KR101644896B1

KR101644896B1 - 팽창성 조성물

Info

Publication number: KR101644896B1
Application number: KR1020117012564A
Authority: KR
Inventors: 로빈 존 웨이드
Original assignee: 아크조노벨코팅스인터내셔널비.브이.
Priority date: 2008-11-11
Filing date: 2009-11-06
Publication date: 2016-08-02
Also published as: JP5525539B2; EP2346953A1; TWI496854B; KR20110095280A; RU2011122488A; CN102209762A; CA2742690C; MY160132A; AU2009315777B2; TW201024384A; AU2009315777A1; CA2742690A1; IL212546A; RU2524600C2; EP2346953B1; BRPI0916067A2; SA109300661B1; MA32930B1; US20110311830A1; IL212546A0

Abstract

A) (i) 폴리실록산 사슬 또는 상기 사슬용 전구체를 포함하는 수지, (ii) 선택적으로 유기 수지, 및 (ⅲ) 에폭시, 아민, 메르캅탄, 카르복시산, 아크릴로일, 이소시아네이트, 알콕시실릴, 및 무수물기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 한 형태의 작용기(상기 작용기는 폴리실록산 사슬 또는 상기 사슬의 전구체를 포함하는 상기 수지, 및/또는 유기 수지 상의 펜던트기 및/또는 말단기로서 존재하는데, 단 바인더가 상기 작용기의 유일한 형태로서 알콕시실릴기를 함유할 경우, 이들 알콕시실릴기는 유기 수지 상에 존재함)를 포함하는 바인더, B) 상기 작용기들과 반응할 수 있거나, 상기 작용기들간의 반응에 촉매작용을 할 수 있는 화합물, 및 C) 스퍼미픽 및 숯 형성 부가물을 포함하는 팽창성 조성물.

Description

팽창성 조성물 {INTUMESCENT COMPOSITION}

본 발명은 팽창성 조성물, 구조물용 그의 용도 및 상기 조성물로 코팅된 기판에 관한 것이다.

강철과 같은 많은 물질들은 화재시에 급속히 강도를 상실하여 파손된다. 화재의 결과로서 "고층화" 오피스 블록, 오일 및 가스 설비 또는 다른 인프라스트럭처의 구조적 붕괴, 공정 용기나 배관의 파열은 그러한 사고의 단계적 확대, 성질의 손상 및 심지어 생명의 손실 측면에서 대재앙이 될 수 있다.

화재의 효과를 지연시키기 위해 많은 구조물에 대해 팽창성 코팅이 사용된다. 그러한 코팅은 그것이 도포되어 있는 기판의 온도 상승 속도를 늦춘다. 따라서, 코팅은 화재의 열로 인해 구조물이 파손되기까지의 시간을 연장시킨다. 여분의 시간은 소방관으로 하여금 화재를 진압할 수 있게 하거나, 적어도 구조물이 파괴되기 전에 냉각수의 살포를 가능하게 한다.

팽창성 코팅은 일반적으로 소정 형태의 수지형 바인더, 예를 들면 에폭시 수지 또는 비닐 톨루엔/스티렌 아크릴계 폴리머와 같은 가교결합된 고온 폴리머를 함유한다. 수지형 바인더는 경질 코팅을 형성한다. 에폭시 수지가 바인더에 존재할 경우, 바인더는 또한 탄소의 소스를 제공하며, 이것은 화재시에 숯으로 변환된다.

탄소질 원소들이 숯(이산화탄소나 다른 부산물과는 상반됨)으로 변환되는 것을 증강시키기 위해서 코팅 조성물 중에 부가적 물질, 전형적으로는 인이 보통 포함된다. 또한, 코팅은 화재시 가스를 방출하여 숯이 거품으로 부풀게 만드는 "스퍼미픽(spumific)"이라 불리는 첨가제를 함유한다. 멜라민, 멜라민 피로포스페이트, 및 암모늄 폴리포스페이트가 통상적으로 사용되는 스퍼미픽이다.

이러한 코팅의 효능은, 열의 작용으로 인한, 통상적 절연체로서 기능하는 두껍고 다공성인 숯 발포체(char foam)의 형성과 관련된다. 많은 경우에, 이 숯 발포체는 큰 구조적 강도를 갖고 있지 않아서 마멸이나 침식에 의해 쉽게 파괴된다. 숯 발포체의 구조적 강도를 증가시키기 위해서, 팽창성 코팅 조성물에 섬유나 유리 보강재가 첨가될 수 있다. 무기 및 유기 섬유뿐 아니라 유리 보강재의 사용에 관해서 이미 개시되어 있다. 특허 문헌 EP 0 568 354를 참조할 수 있다.

본 발명의 목적은 섬유를 사용하지 않아도 되는 경질 발포체를 생성하는 팽창성 조성물을 제공하는 것이다. 이 목적은 상기 조성물 중 실리콘-함유 수지를, 바람직하게는 유기 수지와 함께 함유시킴으로써 달성된다.

본 발명은,

A) (i) 폴리실록산 사슬 또는 상기 사슬용 전구체를 포함하는 수지,

(ii) 선택적으로 유기 수지, 및

(ⅲ) 에폭시, 아민, 메르캅탄, 카르복시산, 아크릴로일, 이소시아네이트, 알콕시실릴, 및 무수물기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 한 형태의 작용기: 상기 작용기는 폴리실록산 사슬 또는 상기 사슬의 전구체를 포함하는 상기 수지, 및/또는 유기 수지 상의 펜던트기 및/또는 말단기로서 존재하는데, 단 바인더가 상기 작용기의 유일한 형태로서 알콕시실릴기를 함유할 경우, 이들 알콕시실릴기는 유기 수지 상에 존재함,

를 포함하는 바인더,

B) 작용기들과 반응할 수 있거나, 작용기들간의 반응에 촉매작용을 할 수 있는 화합물, 및

C) 스퍼미픽 및 숯 형성 부가물(adjunct)

을 포함하는 팽창성 조성물에 관한 것이다.

화재시에, 바인더는 열분해되어 실리콘-함유 숯의 절연성 포말층을 형성한다. 이론에 얽매이려는 것은 아니지만, 숯에 실리콘이 존재함으로써 숯의 경도가 증가되고, 또한 보다 높은 잔류 물질에 의해 숯의 효율이 증가되어 절연성이 얻어지는 것으로 생각된다.

또한, 본 발명에 따른 조성물은 팽창성 코팅으로서, 톱코트(topcoat)로서, 그리고 보호 코팅으로서 작용할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 조성물을 적용할 때, 예를 들면 부식으로부터 기판을 보호하기 위한 별도의 보호층이 필요 없을 것이다. 또한, 상기 조성물의 보호성과 양호한 심미적 외관으로 인해, 외관을 향상시키고 및/또는 주위 기후의 영향에 대해 팽창성 층을 보호하기 위한 별도의 톱코트도 필요 없다.

