CN102153936A - 多组分酚醛树脂防火涂料组合物 - Google Patents

Abstract

多组分酚醛树脂防火涂料组合物，本发明涉及一种多组分酚醛树脂防火涂料组合物。该涂料组合物包括：组分(A)，该组分至少含有一种酚醛树脂；组分(B)，该组分至少含有一种环氧树脂；组分(C)，该组分至少含有一种环氧树脂和酚醛树脂的固化剂。其中(C)组分与(A)和(B)彼此分开存放，在混合时发生交联固化反应。本发明涉及的该涂料组合物，不含有机溶剂、水等溶剂或分散剂，是一种适于多种涂装工艺的膏状物，可用于钢结构、混凝土和木材的防火涂覆，形成的涂层具有粘结强度高、耐老化、耐烃类火的显著特点。

Description

多组分酚醛树脂防火涂料组合物

技术领域

本发明涉及一种多组分酚醛树脂防火涂料组合物具体涉及一种防火用的膨胀型多组分酚醛树脂涂料组合物。

背景技术

国内外对防火涂料的研发都比较重视，不少科研院校和涂料企业纷纷开展防火涂料的研制开发工作，也研制出了许多新品种防火涂料。目前，国内外防火涂料生产和研发大多还是建立在对P-C-N阻燃体系的改性研究上，只是通过添加不同配比的聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺等来优化防火涂料性能。目前常见的防火涂料配方中，P-C-N防火助剂在涂膜中所占的质量分数一般为60％～70％，其中，催化剂(P)、成炭剂(C)和发泡剂(N)三者的比例一般为30％～60％；10％～20％；20％～50％。由于添加比例较大，且多为小分子化合物，因此会严重影响涂膜的理化性能，特别是造成涂膜的附着力低、耐久性差、耐火焰温度低等难以克服的缺陷，并且燃烧时会产生大量烟气。实践证明该类型的防火涂料不适合室外应用、不能在烃类火场合使用、也不能在船舶等易腐蚀环境下使用。

酚醛树脂是高分子化合物，本身具有一定的成膜特性，可用于涂料成膜物。本课题组近年来的研究发现：酚醛具有极好的阻燃防火特性，热分解温度高，残炭量大，燃烧时烟密度小，几乎不产生有毒烟气；并且与目前通用的涂料成膜物丙烯酸树脂、环氧树脂等有很好的相容性，作为成膜物的共混成分不会影响涂膜的理化性能；酚醛在受火作用时能够在脱水、固化、炭化的同时膨胀发泡，它集催化、成炭和发泡功能于一身，完全可以替代P-C-N防火助剂；在丙烯酸树脂中加入25％的酚醛树脂，防火效果可达到国标要求，随着该树脂含量的增加，防火涂料的耐燃性能逐渐提高。将酚醛树脂应用于防火涂料，可以突破传统膨胀防火体系，避免了小分子阻燃防火助剂的添加，可以从根本上改善涂料的成膜性能、防火性能、附着力和耐久性，是一种全新的膨胀阻燃体系。酚醛树脂防火涂料组合物是能够耐烃类火的高性能室外防火涂料，能够替代高档进口防火涂料，用于室外钢结构、混凝土结构的防火保护，能够满足石油平台、石化设施钢结构的防火要求，具有很好的应用前景。

发明内容

本发明要解决的问题是，改进目前防火涂料的阻燃防火体系，选择新的集阻燃防火、成膜于一身的新原料；改进涂料的附着力和防火性能，全面提高涂料质量；不使用有机溶剂或水溶解或分散涂料，提高涂料适用性和涂装效率，减少环境污染；制作一种能用于室外、满足石油平台和石化设施钢防结构火要求的防火涂料。

解决该问题的途

就是采用多组分酚醛树脂防火涂料组合物，可以从根本上改善涂料的成膜性能、防火性能、附着力和耐久性。本发明的多组分酚醛树脂防火涂料组合物包括：组分(A)，该组分至少含有一种酚醛树脂；组分(B)，该组分至少含有一种环氧树脂；组分(C)，该组分至少含有一种环氧树脂和酚醛树脂的固化剂。其中(C)组分与(A)和(B)彼此分开存放，混合后在室温下发生交联固化反应，本发明涉及的该涂料组合物，不含有机溶剂或水等溶解或分散介质，是一种适于多种涂装工艺的膏状物，可可用于钢结构件、混凝土和木材的防火涂覆，形成的涂层具有粘结强度高、耐老化、耐烃类火的显著特点，能够替代高档进口防火涂料，用于室外钢结构、混凝土结构的防火保护，能够满足石油平台、石化设施钢结构的防火要求。

