JP2019507210A - 可撓性耐水泡沸性コーティングを有するポリマー発泡体ボード - Google Patents

可撓性耐水泡沸性コーティングを有するポリマー発泡体ボード Download PDF

Info

Publication number
JP2019507210A
JP2019507210A JP2018535287A JP2018535287A JP2019507210A JP 2019507210 A JP2019507210 A JP 2019507210A JP 2018535287 A JP2018535287 A JP 2018535287A JP 2018535287 A JP2018535287 A JP 2018535287A JP 2019507210 A JP2019507210 A JP 2019507210A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coating
foam board
polymer
polymer foam
foamable
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP2018535287A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6659851B2 (ja
Inventor
シャオメイ・ソン
ダカイ・レン
ホンギュ・チェン
ジェフリー・エム・アルコット
マーク・エイ・バーガー
イー・チャン
アーネスト・ジェイ・ハースト
Original Assignee
ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
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
Application filed by ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー, ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー filed Critical ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
Publication of JP2019507210A publication Critical patent/JP2019507210A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6659851B2 publication Critical patent/JP6659851B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/04—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B9/046—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of foam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/36—After-treatment
    • C08J9/365—Coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/20—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/18—Fireproof paints including high temperature resistant paints
    • C09D5/185—Intumescent paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2300/00—Characterised by the use of unspecified polymers
    • C08J2300/22—Thermoplastic resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2300/00—Characterised by the use of unspecified polymers
    • C08J2300/24—Thermosetting resins
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

物品は、ポリマー発泡体ボードを含み、ポリマー発泡体ボードは、主表面と、ポリマー発泡体ボードの主表面上に泡沸性コーティングと、を有し、泡沸性コーティングは、ポリマー結合剤、膨張性黒鉛粒子、亜リン酸材料、及びホウ素含有化合物を含有し、本物品は、泡沸性コーティングと接触する物体であって、それとポリマー発泡体ボードとの間に泡沸性コーティングを挟む物体を含まず、泡沸性コーティングは、ＩＳＯ３７に従い測定されるとき、摂氏２３度で少なくとも５０パーセントかつ１００パーセント未満の引張伸びを有し、摂氏２５０度で１×１０６パスカル未満の貯蔵弾性率を有し、ハロゲン不含であり、ケイ酸ナトリウムを含まず、ポリ尿素エラストマーを含まず、かつペンタエリスリトール及びジペンタエリスリトールのホルマールを含まない。【選択図】図１