"폴리실록산"이라는 용어는 직쇄형, 분지형, 사다리형(ladder) 및/또는 케이지(cage) 구조를 포함하고, 탄소 또는 헤테로원자 결합을 통해 실리콘 원자에 결합된 유기 사이드 기를 구비한 Si-O 골격을 가진 폴리머로서, 여기서 실리콘 원자의 적어도 일부는 1개, 2개 또는 3개의 산소 원자에 결합되어 있는 폴리머로 정의된다.

실리콘 원자의 적어도 일부는 1개, 2개 또는 3개의 산소 원자에 결합되어 있지만, 실리콘 원자의 전부가 아닌 일부는 4개의 산소 원자에 결합되어 있을 수 있다. 폴리실록산은 바람직하게는, 실리콘 원자에 결합된 알콕시기, 아세톡시기, 에녹시기, 옥심기, 및 아민기와 같은 가수분해 가능한 기도 함유한다.

폴리실록산에 대한 상기 정의에 따르면, 본 발명에 따른 조성물에 존재하는 폴리실록산 사슬을 포함하는 수지는 다음 중 어느 하나이다:

(i) 앞에 정의된 바와 같고, 따라서 Si-O 골격을 가진 폴리실록산, 또는

(ii) 하나 이상의 펜던트 폴리실록산 사슬, 즉 탄소 또는 헤테로원자 결합을 통해 실리콘 원자에 결합된 유기 사이드 기를 구비한 Si-O 골격을 가진 사슬을 구비한 유기 골격을 가진 수지로서, 실리콘 원자의 적어도 일부는 1개, 2개, 또는 3개의 산소 원자에 결합되어 있는 수지. 상기 사슬은 직쇄형, 분지형, 사다리형 및/또는 케이지 구조를 포함한다.

폴리실록산 사슬을 포함하는 수지는, 바람직하게는 200∼약 6,000, 보다 바람직하게는 500∼4,000 범위의 수평균 분자량 Mn을 가질 수 있다.

폴리실록산 사슬용 전구체는 하나 이상의 실리콘 원자를 가진 모노머계 실록산으로 정의되고, 여기서 실리콘 원자 중 적어도 하나는 (i) 1개, 2개, 또는 3개, 즉 4개 미만의 산소 원자 및 (ii) Si-C 결합을 통한 하나 이상의 유기 사이드 기에 결합되어 있고, 상기 전구체는 층을 건조하는 동안 가수분해 및 축합 반응에 의해 중합되어 폴리실록산 사슬을 형성할 수 있다. 상기 전구체가 하나 이상의 실리콘 원자를 함유하는 경우, 전부는 아니지만 몇몇 실리콘 원자에는 4개의 산소 원자가 결합되어 있을 수 있음을 알아야 한다.

알콕시실란기를 제외한, 앞에 제시된 목록으로부터 선택되는 작용기를 함유하지 않는 폴리실록산 전구체의 예는, 비닐트리메톡시실란, 비닐디메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 트리메틸에톡시실란, 이소옥틸트리메톡시실란, 이소옥틸트리메톡시실란, 이소옥틸트리에톡시실란, 헥사데실트리에톡시실란, (옥타데실)메틸디메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, (시클로헥실)메틸디메톡시실란, 및 디시클로펜틸디메톡시실란이다.

알콕시실란기를 제외한, 앞에 제시된 목록으로부터 선택되는 작용기를 함유하는 폴리실록산 전구체의 예는, 비닐트리아세톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필-트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필-메틸디트리메톡시실란, N-시클로헥실-3-아미노프로필-트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, N-시클로헥실아미노메틸메틸디에톡시실란, N-페닐아미노메틸트리메톡시실란, N-시클로헥실아미노메틸트리에톡시실란, N-트리메톡시실릴-메틸-O-메틸-카르바메이트, N-디메톡시(메틸)실릴메틸-O-메틸-카르바메이트, 3-메타크릴옥시-프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리아세톡시실란, 메타크릴옥시메틸-트리메톡시실란, (메타크릴옥시메틸)-메틸디메톡시실란, (메타크릴옥시-메틸)메틸디에톡시실란, 3-이소시아네이토프로필트리메톡시실란, (이소시아네이토-메틸)메틸디메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시-프로필트리에톡시실란, 및 3-(트리에톡시실릴)프로필 숙신산 무수물이다.

폴리실록산 사슬을 포함하는 수지는 앞에 정의된 폴리실록산일 수 있고, 상기 작용기는 유기 측쇄 상에 존재한다. 대안적으로, 상기 수지는 하나 이상의 펜던트 폴리실록산 사슬을 구비한 유기 골격을 가진다. 또 다른 구현예에서, 상기 수지는 알콕시실릴기를 제외한 상기 작용기를 전혀 함유하지 않고, 대신에 상기 작용기를 함유하는 유기 수지와 블렌딩된다. 후자의 구현예의 폴리실록산 사슬용 전구체는 알콕시실란기를 제외한, 상기 목록으로부터 선택되는 작용기를 함유하지 않는 것들이다. 다른 구현예에 있어서, 폴리실록산이 함유하게 되는 작용기에 따라서, 전술한 모든 전구체를 사용할 수 있다.

"유기 수지"라는 용어는 유기물 특성의 수지로서, 헤테로원자를 함유할 수 있지만, 폴리머계 또는 올리고머계 실리콘, 실록산, 또는 실리케이트 구조를 함유하지 않는 수지를 의미한다. 그러나, 유기 수지는 알콕시실릴 작용기를 함유할 수 있다.

본 발명의 네 가지 주된 구현예 A-D를 포함하고, 이하에서 이들 구현예를 설명한다.

주된 구현예 A

이 구현예에서, 폴리실록산 사슬을 포함하는 수지는 전술한 폴리실록산이고, 상기 폴리실록산에 있는 유기 사이드 기는 상기 작용기(들)를 포함하고, 상기 수지는 유기 수지와 예비-반응되었거나 블렌딩된 것이다. 이 조성물은 작용기들과 반응할 수 있거나, 또는 작용기들간의 반응에 촉매작용을 할 수 있는 화합물을 추가로 함유한다. 이 화합물은 추가로 "경화제"라고 지칭된다.

하나 이상의 선택된 형태의 작용기를 함유하는, 이 구현예에서 사용하기에 적합한 폴리실록산의 예는 아래 열거되는 것들이다:

하나 이상의 형태의 작용기가 폴리실록산에 존재할 경우, 경화제는 적어도 2개의 이들 형태의 작용기와 반응할 수 있는 것이 바람직하다. 경화제는 상기 작용기와 반응할 수 있는 폴리실록산일 수 있다.

