CN103237607B - 在基材上施加防火涂层的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在基材上施加防火涂层的方法。该方法具有下列步骤：a）在基材上施加第一清漆层；b）在第一清漆层上施加膨胀型防火层；c）在膨胀型防火层上施加第二清漆层。

Description

在基材上施加防火涂层的方法
本发明涉及在基材上施加防火涂层的方法以及相应涂覆的基材。
在房屋的内部建筑时，经常使用具有木质表面的，特别是木质贴面板的外罩板、家具等等。其中，涂层的目的一方面在于改善表面的外观，另一方面在于例如进行保护免受机械应力。在某些情况下，这样的涂层还用于改善防火性。
例如，在飞机的内室中安装家具或者外罩时必须要满足航空法中针对防火性能的要求。例如，在本生灯的燃烧试验中把这样的构件置于温度为860℃的火焰中60秒。在移去燃烧器后，该构件必须在15秒内逐渐熄灭。在试样表面上的火焰作用点和离火焰最远处燃烧的点之间的距离不能大于155mm（FAA CS 25.853 (a)）。
由公开的先前使用中已知，对木材进行防火浸渍处理。其缺点在于，这样的浸渍可以使木材变色，并可能在接下来施加的清漆层中起到增塑剂的作用。此外，漆层在浸渍表面上的粘附性会受到影响。在公开的先前使用中也已知，在清漆中添加化学防火剂。这里，缺点在于可能使木材表面变色和防火剂可能所不期望地起到了增塑剂的作用。
本发明的任务在于，提供如开头提到类型的方法以及涂覆的基材，其不仅具有良好的表面性能还具有良好的防火性。
按照本发明的方法通过下面的步骤解决了该任务：
a）在基材上施加第一清漆层；
b）在第一清漆层上施加膨胀型防火层；
c）在膨胀型防火层上施加第二清漆层。
首先，阐明一些在本发明的范畴内使用的概念。基材是指例如一件家具、墙外罩板等等。优选的是具有木质表面的基材。
基材可以由实木加工而成或者优选由在支撑结构上的木质贴面板组成。支撑结构可以是硬纸板、夹层结构等等。
清漆的概念表示基本上透明的涂层，其没有遮盖住位于下面的结构例如木材纹理。
在该第一清漆层上施加膨胀型防火层作为中间层。膨胀型防火层含有在热作用下增加其体积并以这种方式起到阻燃作用的物质。适于制备相应涂层的膨胀型防火混合物例如在DE 197 51 434 A1中有公开。
按照本发明在膨胀型防火层上施加第二清漆层。在本发明的范畴内，第一和第二清漆层能够分别施加在多个单层中。
本发明不仅可以使整个涂层对着基材的区域，也可以使对着外表面的区域具有所使用的清漆的特性，以至于完全通过清漆的特性来确定表面对于外部应力的稳定性以及与基材的相互作用。膨胀型防火层在一定程度上以夹层形式施加在两个清漆层之间，并因此没有负面影响到整个涂层的表面特性以及与基材（特别是木材）的相互作用。另一方面，防火层形成为膨胀型层可以起到非常好的防火作用。
第一和/或第二清漆层优选选自聚氨酯涂层、聚酯涂层和聚（甲基）丙烯酸酯涂层。这里涉及到特别在现有技术中用于涂覆木材和木质贴面板表面的涂层。
在聚氨酯涂层中，多异氰酸酯和含有羟基的化合物反应而固化。羟基组分是指例如聚酯、聚醚或者丙烯酸树脂。聚酯涂层通常通过不饱和化合物的加聚反应而固化。同样的也适用于聚（甲基）丙烯酸酯。合适的涂层例如在Ullmann的Encyclopedia of IndustrialChemistry, 第24卷第6期，594页及以下（Paints and Coatings）中进行了描述；以及第39卷，515页及以下（Wood, surface treatment）特别针对木材表面。该引用的公开说明也用于本申请的主题。
按照本发明，膨胀型防火层可以含有膨胀型合成树脂。特别合适的是基于三聚氰胺/甲醛树脂的膨胀型合成树脂。此外，该膨胀型防火层可以含有特别是阻燃性化合物例如磷酸酯。举例来书，合适的膨胀型组合物在DE 197 51 434 A1中进行了描述，对该公开内容进行参考引用。这类膨胀型防火混合物例如从AISCO Chemieprodukte GmbH公司以名称2-K-Brandschutz-Lacksystem K1+K2是能够在商业上得到的。
按照本发明，施加的膨胀型防火层的层厚度为40-200μm，优选60-120μm，特别是例如大约80μm。
优选喷涂所述清漆层和/或所述膨胀型防火层，特别是使用喷枪施涂。喷涂可以实现高质量的涂覆。现有技术的膨胀型防火物料通常例如使用涂抹工具施加。它们通常提供用于物件的防火，对于该物件其表面的外观质量不是紧要的。
按照本发明优选如此调节用于制备本发明的膨胀型防火层的膨胀型混合物的粘度，以便可以使用喷枪进行施涂。通常，粘度为16s或者更大（按照DIN 53211, 使用4mm液流杯测量）的混合物适合于用喷枪进行施涂。优选的粘度范围是16-100s，优选17-80s，更优选19-60s。粘度的调节可以通过合适的溶剂例如水来进行。
膨胀型防火层可以含有一种用于使之与清漆层具有相容性的添加剂。为了使基于三聚氰胺/甲醛的膨胀型防火物料与聚氨酯清漆具有相容性，合适的有例如聚醚硅氧烷，其以膨胀型防火物料的例如大约1重量%的浓度进行添加。相应的聚醚硅氧烷例如能够从Evonik公司以名称TEGO Wet 270得到。
此外，本发明的主题是具有防火涂层的基材，其中该涂层含有：
a）在基材上的第一清漆层；
b）在第一清漆层上的膨胀型防火层；
c）在膨胀型防火层上的第二清漆层。
此外，本发明的主题是具有防火涂层的基材，其可以通过按照本发明的方法得到。
本发明的实施例接下来通过附图进行阐述。其示意性地展示了按照本发明涂覆的基材的构造。
作为基材使用的是贴上枫木贴面板的蜂窝状-夹层板。
用于制造清漆层使用的是Zweihorn公司的Crystallit® 2K PUR 面清漆。按照生产者规定，漆成分和固化剂成分以重量比例10：1混合。
作为膨胀型防火混合物，使用的是AISCO Chemieprodukte GmbH公司的2K防火漆体系K1-K2。按照生产者规定，成分K1和K2以重量比例6：4混合。然后通过用20重量%的水进行稀释而使粘度合适，并混入1重量%的Evonik公司的产品TEGO Wet 270 (聚醚硅氧烷)作为添加剂。
第一清漆层喷涂在夹层板的木质贴面板上，直到产生闭孔表面。在使其固化后，打磨该第一清漆层，并接下来喷涂厚度80μm的膨胀型防火层。同样，使其固化并进行打磨。在该打磨过的并由此活化的膨胀型防火层上在两个喷涂过程中施加第二清漆层。
下面阐述另一个实施例。
作为基材使用的是由实心枫木制成的板。
用于制备清漆层使用的是Zweihorn公司的Duritan® 2K孔填料（Porenspachtel）、Duritan® 3K高固体填充底漆和Duritan® 3K高固体高光泽清漆。按照生产者规定，孔填料的成分A和B以重量比例1：1混合，填充底漆和高光泽清漆中的漆成分、固化剂成分和活化剂成分以重量比例100：100：2混合。
作为膨胀型防火混合物使用的是Rütgers Organics GmbH公司的防火体系pyroplast-HW 300。按照生产者规定，成分K1和K2以重量比例6：4混合。然后通过30重量%的水进行稀释而使粘度合适，并混入1重量%的Evonik公司的产品TEGO Wet 270 (聚醚硅氧烷)作为添加剂。
Duritan® 2K孔填料施加到木质基材上，以便填充木材的孔隙。通过UV-辐照激发而固化之后，喷涂Duritan® 3K高固体填充底漆，直到产生闭孔表面。其中，施加了100μm湿层厚度的多个层并逐个通过UV-激发而固化。打磨平该清漆层和然后喷涂湿层厚度为100μm的膨胀型防火层。其通过风干使其固化并进行打磨。在该打磨过的并由此活化的膨胀型防火层上在两个喷涂过程中施加另一由Duritan® 3K高固体填充底漆形成的清漆层。然后，使用Duritan® 3K高固体高光泽清漆对精细打磨平的涂层进行最终涂漆。在通过UV光激发的固化之后，通过抛光使最终漆层具有90光泽单位（Glanzeinheit）的高光泽。
按照DIN EN ISO 4624，本发明涂层的剥离（Abhebe）强度为大约2MPa。
在说明书前言中描述的燃烧试验在FAA CS 25.853(a)中标准化。在对本发明的涂层实施该试验时，得出后燃烧时间为0秒和烧掉距离为85mm。