Description

本発明は、耐水コーティングとして適格な泡沸性（ｉｎｔｕｍｅｓｃｅｎｔ）コーティングを有するポリマー発泡体ボードに関する。
泡沸性コーティングは、コーティングが適用される基材の耐火性を増大させるのに役立つ。泡沸性コーティングは、熱に曝露されたとき、膨張して基材上に炭の断熱層を生成することによって火災保護を提供する。泡沸性コーティングが有効であるためには、炭の断熱層が、所定の位置に留まるのに十分な強度（完全性）、及びそれがコーティングしている基材を、高温への曝露から生じる損傷を受けることから保護するための断熱作用を有することが必要である。
歴史的には、泡沸性コーティングは、（ａ）一般的にポリリン酸アンモニウム（ＡＰＰ）である酸源、（ｂ）（ジ）ペンタエリスリトールなどの炭素源、及び（ｃ）ガス源（発泡剤）の３つの成分を含む。泡沸性コーティングは、それらがコーティングの下の基材を保護するために、膨張及び炭形成を開始する泡沸活性化温度を有する。典型的には、泡沸活性化温度は、摂氏２５０度（℃）を上回る。かかる泡沸活性化温度は、ポリマー発泡体ボード、特に熱可塑性ポリマー発泡体ボードを保護するには高すぎる。ポリマー発泡体ボード、特に熱可塑性ポリマー発泡体ボードでの使用に好適な泡沸性コーティング組成物を特定することが望ましい。さらに、ハロゲンによる環境懸念を回避するために、ハロゲン不含のかかる配合物を特定することが望ましい。
泡沸性コーティングは、剛性コーティングであることが多い。剛性コーティングは、ＩＳＯ ３７に従い、室温（２３℃）で７５パーセント（％）未満、一般的に５０％以下の伸びを有する。剛性泡沸性コーティングは、建物の構造の外部断熱用途におけるポリマー発泡体ボードでの使用に望ましくない。建物の構造は、強風における歪んだ動きなど、経時的に動く傾向がある。結果として、建物の外部に適用されるポリマー発泡体ボード上の剛性コーティングは、建物の構造が歪むか、または逆の方向に動くと、亀裂が入る傾向がある。コーティングにおける亀裂は、それらが泡沸性コーティングを通って空気及び水分の漏出を引き起こすため望ましくなく、ポリマー発泡体ボードから泡沸性コーティングが砕ける結果となる可能性がある。したがって、泡沸性コーティングでコーティングされたポリマー発泡体ボードが上に存在する建物が動いている間のコーティングの亀裂形成を回避するために、ポリマー発泡体ボード用の可撓性泡沸性コーティングを特定することが望ましい。
泡沸性コーティングは、典型的には、水分に曝露されたときに劣化する。水分によってコーティング中の親水性成分が機械的特性及び火災保護性能を失う。結果として、泡沸性コーティングは一般的に、それらの耐水性の欠如により外部曝露に適していない。それでも、ポリマー発泡体ボードが建物の外部に適用される用途が存在する。加えて、ポリマー発泡体ボード上の難燃剤として、及びポリマー発泡体ボード上の耐水バリアとしての両方で泡沸性コーティングを使用することができれば、建物の建設プロセスが単純化されるだろう。しかしながら、「耐水バリア」として適格であるためには、コーティングは、ＡＳＴＭ Ｄ８７０試験下で耐水性を示す必要がある。泡沸性コーティングは耐水性であることは知られていないため、困難な障害である。
さらに、泡沸性コーティングは、膨張性黒鉛以外に、開始温度でガスであるか、またはガスを形成して、開始温度でコーティングを膨張させ、発泡させる発泡剤または膨張剤を必要とすることが多い。膨張性黒鉛以外の発泡剤の必要性を排除することにより、泡沸性コーティング技術が単純化されるだろう。
ポリマー発泡体ボード、特に熱可塑性発泡体ボード上での使用に好適であり、かつハロゲン不含であり、２３℃で少なくとも５０％の引張伸びを有し、ＡＳＴＭ Ｄ８７０試験下で耐水性を示す泡沸性コーティングを特定することにより、建物の建設分野は進歩するだろう。かかる泡沸性コーティングは、さらなるコーティングを有して、それとポリマー発泡体ボードとの間に泡沸性コーティングを挟む必要なく、建物の構造の外部のポリマー発泡体ボード上での使用に好適であろう。
本発明は、ポリマー発泡体ボード、特に熱可塑性発泡体ボード上での使用に好適であり、かつハロゲン不含であり、２３℃で少なくとも５０％、好ましくは７０％以上、より好ましくは少なくとも１００％の引張伸びを有し、ＡＳＴＭ Ｄ８７０試験下で耐水性を示す泡沸性コーティングを提供する。泡沸性コーティングの引張伸び特徴は、建物の構造が経時的にわずかに動いて変化しても、コーティングが建物の構造上の基材に固定されたままであることを可能にする。さらに、本発明は、泡沸性コーティングにおいて、膨張性黒鉛以外のいずれの発泡剤または膨張剤も必要としない（またそれを含まなくてもよい）。
ポリマー発泡体ボード、特に熱可塑性発泡体ボード上での使用に好適であるために、泡沸性コーティングは、それが上に存在する発泡体ボードの表面を、本明細書に記載される改良された円錐熱量測定試験において３０分間摂氏４００度（℃）以下の温度に保持する必要がある。かかる試験は、ＮＦＰＡ２８５の複合体完全壁アセンブリ試験と同様の表面温度プロファイルを創出するが、ＮＦＰＡ２８５試験に関連する複雑性及び費用を必要としない。泡沸性コーティングが改良された円錐測定試験において炭より下の発泡体面温度となる場合、発泡体は、ＮＦＰＡ２８５完全壁試験中に発火するか、または過度に炭化するだろうと予想される。
本発明は、必要とされる開始温度、可撓性であるのに必要な引張伸び、なおかつ耐水である泡沸性コーティングとして機能する成分の組み合わせの意外な発見の結果である。泡沸性コーティング組成物は、ポリマー発泡体ボードとの使用に好適な開始温度を有する膨張性黒鉛、可撓性のために特定の引張伸びを有するが、膨張性黒鉛が膨張するときにその結合を維持する開始温度で始まる特定の貯蔵弾性率を有し、かつ耐水を達成するように十分に疎水性であるポリマー結合剤の使用を必要とする。
第１の態様では、本発明は、ポリマー発泡体ボードを備える物品であって、ポリマー発泡体ボードが、主表面と、ポリマー発泡体ボードの主表面上に泡沸性コーティングとを有し、泡沸性コーティングが、（ａ）ポリマー結合剤と、（ｂ）ポリマー結合剤内に分散された膨張性黒鉛粒子であって、膨張性黒鉛が、熱機械分析によって決定されるとき、摂氏１５０〜２００度の範囲の開始温度、ＡＳＴＭ Ｄ１９２１−０６に従い決定されるとき、０．０７〜０．６０ミリメートルの範囲の平均粒径、及び泡沸性コーティングの総重量に基づいて１５〜８０重量パーセントの濃度を有する膨張性黒鉛粒子と、（ｃ）泡沸性コーティングの総重量に基づいて２〜１５重量パーセントの濃度の亜リン酸を提供する亜リン酸材料と、（ｄ）総泡沸性コーティング重量に基づいて０超〜２重量パーセントの範囲のホウ素濃度を提供するホウ素含有化合物とを含み、この物品が、泡沸性コーティングと接触する物体であって、それとポリマー発泡体ボードとの間に泡沸性コーティングを挟む物体を含まず、泡沸性コーティングが、ＩＳＯ３７に従い測定されるとき、摂氏２３度で少なくとも５０パーセントかつ１００パーセント未満の引張伸びを有し、摂氏２５０度で１×１０６パスカル未満の貯蔵弾性率を有し、ハロゲン不含であり、ケイ酸ナトリウムを含まず、ポリ尿素エラストマーを含まず、かつペンタエリスリトール及びジペンタエリスリトールのホルマールを含まない、物品である。
かかる泡沸性コーティングは、さらなるコーティングを有して、それとポリマー発泡体ボードとの間に泡沸性コーティングを挟む必要なく、建物の構造の外部のポリマー発泡体ボード上での使用に好適である。
（ａ）標準的な円錐熱量測定、（ｂ）本明細書に記載される改良された円錐熱量測定、及び（ｃ）ＮＦＰＡ ２８５試験からのポリマー発泡体上の泡沸性コーティングの温度プロファイルを表すデータのプロットを図示する。
「及び／または（ａｎｄ／ｏｒ）」は、「及び、または代替的に」を意味する。別段述べられない限り、範囲は終点を含む。
