浮型和非漂浮型金屬薄片。二氧化鈦和云母是熔點(diǎn)高于1000℃的惰性無機(jī)產(chǎn)物，它們使組合物的炭泡沫體具有強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)施方式中，一種或多種顏料中的大部分是云母，云母為炭泡沫體提供了額外的結(jié)構(gòu)支撐。以膨脹型組合物的總重量計(jì)，所述一種或多種顏料的總量可高達(dá)6.0重量％，或高達(dá)5重量％。
可以向所述組合物中加入一種或多種玻璃化劑，用來提高泡沫體的硬度，同時(shí)在高溫下保護(hù)泡沫體。玻璃化劑可包括硼酸鋅、含混合金屬的玻璃粉(例如CEEPREETM(英格蘭,Southport,ceepree products 有限公))、硼酸鈣、其它硅酸鹽或硼酸鹽、能夠在低于400℃的溫度下作為粘合劑的低熔點(diǎn)玻璃(例如含堿(強(qiáng)堿性)金屬的玻璃)、以及它們的混合物。以膨脹型組合物的總重量計(jì)，所述一種或多種玻璃化劑的總量高達(dá)10.0重量％，或高達(dá)4.0重量％，或高達(dá)2重量％。
以膨脹型組合物的總重量計(jì)，適用于組合物的添加劑可包括流動(dòng)性助劑，例如，含量高達(dá)10重量％的(甲基)丙烯酸酯共聚物；干流動(dòng)性助劑，例如高達(dá)1.0重量％的熱解法二氧化硅；消泡添加劑，例如高達(dá)1.0重量％的安息香；高達(dá)1.0重量的抗氧化劑；以及高達(dá)2.5重量％的脫模劑。
所述膨脹型組合物可通過以下步驟制備例如通過熔融混合、將包含所述組分的分散體噴霧干燥、超臨界流體加工或附聚使這些組分均質(zhì)混合，如果需要的話，隨后通過對其進(jìn)行冷卻、干燥、研磨或這些處理的組合將其制成粉末。優(yōu)選將組合物擠出，然后冷卻或固化，然后研磨。在制備“單成分”組合物時(shí)，將所有的組分加入擠出機(jī)或混合容器內(nèi)一次性混合?！半p成分”擠出組合物通過以下步驟制備將兩個(gè)成分分別處理，在一個(gè)成分中將不含固化劑的熱固性樹脂或(共)聚合物擠出或緊密混合，在第二成分中將固化劑干研磨或緊密混合，剩下的組分分配在任一成分中或分配在兩個(gè)成分中。在擠出時(shí)，將所有的組分在擠出機(jī)內(nèi)混合，優(yōu)選首先將熱塑性樹脂成碳化合物或熱固性樹脂成碳化合物加入擠出機(jī)來制備液態(tài)熔體混合介質(zhì)。較佳，擠出物的溫度為100-140℃。
應(yīng)將擠出或熔融混合的膨脹型組合物研磨成平均粒徑(D50)高達(dá)200微米，或高達(dá)100微米的粉末，最小量的粉末，例如少于5重量％的粉末粒徑小于10微米。平均粒徑(D50)高達(dá)80微米，或高達(dá)35微米，或高達(dá)25微米的粉末組合物特別適用于涂布熱敏基材。噴霧干燥的膨脹型粉末產(chǎn)物的平均粒徑應(yīng)當(dāng)與擠出或熔融混合的粉末組合物的平均粒徑相同。
