CN114302926A - 利用胶囊型灭火药剂的双液型初期火灾灭火用环氧树脂类涂料组合物以及气溶胶型环氧树脂类涂料组合物 - Google Patents

利用胶囊型灭火药剂的双液型初期火灾灭火用环氧树脂类涂料组合物以及气溶胶型环氧树脂类涂料组合物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用胶囊型灭火药剂的双液型初期火灾灭火用环氧树脂类涂料组合物以及气溶胶型环氧树脂类涂料组合物，尤其是公开一种利用胶囊型灭火药剂的双液型初期火灾灭火用环氧树脂类涂料组合物，其特征在于，包括：主剂部，包含环氧树脂粘合剂10～50重量份、溶剂10～60重量份、胶囊型灭火药剂10～50重量份、颜料5～40重量份以及添加剂0.01～10重量份；以及，硬化剂部，包含硬化剂粘合剂30～80重量份、溶剂10～60重量份以及添加剂0.01～10重量份；所述主剂部与硬化剂部以1～10:1的体积比进行混合。

Description

利用胶囊型灭火药剂的双液型初期火灾灭火用环氧树脂类涂 料组合物以及气溶胶型环氧树脂类涂料组合物
技术领域
本发明涉及一种利用胶囊型灭火药剂的双液型初期火灾灭火用环氧树脂类涂料组合物以及气溶胶型环氧树脂类涂料组合物。
背景技术
传统的灭火方法只有利用灭火器直接进行灭火的方式，但是最近伴随着技术的发展而开发出了灭火系统，所述灭火系统包括如气体灭火系统、粉末灭火系统以及水类灭火系统等多种类型并被广泛使用。对所述灭火系统的机制进行简单说明如下。气体灭火系统主要是物理灭火方式，是通过降低火灾发生地的氧气浓度而进行灭火，粉末灭火系统是通过使得在加压气体的作用下喷射出的粉末与火星接触而借助于物理化学抑制作用进行灭火，而水类灭火系统是通过水雾的冷却、窒息以及热辐射拦截等三种作用对火灾进行抑制。
在如公寓等集体设施的火灾、地下通道以及地铁的火灾等情况下，会因为产生有毒物质以及气体而难以直接利用所述灭火系统进行灭火。为此，可以通过在如上所述的设施中使用阻燃性材料或涂料而组织火灾的扩散。
作为与其相关的技术，在大韩民国公开专利第10-2011-0051395号中公开了一种发泡耐火涂料。具体来讲，公开了一种通过包含油性以及水性粘合剂、阻燃剂、不然性无机化合物、补强剂、发泡剂以及膨胀石墨而确保其隔热性优秀且可以防止发泡后的耐火涂料层因为风压而发生脱落，但是只具有延迟火灾扩散时间的功能，并无法呈现出对初期火灾进行灭火的灭火功能。为此，需要一种与传统的灭火系统相比具有用于对初期火灾进行灭火的灭火功能以及可预防火灾的消防功能的系统。
因此，在大韩民国公开专利第10-2018-0043570号中公开了一种具有消防功能的涂料组合物以及利用所述涂料组合物的具有消防功能的板材，但是因为包含聚氨酯树脂、甲基丙烯酸甲酯(MMA)以及灭火药剂，因此在适用于多种材料的表面时可能会导致粘附性方面的问题。因此，具有需要在涂布所述聚氨酯类涂料之前事先涂装环氧底漆的问题，而且在直接投入灭火药剂的情况下还会导致涂料的长期储藏性方面的问题。
发明内容
因此，本发明的技术课题在于提供一种与通过使用耐火材料或阻燃材料以及阻燃涂料而防止其发生燃烧并耐高温的被动防火方式相比，通过在可能发生火灾的位置涂装包括含有灭火物质的胶囊型灭火药剂的涂料，可以在涂料因为发生火灾时所产生的热量而燃烧的过程中利用涂料组织内部的灭火药剂在初期对火灾进行灭火并借此主动地对火灾进行预防，而且可以提升相对于地面的粘附性并提升长期储藏性的初期火灾灭火用双液型环氧树脂类涂料组合物。
