CN107257829A - 用于阻燃和疏水的涂层的浆料组合物 - Google Patents

用于阻燃和疏水的涂层的浆料组合物 Download PDF

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Abstract

公开了包含无机阻燃剂、有机两亲化合物、任选的悬浮剂以及水的组合物。这些组合物可用于产生用于多种基材的具有阻燃性和拒水性两者的涂层。

Description

用于阻燃和疏水的涂层的浆料组合物
相关申请的交叉引用
本申请作为PCT国际专利申请于2016年2月22日提交，并要求于2015年2月27日提交的美国临时专利申请第62/121,790号的优先权，该美国临时专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。
发明背景
常规的无机阻燃剂诸如三水合氧化铝的水性浆料，可用于在多种基材上形成涂层。然而，这样的涂层缺乏疏水性或拒水性(water repellency)。将某些表面处理应用至无机阻燃剂上可用于影响疏水性或拒水性，但是这样处理的阻燃剂不能用于基于水的体系。
生产能够用于形成以阻燃性和拒水性两者为特征的涂层的无机阻燃剂的水性浆料将是有益的。因此，本发明针对的就是这些目的。
发明概述
提供本概述来以简化的形式介绍构思的选择，该构思在下文的详述中被进一步描述。本概述不意图确定要求保护的主题的所需特征或必要特征。本概述也不意图用于限制要求保护的主题的范围。
本文公开和描述了涂层组合物。根据本发明的多个方面，这种涂层组合物可以包含(i)无机阻燃剂、(ii)有机两亲化合物和(iii)水。通常，涂层组合物还可以包含(iv)悬浮剂。
出乎意料地，由这些涂层组合物产生的所得干燥涂层可以提供独特的阻燃性和拒水性的组合。
本文还提供涂布基材的方法，并且在本发明的方面中，这样的方法可以包括(a)提供涂层组合物(例如，本文所公开的任何涂层组合物)，(b)将涂层组合物施加到基材的表面上，以及(c)将涂层组合物固化以在基材上形成干燥涂层。典型的基材可以包括但不限于金属、木材、纸、塑料、玻璃、玻璃纤维及类似物，以及它们的组合。
前述概述和以下详述两者都提供实例且仅是解释性的。因此，前述概述和以下详述不应被认为是限制性的。此外，可以提供除了本文陈述的那些特征或变化形式之外的特征或变化形式。例如，某些方面可以涉及详述中描述的各种特征的组合和子组合。
定义
为了更清楚地定义本文使用的术语，提供以下定义。除非另外指示，否则以下定义适用于本公开内容。如果术语在本公开内容中被使用但没有在本文中具体地定义，那么可以应用来自IUPAC Compendium of ChemicalTerminology第2版(1997)的定义，只要该定义不与本文应用的任何其它公开内容或定义冲突，或致使应用该定义的任何权利要求不确定或无效。在由通过引用并入本文的任何文件提供的任何定义或用法与本文提供的定义或用法冲突的方面来说，本文提供的定义或用法为准。
虽然组合物和方法在本文依据“包含”各种组分或步骤来描述，但除非另外说明，否则该组合物和方法还可以“基本上由各种组分或步骤组成”或“由各种组分或步骤组成”。例如，符合本发明的方面的涂层组合物可以包括以下组分；可选择地，可以基本上由以下组分组成；或可选择地，可以由以下组分组成：(i)无机阻燃剂、(ii)有机两亲化合物以及(iii)水。
除非另外指定，否则术语“一(a)”、“一(an)”和“所述(the)”意图包括复数替代物，例如，至少一个。
通常，使用Chemical and Engineering News，63(5)，27，1985中公布的元素周期表的版本中指示的编号方案来指示元素族。在一些情况下，元素族可以使用指派给该族的常用名来指示；例如，用于第1族元素的碱金属，用于第2族元素的碱土金属等等。
术语“接触”在本文中用来指材料或组分可以被共混、混合、浆化、溶解、反应、处理、或以一些其它方式或通过任何合适的方法另外接触或组合。除非另外指定，否则材料或组分可以以任何顺序、以任何方式接触在一起且持续任何时间长度。
