KR100554275B1 - Intumescent fire-retardant composition for high temperature and long duration protection - Google Patents
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Abstract
난연코팅물질은 포밍제, 블로잉제, 탄화제, 결합제, 용매, 및 안료를 갖는 유체상의 발포성 기본 물질을 포함한다. 상기 코팅물질은 화염확산 감소제; 상기 유체상의 발포성 기본 물질에 분산된 내화섬유; 산소 감소제; 열전도 감소제; 안정제 및 휘발성 유기물질 감소 성분; 물리적 충격에 대한 저항 및 접착을 위한 기계적 증진제 성분; 방수제; 및 깨짐과 수축에 대한 내성을 증가시키고 스프레이가 잘 되게 하는 탄성제를 더 포함한다.Flame retardant coating materials include a foamable base material with a foaming agent, a blowing agent, a carbonizing agent, a binder, a solvent, and a pigment. The coating material is a flame spreading reducing agent; Refractory fibers dispersed in the fluid foamable base material; Oxygen reducer; Heat conduction reducing agents; Stabilizers and volatile organic matter reducing ingredients; Mechanical enhancer components for adhesion and resistance to physical impact; Waterproofing agent; And an elastomer that increases resistance to cracking and shrinkage and facilitates spraying.
Description
본 발명은 많은 유기 및 무기 기질에 적용되어 화염확산을 감소시키고 열 전도를 감소시킴으로써 불로부터의 보호를 제공하는 난연코팅에 관한 것이다. 더 상세하게는, 고온에 노출되거나 오랜시간동안 불에 노출되는 기질의 보호를 위한 가혹한 응용에 사용되거나, 비교적 낮은 녹는점이나 발화점을 가지는 플라스틱과 복합체 (composites)와 같은 기질에 사용되기 위해서, 새롭고 개량된 난연코팅조성물이 고안된다. The present invention relates to flame retardant coatings which are applied to many organic and inorganic substrates to provide protection from fire by reducing flame spread and reducing thermal conduction. More specifically, it is new and used for harsh applications for the protection of substrates exposed to high temperatures or prolonged fire, or for use in substrates such as plastics and composites with relatively low melting or flash points. Improved flame retardant coating compositions are devised.
발포성(intumescent) 물질은 오래전부터 알려져왔고 약 2,000℉까지 열적 보호를 제공하는 코팅으로서 사용되어왔다. 나무와 같은 기질, 철, 알루미늄 등과 같은 금속, 및 PVC, 열가소성 물질, 및 에폭사이드와 같은 다양한 종류의 플라스틱이 더 난연성을 가지도록 하기 위하여 코팅된다. Intumescent materials have long been known and have been used as coatings to provide thermal protection up to about 2,000 ° F. Substrates such as wood, metals such as iron, aluminum and the like, and various kinds of plastics such as PVC, thermoplastics, and epoxides are coated to make them more flame retardant.
그러나, 전술한 기질들에 적용된 발포성 코팅은 가혹한 물리적, 환경적 조건에 놓일 때 비실용적이다. 또한, 나무와 나무 부산물의 사용 증가, 그리고 집과 사무실의 건설에 사용되는 새로운 타입의 나무 복합체와, 플라스틱과 다른 유기물질의 복합체의 확산과 더불어, 현재의 발포성 난연코팅조성물은 오랜시간동안 불과 열로부 터의 적절한 보호를 제공하지 못하고 있다. 현재, 다음의 특징 모두를 가지는 단독 발포성 난연코팅물질은 없다:However, foam coatings applied to the aforementioned substrates are impractical when subjected to harsh physical and environmental conditions. In addition, with the increasing use of wood and wood by-products, and the proliferation of new types of wood composites used in the construction of homes and offices, as well as plastics and other organic composites, current foamed and flame-retardant coating compositions have long been burned with It does not provide adequate protection from them. At present, no single foamed flame retardant coating material has all of the following characteristics:
1. 섬락(閃絡, flashover)시 불을 끄고 불을 지연시키기 위해서 방과 같이 한정된 공간에서, 사용가능한 산소를 감소시킨다.1. Reduce available oxygen in confined spaces, such as rooms, to extinguish a fire and delay the fire during flashover.
2. 비행기와 배와 같이 특히 저중량, 저비용이 중요한 곳에서, 코팅이 다양한 기질들을 보호하도록 적은 열전도율을 제공한다.2. The coating provides low thermal conductivity to protect various substrates, especially where low weight and low cost are important, such as airplanes and ships.
3. 화재시에 장시간의 노출에 대해서 화염확산이 되지 않을 것을 요구하는 저밀도 나무 부산물, 복합체 나무 및 플라스틱 물질에 대해서 효과적인 발포성 난연코팅을 제공한다.3. Provides effective foamed flame retardant coatings for low density wood by-products, composite wood and plastic materials that require no flame spread for prolonged exposure in the event of fire.
4. 마찰, 충격 및 가혹한 기후에 저항하기 위해서 충분한 기계적 성질과 내구성을 가진다.4. Sufficient mechanical properties and durability to resist friction, shock and harsh weather.
5. 열에 노출되기 전에 비독성이고, 열에 노출시 방출된 연소 생성물의 양이 오늘날의 교통 표준에 의해서 요구되는 가스레벨방출량 이하이다.5. Nontoxic before exposure to heat, and the amount of combustion products released upon exposure to heat is below the gas level emissions required by today's traffic standards.