根据本发明的多组分酚醛树脂防火涂料组合物，酚醛树脂可以选用热望性酚醛树脂、热固性酚醛树脂、橡胶改性酚醛树脂、热塑性树脂改性酚醛树脂、耐热改性酚醛树脂。热塑性酚醛树脂选自以下物质中的至少一种：苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚、双酚A等与甲醛、乙醛、糠醛、多聚甲醛等在盐酸、草酸、硫酸、磷酸等催化下制备的酚醛树脂；热固性酚醛树脂选自以下物质中的至少一种：苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚、双酚A等与甲醛、乙醛、糠醛、多聚甲醛等在氨水、氢氧化钠、氢氧化钡、氧化镁、苯胺等催化下制备的酚醛树脂；改性酚醛树脂选自以下物质中的至少一种：橡胶改性酚醛树脂，如天然橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、聚氧化乙烯类橡胶、丙烯酸酯类橡胶、聚氨酯类橡胶等改性酚醛树脂；热塑性树脂改性酚醛树脂，如聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚酰胺、聚苯氧基树脂、聚(甲基)丙烯酸酯、聚醚醇丙烯酸酯、聚醚醇磷酸酯等改性酚醛树脂；耐热改性酚醛树脂，如硼改性酚醛树脂、钼改性酚醛树脂、磷改性酚醛树脂、胺类改性酚醛树脂、三聚氰胺改性酚醛树脂、二甲苯甲醛树脂改性酚醛树脂、马来酰亚胺改性酚醛树脂、含有炔基的酚醛树脂、有机硅改性酚醛树脂、嗪类改性酚醛树脂、焦油改性酚醛树脂等。

本发明优选的酚醛树脂选自橡胶改性酚醛树脂、热塑性树脂改性酚醛树脂、耐热改性酚醛树脂。如天然橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、乙丙橡胶、聚氧化乙烯类橡胶、聚氧化丙烯类橡胶、丙烯酸酯类橡胶、聚氨酯类橡胶、端环氧基橡胶、端羧基橡胶等改性酚醛树脂，聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚酰胺、聚苯氧基树脂、聚(甲基)丙烯酸酯、聚醚醇丙烯酸酯、聚醚醇磷酸酯等改性酚醛树脂，硼改性酚醛、钼改性酚醛、磷改性酚醛、胺类改性酚醛、三聚氰胺改性酚醛树脂、二甲苯甲醛树脂改性酚醛树脂、马来酰亚胺改性酚醛树脂、含有炔基的酚醛树脂、有机硅改性酚醛树脂、嗪类改性酚醛树脂、焦油改性酚醛树脂等。

上述聚(甲基)丙烯酸酯是指：丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯腈的均聚物或共聚物。聚醚醇丙烯酸酯、聚醚醇磷酸酯是指聚乙二醇、聚丙二醇或其共聚物的单丙烯酸酯、二丙烯酸酯、单磷酸酯、二磷酸酯、多磷酸酯。

本发明的多组分酚醛树脂防火涂料组合物，选用的环氧树脂是以下物质中的至少一种：多元醇和/或酚环氧树脂、双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、双酚S环氧树脂、酚醛环氧等，也可以是两种以上的混合物，优选的环氧树脂是其中同类别的低分子量的液体环氧树脂。可以适当添加含有环氧基团的活性稀释剂，活性稀释剂从下列物质中选择，可以是烷基缩水甘油醚、芳基缩水甘油醚、二元醇二缩水甘油醚、多元醇多缩水甘油醚(如：甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚等)，优选烷基缩水甘油醚、二元醇二缩水甘油醚。

本发明的多组分酚醛树脂防火涂料组合物，选用的固化剂至少含有一种成分能够固化环氧树脂和酚醛树脂。固化剂选自以下物质中的至少一种或几种或几种物质的反应产物：脂肪胺、脂环胺、芳香胺、改性胺、聚酰胺、双氰胺、三聚氰胺、六次甲基四胺、密胺、密胺磷酸盐、密胺硼酸盐、聚磷酸铵、对甲苯磺酸、硫酸、盐酸、磷酸、硼酸、五氧化二磷、磷酸酯及其衍生物、硼酸酯及其衍生物、磷酸盐、硼酸盐、固体超强酸。优选改性胺、聚酰胺、磷酸、硼酸、磷酸酯及其衍生物、硼酸酯及其衍生物、磷酸盐、硼酸盐。

