KR102535092B1 - 내화성 조성물, 다성분계 및 이의 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 알콕시실란 작용성 중합체 기반의 결합제 및 액체 탄소 공급원을 함유하는 내화성 조성물에 관한 것이다. 내화성 조성물에 의해 간단하고 신속하게 각각의 내화 지속 시간에 필요한 층 두께를 갖는 코팅이 도포될 수 있고, 이 경우 층 두께는 최소로 감소하지만 양호한 내화 효과가 달성될 수 있다. 내화성 조성물은 다성분계로서 제조된다. 내화성 조성물은, 특히 강 캐리어와 같은 구조 요소들의 코팅으로서, 특히 화재 예방에 적합하다.

Description

내화성 조성물, 다성분계 및 이의 용도
본 발명은 알콕시 작용성 실란기를 지니는 중합체 기반의 결합제를 함유하는 팽창 특성을 갖는 내화성 조성물, 이러한 내화성 조성물을 포함하는 다성분계 및 내화 지속 시간을 증가시키기 위해, 화재 예방을 위한, 특히 빔, 캐리어 또는 프레임 부재와 같은 부품의 코팅을 위한 그것의 용도에 관한 것이다.
팽창성 조성물이라고도 하는 단열층을 형성하는 조성물은 일반적으로 코팅 형성을 위해 부품들의 표면에 도포되어, 상기 부품들을 예를 들어 연소로 인한 화재로부터 또는 높은 열 작용에 대해 보호할 수 있다.
이를 위해, 선행 기술에는 다양한 시스템이 존재한다. 기본적으로 100% 시스템과 용매계 또는 수계 시스템이 구분된다.
용매계 또는 수계 시스템은, 경화 시간이라고도 하는 건조 시간이 길고 또한 여러 층이 도포되어야 하고, 즉 요구되는 층 두께를 달성하기 위해 여러 작업 과정이 필요하다는 단점이 있다. 모든 개별 층은 다음 층의 도포 전에 적절하게 건조되어야 하므로, 이는 한편으로는 많은 작업 시간의 소요 및 이에 따른 높은 비용과 건축물 완성 지연을 초래하는데, 그 이유는 기상 조건에 따라 일부는 필요한 층 두께가 도포될 때까지 수 일이 걸리기 때문이다. 요구되는 층 두께로 인해 건조 또는 열 작용 동안 코팅이 갈라지고 벗겨지는 경향이 있을 수 있으므로, 특히 용매 또는 물의 증발 후에 결합제가 후경화되는 시스템에서, 특히 최악의 경우에 기재가 부분적으로 노출되는 단점이 있다. 생성된 층들은 대개 커버되거나 다른 형태로 보호되어야 한다.
이러한 단점을 피하기 위해, 거의 용매 없이 이루어질 수 있는 2성분계 또는 다성분계가 개발되었고, 이로써 경화가 훨씬 빠르게 이루어지고 또한 하나의 작업 과정에서 더 두꺼운 층들이 도포될 수 있으므로, 필요한 층 두께가 훨씬 빠르게 구성된다.
WO 2010/131037 A1호 및 이것으로부터 유래되는 다른 출원들에, 결합제로서 실란-말단 폴리우레탄 또는 실란-말단 폴리에테르에 기반하며 이와 상용성인 연화제 및 팽창성 첨가제를 포함하는 조성물이 공개되어 있다. 또한, 2성분 조성물의 제조가 기술되며, 이 경우 제1 성분에 실란-말단 예비 중합체가 함유되고, 이와 분리되어 제2 성분에 팽창성 요소와 연화제가 함유된다. 따라서, 예비 중합체만이 제1 성분에 함유되기 때문에, 제2 성분에 함유된 요소들이 건조되어야 하는 것이 방지되고, 이는 보다 우수한 저장 안정성을 제공한다.
발명자들은, 연화제가 사용되지 않는 경우, WO 2010/131037 A1호에 기술된 조성물은 비교적 높은 점도로 인해 분무가 어려울 수 있고, 팽창성 혼합물이 중합체와 함께 제조되는 경우, 조성물의 저장 안정성이 감소한다는 것을 파악하였다. 다른 단점은, 연화제에 의해 건강에 유해한 및/또는 휘발성 유기 화합물(volatile organic compounds, VOC)이 조성물 내로 도입된다는 것이다.
WO 14/079873 A1호는 실란 작용성 중합체에 기초한 결합제, 가교제로서 및 팽창성 혼합물로서 물, 탈수소화 촉매, 발포제 및 경우에 따라서 탄소 공급원을 함유하는 2성분- 또는 다성분 단열층 형성 조성물을 공개하고, 이 경우 중합체와 가교제는 상이한 성분들에 서로 분리되어 저장되고, 팽창성 혼합물은 하나의 성분에 중합체와 함께 함유된다. 조성물의 단점은, 팽창성 혼합물과 중합체가 함께 하나의 성분에 저장되는 경우에, 저장 안정성이 저하된다는 것이다.
본 발명의 과제는, 전술한 단점을 피하며 특히 저장 안정적이고 또한 연화제를 사용하지 않고도 우수한 분무성을 갖는, 전술한 방식의 단열층 형성 코팅 시스템을 제공하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제1항에 따른 내화성 조성물 및 청구항 제11항에 따른 다성분계에 의해 해결된다. 바람직한 실시예는 종속 청구항에 제시된다.
발명자들은, 알콕시실란 작용성 중합체도 포함하고 있는 성분 내에 팽창성 조성물에 사용되는 탄소 공급원, 즉 하이드록실기 또는 하이드록실기 형성기를 갖는 화합물이 존재함으로써 조성물의 저장 안정성이 크게 감소한다는 것을 확인하였다.
액체 탄소 공급원의 사용으로 인한 본 발명에 따른 내화성 조성물의 특별한 장점은, 내화성 조성물의 요소들의 혼합 후에 혼합물의 점도의 감소이며, 이로써 연화제가 생략될 수 있다. 조성물은 낮은 점도로 인해, 고체 함량이 높은 경우에도, 특히 일반적인 분무 방법에 의해 쉽게 처리할 수 있다.
연화제를 생략함으로써 달성되는 본 발명에 따른 내화성 조성물의 다른 장점은 휘발성 유기 화합물(VOC; volatile organic compounds)로 인한 인간 및 환경의 최소화된 오염이다. 따라서 이는 용매계 시스템에 비해 장점이다.
결합제와 탄소 공급원의 분리 및 따라서 하이드록실기 또는 하이드록실기 형성기를 갖는 화합물로부터 결합제의 분리의 장점은 매우 우수한 저장 안정성이며, 상기 장점은 특히 다성분계로서 제조에 의해 달성된다.
본 발명의 이해를 돕기 위해, 본 명세서에서 사용되는 용어의 다음의 설명이 유용할 것으로 판단된다. 본 발명과 관련해서 사용된 용어들은 다음을 의미한다:
- "폴리올"은 선형, 분지형 및 환형으로 구성될 수 있는 하나 이상의 하이드 록실기(-OH)를 함유하는 화합물, 소위 폴리알코올(다가 알코올)이고;
- "화학적 팽창성"은 열 작용 시 서로 반응하는 배위 화합물에 의한 부피가 큰 단열 애쉬층(ash layer)의 형성을 의미하고;
- "물리적 팽창성"은 열 작용 시 2개의 화합물 사이에서 화학 반응이 이루어지지 않았을지라도, 가스를 방출하여, 화합물의 부피가 원래 부피의 수배로 증가하는, 화합물의 팽창에 의한 부피가 큰 단열 층의 형성을 의미하고;
- "단열층 형성"은, 화재 시 고체 미세 다공성 탄소 폼이 생성되어, 생성된 미세한 공극을 갖는 두꺼운 폼 층, 소위 애쉬 크러스트가 조성에 따라 기재를 열에 대해 절연하는 것을 의미하고;
- "탄소 공급원"은 불완전 연소에 의해 탄소 주쇄를 남기고 이산화탄소와 물을 생성하도록 완전히 연소하지 않는(탄소화) 유기 화합물이고; 이러한 화합물은 "탄소 주쇄 형성제"라고도 하며;
- "산 형성제"는, 열 작용 하에, 즉 약 150℃ 이상에서, 예를 들어 분해에 의해 비휘발성 산을 형성하여 탄소화를 위한 촉매로서 작용하는 화합물을 의미하며; 또한 상기 화합물은 결합제의 용융물의 점도를 낮추는 데 기여할 수 있고; 이에 따라 동일한 의미로 용어 "탈수소화 촉매"가 사용되며;
- "발포제"는 온도 증가 시 불활성, 즉 불연성 가스를 발생시키면서 분해되며, 경우에 따라서 연화된 결합제를 부풀려서 폼을 형성하는(팽창성) 화합물이고; 이 용어는 "가스 형성제"와 동일한 의미로 사용되고;
- "애쉬 크러스트 안정화제"는 탄소 공급원으로부터 및 발포제의 가스로부터 탄소의 형성 또는 물리적 팽창의 상호 작용으로 인해 형성된 탄소 주쇄(애쉬 크러스트)을 안정화하는 소위 주쇄 형성 화합물을 의미한다. 이 경우 기본적인 작용 원리는, 이들이 그 자체로 매우 연질인 생성된 탄소층이 무기 화합물에 의해 기계적으로 응고되는 것이다. 이러한 애쉬 크러스트 안정화제의 첨가는 화재 시 팽창성 크러스트의 상당한 안정화에 기여하는데, 이러한 첨가제는 팽창성 층의 기계적 강도를 높이고 및/또는 그것의 적하를 방지하기 때문이다.
"다성분계"는, 내화성 조성물의 모든 요소가 제공 동안 또는 제공 후에야 혼합되도록, 서로 분리되어 저장된 복수의 성분을 포함하는 번들, 버킷 또는 카트리지와 같은 시스템 또는 컨테이너고; 용어 "복수의 성분"이란 2개 이상의 성분이 존재하는 것을 의미하며; 바람직한 실시예에서 다성분계는 2개의 분리된 성분을 갖는 2성분계이며;
- 용어 "액체 탄소 공급원"과 관련하여 "액체"란, 유기 화합물이 25℃ 및 대기압에서 액체인 것을 의미하고; 액체는 일반적으로 0.0001 내지 50,000 Pa·s의 점도를 가지며, 여기서 점도는 제조사 사양에 맞춰지며;
- 화합물 부류 앞의, 예를 들어 "알콕시실란 작용성 폴리에테르" 앞의 관사 "a", "an"은, 이러한 화합물 부류에 속하는 적어도 하나의, 즉 하나 이상의 화합물, 예를 들어 다양한 알콕시실란 작용성 폴리에테르를 의미할 수 있고;
- "적어도 하나"란 수적으로 "하나 또는 다수"이고; 바람직한 실시예에서 이러한 용어는 수적으로 "하나"를 의미하며;
- "함유한다" 및 "포함한다"란, 전술한 요소들 외에도 다른 요소들이 존재할 수 있는 것을 의미한다. 이러한 용어는 "~를 포함하여"를 의미하고 따라서 "~로 구성된다"는 것도 포괄한다. "~로 구성된다"는 결론적으로, 다른 요소들이 존재하지 않을 수 있는 것을 의미한다. 바람직한 실시예에서 용어 "함유한다" 및 "포함하다"는 용어 "~로 구성된다"를 의미하고;
- 예를 들어 "5 내지 60 중량%"와 같이 숫자로 제한된 범위는, 2개의 기본 값 및 이러한 범위 내의 각각의 값이 개별적으로 개시되는 것을 의미한다.