또한, 발포성 난연코팅을 나무, PVC, 열가소성 물질, 알루미늄 및 에폭사이드와 같은 기질에 적용하는 많은 경우에 있어서, 코팅들은 불로부터의 보호와는 다른 이유로 비실용적인데, 그것들이 내마모성, 내충격성, 방수성, 및 다른 환경적 인자들에 대한 내성이 부족하기 때문이다. 이러한 인자들 때문에, 현재의 코팅은 화재시 충분한 시간동안 불과 열로부터의 보호를 제공하지 못하고, 비용에 있어 효율적이라 할 정도로 충분히 오래 유지될 만큼 내구력이 좋지 않다. In addition, in many cases where foamy flame retardant coatings are applied to substrates such as wood, PVC, thermoplastics, aluminum and epoxides, coatings are impractical for reasons other than protection from fire, which are not wear resistant, impact resistant, waterproof, And lack of resistance to other environmental factors. Because of these factors, current coatings do not provide protection from fire and heat for a sufficient time in a fire and are not durable enough to last long enough to be cost effective.
화재시에 오랜시간동안 불과 열로부터 실질적인 보호를 제공할 새롭고 개량된 발포 성 난연코팅물질에 대한 필요가 있다. 상기 코팅물질은 철, 강철, 스테인레스강, 알루미늄, 및 다른 비철금속, 나무, 합판, 파티클보드(particle board), 및 다른 나무 부산물, 플라스틱, PVC, 열가소성 물질, 에폭사이드, 및 복합체와 같은 다양한 기질에 대해서 사용가능해야 한다. There is a need for new and improved foamed flame retardant coating materials that will provide substantial protection from fire and heat for a long time in a fire. The coating material can be applied to various substrates such as iron, steel, stainless steel, aluminum, and other nonferrous metals, wood, plywood, particle boards, and other wood by-products, plastics, PVC, thermoplastics, epoxides, and composites. Should be available for
종래기술의 설명Description of the Prior Art
다양한 기질에 사용되는 다양한 조성의 발포성 난연코팅물질들이 종래기술에서 개시되어왔다. 예를 들어, 미국특허번호 4,380,593; 4,740,527; 4,879,320; 4,965,296; 및 5,401,793 모두가 다양한 기질에 사용되는 다른 화학조성의 발포성 난연코팅물질들을 개시한다. 종래기술특허의 어느 것도 본 발명의 화학조성을 개시하고 있지 않다. Expandable flame retardant coating materials of various compositions for use in various substrates have been disclosed in the prior art. See, for example, US Pat. No. 4,380,593; 4,740,527; 4,879,320; 4,965,296; And 5,401,793 all disclose foamable flame retardant coating materials of different chemical compositions used in various substrates. None of the prior art patents discloses the chemical composition of the present invention.
따라서, 본 발명의 목적은 코팅된 원래 재료의 기계적 물성의 저하를 줄임과 동시에, 가혹한 환경조건하에서 오랜시간동안, 연속적으로 유지된 2500℉와 같은 온도에서 효과적인 발포성 난연코팅조성물을 제공하는 것이다. It is therefore an object of the present invention to provide a foamable flame retardant coating composition that is effective at temperatures such as 2500 ° F. that are continuously maintained for a long time under severe environmental conditions while at the same time reducing the mechanical properties of the original material coated.
본 발명의 다른 목적은 낮은 열전도율을 제공하는 얇고 경량인 발포성 난연코팅을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a thin, lightweight foamable flame retardant coating that provides low thermal conductivity.
본 발명의 다른 목적은 화재나 폭발시 연소 시간을 줄이고 섬락(閃絡, flashover)의 도래를 지체시키기 위해서, 한정된 지역에서, 이용가능한 산소(O2)를 감소시키는 발포성 난연코팅조성물을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a foamed flame retardant coating composition which reduces oxygen (O 2 ) available in a limited area, in order to reduce the combustion time in case of fire or explosion and to delay the arrival of flashover. .
본 발명의 다른 목적은 불에 장시간 노출시 화염확산이 없을 것(zero flame spread)이 요구되는 다양한 저밀도 나무와 나무 복합체 생산품에 대한 발포성 난연코팅조성물을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a foamed flame retardant coating composition for various low density wood and wood composite products that require zero flame spread upon prolonged exposure to fire.
본 발명의 다른 목적은 화재시 유해증기를 주위에 발산하지 않는 발포성 난연코팅조성물을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a foamed flame retardant coating composition that does not emit harmful vapors in the surroundings in case of fire.
본 발명의 다른 목적은 기질에의 접착력, 내마모성 및 내충격성이 개량된 발포성 난연코팅조성물을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a foamed flame-retardant coating composition with improved adhesion to the substrate, wear resistance and impact resistance.
본 발명의 다른 목적은 방수성이 있고 코팅물질의 흡습성을 감소시키는 발포성 난연코팅조성물을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a foamed flame retardant coating composition which is waterproof and reduces the hygroscopicity of the coating material.
본 발명의 다른 목적은 코팅물질내에서 흡습성을 감소시켜 주어진 기질상의 코팅물질이 개량되고 더 긴 수명을 가지며 화재시 더 좋은 성능을 발휘하는 발포성 난연코팅조성물을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a foamed flame retardant coating composition in which a coating material on a given substrate is improved by reducing hygroscopicity in a coating material and having a longer life and exhibiting better performance in a fire.