本发明的多组分酚醛树脂防火涂料组合物，它含有5-80％质量分，优选10-60％质量分的酚醛树脂；10-80％质量分，优选15-60％质量分的环氧树脂；1-50％质量分，优选5-30％质量分的乙烯基酯和/或聚酯；1-50％质量分，优选5-20％质量分的反应性稀释剂；1-50％质量分，优选5-30％质量分的固化剂，这些主要成分的总量为100％。

本发明的多组分酚醛树脂防火涂料组合物，它还含有无机填料、颜料、染料、流变剂、触变剂、稳定剂、润湿剂、溶剂等辅助成分中的一种或几种，用量为前述主要成分总量的5-120％，优选10-80％。

本发明的多组分酚醛树脂防火涂料组合物，组分与(A)、(B)和(C)以抑制反应的方式彼此分开在两室或多室存放，无机填料、颜料、染料、流变剂、触变剂、稳定剂、润湿剂、溶剂等辅助成分可以与(A)或(B)或(C)混合存放，(A)、(B)和(C)混合时在常温条件下发生交联固化反应，用于钢结构件、混凝土和木材的防火涂覆。

本发明的多组分酚醛树脂防火涂料组合物不含有机溶剂、水等溶剂或分散剂是一种适于多种涂装工艺的膏状物形成的涂层具有粘结强度高、耐老化、耐烃类火的显著特点，能够替代高档进口防火涂料，用于室外钢结构、混凝土结构的防火保护，能够满足石油平台、石化设施钢结构的防火要求。

具体实施方式

以下实施例用于进一步解释本发明。

实施例1

配方中均为质量份。

(A)组分：聚丙烯酸酯5，T400酚醛树脂20，硼酸锌10，钛白粉5；

(B)组分：E51环氧树脂30，羧基丁腈橡胶5，丁基环氧酯5；

(C)组分：T31固化剂2，T99固化剂3，磷酸氨酯15。

组分(B)和(C)为液态，(A)为细粉，在应用中将(A)与(B)混合均匀后再与固化组分(C)混合，将所得的涂料涂覆在5mm厚的打底漆的钢板上，室温固化48h。涂覆厚度2mm，背火温度达到500℃的时间为75min。

实施例2

配方中均为质量份。

(A)组分：T1200酚醛树脂25，超细硅酸铝10，钛白粉5；

(B)组分：E44环氧树脂30，丁基环氧酯5；

(C)组分：650型聚酰胺15，磷酸乙二醇酯10。

组分(B)和(C)为液态，(A)为细粉，在应用中将(A)与(B)混合均匀后再与固化组分(C)混合，将所得的涂料涂覆在5mm厚的打底漆的钢板上，室温固化48h。涂覆厚度2mm，背火温度达到500℃的时间为90min。

实施例3

配方中均为质量份。

(A)组分：有机硅改性酚醛树脂25，硫酸钡10，钛白粉5；

(B)组分：E44环氧树脂30，酚基缩水甘油醚5；

(C)组分：T-28-S固化剂10，磷酸氨酯5，磷酸乙二醇酯10组分(B)和(C)为液态，(A)为细粉，在应用中将(A)与(B)混合均匀后再与固化组分(C)混合，将所得的涂料涂覆在5mm厚的打底漆的钢板上，室温固化48h。涂覆厚度2mm，背火温度达到500℃的时间为100min。

总结说明：

与现有防火涂料相比，本发明的涂料组合物不含有机溶剂和水等溶解或分散介质，成膜物含量100％，能够显著减小涂装施工过程中的环境污染、大大提高涂装施工效率；用酚醛树脂替代了现在常用的P-C-N膨胀阻燃体系，显著提高了涂料的附着力、耐候性和防火性能。能够替代高档进口防火涂料，用于室外钢结构、混凝土结构的防火保护，能够满足石油平台、石化设施钢结构的防火要求。

Claims (11)

1.多组分酚醛树脂防火涂料组合物，该涂料组合物包括：组分(A)，该组分至少含有一种酚醛树脂；组分(B)，该组分至少含有一种环氧树脂；组分(C)，该组分至少含有一种环氧树脂和酚醛树脂的固化剂；(C)组分与(A)和(B)彼此分开存放，在混合时发生交联固化反应。