바람직한 형태의 경화제는, 특히 폴리실록산이 에폭시-작용기를 함유할 때, 아민 경화제이다. 적합한 아민 경화제의 예는 아미노실란, 폴리아미드, 폴리머계 만니히 염기(mannich base), 아민-작용성 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 옥사이드, 및 아민기를 함유하는 폴리실록산이다.

바람직한 형태의 아민 경화제는, 아미노실란이고, 보다 바람직하게는 실리콘에 결합된 2개 이상의 알콕시기를 함유하는 아미노알킬실란이다. 적합한 아미노알킬실란의 예는 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필메틸디메톡시실란, 및 3-아미노프로필메틸디에톡시실란과 같은 1차 아민, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란과 같은 1차 2차 아민, N-메틸- 또는 N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란과 같은 2차 아민, 폴리글리콜에테르-변성 아미노실란, 및 트리아미노-작용성 프로필트리메톡시실란이다. 2개 또는 3개의 실리콘 원자를 가진 유사한 아미노실란을 사용할 수도 있다.

다른 적합한 경화제는 티올-작용성 경화제로서, 예를 들면 펜타에리트리톨 테트라키스(3-메르캅토프로피오네이트), 에테르 결합에 의해 유기 골격에 결합된 티올 기재의 경화제, 메르캅토프로필트리메톡시실란, 메르캅토프로필트리에톡시실란과 같은 티올-작용성 실란, 및 DMP30(트리-[디메틸아미노메틸]페놀)과 같은 염기성 촉매와 함께 사용되는 티올-작용성 실리콘 오일이다.

이 주된 구현예에 따르면, 유기 수지는 폴리실록산 또는 그의 전구체와 블렌딩되거나 예비 반응된다. 본 발명의 조성물에 사용하기에 적합한 유기 수지는 에폭시-작용성 수지, (메트)아크릴레이트 수지, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 알키드, 탄화수소 수지, 클로로파라핀, 알콕시실릴-작용성 유기 수지, 및 포스페이트화 가소제이다.

적합한 에폭시-작용성 수지로는, (i) 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,4-부틸렌글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,2,6-헥산트리올, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 비스페놀-A(아세톤과 페놀의 축합 생성물), 비스페놀-F(페놀과 포름알데히드의 축합 생성물), 수소첨가 비스페놀-A, 또는 수소첨가 비스페놀-F와 같은 다가 알코올로부터 유도된 폴리글리시딜 에테르, (ii) 에피클로로히드린과 같은 에폭시 화합물과 옥살산, 숙신산, 글루타르산, 테레프탈산, 2,6-나프탈렌 디카르복시산, 또는 다이머화 리놀레산과 같은 지방족 또는 방향족 폴리카르복시산의 반응에 의해 형성된 폴리카르복시산의 폴리글리시딜 에테르, (ⅲ) 에폭시 지환족 에테르 및 에스테르와 같은 에폭시화 올레핀형으로 불포화된 지환족 물질, (iv) 옥시알킬렌기를 함유하는 에폭시 수지, (v) 에피할로히드린(예; 에피클로로히드린)을 알데히드와 1가 또는 다가 페놀(예; 페놀포름알데히드 축합물)의 축합 생성물과 반응시킴으로써 제조된 에폭시 노볼락 수지, 및 (vi) 이것들의 혼합물이 포함된다. 에폭시-작용성 수지는 바람직하게는 100∼5,000g/eq, 보다 바람직하게는 180∼1,000g/eq 범위의 에폭시 당량을 가진다.

적합한 (메트)아크릴레이트 수지는 말단 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기를 가진 수지를 포함한다. 적합한 (메트)아크릴레이트-작용성 수지의 예는 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 수지로부터 유도된 아크릴레이트 에스테르, 폴리에테르 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 멜라민 수지 아크릴레이트, 폴리아미드 아크릴레이트, 펜던트 아크릴기를 가진 아크릴계 폴리머, 및 실리콘 아크릴레이트이다.

유기 수지와 폴리실록산은 이 주된 구현예에 따른 조성물 중에 블렌드로서 존재할 수도 있고, 또는 예비 반응된 것일 수도 있다. 블렌드로서 사용될 경우, 유기 수지와 폴리실록산은 바람직하게는 1:10 내지 10:1의 중량비, 보다 바람직하게는 1:5 내지 5:1의 중량비로 블렌딩된다. 폴리실록산 또는 그의 전구체는 다양한 방식으로 유기 수지와 예비 반응될 수 있는데, 그 예로는 (i) 탈알코올 축합, (ii) 폴리실록산(전구체) 상에 존재하는 작용기의 일부와 유기 수지에 있는 적절한 반응기의 반응, 또는 (ⅲ) 하이드로실릴화를 들 수 있다. 탈알코올 반응은 유기 수지와 폴리실록산(전구체)의 혼합물을 촉매의 존재 하에서 가열함으로써 실행될 수 있다. 그 반응 온도는 바람직하게는 50∼130℃, 보다 바람직하게는 70∼110℃ 범위이다. 상기 반응은 폴리실록산(전구체)의 중축합 반응을 방지하기 위해서 실질적으로 무수 조건 하에서 약 1시간 내지 약 15시간 동안 수행되는 것이 바람직하다. 적합한 촉매의 예는 유기 염기(예; 아민), 산(산 인산염), 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 바륨, 스트론튬, 아연, 알루미늄, 티타늄, 코발트, 게르마늄, 주석, 납, 안티몬, 비소, 세륨, 붕소, 카드뮴, 및 망간과 같은 금속의 산화물, 그것들의 유기산 염, 할로겐화물, 또는 알콕사이드이다.

주된 구현예 B

이 구현예에서, 폴리실록산 사슬을 포함하는 수지는 전술한 바와 같은 폴리실록산이며, 폴리실록산에 있는 유기 사이드 기는 상기 작용기(들)를 포함한다. 이 구현예에 따른 조성물은 상기 작용기용 경화제를 추가로 함유한다.

이 주된 구현예에 따른 조성물 중의 경화제는 바람직하게, (i) 폴리실록산 및 (ii) 유기 수지로부터 선택된다. 경화제는 폴리실록산 사슬을 포함하는 수지에 존재하는 형태의 작용기 중 하나 이상과 반응할 수 있는 작용기를 함유해야 한다. 상기 수지에 1개보다 많은 형태의 작용기가 존재할 경우, 경화제는 2개 이상의 이러한 형태의 작용기와 반응할 수 있다.

이 구현예에 따르면, 폴리실록산 사슬을 포함하는 수지와, 경화제는 모두 폴리실록산일 수 있다. 주된 구현예 A에서 적합한 폴리실록산으로서 언급된 수지는 이 주된 구현예 B에서도 바인더 수지와 경화제로서 모두 적합하다. 그러나, 바인더 수지와 경화제 상에 존재하는 작용기는 반드시 상보적(complementary), 즉 서로 반응할 수 있어야 한다.