본 발명의 다른 목적은 철, 강철, 스테인레스강, 알루미늄, 및 다른 비철금속, 나무, 합판, 판지, 파티클보드(particle board), 플라스틱, PVC, 열가소성 물질, 에폭사이드, 네오프렌(neoprene), 고무, 및 복합체와 같은 다양한 기질에 대해서 적합한 발포성 난연코팅조성물을 제공하는 것이다. Other objects of the present invention are iron, steel, stainless steel, aluminum, and other nonferrous metals, wood, plywood, cardboard, particle board, plastics, PVC, thermoplastics, epoxides, neoprene, rubber, and It is to provide a foamable flame retardant coating composition suitable for a variety of substrates, such as composites.
본 발명의 다른 목적은 건설, 수송, 원거리통신, 유틸리티(utilities), 해양, 화학, 석유, 제조, 및 군사적 응용과 같은 많은 산업에서 사용할 수 있는 발포성 난연코팅조성물을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a foamed flame retardant coating composition that can be used in many industries such as construction, transportation, telecommunications, utilities, marine, chemical, petroleum, manufacturing, and military applications.
본 발명의 다른 목적은 기질에 코팅할 때 화학약품, 부식성 증기, 물, 및 염수로 인한 부식을 방지할 수 있고; 또한 코팅물질이 기질로부터 벗겨지지 않고 물리적 충격, 고압, 및/또는 기계적 진동에 견딜 수 있는 발포성 난연코팅조성물을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to prevent corrosion due to chemicals, corrosive vapors, water, and brine when coated on a substrate; It is also to provide a foamed flame retardant coating composition that can withstand physical shock, high pressure, and / or mechanical vibration without peeling the coating material from the substrate.
본 발명의 다른 목적은 발포성 기본 물질(intumescent base material), 화염확산 감소제(flame spread reduction agent), 산소 감소제(oxygen reduction agent), 열 전도 감소제(thermal transmission reduction agent), 내화섬유(refractory fibers), 안정제, 휘발성 유기물질 감소 성분(volatile organic(VOC) reduction component), 물리적 충격에 대한 저항과 기질에의 접착을 위한 기계적 증진제 성분(mechanical enhancer component), 방수제 및 탄성제의 신규한 조합을 포함하는 발포성 난연코팅조성물을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to form an intumescent base material, a flame spread reduction agent, an oxygen reduction agent, a thermal transmission reduction agent, a refractory fiber new combinations of fibers, stabilizers, volatile organic (VOC) reduction components, mechanical enhancer components for adhesion to the substrate and resistance to physical impact. It is to provide a foamed flame retardant coating composition comprising.
본 발명의 다른 목적은 기질 내구성을 위해서, 그리고 머드 크래킹(mud cracking)이 없거나 거의 없는 기질에 발포성 필름을 더 두껍게 코팅하기 위해서 허용되는 탄성제를 포함하는 발포성 난연코팅조성물을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a foamed flame retardant coating composition comprising an elastomer that is acceptable for substrate durability and to coat the foam film thicker on substrates with little or no mud cracking.
본 발명의 다른 목적은 전술한 새로운 첨가제들을 포함하면서도 주요한 발포성 기본 물질의 전체 열적 성능에 영향을 주거나 그 성능을 떨어뜨리지 않는 발포성 난연코팅조성물을 제공하는 것이다. It is a further object of the present invention to provide a foamable flame retardant coating composition comprising the new additives described above but which does not affect or degrade the overall thermal performance of the main foamable base material.
본 발명의 다른 목적은 자동화되고 경제적인 방식으로 쉽게 적용되고 대량생산될 수 있으며, 사용자에 의한 다양한 응용에 있어서 비용상 효율적인 발포성 난연코팅조성물을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a foamable flame retardant coating composition which can be easily applied and mass produced in an automated and economical manner and which is cost effective for various applications by the user.
발명의 요약Summary of the Invention
본 발명에서, 발포성 기본 물질, 화염확산 감소제, 산소 감소제, 열전도 감소제, 그 안에 분산된 내화섬유, 안정제, 휘발성 유기물질 감소 성분, 물리적 충격에 대한 저항과 기질에의 접착을 위한 기계적 증진제 성분, 방수제 및 깨짐(cracking)과 수축(shirinking)에 대한 내성을 증가시키는 탄성제를 포함하는 발포성 난연코팅물질이 제공된다. 이 코팅물질은 대부분의 기질에 사용될 수 있고, 집을 포함하여 관련된 구조에 대해서, 또한 집, 지붕, 공장, 상업빌딩, 비행기, 차량, 배, 보트, 돛배 등의 내부 및 외부에 대해서, 난연 표준(fire-retardant standards)에 있어서 열, 냉기, 습도가 중요한 인자로 작용하는 가혹한 기후적, 환경적 조건에서 사용될 수 있다. 상기 가혹한 기후조건에서 사용될 때 또는 수중에서 사용될 때, 콜타르나 폴리우레탄과 같은 상부 코팅물질(top coat)이 본 발명의 코팅물질 위에 필요하게 된다. 이러한 난연코팅물질은 선박용 방화벽; 그리고 선실, 뱃바닥 등; 공항 로딩 브리지(airport loading bridge); 해양유정굴착장치; 케이블과 도관외피; 저장탱크; 파일 캐비넷과 금고; 자동차, 버스, 트럭 등을 위한 방화벽 장애물에도 사용될 수 있다. In the present invention, the expandable base material, flame spreading agent, oxygen reducing agent, heat conduction reducing agent, refractory fibers dispersed therein, stabilizer, volatile organic substance reducing component, mechanical enhancer for resistance to physical impact and adhesion to the substrate Foamed flame retardant coating materials are provided that include components, waterproofing agents and elastomers that increase resistance to cracking and shirinking. This coating material can be used for most substrates, and for flame-retardant standards (for houses and roofs, factories, commercial buildings, airplanes, vehicles, ships, boats, sailboats, etc.) for related structures, including houses. It can be used in harsh climatic and environmental conditions where heat, cold and humidity are important factors in fire-retardant standards. When used in such harsh weather conditions or when used in water, a top coat such as coal tar or polyurethane is required on the coating material of the present invention. Such flame retardant coating material is a marine firewall; And cabins, bottoms, etc .; Airport loading bridges; Offshore oil rig; Cable and conduit sheaths; Storage tank; Filing cabinets and safes; It can also be used for firewall obstructions for cars, buses and trucks.