試験方法は、試験方法番号にハイフン付きで書かれた２桁の数字として日付が示されていない限り、本文書の優先日時点での最新の試験方法を指す。試験方法への参照は、試験団体への参照及び試験方法番号の両方を含む。試験方法団体は、以下の略語のうちの１つで参照される：ＡＳＴＭは、ＡＳＴＭ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ（以前はＡｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓとして知られる）を指し、ＥＮは、Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｎｏｒｍを指し、ＤＩＮは、Ｄｅｕｔｓｃｈｅｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔ ｆｕｒ Ｎｏｒｍｕｎｇを指し、ＩＳＯは、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎを指す。ＮＦＰＡは、Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｆｉｒｅ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎを指す。
本発明の物品は、ポリマー発泡体ボードを含む。発泡体ボードは、厚さ、幅、及び長さの３つの直交寸法を有する。厚さは、３つの寸法の最小に等しい。長さは、３つの寸法の最大であり、一般的に厚さよりも大きい。発泡体ボードは、少なくとも１つの主表面を有し、一般的には、２つの対向する主表面を有する。主表面は、発泡体ボードの任意の表面の最大平面表面積に等しい平面表面積を有する発泡体ボードの表面である。平面表面積は、表面上の輪郭（例えば、ピークまたは谷）による作用を排除するように平面上に投影される表面の表面積である。発泡体ボードが２つの対向する主表面を有する場合、厚さ寸法は、対向する主表面間、及びそれらのうちの少なくとも１つに直交して拡張する。望ましくは、ポリマー発泡体ボードは、正方形または矩形などの直線である対向する主表面（つまり、直角を含む）を有する。
ポリマー発泡体ボードは、熱可塑性発泡体ボードまたは熱硬化性発泡体ボードであり得る。熱可塑性ポリマー発泡体ボードは、その中の複数のセルを画定し、溶解され得る熱可塑性ポリマーマトリックスを含む。熱可塑性ポリマー発泡体ボードの例としては、ポリスチレン発泡体ボード、ポリエチレン発泡体ボード、ポリプロピレン発泡体ボード、及びポリエステル発泡体ボードが挙げられる。熱硬化性ポリマー発泡体ボードは、その中の複数のセルを画定し、溶解することができない熱硬化性ポリマーマトリックスを含む。熱硬化性発泡体ボードは、典型的には、架橋されたポリマーマトリックスを含む。熱硬化性ポリマー発泡体ボードの例としては、ポリイソシアヌレート発泡体ボードが挙げられる。
ポリマー発泡体ボードは、押出発泡体ボード、発泡発泡体ボード、流延発泡体ボード、または任意の他の種類の発泡体ボードであってもよい。押出発泡体ボードは、発泡性ポリマー混合物を、ダイを通して連続的に押し出し、混合物をポリマー発泡体ボードに膨張させ冷却させることによって作製される。発泡ポリマー発泡体ボードは、膨張性ポリマー発泡体ビーズを金型内に入れることにより、それらを膨張させ、一緒に融合させて、金型形状の物品を形成することによって作製される。発泡ポリマー発泡体ボードは、発泡体ボード全体を通してスキン層で囲まれた複数のセル群を含むことを特徴とする。各セル群及びスキン層は、何の膨張性発泡体ビーズであったかによる。押出発泡体ボードは、スキン層で囲まれたかかるセル群を有さないことにより膨張性発泡体ボードとは異なる。スキン層は、平均セル壁密度より大きい密度を有する。流延発泡体ボードは、反応性発泡体混合物を金型に、または表面上に注入し、混合物を膨張させ、ポリマー発泡体ボードに硬化させることにより作製される。典型的には、流延発泡体ボードは、熱硬化性ポリマー発泡体ボードであり、混合物は膨張すると硬化する。
望ましくは、ポリマー発泡体ボードは、押出及び膨張性ポリスチレン系発泡体ボードから選択される。ポリスチレン系発泡体ボードは、スチレン系ホモポリマー、スチレン系コポリマー、またはそれらの組み合わせのポリマーマトリックスを含む。望ましいスチレン系コポリマーの例としては、スチレン−アクリロニトリルコポリマー、スチレン−無水マレイン酸コポリマー、及びスチレン−アクリル酸コポリマーが挙げられる。
望ましくは、ポリマー発泡体ボードは、ポリマー発泡体ボード中の総ポリマー重量に基づいて、５０重量％以上、好ましくは６０重量％以上を含み、７０重量％以上、８０重量％以上、９０重量％以上、及びさらには９５重量％以上、または１００重量％のスチレン系ポリマーを含み得る。
ポリマー発泡体ボードは、１立方メートル当たり６４キログラム（ｋｇ／ｍ３）以下、好ましくは４８ｋｇ／ｍ３以下の密度を有し、同時に、典型的には、５ｋｇ／ｍ３以上、１０ｋｇ／ｍ３以上、及びさらには２０ｋｇ／ｍ３以上の密度を有する。密度がより低い発泡体は、高い断熱特性を有する傾向があるため、望ましくは、密度は６４ｋｇ／ｍ３以下である。同時に、密度がより高い発泡体は、より高い強度及び耐久性を有する傾向があるため、５ｋｇ／ｍ３以上の密度を有することが望ましい。発泡体の密度は、本明細書に言及されるように、ＡＳＴＭ Ｄ１６２２に従い測定される。
ポリマー発泡体ボードは、望ましくは、断熱材として使用される。それに関して、ポリマー発泡体ボードは、メートル＊ケルビン当たり０．０５００ワット（Ｗ／ｍ＊Ｋ）以下、好ましくは０．０４６５Ｗ／ｍ＊Ｋ以下、より好ましくは０．０４００Ｗ／ｍ＊Ｋ以下、さらにより好ましくは０．０３００Ｗ／ｍ＊Ｋ以下の熱伝導率を有し、同時に、典型的には、０．０２００Ｗ／ｍ＊Ｋ以上の熱伝導率を有することが望ましい。熱伝導率は、本明細書で使用される場合、ＡＳＴＭ Ｃ５１８に従い決定される。
ポリマー発泡体ボードは、望ましくは、効率的な壁建設を阻害するほどかさ高ではないが、同時に、望ましくは、壁に断熱特性を寄与するのに十分に厚い。したがって、ポリマー発泡体ボードは、典型的には、厚さが１２ミリメートル（ｍｍ）以上、好ましくは２４ｍｍ以上、より好ましくは４８ｍｍ以上であり、９６ｍｍ以上、１２５ｍｍ以上であってもよいが、同時に、一般的に、厚さが５００ｍｍ以下、より典型的には厚さが１５０ｍｍ以下である。
ポリマー発泡体ボードは、発泡体ボード主表面上に泡沸性コーティングを有する。望ましくは、泡沸性コーティングは、発泡体ボードの主表面全体を被覆する。望ましくは、泡沸性コーティングは、それが被覆するポリマーボードの最大の耐水バリアを達成するために、泡沸性コーティングを通る穿孔を含まない。他の泡沸性コーティングとは異なり、本泡沸性コーティングの組成物は、意外にも、それが上にコーティングされるポリマー発泡体ボードへの耐水性ならびにポリマー発泡体ボードへの難燃特性の両方を付与することを可能にする。さらに、本泡沸性コーティングは、ハロゲン不含でありながら、これらの目的を達成することができる。
泡沸性コーティングは、（ａ）ポリマー結合剤と、（ｂ）膨張性黒鉛粒子と、（ｃ）亜リン酸材料と、（ｄ）ホウ素含有材料とを含む。泡沸性コーティングは、２３℃で少なくとも５０％、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上、さらに好ましくは８０％以上、及びさらにより好ましくは９０％以上である一方で、同時に、１００％以下の引張伸び、摂氏２５０度で１×１０６パスカル未満の貯蔵弾性率を達成し、ＡＳＴＭ Ｄ８７０下で耐水性を示す。この特性の組み合わせは、業界の他の泡沸性コーティングに対して泡沸性の特に有益な改善をもたらす。引張伸び特性により、泡沸性コーティングに亀裂が入ることなく、コーティングが発泡体ボードの主表面を被覆する泡沸性コーティングを有するポリマー発泡体ボードを備える建物の構造の動きと共に膨張及び収縮することが可能となる。しかしながら、過剰な伸びは、不完全な断熱炭をもたらす。貯蔵弾性率値は、高温に曝露されたとき、泡沸性コーティングが安定した方法で膨張して、断熱炭を形成し、それにより、コーティングが上に存在するポリマー発泡体を過剰な熱から保護することを可能にする。耐水特性は、泡沸性コーティングの特に望ましくかつ固有の特性であり、劣化の可能性を低減してコーティングが天候に曝露されたままであることを可能にする。
ポリマー結合剤は、泡沸性コーティングの他の成分を一緒に保持するマトリックスを形成する。ポリマー結合剤は、特定の範囲内にある引張伸び及び貯蔵弾性率値を有する泡沸性コーティングを提供する引張伸び及び貯蔵弾性率値を有する。