虽然在本发明的实践或测试中可以使用与本文描述的那些相似的或等效的任何方法、装置和材料，但本文描述了典型的方法、装置和材料。
本文提到的所有出版物和专利为了描述和公开例如出版物中描述的构造和方法学的目的通过引用并入本文，它们可以与目前描述的发明结合使用。提供在整个文本中讨论的出版物仅仅是因为它们的公开内容在本申请的申请日之前。
申请人在本发明中公开了若干类型的范围。当申请人公开或要求保护任何类型的范围时，申请人的意图是单独地公开或要求保护这样的范围可合理地包含的每一个可能的数，包括范围的端点以及范围中包含的任何子范围和子范围的组合。作为一个代表性的实例，在本发明的多个方面中，涂层组合物中的无机阻燃剂的重量百分比可在某些范围中。对于涂层组合物含有从约20wt.％至约80wt.％的无机阻燃剂的公开内容，申请人意图陈述重量百分比可以是在该范围内的任何重量百分比，且例如可以等于约20wt.％、约25wt.％、约30wt.％、约35wt.％、约40wt.％、约45wt.％、约50wt.％、约55wt.％、约60wt.％、约65wt.％、约70wt.％、约75wt.％或约80wt.％。此外，涂层组合物中的无机阻燃剂的重量百分比可以在从约20wt.％至约80wt.％的任何范围内(例如，从约50wt.％至约75wt.％)，并且这还包括在约20wt.％至约80wt.％之间的范围的任何组合(例如，重量百分比可以在从约25wt.％至约40wt.％的范围内或在从约60wt.％至约80wt.％的范围内)。同样地，本文所公开的所有其它范围应以与此实例相似的方式来解释。
发明详述
本文公开的是涂层组合物、用涂层组合物涂布基材的方法、由涂层组合物产生的干燥的或固化的涂层以及涂布的基材。本文描述的涂层可以为多种基材提供阻燃性和拒水性两者。
涂层组合物
本发明涉及并涵盖含有无机阻燃剂的组合物、涂层和制品。例如，符合本发明的方面的涂层组合物可包含以下组分、或基本上由以下组分组成、或由以下组分组成：(i)无机阻燃剂、(ii)有机两亲化合物和(iii)水。在另外的方面中，并且任选地，涂层组合物还可包含悬浮剂。在这些方面和其它方面中，涂层组合物可以包含以下组分、或基本上由以下组分组成、或由以下组分组成：(i)无机阻燃剂、(ii)有机两亲化合物、(iii)水和(iv)悬浮剂。
在一个方面中，涂层组合物可以包含从约10wt.％至约90wt.％的无机阻燃剂。通常，涂层组合物中的无机阻燃剂的量可以落入从约10wt.％至约80wt.％、从约20wt.％至约90wt.％，或从约20wt.％至约80wt.％的范围内。在另外的方面中，涂层组合物中的无机阻燃剂的量可以在从约40wt.％至约80wt.％、从约55wt.％至约85wt.％、从约50wt.％至约85wt.％、从约50wt.％至约75wt.％、或从约60wt.％至约80wt.％的范围内。根据本公开内容，涂层组合物中的无机阻燃剂的量的其它合适的范围是容易明白的。
在一个方面中，涂层组合物可以包含从约0.1wt.％至约10wt.％的有机两亲化合物。可选择地，涂层组合物中的有机两亲化合物的量可以在从约0.1wt.％至约5wt.％的范围内；可选择地，在从约0.1wt.％至约4wt.％的范围内；可选择地，在从约0.5wt.％至约10wt.％的范围内；可选择地，在从约0.5wt.％至约5wt.％的范围内；可选择地，在从约0.5wt.％至约3wt.％的范围内；可选择地，在从约1wt.％至约8wt.％的范围内；可选择地，在从约1wt.％至约5wt.％的范围内；或者可选择地，在从约2wt.％至约4wt.％的范围内。根据本公开内容，涂层组合物中的有机两亲化合物的量的其它合适的范围是容易明白的。