본 발명의 발포성 난연코팅조성물은 철, 강철, 스테인레스강, 알루미늄, 비철금속, 나무, 합판, 판지, 파티클보드, 복합보드(composite board), 플라스틱, PVC, 열가소성 물질, 에폭사이드, 네오프렌, 고무 등과 같은 다양한 재료 기질에 대해서 적합하다. The foamed flame retardant coating composition of the present invention is iron, steel, stainless steel, aluminum, nonferrous metals, wood, plywood, cardboard, particleboard, composite board, plastic, PVC, thermoplastic, epoxide, neoprene, rubber, etc. Suitable for various material substrates.
바람직한 실시예의 상세한 설명Detailed description of the preferred embodiment
본 발명에서, 발포성 난연코팅조성물의 바람직한 실시예는 다음을 포함한다.In the present invention, preferred embodiments of the foamable flame retardant coating composition include the following.
전술한 바와 같이, 바람직한 실시예의 유체상의 발포성 기본 물질은 포밍제(foaming agent), 블로잉제(blowing agent), 탄화제, 결합제, 용매 및 안료를 포함한다. 포밍제는 인산암모늄 또는 트리폴리인산칼륨과 같이 물에 대한 낮은 용해도를 가지는 화학 물질 또는 코팅된 화합물일 수 있다. 블로잉제는 멜라민, 요소, 디시안디아미드, 구아니딘, 또는 글리신과 같은 화합물일 수 있다. 탄화제는 디펜타에리쓰리톨(DPE), 염화파라핀, 펜타에리쓰리톨, 폴리우레탄, 레소시놀 (resorcinol), 이노시톨(inositol), 폴리알콜, 소비톨(sorbitol), 또는 덱스트린 (dextrin)과 같은 화합물일 수 있다. 결합제는 탄산칼슘이나 부톡시에톡시 에탄올과 같은 화합물일 수 있다. 용매는 물, 오일, 톨루엔, 또는 프로필렌 글리콜일 수 있다. 안료는 산화티탄, 램프 블랙(lamp black) 또는 옥살레이트와 같은 화합물일 수 있다. As mentioned above, the fluidic foamable base material of the preferred embodiment includes a foaming agent, a blowing agent, a carbonizing agent, a binder, a solvent and a pigment. The foaming agent may be a chemical or coated compound having low solubility in water, such as ammonium phosphate or potassium tripolyphosphate. The blowing agent may be a compound such as melamine, urea, dicyandiamide, guanidine, or glycine. Carbonizing agents include dipentaerythritol (DPE), paraffin chloride, pentaerythritol, polyurethane, resorcinol, inositol, polyalcohol, sorbitol, or dextrin and It may be the same compound. The binder may be a compound such as calcium carbonate or butoxyethoxy ethanol. The solvent can be water, oil, toluene, or propylene glycol. The pigment may be a compound such as titanium oxide, lamp black or oxalate.
발포성 난연코팅물질에 대한 사용예Examples of use for foamed flame retardant coating materials
실시예 1Example 1
본 발명의 발포성 물질 5갤런이 알루미늄 트리하이드레이트 1.5파운드, 갈아진 (milled) 내화섬유 2.2파운드, 및 폴리인산암모늄 1.2파운드와 함께 혼합된다. 그 조성물이 유니폼 빌딩 코드(Uniform Building Code: UBC) 42-2의 명세 (specifications)를 준수하여 방의 세 개의 벽을 포함하는 Tl-11 벽널(siding)에 적용된다. 코팅은 0.012인치의 두께로 적용된다. 시험은 UBC 42-2에 따라서 수행되는데, 5분 동안 40kW 코너 노출되고, 다음 10분 동안 150kW 코너 노출된다. 방사 열 방출(Radiant Heat Release)에서 최대순간증가(적용된 열 이상에서)는 20kW보다 작다. Five gallons of effervescent material of the present invention are mixed with 1.5 pounds of aluminum trihydrate, 2.2 pounds of milled refractory fiber, and 1.2 pounds of ammonium polyphosphate. The composition is applied to a Tl-11 siding comprising three walls of the room in accordance with the specifications of Uniform Building Code (UCC) 42-2. The coating is applied to a thickness of 0.012 inches. The test is performed according to UBC 42-2 with 40 kW corner exposure for 5 minutes and 150 kW corner exposure for the next 10 minutes. In radiant heat release, the maximum instantaneous increase (above the applied heat) is less than 20 kW.
