FI126518B - Fire-resistant coating material - Google Patents

Fire-resistant coating material Download PDF

Info

Publication number
FI126518B
FI126518B FI20070483A FI20070483A FI126518B FI 126518 B FI126518 B FI 126518B FI 20070483 A FI20070483 A FI 20070483A FI 20070483 A FI20070483 A FI 20070483A FI 126518 B FI126518 B FI 126518B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
fire
resistant coating
coating material
minutes
flame
Prior art date
Application number
FI20070483A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20070483A (en
FI20070483A0 (en
Inventor
Chih-Ming Hu
Yung-Hsing Huang
Che I Kao
Original Assignee
Ind Tech Res Inst
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from TW95148148A external-priority patent/TWI338024B/en
Application filed by Ind Tech Res Inst filed Critical Ind Tech Res Inst
Publication of FI20070483A0 publication Critical patent/FI20070483A0/en
Publication of FI20070483A publication Critical patent/FI20070483A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI126518B publication Critical patent/FI126518B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/02Homopolymers or copolymers of acids; Metal or ammonium salts thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/016Flame-proofing or flame-retarding additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

Palonkestoinen päällystysmateriaaliFire-resistant coating material

Keksinnön tausta Keksinnön ala [0001] Tämä keksintö koskee orgaanisen polymeerin ja epäorgaanisten hiukkasten muodostamaa komposiittia ja erityisesti palonkestoista päällystysmateriaalia, joka sisältää orgaanis/epäorgaanista komposiittia.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention This invention relates to a composite formed by an organic polymer and inorganic particles, and more particularly to a fire resistant coating material containing an organic / inorganic composite.

Aiheeseen liittyvän tekniikan kuvaus [0002] Palonkestoisia tai palamista hidastavia materiaaleja voidaan käyttää arkkitehtuuri- tai koristemateriaaleina. Arkkitehtuurimateriaalit, joita selostetaan taiwanilaisissa patenteissa nro 583 078 ja 397 885, käsittävät pääasiassa täytekerroksen, joka toimii palonkestoisena kerroksena, joka muodostuu epäorgaanisista materiaaleista, kuten perliitistä, MgC^ista, MgO:sta, CaCC>3:sta tai sementistä. Lisäksi jäykkä, palonkestoinen laminaatti voidaan saada kuitujen tai kuitukankaiden muodostamista joustavista alustoista, joihin on sekoitettu liekkiä hidastavia aineita, vaahdotusaineita ja 50 - 80 paino-% epäorgaanisia materiaaleja.Description of Related Art Fire resistant or flame retardant materials may be used as architectural or decorative materials. The architectural materials disclosed in Taiwan Patents Nos. 583,078 and 397,885 consist essentially of a filler layer which functions as a fire-retardant layer consisting of inorganic materials such as perlite, MgCl 2, MgO, CaCO 3 or cement. In addition, a rigid, fire-resistant laminate can be obtained from flexible substrates of fibrous or nonwoven materials blended with flame retardants, blowing agents, and 50 to 80% by weight of inorganic materials.

[0003] Palonkestoiset pinnoitteet, jotka toimivat koristemateriaaleina ja joita selostetaan taiwanilaisissa patenteissa nro 442 549, 499 469 ja 419 514, käsittävät vaahdotus-ja paisutusaineiden, karbonointiaineiden, liekkiä hidastavien aineiden ja liimojen yhdistelmän, joka vaahtoaa ja paisuu, kun se joutuu alttiiksi palolle. US-patentissa nro 5 723 515 selostetaan palamista hidastavaa pinnoitusmateriaalia, joka käsittää juoksevaa, paisuvaa perusmateriaalia, jossa on vaahdotusaineita, paisutusainetta, hiiltymisainetta, sideainetta, liuotinta ja pigmenttiä, joka materiaali parantaa murtumisen ja kutistumisen vastustuskykyä. Sekoite, jota selostetaan US-patentissa nro 5 218 027, on valmistettu kopolymeerin tai terpolymeerin, pienimoduulisen polymeerin ja synteettisen hiilivetyelastomeerin koostumuksesta. Palamista hidastava lisäaine käsittää ryhmän I, ryhmän II tai ryhmän III metallin hydroksidia edellyttäen, että vähintään 1 paino-% koostumuksesta on organopolysiloksaanin muodossa. US-patentti nro 6 262 161 koskee eteenin ja/tai alfa-olefiini/vinyyli- tai vinyli-deenimonomeerien täytettyjä sekapolymeerikoostumuksia, joilla on parannetut ominaisuudet altistettaessa ne liekki- tai sytytys lähteille, ja niistä valmistettuja tuotteita. Tuotteet voivat olla kalvon, ohutlevyn, monikerrosrakenteen, lattian, seinän tai sisäkattopeitteen, vaahtojen, kuitujen, sähkölaitteiden tai johto- ja kaapeliasennusten muodossa.Flame retardant coatings, which act as decorative materials and are disclosed in Taiwan Patents Nos. 442,549, 499,469, and 419,514, comprise a combination of foaming and expanding agents, carbonating agents, flame retardants, and adhesives that foam and expand when exposed. U.S. Patent No. 5,723,515 discloses a flame-retardant coating material comprising a fluid, expandable base material comprising blowing agents, a blowing agent, a carbonising agent, a binder, a solvent, and a pigment, which improves fracture and shrink resistance. The blend disclosed in U.S. Patent No. 5,218,027 is prepared from a composition of a copolymer or terpolymer, a low modulus polymer, and a synthetic hydrocarbon elastomer. The flame retardant additive comprises a Group I, Group II or Group III metal hydroxide, provided that at least 1% by weight of the composition is in the form of an organopolysiloxane. U.S. Patent No. 6,262,161 relates to filled copolymer compositions of ethylene and / or alpha-olefin / vinyl or vinylidene monomers having improved properties upon exposure to flame or ignition sources, and products made therefrom. Products can be in the form of film, sheet metal, multilayer structure, floor, wall or ceiling coverings, foams, fibers, electrical equipment or cable and cable installations.

Patentissa EP 1384752 esitetään eristetty sähkökaapeli, joka käsittää yhdistelmän mikroseosta ja modifioitua mikroseosta, jolloin mikroseos käsittää polypropyleeniä ja modifioitu mikroseos on valmistettu sitomalla orgaaninen happoryhmä mikroseokseen; polypropyleeniä; ja ioniristisidos-täyteainetta, joka on magnesiumhydroksidiä.EP 1384752 discloses an insulated electric cable comprising a combination of a micro-mixture and a modified micro-mixture, wherein the micro-mixture comprises polypropylene and the modified micro-mixture is made by bonding an organic acid group to the micro-mixture; polypropylene; and an ionic cross-linking filler which is magnesium hydroxide.

Patentissa US 4246146 esitetään paloa hidastava suojaava pinnoite, joka on tuotettu liuottamalla vesiliukoinen polyisosyanaattiprepolymeeri joko paloa hidastavien materiaalien tai paksuntumien vesipitoiseen lietteeseen tai liuokseen. Alumiinitrihydraattia, AI(OH)3, käytetään paloa hidastavana aineena tai paksuntumana.US 4,246,146 discloses a fire retardant protective coating produced by dissolving a water soluble polyisocyanate prepolymer in an aqueous slurry or solution of either fire retardant materials or thickeners. Aluminum trihydrate, Al (OH) 3, is used as a flame retardant or thickener.

Patentissa US 4066578 esitetään polyuretaanikoostumus, erityisesti ristisilloitettu hydrofiilinen polyuretaanivaahtosysteemi.US 4066578 discloses a polyurethane composition, in particular a cross-linked hydrophilic polyurethane foam system.

Tavanomaisia liekkiä hidastavia polymeerikoostumuksia saadaan orgaanisen polymeerin ja epäorgaanisen liekkiä hidastavan aineen fysikaalisella sekoituksella, jossa liitosaineita tai surfaktantteja liitetään tyypillisesti mukaan epäorgaanisen liekkiä hidastavan aineen dispergoitumisen parantamiseksi. Kuitenkin, koska orgaaninen polymeeri ei reagoi epäorgaanisen komponentin kanssa hyvärakenteisen komposiitin muodostamiseksi muodostamalla kemiallisia sidoksia, tavanomaiset liekkiä hidastavat koostumukset helposti sulavat, syttyvät tai tuottavat palavia pisaroita ollessaan alttiina liekki- tai syty-tyslähteille.Conventional flame retardant polymer compositions are obtained by physical mixing of an organic polymer with an inorganic flame retardant, in which binders or surfactants are typically incorporated to improve dispersion of the inorganic flame retardant. However, since the organic polymer does not react with the inorganic component to form a well-structured composite by forming chemical bonds, conventional flame retardant compositions will readily melt, ignite, or produce flammable droplets when exposed to flame or ignition sources.