在另外的實(shí)施方式中，膨脹型涂料或成膜組合物可包括溶劑化的液體組合物，該液體組合物通過靜電噴涂施涂，或通過膜蒸發(fā)形成。這些組合物可包括雙成分熱固性樹脂，例如多異氰酸酯和多羥基化合物，其中各成分保存在兩個(gè)獨(dú)立的容器內(nèi)，在施涂過程中或即將施涂之前將此兩成分混合。合適的溶劑可包括二甲苯、烷醇和酮中的任一種，優(yōu)選二甲苯、丁醇和甲基異丁基酮(MIBK)的混合物。這些液體組合物中的固體總量可為30-60重量％，或40-50重量％。另外，這些液體組合物可包含金屬顏料，例如以固體總重量計(jì)高達(dá)6重量％的鋁粉或鋁薄片。含金屬顏料的液體涂料可用來制造金屬飛機(jī)部件以及整個(gè)飛機(jī)機(jī)身(例如貨艙和乘客艙)的絕熱涂層。這些組合物可通過在低剪切混合器中攪拌所有的組分而制得。
在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明可模塑可成形的組合物可包括阻燃、可熔融混合塑料添加劑或覆蓋材料組合物，這些組合物被加入聚丙烯、高密度聚乙烯(HDPE)或聚氯乙烯(PVC)之類的塑料中。這些組合物包含如上所述的一種或多種含磷催化劑，如上所述的一種或多種含氧雜環(huán)的熱塑性樹脂或(共)聚合物成碳化合物，以及如上所述的一種或多種在第一引發(fā)溫度引發(fā)起泡的發(fā)泡劑。所述一種或多種熱塑性樹脂成碳化合物使產(chǎn)物熔體能夠與許多主體材料混合。
優(yōu)選用于膜或涂層組合物的組分，也同樣優(yōu)選用于用來制造模塑或成形制品的可熔融混合的塑料添加劑或覆蓋材料組合物。然而，以膨脹型組合物的總重量計(jì)，所述可熔融混合的塑料添加劑或覆蓋材料組合物中所含一種或多種熱塑性樹脂成碳化合物的總量應(yīng)等于或大于30重量％，或等于或大于35重量％，其總量應(yīng)等于或小于60重量％，或等于或小于40重量％。使用較高分子量的熱塑性成碳化合物(例如分子量等于或大于30000，優(yōu)選等于或大于60000，高達(dá)500000)，能夠避免在處于火焰中、或受到足以引發(fā)氣泡的熱量時(shí)產(chǎn)生滴抖或塌泡。以膨脹型組合物和塑料的總重量計(jì)，應(yīng)當(dāng)將10-30重量％的這些組合物加入塑料中并與之混合。
在應(yīng)用時(shí)，可通過將以下組分一起擠出來制備阻燃“母料(masterbatch)”一種或多種含磷催化劑，一種或多種含氧雜環(huán)的熱塑性樹脂或(共)聚合物成碳化合物，以及一種或多種能夠在第一引發(fā)溫度引發(fā)起泡的發(fā)泡劑。然后可將母料與可熱成形的塑料或樹脂共擠出或配混，制備模塑或可成形組合物。
在另一實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種用來形成涂層、膜或成形制品的方法，在此方法中，將粉末組合物施涂在基材上、或形成膜或成形的制品，在形成涂層和膜時(shí)，要在等于或低于180℃、或等于或低于150℃，等于或高于90℃的條件下固化。
可通過以下方式施涂涂層例如靜電噴涂、流化床或磁性刷粉末涂布，或者可將涂料在水中制成漿料，然后噴涂在基材上。膜可通過以下的方法形成例如擠出在可剝離的表面上然后冷卻來制備，通過薄膜蒸發(fā)來制備，或通過等效的方法制備。成形制品可通過以下方法制造例如，注塑，吹塑，或通過擠出、如果需要的話進(jìn)行切割來成形。
任意所需的固化可以在所需的固化溫度下進(jìn)行30秒或更久，或10分鐘或更久，或20分鐘或更久，固化時(shí)間可高達(dá)90分鐘，或高達(dá)60分鐘，或高達(dá)30分鐘。合適的固化方法可包括熱對流，對于30秒-5分鐘內(nèi)快速固化，在對流的同時(shí)進(jìn)行紅外(IR)輻照，或者加熱組合物的任何方法，只要膜、涂層或制品的表面溫度不超過固化溫度即可。