실시예 2Example 2
실시예 1에서 사용된 것과 동일한 조성물이 세다 쉐이크(cedar shakes)로 구성되고 실시예 1의 방과 유사한 방에 설치된 세 개의 벽에 적용된다. 소펫(soffet)과 패시아(facia) 섹션이 주택의 전형적인 외부의 구성에 유사하게 설치된다. 코팅은 0.012인치의 두께로 적용되고, 주택의 페인트칠에 적합한 일반 외부 등급 아크릴 라텍스 페인트로 상부 코팅된다. 전체 시스템이 실시예 1에서와 같이 UBC 42-2의 불과 열 조건에 노출된다. 방사 열 방출(Radiant Heat Release)에서 최대순간증가는 50kW보다 작다. The same composition as used in Example 1 is applied to three walls consisting of cedar shakes and installed in a room similar to that of Example 1. Soffets and facia sections are similarly installed in the typical exterior configuration of the house. The coating is applied to a thickness of 0.012 inches and top coated with a common exterior grade acrylic latex paint suitable for painting houses. The entire system is exposed to the fire and thermal conditions of UBC 42-2 as in Example 1. The maximum instantaneous increase in radiant heat release is less than 50kW.
실시예 3Example 3
실시예 1에서 사용된 것과 동일한 조성물이 5/8인치 두께의 중간 밀도(약 40 lbs./cu.ft.) 파티클 보드의 표면에 0.012인치 두께로 적용된다. 2000 Btu/hour로 정격(定格)되고 2100℉를 넘는 화염온도를 가지는 프로판 토치(torch)가 그 표면을 가열하기 위해 사용된다. 30분 후, 파티클 보드의 뒷면 온도는 300℉보다 작다. The same composition as used in Example 1 is applied 0.012 inch thick to the surface of a 5/8 inch thick medium density (about 40 lbs./cu.ft.) Particle board. A propane torch rated at 2000 Btu / hour and having a flame temperature above 2100 ° F. is used to heat the surface. After 30 minutes, the particle board's backside temperature is less than 300 ° F.
실시예 4Example 4
본 발명의 발포성 물질 5갤런이 알루미늄 트리하이드레이트 1.8파운드, 갈아진 (milled) 내화섬유 3.5파운드, 펄라이트 2.8파운드, 및 버미쿨라이트 1.6파운드와 함께 혼합된다. 그 조성물이 W10 x 49 강철 칼럼의 30인치 섹션에 0.060인치의 두께로 적용된다. 칼럼은 언더라이터스 래보러토리스 캐나다(Underwriters Laboratories Canada: ULS) S101의 명세에 따라 오븐 컨피규레이션(oven configuration)에서 불로 시험된다(fire tested). 평균칼럼온도는 100분이 초과할 동안 최대평균허용온도를 초과하지 않는다. Five gallons of effervescent material of the present invention are mixed with 1.8 pounds of aluminum trihydrate, 3.5 pounds of milled refractory fiber, 2.8 pounds of pearlite, and 1.6 pounds of vermiculite. The composition is applied to a 30 inch section of a W10 x 49 steel column at a thickness of 0.060 inch. The column is fire tested in an oven configuration according to the specifications of Underwriters Laboratories Canada (ULS) S101. The average column temperature does not exceed the maximum average allowable temperature for more than 100 minutes.
실시예 5Example 5
실시예 1에서 사용된 것과 동일한 조성물이 타입 6061 0.140인치 두께의 알루미늄 12" x 24" 판 표면에 0.008인치 두께로 적용된다. 시료는 프로판 버너로 테스트되는데, 그것은 F.A.R. 25.855 어펜딕스(Appendix) F 파트(Part) Ⅲ의 온도와 열 요구조건을 초과한다. 알루미늄은 15분을 초과하는 동안 휘거나 변색되거나 타지 않는데, 이것은 F.A.R 표준의 요구조건을 많이 초과하는 것이다. The same composition as used in Example 1 is applied 0.008 inches thick to a type 6061 0.140 inch thick aluminum 12 "x 24" plate surface. Samples are tested with propane burners, which are F.A.R. 25.855 Appendix F The temperature and heat requirements of Part III are exceeded. Aluminum does not bend, discolor, or burn for more than 15 minutes, which exceeds the requirements of the F.A.R standard.
실시예 6Example 6
실시예 1에서 사용된 것과 동일한 조성물이 다양한 지름과 외피 재질을 가지는 5개 의 전형적인 통신 케이블의 외피를 코팅하기 위해 사용된다. 케이블의 지름은 0.5 ~ 2인치이다. 외피 재질은 통신 케이블에 사용되는 다양한 표준 재질들이다. 코팅은 2번 하고 두께는 약 0.010인치이다. 케이블은 IEEE 383의 요구조건에 유사하게 오븐 컨피규레이션(oven configuration)에서 시험된다. 작은 지름의 케이블의 외부 케이블 온도는 90분 후에 200℉를 초과하지 않는다. 큰 지름의 케이블의 온도는 90분 후에 125℉를 초과하지 않는다. The same composition as used in Example 1 is used to coat the sheaths of five typical communication cables having various diameters and sheath materials. Cable diameters range from 0.5 to 2 inches. Sheath materials are various standard materials used in communication cables. The coating is twice and about 0.010 inches thick. The cable is tested in an oven configuration similar to the requirements of IEEE 383. The external cable temperature for small diameter cables does not exceed 200 ° F after 90 minutes. The temperature of large diameter cables does not exceed 125 ° F after 90 minutes.