泡沸性コーティングは、５０パーセント（％）以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上、またより好ましくは８０％以上、さらにより好ましくは９０％以上の引張伸びを有する一方で、同時に、１００％以下の引張伸びを有し、９０％以下、８０％以下、及びさらには７０％以下の引張伸びを有し得る。かかる高い引張伸びを有することにより、発泡体ボードが経時的に動く（例えば、風で歪むか、または基盤の設定中にわずかに変化する）建物の構造に取り付けられる場合でも、泡沸性コーティングは、発泡体ボードに付着したままであるように十分に可撓性である。１００％未満の引張伸びを有することにより、得られる炭は、好適に断熱して、コーティングが存在する発泡体ボードを保護する。
泡沸性コーティングにおけるかかる引張伸び値を達成するために、ポリマー結合剤は、望ましくは、５０％以上、好ましくは１００％以上、より好ましくは２００％以上、またより好ましくは３００％以上、さらにより好ましくは４００％以上の引張伸び値を有するポリマーから選択される一方で、同時に、一般的に１０００％以下、より典型的には９００％以下、さらにより典型的には８００％以下、及びまたより典型的には７００％以下である。泡沸性コーティング自体は、非可撓性成分（膨張性黒鉛など）を含有するため、実際には、ポリマー結合剤は、望ましくは、泡沸性コーティングよりもさらに高い引張伸びを有する。
本明細書で使用される場合、「引張伸び」は、空気グリップ２７１２−００３を備えるＩｎｓｔｒｏｎ５５６５を使用して、６００キロパスカルの最大圧力、１キロニュートンの最大負荷、及び２３℃の試験温度で、ＩＳＯ ３７に従い測定される。ＩＳＯ ３７に従い、４．０ｍｍ幅、１．０ｍｍの厚さ、及び７５ｍｍの長さを有する試験バーを準備し、１分当たり５０ミリメートルの負荷速度を使用する。
上述の引張伸び値を有すると同時に、泡沸性コーティングは、２５０℃で、１メガパスカル（１０６パスカル）未満、好ましくは１０５パスカル以下、より好ましくは１０４パスカル以下、及びより好ましくは５×１０３パスカル以下、さらには１０３パスカル以下、ならびに一般的に１０２パスカル以上、一般的に１０３パスカル以上の貯蔵弾性率を有する。泡沸性コーティングにおいてかかる貯蔵弾性率を達成するために、結合剤は、望ましくは、泡沸性コーティングについて記載されるように、同様の範囲内の貯蔵弾性率を有するポリマーから選択される。貯蔵弾性率は、材料の弾性応答を表す振動レオロジーを使用して測定される。それが上に存在するポリマー発泡体を過剰な熱から保護し、防火剤として効果的に機能するために、記載される範囲の貯蔵弾性率が、泡沸中に高い膨張及び安定した泡を得るのに必要であることが発見された。
動的機械分析（ＤＭＡ）を使用して、本明細書に言及される貯蔵弾性率を決定する。２５ミリメートル（ｍｍ）のステンレスパラレルプレートジオメトリ（１．５ｍｍのギャップ）を備えたＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ＡＲＥＳ−Ｇ２レオメーターによる振動レオロジーを使用して試料を試験する。試験前に、パラレルプレート間に検体を挟み、１５０℃に加熱し、自動張力は、プレートとの良好な接触を確実にするために圧縮モードで作動される。温度を６０℃に減少させ、試験を始める前に５分間熱平衡に到達させる。２ステップ手順を使用する試験：１分当たり３℃で６０℃から１５０℃まで０．１％の小さい歪み、及び１分当たり３℃で１５０℃から２８０℃まで１％の大きい歪み、１秒当たり６．２８ラジアンの周波数を用いる。
望ましくは、ポリマー結合剤は、ポリウレタン、アクリレート、ビニル−アクリル、エポキシ、ラテックスポリウレタンハイブリッド、ラテックスエポキシハイブリッド、及びポリウレタン尿素ポリマーから選択される。ポリマー結合剤の必要な引張伸び及び貯蔵弾性率を達成するポリマー組成物の例としては、イソシアネート成分及び可撓性ポリオール成分を含むポリウレタンが挙げられる。
ポリマー結合剤は、一成分水系ポリウレタン、二成分ポリウレタン、ラテックスエマルション、ラテックスポリウレタンハイブリッドエマルション、またはラテックスエポキシハイブリッドエマルション（例えば、ラテックスエポキシハイブリッドエマルジョンの教示に関しては、ＵＳ２０１２／０３０１６２１を参照されたい）、またはポリウレタン尿素からなる群から選択される形態でポリマー発泡体ボードに適用され得る。
ポリマー結合剤は一般的に、２０重量％以上の濃度で存在し、３０重量％以上、さらには３５重量％以上、または４０重量％以上の濃度で存在し得、同時に、一般的に、８０重量％以下、及び典型的には７０重量％以下の濃度で存在し、６５重量％以下の濃度で存在し得る。結合剤の濃度は、ＡＳＴＭ Ｅ１１３１に従い熱重量分析を使用する総泡沸性コーティングの重量に対してである。本明細書において、泡沸性コーティングの重量に対する参照は、発泡体ボードへの適用のための配合物とは対照的に、ポリマー発泡体ボード上の泡沸性コーティングの重量を指す。すなわち、発泡体ボードに適用するための泡沸性コーティング配合物中の任意の水性担体は、泡沸性コーティングの重量には含まれず、固形成分のみが泡沸性発泡体の重量に含まれる。
望ましくは、結合剤は、３０重量％以上、好ましくは４０重量％以上の濃度で泡沸性コーティング中に存在し、５０重量％以上、及びさらには６０重量％で存在し得、同時に、典型的には、６０重量％以下、より典型的には５０重量％以下の濃度で存在し、重量％は、総泡沸性コーティングの重量に対してである。
泡沸性コーティングの膨張性黒鉛粒子は、望ましい開始温度でのコーティングの膨張を提供し、コーティングに炭素源を提供する。膨張性黒鉛粒子は、酸に曝露することによって挿入された黒鉛粒子（「フレーク」とも呼ばれる）である。膨張性黒鉛は、熱に曝露されたときに膨張する。膨張性黒鉛が膨張し始める温度は、膨張性黒鉛の「開始：温度（「臨界」温度または「活性化」温度としても知られる）である。熱機械分析（１分当たり５℃の温度ランピング速度で０．０２ニュートン垂直抗力）により決定されるとき、どの温度が１％体積膨張を達成するために必要とされるかを特定することによって膨張性黒鉛の開始温度を決定する。本発明の膨張性黒鉛は、２００℃以下の開始温度を有し、一般的に、１５０℃以上の開始温度を有する。
コーティングが存在するポリマー発泡体を、何か他の方法でポリマー発泡体を溶融または劣化するであろうある程度の熱から保護するための断熱層を提供するのに十分に低い温度で泡沸性コーティングが膨張することが重要である。泡沸性コーティングの開始温度が高すぎる場合、ポリマー発泡体は、泡沸性コーティングがそれを損傷から保護する前に劣化する。したがって、泡沸性コーティングの開始温度は、泡沸性コーティングが保護する材料の種類に一致しなければならない。ポリマー発泡体に必要な開始温度は、例えば、スチールガーダーに必要な開始温度よりも顕著に低い。ポリマー発泡体に必要な開始温度、及び何の材料がかかる開始温度を発泡体上の泡沸性コーティングに導入し得るかを発見することは、本発明の課題の一部であった。例えば、全ての膨張性黒鉛粒子が同じ開始温度を有するわけではない。したがって、本発明の泡沸性コーティングにおいて、特定の開始温度を有する膨張性黒鉛を使用することが必要である。
膨張性黒鉛粒子は、１５重量％以上、好ましくは２０重量％以上の濃度で泡沸性コーティング中に存在し、２５重量％以上、３０重量％以上、３５重量％以上、４０重量％以上、さらには５０重量％以上の濃度で存在し得、同時に、典型的には、８０重量％以下の濃度で存在し、７０重量％以下、６０重量％以下、さらには５０重量％以下の濃度で存在得る。熱重量分析法（ＡＳＴＭ Ｅ１１３１）を使用して、ポリマー発泡体ボード上の泡沸性コーティングの総重量に対する膨張性黒鉛粒子の重量％を決定する。
望ましくは、膨張性黒鉛粒子は、０．０７ミリメートル（ｍｍ）以上の平均粒径を有し、０．１０ｍｍ以上、０．１５ｍｍ以上、０．２０ｍｍ以上、０．２５ｍｍ以上、０．３０ｍｍ以上、０．４０ｍｍ以上、さらには０．５０ｍｍ以上の平均粒径を有し得、同時に、典型的には、０．６０ｍｍ以下の平均粒径を有し、０．５０ｍｍ以下、０．４０ｍｍ以下、０．３５ｍｍ以下、またはさらには０．３０ｍｍ以下の平均粒径を有し得る。ＡＳＴＭ Ｄ１９２０−０６に従い、膨張性黒鉛の平均粒径を決定する。