此外，本发明的另一技术课题在于提供一种可以对如汽车的阀盖(bonnet)内部以及电路配电盘内部等位置方便且简单地进行涂装的利用胶囊型灭火药剂的初期火灾灭火用气溶胶型涂料组合物。
为了解决如上所述的技术课题，本发明提供一种利用胶囊型灭火药剂的初期火灾灭火用双液型环氧树脂类涂料组合物，其特征在于，包括：
主剂部，包含环氧树脂粘合剂10～50重量份、溶剂10～60重量份、胶囊型灭火药剂10～50重量份、颜料5～40重量份以及添加剂0.01～10重量份；以及，
硬化剂部，包含硬化剂粘合剂30～80重量份、溶剂10～60重量份以及添加剂0.01～10重量份；所述主剂部与硬化剂部以1～10:1的体积比进行混合。
较佳地，本发明的特征在于：所述胶囊型灭火药剂以核-壳结构形成，所述核包括氟化酮类灭火药剂，所述壳由交联结合(Cross-link)的聚合物构成。
较佳地，本发明的特征在于：所述环氧树脂粘合剂为从由双酚A(Bisphenol A)、双酚F(Bisphenol F)、溴化物(Brominated)、酚醛清漆(Novolac)以及聚合物型环氧树脂构成的组中选择的某一种以上。
较佳地，本发明的特征在于：所述硬化剂粘合剂为从由胺(Amine)、聚胺(Polyamine)、改性胺(Modified Amine)以及叔胺(Tertiary Amine)构成的组中选择的某一种以上。
为了解决如上所述的另一技术课题，本发明提供一种利用胶囊型灭火药剂的初期火灾灭火用气溶胶型涂料组合物，其特征在于：
包含所述利用胶囊型灭火药剂的初期火灾灭火用双液型环氧树脂类涂料组合物100重量份，以及液化石油气(LPG)或二甲醚(DME)即液化气体喷射剂50～200重量份。
在如上所述的适用本发明的利用胶囊型灭火药剂的初期火灾灭火用双液型环氧树脂类涂料组合物中，可以通过使用胶囊型灭火药剂而在涂装时包含在涂膜内部，而在发生火灾的初期借助于90～230℃的热量使得胶囊发生反应并喷射出灭火药剂，从而呈现出在初期对火灾进行灭火的效果。不仅如此，可以通过以胶囊形态包含灭火药剂而提升储藏性。
此外，适用本发明的涂料组合物可以通过包含环氧树脂粘合剂而提升相对于材料面的粘附性，从而可以适用于多种不同的材料面。
此外，本发明可以通过包含液化气体喷射剂而提供气溶胶型环氧树脂类涂料组合物，从而可以涂装到如汽车的阀盖(bonnet)内部以及电路配电盘内部等复杂且具有火灾隐患的位置并借此显著提升使用者的便利性。
附图说明
图1是对适用本发明之一实施例的初期火灾灭火试验结果进行图示的图。
具体实施方式
接下来，将对本发明进行详细的说明。
作为一形态，本发明涉及一种利用胶囊型灭火药剂的初期火灾灭火用双液型环氧树脂类涂料组合物，其特征在于，包括：主剂部，包含环氧树脂粘合剂10～50重量份、溶剂10～60重量份、胶囊型灭火药剂10～50重量份、颜料5～40重量份以及添加剂0.01～10重量份；以及，硬化剂部，包含硬化剂粘合剂30～80重量份、溶剂10～60重量份以及添加剂0.01～10重量份；所述主剂部与硬化剂部以1～10:1的体积比进行混合。