이 문서에 언급된 모든 표준(예를 들어 DIN 표준)은 본 출원의 출원일의 최신판에 사용되었다.
본 발명의 제1 대상은 내화성 조성물이다. 본 발명의 제2 대상은 내화성 조성물을 포함하는 다성분계이다. 본 발명의 제3 대상은 내화성 조성물 및 다성분계의 용도이다.
본 발명에 따른 내화성 조성물은,
- 말단에 및/또는 측기로서 중합체쇄를 따라 화학식(I)의 알콕시 작용성 실란기를 포함하는 알콕시실란 작용성 중합체:
Figure 112020000558149-pct00001
(상기 식에서, R1은 선형 또는 분지형 C1-C16-알킬 라디칼이고, R2는 선형 또는 분지형 C1-C6-알킬 라디칼이고, m은 0 내지 2의 정수임),
- 탈수소화 촉매,
- 액체 탄소 공급원 및,
- 경우에 따라서는 발포제를 포함하고,
상기 알콕시실란 작용성 중합체는 반응 억제되어 액체 탄소 공급원과 분리된다.
본 발명에 따르면, 중합체는 선형, 분지형, 별모양, 나선형, 고분지형 또는 가교형일 수 있는 구조를 가질 수 있는 6개 이상의 반복 단위를 갖는 분자이다. 중합체는 단일 종류의 반복 단위를 가질 수 있거나("단독중합체") 한 종류 이상의 반복 단위("공중합체")를 가질 수 있다. 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "중합체"는 2개 내지 5개의 반복 단위를 갖는 저중합체, 예를 들어 물의 존재하에 서로 반응하여 Si-O-Si-결합을 형성하는 사용된 알콕시실란 작용성 화합물도 포함하는 프리폴리머는 물론, 전술한 반응에 의해 형성된 중합체 화합물도 포괄한다.
본 발명에 따르면, 알콕시실란 작용성 중합체는 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리에테르에스테르, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리에스테르우레탄, 폴리에테르우레탄, 폴리에테르에스테르우레탄, 폴리아미드우레탄, 폴리우레아, 폴리아민, 폴리 카르보네이트, 폴리비닐에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 폴리설파이드, 고무, 네오프렌, 페놀수지, 에폭시 수지 및 멜라민으로 이루어진 군에서 선택된 주쇄를 포함한다. 주쇄는 선형 또는 분지형(주쇄의 쇄를 따라 측쇄를 갖는 선형 주쇄)으로 구성될 수 있고, 말단으로, 즉 선형 주쇄의 말단기로서 또는 상기 선형 주쇄의 말단기로서 및 측기의 말단기로서 알콕시 작용성 실란기, 바람직하게는 적어도 2개의 알콕시 작용성 실란기를 함유한다.
알콕시 작용성 실란기는 화학식(I)을 갖는다:
Figure 112020000558149-pct00002
상기 식에서 R1은 선형 또는 분지형 C1-C16-알킬 라디칼, 바람직하게는 메틸- 또는 에틸 라디칼이고, R2는 선형 또는 분지형 C1-C6-알킬 라디칼, 바람직하게는 메틸- 또는 에틸 라디칼이고, m은 0 내지 2, 바람직하게는 0 또는 1의 정수이다. 가장 바람직하게는, 적어도 2개의 알콕시 작용성 실란 기는 2작용성(m = 1) 또는 3작용성(m = 0)이고, 알콕시기는 메톡시- 또는 에톡시기이다.
알콕시 작용성 실란기는 링커기를 통해 중합체의 주쇄에 연결된다. 이것은 소위 α-실란(α-효과에 의해 활성화됨) 또는 γ-실란 또는 다른 유형의 실란일 수 있다.
바람직하게 알콕시실란 작용성 중합체는 알콕시실란 작용성 폴리에테르 또는 알콕시실란 작용성 폴리우레탄이다. 가장 바람직하게는, 알콕시실란 작용성 중합체는, 주쇄가 우레탄기를 통해 실란기로 말단화된 중합체, 예컨대 디메톡시 (메틸)실릴메틸카르바메이트-말단 폴리에테르, 디에톡시(메틸)실릴-메틸카르바메이트-말단 폴리에테르, 트리메톡시실릴메틸카르바메이트-말단 폴리에테르, 트리에톡시실릴메틸카르바메이트-말단 폴리에테르 또는 이들의 혼합물이다.
적합한 폴리에테르 및 폴리우레탄의 예는 실란-말단 폴리에테르(예를 들어 Wacker Chemie AG의 Geniosil® STP-E 10, Geniosil® STP-E 15, Geniosil® STP-E 30, Geniosil® STP-E 35, Geniosil® XB 502, Geniosil® WP 1 및 Evonik Hanse사의 폴리머 ST61, 폴리머 ST75 및 폴리머 ST77) 및 실란-말단 폴리우레탄 (Bayer사의 Desmoseal®S XP 2458, Desmoseal® S XP 2636, Desmoseal® S XP 2749, Desmoseal®S XP 2821, Momentive사의 SPUR+*1050MM, SPUR+*1015LM, SPUR+*3100HM, SPUR+*3200HM), 또는 Kaneka사의 SAX015, SAX350, S203H, S303H, 또는 SAX400을 포함한다.
이러한 알콕시 작용성 폴리에테르 및 폴리우레탄의 점도는 바람직하게 0.1 내지 50,000 Pa·s, 더 바람직하게는 0.5 내지 35,000 Pa·s, 가장 바람직하게는 0.5 내지 30,000 Pa·s이다. 이러한 점도에서는 제조사 사양이 결정적이다.
대안적인 중합체, 특히 폴리에테르 또는 폴리우레탄으로서 바람직하게, 알콕시 작용성 실란기가 폴리에테르 또는 폴리우레탄의 주쇄에 말단으로 혼입되지 않고, 의도대로 주쇄의 쇄에 걸쳐 곁가지로(pendantly) 분포된 것이 사용된다. 혼입된 다수의 가교 단위에 의해 가교 밀도와 같은 중요한 특성이 제어될 수 있다. 적합한 예로서 이 경우 Evonik Goldschmidt GmbH의 제품군 TEGOPAC®, 예를 들어 TEGOPAC BOND 150, TEGOPAC BOND 250 및 TEGOPAC SEAL 100을 들 수 있다. 이와 관련하여 예를 들어 DE 102008000360 A1, DE 102009028640 A1, DE102010038768 A1 및 DE 102010038774 A1호가 참조된다.
주쇄의 쇄 길이, 중합체, 특히 폴리에테르 또는 폴리우레탄의 알콕시 작용성 및 알콕시 작용성 실란기의 자리에 따라, 결합제의 가교도 및 생성되는 코팅의 강도는 물론 코팅의 탄성 특성이 조절될 수 있다.
일반적으로 결합제의 양은 조성물에 대해서 5 내지 60 중량%, 바람직하게는 5 내지 50 중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 40 중량%이다.
본 발명에 따르면, 조성물은 난연성 물질로 이루어지며 열 작용 하에 형성되며 팽창되는 단열층의 형성에 의해 작용하는 요소들을 포함하고, 상기 층은 과열로부터 기질을 보호하여 열 작용으로 인한 지지 부품의 기계적 및 정적 특성의 변화를 방지하거나 적어도 지연시킨다. 부피가 큰 단열층, 즉 애쉬 층의 형성은 열 작용 시 서로 반응하는 적절하게 배위 결합된 화합물로 이루어진 혼합물의 화학 반응에 의해 생길 수 있다. 이러한 시스템은 화학적 팽창이라는 용어로 당업자에게 공개되어 있다.
화학적 팽창에 의한 팽창성 층의 형성을 위해, 일반적으로 적어도 3개의 성분, 즉 탄소 공급원, 탈수소화 촉매 및 발포제가 필요하다. 열 작용 시 결합제는 연화되고 내화성 첨가제가 방출되어, 화학적 팽창의 경우에 이들은 서로 반응하거나 물리적 팽창의 경우 팽창될 수 있다. 열분해에 의해 탈수소화 촉매로부터 탄소 공급원의 탄소화를 위한 촉매로서 작용하는 산이 형성된다. 동시에 발포제는 불활성 가스의 형성 하에 열적으로 분해되고, 상기 가스는 탄소화된 물질의 팽창을 야기하고 경우에 따라서 부피가 큰 단열 폼을 형성하면서 연화된 결합제를 야기한다.
따라서 본 발명에 따르면 내화성 조성물은 적어도 하나의 액체 탄소 공급원, 적어도 하나의 산 형성제 및 경우에 따라서 하나 이상의 발포제를 함유한다.
본 발명에 따르면 액체 탄소 공급원은 결합제, 즉 알콕시실란 작용성 중합체와 분리되어 있어서, 결합제 및 탄소 공급원은 저장 동안 서로 접촉 및 서로 반응할 수 없고, 내화성 조성물의 적용 직전 또는 적용 시에야 서로 접촉할 수 있다. 액체 탄소 공급원은 제2 성분의 유일한 요소를 형성할 수 있다.
액체 탄소 공급원으로서 팽창성 배합에 통상적으로 사용되며 당업자에게 공개된 액체 화합물, 예를 들어 폴리올, 폴리에테르-폴리올, 폴리에스테르-폴리올, 글리세롤계 폴리올 및 이러한 폴리올의 혼합물이 고려된다. 액체 에폭시-화합물도 고려될 수 있다.
적합한 폴리올은 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리우레탄 및/또는 알칸 또는 하나 이상의 하이드록실기와 이들의 혼합물의 주쇄로 구성된다. 주쇄는 선형, 분지형 또는 환형으로 구성될 수 있으며, 작용성 하이드록실기를 말단에 및/또는 쇄를 따라 함유할 수 있다.