無論所述組合物是如何固化的，發(fā)泡劑在固化過程中，或施涂成涂層、形成膜或混入塑料基質(zhì)的過程中不會發(fā)生活化。在固化過程中不會發(fā)泡，在涂層在處于燃燒、火焰中或受熱而至少達(dá)到高于第一發(fā)泡引發(fā)溫度之前，涂層不會發(fā)泡。
合適的涂層、膜或覆蓋材料的厚度可根據(jù)膨脹時(shí)所需絕熱材料的量而改變。涂層或膜的合適的厚度可以為最低0.4毫米，或0.8毫米，或1.6毫米，可厚達(dá)10毫米，或厚達(dá)4毫米。覆蓋材料可以最多比涂層或膜厚10倍，最少厚三倍，從而得到類似的絕熱性質(zhì)，因此覆蓋材料的厚度可以是厚達(dá)3厘米，或薄至1.2毫米。
可將組合物涂布在鋼、鋁或鈦、木材、塑料和其它熱敏基材上，所述其它熱敏基材是例如膠合板、纖維板，例如中密度纖維板(MDF)、絕緣纖維板、復(fù)合板和硬紙板。合適的涂料用途包括結(jié)構(gòu)鋼、木結(jié)構(gòu)材料、以及鋁或鈦飛機(jī)部件。
著火點(diǎn)測試根據(jù)1987年出版的BS 47620(BS 47620 1987)對根據(jù)以下實(shí)施例制造的粉末涂層進(jìn)行測試。在測試過程中，在涂布的鋼部件上安裝NiCr/NiAl熱電偶，熱電偶具有包在礦物絕緣材料中的金屬導(dǎo)線，礦物絕緣材料包在環(huán)繞的陶瓷絕緣體套中，金屬導(dǎo)線從套筒中伸出。將熱電偶敲入金屬基材，該基材預(yù)先鉆出直徑僅略大于熱電偶的孔，然后通過沖床在孔的邊緣上除去毛刺，將熱電偶插入孔中，使熱電偶保持在該位置中，然后將涂布的鋼部件放入煤氣爐內(nèi)，其位置距離爐子的輻射熱源即爐壁30-35厘米，然后按照標(biāo)準(zhǔn)溫度和時(shí)間曲線的速率(BS 47620 1987，圖2，第33頁)將爐內(nèi)溫度升至1000℃。
用NiCr/NiAl金屬線接點(diǎn)測量爐溫，所述金屬線接點(diǎn)(junction)包在礦物絕緣材料內(nèi)，并具有直徑1.5毫米的鋼套。所述測量接點(diǎn)離涂布的鋼部件的平均距離為100毫米±10毫米。根據(jù)熱電偶的讀數(shù)記錄下測得的涂布鋼部件的平均溫度，還記下所述涂布的鋼部件的平均溫度達(dá)到550℃所需的時(shí)間。當(dāng)熱電偶測得的平均溫度達(dá)到550℃時(shí)，結(jié)束測試。
通過將敲入凸緣頂部和凸緣底部的各個(gè)熱電偶所測出的凸緣溫度取平均，然后將所得的平均凸緣溫度與敲入所述涂布的鋼部件腹板(web)中心的熱電偶測得的溫度取平均，確定涂布的鋼工字梁基材的“平均溫度”。
根據(jù)涂布的鋼部件的平均溫度達(dá)到550℃所需的時(shí)間對涂層評級，評級的標(biāo)準(zhǔn)是將部件保持在低于550℃半小時(shí)的涂層評為30分鐘級別；將金屬保持在低于550℃一小時(shí)的涂層評為60分鐘級別；依此類推，直至達(dá)到最高的級別“兩小時(shí)級”。
涂層厚度在著火點(diǎn)測試之前，通過對涂布之前的鋼部件以及進(jìn)行過涂布和固化之后的鋼部件進(jìn)行稱重，檢查核對涂層的總膜厚度。