Keksinnön lyhyt yhteenveto [0004] Keksinnön yleisenä tavoitteena on saada aikaan palonkes-toinen päällystysmateriaali, jolla on erinomaiset palonkesto-ja paloa hidastavat ominaisuudet.BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION It is a general object of the invention to provide a fire-retardant coating material having excellent fire resistance and fire retardant properties.

[0005] Edellä mainitun ja muiden tavoitteiden saavuttamiseksi keksinnön mukainen palonkestoinen päällystysmateriaali käsittää or-gaanis/epäorgaanista komposiittia, joka käsittää orgaanista komponenttia, jossa on ensimmäinen reaktiivinen, funktionaalinen ryhmä, joka orgaaninen komponenttia käsittää polymeeriä, kopolymeeria, monomeeria, oligomeeria tai esi-polymeeria; epäorgaanisia hiukkasia, joissa on toinen reaktiivinen, funktionaalinen ryhmä; jossa epäorgaaniset hiukkaset ovat kemiallisesti sitoutuneet orgaaniseen komponenttiin ensimmäisen ja toisen reaktiivisen, funktionaalisen ryhmän välisen reaktion avulla.To achieve the foregoing and other objects, the fire-retardant coating material of the invention comprises an organic / inorganic composite comprising an organic component having a first reactive, functional group, the organic component comprising a polymer, copolymer, monomer, oligomer or pre-polymer; inorganic particles having another reactive functional group; wherein the inorganic particles are chemically bonded to the organic component by reaction between the first and second reactive functional groups.

[0006] Yksityiskohtainen kuvaus esitetään seuraavissa suoritusmuodoissa viitaten oheisiin piirustuksiin.A detailed description will be given in the following embodiments with reference to the accompanying drawings.

Piirustusten lyhyt kuvausBrief Description of the Drawings

Keksintö on täydellisemmin ymmärrettävissä lukemalla seuraava yksityiskohtainen kuvaus ja esimerkit viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa: [0007] kuvio 1 on kaavamainen kuvio, joka esittää esimerkin 1 mukaisen palonkestoisen päällysteen liekkikoetta; [0008] kuvio 2 on kaavamainen kuvio, joka esittää A4-kokoisen paperiarkin lämpötilan mittausta esimerkissä 7; ja [0009] kuvio 3 on diagrammi, joka esittää A4-kokoisen paperiarkin takasivun lämpötilaa kuumennusajan funktiona, jossa verrataan esimerkin 5 mukaista palonkestoista päällystysmateriaalia ja kaupallista palonkestoista päällystysmateriaalia.The invention will be more fully understood by reading the following detailed description and examples with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a schematic figure showing a flame test of the fire resistant coating of Example 1; Fig. 2 is a schematic diagram showing the temperature measurement of an A4 sheet of paper in Example 7; and Fig. 3 is a graph showing the temperature of the back side of an A4 sheet of paper as a function of the heating time comparing the fire-resistant coating material of Example 5 with a commercial fire-resistant coating material.

Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus [0010] Seuraava kuvaus on parhaaksi katsottu tapa toteuttaa keksintö. Tämä kuvaus on tehty keksinnön yleisten periaatteiden valaisutarkoituk-sessa eikä sitä ole ymmärrettävä rajoittavassa mielessä. Oheiset patenttivaatimukset määrittävät parhaiten keksinnön suojapiirin.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following description is a preferred embodiment of the invention. This description is made for the purpose of illustrating the general principles of the invention and is not to be construed as limiting. The scope of the invention is best defined by the following claims.

Keksintö koskee palonkestoista päällystysmateriaalia, joka käsittää: orgaanis/epäorgaanista komposiittia, joka käsittää: 30 - 70 paino-% orgaanista komponenttia, joka käsittää polyuretaania, tai polyolefiinikopolymeeria, jolla on ensimmäisenä, funktionaalisena ryhmänä isosyanaattiryhmiä, 70 - 30 paino-% epäorgaanisia hiukkasia, joilla on toinen reaktiivinen, funktionaalinen hydroksyyliryhmä, joka käsittää metallihydroksidia AI(OH)3 tai Mg(OH)2; jossa epäorgaaniset hiukkaset on kemiallisesti sidottu orgaaniseen komponenttiin ensimmäisen ja toisen reaktiivisen, funktionaalisen ryhmän välisen reaktion avulla; jolloin epäorgaaniset ja orgaaniset komponentit ovat riittävästi sitoutuneet siinä määrin, että saadaan aikaan palonkestoinen päällystysmateriaali, joka kykenee kestämään 1 000 - 1 200 °C:n liekin lämpötiloja yli 3 minuutin ajan.The invention relates to a fire-resistant coating material comprising: an organic / inorganic composite comprising: 30 to 70% by weight of an organic component comprising polyurethane, or a polyolefin copolymer having a first functional group of isocyanate groups, 70 to 30% by weight of inorganic particles, is another reactive, hydroxyl functional group comprising a metal hydroxide Al (OH) 3 or Mg (OH) 2; wherein the inorganic particles are chemically bonded to the organic component by reaction between the first and second reactive functional groups; wherein the inorganic and organic components are sufficiently bonded to provide a flame-retardant coating material capable of withstanding flame temperatures from 1000 to 1200 ° C for more than 3 minutes.

[0011] Epäorgaanisia hiukkasia, joissa on alunperin tai pinnan modifioinnin jälkeen reaktiivisia, funktionaalisia ryhmiä, voidaan dispergoida hyvin orgaaniseen komponenttiin, kuten polymeeriin, monomeeriin, oligomeeriin, esipolymeeriin tai kopolymeeriin ja annettu reagoida sen kanssa palonkesto-ja mekaanisten ominaisuuksien parantamiseksi. Koska hyvin strukturoitu komposiitti on aikaansaatu kemiallisten sidosten muodostuksen avulla, pinnalle muodostunut hiiltymäkerros on luja ja kykenee säilyttämään rakenteellisen yhtenäisyytensä kuoriutumatta tai murtumatta, mikä estää tehokkaasti suoran lämmönsiirron sisäosaan. Orgaanis/epäorgaanista komposiittia voidaan sekoittaa sopivaan jatkuvaan faasiin riippuen orgaanisen komponentin tyypistä palon-kestoisen päällystysmateriaalin aikaansaamiseksi. Yleensä orgaanis/epä-orgaaninen komposiitti voi käsittää 10-90 paino-% orgaanista komponenttia ja 90 - 10 paino-% epäorgaanisia hiukkasia, keksinnön mukaisesti or-gaanis/epäorgaaninen komposiitti käsittää 30 - 70 paino-% orgaanista komponenttia ja 70 - 30 paino-% epäorgaanisia hiukkasia ja edullisemmin se käsittää 40 - 60 paino-% orgaanista komponenttia ja 60 - 40 paino-% epäorgaanisia hiukkasia.Inorganic particles having reactive, functional groups initially or after surface modification may be well dispersed in and reacted with an organic component such as a polymer, monomer, oligomer, prepolymer or copolymer to improve its flame-retardant and mechanical properties. Because the well-structured composite is provided by the formation of chemical bonds, the carbon layer deposited on the surface is strong and able to retain its structural integrity without peeling or fracturing, which effectively prevents direct heat transfer to the interior. The organic / inorganic composite may be blended into a suitable continuous phase, depending on the type of organic component, to provide a fire-resistant coating material. In general, the organic / inorganic composite may comprise from 10 to 90% by weight of the organic component and from 90 to 10% by weight of the inorganic particles, according to the invention, the organic / inorganic composite comprises 30 to 70% by weight of the organic component and 70 to 30% by weight. % inorganic particles, and more preferably it comprises 40-60% by weight of the organic component and 60-40% by weight of inorganic particles.