亜リン酸材料は、亜リン酸を含有する材料である。好適な亜リン酸材料の例としては、ポリリン酸アンモニウム相Ｉ、ポリリン酸アンモニウム相ＩＩ、メラミンホルムアルデヒド樹脂変性ポリリン酸アンモニウム、シラン変性ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸メラミン、ビスフェノールＡビス（リン酸ジフェニル）、リン酸クレジルジフェニル、ホスホン酸ジメチルプロパン、ポリホスホネート、ホスフィン酸金属、亜リン酸ポリオール、フェニルホスホラン、ポリマーリン酸ジフェニル、レゾルシノール−ビス−リン酸ジフェニル、リン酸トリエチル、リン酸トリクレジル、リン酸トリフェニル、赤色蛍光体、リン酸、リン酸アンモニウムからなる群から選択されるいずれか１つまたは２つ以上の材料の任意の組み合わせが挙げられる。亜リン酸材料の量は、２重量％以上、好ましくは３重量％以上、より好ましくは４重量％以上、５重量％以上、６重量％以上 ７重量％以上、８重量％以上、９重量％以上、１０重量％以上の亜リン酸濃度を提供するように選択され、同時に、１５重量％以下、１４重量％以下、１３重量％以下、１２重量％以下、１１重量％以下、またはさらには１０重量％以下の亜リン酸濃度を提供するように選択される。ＡＳＴＭ Ｄ７２４７−１０に記載されるように、Ｘ線蛍光を使用して泡沸性コーティングの全重量に対する亜リン酸の重量％を決定する。
泡沸性コーティングはさらに、ホウ素含有材料を含む。ホウ素含有材料は、ポリマー結合剤、亜リン酸材料、またはポリマー結合剤、亜リン酸材料、及び膨張性黒鉛とは異なる材料であり得る。ホウ素含有材料は、望ましくは、４００℃以上の焼結温度を有し、４５０℃、さらには５５０℃以上であり得、一般的に、６００℃以下である。焼結温度は、粉末から形成された固体の粒がそれらの境界を介して接続を開始し、単一の材料に融合し始める温度を指す。焼結温度は、示差走査熱量測定により決定される材料の溶融温度の７０〜９０％である温度である。ホウ素材料の焼結は、泡沸性コーティングによって形成された発泡コーティング炭に強度を付加し、それにより、炭化されたコーティングの断熱作用を強化し、それにより、コーティングが上に存在するポリマー発泡体の熱保護を増加させる。好適なホウ素含有材料の例としては、ホウ酸亜鉛、ホウ酸、及び酸化ホウ素からなる群から選択されるいずれか１つまたは２つ以上の材料の任意の組み合わせが挙げられる。望ましくは、ホウ素含有材料は、２重量％以下、場合により１．５重量％以下、１重量％以下、さらには０．５重量％以下の濃度でホウ素を提供する濃度で存在する一方で、同時に、０重量％以上の濃度で存在し、０．５重量％以上の濃度で存在し得る。Ｘ線蛍光を使用して泡沸性コーティングの総重量に対するホウ素の重量％を決定する。
泡沸性コーティングは、既に述べたものに加えて、追加の難燃添加剤を含み得る。好適な追加の難燃添加剤の例としては、ビスフェノールＡビス（リン酸ジフェニル）、リン酸クレジルジフェニル、ホスホン酸ジメチルプロパン、ポリホスホネート、ホスフィン酸金属、亜リン酸ポリオール、フェニルホスホラン、ポリマーリン酸ジフェニル、レゾルシノール−ビス−リン酸ジフェニル、リン酸トリエチル、リン酸トリクレジル、リン酸トリフェニル、トリクロロホスフェート、リン酸トリエチル、赤色蛍光体、リン酸、リン酸アンモニウム、ベーマイト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、及び三酸化アンチモンからなる群から選択されるいずれか１つまたは２つ以上の材料の任意の組み合わせが挙げられる。亜リン酸含有難燃剤は、上述の亜リン酸材料と見なされる。
泡沸性コーティングは、任意選択で、求められる特性に応じて充填剤または他の添加剤を含有し得る。
しかしながら、泡沸性コーティングは、Ｘ線蛍光によって決定されるように、ハロゲン不含である。泡沸性コーティングは、ケイ酸ナトリウム、ポリ尿素エラストマー、ならびにペンタエリスリトール及びジペンタエリスリトールのホルマールも含まない。「ホルマール」は、ホルムアルデヒド及び脂肪族ヒドロキシル化合物の反応生成物である。
泡沸性コーティングは、例えば、水性系として、または溶媒不含系として、ポリマー発泡体ボードに適用され得る。水性系は、水性連続相に分散された泡沸性コーティングの固形分を含む。典型的には、ポリマー結合剤は、分散液またはラテックスの形態である。水性系は、例えば、噴霧、刷毛塗り、または任意の他の適用手段によってポリマー発泡体ボードに適用される。水が蒸発すると、ポリマー結合剤は、泡沸性コーティングの他の成分を組み込む発泡体ボード上にフィルムを形成する。溶媒不含系は、一般的に、反応してポリマー結合剤を形成する二成分（２ｋ）ポリウレタン系などの結合剤系を有する。泡沸性コーティングは、反応性成分のうちの１つ以上に含まれ、その後、反応性成分は、ポリマー発泡体ボードへの適用直前または適用中に混合される。水性系と同様に、溶媒不含系は、ポリマー発泡体ボードの表面に噴霧されるか、刷毛塗りされるか、または任意の他の方法によって適用される。溶媒不含系は、一般的に、水系コーティング系と比較して、より速い乾燥時間及び／またはより低費用の利点を提供する。
望ましくは、泡沸性コーティングは、０．６ミリメートル（ｍｍ）以上、好ましくは０．８ｍｍ以上、より好ましくは１．０ｍｍ以上であり、１．２ｍｍ以上、１．４ｍｍ以上、及びさらには１．６ｍｍ以上であり得る一方で、同時に、典型的には、４．０ｍｍ以下、より典型的には３．０ｍｍ以下、さらにより典型的には２．０ｍｍ以下であり、１．８ｍｍ以下、１．６ｍｍ以下、１．４ｍｍ以下、１．２ｍｍ以下、及びさらには１．０ｍｍ以下であり得る主表面上の乾燥厚さを達成するように、ポリマー発泡体ボードの主表面上に適用される。
本発明の物品は、泡沸性コーティングと接触する物体であって、それとポリマー発泡体ボードとの間に泡沸性コーティングを挟む物体を含まない。例えば、いくつかの物品は、泡沸性コーティングでコーティングされた発泡体ボードを備え、泡沸性コーティングを被覆し、金属ライナーと発泡体ボードとの間に泡沸性コーティングを挟む、金属ライナーを含み得る。本発明は、任意のかかる物体を含まない。本発明の物品は、物体が泡沸性コーティングに接触しない場合でも、それとポリマー発泡体ボードとの間に泡沸性コーティングを挟む物体を含まなくてもよい。本発明の泡沸性コーティングは、発泡体ボード上に曝露されたままであっても耐水性を示し、それがコーティングされるポリマー発泡体ボードに難燃保護を提供することができるように十分な難燃性及び耐水性を提供する。同時に、泡沸性コーティングは、望ましくは、発泡体ボードが防火性能においてＥ−８４クラスＡ評価を達成することを可能にする。
本発明の物品は、単一のポリマー発泡体ボード上に泡沸性コーティングを含み得るか、または複数のポリマー発泡体ボード上に単一の泡沸性コーティングを備え得る。例えば、物品は、発泡体ボードの主面を被覆する単一の連続泡沸性コーティングを有する単一のポリマー発泡体ボードであり得る。複数のかかる発泡体ボードは、建物のフレームワーク上で一緒に組み立てられて、断熱及び難燃性の壁を提供し得る。別の例として、複数の発泡体ボードは、建物のフレームワーク上で一緒に組み立てられて、断熱壁を提供し得、単一の泡沸性コーティングは、断熱壁の複数の発泡体ボード上に適用され得る。後者の実施例は、発泡体ボード間のシームにわたって延在する連続泡沸性コーティングを有することの有益性を有する。
水性泡沸性コーティング
表１は、水性泡沸性コーティングを使用して比較例（Ｃｏｍｐ Ｅｘｓ）Ａ〜Ｄ及び実施例（Ｅｘｓ）１〜５を調製するために使用された成分の説明を含む。
コーティングの調製
比較例Ａ〜Ｄ及び実施例１〜５の配合物を表２に列挙する。各コーティング配合物中の各要素の量は、表２の総配合物重量の重量パーセントで特定される。
以下の様式で水系泡沸性コーティングを調製する。ビーカーに追加の水を量り入れ、消泡剤及び分散剤を添加する。１分当たり５００〜８００回転で３分間、高速分散機を使用して十分に混合する。ホウ素含有材料及び亜リン酸材料を添加し、さらに３分間分散し続ける。膨張性黒鉛を添加し、１分当たり１２００〜１５００回転で５〜１０分間混合し続ける。ポリマー結合剤を添加し、１分当たり１２５０回転でさらに３〜５分間混合し続け、泡沸性コーティング配合物を得る。
コーティングの特徴付けに関して、以下の特徴付け手順を使用する。本発明の物品を調製するために、ポリマー発泡体の主表面上に泡沸性コーティング配合物を適用する。所望の厚さに塗装することにより、所望の基材に泡沸性コーティング配合物を適用する。代替的に、泡沸性コーティングは、基材表面上に噴霧することにより適用され得る。所望する場合、複数の層が適用され得る。
コーティングの特徴付け