泡沫體膨脹使用膜厚度測量器測量粉末涂層膜在著火點(diǎn)測試過程中相對于涂層初始厚度的膨脹程度，所述測量器基于磁性原理工作，因此發(fā)泡膜越厚磁場越弱，在著火點(diǎn)測試之后，使部件冷卻至室溫，然后用尺再測量泡沫體的厚度。
在本文中，“全尺寸爐”表示具有四個(gè)(4)測量接點(diǎn)和三個(gè)(3)燃燒器的煤氣爐。操作者觀察加熱速率，需要時(shí)對氣體速率進(jìn)行電子調(diào)節(jié)，來對該爐中的氣體速率進(jìn)行人工控制，從而確保加熱速率遵循標(biāo)準(zhǔn)溫度和時(shí)間曲線(BS476-201987第33頁)。
在本文中，術(shù)語“實(shí)驗(yàn)室尺寸爐”表示具有五個(gè)(5)測量接點(diǎn)和兩個(gè)(2)燃燒器的煤氣爐。對爐內(nèi)的氣體速率進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制，以確保加熱速率遵循標(biāo)準(zhǔn)溫度和時(shí)間曲線(BS 476-201987第33頁)。
通過測量鋼工字梁基材的截面因子(Hp/A)值來對其進(jìn)行分類，所述截面因子(Hp/A)值定義為被加熱的鋼工字梁的周長(Hp)除以其橫截面積(A)。高Hp/A的鋼結(jié)構(gòu)具有高表面積和低質(zhì)量，會很快變熱，因此最難保護(hù)。當(dāng)涉及工字梁時(shí)，“腹板”表示中心脊部分，各兩端部分被稱為“凸緣”。
實(shí)施例在對流爐內(nèi)將具有特定Hp/A的字母H形結(jié)構(gòu)鋼工字梁在150℃預(yù)熱30分鐘，然后通過噴槍將各實(shí)施例的粉末涂料靜電噴涂在各工字梁上。施涂過涂料粉末之后，將涂布的工字梁在環(huán)境大氣下靜置冷卻15分鐘，然后使涂層在對流爐內(nèi)、在150℃的爐內(nèi)空氣溫度下固化60分鐘，從而制得待測的涂布基材。
實(shí)施例1A和1B用于實(shí)施例1A和1B的制劑列于下表1。在實(shí)施例1A中，使用表1中的制劑在長0.8米、Hp/A＝180、重40千克的鋼工字梁上涂布成2.5毫米厚的涂層。在實(shí)施例1B中，使用表1中的制劑在長0.8米、Hp/A＝300、重40千克的鋼工字梁上涂布成3.1毫米厚的涂層。在實(shí)施例1A和1B中，所得的涂層是光滑、半光澤的膜。
將兩個(gè)涂布的鋼工字梁置于全尺寸爐內(nèi)，對實(shí)施例1A和1B各試樣進(jìn)行著火點(diǎn)測試和膜厚度測試。結(jié)果列于下表3。著火點(diǎn)測試之后，實(shí)施例1A和1B中的涂層的表面變得不均勻，而且碳化變黑。沿膨脹膜的截面切割，結(jié)果顯示具有各種尺寸的泡沫體泡孔，其尺寸大多數(shù)為5-20毫米，形成海綿狀外觀。
表1

對比例2A和2B在對比例2A中，將長0.3米、重20千克、Hp/A＝300的未涂布鋼工字梁置于實(shí)驗(yàn)室尺寸爐內(nèi)進(jìn)行測試。在對比例2B中，將表2所列的制劑涂布在將長0.3米、重20千克、Hp/A＝300的鋼工字梁上，形成2.5毫米厚的涂層。
在對比例2A和2B中，在單一實(shí)驗(yàn)室尺寸爐內(nèi)對四個(gè)工字梁基材進(jìn)行著火點(diǎn)測試。著火點(diǎn)測試之后，對比例2B的涂層的表面變得不均勻，而且碳化變黑。沿膨脹膜的截面切割，結(jié)果顯示膨脹膜包含尺寸大多數(shù)為5-25毫米的孔泡。對比例2A和2B各自的著火點(diǎn)測試結(jié)果和涂層厚度結(jié)果列于下表3。