[0012] Tässä kuvatun palonkestoisen päällystysmateriaalin muoto on liete. Päällystysmateriaalissa oleva orgaaninen komponentti voi olla polymeeriä, monomeeria, oligomeeria, esipolymeeria tai kopolymeeria, kun taas orgaaninen komponentti jähmettyneessä päällysteessä voi olla oligomeeria, polymeeriä tai kopolymeeria. Kuvauksen tarkoituksiin termi ”polymeeri” viittaa yhdisteisiin, joiden lukukeskimääräiset moolimassat ovat välillä 1 500 - yli 1 000 000 daltonia, kun taas ”oligomeeri” viittaa yhdisteisiin, joiden lukukeskimääräiset moolimassat ovat välillä 200 - 1 499 daltonia.The form of the fire-resistant coating material described herein is slurry. The organic component in the coating material may be a polymer, monomer, oligomer, prepolymer or copolymer, while the organic component in the solidified coating may be an oligomer, polymer or copolymer. For purposes of description, the term "polymer" refers to compounds having a number average molecular weight of 1,500 to more than 1,000,000 daltons, while an "oligomer" refers to compounds having a number average molecular weight of 200-1499 daltons.

[0013] Orgaanis/epäorgaanisessa komposiitissa orgaaninen komponentti ja epäorgaaniset hiukkaset on sidottu kemiallisesti yhteen vastaavien reaktiivisten, funktionaalisten ryhmien välisten reaktioiden avulla. Orgaanisen komponentin ja epäorgaanisten hiukkasten reaktiivisia, funktionaalisia ryhmiä voivat olla, niihin kuitenkaan rajoittumatta -OH, -COOH, -NOO, -NH3, -NH2, -NH ja epoksiryhmät. Esimerkiksi orgaanista komponenttia, jossa on -COOH tai -NCO -ryhmiä (esim. orgaaninen happo tai reaktiivinen polyuretaani) voidaan käyttää reagoimaan epäorgaanisten hiukkasten kanssa, joissa on -OH -ryhmiä (esim. metallihydroksidi). Lisäksi orgaanista komponenttia, jossa on epoksi-ryhmiä, voidaan käyttää reagoimaan epäorgaanisten hiukkasten kanssa, joissa on -NH2 -ryhmiä. Vaihtoehtoisesti orgaaninen komponentti, jossa on -OH -ryhmiä (esim. polyvinyylialkoholi), voi reagoida epäorgaanisten hiukkasten kanssa, joissa on -COOH tai -NCO -ryhmiä, ja orgaaninen komponentti, jossa on -NH2 -ryhmiä, voi reagoida epäorgaanisten hiukkasten kanssa, joissa on epoksiryhmiä.In the organic / inorganic composite, the organic component and the inorganic particles are chemically bonded together by the corresponding reactive, functional group reactions. The reactive functional groups of the organic component and the inorganic particles may include, but are not limited to, -OH, -COOH, -NOO, -NH3, -NH2, -NH and epoxy groups. For example, an organic component having -COOH or -NCO groups (e.g., an organic acid or reactive polyurethane) may be used to react with inorganic particles having -OH groups (e.g., metal hydroxide). In addition, the organic component containing the epoxy groups can be used to react with inorganic particles having -NH 2 groups. Alternatively, the organic component having -OH groups (e.g. polyvinyl alcohol) may react with the inorganic particles having -COOH or -NCO groups, and the organic component having -NH 2 groups may react with the inorganic particles having have epoxy groups.

[0014] Sopivia orgaanisia komponentteja ovat mitkä tahansa mo- nomeerit, oligomeerit, monopolymeerit, kopolymeerit tai esipolymeerit, jotka sisältävät edellä mainittuja reaktiivisia, funktionaalisia ryhmiä. Reaktiiviset, funktionaaliset ryhmät voivat sijaita polymeerin rungossa tai sivuketjussa. Edullisia orgaanisia komponentteja ovat polyorgaaninen happo, polyuretaani, epoksiyhdiste, polyolefiini ja polyamiini. Polyorgaaninen happo pitää sisällään homopolymeerit tai kopolymeerit, jotka sisältävät karboksyyli- tai sulfonihappo-ja, kuten poly(etyleeni-koakryylihapon) ja poly(akryylihappo-komaleiinihapon). Tyypillisiä esimerkkejä epoksiyhdisteistä ovat bis(3,4-epoksi-6-metyylisykloheksyylimetyylijadipaatti, vinyylisyklohekseenidioksidi, diglysidyyli-tetrahydroftalaatti, diglysidyyliheksahydroftalaatti, bis(2,3- epoksisyklopentyylijeetterihartsi, polyfenoliepoksihartsin glysidyylieetterit. Käyttöön soveltuvia polyamiineja ovat polyamiini ja polyimidi. Tyypillisiä esimerkkejä polyamiineista ovat nailon 6 ((NH(CH2)5CO)n), nailon 66 ((NH(CH2)6-NH-CO(CH2)4CO)n) ja nailon 12 ((NH(CH2)nCO)n). Polyimidi pitää sisällään diamiinin, kuten 4,4-oksidianiliinin, 1,4-bis(4-aminofenoksi)bentseenin tai 2,2-bis[4-(4-aminofenoksi)fenyyli]propaanin; ja pitää myös sisällään polyimidin, joka on syntetisoitu diamiinin ja dianhydridin avulla, kuten oksidiftaalihappoan-hydridin, pyromelliittihappodianhydridin tai bentsofenonitetrakarboksyylihappo-dianhydridin. Käytettäväksi sopivia polyolefiineja ovat olefiinimonomeerin ja edellä mainittuja reaktiivisia, funktionalisia ryhmiä sisältävän monomeerin kopolymeerit. On huomattava, että orgaaninen komponentti pitää myös sisällään edellä esitettyjen tyypillisten polymeerien monomeerin, oligomeerin, kopoly-meerin ja esipolymeerin. Lisäksi orgaanisia komponentteja voidaan käyttää yksin tai kahden tai useamman seoksena.Suitable organic components include any monomers, oligomers, monopolymers, copolymers or prepolymers containing the aforementioned reactive functional groups. Reactive functional groups may be located on the backbone or side chain of the polymer. Preferred organic components are polyorganic acid, polyurethane, epoxy compound, polyolefin and polyamine. Polyorganic acid includes homopolymers or copolymers containing carboxylic or sulfonic acids such as poly (ethylene-coacrylic acid) and poly (acrylic acid-co-maleic acid). Representative examples of epoxy compounds include bis (3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl) diphenyl, vinylcyclohexene dioxide, diglycidyl-tetrahydrophthalate, poly-glycidyl hexamide, bis (2,3-epoxycyclopentyl ether resin, polyphenol-ethylethyl), and polyphenol-epinyl. (NH (CH 2) 5 CO) n), nylon 66 ((NH (CH 2) 6 -NH-CO (CH 2) 4 CO) n) and nylon 12 ((NH (CH 2) n CO) n). The polyimide contains a diamine such as 4,4-oxydianiline, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene or 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, and also includes a polyimide synthesized by diamine and dianhydride such as Polyolefins suitable for use include an olefinic monomer and the aforementioned reactive functional groups containing anhydrous phthalic anhydride, pyromellitic acid dianhydride or benzophenone tetracarboxylic acid dianhydride It should be noted that the organic component also includes the monomer, oligomer, copolymer and prepolymer of the typical polymers described above. Further, the organic components may be used singly or in a mixture of two or more.

[0015] Tässä yhteydessä käytettäväksi sopivia epäorgaanisia hiukkasia ovat ne, joissa on alunperin tai pintamodifioinnin jälkeen vastaavia funktionaalisia ryhmiä, jotka kykenevät reagoimaan orgaanisen komponentin funktionaalisten ryhmien kanssa. Edullisia epäorgaanisia hiukkasia ovat hydroksidit, nitridit, oksidit, karbidit, metallisuolat ja epäorgaaniset kerrokselliset materiaalit. Hydroksideja ovat metallihydroksidit, kuten AI(OH)3 tai Mg(OH)2. Nitridejä ovat esimerkiksi BN ja S13N4. Karbideihin kuuluu esmerkiksi SiC. Metallisuoloi-hin kuuluu esimerkiksi CaC03. Epäorgaanisia kerroksellisia materiaaleja ovat esimerkiksi savi, talkki ja kerroksellinen kaksoishydroksidi (LDH), jossa savi voi olla smektiittisavea, vermikuliittia, halloysiittia, serikiittiä, saponiittia, monmoril-loniittia, beidelliittiä, nontroniittia, kiillettä tai hektoriittia. Epäorgaanisia hiuk kasia voidaan myös käyttää kahden tai useamman seoksena. Esimerkiksi savea, jossa on reaktiivisia, funktionaalisia ryhmiä, voidaan käyttää yhdessä metallihydroksidin kanssa. Sopiviin epäorgaanisiin hiukkasiin kuuluvat mikroko-koiset hiukkaset ja nanokokoiset hiukkaset. Nanokokoiset hiukkaset, joiden halkaisijat ovat välillä 1-100 nm, ovat erityisen edullisia, koska mitä pienempi hiukkaskoko on, sitä suurempi on pinta-ala painoyksikköä kohti.Suitable inorganic particles for use herein are those which, initially or after surface modification, have corresponding functional groups capable of reacting with the functional groups of the organic component. Preferred inorganic particles include hydroxides, nitrides, oxides, carbides, metal salts and inorganic layered materials. Hydroxides include metal hydroxides such as Al (OH) 3 or Mg (OH) 2. Nitrides include, for example, BN and S13N4. Carbides include, for example, SiC. Metal salts include, for example, CaCO 3. Inorganic layered materials include, for example, clay, talc, and layered double hydroxide (LDH), where the clay may be smectite clay, vermiculite, halloocyte, sericite, saponite, monmorillonite, beidellite, nontronite, mica. The inorganic particles may also be used as a mixture of two or more. For example, clay containing reactive functional groups can be used in combination with metal hydroxide. Suitable inorganic particles include microparticulate particles and nanoparticulate particles. Nanoparticulate particles having diameters in the range of 1 to 100 nm are particularly preferred because the smaller the particle size, the larger the surface area per unit weight.