이 중에서도, 디- 및 폴리카르복실산, 예를 들어 프탈산 및 이소프탈산과 같은 방향족 산, 아디프산 및 말레산과 같은 지방족 산, 테트라히드로프탈산 및 헥사히드로프탈산과 같은 시클로 지방족 산 및/또는 무수물, 에스테르 또는 클로라이드와 같은 이들의 유도체 및 과량의 다작용성 알코올, 예를 들어 에탄다이올, 1,2-프로판다이올, 1,6-헥산다이올, 네오펜틸글리콜, 글리세롤, 트리메틸올프로판과 같은 지방족 알코올과 1,4-시클로헥산디메탄올과 같은 시클로 지방족 알코올의 축합 생성물로부터 선택된 폴리에스테르폴리올을 들 수 있다.
또한, 예를 들어 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 추가 하이드록실기를 갖는 메틸메타크릴레이트 및 스티롤과 같은 아크릴산 및/또는 메타크릴산의 에스테르, 비닐에스테르 및 말레산 에스테르의 공중합체와 같은 폴리아크릴레이트폴리올에서 선택된 폴리에스테르폴리올을 들 수 있다. 이러한 중합체의 하이드록실기는 아크릴산 및 메타크릴산, 예를 들어 하이드록시에틸아크릴레이트, 하이드록시에틸메타크릴레이트 및/또는 하이드록시프로필메타크릴레이트의 작용화된 에스테르를 통해 도입된다.
또한, 폴리카보네이트폴리올로부터 선택된 폴리에스테르폴리올을 들 수 있다. 이용 가능한 폴리카보네이트폴리올은 하이드록실기를 갖는 폴리카보네이트, 예를 들어 폴리카보네이트다이올이다. 이들은 폴리올과 탄산 또는 탄산 유도체의 반응에 의해 또는 예를 들어 프로필렌 옥사이드와 같은 알킬렌 옥사이드와 CO2의 공중합 반응에 의해 얻을 수 있다. 추가로 또는 대안으로서, 사용된 폴리카보네이트는 선형 지방족 쇄로 구성된다. 적합한 탄산 유도체는, 예를 들어 탄산디에스테르, 예컨대 디페닐카보네이트, 디메틸카보네이트 또는 포스겐이다. 적합한 폴리올은 예를 들어 다이올, 예컨대 에틸렌글리콜, 1,2- 및 1,3-프로판다이올, 1,3- 및 1,4-부탄다이올, 1,6-헥산다이올, 1,8-옥탄다이올, 네오펜틸글리콜, 1,4-비스하이드록시메틸시클로헥산, 2-메틸-1,3-프로판다이올, 2,2,4-트리메틸펜탄다이올-1,3, 디프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 디부틸렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 비스페놀 A 및 전술한 종류의 락톤 개질된 다이올이다 .
순수한 폴리카보네이트다이올에 추가로 또는 대안으로서 폴리에테르-폴리카보네이트다이올도 사용될 수 있다.
또한, 에틸렌글리콜, 1,2-프로판다이올, 글리세롤 및 트리메틸올프로판과 같은 다작용성 알코올과 ε-카프로락톤의 개환 중합 반응에 의해 제조된 폴리카프로락톤폴리올 중에 선택된 폴리에스테르폴리올을 들 수 있다.
또한, 이작용성 또는 다작용성 출발 분자에 스티렌 옥사이드, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 부틸렌 옥사이드 및/또는 에피클로로하이드린의, 그 자체로 공개된 첨가 생성물에서 액체 폴리에테르폴리올을 들 수 있다. 적합한 출발 분자로서 선행 기술에 따라 공개된 모든 화합물, 예를 들어 물, 부틸디글리콜, 글리세롤, 디에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 프로필렌글리콜, 소르비톨, 에틸렌디아민, 트리에탄올아민, 1,4-부탄다이올, 디에틸렌글리콜 및 부틸디글리콜이 사용될 수 있다.
또한 적합한 액체 폴리에테르폴리올은 또한 에폭시화 및 개환에 의해 또는 예를 들어 글리세롤과 에스테르 교환에 의해 폴리올로 전환되는, 복수의 하이드록시기를 갖는 정유, 피마자유 유도체, 식물성 오일과 같은 이원성 폴리올, 대두유, 유채씨유, 해바라기유에 기초한 폴리올 및 리그닌으로 제조된 폴리올이다.
과량의 다이올 및/또는 폴리올을 갖는 디이소시아네이트의 중첨가로 제조된 폴리우레탄폴리올을 들 수 있다.
말단에 및/또는 쇄를 따라 하이드록실기를 갖는 C2-C10-알코올로부터 선택된 이작용성 또는 다작용성 알코올이 바람직하다. 이에 대한 예는 에틸렌글리콜, 1,2- 및 1,3-프로판다이올, 1,2,3-프로판트리올, 부탄다이올, 2-메틸-1,3-프로판다이올, 3-메틸-1,3-부탄다이올, 디프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 디부틸렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜이다.
이작용성 및/또는 삼작용성인 상기 언급된 폴리에스테르폴리올, 폴리에테르 폴리올 및 C2-C10-알코올이 특히 바람직하다.
적합한 폴리에스테르폴리올의 예는 다음을 포함한다: DESMOPHEN® 1100, DESMOPHEN® 1652, DESMOPHEN® 1700, DESMOPHEN® 1800, DESMOPHEN® 670, DESMOPHEN® 800, DESMOPHEN® 850, DESMOPHEN® VP LS 2089, DESMOPHEN® VP LS 2249/1, DESMOPHEN® VP LS 2328, DESMOPHEN® VP LS 2388, DESMOPHEN® XP 2488 (Bayer), K-FLEX XM-360, K-FLEX 188, K-FLEX XM-359, K-FLEX A308 및 K-FLEX XM-332 (King Industries).
시중에서 구매 가능한 적합한 폴리에테르폴리올의 예는 다음을 포함한다: ACCLAIM® POLYOL 12200 N, ACCLAIM® POLYOL 18200 N, ACCLAIM® POLYOL 4200, ACCLAIM® POLYOL 6300, ACCLAIM® POLYOL 8200 N, ARCOL® POLYOL 1070, ARCOL® POLYOL 1105 S, DESMOPHEN® 1110 BD, DESMOPHEN® 1111 BD, DESMOPHEN® 1262 BD, DESMOPHEN® 1380 BT, DESMOPHEN® 1381 BT, DESMOPHEN® 1400 BT, DESMOPHEN® 2060 BD, DESMOPHEN® 2061 BD, DESMOPHEN® 2062 BD, DESMOPHEN® 3061 BT, DESMOPHEN® 4011 T, DESMOPHEN® 4028 BD, DESMOPHEN® 4050 E, DESMOPHEN® 5031 BT, DESMOPHEN® 5034 BT 및 DESMOPHEN® 5035 BT (Bayer) 또는 Worl
Figure 112020000558149-pct00003
ePol 230과 같은 폴리에스테르- 및 폴리에테르폴리올 혼합물(Worl
Figure 112020000558149-pct00004
e).
적합한 알칸올의 예는 에탄다이올, 프로판다이올, 프로판트리올, 부탄다이올, 부탄트리올, 펜탄다이올, 펜탄트리올, 헥산다이올, 헥산트리올, 헵탄다이올, 헵탄트리올, 옥탄다이올, 옥탄트리올, 노난다이올, 노난트리올, 데칸다이올 및 데칸트리올 포함한다.
적합한 액체 폴리올은 정상 조건 (DIN 1343에 규정됨)에서 액체 물질인 상기 언급된 폴리올들의 액체 폴리올이다.
시중에서 구매 가능한 적합한 액체 폴리올의 예는 다음을 포함한다:
Polyol 3990, Polyol 3610, Polyol 4800 (Perstorp), Acclaim Polyol 12200 N, Acclaim Polyol 18200 N, Acclaim Polyol 4200, Acclaim Polyol 6300, Acclaim Polyol 8200 N (Covestro), Arcol Polyol 1070, Arcol Polyol 1105 S (Covestro), Desmophen 1100, Desmophen 1200, Desmophen 1300 BA, Desmophen 1300 EA, Desmophen 1300 PR 75 X, Desmophen 1300 X, Desmophen 1380 BT, Desmophen 1388 EA, Desmophen 1400 BT, Desmophen 1400 PR 75% MIBK, Desmophen 1652, Desmophen 1700, Desmophen 1800, Desmophen 2060 BD, Desmophen 5035 BT, Desmophen 5168 T, Desmophen 631 MPA, Desmophen 650 MPA, Desmophen 651 MPA, Desmophen 651 MPA/X, Desmophen 670, Desmophen 670 ZW, Desmophen 670 SN, Desmophen 670 BA, Desmophen 680 BA, Desmophen 670 X, Desmophen 690 MPA, Desmophen 775 XP, Desmophen 800, Desmophen 800 EA, Desmophen 800 MPA, Desmophen 850, Desmophen 881 X, Desmophen C 1100, Desmophen C 1200, Desmophen C 3100 XP, Desmophen C 3200 XP, Desmophen C XP 2716, Desmophen NH 1220, Desmophen NH 1420, Desmophen NH 1520, Desmophen NH 1521, Desmophen PL 800, Desmophen PL 817, Desmophen R 12, Desmophen T 1665 SN/IB, Desmophen T 1775 SN, Desmophen T XP 2374, Desmophen VPLS 2089, Desmophen VPLS 2119, Desmophen VPLS 2249/1, Desmophen VPLS 2279/1, Desmophen VPLS 2328, Desmophen VPLS 2388 (Covestro), Hyperlite Polyol 1629, Hyperlite Polyol 1639, Hyperlite Polyol 1650, Hyperlite Polyol 1674 (Covestro), Multranol (Covestro), Sumiphen (Covestro), Ultracel 2009, Ultracel 2016 (Covestro), Lupranol 1000/1, Lupranol 1000/2, Lupranol 1005/1, Lupranol 1100/1, Lupranol 1200, Lupranol 2004/1, Lupranol 2007/1, Lupranol 2043, Lupranol 2048, Lupranol 2090, Lupranol 2092, Lupranol 2095, Lupranol 2070, Lupranol 2072, Lupranol 2074, Lupranol 2005/1/Balance, Lupranol 1002/1, Lupranol 3402, Lupranol 3508/1, Lupranol 4002/1, Lupranol 4005/1/SC10, Lupranol 4005/1/SC15, Lupranol 4005/1/SC25, Lupranol 4006/1/SC10, Lupranol 4006/1/SC15, Lupranol 4006/1/SC25, Lupranol4003/1, Lupranol 4010/1/SC15, Lupranol 4010/1/SC25, Lupranol 3300, Lupranol 3422, Lupranol 3422, Lupranol 3423, Lupranol 3423, Lupranol 3424, Lupranol 3504/1, Lupranol 3505/1 (BASF), Lupraphen 1901/1, Lupraphen 2600/2, Lupraphen 2601/1, Lupraphen 2602/1, Lupraphen 2901/1 (BASF), Caradol ED260-02, Caradol ED56-200, Caradol ED28-08, Caradol ED 28-200, Caradol ET36-17, Caradol ET34-08, Caradol ET28-03, Caradol ET48-09, Caradol ET570-02, Caradol ET380-02, Caradol ET250-04, Caradol ET160-01, Caradol EP500-11, Caradol ED260-30, Caradol ED110-30, Caradol ED56-300, Caradol ET380-30, Caradol ET250-30, Caradol ET160-30, ED110-03 (Shell), Voranol 4701, Voranol Voractiv (DOW), Duranol G4672, Duranol T5652 (Asahi Kasei).