在本发明中，所述环氧树脂粘合剂是指作为粘合剂使用的环氧树脂，所述环氧树脂只要在分子内具有至少一个以上的环氧基就不受到特殊的限定。所述环氧树脂，可以是双酚A(Bisphenol A)、双酚F(Bisphenol F)、溴化物(Brominated)、酚醛清漆(Novolac)以及聚合物型环氧树脂。具体来讲，可以混合使用从如双酚A型环氧树脂(Diglycidyl Etherof Bisphenol A；DGEBA)、双酚F型环氧树脂(Diglycidyl Ether of Bisphenol F；DGEBF)、酚醛环氧树脂(Phenol Novolac Epoxy)和/或甲酚酚醛环氧树脂(Cresol Novolac Epoxy)等酚醛型环氧树脂；如溴化环氧树脂(Brominated Epoxy)等卤化环氧树脂(HalogenatedEpoxy)；以及如脂环族环氧树脂(Cycloaliphatic Epoxy)、橡胶改性环氧树脂(Rubbermodified Epoxy)、脂肪族聚缩水甘油型环氧树脂(Aliphatic polyglycidyl Epoxy)、缩水甘油胺型环氧树脂(Glycidylamine Epoxy)、聚乙二醇环氧树脂(Polyglycol Epoxy)以及腰果酚环氧树脂(Cardanol-based Epoxy)等聚合物型环氧树脂选择的某一种或两种以上。
通常，环氧树脂的当量越小，环氧环之间的链长度越短且交联密度越高，而当量越大其交联密度则相对变低。因此，在使用当量较小的环氧树脂的情况下，虽然因为其交联密度较高而可以提升耐磨性以及耐热性等，但是当交联密度过高时，可能会导致涂膜变脆(brittle)或容易出现裂纹等。在本发明中，所述环氧树脂的当量并不受到特殊的限定，可以在考虑到如上所述的机械物性、耐热性和/或表面裂纹等的情况下决定。
所述环氧树脂可以在适用本发明的主剂部中包含10～50重量份。此时，在环氧树脂的含量不足10重量份即过低的情况下，可能难以呈现出使用环氧树脂时应有的粘附性以及机械物性。此外，在环氧树脂的含量超过50重量份即过高的情况下，可能会因为其他成分的含量相对变低而造成粘度以及流动性的下降，从而导致如涂布性以及平滑性等变差。
此外，在本发明中，所述颜料并不特殊限定于如有机类、无机类、有色颜料以及体质颜料，而且使用5～40重量份为宜。这是因为，有色颜料有助于呈现出足够的颜色而体质颜料有助于形成足够的涂膜，但是因为各个颜料均具有一定的吸油量，因此在确认颜料特性之后食用为宜。
此外，在本发明中，所述胶囊型灭火药剂的外部可以以核的形态包含交联结合(Cross-link)的明胶，而所述胶囊型灭火药剂的内部包含氟化酮类灭火药剂。与其相关的，所述胶囊型灭火药剂所利用的是当因为发生火灾而达到90～230℃的温度范围时明胶壳受到破坏，从而使得所述胶囊型灭火药剂内部的纳米大小的灭火剂裸露到外部并进行灭火的原理。此外，所述胶囊型灭火药剂的粒子大小为10～400μm，借助于如上所述的缩小的微米单位的大小，可以有效地适用于具有平滑涂膜的初期火灾灭火用涂料。与其相关地，所述胶囊型灭火药剂包含10～50重量份为宜，这是因为，在所述胶囊型灭火药剂不足10重量份的情况下，可能会导致无法充分发挥灭火功能的问题，而在超过50重量份的情况下，不仅会导致储藏性降低的问题，还会导致粘度上升的问题，而且在严重的情况下还会导致涂料凝胶化现象发生。
此外，本发明中的溶剂并不受到特殊的限定，选择性地包含脂肪烃、芳香烃、酮类(Ketones)、酯类(Esters)以及醚类(Ethers)中的至少某一种以上为宜。与其相关地，所述溶剂包含10～60重量份为宜，这是因为，在所述溶剂不足10重量份的情况下，可能会因为涂料的粘度过高而导致难以形成平滑涂膜的问题，而在超过60重量份的情况下，可能会因为涂料的固体体积率(SVR，Solid Volumn Ratio)过低而导致难以形成足够的涂膜的问题。