[0016] Orgaanista komponenttia ja epäorgaanisia hiukkasia voidaan sekoittaa suoraan reaktiota varten kovalenttisten tai ionisidosten muodostamiseksi, tai reaktio voidaan suorittaa erilaisissa liuottimissa (esim. vedessä, etanolissa tai metyylietyyliketonissa). Reaktiolämpötila on yleensä huoneenlämpö-tilasta noin 150 °C:seen ja reaktioaika voi vaihdella 10 minuutista muutamaan päivään riippuen käytetyistä lähtöaineista. Reaktiosta saatua lietetuotetta voidaan käyttää suoraan palonkestoisena päällysteenä, mutta liuotinta tai vettä voidaan lisätä siihen riippuen päällystysmateriaalin levitysmenetelmistä. Esimerkiksi suoritusmuodoissa, jotka sisältävät polyorgaanista happoa, vettä tai alkoholia (kuten metanolia tai etanolia) voidaan lisätä päällystysmateriaalin viskositeetin alentamiseksi ruiskupäällystyksen tai sivelypäällystyksen helpottamiseksi. Suoritusmuodoissa, jotka sisältävät reaktiivista polyuretaania, viskositeetin alentamiseen voidaan käyttää suurta joukkoa erilaisia liuottimia mukaan lukien esimerkiksi heksaani, ketoni (esim. asetoni, metyylietyyliketoni), esteri (esim. butyyliesteri), Ν,Ν-dimetyyliasetamidi (DMAC), N-metyyli-pyrrolidoni (NMP) tai aromaattiset hiilivetyliuottimet (esim. bentseeni, ksyleeni). Kahta tai useampaa liuotinlajia voidaan käyttää yhdessä. Tyypillisesti alhaisen kiehumispisteen omaavaa liuotinta (kiehumispiste 60 - 90 °C) voidaan käyttää yhdessä korkean kiehumispisteen omaavan liuottimen (kiehumispiste 100 -150 °C) kanssa päällystämisvaikeuksien vähentämiseksi ja päällysteen laadun parantamiseksi.The organic component and the inorganic particles may be directly mixed for the reaction to form covalent or ionic bonds, or the reaction may be carried out in various solvents (e.g., water, ethanol or methyl ethyl ketone). The reaction temperature is usually from room temperature to about 150 ° C and the reaction time may vary from 10 minutes to a few days depending on the starting materials used. The slurry product from the reaction can be used directly as a fire-retardant coating, but solvent or water may be added thereto, depending on the coating material application methods. For example, in embodiments containing a polyorganic acid, water or alcohol (such as methanol or ethanol), the viscosity of the coating material may be reduced to facilitate spray coating or brush coating. In embodiments containing reactive polyurethane, a variety of solvents may be used, including, for example, hexane, ketone (e.g., acetone, methyl ethyl ketone), ester (e.g., butyl ester),?,? -Dimethylacetamide (DMAC), N-methylpyrrolidone. (NMP) or aromatic hydrocarbon solvents (e.g. benzene, xylene). Two or more types of solvent may be used together. Typically, a low boiling point solvent (boiling point 60-90 ° C) may be used in combination with a high boiling point solvent (boiling point 100-150 ° C) to reduce coating difficulties and improve coating quality.

[0017] Vesipitoisen päällystysmateriaalin seostamiseksi orgaa-nis/epäorgaaniseen komposiittiin voidaan liittää pigmenttiä (riippuen halutusta väristä), vettä, sakeutusainetta, vaahtoamisenestoainetta ja surfaktanttia dis-pergoituvuuden parantamiseksi. Sakeutusaine pitää sisällään esimerkiksi tärkkelyksen, saven ja selluloosasakeuttimen. Vaahtoamisenestoaine on tyypillisesti ionitonta surfaktanttia, kuten HCK-8112 -valmistetta, ex. HCK Chemicals Corp. Dispergoituvuuden parantamiseen käytetty surfaktantti voi olla ionista tai ionitonta surfaktanttia, kuten J678-valmistetta, ex. Johnson Polymer Corp., SINONATE 707SF -valmistetta, ex. Sino Chemical Corp., tai Brij56-valmistetta, ex. Aldrich Chemical Corp. PU-pohjaisen liuotintyyppisen päällystysmateriaalin seostamiseksi orgaanis/epäorgaaniseen komposiittiin voidaan liittää pigmenttiä, liuotinta, hartsia, tasoitusainetta käsitunnun parantamiseksi, kovetusainet-ta, silaania tai siloksaania kovetusaineeksi ja muita lisäaineita. Tasoitusaine on useimmiten surfaktanttia, kuten BYK-354, 333 ja 306 -valmistetta, ex. BYK-Chemie Corp. Kovetusaine on useimmiten isosyanaattia, kuten tolueenidi-isosyanaattia (TDI), metyleenibisfenyyli-isosyanaattia (MDI) tai heksametylee-nidi-isosyanaattia (HDI). Yleisimpiä kovetusapuaineita ovat tetraetoksisilaani (TEOS) ja trietoksivinyylisilaani (TEVS).To blend the aqueous coating material with the organic / inorganic composite, a pigment (depending on the desired color), water, thickener, antifoam and surfactant can be added to improve dispersibility. The thickening agent includes, for example, starch, clay and a cellulose thickener. Antifoam is typically a nonionic surfactant such as HCK-8112, ex. HCK Chemicals Corp. The surfactant used to improve the dispersibility may be an ionic or nonionic surfactant such as J678, ex. Johnson Polymer Corp., SINONATE 707SF, ex. Sino Chemical Corp., or Brij56, ex. Aldrich Chemical Corp. A pigment, a solvent, a resin, a smoothing agent, a curing agent, a silane or siloxane as a curing agent and other additives may be incorporated into the organic / inorganic composite to form a PU-based solvent-type coating material. Mostly the smoothing agent is a surfactant such as BYK-354, 333 and 306, ex. BYK-Chemie Corp. The hardener is most often an isocyanate such as toluene diisocyanate (TDI), methylene bisphenyl isocyanate (MDI) or hexamethylene diisocyanate (HDI). The most common curing aids are tetraethoxysilane (TEOS) and triethoxyvinylsilane (TEVS).

[0018] Keksinnön mukaista palonkestoista päällystysmateriaalia voidaan levittää paloarkojen tai helposti syttyvien esineiden pinnoille palonkes-ton parantamiseksi millä tahansa sopivilla menetelmillä. Sitä voidaan levittää esimerkiksi sivelypäällystyksellä, telapäällystyksellä, teräpäällystyksellä tai ruiskupäällystyksellä. Ruiskupäällystys pitää sisällään esimerkiksi kuumaruis-kupäällystyksen, ilmaruiskupäällystyksen, ilmattoman ruiskupäällystyksen, il-maseosavusteisen ruiskupäällystyksen, suuritilavuuksisen pienpaineruisku-päällystyksen, pienitilavuuksisen keskipaineisen ruiskupäällystyksen yms.The fire-resistant coating material of the invention may be applied to the surfaces of flame retardants or flammable articles to improve fire resistance by any suitable method. It may be applied, for example, by brush coating, roller coating, blade coating or spray coating. Injection coating includes, for example, hot spray-bubble coating, air-spray coating, airless spray coating, air-mixed spray coating, high-volume low-pressure spray coating, low-volume medium-pressure injection coating.