에폭시 수지로서 소위 폴리에폭시드-액체 수지가 적합하다. 이들은 25℃ 이상의 유리 전이 온도를 가지며 25℃에서 주입 가능한 분말로 분쇄될 수 있는 소위 고체 수지와 달리 일반적으로 25℃ 미만인 유리 전이 온도를 갖는다. 이들은 공개된 방식으로, 예를 들어 해당 올레핀의 산화 또는 대응하는 폴리올, 폴리페놀 또는 아민과 에피클로로히드린의 반응으로 얻어진다. 에폭시 수지에 관한 기본적인 정보 및 그의 예는 문헌 ["Epoxy Resins" Encyclopedia of Polymer Sciences and Technology, Vol. 9, Wiley-Interscience, 2004]에서 찾아볼 수 있다. 적합한 에폭시 수지로서 예를 들어, 에피할로겐히드린 또는 이들의 전구체와 폴리하이드록시 화합물, 특히 다가 페놀 또는 페놀-알데히드 축합물의 반응 생성물, 특히:
a) 비스페놀 A, F 및 S와 에피클로로히드린의 반응 생성물;
b) 페놀- 또는 크레졸계 에폭시-노볼락;
c) 방향족 글리시딜아민 수지;
d) 방향족 구조 단위가 없는 에폭시 수지
는 물론, 수지가 액체인 조건 하에, 임의의 비율 및 임의의 순도의 2개 이상의 이러한 에폭시 수지의 혼합물을 들 수 있다.
적합한 화합물은 다음의 글리시딜화생성물이다 :
- 레조르시놀, 하이드로퀴논 및 피로카테콜과 같은 디하이드록시벤젠-유도체;
- 추가 비스페놀 또는 폴리페놀, 예컨대 비스-(4-하이드록시-3-메틸페닐)-메탄, 2,2-비스-(4-하이드록시-3-메틸페닐)-프로판 (비스페놀-C), 비스-(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐)-메탄, 2,2-비스-(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(3,5-디브로모-4-하이드록시페닐)-프로판, 2,2-비스-(4-하이드록시-3-터트-부틸페닐)-프로판, 2,2-비스-(4-하이드록시페닐)-부탄 (비스페놀-B), 3,3-비스-(4-하이드록시페닐)-펜탄, 3,4-비스-(4-하이드록시페닐)-헥산 4,4-비스-(4-하이드록시 페닐)-헵탄, 2,4-비스-(4-하이드록시페닐)-2-메틸부탄, 2,4-비스-(3,5-디메틸-4-하이드록시페닐)-2-메틸부탄, 1,1-비스-(4-하이드록시페닐)-시클로헥산(비스페놀-Z), 1,1,-비스-(4-하이드록시페닐)-3,3-5-트리메틸시클로헥산 (비스페놀-TMC), 1,1-비스-(4-하이드록시페닐)-1-페닐-에탄, 1,4-비스[2-(4-하이드록시페닐)-2-프로필]-벤젠) (비스페놀-P), 1,3-비스-[2-(4-하이드록시페닐)-2-프로필]-벤젠) (비스페놀-M), 4,4'-디하이드록시디페닐(DOD), 4,4'-디하이드록시벤조페논, 비스-(2-하이드록시나프트-1-일)-메탄, 비스-(4-하이드록시나프트-1-일)-메탄 1,5-디하이드록시나프탈린, 트리스-(4-하이드록시페닐)-메탄, 1,1,2,2-테트라키스-(4-하이드록시페닐)-에탄 비스-(4-하이드록시페닐)-에테르, 비스-(4-하이드록시페닐)설폰;
- 비스페놀-F-노볼락이라고도 하는 페놀-노볼락 또는 크레졸-노볼락과 같이 산성 조건 하에서 얻어진 포름알데히드와 페놀의 축합 생성물;
- 방향족 아민, 예컨대 아닐린, 톨루이딘, 4-아미노페놀, 4,4'-메틸렌디페닐디아민 (MDA), 4,4'-메틸렌디페닐디-(N-메틸)-아민, 4,4'-[1,4-페닐렌-비스-(1-메틸-에틸리덴)]-비스아닐린 (비스아닐린-P), 4,4'-[1,3-페닐렌-비스-(1-메틸-에틸리덴)-비스아닐린 (비스아닐린-M);
-및 임의의 비율 및 임의의 순도의 2개 이상의 이러한 에폭시 수지의 혼합물.
또한, 에폭시 당량(EEW) ≤ 550 g/Val을 갖는 비스페놀 A와 에피클로로히드린의 반응 생성물; EEW ≤ 500 g/Val을 갖는, 노볼락의 가장 단순한 대표적 전형인 비스페놀 F와 에피클로로히드린의 반응 생성물; 이러한 2개의 반응 생성물의 임의의 혼합물, 에피클로로히드린, 히단토인계 에폭시 수지와 같은 에폭시 수지 또는 수소화된 비스페놀 A 또는 비스페놀 F의 디글리시딜에테르와 비스페놀 A 및 비스페놀 F의 임의의 혼합물의 반응 생성물; 및 임의의 비율 및 임의의 순도의 2개 이상의 이러한 에폭시 수지의 혼합물이 적합하다.
이들 중 EEW ≤ 330g/Val을 갖는 비스페놀 A와 에피클로로히드린의 반응 생성물; EEA ≤ 300g/Val을 가지며 노볼락의 가장 단순한 대표적인 전형인 비스페놀 F와 에피클로로히드린의 반응 생성물, 이들 2개의 반응 생성물의 임의의 혼합물, EEW ≤ 330g/Val을 갖는 에피클로로히드린과 비스페놀 A 및 비스페놀 F의 임의의 혼합물의 반응 생성물, 5,5-디메틸-1,3-비스(2,3-에폭시프로필)-2,4-이미다졸리딘디온; 2,2-비스[4-(2,3-에폭시프로폭시)-시클로헥실]프로판; 및 임의의 비율 및 임의의 순도의 2개 이상의 이러한 에폭시 수지의 혼합물이 바람직하다.
EEW ≤ 200g/Val을 갖는 비스페놀 A와 에피클로로히드린의 반응 생성물, 예컨대 Leuna-Harze GmbH의 Epilox® A 17-01, Epilox® A 18-00, Epilox® A 19-00, Epilox® A 19-02, Epilox® A 19-03 또는 Epilox® A 19-04, 하기식에 의해 표시되며, 여기에서 0 ≤ n ≤ 0.2이고;
Figure 112020000558149-pct00005
EEW ≤ 185 g/Val을 가지며 노볼락의 가장 단순한 대표적 전형인 비스페놀 F와 에픽클로로하이드린의 반응 생성물, 예컨대 Leuna-Harze GmbH의 Epilox® F 16-01 또는 Epilox® F 17-00, 하기 식에 의해 표시되며, 여기에서 0 ≤ n ≤ 0.2;
Figure 112020000558149-pct00006
및 임의의 비율과 임의의 순도의 2개 이상의 이러한 에폭시 수지의 혼합물, 예를 들어 Epilox® AF 18-30, Epilox® AF 18-50 또는 Epilox® T 19-27 및 EEW = 200 g/Val을 갖는 에피클로로히드린과 비스페놀 A 및 비스페놀 F의 임의의 혼합물의 반응 생성물이 더 바람직하다.
에폭시 수지로서 지방족 또는 시클로지방족 폴리에폭시, 예를 들어 :
- 포화 또는 불포화, 분지형 또는 비분지형, 고리형 또는 개방쇄형 C2- 내지 C30-다이올, 예컨대 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 헥산다이올, 옥탄다이올의 글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜, 디메틸올시클로헥산, 네오펜틸글리콜 또는 디브로모네오펜틸글리콜;
- 3- 또는 4 작용성, 포화 또는 불포화, 분지형 또는 비분지형, 환형 또는 개방쇄형 폴리올, 예컨대 피마자유, 트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄, 펜타에리트리톨, 소르비톨 또는 글리세롤, 및 알콕시화 글리세롤 또는 알콕시화 트리메틸올프로판의 글리시딜에테르;
- 수소화된 비스페놀-A, -F 또는 -A/F-액체 수지, 또는 수소화된 비스페놀 -A, -F 또는 A/F의 글리시딜화 생성물;
- 아미드 또는 헤테로 고리 질소 염기의 N-글리시딜 유도체, 예컨대 트리글리시딜시아누레이트와 트리글리시딜이소시아누레이트 및 에피클로로히드린과 히단토인의 반응 생성물이 적합하다.
에폭시 수지로서 올레핀의 산화, 예를 들어 비닐시클로헥센, 디시클로펜타디엔, 시클로헥사디엔, 시클로도데카디엔, 시클로도데카트리엔, 이소프렌, 1,5-헥사디엔, 부타디엔, 폴리부타디엔 또는 디비닐벤젠의 산화로부터의 에폭시 수지도 적합하다.
액체 탄소 공급원 외에, 실온에서 비 액체인 다른 탄소 공급원 (다른 추가의 탄소 공급원)도 추가로 사용될 수 있다. 고체 화합물은 바람직하게 본 발명에 따라 제공된 액체 탄소 공급원에서 가용성이므로, 이들은 함께 균질 상을 형성한다. 그것은 현탁액일 수도 있다.
추가로 실온에서 비 액체인 다른 탄소 공급원으로서 팽창성 방염제에 일반적으로 사용되며 당업자에게 공개된 고체 화합물, 예를 들어 전분 및 변성 전분과 같은 전분과 유사한 화합물, 및/또는 예를 들어 당류 및 다당류와 같은 다가 알코올(폴리올) 및/또는 페놀수지, 우레아수지, 폴리우레탄, 폴리염화비닐, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알코올, 실리콘 수지 및/또는 고무와 같은 열가소성 또는 열경화성 폴리머 수지 결합제가 고려된다. 적합한 폴리올은 설탕, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 트리펜타에리트리톨, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알코올, 소르비톨, EO-PO-폴리올로 이루어진 군에서의 폴리올이다.