이 구현예에 따른 조성물에서 경화제로서 적합하게 사용될 수 있는 유기 수지는 에폭시-작용성 수지, (메트)아크릴레이트 수지, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 알키드, 탄화수소 수지, 클로로파라핀, 및 포스페이트화 가소제이다.

주된 구현예 C

이 구현예에서, 폴리실록산 사슬을 포함하는 수지는 하나 이상의 펜던트 폴리실록산 사슬을 구비한 유기 골격을 가지며; 상기 작용기(들)는 유기 골격 상에, 또는 폴리실록산 사슬(들) 상에 펜던트기 또는 말단기(들)로서 존재한다. 이 조성물은 상기 작용기(들)를 위한 경화제를 추가로 함유한다.

이 구현예의 폴리실록산 사슬을 포함하는 수지는 유기 수지 - 예를 들면 에폭시-작용성 수지 또는 (메트)아크릴레이트 수지 - 와 폴리실록산 또는 그의 전구체의 반응 생성물이다.

적합한 에폭시-작용성 유기 수지로는, (i) 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,4-부틸렌글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,2,6-헥산트리올, 글리세롤, 트리메틸올프로판, 비스페놀-A(아세톤과 페놀의 축합 생성물), 비스페놀-F(페놀과 포름알데히드의 축합 생성물), 수소첨가 비스페놀-A, 또는 수소첨가 비스페놀-F와 같은 다가 알코올로부터 유도된 폴리글리시딜 에테르, (ii) 에피클로로히드린과 같은 에폭시 화합물과 옥살산, 숙신산, 글루타르산, 테레프탈산, 2,6-나프탈렌 디카르복시산, 또는 다이머화 리놀레산과 같은 지방족 또는 방향족 폴리카르복시산의 반응에 의해 형성된 폴리카르복시산의 폴리글리시딜 에테르, (ⅲ) 에폭시 지환족 에테르 및 에스테르와 같은 에폭시화 올레핀형으로 불포화된 지환족 물질, (iv) 옥시알킬렌기를 함유하는 에폭시 수지, (v) 에피할로히드린(예; 에피클로로히드린)을 알데히드와 1가 또는 다가 페놀(예; 페놀포름알데히드 축합물)의 축합 생성물과 반응시킴으로써 제조된 에폭시 노볼락 수지, 및 (vi) 이것들의 혼합물이 포함된다. 에폭시-작용성 유기 수지는 바람직하게는 100∼5,000g/eq, 보다 바람직하게는 180∼1,000g/eq 범위의 에폭시 당량을 가진다.

적합한 (메트)아크릴레이트 수지는 말단 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기를 가진 수지를 포함한다. 적합한 (메트)아크릴레이트 수지의 예는 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 수지로부터 유도된 아크릴레이트 에스테르, 폴리에테르 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 멜라민 수지 아크릴레이트, 폴리아미드 아크릴레이트, 펜던트 아크릴기를 가진 아크릴계 폴리머, 및 실리콘 아크릴레이트이다.

이 구현예에 따른 조성물은 또한 경화제를 함유한다. 경화제는 폴리실록산 사슬을 포함하는 수지에 존재하는 형태의 작용기 중 하나 이상과 반응할 수 있는 작용기를 함유해야 한다. 상기 수지에 1개보다 많은 형태의 작용기가 존재할 경우, 경화제는 2개 이상의 이러한 형태의 작용기와 반응할 수 있는 것이 바람직하다. 경화제는 상기 작용기들과 반응할 수 있는 폴리실록산일 수 있다.

바람직한 형태의 경화제는, 특히 바인더 수지가 에폭시-작용기를 함유할 때 아민 경화제이다. 적합한 아민 경화제의 예는 아미노실란, 폴리아미드, 폴리머계 만니히 염기, 아민-작용성 폴리프로필렌 옥사이드/폴리에틸렌 옥사이드, 및 아민기를 함유하는 폴리실록산이다.

바람직한 형태의 아민 경화제는, 아미노실란이고, 보다 바람직하게는 실리콘에 결합된 2개 이상의 알콕시기를 함유하는 아미노알킬실란이다. 적합한 아미노알킬실란의 예는 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필메틸디메톡시실란, 및 3-아미노프로필메틸디에톡시실란과 같은 1차 아민, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란과 같은 1차 아민, N-메틸- 또는 N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란과 같은 2차 아민, 폴리글리콜에테르-변성 아미노실란, 및 트리아미노-작용성 프로필트리메톡시실란이다. 2개 또는 3개의 실리콘 원자를 가진 유사한 아미노실란을 사용할 수도 있다.

추가의 유기 수지는 폴리실록산 사슬 또는 그의 전구체를 포함하는 수지와 블렌딩될 수 있다.

주된 구현예 D

이 주된 구현예에 따르면, 알콕시실릴기와는 별도로, 작용기(들)는 폴리실록산 사슬 또는 그의 전구체를 포함하는 수지 상에 존재하지 않는다. 대신에, 바인더가 유기 수지를 추가로 포함하고, 작용기(들)는 상기 유기 수지 상에 존재한다. 이 조성물은 상기 작용기(들)를 위한 경화제를 추가로 함유한다.

상기 구현예에서, 폴리실록산 사슬을 포함하는 수지는 바람직하게는 폴리실록산이다.

이 주된 구현예에 사용될 수 있는 적합한 폴리실록산의 예는, 400보다 많은 분자량을 가진 액상의 메톡시-, 에톡시-, 및 실라놀-작용성 폴리실록산이며, 그 예로는 DC 3037 및 DC 3074(모두 Dow Corning사 제품), 또는 SY 231, SY 550, 및 MSE 100(Wacker사 제품)을 들 수 있다.

이 주된 구현예에 따른 조성물의 바인더 중에 존재하는 유기 수지는, 에폭시, 아민, 메르캅탄, 카르복시산, 아크릴로일, 이소시아네이트, 알콕시실릴, 또는 무수물 기로부터 선택되는 하나 이상의 작용기를 함유한다. 바람직하게는, 유기 수지는 에폭시-작용성 수지 또는 (메트)아크릴레이트 수지이다.

또한, 상기 조성물은 하나 이상의 추가적 유기 수지를 함유할 수 있고, 추가적 수지는 작용기를 함유할 수도, 함유하지 않을 수도 있다.

이 구현예에 따른 조성물은 또한 경화제를 함유한다. 경화제는 유기 수지 상에 존재하는 형태의 작용기 중 하나 이상과 반응할 수 있는 작용기를 함유해야 한다. 상기 수지에 1개보다 많은 형태의 작용기가 존재할 경우, 경화제는 2개 이상의 이러한 형태의 작용기와 반응할 수 있는 것이 바람직하다.