比較例Ａ〜Ｄ及び実施例１〜５のコーティング配合物の特徴付け、表３には特徴付けの結果が含まれる。本明細書に前述されるように、引張伸び及び貯蔵弾性率を決定する。
耐水性。以下の改良されたＡＳＴＭ Ｄ８７０方法を使用して水耐性を測定する。１０センチメートル（ｃｍ）×１０ｃｍ×２．５ｃｍの押出ポリスチレン基材の主表面を、１．５ｍｍの厚さ（乾燥厚さ）の泡沸性配合物のコーティングでコーティングする。コーティングを試験前に少なくとも５日間乾燥させる。試験前重量に関して試料を量る。２３℃で２４時間、試料を水中に設置する。水から取り出し、タオルで表面の水を除去する。−２０℃で２４時間、試料を冷凍庫に設置する。試料を冷凍庫から取り出し、試験後重量に関して量る。以下のスケールを使用して、試料上のコーティングの外観を評価する。５−優、膨潤、気泡、または剥離なし、４−良好、わずかな膨潤、気泡または剥離なし、３−普通、軽微な剥離、２−不良、軽微な気泡または剥離、１−不合格、気泡または基材から剥離。本明細書において、４または５のスコアが、「耐水」として適格である。
燃焼性能試験は、改良された円錐熱量測定試験を使用して行われた。
改良された円錐熱量測定試験。改良された円錐熱量測定試験は、熱源からの試料の距離及び熱源のワット数を変更したＡＳＴＭ Ｅ１３５４である。１．５ｍｍの厚さ（乾燥厚さ）の泡沸性コーティングのコーティングで２５ｍｍ厚の押出ポリスチレン発泡体ボードの主表面をコーティングする。コーティングした発泡体ボードを１０ｃｍ×１０ｃｍの小片に切断し、Ｆｉｒｅ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙの円錐熱量測定試料ホルダの試料ホルダに小片を入れる。底に４０ｍｍのロックウール、続いて上に曝露された泡沸性コーティングでコーティングしたポリマー発泡体試料をホルダに配置する。泡沸性コーティング表面上に、及びロックウールとポリマー発泡体との間に熱電対を配置する。１平方メートル当たり７５キロワットの円錐ヒーターを泡沸性コーティングの１８０ｍｍ上の流束中心に配置し、熱電対を用いて３０分間温度を記録する。
円錐熱量測定試験は、要求の厳しい（及び高価な）完全壁アセンブリ火災試験ＮＦＰＡ２８５からの温度プロファイル結果をより良く模倣する目的のため改良された。改良された円錐熱量測定試験は、ＮＦＰＡ２８５の複合体完全壁アセンブリ試験で達成されたものと類似する温度プロファイルをもたらすが、実験室規模の試験を使用する。例えば、改良されていない円錐熱量測定試験（ＡＳＴＭ Ｅ１３５４）及び上述の改良された円錐熱量測定試験における、試料ホルダ内で測定された温度プロファイルと比較した（いずれの試料も伴わない）押出ポリスチレンに対する比較例Ｂの完全なＮＦＰＡ２８５試験の温度プロファイルを提供する図１を参照されたい。図１のデータは、改良された円錐熱量測定試験の温度プロファイルが完全ＮＦＰＡ２８５試験からの結果をより正確に表すことを図示する。
膨張比。直径５センチメートル（ｃｍ）底の１００ミリリットル（ｍｌ）の平底ビーカーを使用する、マッフル炉（ＣＡＲＢＯＬＩＴＥ，ＣＷＦ１２／５、最高温度は最大１２００℃、２４００ワット（Ｗ）の加熱力）を使用して、膨張比実験を検討する。直径５センチメートル（ｃｍ）の円形にコーティングを切断し、ビーカーの底に設置した。最大５５０℃まで１７℃／分の加熱速度を使用する。元のコーティングの厚さ及び炭の厚さは、キャリパーを使用して熱への曝露前及び曝露後に測定され、炭の厚さを元のコーティングの厚さで除することにより膨張比を計算した。
炭強度の評価。熱曝露試験から得られた炭構造の目視及び物理的評価により炭の強度を定性的に評価する。炭の強度は、１（最も弱い）から５（最も強い）でランク付けされた。１：非常にふわふわしており、凝集及び完全性が不十分、物理的な取扱に耐えることができない、３：良好な凝集及び完全性、物理的な取扱後に物理的完全性を維持する、５：非常に良好な凝集及び完全性、中程度の物理的圧縮に耐えることができる。
表３及び４は、比較例Ａ〜Ｄ及び実施例１〜５の試料の特徴付けを表す。
円錐熱量測定試験結果。表３のデータは、標準的な円錐熱量測定試験において、いくつかの試料が４００℃未満、さらには３５０℃未満の温度を有するように見えることを明らかにするが、改良された円錐熱量測定試験において、４００℃を非常に上回る温度を示し、これは、ＮＦＰＡ２８５の大規模試験の温度プロファイルを正確に模倣する。したがって、改良された円錐熱量測定試験結果は、４００℃未満、さらには３５０℃未満の温度を達成することがより困難であるが、好適な泡沸性コーティングのスクリーニングに関してより有益である。
引張伸び。１００以上の引張伸びパーセンテージを有する試料は、円錐熱量測定試験において発泡体の表面温度が非常に高いことを示す。１００％以上の引張伸びを有するコーティングは、発泡した炭を維持するには柔らかすぎるため、得られた炭は、それが存在する発泡体に断熱作用を有しないというのが仮説である。対照的に、５０％未満の引張伸びを有する試料も、円錐熱量測定試験において発泡体の表面温度が非常に高いことを示す。
実施例１〜５の泡沸性コーティングは、本発明の物品を達成するために、塗装または噴霧のいずれかによりポリマー発泡体ボード上に適用され得る。
溶媒不含泡沸性コーティング
比較例Ｅ及び実施例６〜９は、溶媒不含二成分（２ｋ）ポリウレタン発泡体系を使用して作製される。２ｋポリウレタン発泡体系に関して、ポリマー結合剤は、ポリオール成分とイソシアネート成分とを混合することにより作製される。これらの試料に使用されたポリオール及びイソシアネート成分は、これらの試料で使用された他の成分と共に表５に記載される。
コーティングの調製
溶媒不含泡沸性コーティングの配合は、表６にあり、各成分の値は総配合物重量に対するその成分の重量パーセントを表す。
以下の様式で泡沸性コーティングを調製及び適用する。
以下のように成分「Ａ」を調製する。イソシアネート及び亜リン酸材料をビーカーに量り入れ、１分当たり８００回転で１分間、分散機を使用して一緒に混合する。界面活性剤及び消泡剤を添加し、１分当たり１０００回転で１分間混合する。ホウ素含有材料及び亜リン酸材料を添加し、１分当たり１２００回転で５分間、分散を続ける。膨張性黒鉛を添加し、１分当たり１２００〜１５００回転で５〜１０分間、混合を続ける。
触媒及びポリオールを別のビーカー添加し、ポリオール及び触媒を一緒に混合することによって、成分「Ｂ」を構成する。
成分「Ａ」及び成分「Ｂ」を、１分当たり１５００回転で３分間一緒に混合し、基材に適用してその基材上に泡沸性コーティングを得る。ポリマー発泡体の主表面に適用して、本発明の物品を得る。基材への適用は、塗装、注入、または噴霧によって生じ得る。
コーティングの特徴付け
比較例Ａ〜Ｄ及び実施例１〜５と同様の様式で比較例Ｅ及び実施例６〜９のコーティング配合物を特徴付ける。表７は特徴付けの結果を含む。
表７のデータは、２３℃で５０〜７０％の引張伸び及び２５０℃で１０６パスカル未満の貯蔵弾性率を有するコーティングが、改良された円錐熱量測定試験において３５０℃以下の表面温度を示すことを明らかにする。加えて、コーティングの全ては耐水である。
異なるポリマー発泡体に対する実証
実施例３及び９は、それぞれ、押出ポリスチレン（ＸＰＳ）、発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）、及びポリイソシアヌレート（ＰＩＲ）発泡体ボードをコーティング及び特徴付けするための代表的な水系泡沸性コーティング及び溶媒不含泡沸性コーティングとして機能する。ＸＰＳ発泡体ボードは、この実施例セクションで前述した通りである。ＥＰＳ発泡体ボードは１立方メートル当たり２２キログラムの密度を有し、ＰＵ発泡体ボードは１立方メートル当たり２８キログラムの密度を有する。
泡沸性コーティングは、２つの異なるコーティング重量及び厚さで発泡体ボードの主表面に適用された。実施例３及び９のコーティングの結果は表８にある。コーティング重量は、１平方メートル当たりのキログラム（ｋｇ／ｍ２）で湿潤コーティング重量として報告される。コーティング厚さは、ミリメートル（ｍｍ）での乾燥コーティング厚さで報告される。
表８の結果は、本発明の実施例が０．６〜１．８ｍｍの範囲の泡沸性コーティング厚さの様々な種類のポリマー発泡体の望ましい火災保護（４００℃未満の炭の裏側の表面温度を有することにより示される）を提供することを例証する。