탈수소화 촉매 또는 산 형성제로서 팽창성 난연성 배합에 통상적으로 사용되며 당업자에게 공개된 화합물, 예를 들어 황산, 인산 또는 붕산 중에 선택된 비휘발성 무기 산의 염 또는 에스테르가 고려된다. 실질적으로 인 함유 화합물이 사용되며, 상기 화합물은 포스핀, 포스핀옥사이드, 포스포늄 화합물, 포스페이트, 원소 적색 린, 포스파이트 및 포스페이트와 같은 인광 물질의 여러 산화 단계에 걸쳐 확장되기 때문에, 상기 화합물의 팔레트는 매우 크다. 인산 화합물로서 예를 들어 다음을 들 수 있다: 모노암모늄포스테이트, 디암모늄포스페이트, 암모늄포스페이트, 암모늄폴리포스테이트, 멜라민포스페이트, 멜라민수지포스페이트, 칼륨포스페이트, 폴리올포스페이트, 예컨대 펜타에트리톨포스페이트, 글리세롤포스페이트, 소르비톨포스페이트, 만니톨포스페이트, 둘시톨포스페이트, 네오펜틸글리콜포스페이트, 에틸렌글리콜포스페이트, 디펜타에트리톨포스페이트 및 이와 같은 것. 바람직하게 인산 화합물로서 폴리포스페이트 또는 암모늄폴리포스페이트가 사용된다. 멜라민 수지 포스페이트란 화합물, 예컨대 라멜라이트(Lamelite) C(멜라민 포름알데히드 수지)와 인산의 반응 생성물을 의미한다. 황산 화합물로서 예를 들어 다음을 들 수 있다: 황산암모늄, 설팜산암모늄, 니트로아닐린 중황산염, 4-니트로아닐린-2-술폰산 및 4,4-디니트로술파닐아미드 등. 붕산 화합물로서 예를 들어 멜라민보레이트를 들 수 있다.
내화성 조성물이 발포제를 포함하는 경우, 통상적으로 내화성 조성물에서 사용되여 당업자에게 공개된 화합물, 예컨대 시아누르산 또는 이소시안산 및 그것의 유도체, 멜라민 및 그것의 유도체가 고려된다. 이러한 것은 시안아미드, 디시안아미드, 디시안디아미드, 구아니딘 및 그것의 염, 비구아니드, 멜라민 시아누레이트, 시안산염, 시안산에스테르 및 -아미드, 헥사메톡시메틸멜라민, 디멜라민피로포스페이트, 멜라민폴리포스페이트, 멜라민포스페이트이다. 바람직하게는 헥사메톡시메틸멜라민 또는 멜라민(시아누르산 아미드)이 사용된다.
또한, 그 작용 방식이 단일 작용으로 한정되지 않는 화합물, 예컨대 산 형성제뿐 아니라, 발포제로서 작용하는 멜라민폴리포스페이트가 적합하다. 추가의 예는 GB 2 007 689 A1, EP 139 401 A1 및 US 3 969 291 A1호에 기재되어 있다.
단열층을 형성하는 첨가제, 즉 탈수소화 촉매, 액체 탄소 공급원 및 경우에 따라서 발포제는 합하여 조성물 중 30 내지 99 중량%의 양으로 포함될 수 있으며, 상기 양은 실질적으로 조성물의 도포 형태(분무, 브러싱 등)에 의존한다. 가능한 높은 내화성을 달성하기 위해, 전체 배합 중 단열층을 형성하는 내화성 첨가제의 비율은 가능한 한 높게 설정된다. 바람직하게는 전체 배합 중 비율은 35 내지 85 중량 %, 특히 바람직하게는 40 내지 85 중량 %이다.
화학적 팽창에 의해 야기된 부피가 큰 단열층은 물리적 팽창에 의해 지원될 수 있다. 2개의 시스템은 본 발명에 따라 서로 조합하여 사용될 수 있다.
단열층이 추가로 물리적 팽창에 의해 형성되는 본 발명의 실시예에서, 내화성 조성물은 또한 박리 그라파이트로도 공개되어 있는 그라파이트 층간 화합물과 같은 적어도 하나의 열팽창성 화합물을 포함한다. 이는 또한 결합제에는 물론 액체 탄소 공급원에도 특히 균일하게 함유될 수 있다.
박리 그라파이트로서 예를 들어 그라파이트 내 SOx, NOx, 할로겐 및/또는 강산의 공개된 층간 화합물이 고려된다. 이들은 또한 그라파이트 염으로 지칭된다. 예를 들면 120 내지 350℃의 온도에서 팽창 중에 SO2, SO3, NO 및/또는 NO2를 배출하는 박리 그라파이트가 바람직하다. 박리 그라파이트는 예를 들면 0.1 내지 5 ㎜의 최대 직경을 갖는 박편 형태로 존재할 수 있다. 바람직하게는 이러한 직경은 0.5 내지 3 ㎜이다. 본 발명에 적합한 박리 그라파이트는 시중에서 구매 가능하다. 일반적으로, 박리 그라파이트 입자는 본 발명에 따른 난연성 요소에 균일하게 분포된다. 그러나 박리 그라파이트 입자의 농도는 또한 점별, 패턴형, 평면형 및/또는 샌드위치형으로 변경될 수도 있다. 이와 관련하여 EP 1489136 A1호가 참조된다.
화재 시 형성되는 애쉬 크러스트는 일반적으로 너무 불안정하며, 그것의 밀도 및 구조에 의존하여 예를 들면 기류에 의하여 취입될 수 있으며, 이는 코팅의 단열 효과에 부정적으로 작용하므로, 바람직하게 적어도 하나의 애쉬 크러스트 안정화제가 전술한 성분에 첨가된다.
본 발명의 다른 실시예에서 내화성 조성물은 따라서 적어도 하나의 무기 주쇄 형성제를 포함한다. 첨가제의 성분은 바람직하게, 이들이 상승 작용을 일으킬 수 있도록 선택되며, 여기서 일부 화합물은 몇몇 기능을 수행할 수 있다.
애쉬 크러스트 안정화제또는 주쇄 형성제로서 내화성 배합에 통상적으로 사용되며 당업자에게 공개된 화합물, 예를 들어 박리 그라파이트 및 미립자 금속, 예컨대 알루미늄, 마그네슘, 철 및 아연이 고려될 수 있다. 미립자 금속은 분말, 박편, 플레이크, 섬유, 필라멘트 및/또는 위스커의 형태로 존재할 수 있으며, 이 경우 분말, 박편 또는 플레이크 형태의 미립자 금속은 ≤50 ㎛, 바람직하게는 0.5 내지 10 ㎛의 입도를 갖는다. 섬유, 필라멘트 및/또는 위스커 형태의 미립자 금속을 사용할 경우, 0.5 내지 10 ㎛의 두께 및 10 내지 50 ㎛의 길이가 바람직하다. 애쉬 크러스트 안정화제로서 대안으로서 또는 추가로 알루미늄, 마그네슘, 철, 티타늄 또는 아연을 포함하는 군으로부터의 금속의 산화물 또는 화합물, 특히 철 산화물, 바람직하게는 삼산화철, 이산화티타늄, 붕산염, 예컨대 붕산아연 및/또는 바람직하게는 400℃ 이상의 용융 온도를 갖는 저 용융 유리의 유리 프릿, 포스페이트- 또는 설페이트 유리, 멜라민폴리아연설페이트, 페로 유리 또는 붕규산칼슘이 사용될 수 있다. 상기 애쉬 크러스트 안정화제의 첨가는 화재 시 애쉬 크러스트의 상당한 안정화에 기여하는데, 그 이유는 이들 첨가제는 팽창성 층의 기계적 강도를 증가시키며 및/또는 그것의 낙하를 방지하기 때문이다. 이러한 첨가제의 예는 US 4 442 157 A, US 3 562 197 A, GB 755 551 A 및 EP 138 546 A1호에서 찾아볼 수 있다.
또한, 미네랄 섬유, 탄소 섬유 또는 유리 섬유와 같은 섬유도 애쉬 크러스트 안정화제로서 사용될 수 있다.
또한, 멜라민포스페이트 또는 멜라민보레이트와 같은 애쉬 크러스트 안정화제가 포함될 수 있다.
선택적으로 하나 이상의 반응성 난연제가 본 발명에 따른 조성물에 첨가될 수 있다. 본 발명과 관련한 예로는 반응성 유기인 화합물, 예컨대 9,10-디히드로-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥시드(DOPO) 및 그것의 유도체 및 그것의 부가물이다. 상기 화합물은 예를 들면 문헌[S. V. Levchik, E. D. Weil, Polym . Int. 2004, 53, 1901-1929 또는 E. D. Weil, S. V. Levchik(발행), Flame Retardants for Plastics and Textiles - Practical Applications, Hanser, 2009]에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 내화성 조성물은 습도에 의해 경화된다. 따라서, 표면에서 조성물의 경화가 시작된다.
이러한 방식의 경화는 대기 습도와 층 두께에 따라 다르다. 긴 경화 시간을 피하거나 매우 건조한 환경에서 경화를 보장하기 위해, 바람직한 실시예에서 본 발명에 따른 내화성 조성물은 따라서 추가 요소로서 가교제를 함유하며, 이 경우 가교제로서 물이 특히 바람직하다. 이로 인해 WO 2010/131037 A1호에 따른 조성물과 비교하여서도, 특히 결합제의 보다 균일하고 신속한 경화가 달성될 수 있다. 이로써 조성물의 경화는 절대 대기 습도와 전반적으로 무관하며 조성물은 극도로 건조한 조건에서도 확실하고 신속하게 경화된다.
조성물 중 수분 함량은 중합체에 대해서 5 중량%에 이를 수 있고, 이 경우 함량은 바람직하게 0.1 내지 5 중량%, 특히 바람직하게는 0.5 내지 3 중량% 그리고 더 바람직하게 0.6 내지 2 중량%이다.
다른 적합한 가교제는 비닐 작용성 알콕시실란, 올리고머 아미노-/알킬 작용성 알콕시실란, 올리고머 아미노 작용성 알콕시실란, 아미노 작용성 알콕시실란, 알킬 작용성 알콕시실란, 에폭시 작용성 알콕시실란, 비닐 작용성 알콕시실란, 비닐-/알킬 작용성 알콕시실란, 머캅토 작용성 알콕시실란, 메타크릴 작용성 알콕시실란 또는 규산 에스테르이다.