当在组合物中存在时，组合物中的悬浮剂的量通常可以落入该涂层组合物的从约0.05wt.％至约8wt.％的范围内。例如，在一个方面中，涂层组合物可以包含从约0.1wt.％至约4wt.％的悬浮剂。在另一个方面中，涂层组合物可以包含从约0.2wt.％至约3wt.％的悬浮剂。在又一个方面中，涂层组合物可以包含从约0.1wt.％至约2wt.％的悬浮剂。还在另一个方面中，涂层组合物可以包含从约0.2wt.％至约2wt.％的悬浮剂。根据本公开内容，当存在时，涂层组合物中的悬浮剂的量的其它合适的范围是容易明白的。
如本文所述，涂层组合物可以包含(i)无机阻燃剂、(ii)有机两亲化合物和(iii)水。虽然不限于此，但合适的无机阻燃剂可以包括三水合氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、钼酸钙、钼酸锌、钼酸铵及类似物，以及它们的组合。因此，无机阻燃剂可以包括三水合氧化铝；可选择地，氢氧化镁；可选择地，碳酸钙；可选择地，钼酸钙；可选择地，钼酸锌；或者可选择地，钼酸铵。
根据本发明的多个方面，无机阻燃剂可以包括三水合氧化铝。例如，无机阻燃剂可以包括沉淀三水合氧化铝(precipitated alumina trihydrate)(P-ATH)。在另外的方面中，三水合氧化铝可以是未处理的三水合氧化铝，即，三水合氧化铝没有被表面涂布或被表面处理以改善与聚合物和塑料的相容性。虽然不希望受此理论的束缚，但申请人相信，表面处理可能导致本文描述的水性涂层组合物的较差的性能。然而，任选地，可以用可能改善粘性、分散性、加工性、阻燃性、耐久性或储存期限及类似性质以及这些性质的组合的任何合适的剂对ATH进行表面处理。三水合氧化铝的粒度不限于任何特定的范围；然而，合适的三水合氧化铝通常可以具有范围为从约0.25μm至约5μm、或从约0.5μm至约3μm及类似范围的D50粒度。
碳酸钙可以用作本文描述的涂层组合物中的无机阻燃剂。虽然碳酸钙不普遍认为是传统的阻燃剂，但它通常为此目的用于某些最终用途应用中。此外，碳酸钙通常与其它无机阻燃剂诸如氢氧化镁和/或三水合氧化铝组合使用。
现在提及涂层组合物中的有机两亲化合物，有机两亲化合物可以包括例如，烷基烯酮二聚体、烯基琥珀酸酐、中性松香及类似物，以及它们的组合。在一个方面中，有机两亲化合物可以包括烷基烯酮二聚体，诸如C8-C36烷基烯酮二聚体、C12-C32烷基烯酮二聚体或C12-C24烷基烯酮二聚体。可以使用超过一种烷基烯酮二聚体的混合物。在另一个方面中，有机两亲化合物可以包括烯基琥珀酸酐，诸如C8-C36烯基琥珀酸酐、C12-C32烯基琥珀酸酐或C12-C24烯基琥珀酸酐。可以使用超过一种烯基琥珀酸酐的混合物。在又一个方面中，有机两亲化合物可以包括中性松香。合适的中性松香可以通过松香(例如含有松香酸)与钠碱例如氢氧化钠或碳酸钠及类似物反应来制备。
如本文所述，本发明的方面涉及涂层组合物，所述涂层组合物包含(i)无机阻燃剂、(ii)有机两亲化合物、(iii)水和(iv)悬浮剂。虽然不限于此，但合适的悬浮剂可以包括分散剂、增稠剂及类似物、以及它们的组合。示例性的悬浮剂可以包括但不限于聚丙烯酸酯分散剂、碱溶胀性乳化剂(alkali-swellable emulsion agent)(ASE)、疏水改性的碱溶胀性乳化剂(HASE)、疏水改性的乙氧基化聚氨酯树脂(HEUR)及类似物、以及这些材料中的两种或更多种的组合。例如，悬浮剂可以包括ASE剂和聚丙烯酸酯分散剂的组合。
在一个方面中，悬浮剂可以包括碱溶胀性乳化剂(ASE)，诸如阴离子聚丙烯酸酯共聚物。阴离子聚丙烯酸酯共聚物可以由酸和丙烯酸酯共聚单体通过乳液聚合合成。合适的ASE悬浮剂的商业上可获得的实例包括Acrysol ASE-60(Dow Chemical Company)和Viscalex HV30(BASF)。
在一个方面中，悬浮剂可以包括疏水改性的碱溶胀性乳化剂(HASE)，诸如疏水改性的阴离子聚丙烯酸酯共聚物。疏水改性的阴离子聚丙烯酸酯共聚物可以由酸/丙烯酸酯共聚物骨架来合成并且包括乙氧基化的疏水物。HASE悬浮剂的商业上可获得的实例包括Acrysol DR-180(Dow ChemicalCompany)和Rheovis 112(BASF)。