바람직한 형태의 경화제는, 특히 바인더 수지가 에폭시-작용기를 함유할 때 아민 경화제이다. 적합한 아민 경화제의 예는 아미노실란, 폴리아미드, 폴리머계 만니히 염기, 아민-작용성 폴리프로필렌 옥사이드/폴리에틸렌 옥사이드이다.

모든 구현예에 공통적인 특징

본 발명의 모든 구현예에 따른 조성물은 하나 이상의 팽창성 성분을 함유한다. 필수적 팽창성 성분 중 하나는 스퍼미픽이다. 스퍼미픽은 화재의 열 중에서 분해될 때 팽창 가스를 제공한다. 스퍼미픽이 수지상 바인더가 소프트한 상태에 있는 온도이되 숯이 형성되는 온도보다는 낮은 온도에서 가스를 방출하는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 형성되는 숯은 팽창되어 더 양호한 절연체가 된다. 멜라민, 멜라민 포름알데히드, 메틸올화 멜라민, 헥사메톡시메틸멜라민, 멜라민 모노포스페이트, 멜라민 비포스페이트, 멜라민 폴리포스페이트, 멜라민 피로포스페이트, 우레아, 디메틸우레아, 디시안디아미드, 구아닐우레아 포스페이트, 글리신, 또는 아민 포스페이트와 같은 스퍼미픽을 사용할 수 있다. 전술한 물질들은 열에 노출될 때 질소 가스를 방출한다. 열에 노출되면 이산화탄소 또는 수증기를 방출하는 화합물을 사용할 수도 있다. 가열되었을 때 분해됨에 따라 물을 발생하는 스퍼미픽은 붕산 및 붕산 유도체와 같은 화합물이다. 팽창성 흑연도 이러한 시스템용 스퍼미픽으로서 사용될 수 있다.

스퍼미픽은 본 발명에 따른 조성물 중에, 상기 조성물의 총중량 기준으로, 바람직하게는 1∼20중량%, 보다 바람직하게는 1∼10중량%, 가장 바람직하게는 3∼7중량%의 양으로 존재한다.

본 발명의 모든 구현예에 따른 조성물은 팽창성 성분으로서 숯-형성 부가물을 추가로 포함한다. 그러나 스퍼미픽 자체가 이미 숯-형성 부가물로서 작용하는 경우(예; 암모늄 폴리포스페이트), 추가의 숯-형성 부가물은 필요하지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명의 성분 C)는 단일 성분일 수 있다. 그러므로 이 경우에, 본 발명은 상대적으로 적은 성분들로 달성될 수 있다. 바람직하게는, 단일 성분은 암모늄 폴리포스페이트이다.

숯-형성 부가물은 조성물이 화재에 노출되어 있을 때, 숯의 형성을 촉진시킨다. 루이스산이 이 기능을 실행하는 것으로 생각된다. 암모늄 포스페이트, 포스포네이토실란, 보다 바람직하게는 암모늄 폴리포스페이트, 또는 인산과 같은 인 화합물이 사용된다. 인 함유 화합물에 부가하여 다른 숯-형성 부가물을 사용할 수도 있다. 암모늄 폴리포스페이트는 선택적으로 트리스-(2-하이드록시에틸) 이소시아누레이트(THEIC)와 함께 사용될 수 있다. THEIC가 사용될 경우, THEIC:암모늄 포스페이트의 비는 바람직하게는 10:1 내지 1:10, 보다 바람직하게는 3:1 내지 1:3이다.

숯-형성 부가물은 본 발명에 따른 조성물 중에, 상기 조성물의 총중량 기준으로, 바람직하게는 5∼30중량%, 보다 바람직하게는 10∼25중량%, 가장 바람직하게는 1∼20중량%의 양으로 존재한다.

본 발명의 구현예에 따른 조성물 중에 존재할 수 있는 추가적 팽창성 성분은 탄소의 부가적 소스, 즉 선택적 유기 수지에 부가적인 것이다. 적합한 부가적 탄소 소스의 예는, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 폴리비닐 알코올, 전분, 셀룰로스 분말, 탄화수소 수지, 클로로파라핀, 및 포스페이트화 가소제이다. 클로로파라핀 이외의 난연제도 상기 조제물에 사용될 수 있다(예; 붕산아연).

본 발명의 모든 구현예에 따른 조성물은 바람직하게는 10∼80중량%, 보다 바람직하게는 15∼65중량%, 가장 바람직하게는 25∼45중량%의 바인더를 함유한다.

작용기와 반응할 수 있거나 반응기들간의 반응에 촉매작용을 할 수 있는 화합물(즉, 경화제)은 조성물 중에 바람직하게는 1∼20중량%, 보다 바람직하게는 5∼15중량%, 가장 바람직하게는 7∼12중량%의 양으로 존재한다.

상기 조성물은 바람직하게는 1∼70중량%, 보다 바람직하게는 1∼60중량%, 가장 바람직하게는 5∼50중량%의 팽창성 성분을 함유한다. 모든 퍼센트는 전체 조성물의 중량을 기준으로 한다.

본 발명의 모든 구현예에 따른 조성물은 또한, Si-OR 축합용 촉매로서 작용하는 화합물을 함유할 수 있다. 일반적으로, 상기 조성물은 주위 온도 및 습도 조건 하에서 그러한 촉매 없이도 2∼20시간 내에 점착성이 없는 물질로 경화될 수 있지만, 보다 빠른 경화를 위해서는 촉매가 바람직할 수 있다.

Si-OR 축합용 촉매의 예는 알콕시티타늄 화합물로서, 티타늄 비스(아세틸아세토네이트) 디알콕사이드, 예컨대 티타늄 비스(아세틸아세토네이트) 디이소프로폭사이드, 티타늄 비스(아세토아세테이트) 디알콕사이드, 예컨대 티타늄 비스(에틸아세토아세테이트) 디이소프로폭사이드, 또는 알카놀아민 티타네이트, 예컨대 티타늄 비스(트리에탄올아민) 디이소프로폭사이드와 같은 티타늄 킬레이트 화합물, 또는 테트라(이소프로필)티타네이트나 테트라부틸티타네이트와 같은 킬레이트가 아닌 알콕시티타늄 화합물이다. 티타늄에 결합된 알콕시기를 함유하는 그러한 티타늄 화합물은 단독으로는 촉매로서 작용하지 못할 수 있는데, 티타늄 알콕사이드기가 가수분해될 수 있고, 촉매가 Si-O-Ti 결합에 의해 경화된 조성물에 결합될 수 있기 때문이다. 그러한 티타늄 모이어티가 경화된 조성물 중에 존재하는 것은 훨씬 더 높은 안정성을 부여하는 이점이 있을 수 있다. 티타늄 화합물은 예를 들면 바인더의 0.1∼5중량%의 양으로 사용될 수 있다. 지르코늄이나 알루미늄의 대응하는 알콕사이드 화합물도 촉매로서 유용하다.