Claims (9)

  1. ポリマー発泡体ボードを備える物品であって、前記ポリマー発泡体ボードが、主表面と、前記ポリマー発泡体ボードの主表面上に泡沸性（ｉｎｔｕｍｅｓｃｅｎｔ）コーティングと、を有し、前記泡沸性コーティングが、
    ａ．ポリマー結合剤と、
    ｂ．前記ポリマー結合剤内に分散された膨張性黒鉛粒子であって、前記膨張性黒鉛が、熱機械分析によって決定されるとき、摂氏１５０〜２００度の範囲の開始温度、ＡＳＴＭ Ｄ１９２１−０６に従い決定されるとき、０．０７〜０．６０ミリメートルの範囲の平均粒径、及び泡沸性コーティングの総重量に基づいて１５〜８０重量パーセントの濃度を有する、膨張性黒鉛粒子と、
    ｃ．泡沸性コーティングの総重量に基づいて２〜１５重量パーセントの濃度の亜リン酸を提供する亜リン酸材料と、
    ｄ．総泡沸性コーティング重量に基づいて０超〜２重量パーセントの範囲のホウ素濃度を提供するホウ素含有化合物と、を含み、
    前記物品が、前記泡沸性コーティングと接触する物体であって、それと前記ポリマー発泡体ボードとの間に前記泡沸性コーティングを挟む物体を含まず、前記泡沸性コーティングが、ＩＳＯ３７に従い測定されるとき、摂氏２３度で少なくとも５０パーセントかつ１００パーセント未満の引張伸びを有し、摂氏２５０度で１×１０６パスカル未満の貯蔵弾性率を有し、ハロゲン不含であり、ケイ酸ナトリウムを含まず、ポリ尿素エラストマーを含まず、かつペンタエリスリトール及びジペンタエリスリトールのホルマールを含まない、物品。
  2. 前記ポリマー発泡体ボードが、熱可塑性ポリマー発泡体ボードである、請求項１に記載の物品。
  3. 前記ポリマー発泡体ボードが、前記ポリマー発泡体ボード中の総ポリマー重量に基づいて５０重量パーセント超のスチレン系ポリマーを含む、請求項１に記載の物品。
  4. 前記ポリマー結合剤が、一成分水系ポリウレタン、二成分ポリウレタン、ラテックスエマルション、ラテックスポリウレタンハイブリッドエマルション、もしくはラテックスエポキシハイブリッドエマルション、またはポリウレタン尿素からなる群から選択されるいずれか１つまたは２つ以上のポリマーの任意の組み合わせを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の物品。
  5. 前記ポリマー結合剤が、ポリウレタン、アクリレート、及びエポキシから選択されるいずれか１つまたは２つ以上のポリマーの任意の組み合わせを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の物品。
  6. 前記膨張性黒鉛が、摂氏１５０〜１７０度の範囲の開始温度、及び０．２５〜０．３５ミリメートルの範囲の平均粒径を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の物品。
  7. 前記亜リン酸材料が、ポリリン酸アンモニウム相Ｉ、ポリリン酸アンモニウム相ＩＩ、メラミンホルムアルデヒド樹脂変性ポリリン酸アンモニウム、シラン変性ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸メラミン、ビスフェノールＡビス（リン酸ジフェニル）、リン酸クレジルジフェニル、ホスホン酸ジメチルプロパン、ポリホスホネート、ホスフィン酸金属、亜リン酸ポリオール、フェニルホスホラン、ポリマーリン酸ジフェニル、レゾルシノール−ビス−リン酸ジフェニル、リン酸トリエチル、リン酸トリクレジル、リン酸トリフェニル、赤色蛍光体、リン酸、アンモニウム、及びホスフェートからなる群から選択されるいずれか１つまたは２つ以上の材料の任意の組み合わせである、請求項１〜６のいずれかに記載の物品。
  8. 前記泡沸性コーティングが、穿孔を含まない、請求項１〜７のいずれかに記載の物品。
  9. 前記泡沸性コーティングが、前記ポリマー発泡体上で０．６〜１．８ミリメートルの範囲の乾燥厚さを有する、請求項１〜８のいずれかに記載の物品。