이것의 예로는 메틸트리메톡시실란, 클로로메틸트리메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 프로필트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 메틸트리프로폭시실란, 페닐트리프로폭시실란, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라-n-프로폭시실란, 테트라-n-부톡시실란, 메틸트리스(메틸에틸케톡심)실란, 페닐트리스(메틸에틸케톡심)실란, 비닐트리스(메틸에틸케톡심)실란, 메틸트리스(메틸이소부틸케톡심)실란, 메틸트리스(메틸프로필케톡심)실란 또는 테트라(메틸에틸케톡심)실란, 아미노프로필트리메톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 아미노프로필메틸디메톡시실란, 아미노프로필메틸디에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-아미노프로필트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-아미노프로필-메틸디메톡시실란, N-시클로헥실아미노메틸트리에톡시실란, N-시클로헥실-아미노메틸-메틸디에톡시실란, N-시클로헥실아미노메틸-트리메톡시실란, N-시클로헥실아미노메틸-메틸디메톡시실란, 헥사데실트리메톡시실란, 이소-부틸트리에톡시실란, 이소-부틸트리메톡시실란, 옥틸트리클로로실란, 옥틸트리에톡시실란, 프로필트리에톡시실란, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)아민, 비스(3-트리메톡시실릴프로필)아민, 3-3-2-아미노에틸-3-아미노-프로필메틸디메톡시실란, 2-아미노에틸-3-아미노-프로필트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리에톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 메타크릴옥시메틸-메틸디메톡시실란, 메타크릴옥시메틸-티메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리아세톡시실란, 에틸폴리 실리케이트, 테트라에틸오르토실리케이트, 테트라메틸오르토실리케이트, 테트라-n-프로필오르토실리케이트, 비닐트리클로로실란, 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, 시클로헥실-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-(2-아미노메틸아미노)프로필트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노-프로필메틸디메톡시실란, 3-우레이도프로필트리메톡시실란, N-메틸[3-(트리메톡시실릴)프로필]카르바메이트, N-트리메톡시실릴메틸-O-메틸 카르바메이트, N-디메톡시(메틸)실릴-메틸-O-메틸카르바메이트, 트리스-[3-(트리메톡시실릴)프로필]-이소시아누레이트 또는 이들의 조합.
이에 대한 시중에서 구매 가능한 예는 다음과 같다: Dynasylan® 1146, Dynasylan® 6490, Dynasylan® 6498, Dynasylan® SIVO 210, Dynasylan® SIVO 214, Dynasylan® 9116, Dynasylan® IBTEO, Dynasylan® IBTMO, Dynasylan® MTES, Dynasylan® MTMS, Dynasylan® OCTCS, Dynasylan® OCTEO, Dynasylan® OCTMO, Dynasylan® PTEO, Dynasylan® PTMO, Dynasylan® 1122, Dynasylan® 1124, Dynasylan® 1133, Dynasylan® 1204, Dynasylan® 1505, Dynasylan® 1506, Dynasylan® AMEO, Dynasylan® AEMO-T, Dynasylan® AMMO, Dynasylan® 1411, Dynasylan® DAMO, Dynasylan® DAMO-T, Dynasylan® GLYE0, Dynasylan® GLYMO, Dynasylan® MTMO, Dynasylan® MEMO, Dynasylan® 40, Dynasylan® A, Dynasylan® M, Dynasylan® P, Dynasylan® VTC, Dynasylan® VTEO, Dynasylan® VTMO, Dynasylan® VTMOEO, Dynasylan® 6598 (각각 Evonik Industries AG), Geniosil® GF9, Geniosil® GF 91, Geniosil® GF 92, Geniosil® XL 926, Geniosil® GF 93, Geniosil® GF 94, Geniosil® GF 95, Geniosil® GF 96, Geniosil® GF 98, Geniosil® XL 10, Geniosil® XL 12, Geniosil® GF 56, Geniosil® GF 62, Geniosil® GF 31, Geniosil® XL 32, Geniosil® XL 33, Geniosil® GF 39, Geniosil® GF 60, Geniosil® XL 63, Geniosil® XL 65, Geniosil® GF 69, Geniosil® GF 80 및 Geniosil® GF 82(각각 Wacker Chemie AG).
가교제는 바람직하게 전체 조성물에 대해서 0.05 중량% 내지 5.0 중량%, 더 바람직하게는 0.1 중량% 내지 3.0 중량%, 가장 바람직하게는 0.5 중량% 내지 2.0 중량%의 양으로 함유된다.
가교제에 의해 기재에 대한 접착성, 첨가제의 습윤성 개선 및 조성물의 경화 속도와 같은 다양한 특성들이 의도대로 최적화되고 조정될 수 있다.
또한, 가교제는 미리 부분적으로 또는 완전히 가수분해될 수도 있다. 부분적으로 또는 완전히 가수분해된 실란의 반응성이 크게 증가하기 때문에, 가교제로서 실란의 이용이 바람직할 수 있다. 올리고머 실록산의 형성을 위해 부분적으로 또는 완전히 가수분해된 실란의 이용 시, 특히 가수분해된 실란의 축합 반응에 의해 형성되는 이량체 및/또는 삼량체가 발생될 수 있음은 당업자에게 공개되어 있다.
특히 바람직한 올리고머 실록산은, 예를 들어 헥사메톡시디실록산, 헥사에 톡시디실록산, 헥사-n-프로폭시디실록산, 헥사-n-부톡시디실록산, 옥타에톡시트리 실록산, 옥타-n-부톡시트리실록산, 데카에톡시테트라실록산이다.
물론, 유기폴리실록산을 위한 가교제로서 상기 언급된 실란의 임의의 혼합물도 사용될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 내화성 조성물은 다른 요소로서 하나 이상의 공-가교제를 함유한다. 공-가교제는 전술한 가교제 군 또는 물에서 선택 될 수 있으며, 이 경우 공-가교제로서 물이 특히 바람직하다. 이로써 결합제의 보다 균일하고 신속한 경화가 달성될 수 있다. 따라서 조성물의 경화는 전반적으로 절대 대기 습도와 무관하며 조성물은 극도로 건조한 조건에서도 확실하고 신속하게 경화된다.
조성물 중 공-가교제, 바람직하게는 물의 함량은 중합체에 대해서 5 중량%에 이를 수 있으며, 이 경우 함량은 0.1 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 3 중량%, 더 바람직하게는 0.6 내지 2 중량%이다.
실시예에서, 본 발명에 따른 내화성 조성물은 연화제, 물 스캐빈저, 유기 및/또는 무기 혼입체 및/또는 추가 첨가제중에서 선택된 적어도 하나의 추가 요소를 함유한다.
적합한 연화제는 벤조산, 프탈산, 예를 들면 프탈레이트, 예컨대 디부틸-, 디옥틸-, 디시클로헥실-, 디이소옥틸-, 디이소데실-, 디벤질- 또는 부틸벤질프탈레이트, 트리멜리트산, 피로멜리트산, 아디프산, 세바스산, 푸마르산, 말레산, 이타콘산, 카프릴산 및 시트르산의 유도체, 알킬포스페이트에스테르 및 폴리에스테르와 폴리에테르의 유도체, 에폭시드화 오일, 페놀의 C10-C21-알킬술폰산에스테르, 선형 또는 분지형, 포화 또는 불포화 C6-C21-모노카르복실산 및 다작용성 알코올 또는 그것의 에톡실화된 유도체로부터 얻을 수 있는 폴리에스테르, 및 지방족고리 카르복실산에스테르 중에서 선택될 수 있다. 바람직하게 연화제는 테레프탈산의 에스테르 유도체, 카프릴산의 트리올-에스테르, 글리콜 디에스테르, 지방족 디카르복실산의 다이올-에스테르, 시트르산의 에스테르 유도체, 2차 알킬술폰산에스테르, 에폭시기를 갖는 글리세롤의 에스테르 유도체 및 포스페이트의 에스테르 유도체이다. 가장 바람직하게 연화제는 비스(2-에틸헥실)테레프탈레이트, 트리하이드록시메틸프로필카프릴레이트, 트리에틸렌글리콜-비스(2-에틸헥사노에이트), 1,2-시클로헥산디카르복실산-디이소노닐에스테르, 75-85%의 2차 알킬술폰산에스테르, 15-25%의 2차 알칸디술폰산디페닐에스테르 및 2-3%의 비-술폰화 알칸, 트리에틸시트레이트, 에폭시드화 대두유, 트리-2-에틸헥실포스페이트의 혼합물 또는, n-옥틸- 및 n-데실숙시네이트의 혼합물이다.
연화제에 대한 시중에서 구매 가능한 예로는 EASTMAN® DOTP 가소제(Eastman Chemical Company), Esterex® NP 343((Excon Mobil Corporation), Solusolv® 2075(Solutia Inc.), Hexamoll® DINCH(BASF SE), Mesamoll® 11(Lanxess Germany GmbH), 트리에틸시트레이트(Sigma Aldrich)), Paraplex® G-60(Hallstar Company), Disflammol® TOF(Lanxess Germany GmbH) 및 Uniplex® LXS TP ODS(Lanxess Germany GmbH)를 들 수 있다.
조성물 중 연화제는 바람직하게 전체 조성물에 대해서 0.1 내지 40 중량%, 더 바람직하게는 1 내지 35 중량%, 가장 바람직하게는 5 내지 25 중량%의 양으로 함유될 수 있다.
조성물 중 임의로 함유된 요소, 특히 충전제및/또는 첨가제의 잔류 수분, 또는 대기 수분과 알콕시실란 작용성 중합체의 조기 반응을 방지하기 위해, 일반적으로 물 스캐빈저가 조성물에 첨가되고, 상기 물 스캐빈저는 알콕시실란 작용성 중합체와 함께 저장된다. 결과적으로, 배합, 특히 중합체 성분 내로 운반된 수분이 흡수된다. 액체 탄소 공급원이 물 스캐빈저를 함유하지 않아도 되고, 즉 액체 탄소 공급원을 포함하는 성분은 추가로 물 스캐빈저를 함유한다.