表2

1.DEH 82-瑞士，Horgen，Bachtobelstrasse3，CH-8810的Dow Chemical公司。
表3

如表3中的著火點(diǎn)測試和涂層膨脹結(jié)果所示，用實(shí)施例1A和1B中的發(fā)明組合物所制得的涂層具有優(yōu)良的絕熱性，尤其當(dāng)與未涂布的鋼工字梁相比更是如此。實(shí)施例1A和1B提供的涂層滿足“一小時(shí)”著火點(diǎn)測試標(biāo)準(zhǔn)。對比例2顯示了膨脹型涂層將達(dá)到550℃所需時(shí)間延長的數(shù)值。即使假設(shè)全尺寸爐所得的級別比實(shí)驗(yàn)室尺寸爐長50％，但是實(shí)施例1A提供的發(fā)明涂層對鋼鐵的保護(hù)時(shí)間仍幾乎是相同厚度的對比例2B的涂層時(shí)間的2倍(60分鐘)，所述對比例2B的涂料缺少能夠在第一引發(fā)溫度引發(fā)的發(fā)泡劑。當(dāng)處于火焰中時(shí)，相對于對比例2B的涂層，實(shí)施例1A和1B的本發(fā)明涂層能夠提供更厚更均勻的絕熱泡沫體。
實(shí)施例3a和對比例3b實(shí)施例3A和對比例3B檢測了使用5-苯基四唑在性能上造成的不同。這些實(shí)施例中所用的制劑列于表4。
用表4所列的粉末在長0.3米、重20千克、Hp/A＝300的鋼工字梁上進(jìn)行涂布，制得待測的涂布基材。在實(shí)施例3A和對比例3B中，所得的涂層是光滑的半光澤膜，膜厚度為1.7毫米。
在實(shí)施例3A和對比例3B中，在單一實(shí)驗(yàn)室尺寸爐內(nèi)對四個(gè)涂布工字梁基材進(jìn)行著火點(diǎn)測試。著火點(diǎn)測試之后，實(shí)施例3A和3B的涂層的表面變得不均勻，而且碳化變黑。沿膨脹膜的截面切割，結(jié)果顯示其具有各種尺寸的泡沫泡孔，泡孔尺寸大多數(shù)為5-20毫米。用尺測量橫截面高度，測得膨脹系數(shù)(膨脹的燒過膜厚度/初始的涂布膜厚度)為40倍。實(shí)施例3A和對比例3B各自的著火點(diǎn)測試結(jié)果和發(fā)泡的涂層厚度結(jié)果列于下表5。
表4

表5

如表5的著火點(diǎn)測試結(jié)果所示，實(shí)施例3A的發(fā)明涂料所提供的涂層具有優(yōu)于對比例3B的涂層的優(yōu)良的絕熱性，所述對比例3B不含能夠在第一引發(fā)溫度引發(fā)的發(fā)泡劑。與對比例3B的涂層相比，實(shí)施例3A所提供的涂層將著火點(diǎn)測試時(shí)間延長了18％。
權(quán)利要求
1.一種膨脹型粉末組合物，該組合物包含在第一引發(fā)溫度引起發(fā)泡的一種或多種發(fā)泡劑；一種或多種含磷催化劑；一種或多種羥基官能或環(huán)氧官能熱固性樹脂成碳化合物；一種或多種含有雜環(huán)的熱塑性樹脂或(共)聚合物成碳化合物；以及，一種或多種固化劑，所述組合物在第二引發(fā)溫度引起發(fā)泡，所述第一引發(fā)溫度和第二引發(fā)溫度之差等于或大于10℃，該差值最高為150℃。