[0019] Kun keksinnön mukaista orgaanis/epäorgaanista komposiittia poltetaan tai se altistetaan palolle, polymeeri muodostaa hiiltymäkerroksen ja epäorgaaniset hiukkaset säteilevät absorboitunutta lämpöä. Epäorgaaniset hiukkaset myös vahvistavat rakenteen mekaanisia ominaisuuksia epäorgaanisten ja orgaanisten materiaalien välisellä reaktiolla niin, että muodostunut hiil-tymäkerros pysyy lujana ja sen rakenteellinen yhtenäisyys säilyy ilman kuoriutumista tai murtumista, mikä estää tehokkaasti suoran lämmönsiirron päällystettyyn esineeseen. Palonkestoinen materiaali ei ole vain liekkiä hidastava, vaan myös sisäpuolisia materiaaleja suojaava. Tämän seurauksena palonkes-tokyvyn kestoaina pitenee huomattavasti. Keksinnön mukaisesti palonkestoinen päällyste kykenee kestämään 1 000 - 1 200 °C:n liekin lämpötiloja yli 3 minuuttia. Koska orgaaninen komponentti ja epäorgaaniset hiukkaset ovat kemiallisesti sitoutuneita toisiinsa (verrattuna tavanomaisiin fysikaalisesti sekoitettuihin tuotteisiin), keksinnön mukainen palonkestoinen komposiitti ei sula, syty tai tuota palavia pisaroita ollessaan alttiina liekki- tai sytytyslähteille.When the organic / inorganic composite of the invention is burned or exposed to fire, the polymer forms a carbon layer and the inorganic particles radiate the absorbed heat. The inorganic particles also reinforce the mechanical properties of the structure by reaction between the inorganic and organic materials so that the formed carbon layer remains strong and its structural integrity is maintained without peeling or fracturing, which effectively prevents direct heat transfer to the coated article. The flame-retardant material is not only flame retardant, but also protects internal materials. As a result, the durability of fire resistance is significantly prolonged. According to the invention, the fire-resistant coating is capable of withstanding flame temperatures of 1000 to 1200 ° C for more than 3 minutes. Because the organic component and the inorganic particles are chemically bonded to each other (as compared to conventional physically mixed products), the fire-resistant composite of the invention does not melt, ignite, or produce flammable droplets when exposed to flame or ignition sources.

[0020] Keksinnön mukaisella palonkestoisella päällystysmateriaalilla on laaja käyttöalue. Se soveltuu esimerkiksi palonkestoiseksi materiaaliksi sisätilojen rakenteiden ja rakenneteräksen päällystämiseen. Sitä voidaan lisäksi käyttää päällystysmateriaalina kaapelivaipoille, johtovaipoille tai vaahtoaville materiaaleille. Palonkestoista päällystysmateriaalia voidaan myös käyttää pa-lonarkojen kohteiden pinnalla ajoneuvoissa, kuten lentokoneissa, laivoissa, autoissa ja junissa. Näin ollen alaan normaalisti perehtyneet voivat liittää mukaan erilaisia lisäaineita kulloisestakin sovellutuksesta riippuen. Esimerkiksi liekkiä hidastavaa ainetta, kuten melamiinifosfaatteja, punaista fosforia ja fos-foripohjaista liekkiä hidastavaa ainetta voi olla läsnä palonsuojauksen parantamiseksi. Silaania (kuten TEOS:a tai TEVS:a) tai siloksaania voi olla läsnä rakenteellisen yhtenäisyyden vahvistamiseksi ja kovettamisen helpottamiseksi. Lasihiekkaa ja lasikuitua voi olla läsnä lämmönkeston parantamiseksi ja rakenteellisen yhtenäisyyden vahvistamiseksi. Näiden lisäaineiden määrä on tyypillisesti välillä 0,1 - 20 paino-osaa laskettuna 100 paino-osaa kohti orgaanis/epä-orgaanista komposiittia.The fire resistant coating material according to the invention has a wide range of applications. For example, it is suitable as a fire-resistant material for coating interior structures and structural steel. In addition, it can be used as a coating material for cable sheaths, conductive sheaths or foaming materials. Fire-resistant coating material can also be used on surfaces of flammable objects in vehicles such as airplanes, ships, cars and trains. Thus, various additives may be incorporated by those of ordinary skill in the art depending upon the particular application. For example, a flame retardant such as melamine phosphates, red phosphorus, and a phosphorus based flame retardant may be present to improve fire protection. A silane (such as TEOS or TEVS) or siloxane may be present to enhance structural integrity and facilitate curing. Glass sand and fiberglass may be present to improve heat resistance and strengthen structural integrity. The amount of these additives is typically in the range of 0.1 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the organic / inorganic composite.

Esimerkki 1 [0021] 10 g poly(etyleeni-koakryylihappoa) panostettiin reaktoriin, esikuumennettiin 80 - 120 °C:seen ja sekoitettiin sitten nopeudella 300 rpm. 10,8 g ionivaihdettua vettä ja 10,8 g ammoniakin vesiliuosta lisättiin reaktoriin, jolloin 10 minuutin sekoituksen jälkeen saatiin valkoinen emulsio. Tämän jälkeen reaktoriin lisättiin 10 g alumiinihydroksidijauhetta, jolloin 10 minuutin sekoituksen jälkeen saatiin valkoinen liete. Kuten kuviossa 1 esitetään 2 mm:n paksuudelta lietettä levitettiin A4-kokoisen paperiarkin 10 pinnalle ja asetettiin sitten uuniin, kuivattiin 60 °C:ssa 60 minuuttia, 80 °C:ssa 60 minuuttia, 100°C:ssa 60 minuuttia, 120 °C:ssa 30 minuuttia, 140 °C:ssa 30 minuuttia, 160 °C:ssa 30 minuuttia, 180 °C:ssa 30 minuuttia ja lopuksi valettiin 200 °C:ssa 240 minuutin ajan.Example 1 10 g of poly (ethylene-coacrylic acid) was charged to the reactor, preheated to 80-120 ° C and then stirred at 300 rpm. 10.8 g deionized water and 10.8 g aqueous ammonia were added to the reactor to give a white emulsion after stirring for 10 minutes. Thereafter, 10 g of aluminum hydroxide powder was added to the reactor to give a white slurry after stirring for 10 minutes. As shown in Figure 1, a slurry of 2 mm thickness was applied to the surface of A4 sheet of paper 10 and then placed in an oven, dried at 60 ° C for 60 minutes, 80 ° C for 60 minutes, 100 ° C for 60 minutes, 120 ° C. at 30 ° C, 30 minutes at 140 ° C, 30 minutes at 160 ° C, 30 minutes at 180 ° C, and finally cast at 200 ° C for 240 minutes.

[0022] Suoritettiin liekkikoe näytekerroksen 20 pinnalla butaanikaa-supolttimella 30 käyttäen 1 000 - 1 200 °C:n liekin lämpötilaa (liekki 40) 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin palamistulokset on koottu taulukkoon 1. Mitään hiiltymistä ei havaittu A4-kokoisessa paperiarkissa 30, 60 ja 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen, mutta lievää hiiltymistä havaittiin 180 sekunnin kuumennuksen jälkeen.A flame test was carried out on the surface of the sample layer 20 on a butane gas burner 30 using a flame temperature of 1000-1200 ° C (flame 40) for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of A4 paper sheet combustion are summarized in Table 1. No carbonization was observed on the A4 sheet after 30, 60 and 120 seconds of heating, but slight carbonation was observed after 180 seconds of heating.

[0023] Tämän esimerkin mukaisesti palonkestokyvyn kestoaika oli yli 3 minuuttia, johtuen vahvistetusta näytekerroksesta, ts. poly(etyleeni-koakryylihapon) -COOH -ryhmät reagoivat AI(OH)3:n -OH -ryhmien kanssa muodostaen kemiallisia sidoksia fysikaalisen sekoittumisen sijasta.According to this example, the fire resistance time was more than 3 minutes due to the reinforced sample layer, i.e., the poly (ethylene-coacrylic acid) -COOH groups react with Al (OH) 3 -OH groups to form chemical bonds instead of physical mixing.