在一个方面中，悬浮剂可以包括疏水改性的乙氧基化聚氨酯树脂(HEUR)。疏水改性的乙氧基化聚氨酯树脂(HEUR)可以由醇、二异氰酸酯和聚乙二醇来合成。HEUR悬浮剂的商业上可获得的实例包括AcrysolRM-300(Dow Chemical Company)和DSX 3100(BASF)。
通常，本文预期的涂层组合物可以是具有从约40wt.％至约80wt.％的固体、或从约55wt.％至约75wt.％的固体及类似物的水性浆料。因此，涂层组合物中的水的量通常可以落入从约20wt.％至约60wt.％、或从约25wt.％至约45wt.％的范围内，但是可以根据涂层组合物的具体组分和预期的最终用途应用而显著地变化(例如，涂层组合物可以含有在一些方面中的最少约10wt.％的水，以及在其它方面中的最大约90wt.％的水)。虽然不限于此，但这样的涂层组合物可以具有在25℃和1个大气压时从约200cP至约5000cP(厘泊)、或从约200cP至约1500cP、或从约400cP至约2500cP、或从约400cP至约1200cP、或从约700cP至约1500cP的范围内的布氏粘度。
出乎意料地，涂层组合物可以形成稳定的乳状液(emulsion)。作为一个实例，涂层组合物可以是在25℃和1个大气压时稳定至少1周的乳状液。在一个方面中，涂层组合物可以是在25℃和1个大气压时稳定至少1个月的乳状液，而在另一个方面中，涂层组合物可以是在25℃和1个大气压时稳定至少2个月的乳状液。与本发明的方面一致，涂层组合物可以形成在25℃和1个大气压时可以持续3-6个月长的时间段的稳定的乳状液。
取决于涂层组合物、所得到的涂层、最终用途应用等等的期望的性质和性能，本文描述的任何涂层组合物任选地可以包含其它成分或添加剂。
涂层
本文还涵盖由本文公开的涂层组合物(湿涂层组合物)产生的干燥涂层(例如，在干燥或固化以形成固体或固化的颗粒或膜或层之后)，涂层组合物包含(i)无机阻燃剂、(ii)有机两亲化合物、(iii)水和(iv)任选的悬浮剂。取决于最终用途应用、目标基材、预期的环境条件等等，根据本发明的干燥涂层的涂层重量通常可以在从约10gsm到约500gsm(克/平方米)的范围。例如，涂层可以具有在从约10gsm至约300gsm、从约40gsm至约450gsm、从约35gsm至约350gsm或从约40gsm至约150gsm的范围内的涂层重量。
出乎意料地，本文所公开和描述的干燥涂层可以提供阻燃性和疏水性(或拒水性)两者。用于测量或定量涂层的疏水性(或拒水性)的典型测试是下面实施例部分中描述的表面渗透测试。在一个方面中，本发明的涂层可以使用水测试溶液持续30分钟(可选择地持续1小时)通过表面渗透测试。另外地或可选择地，所公开的涂层可以使用由28vol.％的乙醇和72vol.％的水组成的测试溶液持续5分钟(可选择地，持续15分钟)通过表面渗透测试。另外地或可选择地，所公开的涂层可以使用由40vol.％的乙醇和60vol.％的水组成的测试溶液持续1分钟(可选择地，持续10分钟)通过表面渗透测试。
本文还涵盖制品，其可包含至少部分地覆盖有例如由包含无机阻燃剂的任一种、有机两亲化合物的任一种以及任选地悬浮剂的任一种的本文所公开的涂层组合物的任一种所产生的涂层的基材。因此，包括至少部分地覆盖有本文描述的涂层的基材的涂布的基材也在本发明的范围内。通常，可用于本发明的基材可以包括金属、木材、纸、塑料、玻璃、玻璃纤维及类似物、以及它们的组合。
本发明还公开了涂布基材的方法或用于生产涂布的基材的方法。一种这样的方法可以包括(a)提供本文公开的任何涂层组合物，(b)将组合物施加到基材的表面上，以及(c)固化组合物以在基材上形成干燥涂层。涂层组合物可以通过多种技术被施加至基材，包括例如，浸涂、辊涂、刷涂、喷涂、挤压、倒卷(backrolling)、浇注(pouring)、涂抹(troweling)及类似技术。还可以使用这些技术的组合。如果期望，可以在基材的内表面和外表面两者上使用涂层组合物。如本文所述，典型的涂层重量可以在从约10gsm至约500gsm、从约10gsm至约300gsm、从约40gsm至约450gsm、从约35gsm至约350gsm、或从约40gsm至约150gsm的范围内。