바람직하게는 물 스캐빈저는 유기 작용성 알콕시실란 또는 올리고머 유기 작용성 알콕시실란이고, 더 바람직하게는 비닐 작용성 알콕시실란, 올리고머 비닐 작용성 알콕시실란, 비닐-/알킬 작용성 알콕시실란, 올리고머 아미노-/알킬 작용성 알콕시실란, 아세톡시-/알킬 작용성 알콕시실란, 아미노 작용성 알콕시실란, 올리고머 아민 작용성 알콕시실란, 카르바마토실란 또는 메타크릴옥시 작용성 알콕시실란이다. 가장 바람직하게는 물 스캐빈저는 디-터트-부톡시디아세톡시실란, 비스 (3-트리에톡시실릴프로필)아민, 비스(3-트리메톡시프로필)아민, 3-아미노프로필메 틸디에톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메 톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-시클로헥실아미노메틸트리에톡시실란, 비닐디메톡시메틸실란, 비닐트리아세톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 메타크릴옥시메틸-메틸디메톡시실란, 메타크릴옥시메틸트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리아세톡시실란, N-메틸[3-(트리메톡시실릴(프로필)]카르바메이트, N-트리메톡시실릴메틸-O-메틸카르바메이트, N-디메톡시(메틸)실릴-메틸-O-메틸카르바메이트 또는 이들의 조합이다.
이에 대한 시중에서 구매 가능한 예는 다음과 같다: Dynasyian® 1146, Dynasyian® 6490, Dynasyian® 6498, Dynasyian® BDAC, Dynasyian® 1122, Dynasyian® 1124, Dynasyian® 1133, Dynasyian® 1204, Dynasyian® 1505, Dynasyian® 1506, Dynasyian® AMEO, Dynasyian® AMEO-T, Dynasyian® VTEO, Dynasyian® VTMO, Dynasyian® VTMOEO, Dynasyian® 6598 (각각 Evonik Industries AG), Geniosil® XL 926, Geniosil® XL 10, Geniosil® XL 12, Geniosil® GF 56, Geniosil® GF 62, Geniosil® GF 31, Geniosil® XL 32, Geniosil® XL 33, Geniosil® GF 39, Geniosil® GF 60, Geniosil® XL 63 및 Geniosil® XL 65 (각각 Wacker Chemie AG).
물 스캐빈저의 첨가된 양은 배합의 요소들의 수분 함량에 의존하며 일반적으로 약 1 중량% 이내이다. 물 스캐빈저는 전체 조성물에 대해서 0.1 내지 2 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 1.8 중량%, 더 바람직하게는 0.25 내지 1.5 중량%의 양으로 함유될 수 있다.
조성물은 전술한 첨가제외에도, 필요 시, 예를 들어 폴리아크릴레이트 및/또는 폴리포스페이트계 습윤제, 실리콘 소포제와 같은 소포제, 염료, 살 진균제또는 다양한 충전제, 예컨대 질석, 무기 섬유, 석영 모래, 마이크로 유리 비드, 운모, 이산화규소, 미네랄 울 및 이와 같은 통상적인 보조제를 함유할 수 있다.
증점제 및/또는 레올로지 첨가제와 같은 추가 첨가제및 충전제가 조성물에 첨가될 수 있다. 침강 방지제, 흐름 방지제및 요변제와 같은 레올로지 첨가제로서 바람직하게 폴리하이드록시카르복실산아미드, 우레아 유도체, 불포화 카르복실산에스테르의 염, 산 인산유도체의 알킬암모늄염, 케톡심, p-톨루엔설폰산의 아민염, 술폰산 유도체의 아민염 및 화합물의 혼합물 또는 수성 또는 유기 용액이 사용될 수 있다. 또한, 발연성 또는 침전된 규산계 또는 실란화된 발연성 또는 침전된 규산계 레올로지 첨가제가 사용된다. 레올로지 첨가제는 바람직하게 발연성 규산, 개질 및 비개질된 층상 규산염, 침강 규산, 셀룰로오스에테르, 다당류, PU- 및 아크릴레이트 증점제, 우레아 유도체, 피마자유 유도체, 폴리아미드와 지방산아미드 및 폴리올레핀이고, 이들이 고체 형태로 존재하는 경우, 분쇄된 셀룰로오스 화합물 및/또는 현탁화제, 예를 들어 잔탄검이다.
또한, 조성물은 적어도 하나의 촉매를 함유할 수 있고, 이것이 존재하는 경우, 이것은 반응 억제되어 알콕시 작용성 중합체와 분리된다. 가교제에 의해 기재에 대한 접착성, 첨가제의 개선된 습윤성 및 조성물의 경화 속도와 같은 다양한 특성이 의도대로 최적화되고 조정될 수 있다.
촉매로서, 중합체의 실란기들 사이에 Si-O-Si 결합의 형성에 촉매 작용을 하는데 적합한 모든 화합물이 사용될 수 있다. 예를 들어 티타늄 화합물, 주석 화합물과 같은 금속 화합물이 언급될 수 있다. 대안으로서 산성 또는 염기성 촉매가 언급될 수 있다.
주석 화합물 중 디부틸주석디라우레이트, 디부틸주석말레이트, 디부틸주석디아세테이트, 디부틸주석디옥타노에이트, 디부틸주석아세틸아세토네이트, 디부틸 주석 산화물, 또는 디옥틸주석의 상응하는 화합물, 예컨대 디옥틸주석디라우레이트, 주석나프테네이트, 디메틸주석디네오도데카노에이트, 디부틸주석 산화물 및 프탈산에스테르의 반응 생성물이 바람직하다.
염기성 아민 중에는 트리에틸아민, 트리부틸아민, 트리옥틸아민, 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 트리이소프로판올아민, 테트라메틸렌디아민, 쿼드롤, 디에틸렌트리아민, 디메틸아닐린, 프로톤 스폰지, N,N'-비스[2-(디메틸아미노)에틸]-N,N'-디메틸에틸디아민, N,N-디메틸시클로헥실아민, N-디메틸페닐아민, 2-메틸펜타메틸렌디아민, 2-메틸펜타메틸렌디아민, 1,1,3,3-테트라메틸구아니딘, 1,3-디페닐구아니딘, 벤즈아미딘, N-에틸모르폴린, 2,4,6-트리스(디메틸아미노메틸)페놀(TDMAMP), 1,8-디아자바이사이클로[5.4.0]운덱-7-엔(DBU) 및 1,5-디아자바이사이클로(4.3.0)논-5-엔 (DBN); n-펜틸아민, n-헥실아민, 디-엔-프로필아민 및 에틸렌디아민; DABCO, DMAP, PMDETA, 이미다졸 및 1-메틸이미다졸 또는 아민과 카르복실산의 염, 및 폴리에테르모노아민, 폴리에테르디아민 또는 폴리에테르트리아민과 같은 폴리에테르아민, 예를 들어 헌츠만(Huntsman)의 Jeffamine 및 에테르아민, 예를 들어 헌츠만의 Jeffkat이 바람직하다. 이와 관련하여 출원 WO 2011/157562 A1 및 WO 2013/003053 A1호가 참조된다.
티타늄 화합물 중 티타네이트에스테르, 예컨대 테트라부틸티타네이트, 테트라프로필티타네이트, 테트라이소프로필티타네이트, 테트라아세틸아세토네이트-티타네이트가 바람직하다.
촉매로서의 금속 화합물 중 또한 유기 알루미늄 화합물 또는 비스무트염의 반응 생성물 또는 킬레이트 화합물, 예컨대 지르코늄테트라아세틸아세토네이트를 들 수 있다.
산성 촉매로서 인산- 또는 인산에스테르, 톨루엔설폰산 및 무기산(mineral acid)이 예를 들어 언급될 수 있다.
염기성 촉매로서, 예를 들어 NaOH, KOH, K2CO3, 암모니아, Na2CO3, 지방족 알콜레이트 또는 페놀레이트와 같은 간단한 염기의 용액이 예를 들어 언급될 수 있다.
촉매의 유형과 양은 선택된 알콕시실란 작용성 중합체 및 소정의 반응성에 따라 선택될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제2 대상은 전술한 내화성 조성물을 포함하고, 제1 성분(1) 및 제1 성분(A)과 분리된 제2 성분(B)을 갖는 다성분계이며, 여기서 제1 성분(A)은 알콕시실란 작용성 중합체를 함유하고 제2 성분(B)은 액체 탄소 공급원을 함유한다.
본 발명에 따른 조성물은 바람직하게 2성분계로서 제조된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 내화성 조성물은 적어도 다음을 포함한다: 알콕시 작용성 중합체, 특히 알콕시실란 작용성 폴리에테르 또는 알콕시실란 작용성 폴리우레탄, 산 공급원 (탈수소화 촉매) 및 액체 탄소 공급원을 포함한다. 본 발명에 따라 알콕시실란 작용성 폴리에테르 또는 알콕시실란 작용성 폴리우레탄은, 저장 동안 이들 2개의 요소 사이의 반응을 저지하기 위해, 액체 탄소 공급원으로부터 공간적으로 분리되어 있다. 산 공급원은 이 경우 알콕시 작용성 중합체, 특히 알콕시실란 작용성 폴리에테르 또는 알콕시실란 작용성 폴리우레탄을 함유하는 성분에 포함될 수 있거나, 액체 탄소 공급원을 함유하는 성분에 포함될 수 있다.
경우에 따라서 조성물에 함유된 다른 요소들은 그것의 기능 및/또는 상호 및 조성물에 함유된 화합물과의 상용성에 따라 분포되며, 2개의 성분 중 하나에 또는 2개의 성분 모두에 포함될 수 있다.
또한, 다른 요소들, 특히 고체 요소들의 분포는 이들이 조성물에 얼마의 양으로 함유되는지에 의존할 수 있다. 적절한 분포에 의해 전체 조성물에 대해서, 경우에 따라서 더 높은 비율이 달성될 수 있다.
바람직한 실시예에서 다성분계는 알콕시실란 작용성 중합체 및 탈수소화 촉매를 함유하는 제1 성분(A) 및 액체 탄소 공급원을 함유하며 상기 제1 성분과 반응 억제되어 및/또는 공간적으로 분리된 제2 성분을 포함하는 2성분계이다.
추가의 바람직한 실시예에서 2성분계는 알콕시실란 작용성 중합체, 탈수소화 촉매 및 발포제를 함유하는 제1 성분(A) 및 액체 탄소 공급원을 함유하며 상기 제1 성분과 반응 억제되어 및/또는 공간적으로 분리된 제2 성분을 포함한다.
대안적인 실시예에서 2성분계는 알콕시 작용성 중합체, 탈수소화 촉매 및 발포제를 함유하는 제1 성분(A) 및 액체 탄소 공급원과 추가적인 고체 탄소 공급원을 함유하며 상기 제1 성분과 반응 억제되어 및/또는 공간적으로 분리된 제2 성분을 포함한다.