此外，在本发明中，根据颜料的特性以及涂料的用途包含所述主剂部的添加剂为宜，较佳地包含分散剂、消泡剂、流平剂、粘附增强剂以及防锈剂。与其相关地，所述添加剂包含0.01～10重量份为宜。这是因为，在添加剂的使用比例不足0.01重量份的情况下，可能会导致无法发挥出作为分散剂的效果的问题，而在添加剂的比例超过10重量份的情况下，可能会导致如气泡、分色以及干燥不良等问题。
此外，在本发明中，所述硬化剂粘合剂可以选择性地使用胺(Amine)、聚胺(Polyamine)、改性胺(Modified Amine)以及叔胺(Tertiary Amine)型硬化剂粘合剂中的至少某一种以上。此时，所述硬化剂粘合剂包含10～60重量份为宜，这是因为，在所述主剂环氧树脂粘合剂不足10重量份的情况下，可能会因为无法实现充分的固化而导致涂膜的化学以及机械物性下降的问题，而在超过60重量份的情况下，不仅会因为涂膜的固化过快而导致涂膜物性下降的问题，还会因为没有与环氧树脂结合的剩余的胺(Amine)而导致层间粘合性下降以及防锈性下降的问题。
此外，在本发明中，所述硬化剂部中的溶剂包含与主剂相同的溶剂10～60重量份为宜。此时，在所述溶剂不足10重量份的情况下，可能会因为涂料的粘度过高而导致难以形成平滑涂膜的问题，而在超过60重量份的情况下，可能会因为涂料的固体体积率(SVR，Solid Volumn Ratio)过低而导致难以形成足够的涂膜的问题。
此外，在本发明中，硬化剂部根据硬化剂粘合剂的类型以及涂料的用途包含适当的添加剂为宜，通常根据不同季节的温度添加促进剂为宜。
此外，在本发明中，所述主剂部与硬化剂部的混合比例以1～10:1的体积比按照规定的比例混合为宜，因为其干燥速度、涂膜的机械物性以及化学物性的结果值会根据混合比例发生较大的变化，因此应该注意按照规定的比例混合使用。
作为另一形态，本发明涉及一种利用如上所述的胶囊型灭火药剂的初期火灾灭火用气溶胶型环氧树脂类涂料组合物。具体来讲，包含所述利用胶囊型灭火药剂的初期火灾灭火用双液型环氧树脂类涂料组合物100重量份，以及以所述组合物100重量份为基准的液化石油气(LPG)或二甲醚(DME)即液化气体喷射剂50～200重量份。与其相关地，在所述液化气体喷射剂不足50重量份的情况下，可能会因为喷射气体的量过少而无法顺利地喷射出涂料并因此导致涂膜厚度变薄的问题，并进一步导致无法发挥出涂膜的机械以及化学物性的问题。此外，在液化气体喷射剂超过200重量份的情况下，可能会因为喷射出过量的涂料而导致难以形成所需要的涂膜厚度的问题。
接下来，将通过实施例对本发明进行更为详细的说明，但是本发明并不限定于此。
<实施例1>包含胶囊型灭火药剂的环氧树脂涂料组合物
通过对双酚A型环氧树脂粘合剂40重量份；作为溶剂的二甲苯(Xylene)20重量份、丙二醇甲醚(PM，Propylene glycol methyl ether)5重量份、溶剂石脑油(Solventnaphtha)5重量份、甲基异丁基酮(MIBK，4-Methyl-2-pentanone)5重量份以及乙苯(Ethylbenzene)5重量份；胶囊型灭火药剂20重量份；作为白色颜料的二氧化钛(TiO2)10重量份、滑石(Talc)15重量份以及云母(Mica)10重量份；作为添加剂的分散剂1.5重量份以及湿润剂1.5重量份进行混合搅拌而制造出主剂部。