실시예 7Example 7
실시예 1에서 사용된 것과 동일한 조성물이 플라스틱 자동차 가스 탱크의 일부분에 적용된다. 그 시료는 약 6" x 6" 크기이고 0.010인치 두께로 코팅된다. 시료는 7분 동안 1600℉ 온도에서 2000 BTU/hour 토치에 노출된다. 최대 뒷면 온도는 5분 후에 300℉보다 낮고, 7분 후 420℉보다 낮다. The same composition as used in Example 1 is applied to a portion of the plastic vehicle gas tank. The sample is about 6 "x 6" in size and coated 0.010 inches thick. The sample is exposed to a 2000 BTU / hour torch at 1600 ° F. for 7 minutes. The maximum backside temperature is lower than 300 ° F. after 5 minutes and lower than 420 ° F. after 7 minutes.
실시예 8Example 8
실시예 4에서 사용된 것과 동일한 조성물이 차가운 감겨진 강철(cold rolled steel)의 6 x 6 x 1/8 인치 부분에 0.018인치 두께로 코팅된다. 강철판의 뒷면이 단열된다. 앞면이 5분 동안 2100℉ 온도에서 2000 BTU/hour 토치에 노출된다. 강철판의 뒷면 온도는 5분 후에 450℉보다 낮다. The same composition as used in Example 4 is coated 0.018 inches thick on a 6 x 6 x 1/8 inch portion of cold rolled steel. The back of the steel sheet is insulated. The front face is exposed to a 2000 BTU / hour torch at 2100 ° F for 5 minutes. The back temperature of the steel sheet is lower than 450 ° F. after 5 minutes.
실시예 9Example 9
실시예 1에서 사용된 것과 동일한 조성물이 15/8인치의 두께, 34 lbs/cu.ft의 밀도의 파티클보드로 만들어진 도어 코어(door core)의 일면에 적용된다. 코팅 두께는 0.008인치이다. 코팅된 도어 코어는 ASTM E152의 요구조건에 유사한 오븐에서 시험 된다. 60분 후에 도어 코어의 뒷면 온도가 문의 어디에서도 210℉를 넘지 않는다. The same composition as used in Example 1 is applied to one side of a door core made of particleboard 15/8 inch thick, density 34 lbs / cu.ft. The coating thickness is 0.008 inches. Coated door cores are tested in an oven similar to the requirements of ASTM E152. After 60 minutes, the temperature of the backside of the door core does not exceed 210 ° F anywhere in the door.
실시예 10Example 10
실시예 1에서 사용된 것과 동일한 조성물이 미국 석고로 만들어진 오라톤(Auratone) 천장 타일의 일면에 적용된다. 코팅 두께는 0.002인치이다. 천장 타일이 풀 스케일 룸 퍼니스(full scale room furnace)에서 실링 그리드 어셈블리 (ceiling grid assembly)에 설치되고, FC 708의 요구조건에 따라 시험된다. 실링 그리드는 125분 동안 열전도 장애(thermal transmission failure)에 도달하지 않았다. 천장 타일은 180분이 지나서도 상기 어셈블리로부터 떨어지지 않았다. The same composition as used in Example 1 is applied to one side of an Auratone ceiling tile made of American plaster. The coating thickness is 0.002 inches. Ceiling tiles are installed in a sealing grid assembly in a full scale room furnace and tested according to the requirements of FC 708. The sealing grid did not reach thermal transmission failure for 125 minutes. The ceiling tile did not fall from the assembly after 180 minutes.
본 발명의 응용과 용도Applications and Uses of the Invention
본 발명의 발포성 난연코팅물질은 열, 냉기, 습도, 및 부식이, 코팅되는 구조, 물체, 또는 제품의 난연 표준에 중요한 인자로 작용하는 가혹한 기후적, 환경적 조건에서 콜타르와 같은 상부 코팅물질(top coat)과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 가혹한 기후적, 환경적 응용은 북대서양에 위치한 유정굴착장치들일 것이다. 이 장치들은 강철로 만들어졌고 차가운 염수, 화학적 부식, 및 온도변화에 영향을 받는다. 본 발명의 코팅물질이 강철심(steel foundation)과 강철 장치 구조 (steel plant structure)에 스프레이되거나 칠해지고, 다음에 콜타르와 같은 보호용 상부 코팅물질이 적용된다. 본 발명의 코팅물질은 유정굴착장치들을 바다에 위치시키기 전에 강철과 결합되고, 사용시 이 장치들의 강철 구조로부터 벗겨지지 않을 것이다. 이로부터 오일 폭발이나 화재시 이 오일 장치들이 화재로부터 덜 손상을 받게 된다. The foamable flame retardant coating material of the present invention is characterized in that the top coating material such as coal tar is subjected to severe climatic and environmental conditions in which heat, cold, humidity, and corrosion act as important factors for the flame retardant standard of the structure, object, or product being coated. top coat). For example, the harsh climatic and environmental applications of the present invention would be oil rigs located in the North Atlantic. These devices are made of steel and are subject to cold brine, chemical corrosion, and temperature changes. The coating material of the present invention is sprayed or painted onto a steel foundation and steel plant structure, followed by a protective top coating such as coal tar. The coating material of the present invention is combined with steel prior to placing the oil rigs at sea and will not peel off from the steel structure of these devices in use. This results in less damage from these fires in the event of an oil explosion or fire.