Esimerkki 2 [0024] 10 g poly(etyleeni-koakryylihappoa) panostettiin reaktoriin, esikuumennettiin 80 - 120 °C:seen ja sekoitettiin sitten nopeudella 300 rpm. Tämän jälkeen reaktoriin lisättiin 10 g alumiinihydroksidijauhetta, jolloin 10 minuutin sekoituksen jälkeen saatiin valkoinen liete. Liete jähmettyi valkoisiksi kokkareiksi jäähdyttyään huoneenlämpötilaan. Valkoiset kokkareet asetettiin säiliöön ja kuumennettiin uudelleen valkoiseksi lietteeksi 100 - 120 °C:ssa. Kuumennettua lietettä levitettiin A4-kokoisen paperiarkin pinnalle ja asetettiin sitten uuniin, kuivattiin 60 °C:ssa 60 minuuttia, 80 °C:ssa 60 minuuttia, 100°C:ssa 60 minuuttia, 120 °C:ssa 30 minuuttia, 140 °C:ssa 30 minuuttia, 160 °C:ssa 30 minuuttia, 180 °C:ssa 30 minuuttia ja lopuksi valettiin 200 °C:ssa 240 minuutin ajan.Example 2 10 g of poly (ethylene-coacrylic acid) was charged to the reactor, preheated to 80-120 ° C and then stirred at 300 rpm. Thereafter, 10 g of aluminum hydroxide powder was added to the reactor to give a white slurry after stirring for 10 minutes. The slurry solidified to white lumps after cooling to room temperature. The white lumps were placed in a container and reheated to a white slurry at 100-120 ° C. The heated slurry was applied to an A4 sheet of paper and then placed in an oven, dried at 60 ° C for 60 minutes, 80 ° C for 60 minutes, 100 ° C for 60 minutes, 120 ° C for 30 minutes, 140 ° C: at 30 ° C, 30 minutes at 160 ° C, 30 minutes at 180 ° C and finally cast at 200 ° C for 240 minutes.

[0025] Suoritettiin liekkikoe näytekerroksen pinnalla butaanikaasu-polttimella käyttäen 1 000 - 1 200 °C:n liekin lämpötilaa 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin palamistulokset on koottu taulukkoon 1. Mitään hiiltymistä ei havaittu A4-kokoisessa paperiarkissa 30, 60 ja 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen, mutta lievää hiiltymistä havaittiin 180 sekunnin kuumennuksen jälkeen.A flame test was carried out on the surface of the sample layer on a butane gas burner using a flame temperature of 1000-1200 ° C for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of A4 paper sheet combustion are summarized in Table 1. No carbonization was observed on the A4 sheet after 30, 60 and 120 seconds of heating, but slight carbonation was observed after 180 seconds of heating.

[0026] Tämän esimerkin mukaisesti palonkestokyvyn kestoaika oli yli 3 minuuttia, johtuen vahvistetusta näytekerroksesta, ts. poly(etyleeni-koakryylihapon) -COOH -ryhmät reagoivat AI(OH)3:n -OH -ryhmien kanssa muodostaen kemiallisia sidoksia fysikaalisen sekoittumisen sijasta.According to this example, the fire resistance time was more than 3 minutes due to the reinforced sample layer, i.e., the poly (ethylene-coacrylic acid) -COOH groups react with the Al (OH) 3 -OH groups to form chemical bonds instead of physical mixing.

Esimerkki 3 [0027] 20 g poly(akryylihappo-komaleiinihappoa) (kiintoainepitoi-suus 50 paino-%) panostettiin reaktoriin, esikuumennettiin 80 - 90 °C:seen ja sekoitettiin sitten nopeudella 300 rpm. Reaktoriin lisättiin 10 g ammoniakin vesiliuosta ja sitä sekoitettiin 10 minuuttia. Tämän jälkeen reaktoriin lisättiin 10 g alumiinihydroksidijauhetta, jolloin 10 minuutin sekoituksen jälkeen saatiin keltainen liete. Lietettä levitettiin 2 mm:n paksuudelta A4-kokoisen paperiarkin pinnalle ja asetettiin sitten uuniin, kuivattiin 60 °C:ssa 60 minuuttia, 80 °C:ssa 60 minuuttia, 100 °C:ssa 60 minuuttia, 120 °C:ssa 30 minuuttia, 140 °C:ssa 30 minuuttia, 160 °C:ssa 30 minuuttia, 180 °C:ssa 30 minuuttia ja lopuksi valettiin 200 °C:ssa 240 minuutin ajan.Example 3 20 g of poly (acrylic acid-comalic acid) (50% solids content) was charged to the reactor, preheated to 80-90 ° C and then stirred at 300 rpm. 10 g of aqueous ammonia were added to the reactor and stirred for 10 minutes. Thereafter, 10 g of aluminum hydroxide powder was added to the reactor to give a yellow slurry after stirring for 10 minutes. The slurry was applied at a thickness of 2 mm onto a sheet of A4 paper and then placed in an oven, dried at 60 ° C for 60 minutes, 80 ° C for 60 minutes, 100 ° C for 60 minutes, 120 ° C for 30 minutes, At 140 ° C for 30 minutes, 160 ° C for 30 minutes, 180 ° C for 30 minutes and finally cast at 200 ° C for 240 minutes.

[0028] Suoritettiin liekkikoe näytekerroksen pinnalla butaanikaasu-polttimella käyttäen 1 000 - 1 200 °C:n liekin lämpötilaa 30 sekunnista 3 mi nuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin palamistulokset on koottu taulukkoon 1. Mitään hiiltymistä ei havaittu A4-kokoisessa paperiarkissa 30, 60 ja 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen, mutta lievää hiiltymistä havaittiin 180 sekunnin kuumennuksen jälkeen.A flame test was carried out on the surface of the sample layer on a butane gas burner using a flame temperature of 1000-1200 ° C for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of A4 paper sheet combustion are summarized in Table 1. No carbonization was observed on the A4 sheet after 30, 60 and 120 seconds of heating, but slight carbonation was observed after 180 seconds of heating.

[0029] Tämän esimerkin mukaisesti palonkestokyvyn kestoaika oli yli 3 minuuttia, johtuen vahvistetusta näytekerroksesta, ts. poly(akryylihappo-komaleiinihapon) -COOH -ryhmät reagoivat AI(OH)3:n -OH -ryhmien kanssa muodostaen kemiallisia sidoksia fysikaalisen sekoittumisen sijasta.According to this example, the fire resistance time was more than 3 minutes due to the reinforced sample layer, i.e., the poly (acrylic acid-maleic acid) -COOH groups react with the Al (OH) 3 -OH groups to form chemical bonds instead of physical mixing.

Esimerkki 4 [0030] 50 g reaktiivista polyuretaania, joka sisälsi 8 % reaktiivisia isosyanaattiryhmiä, panostettiin reaktoriin ja sekoitettiin nopeudella 300 rpm. Tämän jälkeen reaktoriin lisättiin 50 g alumiinihydroksidijauhetta, jolloin 5 minuutin sekoituksen jälkeen saatiin valkoinen liete. Lietettä levitettiin 2 mm:n paksuudelta A4-kokoisen paperiarkin pinnalle ja sitä kuivattiin sitten huoneenlämpötilassa 24 tuntia.Example 4 50 g of reactive polyurethane containing 8% of reactive isocyanate groups were charged into the reactor and stirred at 300 rpm. Thereafter, 50 g of aluminum hydroxide powder was added to the reactor to give a white slurry after 5 minutes of agitation. The slurry was applied at a thickness of 2 mm onto a sheet of A4 paper and then dried at room temperature for 24 hours.

[0031] Suoritettiin liekkikoe näytekerroksen pinnalla butaanikaasu-polttimella käyttäen 1 000 - 1 200 °C:n liekin lämpötilaa 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin palamistulokset on koottu taulukkoon 1. Mitään hiiltymistä ei havaittu A4-kokoisessa paperiarkissa 30, 60 ja 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen, mutta lievää hiiltymistä havaittiin 180 sekunnin kuumennuksen jälkeen.A flame test was carried out on the surface of the sample layer on a butane gas burner using a flame temperature of 1000-1200 ° C for a period of 30 seconds to 3 minutes. The results of A4 paper sheet combustion are summarized in Table 1. No carbonization was observed on the A4 sheet after 30, 60 and 120 seconds of heating, but slight carbonation was observed after 180 seconds of heating.