没有特别地限制涂层组合物被固化以在基材上形成干燥涂层的条件。尽管如此，合适的固化温度通常在从约100℃至约200℃、或从约125℃至约175℃的范围内。虽然不希望受到以下理论的束缚，但是认为可以使用较低的固化温度，但拒水性可能被不利地影响。取决于涂层重量、固化温度等等，固化时间可以显著地变化，但是通常可以在从约1分钟至约8小时、从约2分钟至约2小时、或从约2分钟至约30分钟的范围内。
本文产生的干燥涂层和涂布的基材出乎意料地可以具有阻燃性和疏水性(或拒水性)两者。在一个方面中，本发明的涂层(或涂布的基材)可以使用水测试溶液持续30分钟(可选择地，持续1小时)通过表面渗透测试。另外地或可选择地，所公开的涂层(或涂布的基材)可以使用由28vol.％的乙醇和72vol.％的水组成的测试溶液持续5分钟(可选择地，持续15分钟)通过表面渗透测试。另外地或可选择地，所公开的涂层(或涂布的基材)可以使用由40vol.％的乙醇和60vol.％的水组成的测试溶液持续1分钟(可选择地，持续10分钟)通过表面渗透测试。如本文所述，典型的基材包括但不限于金属、木材、纸、塑料、玻璃、玻璃纤维及类似物、以及它们的组合。
实施例
本发明通过以下的实施例被进一步阐明，所述实施例不以任何方式被解释为对本发明的范围强加限制。在阅读本文的描述之后，本领域普通技术人员可以想到各种其它的方面、实施方案、修改和其等效物而不背离本发明的精神或所附权利要求的范围。
通过按顺序向水中添加聚丙烯酸酯分散剂(涂层组合物的0.6wt.％)、三水合氧化铝(涂层组合物的70wt.％)、ASE悬浮剂(Acrysol ASE-60，涂层组合物的0.3wt.％)和有机两亲化合物(如果使用，涂层组合物的1.5-2.8wt.％)，以及在25℃混合20min来制备涂层组合物。表I概括了关于实施例1-4的涂层组合物的某些信息。
在实施例1-4中，在涂层组合物中使用的三水合氧化铝是具有1.2μm的D50中值粒度的未涂布的沉淀三水合氧化铝(P-ATH)。烷基烯酮二聚体是60wt.％的C16烷基烯酮二聚体和40wt.％的C18烷基烯酮二聚体的混合物，并且烯基琥珀酸酐是40wt.％的C16烯基琥珀酸酐和60wt.％的C18烯基琥珀酸酐的混合物。Ethoquad 18/25是从Akzo Nobel N.V.可获得的十八烷基甲基[聚氧乙烯(15)]氯化铵。
表I.实施例1-4的组合物。
使用涂布机在具有8gsm的基重(basis weight)的玻璃纤维非纺织面纱(veil)材料上由这些涂层组合物制备涂层(300gsm干燥涂层，除了实施例2使用60gsm干燥涂层之外)。在将该涂层组合物施加到非纺织品之后，将该材料在160℃固化约10分钟。使用表面渗透测试对涂布的和固化的玻璃纤维织物(web)的疏水性(或拒水性)进行测试。将单液滴的测试溶液—(a)水、(b)28vol.％的乙醇和72vol.％的水、或(c)40vol.％的乙醇和60vol.％的水—放置在涂布的玻璃纤维非纺织基材上。记录在该液滴的放置与其从涂布的表面消失并且渗入/穿透基材之间的时间量。表II概括了关于实施例1-4的涂布的基材的表面渗透测试结果，其中较长的时间段等同于较高的疏水性(拒水性)。表II中具有“0”的区域意指测试溶液的液滴立即渗入基材，即无疏水性(无拒水性)。
出乎意料地，表II表明，对于被评价的每种类型的测试溶液，实施例1-2的涂层远优于实施例3-4的涂层。水滴在实施例1-2的涂布的基材的表面上保持至少1小时，而水滴在实施例3中的表面上只保持7分钟，并且对于实施例4的对照(无添加剂)基材，水滴立即渗透。同样地，由28vol.％的乙醇和72vol.％的水组成的测试溶液的液滴在实施例1-2的涂布的基材的表面上保持至少30min，而由28vol.％的乙醇和72vol.％的水组成的测试溶液的液滴立即渗入实施例3-4的基材。对于由40vol.％的乙醇和60vol.％的水组成的测试溶液，只有实施例1的涂层防止快速表面渗透。