다른 더 전형적인 응용은 건설용 나무, 나무 부산물, 복합 보드, 파티클 보드, 합판 등의 코팅일 것이다. 코팅물질이 외부 벽널, 내부 구조, 지붕, 차고, 천장, 통과 장애물(penetration barriers), PVC 외피 등에 적용될 수 있다. 코팅물질은 또한 집, 호텔 및 숙박시설에 응용될 수 있는데, 벽지, 천장 타일, 부엌 캐비넷, 부엌 후드, 카펫 백킹(carpet backing), 방 벽, 문, 파일 캐비넷, 금고, PVC 외피, 벽 울타리(wall barriers) 등에 적용될 수 있다. Another more typical application would be the coating of construction wood, wood by-products, composite boards, particle boards, plywood, and the like. Coating materials may be applied to exterior wallboards, internal structures, roofs, garages, ceilings, penetration barriers, PVC sheaths, and the like. Coating materials can also be applied to homes, hotels and lodgings, including wallpaper, ceiling tiles, kitchen cabinets, kitchen hoods, carpet backing, barriers, doors, filing cabinets, safes, PVC sheaths, wall fences ( wall barriers).
전형적인 응용의 다른 예는 상업빌딩, 고층오피스빌딩, 고층아파트, 다리, 터널 등의 건설을 위한 구조 강철, 기둥, 빔(beams), 강철 데킹(decking), 바 조이스트 (bar joists), 헝 실링(hung ceilings)의 코팅일 것이다. Other examples of typical applications include structural steel, columns, beams, steel decking, bar joists, hung sealing for the construction of commercial buildings, high-rise office buildings, high-rise apartments, bridges, tunnels, etc. hung ceilings).
응용의 다른 예는 난연코팅물질이 자동차, 버스, 트럭, 화물선, 및 비행기에서 사용되는 수송분야일 것이다. 거기에서 차대(車臺, vehicular undercarriages), 배기 시스템, 가스 탱크, 방화벽, 엔진부, 촉매 변환기, 본네트, 정기화물선 패치 (patches), 공항 로딩브리지 등이 코팅된다. Another example of application would be in the field of transportation where flame retardant coating materials are used in automobiles, buses, trucks, cargo ships, and airplanes. There are coated vehicular undercarriages, exhaust systems, gas tanks, firewalls, engine parts, catalytic converters, bonnets, cargo ship patches, airport loading bridges and the like.
응용의 다른 예는 코팅물질이 방화벽, 방파제, 캐비넷 통과 장애물(cabinet penetration barriers), 케이블, 도관, 화물 영역, 및 근해 유정 굴착 플랫폼에 사용되는 해양산업분야일 것이다. Another example of application would be in the offshore industry where coating materials are used in firewalls, breakwaters, cabinet penetration barriers, cables, conduits, cargo areas, and offshore oil well drilling platforms.
응용의 다른 예는 코팅물질이 케이블 외피와 코팅, 도관 외피, 통신탑, 불 통과 장벽(fire penetration barriers), 방취판(seals), 파이프라인 외피, 저장탱크, 반응기, 오븐, 증류탑(distillation columns), 노(爐) 등에 사용되는 원거리통신, 유틸리티(utilities), 석유, 및 화학산업분야일 것이다. Other examples of applications include coatings with cable sheaths and coatings, conduit sheaths, telecommunication towers, fire penetration barriers, seals, pipeline sheaths, storage tanks, reactors, ovens, distillation columns, It may be in the telecommunications, utilities, petroleum, and chemical industries used in furnaces and the like.
본 발명의 장점Advantage of the present invention
따라서, 본 발명의 장점은 본 발명이 코팅된 원래 재료의 기계적 물성의 저하를 줄임과 동시에, 가혹한 환경조건하에서 오랜시간동안, 연속적으로 유지된 2500℉와 같은 온도에서 효과적인 발포성 난연코팅조성물을 제공한다는 것이다. It is therefore an advantage of the present invention that the present invention provides a foamable flame retardant coating composition that is effective at temperatures such as 2500 ° F. continuously maintained for a long time under severe environmental conditions, while reducing the mechanical properties of the original material coated. will be.
본 발명의 다른 장점은 본 발명이 낮은 열전도율을 제공하는 얇은 발포성 난연코팅을 제공한다는 것이다. Another advantage of the present invention is that the present invention provides a thin foamed flame retardant coating that provides low thermal conductivity.
본 발명의 다른 장점은 본 발명이 화재나 폭발시 연소 시간을 줄이고 섬락(閃絡, flashover)의 도래를 지체시키기 위해서, 한정된 지역에서, 이용가능한 산소(O2)를 감소시키는 발포성 난연코팅조성물을 제공한다는 것이다. Another advantage of the present invention is that the present invention provides a foamed flame retardant coating composition that reduces oxygen (O 2 ) available in limited areas in order to reduce combustion time during fire or explosion and to delay flashover. Is to provide.
본 발명의 다른 장점은 본 발명이 불에 장시간 노출시 화염확산이 없을 것(zero flame spread)이 요구되는 다양한 저밀도 나무와 나무 복합체 생산품에 대한 발포성 난연코팅조성물을 제공한다는 것이다. Another advantage of the present invention is that the present invention provides a foamed flame retardant coating composition for various low density wood and wood composite products that require zero flame spread upon prolonged exposure to fire.
본 발명의 다른 장점은 본 발명이 화재시 거주자에게 유해한 증기를 발산하지 않는 발포성 난연코팅조성물을 제공한다는 것이다. Another advantage of the present invention is that the present invention provides a foamed flame retardant coating composition that does not emit harmful vapors to the occupants in the event of fire.
본 발명의 다른 장점은 본 발명이 많은 표면에의 접착력, 내마모성 및 내충격성이 개량된 발포성 난연코팅조성물을 제공한다는 것이다. Another advantage of the present invention is that the present invention provides a foamed flame retardant coating composition with improved adhesion, abrasion resistance and impact resistance to many surfaces.