Claims (18)

1.在包括木质表面的基材上施加防火涂层的方法，包括步骤：
a）在基材上施加第一清漆层；
b）在该第一清漆层上施加膨胀型防火层；
c）在该膨胀型防火层上施加第二清漆层；
其中，施加的膨胀型防火层的层厚度为40-200μm。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，所述第一和/或第二清漆层选自聚氨酯涂层、聚酯涂层和聚（甲基）丙烯酸酯涂层。
3.按照权利要求1或2的方法，其特征在于，所述膨胀型防火层含有膨胀型合成树脂。
4.按照权利要求3的方法，其特征在于，所述膨胀型合成树脂是三聚氰胺/甲醛树脂。
5.按照权利要求1或2的方法，其特征在于，所述膨胀型防火层含有磷酸酯。
6.按照权利要求1或2的方法，其特征在于，施加的膨胀型防火层的层厚度为60-120μm。
7.按照权利要求1或2的方法，其特征在于，所述清漆层和/或所述膨胀型防火层是喷涂上的。
8.按照权利要求1或2的方法，其特征在于，所述膨胀型防火剂的粘度为16-100s，根据DIN 53 211,使用4mm的DIN-液流杯测量。
9.按照权利要求8的方法，其特征在于，所述膨胀型防火剂的粘度为17-80s，根据DIN53 211,使用4mm的DIN-液流杯测量。
10.按照权利要求9的方法，其特征在于，所述膨胀型防火剂的粘度为19-60s，根据DIN53 211,使用4mm的DIN-液流杯测量。
11.按照权利要求1或2的方法，其特征在于，所述膨胀型防火剂含有一种用于调节粘度的溶剂。
12.按照权利要求11的方法，其特征在于，所述溶剂是水。
13.按照权利要求1或2的方法，其特征在于，所述膨胀型防火剂含有一种用于使之与第一和/或第二清漆层具有相容性的添加剂。
14.按照权利要求13的方法，其特征在于，所述添加剂包含聚醚硅氧烷。
15.按照权利要求1或2的方法，其特征在于，所述基材具有木质表面。
16.具有防火涂层的基材，其特征在于，该涂层具有：
a）在该基材上的第一清漆层；
b）在该第一清漆层上的以层厚度为40-200μm施加的膨胀型防火层；
c）在该膨胀型防火层上的第二清漆层。
17.按照权利要求16的基材，其特征在于，它具有木质表面。
18.具有防火涂层的基材，能够通过按照权利要求1-15之一的方法得到。
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