2.根据权利要求1所述的多组分酚醛树脂防火涂料组合物，其特征在于，它含有的组分(A)选自以下物质中的至少一种：热塑性酚醛树脂、热固性酚醛树脂、改性酚醛树脂。

3.根据权利要求2所述的多组分酚醛树脂防火涂料组合物，其特征在于，

热塑性酚醛树脂选自以下物质中的至少一种：苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚、双酚A与甲醛、乙醛、糠醛、多聚甲醛在盐酸、草酸、硫酸、磷酸催化下制备的酚醛树脂；

热固性酚醛树脂选自以下物质中的至少一种：苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚、双酚A与甲醛、乙醛、糠醛、多聚甲醛在氨水、氢氧化钠、氢氧化钡、氧化镁、苯胺催化下制备的酚醛树脂；

改性酚醛树脂选自以下物质中的至少一种：橡胶改性酚醛树脂，如天然橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、聚氧化乙烯类橡胶、丙烯酸酯类橡胶、聚氨酯类橡胶改性酚醛树脂；热塑性树脂改性酚醛树脂，如聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛、聚酰胺、聚苯氧基树脂、聚(甲基)丙烯酸酯、聚醚醇丙烯酸酯、聚醚醇磷酸酯改性酚醛树脂；耐热改性酚醛树脂，如硼改性酚醛树脂、钼改性酚醛树脂、磷改性酚醛树脂、胺类改性酚醛树脂、三聚氰胺改性酚醛树脂、二甲苯甲醛树脂改性酚醛树脂、马来酰亚胺改性酚醛树脂、含有炔基的酚醛树脂、有机硅改性酚醛树脂、嗪类改性酚醛树脂、焦油改性酚醛树脂。

4.根据权利要求1所述的多组分酚醛树脂防火涂料组合物，其特征在于，它含有的组分(B)选自以下物质中的至少一种：多元醇和/或酚环氧树脂、双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、双酚S环氧树脂、酚醛环氧树脂。

5.根据权利要求1所述的多组分酚醛树脂防火涂料组合物，其特征在于，它含有的组分(C)至少含有一种环氧树脂和酚醛树脂的固化剂，它含有的固化剂选自以下物质中的至少一种或几种或几种物质的反应产物：脂肪胺、脂环胺、芳香胺、改性胺、聚酰胺、双氰胺、三聚氰胺、六次甲基四胺、密胺、密胺磷酸盐、密胺硼酸盐、聚磷酸铵、对甲苯磺酸、硫酸、盐酸、磷酸、硼酸、五氧化二磷、磷酸酯及其衍生物、磷酸盐、硼酸盐、固体超强酸。

6.根据权利要求1到5中至少一项所述的多组分酚醛树脂防火涂料组合物，其特征在于，(A)组分至少含有一种乙烯基酯和/或聚酯，它含有的乙烯基酯和/或聚酯选自以下物质中的至少一种：聚丙烯酸酯、不饱和聚酯、低分子量聚酯、聚醚丙烯酸酯、聚醚磷酸酯、二元或多元醇和/或酚丙烯酸酯、三羟甲基丙烷丙烯酸酯。

7.根据前述权利要求中至少一项所述的多组分酚醛树脂防火涂料组合物，其特征在于，(B)组分至少含有一种能参与固化反应的反应性稀释剂，它含有的反应性稀释剂选自以下物质中的至少一种：烷基缩水甘油醚、芳基缩水甘油醚、二元醇二缩水甘油醚、多元醇多缩水甘油醚，其中多元醇多缩水甘油醚可以是：甘油三缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚。

8.根据前述权利要求中至少一项所述的多组分酚醛树脂防火涂料组合物，其特征在于，它含有5-80％质量分，优选10-60％质量分的酚醛树脂；10-80％质量分，优选15-60％质量分的环氧树脂；1-50％质量分，优选5-30％质量分的乙烯基酯和/或聚酯；1-50％质量分，优选5-20％质量分的反应性稀释剂；1-50％质量分，优选5-30％质量分的固化剂，这些主要成分的总量为100％。

9.根据权利要求8中所述的多组分酚醛树脂防火涂料组合物，其特征在于，它额外含有无机填料、颜料、染料、流变剂、触变剂、稳定剂、润湿剂辅助成分中的一种或几种，用量为权利要求8中所述主要成分总量的5-120％，优选10-80％。

10.根据前述权利要求中至少一项所述的多组分酚醛树脂防火涂料组合物，其特征在于，组分(A)、(B)和(C)以抑制反应的方式彼此分开在两室或多室存放，混合时在常温条件下发生交联固化反应。

11.根据前述权利要求中至少一项所述的多组分酚醛树脂防火涂料组合物，其特征在于，该涂料组合物用于钢结构件、混凝土和木材的防火涂覆。