表II.实施例1-4的涂层性能。
上文参考许多方面和实施方案以及具体的实施例描述了本发明。本领域技术人员根据上述详述将会想到许多变化形式。所有这些明显的变化形式在所附的权利要求的全部期望范围内。本发明的其它实施方案可以包括但不限于以下实施方案(实施方案被描述为“包括”但可选择地可以“基本上由...组成”或“由...组成”)：
实施方案1.一种涂层组合物，包含(i)无机阻燃剂、(ii)有机两亲化合物和(iii)水。
实施方案2.如实施方案1中定义的组合物，其中无机阻燃剂包括任何合适的阻燃剂、或本文公开的任何阻燃剂，例如三水合氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、钼酸钙、钼酸锌、钼酸铵等、或其组合。
实施方案3.如实施方案1中定义的组合物，其中无机阻燃剂包括三水合氧化铝。
实施方案4.如实施方案1中定义的组合物，其中无机阻燃剂包括氢氧化镁。
实施方案5.如实施方案1中定义的组合物，其中无机阻燃剂包括碳酸钙。
实施方案6.如前述实施方案中的任一项中定义的组合物，其中涂层组合物包含任何合适量的无机阻燃剂、或本文公开的任何量例如从约10wt.％至约90wt.％、从约20wt.％至约80wt.％、从约50wt.％至约75wt.％等的无机阻燃剂。
实施方案7.如实施方案1-6中的任一项中定义的组合物，其中有机两亲化合物包括任何合适的有机两亲化合物、或本文公开的任何有机两亲化合物，例如烷基烯酮二聚体、烯基琥珀酸酐、中性松香等、或其组合。
实施方案8.如实施方案1-6中的任一项中定义的组合物，其中有机两亲化合物包括烷基烯酮二聚体。
实施方案9.如实施方案1-6中的任一项中定义的组合物，其中有机两亲化合物包括C8-C36烷基烯酮二聚体。
实施方案10.如实施方案1-6中的任一项中定义的组合物，其中有机两亲化合物包括烯基琥珀酸酐。
实施方案11.如实施方案1-6中的任一项中定义的组合物，其中有机两亲化合物包括C8-C36烯基琥珀酸酐。
实施方案12.如实施方案1-6中的任一项中定义的组合物，其中有机两亲化合物包括中性松香。
实施方案13.如实施方案1-6中的任一项中定义的组合物，其中有机两亲化合物包括通过使松香与钠碱反应制备的中性松香。
实施方案14.如前述实施方案中的任一项中定义的组合物，其中涂层组合物包含任何合适量的有机两亲化合物、或本文公开的任何量例如从约0.1wt.％至约10wt.％、从约0.5wt.％至约5wt.％、从约2wt.％至约4wt.％等的有机两亲化合物。
实施方案15.如前述实施方案中的任一项中定义的组合物，其中涂层组合物还包含悬浮剂。
实施方案16.如实施方案15中定义的组合物，其中悬浮剂包括分散剂、增稠剂或其组合。
实施方案17.如实施方案15或16中定义的组合物，其中悬浮剂包括任何合适的悬浮剂、或本文公开的任何悬浮剂，例如聚丙烯酸酯分散剂、碱溶胀性乳化剂(ASE)、疏水改性的碱溶胀性乳化剂(HASE)、疏水改性的乙氧基化聚氨酯树脂(HEUR)等、或其组合。
实施方案18.如实施方案15-17中的任一项中定义的组合物，其中悬浮剂包括碱溶胀性乳化剂(ASE)。
实施方案19.如实施方案15-17中的任一项中定义的组合物，其中悬浮剂包括含有阴离子聚丙烯酸酯共聚物的碱溶胀性乳化剂(ASE)。
实施方案20.如实施方案15-17中的任一项中定义的组合物，其中悬浮剂包括疏水改性的碱溶胀性乳化剂(HASE)。
实施方案21.如实施方案15-17中的任一项中定义的组合物，其中该悬浮剂包括含有疏水改性的阴离子聚丙烯酸酯共聚物的疏水改性的碱溶胀性乳化剂(HASE)。
实施方案22.如实施方案15-17中的任一项中定义的组合物，其中悬浮剂包括疏水改性的乙氧基化聚氨酯树脂(HEUR)。
实施方案23.如实施方案15-17中的任一项中定义的组合物，其中悬浮剂包括由醇、二异氰酸酯和聚乙二醇制备的疏水改性的乙氧基化聚氨酯树脂(HEUR)。