2.如權(quán)利要求1所述的膨脹型粉末組合物，其特征在于，所述在第一引發(fā)溫度引發(fā)的一種或多種發(fā)泡劑是結(jié)構(gòu)式I的四唑， 式中R表示選自以下基團(tuán)的一價(jià)有機(jī)基團(tuán)C3-C12烷基、氨基烷基或二氨基烷基、C6-C18芳基、烷基芳基、氨基烷基芳基和二氨基烷基芳基。
3.如權(quán)利要求2所述的膨脹型泡沫組合物，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)式I的四唑化合物包括5-苯基四唑。
4.如權(quán)利要求1所述的膨脹型粉末組合物，其特征在于，所述一種或多種含磷催化劑在第二引發(fā)溫度用作發(fā)泡劑，所述含磷催化劑包括多磷酸銨、三聚氰胺磷酸鹽、脲磷酸鹽或它們的混合物。
5.如權(quán)利要求1所述的膨脹型粉末組合物，還包含一種或多種多元醇成碳化合物。
6.如權(quán)利要求1所述的膨脹型粉末組合物，其特征在于，所述一種或多種固化劑包括以下化合物的一種或多種咪唑、咪唑的環(huán)氧樹脂加合物、或多胺的環(huán)氧樹脂加合物。
7.如權(quán)利要求6所述的膨脹型粉末組合物，其特征在于，所述固化劑包括2-甲基咪唑。
8.一種塑料或模塑組合物，該組合物包括一種或多種可模塑或可成形的(共)聚合物或樹脂；包含以下組分的膨脹型組合物一種或多種含磷催化劑、一種或多種含雜環(huán)熱塑性樹脂或(共)聚合物成碳化合物、以及一種或多種能夠在第一引發(fā)溫度引起發(fā)泡的發(fā)泡劑，該組合物在第二引發(fā)溫度引起發(fā)泡，使第一引發(fā)溫度和第二引發(fā)溫度之差等于或大于10℃，該差值最高可達(dá)150℃。
9.一種用來由權(quán)利要求1所述的組合物形成涂層的方法，該方法包括將所述組合物施涂在基材上形成涂層；使所述組合物固化，從而使所述發(fā)泡劑在固化過程中不會發(fā)生活化。
10.一種涂層，它通過權(quán)利要求9所述的方法制成，其中所述基材包括結(jié)構(gòu)鋼。
全文摘要
本發(fā)明提供了膨脹型粉末組合物及其使用方法，該組合物包含在第一引發(fā)溫度引起發(fā)泡的發(fā)泡劑，優(yōu)選為四唑；在第二引發(fā)溫度作為發(fā)泡劑的含磷催化劑；羥基官能或環(huán)氧官能熱固性樹脂成碳化合物；含有雜環(huán)的熱塑性樹脂或(共)聚合物成碳化合物；以及咪唑之類的低溫固化劑，該組合物在第一和第二引發(fā)溫度引起發(fā)泡，所述第一引發(fā)溫度和第二引發(fā)溫度之差等于或大于10℃，最高為150℃。該組合物在固化過程中不會發(fā)泡，并在結(jié)構(gòu)鋼之類的基材上形成固化的膨脹型涂層，當(dāng)這些涂層處于火焰中時(shí)，它們會發(fā)生受控的發(fā)泡。本發(fā)明還提供塑料、覆蓋材料或模塑料，它們包含可模塑或可成形的(共)聚合物或樹脂，優(yōu)選為聚丙烯；和膨脹型組合物。
文檔編號C09D5/03GK1821324SQ200610005978
公開日2006年8月23日 申請日期2006年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月20日
發(fā)明者N·瑟普利斯, J·E·瓦茨, K·R·沃斯霍恩 申請人:羅門哈斯公司