본 발명의 다른 장점은 본 발명이 방수성이 있고 코팅물질의 흡습성을 감소시키는 발포성 난연코팅조성물을 제공한다는 것이다. Another advantage of the present invention is that the present invention provides a foamed flame retardant coating composition that is waterproof and reduces the hygroscopicity of the coating material.
본 발명의 다른 장점은 본 발명이 코팅물질내에서 흡습성을 감소시켜 주어진 기질 상의 코팅물질이 개량되고 더 긴 수명을 가지며 화재시 더 좋은 성능을 발휘하는 발포성 난연코팅조성물을 제공한다는 것이다. Another advantage of the present invention is that the present invention provides a foamed flame retardant coating composition that reduces the hygroscopicity in a coating material such that the coating material on a given substrate can be improved and has a longer life and better performance in fire.
본 발명의 다른 장점은 본 발명이 철, 강철, 스테인레스강, 알루미늄, 및 비철금속, 나무, 합판, 판지, 파티클보드(particle board), 플라스틱, PVC, 열가소성 물질, 에폭사이드, 네오프렌(neoprene), 고무 등과 같은 다양한 기질에 대해서 적합한 발포성 난연코팅조성물을 제공한다는 것이다. Another advantage of the present invention is that the present invention provides iron, steel, stainless steel, aluminum, and nonferrous metals, wood, plywood, cardboard, particle board, plastic, PVC, thermoplastics, epoxides, neoprene, rubber It is to provide a foamable flame retardant coating composition suitable for a variety of substrates, such as.
본 발명의 다른 장점은 본 발명이 건설, 수송, 원거리통신, 유틸리티(utilities), 해양, 화학, 석유, 제조, 및 군사적 응용과 같은 많은 산업에서 사용할 수 있는 발포성 난연코팅조성물을 제공한다는 것이다. Another advantage of the present invention is that the present invention provides a foamable flame retardant coating composition that can be used in many industries such as construction, transportation, telecommunications, utilities, marine, chemical, petroleum, manufacturing, and military applications.
본 발명의 다른 장점은 본 발명이 기질에 코팅할 때 화학약품, 부식성 증기, 물, 및 염수로 인한 부식을 방지할 수 있고; 또한 코팅물질이 기질로부터 벗겨지지 않고 물리적 충격, 고압, 및/또는 기계적 진동에 견딜 수 있는 발포성 난연코팅조성물을 제공한다는 것이다. Another advantage of the present invention is that the present invention can prevent corrosion due to chemicals, corrosive vapors, water, and brine when coating on a substrate; It is also to provide a foamable flame retardant coating composition that can withstand physical shock, high pressure, and / or mechanical vibrations without the coating material peeling off the substrate.
본 발명의 다른 장점은 본 발명이 발포성 기본 물질, 화염확산 감소제, 산소 감소제, 열전도 감소제, 내화섬유, 안정제, 휘발성 유기물질 감소 성분, 물리적 충격에 대한 저항과 기질에의 접착을 위한 기계적 증진제 성분, 방수제 및 탄성제의 신규한 조합을 포함하는 발포성 난연코팅조성물을 제공한다는 것이다. Another advantage of the present invention is that the present invention provides a foam base material, a flame spreading agent, an oxygen reducing agent, a thermal conductivity reducing agent, a refractory fiber, a stabilizer, a volatile organic substance reducing component, a resistance to physical impact and a mechanical property for adhesion to a substrate. It is to provide a foamable flame retardant coating composition comprising a novel combination of enhancer components, waterproofing agents and elastomeric agents.
본 발명의 다른 장점은 본 발명이 기질 내구성을 위해서, 그리고 머드 크래킹(mud cracking)이 없거나 거의 없는 기질에 발포성 필름을 더 두껍게 코팅하기 위해서 허용되는 탄성제를 포함하는 발포성 난연코팅조성물을 제공한다는 것이다. Another advantage of the present invention is that the present invention provides a foamed flame retardant coating composition comprising an elastomer that is acceptable for substrate durability and to coat the foam film thicker on substrates with little or no mud cracking. .
본 발명의 다른 장점은 본 발명이 전술한 새로운 첨가제들을 포함하면서도 주요한 발포성 기본 물질의 전체 열적 성능에 영향을 주거나 그 성능을 떨어뜨리지 않는 발포성 난연코팅조성물을 제공한다는 것이다. Another advantage of the present invention is that the present invention provides a foamed flame retardant coating composition that includes the new additives described above but does not affect or degrade the overall thermal performance of the main foamable base material.
본 발명의 다른 장점은 본 발명이 자동화되고 경제적인 방식으로 쉽게 적용되고 대량생산될 수 있으며, 사용자에 의한 다양한 응용에 있어서 비용상 효율적인 발포성 난연코팅조성물을 제공한다는 것이다. Another advantage of the present invention is that the present invention can be easily applied and mass produced in an automated and economical manner and provides a cost effective foamable flame retardant coating composition for various applications by the user.
전술한 개시에 대해서 일정 범위의 수정, 변화, 및 치환이 가능하며, 어떤 경우에는 본 발명의 특징 중 일부만이 사용될 수도 있다. 따라서, 첨부된 청구항들이 넓게 또한 본 발명의 사상과 범위에 부합되게 해석되어야 한다. A range of modifications, variations, and substitutions are possible with respect to the foregoing disclosure, and in some cases only some of the features of the invention may be used. Accordingly, the appended claims should be construed broadly and in accordance with the spirit and scope of the invention.
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