实施方案24.如实施方案15-23中的任一项中定义的组合物，其中涂层组合物包括任何合适量的悬浮剂、或本文公开的任何量例如从约0.05wt.％至约8wt.％、从约0.1wt.％至约4wt.％、从约0.2wt.％至约2wt.％等的悬浮剂。
实施方案25.如前述实施方案中的任一项中定义的组合物，其中涂层组合物是包含任何合适的％固体、或本文公开的任何％固体，例如从约40wt.％至约80wt.％的固体、从约55wt.％至约75wt.％的固体等的水性浆料。
实施方案26.如前述实施方案中的任一项中定义的组合物，其中涂层组合物是在任何合适的条件下稳定、或在本文公开的任何条件下稳定，例如，在25℃和1个大气压时稳定至少1周、在25℃和1个大气压时稳定至少1个月、在25℃和1个大气压时稳定至少2个月等的乳状液。
实施方案27.如前述实施方案中的任一项中定义的组合物，其中涂层组合物具有任何合适的布氏粘度，或在本文公开的任何范围内，例如在25℃和1个大气压时从约200cP至约5000cP、在25℃和1个大气压时从约200cP至约1500cP、在25℃和1个大气压时从约400cP至约2500cP等的布氏粘度。
实施方案28.如前述实施方案中的任一项中定义的组合物，其中无机阻燃剂包括具有任何合适的D50粒度、或在本文公开的任何范围内例如从约0.25μm至约5μm、从约0.5μm至约3μm等的D50粒度的三水合氧化铝。
实施方案29.如前述实施方案中的任一项中定义的组合物，其中无机阻燃剂包括沉淀三水合氧化铝(P-ATH)。
实施方案30.如前述实施方案中的任一项中定义的组合物，其中无机阻燃剂包括未处理的三水合氧化铝。
实施方案31.一种干燥涂层，由实施方案1-30中的任一项中定义的涂层组合物产生。
实施方案32.如实施方案31中定义的涂层，其中干燥涂层具有任何合适的涂层重量、或在本文公开的任何范围内例如从约10gsm至约500gsm、从约35gsm至约350gsm等的涂层重量。
实施方案33.如实施方案31或32中定义的涂层，其中干燥涂层使用水测试溶液持续30分钟通过表面渗透测试，和/或涂层使用由28vol.％的乙醇和72vol.％的水组成的测试溶液持续5分钟通过表面渗透测试，和/或涂层使用由40vol.％的乙醇和60vol.％的水组成的测试溶液持续1分钟通过表面渗透测试。
实施方案34.一种制品，包括至少部分地覆盖有实施方案31-33中的任一项中定义的干燥涂层的基材。
实施方案35.一种制品，包括至少部分地覆盖有实施方案31-33中的任一项中定义的干燥涂层的基材，其中基材包括金属、木材、纸、塑料、玻璃、玻璃纤维或其组合。
实施方案36.一种涂布基材的方法，该方法包括(A)将涂层组合物施加到基材的表面上，其中该涂层组合物是在实施方案1-30中的任一项中定义的，以及(B)将涂层组合物固化以在基材上形成干燥涂层。
实施方案37.如实施方案36中定义的方法，其中干燥涂层具有任何合适的涂层重量、或具有本文公开的任何范围内例如从约10gsm至约500gsm、从约35gsm至约350gsm等的涂层重量。
实施方案38.如实施方案36或37中定义的方法，其中步骤(B)在任何合适的温度、或在本文公开的任何范围内例如从约100℃至约200℃、从约125℃至约175℃等的温度进行。
实施方案39.如实施方案36-38中的任一项中定义的方法，其中进行步骤(B)持续任何合适的时间段、或本文公开的任何时间段，例如，从约1分钟至约8小时、从约2分钟至约2小时等。
实施方案40.如实施方案36-39中的任一项中定义的方法，其中基材包括金属、木材、纸、塑料、玻璃、玻璃纤维或其组合。
实施方案41.如实施方案36-39中的任一项中定义的方法，其中基材包括具有8gsm基重的玻璃纤维非纺织品。
实施方案42.一种涂布的基材，通过实施方案36-41中的任一项中定义的方法制备。
实施方案43.如实施方案42中定义的涂布的基材，其中涂布的基材使用水测试溶液持续30分钟通过表面渗透测试，和/或涂布的基材使用由28vol.％的乙醇和72vol.％的水组成的测试溶液持续5分钟通过表面渗透测试，和/或涂布的基材使用由40vol.％的乙醇和60vol.％的水组成的测试溶液持续1分钟通过表面渗透测试。