적합한 촉매의 또 다른 예는 유기주석(organotin) 화합물, 예를 들면 디부틸틴 디라우레이트 또는 디부틸틴 디아세테이트와 같은 디알킬틴 디카르복실레이트이다. 그러한 유기주석 촉매는, 예를 들면, 바인더의 중량 기준으로 0.05∼3중량%의 양으로 사용될 수 있다.

다른 효과적인 촉매는 비스무트의 카르복실레이트, 예컨대 비스무트 트리스(네오데카노에이트)와 같은 유기염이다. 아연, 알루미늄, 지르코늄, 주석, 칼슘, 코발트, 또는 스트론튬과 같은 다른 금속의 유기염 및/또는 킬레이트, 예를 들면 지르코늄 아세틸아세토네이트, 아세트산아연, 징크 아세틸아세토네이트, 옥토산아연, 옥토산주석, 옥살산주석, 칼슘 아세틸아세토네이트, 아세트산칼슘, 칼슘 2-에틸헥사노에이트, 코발트 나프테네이트, 칼슘 도데실벤젠 설포네이트, 또는 아세트산알루미늄, 1,8-디-아자비시클로-[5.4.0]운덱-7-엔도 촉매로서 효과적일 수 있다.

본 발명의 조성물은 용매 및/또는 안료를 추가로 함유할 수 있다. 적합한 용매의 예는 디-메틸벤젠 및 트리-메틸벤젠이다.

적합한 안료의 예는 이산화티타늄(백색 안료), 카본 블랙과 같은 착색 안료, 세라믹 섬유, 유리 섬유 또는 탄소 섬유 등의 섬유와 같은 하나 이상의 보강성 안료, 울라스토나이트나 크로메이트, 몰리브데이트나 포스포네이트와 같은 하나 이상의 부식방지 안료, 및/또는 중정석(baryte), 탈크 또는 탄산칼슘과 같은 충전재 안료이다.

상기 조성물은 또한, 미립자 실리카, 벤토나이트 클레이, 수소첨가 피마자유, 또는 폴리아미드 왁스와 같은 하나 이상의 증점제, 하나 이상의 가소제, 안료 분산제, 안정화제, 이형제, 표면 개질제, 난연제, 항균제, 방미제(antimoulds), 저밀도 충전재, 흡열 충전재, 숯 촉진제, 플럭싱 보조제(fluxing aid), 및 레벨링제를 함유할 수 있다.

조성물 중에 섬유가 존재할 수 있지만, 경질 숯을 얻는 데 섬유가 필요한 것은 아니다. 따라서, 본 발명에 따른 조성물은 섬유를 함유하지 않는 것이 바람직하다.

또한, 상기 조성물은 나노클레이와 흑연을 모두 포함하지 않는 것이 바람직하다.

상기 조성물은 약 1㎛ 이하, 바람직하게는 약 3∼500nm의 입경을 가진 비정질 실리카의 미세한 입자를 함유할 수도 있다. 이들 입자는 팽창성 코팅의 밀도를 낮추는 데 도움을 준다. 미세한 실리카 입자로서 적합한 예는, 플레임(flame) 실리카, 아크 실리카, 침전 실리카 및 다른 콜로이드 실리카를 포함한다. 바람직하게는, 미세한 실리카 입자는 흄드 실리카의 입자이다. 보다 바람직하게는, 흄드 실리카는 표면 처리된 실리카, 예를 들면, 디메틸디클로로실란이나 헥사메틸디실라잔으로 처리된 실리카이다. 더욱 바람직하게는, 비정질 실리카 입자는 폴리디메틸실록산 오일-처리된 흄드 실리카 입자이다.

본 발명에 따른 조성물은 바람직하게는 0.1∼10중량%, 보다 바람직하게는 0.5∼5중량%의 비정질 실리카 입자를 함유한다. 실리카 입자는 약 20∼500㎡/g의 표면적을 가지는 것이 바람직하다.

상기 조성물은, 예를 들면 -5℃ 내지 40℃의 주위 온도에서 경화되고, 따라서 온도가 낮을 때 열경화를 실시할 수 없는 대형 구조물에 적용하기에 적합하다. 실리콘-결합된 알콕시기의 가수분해는 수분의 존재에 의존하는데: 거의 모든 기후에서, 대기중 수분이면 충분하지만, 주위 온도 미만에서 경화되거나 매우 낮은 습도의 지점(사막)에서 경화될 때에는 제어된 양의 수분을 조성물에 첨가하는 것이 필요할 수 있다. 물은 실리콘-결합된 알콕시기를 함유하는 임의의 화합물로부터 별도로 포장되는 것이 바람직하다.

본 발명의 모든 구현예에 따른 조성물은, 조성물의 총중량 기준으로, 바람직하게는 50중량% 이상, 보다 바람직하게는 80중량% 이상, 가장 바람직하게는 85중량5 이상의 고체 함량을 가진다. 상기 고체 함량은 조제물 중 경화시 방출되는 양을 제외한 용매의 이론적 계산을 토대로 한다.

페인트에 존재하는 것으로서, 조성물의 휘발성 유기 함량(VOC)은 (즉: 경화 이전) 조성물 1리터당 바람직하게는 250g/l 이하이고, 가장 바람직하게는 100g/l 이하이다.

상기 값들은 완전한 조성물의 값을 의미한다. 따라서, 조성물이 2-팩(pack) 조성물의 형태를 가질 경우에, 상기 값은 2개의 팩이 혼합된 후 조성물의 고체 함량 및 VOC를 의미한다.

본 발명의 모든 구현예에 따른 조성물은 다양한 기판에 적용될 수 있다. 금속 기판, 보다 특별하게는 강철 기판 상에 적용되는 것이 특히 적합하다. 숯의 강도로 인해, 팽창성 물질은 또한 제트 화재(jet fire), 즉 고온, 고열 플럭스, 고속 화염으로부터 구조물을 보호할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 몇몇 조성물은 제트 화재 저항 구역에 적용될 수도 있다.

상기 조성물은 분무 또는 흙손 바르기(troweling)와 같은 팽창성 조성물의 도포를 위한 통상적 방법에 의해 적용될 수 있다.

본 발명에 의하면, 섬유를 사용하지 않고 경질 발포체를 생성하는 팽창성 조성물이 제공된다.