通过对胺型硬化剂粘合剂70重量份；作为溶剂的二甲苯(Xylene)20重量份、正丁醇(n-BuOH，n-Butyl alcohol)10重量份、乙苯(Ethylbenzene)10重量份；作为添加剂的消泡剂1重量份、流平剂0.5重量份以及湿润剂0.5重量份进行混合搅拌而制造出硬化剂部。
<实施例2>包含一般灭火药剂的环氧树脂涂料组合物
通过对双酚A型环氧树脂粘合剂40重量份；作为溶剂的二甲苯(Xylene)20重量份、丙二醇甲醚(PM，Propylene glycol methyl ether)5重量份、溶剂石脑油(Solventnaphtha)5重量份、甲基异丁基酮(MIBK，4-Methyl-2-pentanone)5重量份以及乙苯(Ethylbenzene)5重量份；作为粉末灭火药剂的碳酸氢钠10重量份以及碳酸氢钾10重量份；作为白色颜料的二氧化钛(TiO2)10重量份、滑石(Talc)15重量份以及云母(Mica)10重量份；作为添加剂的分散剂1.5重量份以及湿润剂1.5重量份混合并搅拌而制造出主剂部。
通过对胺型硬化剂粘合剂70重量份；作为溶剂的二甲苯(Xylene)20重量份、正丁醇(n-BuOH，n-Butyl alcohol)10重量份、乙苯(Ethylbenzene)10重量份；作为添加剂的消泡剂1重量份、流平剂0.5重量份以及湿润剂0.5重量份进行混合搅拌而制造出硬化剂部。
<比较例1>一般环氧树脂涂料组合物
通过对双酚A型环氧树脂粘合剂40重量份；作为溶剂的二甲苯(Xylene)20重量份、丙二醇甲醚(PM，Propylene glycol methyl ether)5重量份、溶剂石脑油(Solventnaphtha)5重量份、甲基异丁基酮(MIBK，4-Methyl-2-pentanone)5重量份以及乙苯(Ethylbenzene)5重量份；作为白色颜料的二氧化钛(TiO2)10重量份、滑石(Talc)25重量份以及云母(Mica)20重量份；作为添加剂的分散剂1.5重量份以及湿润剂1.5重量份进行混合搅拌而制造出主剂部。
<试验例1>涂料基本物性测定
分别制造出将通过所述实施例1、实施例2以及比较例1制造出的主剂部以及硬化剂部以4:1的体积比进行混合而制造的涂料组合物，并对其粘度、比重、流动性以及干燥时间进行了测定。此时，所述干燥时间是以湿涂膜200μm为基准在温度为23℃以及湿度为43％的状态下进行测定。
[表1]
Figure BDA0003521168060000121
对使用胶囊形态灭火药剂的本发明的实施例1和使用粉末灭火药剂的实施例1以及一般环氧树脂涂料即比较例1的基本物性进行确认的结果，可以确认在比重、流动性以及固体体积率(SVR)的数值上并没有呈现出较大的差异，但是在初期粘度以及干燥性的比较结果上来看，虽然本发明的实施例1与一般环氧树脂涂料即比较例1并没有呈现出物性上的差异，但是在使用粉末灭火药剂的实施例2中，其初期粘度较高，而且指触呈现出大约15分钟而固化条件呈现出大约60分钟左右的差异。
<试验例2>涂料储藏性试验
将与所述试验例1相同的涂料1,000g分别投入到密封状态的聚乙烯(PE)容器中并分别在60℃烤箱、冷藏低温(-10～0℃)以及常温环境下，初期以1天为间隔、7～8天为间隔对共计30天内的粘度以及凝胶(Gel)现象涂料的变化进行观察，其结果如下述表2所示。
[表2]
Figure BDA0003521168060000131