Claims (20)

1.一种涂布基材的方法，所述方法包括：
(A)将涂层组合物施加到所述基材的表面上，其中所述涂层组合物包含：
(i)无机阻燃剂；
(ii)有机两亲化合物；和
(iii)水；以及
(B)将所述涂层组合物固化以在所述基材上形成干燥涂层。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述无机阻燃剂包括三水合氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、钼酸钙、钼酸锌、钼酸铵或其组合。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述有机两亲化合物包括烷基烯酮二聚体、烯基琥珀酸酐、中性松香或其组合。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述涂层组合物还包含悬浮剂。
5.如权利要求4所述的方法，其中：
所述涂层组合物是在25℃和1个大气压时稳定持续至少一周的乳状液；并且
所述悬浮剂包括聚丙烯酸酯分散剂、碱溶胀性乳化剂(ASE)、疏水改性的碱溶胀性乳化剂(HASE)、疏水改性的乙氧基化聚氨酯树脂(HEUR)或其组合。
6.如权利要求1所述的方法，其中步骤(B)是在从约100℃至约200℃的范围内的温度进行的。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述干燥涂层的涂层重量在从约10gsm至约500gsm的范围内。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述基材包括金属、木材、纸、塑料、玻璃、玻璃纤维或其组合。
9.一种涂布的基材，由权利要求1所述的方法制备。
10.如权利要求9所述的涂布的基材，其中所述涂布的基材使用水测试溶液持续30分钟通过表面渗透测试。
11.如权利要求9所述的涂布的基材，其中所述涂布的基材使用由28vol.％的乙醇和72vol.％的水组成的测试溶液持续5分钟通过表面渗透测试。
12.如权利要求9所述的涂布的基材，其中所述涂布的基材使用由40vol.％的乙醇和60vol.％的水组成的测试溶液持续1分钟通过表面渗透测试。
13.一种涂层组合物，包含：
(i)无机阻燃剂；
(ii)有机两亲化合物；以及
(iii)水。
14.如权利要求13所述的组合物，其中：
所述涂层组合物包含从约10wt.％至约90wt.％的无机阻燃剂；并且
所述无机阻燃剂包括具有在从约0.25μm至约5μm范围内的D50粒度的未处理的沉淀三水合氧化铝。
15.如权利要求13所述的组合物，其中：
所述涂层组合物包含从约0.1wt.％至约10wt.％的有机两亲化合物；并且
所述有机两亲化合物包括烷基烯酮二聚体。
16.如权利要求13所述的组合物，其中：
所述涂层组合物还包含从约0.05wt.％至约8wt.％的悬浮剂；并且
所述悬浮剂包括碱溶胀性乳化剂(ASE)。
17.如权利要求13所述的组合物，其中：
所述涂层组合物是包含从约55wt.％至约75wt.％的固体的水性浆料；并且
所述涂层组合物具有在25℃和1个大气压时的从约200cP至约5000cP范围内的布氏粘度。
18.一种干燥涂层，由权利要求13所述的涂层组合物产生，其中所述干燥涂层具有在从约35gsm至约350gsm的范围内的厚度。
19.如权利要求18所述的干燥涂层，其中：
所述干燥涂层使用水测试溶液持续30分钟通过表面渗透测试；
所述干燥涂层使用由28vol.％的乙醇和72vol.％的水组成的测试溶液持续5分钟通过表面渗透测试；并且
所述干燥涂层使用由40vol.％的乙醇和60vol.％的水组成的测试溶液持续1分钟通过表面渗透测试。
20.一种制品，包括至少部分地覆盖有权利要求18所述的干燥涂层的基材。
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