이하의 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

실시예

a) 테스트한 코팅

다음과 같은 대조용 수지 시스템을 검토했다:

i) 대조예 1 - 비스페놀 A 액체 에폭시(DER331) + 폴리아미드 아민 경화제(INCA 380)

ii) 대조예 2 - 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트(Sartomer 351) + 폴리아미드 아민 경화제(INCA 830)

원재료의 상세한 사항은 부록 표 1에 기재되어 있다.

비스페놀 A 시스템은 상업적 탄화수소 팽창성 코팅에 사용되는 보다 대표적 수지이므로, 섬유를 포함한 것과 포함하지 않은 것 모두를 테스트했다.

코팅은, PVC 코팅 40%, 100% 화학양론적 수지, 암모늄 폴리포스페이트:펜타에리트리톨:멜라민의 중량비 4:1:1로 조제되었다. 페인트는 100% 고체로서, 즉 용매가 도입되지 않았다. 착색물은 고속 분산 장치를 사용하여 수지 내에 혼합되었고, 안료는 적절히 2개의 팩(수지 및 에폭시제)로 분할되었다.

섬유가 코팅에 첨가된 또 다른 세트의 코팅도 테스트되었다. 세 가지 섬유의 블렌드; 탄소 섬유 0.8중량%, 록파이버 0.8중량%, 규산마그네슘 섬유 0.8중량%가 첨가되었다.

본 발명의 다양한 구현예를 커버하기 위하여, 소정 범위의 실록산 바인더를 기재로 하여 공칭 등가의 코팅을 제조했다.

구현예 A: 작용성 폴리실록산(HP2000) + 유기 수지(Sartomer 361) + 경화제(DER331).

구현예 Bi: 작용성 폴리실록산(HP2000) + 유기 경화제(DER331).

구현예 Bii: 작용성 폴리실록산(HP2000) + 에폭시 작용성 폴리실록산(Silikopon EF).

구현예 C: 펜던트 실록산기를 가진 유기 수지(Silikopon EF) + 아민 경화제(Inca 380).

구현예 D: 알콕시 실란 작용성을 가진 실록산(3074 중간체) + 작용성 유기 수지(Eponex 1510) + 커플링제(아미노 실란 Silquest A-1100) + 촉매(Fascat 4200).

이들 수지를, 구현예 Bi 및 C에 대하여 섬유 포함 및 섬유 불포함, 그리고 섬유 로딩(loading) 50% 하에 평가했다.

코팅 조제물을 부록 표 2에 기재한다.

b) 수행된 테스트

탄화수소 가열 곡선 하에서 가동되는 1.5㎥ 퍼니스에서 코팅을 테스트했다(BS476에 따름). 파손시(코팅된 강철 패널의 뒷면이 400℃에 도달했을 때)까지의 시간을 기록했다.

두께 4mm의 12×12인치 강철판 상에 에어리스 스프레이에 의해 코팅을 도포했다. 보강용 메쉬는 사용하지 않았다. 각각의 강철판 이면에 5개의 열전대를 부착하고, 열전대 값의 평균을 취했다.

테스트에서, 코팅된 플레이트는 수직으로 장착된다. 따라서, 퍼니스 테스트는 숯의 접착성(adhesive)/응집성(cohesive) 특징의 평가를 제공한다. 불량한 접착성/응집성이 관찰되는 경우, 팽창된 코팅은 패널로부터 분리될 수 있다. 응집성은 숯의 강도와 관계되는 것으로 생각된다.

또한, 숯의 강도는 다음 두 가지 방식으로 측정되었다; a) 손가락 경도 테스트, 및 b) 상업적 힘 게이지(force gauge)를 이용한 방법. 두 테스트에 있어서, 숯은 실온까지 냉각된 후 측정된다. 두 테스트는 숯의 압축에 대한 내성을 측정한다. 1차 테스트에서, 숯의 경도를 손가락 평가 경도에 의해 스케일 0(불량)에서 5(양호)까지 평가했다. 2차 테스트용 힘 게이지는 Mecmesin AFG 100 게이지로서, 이것은 0.25mm/초의 속도로 숯 내부로 구동된다. 힘은 침투 깊이의 함수로서 측정된다. 다양한 숯의 강도를 비교할 수 있도록, 숯을 80% 압축하는 데 필요한 힘을 비교했다.

아민 작용성 실록산 에폭시 수지 시스템을 포함하는 난연제, 즉 미지의 팽창제에 대해 힘 게이지 및 손가락 경도 테스트를 수행했고, 그 상세한 사항은 부록 표 2에 나타나 있다. 난연제 코팅은 흑연만을 포함하고, 스퍼미픽과 숯 형성 부가물은 포함하지 않는다. 그것은 또한 수지 중에 분산된 나노클레이의 부가적 성분을 함유했다.

c) 결과

퍼니스 테스트의 결과를 표 1에 종합한다.

섬유 포함 및 불포함의 본 발명에 따른 실록산 코팅은 대조예와 적어도 대등한 화재 성능(400℃까지의 시간에 관하여)을 제공하고, 특정한 경우에는 파손까지의 시간에 있어서 현저한 향상을 제공한다.

힘 게이지 숯 경도 결과를 표 2에 제시한다. 숯의 80% 압축 후 힘이 기록되어 있다.

그 결과는 대조 코팅이 섬유를 함유하는 경우에도 매우 낮은 강도를 가진다는 것을 나타낸다. 실제로, 섬유를 포함하지 않는 대조예 1은 냉각시 완전히 분리됨으로써 접착성/응집성이 불량하다는 것을 나타냈다. 난연성 코팅도 매우 소프트했다. 섬유를 포함하지 않고 50% 로딩을 가지는 본 발명의 폴리실록산 코팅은 대조예와 난연제를 함유하는 섬유보다 훨씬 높은 강도를 가진다. 따라서, 본 발명에 따른 폴리실록산 중의 섬유 함량을 낮추어도 여전히 높은 경도의 숯이 형성될 수 있는 것으로 나타났다.

퍼니스 테스트 데이터

	코팅	400℃까지의 시간
대조예	대조예 1(DER331+INCA830), 섬유 없음 대조예 1 섬유 대조예 2(Sartomer+INCA830) 섬유 없음 대조예 2 섬유	30 32 테스트 않음 26
실록산	구현예 A, 섬유 없음 구현예 A, 섬유 구현예 Bi, 섬유 없음 구현예 Bi, 1/2 섬유 구현예 Bi, 섬유 구현예 Bii, 섬유 없음 구현예 Bii, 섬유 구현예 C, 섬유 없음 구현예 C, 1/2 섬유 구현예 C, 섬유 구현예 D, 섬유 없음 구현예 D, 섬유	29 27 29 28.5 25 43 34 34 39.3 42.1 44 33.5

폴리실록산에 섬유를 추가하여도 대조예 코팅 및 난연제에 비해서 본 발명의 폴리실록산 코팅의 강도가 훨씬 우수한 것을 나타낸다.