可以确认在使用灭火胶囊的本发明的实施例1以及一般环氧树脂涂料即比较例1的长期稳定性方面，在常温以及60℃的环境下都可以正常使用，而在包含粉末灭火药剂的实施例2中以一周为间隔粘度上升了大约10KU，而且在经过两周之后涂料开始发生软凝胶(Soft Gel)现象，在经过30天之后则因为涂料被完全凝胶(Gel)化而难以使用。
<试验例3>灭火性试验
将通过所述实施例1以及实施例2制造出的涂料100g利用环氧树脂稀释剂以20％的体积比进行稀释，接下来通过在150mm×150mm大小的2T钢板中涂装200μm的湿涂膜之后在常温下干燥一周而制造出试片。
将所述制造出的试片投入到体积为30L的可打开门的铁质试验箱内部，并在长80mm×宽80mm×50mm(材料：铁，厚度：3mm)的灭火模型中将正庚烷(n-heptane)填充至30mm的高度并与所述制造出的试片一起放置在铁质试验箱中。接下来，对正庚烷(n-heptane)进行点火并在预燃烧30秒之后关闭门并对灭火时间进行了共计5次测定。其结果如下述表3以及图1所示。
[表3]
灭火性 时间(秒)
实施例1 20～90
实施例2 110～165
比较例1 无法灭火
通过测定结果可以确认，在一般环氧树脂涂料即比较例1中无法灭火，在使用粉末灭火药剂的实施例2中需要最短110秒最长165秒左右的灭火时间，而在包含本发明的灭火胶囊的实施例1中需要最短20秒最长90秒，呈现出了与实施例2相比更优秀的灭火性能。
在上述内容中对本发明的特定部分进行了详细的说明，但是具有本行业之一般知识的人员可以在不脱离本发明的本质特性的范围内进行各种修改以及变形。因此，在本发明中公开的实施例只是为了对本发明的技术思想进行说明而非限定，本发明的技术思想的范围并不因为如上所述的实施例而受到限定。本发明的保护范围应该根据权利要求书做出解释，而且语气同等范围内的所有技术思想都应该解释为包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种利用胶囊型灭火药剂的初期火灾灭火用双液型环氧树脂类涂料组合物，其特征在于，包括：
主剂部，包含环氧树脂粘合剂10～50重量份、溶剂10～60重量份、胶囊型灭火药剂10～50重量份、颜料5～40重量份以及添加剂0.01～10重量份；以及，
硬化剂部，包含硬化剂粘合剂30～80重量份、溶剂10～60重量份以及添加剂0.01～10重量份；
所述主剂部与硬化剂部以1～10:1的体积比进行混合。
2.根据权利要求1所述的利用胶囊型灭火药剂的初期火灾灭火用双液型环氧树脂类涂料组合物，其特征在于：
所述胶囊型灭火药剂以核-壳结构形成，所述核包括氟化酮类灭火药剂，所述壳由交联结合的聚合物构成。
3.根据权利要求1所述的利用胶囊型灭火药剂的初期火灾灭火用双液型环氧树脂类涂料组合物，其特征在于：
所述环氧树脂粘合剂，
是从由双酚A、双酚F、溴化物、酚醛清漆以及聚合物型环氧树脂构成的组中选择的某一种以上。
4.根据权利要求1所述的利用胶囊型灭火药剂的初期火灾灭火用双液型环氧树脂类涂料组合物，其特征在于：
所述硬化剂粘合剂，
是从由胺、聚胺、改性胺以及叔胺构成的组中选择的某一种以上。
5.一种利用胶囊型灭火药剂的初期火灾灭火用气溶胶型环氧树脂类涂料组合物，其特征在于：
包含根据权利要求1至权利要求4中的某一项所述的组合物100重量份，
以及以所述组合物100重量份为基准的液化石油气或二甲醚即液化气体喷射剂50～200重量份。
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