[0032] Tämän esimerkin mukaisesti palonkestokyvyn kestoaika oli yli 3 minuuttia, johtuen vahvistetusta näytekerroksesta, ts. reaktiivisen polyuretaanin -NCO -ryhmät reagoivat AI(OH)3:n -OH -ryhmien kanssa muodostaen kemiallisia sidoksia fysikaalisen sekoittumisen sijasta.According to this example, the fire resistance time was more than 3 minutes due to the reinforced sample layer, i.e., the -NCO groups of the reactive polyurethane react with the -OH groups of Al (OH) 3 to form chemical bonds instead of physical mixing.

Esimerkki 5 [0033] 50 g reaktiivista polyuretaania, joka sisälsi 8 % reaktiivisia isosyanaattiryhmiä, panostettiin reaktoriin ja sekoitettiin nopeudella 300 rpm. Tämän jälkeen reaktoriin lisättiin 45 g magnesiumhydroksidijauhetta ja 5 g modifioitua nanosavea, joka sisälsi -OH -ryhmiä (Closite 30B, ex. Southern Clay Prodct Corp.), jolloin 5 minuutin sekoituksen jälkeen saatiin valkoinen liete. Lietettä levitettiin 2 mm:n paksuudelta A4-kokoisen paperiarkin pinnalle ja sitä kuivattiin sitten huoneenlämpötilassa 24 tuntia.Example 5 50 g of reactive polyurethane containing 8% of reactive isocyanate groups were charged into the reactor and stirred at 300 rpm. Thereafter, 45 g of magnesium hydroxide powder and 5 g of modified nano-clay containing -OH groups (Closite 30B, ex. Southern Clay Prodct Corp.) were added to the reactor to give a white slurry after 5 minutes. The slurry was applied at a thickness of 2 mm onto a sheet of A4 paper and then dried at room temperature for 24 hours.

[0034] Suoritettiin liekkikoe näytekerroksen pinnalla butaanikaasu-polttimella käyttäen 1 000 - 1 200 °C:n liekin lämpötilaa 30 sekunnista 3 mi nuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin palamistulokset on koottu taulukkoon 1. Mitään hiiltymistä ei havaittu A4-kokoisessa paperiarkissa 30, 60 ja 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen, mutta lievää hiiltymistä havaittiin 180 sekunnin kuumennuksen jälkeen.A flame test was carried out on the surface of the sample layer on a butane gas burner using a flame temperature of 1000-1200 ° C for 30 seconds to 3 minutes. The results of A4 paper sheet combustion are summarized in Table 1. No carbonization was observed on the A4 sheet after 30, 60 and 120 seconds of heating, but slight carbonation was observed after 180 seconds of heating.

[0035] Tämän esimerkin mukaisesti palonkestokyvyn kestoaika oli yli 3 minuuttia, johtuen vahvistetusta näytekerroksesta, ts. reaktiivisen polyuretaanin -NCO -ryhmät reagoivat Mg(OH)3:n ja nanosaven -OH -ryhmien kanssa muodostaen kemiallisia sidoksia fysikaalisen sekoittumisen sijasta.According to this example, the fire resistance time was more than 3 minutes due to the reinforced sample layer, i.e. the reactive polyurethane -NCO groups react with Mg (OH) 3 and nanosaven-OH groups to form chemical bonds instead of physical mixing.

Esimerkki 6 [0036] 20 g 3,4-epoksisykloheksyylimetyyli-3,4-epoksisykloheksaa-nikarboksylaattia (E4221, epoksihartsi, ex. Union Carbide) panostettiin reaktoriin ja sekoitettiin nopeudella 300 rpm, minkä jälkeen lisättiin ylimäärin (8 g, ekvivalenssisuhde E4221/MeHHPA = 1/1,14) MeHHPA:a (heksahydro-4-metyyliftaalihappoanhydridi) kovetusaineeksi ja 0,1 g BDMA:a (N,N-dimetyyli-bentsyyliamiini) katalyytiksi. Viiden minuutin sekoituksen jälkeen reaktoriin lisättiin 48,1 g alumiinihydroksidijauhetta, jolloin 10 minuutin sekoituksen jälkeen saatiin valkoinen liete. Lietettä levitettiin 2 mm:n paksuudelta A4-kokoisen paperiarkin pinnalle ja sitä kuivattiin sitten huoneenlämpötilassa 24 tuntia.Example 6 20 g of 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate (E4221, epoxy resin, ex. Union Carbide) was charged to the reactor and stirred at 300 rpm, followed by the addition of (8 g, equivalence ratio E4221 / MeHHPA). = 1 / 1.14) MeHHPA (hexahydro-4-methylphthalic anhydride) as curing agent and 0.1 g BDMA (N, N-dimethylbenzylamine) as catalyst. After stirring for 5 minutes, 48.1 g of aluminum hydroxide powder was added to the reactor to give a white slurry after 10 minutes of stirring. The slurry was applied at a thickness of 2 mm onto a sheet of A4 paper and then dried at room temperature for 24 hours.

[0037] Suoritettiin liekkikoe näytekerroksen pinnalla butaanikaasu-polttimella käyttäen 1 000 - 1 200 °C:n liekin lämpötilaa 30 sekunnista 3 minuuttiin kestävä aika. A4-kokoisen paperiarkin palamistulokset on koottu taulukkoon 1. Mitään hiiltymistä ei havaittu A4-kokoisessa paperiarkissa 30 ja 60 sekunnin kuumennuksen jälkeen, kun taas se muuttui lievästi hiiltyneeksi 120 sekunnin kuumennuksen jälkeen ja hiiltyi 180 sekunnin kuumennuksen jälkeen.A flame test was performed on the surface of the sample layer on a butane gas burner using a flame temperature of 1000-1200 ° C for a period of 30 seconds to 3 minutes. The A4 paper sheet burn results are summarized in Table 1. No carbonization was observed on the A4 sheet after 30 and 60 seconds of heating, while it became slightly charred after 120 seconds of heating and charred after 180 seconds of heating.

[0038] Tämän esimerkin mukaisesti palonkestokyvyn kestoaika oli yli 3 minuuttia, johtuen vahvistetusta näytekerroksesta, ts. epoksihartsin an-hydridiryhmät (peräisin ylimäärin olevasta MeHHPA:sta) reagoivat AI(OH)3:n -OH -ryhmien kanssa muodostaen kemiallisia sidoksia fysikaalisen sekoittumisen sijasta.According to this example, the fire resistance time was more than 3 minutes due to the reinforced sample layer, i.e., the anhydride groups of the epoxy resin (derived from excess MeHHPA) reacted with Al (OH) 3 -OH groups to form chemical bonds instead of physical mixing. .

Esimerkki 7 [0039] Viitaten kuvioon 2, 2 mm:n paksuudelta esimerkin 5 mukaista lietettä levitettiin A4-kokoisen paperiarkin 10 pinnalle ja sitä kuivattiin huoneenlämpötilassa 24 tuntia. Liekkikoe suoritettiin näytekerroksen 20 pinnalla butaanikaasupolttimella käyttäen 1 000 - 1 200 °C:n liekin lämpötilaa 180 se kunnin ajan, jossa kokeessa A4-kokoisen paperiarkin 10 pohjapinta yhdistettiin lämpötiladetektorin 50 termopariin 60 lämpötilan nousun seuraamiseksi. Kaupalliselle paisuvalle, palonkestoiselle maalille (FM900, ex. YUNG CHI PAINT & VARNISH MFG. CO., LTD), jonka paksuus oli 2 mm, suoritettiin sama liekki-koe. Kuten kuviossa 3 esitetään, lämpötila kaupallisen paisuvan, palonkestoi-sen maalin alla kohosi nopeasti 200 °C:seen 60 sekunnin kuumennuksen jälkeen. Vertailuna lämpötila esimerkin 5 mukaisen näytekerroksen alla kohosi 200 °C:seen, kun sitä oli kuumennettu 180 sekuntia.Example 7 Referring to Figure 2, a slurry of 2 mm thickness was applied to the surface of A4 sheet of paper 10 and dried at room temperature for 24 hours. The flame test was carried out on the surface of the sample layer 20 on a butane gas burner using a flame temperature of 1000-1200 ° C for 180 hours in which the bottom surface of A4 sheet of paper 10 was combined with a temperature detector 50 thermocouple 60 to monitor temperature rise. Commercial expandable, fire-resistant paint (FM900, ex. YUNG CHI PAINT & VARNISH MFG. CO., LTD) with a thickness of 2 mm was subjected to the same flame test. As shown in Figure 3, the temperature under the commercially expandable flame-retardant paint rose rapidly to 200 ° C after 60 seconds of heating. For comparison, the temperature under the sample layer of Example 5 rose to 200 ° C after heating for 180 seconds.