힘 게이지 숯 경도 측정 과정에서, 압축 정도가 낮아도 높은 압축력이 발달되는 것이 명백했으며, 이는 폴리실록산 숯이 훨씬 높은 경도 및/또는 강도를 가진다는 것을 추가로 입증하는 것이다.

숯 강도의 힘 게이지 측정

	코팅	힘(Newton)
대조예	대조예 1, 섬유 없음 대조예 1, 섬유 대조예 2, 섬유 없음 대조예 2, 섬유 난연성	냉각시 숯이 분리되므로 측정할 수 없음 1.15 - 3.1 0.5
실록산	구현예 A, 섬유 없음 구현예 A, 섬유 구현예 Bi, 섬유 없음 구현예 Bi, 섬유 구현예 Bi, 1/2 섬유 구현예 Bii, 섬유 없음 구현예 Bii, 섬유 구현예 C, 섬유 없음 구현예 C, 1/2 섬유 구현예 C, 섬유 구현예 D, 섬유 없음 구현예 D, 섬유	9 39 9 35 40 22 16 12.5 18 18 15.5 17

숯 경도의 "손가락 테스트" 평가를 표 3에 종합한다.

여기서의 결과도, 섬유 불포함 및 50% 섬유 로딩의 실록산 코팅이 섬유를 함유하는 대조예 코팅보다 강하다는 것을 나타낸다.

본 발명의 실록산 코팅으로부터 제조된 숯은 또한 취성의 적층 구조를 가진 대조예 코팅이 생성한 숯과는 대조적으로 더 균일했다.

"손가락 테스트"에 의한 숯 강도의 평가(등급 0-5, 0 불량/5 양호)

	코팅	힘(Newton)
대조예	대조예 1, 섬유 없음 대조예 1, 섬유 대조예 2, 섬유 없음 대조예 2, 섬유 난연성	냉각시 숯이 분리되므로 측정할 수 없음 1 측정 않음 1 1.5
실록산	구현예 A, 섬유 없음 구현예 A, 섬유 구현예 Bi, 섬유 없음 구현예 Bi, 섬유 구현예 Bii, 섬유 없음 구현예 Bii, 섬유 구현예 C, 섬유 없음 구현예 C, 1/2 섬유 구현예 C, 섬유 구현예 D, 섬유 없음 구현예 D, 섬유	2 4 5 4 3.5 4 5 4.5 3 2.5 3

이상과 같은 실험들은 본 발명에 따른 코팅이 양호한 화재 보호성을 제공하며, 섬유의 부재 하에서 팽창성 코팅을 함유하는 공지의 섬유보다 더 양호한 접착성 및 응집성 강도를 가진 숯을 생성한다는 것을 명백히 입증한다. 양호한 숯 강도를 유지할 수 있는, 섬유 로딩이 낮은 본 발명의 코팅과 같은 코팅은, 섬유 로딩이 높을수록 악영향을 받는 두 가지 성질인 코팅 미관과 스프레이 특성(도포된 페인트의 유효 혼합비를 유지하는 특성) 모두에 관하여 유익하다.

부록: 표 1 - 원재료

부록: 표 2 -

Claims

A) (i) 폴리실록산 사슬 또는 상기 사슬용 전구체를 포함하는 수지,
(ii) 선택적으로 유기 수지, 및
(ⅲ) 에폭시, 아민, 메르캅탄, 카르복시산, 아크릴로일, 이소시아네이트, 알콕시실릴, 및 무수물기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 한 형태의 작용기
를 포함하는 바인더로서,
상기 작용기는, 폴리실록산 사슬 또는 상기 사슬의 전구체를 포함하는 상기 수지, 및/또는 상기 유기 수지 상에서, 펜던트(pendant)기 및/또는 말단기로서 존재하고, 상기 바인더가 상기 작용기의 유일한 형태로서 알콕시실릴기를 함유할 경우 상기 알콕시실릴기는 상기 유기 수지 상에 존재하는, 바인더
B) 상기 작용기들과 반응할 수 있거나, 상기 작용기들간의 반응에 촉매작용을 할 수 있는 화합물, 및
C) 스퍼미픽(spumific) 및 인 화합물 숯 형성 부가물(adjunct)
을 포함하는, 주위 온도 경화성 팽창성 코팅 조성물(intumescent pomposition).
제1항에 있어서,
상기 바인더는 유기 수지를 포함하고, 폴리실록산 사슬을 포함하는 상기 수지는 상기 작용기(들)를 함유하는 유기 사이드(side) 기를 가지는 폴리실록산이고, 폴리실록산 사슬을 포함하는 상기 수지는 상기 유기 수지와 예비 반응된 것이거나 블렌딩된 것인, 팽창성 코팅 조성물.
제1항에 있어서,
폴리실록산 사슬을 포함하는 상기 수지는 상기 작용기(들)를 함유하는 유기 사이드 기를 가지는 폴리실록산인, 팽창성 코팅 조성물.
제3항에 있어서,
상기 작용기들과 반응할 수 있거나, 상기 작용기들간의 반응에 촉매작용을 할 수 있는 상기 화합물은, 유기 수지 또는 폴리실록산인, 팽창성 코팅 조성물.
제1항에 있어서,
상기 바인더는 상기 유기 수지를 포함하고, 상기 작용기(들)는 상기 유기 수지 상에 존재하는, 팽창성 코팅 조성물.
제1항에 있어서,
폴리실록산 사슬을 포함하는 상기 수지는 하나 이상의 펜던트 폴리실록산 사슬을 가진 유기 골격을 가지며, 상기 작용기(들)는 상기 유기 골격 또는 상기 폴리실록산 사슬(들) 상에 펜던트로서 또는 말단기(들)로서 존재하는, 팽창성 코팅 조성물.
제1항에 있어서,
상기 작용기들이 에폭시-작용기 또는 아크릴레이트-작용기인, 팽창성 코팅 조성물.
제7항에 있어서,
상기 작용기들과 반응할 수 있거나, 상기 작용기들간의 반응에 촉매작용을 할 수 있는 상기 화합물이 아민-작용기를 포함하는, 팽창성 코팅 조성물.
제1항에 있어서,
상기 스퍼미픽이 또한 숯 형성 부가물인, 팽창성 코팅 조성물.
제9항에 있어서,
상기 스퍼미픽이 암모늄 폴리포스페이트인, 팽창성 코팅 조성물.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 팽창성 코팅 조성물은 화재로부터 구조물을 보호하는 데 사용되는, 팽창성 코팅 조성물.
기판의 표면 상에 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 도포하고, 이어서 상기 조성물을 경화시켜 층을 형성함으로써 형성되는 층을 포함하는 기판.