다른 바람직한 실시예에서 2성분계는 알콕시실란 작용성 중합체, 탈수소화 촉매 및 발포제를 함유하는 제1 성분(A) 및 액체 탄소 공급원과 가교제를 함유하며 상기 제1 성분과 반응 억제되어 및/또는 공간적으로 분리된 제2 성분을 포함한다.
더 바람직한 실시예에서 2성분계는 알콕시실란 작용성 중합체, 탈수소화 촉매, 발포제및 유기 및/또는 무기 첨가제를 함유하는 제1 성분(A) 및 액체 탄소 공급원과 가교제를 함유하며 상기 제1 성분과 반응 억제되어 및/또는 공간적으로 분리된 제2 성분을 포함한다.
더욱 바람직한 실시예에서 2성분계는 알콕시실란 작용성 폴리에테르 및/또는 알콕시실란 작용성 폴리우레탄, 탈수소화 촉매 및 발포제를 함유하는 제1 성분(A) 및 액체 탄소 공급원과 경우에 따라서 가교제를 함유하며 상기 제1 성분과 반응 억제되어 및/또는 공간적으로 분리된 제2 성분을 포함한다.
상기 조성물은 페이스트로서 금속일 수 있고, 케이블 트레이 또는 미네랄 울로 이루어진 연질 격벽의 경우 플라스틱일 수 있는 기재 상에 브러시, 롤러로 또는 분무에 의해 도포된다. 조성물은 바람직하게는 무공기 분무 방법을 이용해서 도포된다.
본 발명에 따른 조성물은, 용매계 및 수계 시스템과 비교하여, 축합 반응에 의한 비교적 신속한 경화 및 이에 따라 불필요한 물리적 건조를 특징으로 한다. 이는 특히, 부품을 커버 층으로 코팅이건 부품의 이동 또는 운반으로 인해서건, 코팅된 부품이 신속하게 로딩되거나 추가로 처리되어야 할 때 매우 중요하다. 이로써 코팅도 건설 현장에 대한 외부 영향, 용매계 또는 수계 시스템에서 수용성 요소들을 씻어내게 할 수 있고, 또는 먼지의 흡수 시 효과를 저하시킬 수 있는, 예컨대 (빗)물 또는 먼지 및 오염의 노출에 훨씬 덜 민감하다.
또한, 특히 용매계 시스템과 비교하여 휘발성 유기 화합물(VOC; volatile organic compounds)에 의한 인간과 환경의 오염이 최소화된다.
약한 휘발성 용매를 첨가하지 않고 높은 고형분 함량에도 불구하고, 2개의 성분의 혼합 후에 조성물의 점도가 낮기 때문에, 조성물은 특히 통상적인 분무에 의해 간단하게 처리될 수 있다.
2성분계로서 제조에 의해 매우 우수한 저장 안정성이 달성된다.
따라서 본 발명에 따른 내화성 조성물은 구조 요소를 위한, 특히 금속 및 비금속 기반의 부품을 위한 내화 코팅, 특히 분무 가능한 코팅으로서 적합하다. 본 발명에 따른 내화성 조성물은 주로 건설 분야에서 코팅, 특히 내화 코팅으로서 특히 강 구조 요소를 위해 사용된다. 그러나 콘크리트 또는 목재와 같은 강 이외의 재료로 이루어진 구조 요소를 위한 내화 코팅뿐만 아니라 개별 케이블, 케이블 번들, 케이블 트레이 및 케이블 채널 또는 기타 라인의 코팅을 위한 용도도 고려될 수 있다.
따라서 본 발명의 제3 대상은 코팅으로서, 특히 강, 콘크리트, 목재 및 다른 재료들, 예컨대 플라스틱으로 이루어진 구조 요소 및 부품을 위한 코팅으로서, 특히 개별 케이블, 케이블 번들, 케이블 트레이 및 케이블 채널 또는 기타의 라인 또는 연질 격벽을 위한 내화 코팅으로서 본 발명에 따른 조성물의 용도이다.
하기 실시예들은 본 발명을 추가로 설명하기 위해 이용된다.
단열층을 생성하는 본 발명에 따른 조성물의 제조를 위해, 후술되는 바와 같이 개별 성분은 용해제를 이용해서 혼합 및 균질화된다. 고형물 Exolit AP 462 (멜라민 수지로 미세 캡슐화된 암모늄폴리포스페이트, Clariant), Kronos 2056 (이산화티타늄, Kronos International), Melafine(멜라민, OCI) 및 Charmor PM 40 (2,2-비스(하이드록시메틸)-1,3-프로판-다이올, Perstop)은 조성물을 제조하기 전에 110 ℃에서 18 시간 동안 건조시켰다.
40℃에서 80 ml PE 컵에서 대기 수분을 배제한 상태에서 조성물을 보관하였다.
실시예 1
Figure 112020000558149-pct00007
1) 디메톡시(메틸)실릴메틸카르바메이트-말단 폴리에테르, Wacker Chemie AG
2) 3-아미노프로필트리메톡시실란, Wacker Chemie AG
3) 트리메톡시비닐실란, Wacker Chemie AG
4) 멜라민 수지로 미세 캡슐화된 암모늄폴리포스페이트, Clariant
5) 이산화티타늄, Kronos Internaitonal
6) Melafin, OCI 멜라민
실시예 2
Figure 112020000558149-pct00008
7) 실란-말단 폴리에테르, Kaneka Cooperation
실시예 3
Figure 112020000558149-pct00009
8) 지방족 실란-말단 폴리우레탄, Covestro AG
실시예 4
Figure 112020000558149-pct00010
비교예 1
Figure 112020000558149-pct00011
9) 2,2-비스(하이드록시메틸)-1,3-프로판-다이올), Perstop
비교예 2
Figure 112020000558149-pct00012
비교예 3
Figure 112020000558149-pct00013
비교예 4
Figure 112020000558149-pct00014
10) 프로폭실화 2,2-비스(하이드록시메틸)-1,3-프로판-다이올), Perstop
비교예 5
Figure 112020000558149-pct00015
점도 측정
점도 곡선은 영국 소재 Malvern Instruments Ltd.,의 공기 가이드식 Kinexus 레오미터로 측정된다. 이를 위해 20mm의 직경과 1°의 각도를 갖는 콘-플레이트- 시스템이 사용된다. 측정 온도는 45℃이고, 샘플 준비 후 템퍼링 시간은 2분이다. 14단계의 전단 속도-단계가 제시된다: 0.1/s; 0.2154/s; 0.4642/s; 1/s; 2.154/s; 4,642/s; 10/s; 21.54/s; 46.42/s; 100/s; 215.4/s; 300/s 464.2/s; 500/s. 측정 포인트 지속 시간은 11초이고, 노출 시간은 5초이다. 100/s의 점도는 샘플과의 비교에 사용된다. 주어진 값은 100s-1에서 2개의 측정값의 평균값이다.
표 1: 45℃ 및 100s-1에서 실시예 1 내지 4의 성분 A의 점도 Paㆍs
Figure 112020000558149-pct00016
표 2 : 45℃ 및 100s-1에서 비교예 1 내지 5의 점도 Paㆍs
Figure 112020000558149-pct00017
표 1 및 2의 데이터가 명확하게 제시하는 바와 같이, 중합체 성분에 탄소 공급원이 없고 따라서 하이드록실기 함유- 또는 공급 화합물이 함유되지 않은 실시 예 1 내지 4의 혼합물의 점도는 저장 지속 시간에 걸쳐서 약간만 증가한다. 이와 달리, 중합체 성분에 탄소 공급원 및 하이드록실기 함유- 또는 공급 화합물이 함유되는 비교예 1 내지 5의 혼합물의 점도는 현저하게 증가한다. 이는, 비교예의 혼합물의 저장 안정성이 실시예 1 내지 4의 혼합물의 저장 안정성보다 훨씬 낮다는 것을 명백하게 제시한다.

Claims (14)

  1. 내화성 조성물로서,
    - 중합체쇄를 따라 측기 및/또는 말단 기로서 하기 화학식(I)의 알콕시 작용성 실란기를 포함하는 알콕시실란 작용성 중합체:
    -Si(R1)m(OR2)3-m (I),
    (상기 식에서, R1은 선형 또는 분지형 C1-C16-알킬 라디칼이고, R2는 선형 또는 분지형 C1-C6-알킬 라디칼이고, m은 0 내지 2의 정수임),
    - 탈수소화 촉매,
    - 액체 탄소 공급원, 및,
    - 경우에 따라 발포제를 포함하고,
    상기 알콕시실란 작용성 중합체는 액체 탄소 공급원으로부터 분리되어 있어 반응이 억제되고,
    상기 액체 탄소 공급원은 액체 폴리에스테르-폴리올, 액체 글리세롤계 폴리올, 액체 에폭시-화합물 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것인
    내화성 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 중합체는 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리에테르에스테르, 폴리아미드, 폴리우레탄, 폴리에스테르우레탄, 폴리에테르우레탄, 폴리에테르에스테르우레탄, 폴리아미드우레탄, 폴리우레아, 폴리아민, 폴리카보네이트, 폴리비닐에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리올레핀, 폴리이소부틸렌, 폴리설파이드, 고무, 네오프렌, 페놀 수지, 에폭시 수지 및 멜라민으로 이루어진 군에서 선택된 주쇄를 포함하는 것인 내화성 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 중합체는 폴리에테르 또는 폴리우레탄인 내화성 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 알콕시실란 작용성 중합체는 적어도 2개의 알콕시 작용성 실란기를 지니는 것인 내화성 조성물.
  5. 삭제
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 마찬가지로 알콕시실란 작용성 중합체로부터 분리되어 있어 반응이 억제되는 추가의 비액체 탄소 공급원을 더 함유하는 것인 내화성 조성물.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 가교제를 더 함유하는 것인 내화성 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 공가교제를 더 함유하는 것인 내화성 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 공가교제는 물인 내화성 조성물.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 및/또는 무기 및/또는 추가 첨가제를 더 함유하는 것인 내화성 조성물.
  11. 제1항에 따른 내화성 조성물을 포함하는 다성분계로서, 제1 성분(A) 및 상기 제1 성분과 분리된 제2 성분(B)을 가지며, 상기 제1 성분(A)은 알콕시실란 작용성 폴리에테르 또는 알콕시실란 작용성 폴리우레탄을 함유하고, 상기 제2 성분(B)은 액체 폴리에스테르-폴리올, 액체 글리세롤계 폴리올, 액체 에폭시-화합물 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 액체 탄소 공급원을 함유하는 것인 다성분계.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 내화성 조성물 또는 제11항에 따른 다성분계를 사용하는 코팅의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 코팅이 구조 요소들의 코팅인 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 코팅이 비금속 부품들의 코팅인 제조 방법.
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