[0040] Tämän esimerkin mukaisesti palonkestokyvyn kestoaika pi-teni merkittävästi johtuen vahvistetusta näytekerroksesta, ts. reaktiivisen polyuretaanin -NCO -ryhmät reagoivat Mg(OH)3:n ja nanosaven -OH -ryhmien kanssa muodostaen kemiallisia sidoksia fysikaalisen sekoittumisen sijasta.According to this example, the fire resistance time was significantly increased due to the reinforced sample layer, i.e., the -NCO groups of the reactive polyurethane react with Mg (OH) 3 and nanosaven-OH groups to form chemical bonds instead of physical mixing.

Taulukko 1table 1

[0041] Vaikka keksintöä on kuvattu esimerkkien avulla ja edullisen suoritusmuodon suhteen, on ymmärrettävä, ettei keksintö rajoitu niihin. Päinvastoin sen on tarkoitettu kattavan erilaiset muunnokset ja vastaavat järjestelyt (jotka olisivat alaan perehtyneille ilmeisiä). Näin ollen oheisten patenttivaatimusten suojapiirille tulisi antaa laajin tulkinta niin, että se sulkee sisäänsä kaikki tällaiset muunnokset ja vastaavat järjestelyt.Although the invention has been described by way of example and with respect to a preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited thereto. On the contrary, it is intended to cover various modifications and similar arrangements (which would be apparent to those skilled in the art). Accordingly, the broad scope of the appended claims should be construed to include all such modifications and corresponding arrangements.

Claims (10)

1. Palonkestoinen päällystysmateriaali, joka käsittää: orgaanis/epäorgaanista komposiittia, joka käsittää: 30 - 70 paino-% orgaanista komponenttia, joka käsittää polyuretaania, tai polyolefiinikopolymeeria, jolla on ensimmäisenä, funktionaalisena ryhmänä isosyanaattiryhmiä, 70 - 30 paino-% epäorgaanisia hiukkasia, joilla on toinen reaktiivinen, funktionaalinen hydroksyyliryhmä, joka käsittää metallihydroksidia AI(OH)3 tai Mg(OH)2; jossa epäorgaaniset hiukkaset on kemiallisesti sidottu orgaaniseen komponenttiin ensimmäisen ja toisen reaktiivisen, funktionaalisen ryhmän välisen reaktion avulla; jolloin epäorgaaniset ja orgaaniset komponentit ovat riittävästi sitoutuneet siinä määrin, että saadaan aikaan palonkestoinen päällystysmateriaali, joka kykenee kestämään 1 000 - 1 200 °C:n liekin lämpötiloja yli 3 minuutin ajan.A fire-resistant coating material comprising: an organic / inorganic composite comprising: 30 to 70% by weight of an organic component comprising polyurethane or a polyolefin copolymer having a first functional group of isocyanate groups, 70 to 30% by weight of inorganic particles having is another reactive, hydroxyl functional group comprising a metal hydroxide Al (OH) 3 or Mg (OH) 2; wherein the inorganic particles are chemically bonded to the organic component by reaction between the first and second reactive functional groups; wherein the inorganic and organic components are sufficiently bonded to provide a flame-retardant coating material capable of withstanding flame temperatures from 1000 to 1200 ° C for more than 3 minutes. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen palonkestoinen päällystysmateriaali, joka käsittää lisäksi vettä tai orgaanista liuotinta.The fire-resistant coating material of claim 1, further comprising water or an organic solvent. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen palonkestoinen päällystysmateriaali, joka käsittää lisäksi vettä, pigmenttiä, sakeutusainetta, vaahtoamisenes-toainetta, surfaktanttia tai niiden yhdistelmiä.The fire-resistant coating material of claim 1, further comprising water, pigment, thickener, antifoam, surfactant or combinations thereof. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen palonkestoinen päällystysmateriaali, joka käsittää lisäksi orgaanista liuotinta, pigmenttiä, hartsia, tasoi-tusainetta, kovetusainetta tai niiden yhdistelmiä.The fire resistant coating material of claim 1, further comprising an organic solvent, a pigment, a resin, a leveling agent, a curing agent, or combinations thereof. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen palonkestoinen päällystysmateriaali, joka käsittää lisäksi liekkiä hidastavaa ainetta, silaania, siloksaania, lasi-hiekkaa tai lasikuitua.The fire-resistant coating material of claim 1, further comprising a flame retardant, silane, siloxane, glass sand or fiberglass. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen palonkestoinen päällystysmateriaali, jota käytetään sisätilojen rakenteiden palonkestoiseen päällystykseen.The fire-resistant coating material of claim 1, which is used for fire-resistant coating of interior structures. 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen palonkestoinen päällystysmateriaali, jota käytetään rakenneterästen palonkestoiseen päällystykseen.The fire resistant coating material according to claim 1, which is used for the fire resistant coating of structural steels. 8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen palonkestoinen päällystysmateriaali, jota käytetään johtovaippojen tai kaapelivaippojen palonkestoiseen päällystykseen.The fire-resistant coating material of claim 1, which is used for fire-resistant coating of conductive or cable sheaths. 9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen palonkestoinen päällystysmateriaali, jota käytetään vaahtoavien materiaalien palonkestoiseen päällystykseen.The flame retardant coating material of claim 1, which is used for the flame retardant coating of foamable materials. 10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen palonkestoinen päällystysmateriaali, jota käytetään palonarkojen kohteiden palonkestoiseen päällystykseen ajoneuvoissa. PatentkravThe fire-resistant coating material of claim 1, which is used for fire-resistant coating of fire-sensitive objects in vehicles. claim
FI20070483A 2006-12-21 2007-06-18 Fire-resistant coating material FI126518B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW95148148A TWI338024B (en) 2005-12-26 2006-12-21 Fire-resistant coating materials

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20070483A0 FI20070483A0 (en) 2007-06-18
FI20070483A FI20070483A (en) 2008-06-22
FI126518B true FI126518B (en) 2017-01-13

Family

ID=38212340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20070483A FI126518B (en) 2006-12-21 2007-06-18 Fire-resistant coating material

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI126518B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI20070483A (en) 2008-06-22
FI20070483A0 (en) 2007-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8329820B2 (en) Fire-resistant coating material
Wypych Handbook of polymers
US7875564B2 (en) Multilayer fire-resistant material
US8330045B2 (en) Fire-resistant wire/cable
CN101210123B (en) Fire-proof paint
TW201111421A (en) Matte finish polyimide films and methods relating thereto
EP0851900A2 (en) Thermally-protective intumescent coating
Chang et al. Fabrication and characterization of waterborne polyurethane (WPU) with aluminum trihydroxide (ATH) and mica as flame retardants
CN105566968B (en) A kind of aqueous fire-proof coating and preparation method thereof
CN101210111B (en) Organic/inorganic composite material and fire-proof plate containing the same
CN104745070A (en) Polyurethane exterior-wall anti-corrosive flame-retarded coating and preparation method thereof
CN101397500B (en) Multi-layer structure fireproof material
FI126518B (en) Fire-resistant coating material
FI126517B (en) Organic / inorganic composite and refractory board containing it
JP2012224703A (en) Polyamide-imide resin, production method therefor, thermosetting resin composition, insulation coating material and electric insulated wire
TWI432321B (en) Matte finish polyimide films and methods relating thereto
FI124009B (en) Fire resistant cable / cable
FR2911148A1 (en) Fire resistant coating material, useful in e.g. interior structure, steel profile and wound connection, comprises organic/inorganic compound comprising organic compound e.g. polymer, and inorganic particle
CN109401471A (en) Steel construction fire-proof corrosive-resistant paint
JP7439010B2 (en) Coating material and film forming method
Murtazaev et al. RESEARCH OF NEW FIREPROOF SUPPLIED POLYMER COMPOSITES BASED ON EPOXY RESIN FOR METAL STRUCTURES
JP2004168926A (en) Flame retardant coating composition and flame retardant substrate having coating of the composition
FR2911217A1 (en) Fireproof wire or cable, useful for coating organic/inorganic composite on conducting cable by immersing or by extrusion, comprises conductor cable and organic/inorganic composite comprising organic component and inorganic particles
FR2911146A1 (en) Organic/mineral matrix composite, useful in the fire-resistant plate, comprises polymer, copolymer or oligomer having first reactive functional group, and mineral particles having second reactive functional group

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 126518

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B