JP2018535287A 2016-01-29 2017-01-16 可撓性耐水泡沸性コーティングを有するポリマー発泡体ボード Active JP6659851B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662288474P 2016-01-29 2016-01-29
US62/288,474 2016-01-29
PCT/US2017/013641 WO2017131995A1 (en) 2016-01-29 2017-01-16 Polymeric foam board with flexible water resistant intumescent coating

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019507210A true JP2019507210A (ja) 2019-03-14
JP6659851B2 JP6659851B2 (ja) 2020-03-04

Family

ID=57944538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018535287A Active JP6659851B2 (ja) 2016-01-29 2017-01-16 可撓性耐水泡沸性コーティングを有するポリマー発泡体ボード

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11192335B2 (ja)
EP (1) EP3408319B1 (ja)
JP (1) JP6659851B2 (ja)
CN (1) CN108473713B (ja)
CA (1) CA3012452A1 (ja)
WO (1) WO2017131995A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020514497A (ja) * 2017-03-14 2020-05-21 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 熱膨張性コーティング系
JP2021160144A (ja) * 2020-03-31 2021-10-11 株式会社イノアックコーポレーション 着色断熱ボードとその製造方法
JP7440767B2 (ja) 2020-06-19 2024-02-29 藤倉化成株式会社 水系塗料組成物

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2938283A1 (en) 2016-08-05 2018-02-05 Wesley WALL Intumescent grid
WO2020163981A1 (en) * 2019-02-11 2020-08-20 Dow Global Technologies Llc Fire resistant polyurethane coating composition and a fire-resistant product comprising the same
CN110128926A (zh) * 2019-04-24 2019-08-16 广西大学 一种水性膨胀型塑料阻燃涂料及其制备方法
US11613621B2 (en) * 2019-05-17 2023-03-28 L&P Property Management Company Expandable graphite flame retardant coating for polyurethane and latex foam
CN116676030A (zh) * 2023-05-16 2023-09-01 北京慕成防火绝热特种材料有限公司 一种用于聚氨酯保温泡沫的膨胀型热障涂料及制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014524954A (ja) * 2011-06-28 2014-09-25 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 吹付け可能な難燃性ポリウレタンコーティング組成物
WO2014162718A1 (ja) * 2013-03-31 2014-10-09 積水化学工業株式会社 熱膨張性耐火材料およびそれを用いた樹脂サッシの防火構造

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4725457A (en) * 1986-08-07 1988-02-16 Ppg Industries, Inc. Resinous compositions and their formulation into intumescent fire protective compositions
GB9715208D0 (en) 1997-07-18 1997-09-24 Promat Fire Protection Limited Fire-resistant composite panels
US20050009966A1 (en) 2000-03-07 2005-01-13 Rowen John B. Aqueous fire resistant and smoke suppressing surface coatings
SE528591C2 (sv) 2005-03-11 2006-12-27 Perstorp Specialty Chem Ab Svällande ytbeläggning samt användning därav
US20110313084A1 (en) 2006-07-27 2011-12-22 Ppg Industries Ohio, Inc. Coating compositions comprising polyurea and graphite
US8932497B2 (en) 2008-03-13 2015-01-13 Laxmi C. Gupta Fire retardant coatings and bodies, and methods of use
US20100080920A1 (en) 2008-09-26 2010-04-01 Tony Lagrange Flame retardant coating
US9097011B1 (en) * 2009-06-05 2015-08-04 American Thermal Holdings Company Heat and fire resistant plastic foam
RU2013119677A (ru) 2010-10-11 2014-11-20 ДАУ ГЛОБАЛ ТЕКНОЛОДЖИЗ ЭлЭлСи Полиуретановые эластомерные покрытия
US8658742B2 (en) 2011-05-26 2014-02-25 Rohm And Haas Company Epoxy resin imbibed polymer particles
US20130005896A1 (en) 2011-06-29 2013-01-03 Mukesh Jain Expandable Graphite Particles and Methods of Making Same
EP2940056B1 (en) * 2012-12-26 2024-04-24 Mitsubishi Chemical Corporation Polycarbonate diol and polyurethane using same
CN104845465A (zh) 2015-04-23 2015-08-19 铜陵祥云消防科技有限责任公司 一种安全无污染的防火涂料

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014524954A (ja) * 2011-06-28 2014-09-25 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 吹付け可能な難燃性ポリウレタンコーティング組成物
WO2014162718A1 (ja) * 2013-03-31 2014-10-09 積水化学工業株式会社 熱膨張性耐火材料およびそれを用いた樹脂サッシの防火構造

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020514497A (ja) * 2017-03-14 2020-05-21 ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー 熱膨張性コーティング系
JP2021160144A (ja) * 2020-03-31 2021-10-11 株式会社イノアックコーポレーション 着色断熱ボードとその製造方法
JP7394002B2 (ja) 2020-03-31 2023-12-07 株式会社イノアックコーポレーション 着色断熱ボードとその製造方法
JP7440767B2 (ja) 2020-06-19 2024-02-29 藤倉化成株式会社 水系塗料組成物

Also Published As

Publication number Publication date
CN108473713A (zh) 2018-08-31
CA3012452A1 (en) 2017-08-03
JP6659851B2 (ja) 2020-03-04
US11192335B2 (en) 2021-12-07
WO2017131995A1 (en) 2017-08-03
EP3408319B1 (en) 2021-12-22
CN108473713B (zh) 2021-05-28
US20180355140A1 (en) 2018-12-13
EP3408319A1 (en) 2018-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6659851B2 (ja) 可撓性耐水泡沸性コーティングを有するポリマー発泡体ボード
JP2014534097A (ja) 防火バリアを有するパネル
KR102361330B1 (ko) 발포성 코팅제 시스템
JP4559229B2 (ja) 耐熱性絶縁複合材及びそれを製造する方法
CN109071848B (zh) 蓄热片
KR101661204B1 (ko) 피복재
KR102566333B1 (ko) 축열 성형체, 축열 적층체 및 축열 성형체의 제조 방법
CN111500100B (zh) 阻燃性涂料组合物、包含该组合物的准不燃性结构体及其制备方法
DE112017003137T5 (de) Wärmespeicherlaminat
Lakshan et al. Comparison of different dosages of PCM incorporated wallpanels
Wai et al. Synergism between flame retardant and phosphonium salt modified layered silicate on properties of rigid polyurethane foam nanocomposite
RU2733510C1 (ru) Способ получения пенополиизоцианурата повышенной огнестойкости
JP5564294B2 (ja) カーテンウォール
KR102282522B1 (ko) 비드법 2종 단열비드 및 난연성 단열보드
JP5374423B2 (ja) カーテンウォール
RU199529U1 (ru) Теплоизоляционная композитная плита на основе пенополиизоцианурата
JP2010031178A (ja) 防火用目地材
JP5564216B2 (ja) カーテンウォール
Mohammed et al. Enhanced thermal performance of closed-cell rigid Polyurethane (PU) foam panels using phase change materials (PCMs)
KR20230087995A (ko) 폴리스티렌-페놀 복합 발포체 및 이의 제조방법
JPS625315Y2 (ja)
JP2022132713A (ja) 被覆構造体、及び膜厚測定方法
JPS61176638A (ja) 準不燃有機発泡材料の製法
JP2005307129A (ja) 耐熱性合成樹脂エマルジョン系塗料
TW202111099A (zh) 蓄熱組成物、蓄熱構件、電子器件、蓄熱構件的製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180706

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20180717

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20181010

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190612

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190618

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190912

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200114

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200206

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6659851

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250