KR20010106094A

KR20010106094A - 고온 내구성 발포 난연 조성물

Info

Publication number: KR20010106094A
Application number: KR1020007009575A
Authority: KR
Inventors: 고트프리드사무엘
Original assignee: 고트프리드 사무엘; 노 파이어 테크놀로지스 인코오포레이티드
Priority date: 1998-02-28
Filing date: 1998-02-28
Publication date: 2001-11-29
Also published as: KR100554275B1; JP2002504594A; EP1059967A1; AU6538498A; CA2321568A1

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.

Description

고온 내구성 발포 난연 조성물{Intumescent fire-retardant composition for high temperature and long duration protection}

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.

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 열로부터의 적절한 보호를 제공하지 못하고 있다. 현재, 다음의 특징 모두를 가지는 단독 발포성 난연코팅물질은 없다:

1. 섬락(閃絡, flashover)시 불을 끄고 불을 지연시키기 위해서 방과 같이 한정된 공간에서, 사용가능한 산소를 감소시킨다.

2. 비행기와 배와 같이 특히 저중량, 저비용이 중요한 곳에서, 코팅이 다양한 기질들을 보호하도록 적은 열전도율을 제공한다.

3. 화재시에 장시간의 노출에 대해서 화염확산이 되지 않을 것을 요구하는 저밀도 나무 부산물, 복합체 나무 및 플라스틱 물질에 대해서 효과적인 발포성 난연코팅을 제공한다.

4. 마찰, 충격 및 가혹한 기후에 저항하기 위해서 충분한 기계적 성질과 내구성을 가진다.

5. 열에 노출되기 전에 비독성이고, 열에 노출시 방출된 연소 생성물의 양이 오늘날의 교통 표준에 의해서 요구되는 가스레벨방출량 이하이다.

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.

화재시에 오랜시간동안 불과 열로부터 실질적인 보호를 제공할 새롭고 개량된 발포성 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.

종래기술의 설명

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.

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.

본 발명의 다른 목적은 낮은 열전도율을 제공하는 얇고 경량인 발포성 난연코팅을 제공하는 것이다.

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.

본 발명의 다른 목적은 불에 장시간 노출시 화염확산이 없을 것(zero flamespread)이 요구되는 다양한 저밀도 나무와 나무 복합체 생산품에 대한 발포성 난연코팅조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 화재시 유해증기를 주위에 발산하지 않는 발포성 난연코팅조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 기질에의 접착력, 내마모성 및 내충격성이 개량된 발포성 난연코팅조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 방수성이 있고 코팅물질의 흡습성을 감소시키는 발포성 난연코팅조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 코팅물질내에서 흡습성을 감소시켜 주어진 기질상의 코팅물질이 개량되고 더 긴 수명을 가지며 화재시 더 좋은 성능을 발휘하는 발포성 난연코팅조성물을 제공하는 것이다.

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.

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.

본 발명의 다른 목적은 기질에 코팅할 때 화학약품, 부식성 증기, 물, 및 염수로 인한 부식을 방지할 수 있고; 또한 코팅물질이 기질로부터 벗겨지지 않고 물리적충격, 고압, 및/또는 기계적 진동에 견딜 수 있는 발포성 난연코팅조성물을 제공하는 것이다.

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.

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.

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.

본 발명의 다른 목적은 자동화되고 경제적인 방식으로 쉽게 적용되고 대량생산될 수 있으며, 사용자에 의한 다양한 응용에 있어서 비용상 효율적인 발포성 난연코팅조성물을 제공하는 것이다.

발명의 요약

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.

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.

바람직한 실시예의 상세한 설명

본 발명에서, 발포성 난연코팅조성물의 바람직한 실시예는 다음을 포함한다.

성분 화합물	함량(중량%)
포밍제(foaming agent), 블로잉제(blowing agent), 탄화제(charring agent), 결합제, 용매 및 안료를 포함하는 발포성 기본 물질	20 ~ 60
오르토인산암모늄, 알루미늄 트리하이드레이트(Al₂O₃ㆍ3H₂O), 산화아연(ZnO), 붕산아연(3ZnOㆍ2B₂O₃), 소듐실리케이트(Na₂SiO₃), 칼슘실리케이트(Ca₂SiO₄), 산화안티몬, 메타인산아연 및 메타인산칼륨과 같은 화염확산 감소제	2 ~ 12
요소(CON₂H₄), 요소포름알데히드, 디시안디아미드 및 멜라민과 같은 산소 감소제	1 ~ 5
이산화지르코늄(ZrO₂), 산화크롬(CrO), 산화이트륨(Y₂O₃), 및 산화칼륨(K₂O)과 같은 열전도 감소제	2 ~ 6
산화알루미늄(Al₂O₃), 이산화실리콘(SiO₂), 산화철(Fe₂O₃), 산화나트륨(Na₂O), 산화지르코늄(ZrO₂), 산화베릴륨(BeO), 산화망간(MnO), 산화아연(ZnO), 산화티탄(TiO₂) 및 산화탄탈륨(TaO₂)과 같은 내화섬유	8 ~ 18
에리쓰리톨(erythritol) 및 파라핀과 같은 안정제 및 휘발성 유기물질(VOC) 감소제	6 ~ 12
탄산칼슘(CaCO₃), 세라믹 옥사이드, 칼슘실리케이트, 소듐실리케이트와 같은 물리적 충격에 대한 저항 및 기질에의 접착을 위한 기계적 증진제 성분	1 ~ 4
카르복시메틸 셀룰로스, 에틸하이드록시에틸 셀룰로스, 폴리인산암모늄(NH₄H₂PO₄), 멜라민-포름알데히드 코팅, 및 다른 저용해도 코팅 및 아크릴(acrylics), 실리콘(silicones), 디에틸렌 글리콜, 및 모노에틸에테르아세테이트와 같은 방수제와 풍화(efflorescence) 감소제	4 ~ 8
버미쿨라이트(vermiculite), 펄라이트(perlite), 탄성중합체(elastomerics) 및 아크릴(acrylics)과 같은, 깨짐과 수축에 대한 내성을 증가시키고 스프레이가 잘 되게 하는 탄성제	0 ~ 20

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 화합물일수 있다.

발포성 난연코팅물질에 대한 사용예

실시예 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.

실시예 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.

실시예 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.

실시예 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.

실시예 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.

실시예 6

실시예 1에서 사용된 것과 동일한 조성물이 다양한 지름과 외피 재질을 가지는 5개의 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.

실시예 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.

실시예 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.

실시예 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 시험된다. 60분 후에 도어 코어의 뒷면 온도가 문의 어디에서도 210℉를 넘지 않는다.

실시예 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.

본 발명의 응용과 용도

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.

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.

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.

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.

응용의 다른 예는 코팅물질이 방화벽, 방파제, 캐비넷 통과 장애물(cabinet penetration barriers), 케이블, 도관, 화물 영역, 및 근해 유정 굴착 플랫폼에 사용되는 해양산업분야일 것이다.

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.

본 발명의 장점

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.

본 발명의 다른 장점은 본 발명이 낮은 열전도율을 제공하는 얇은 발포성 난연코팅을 제공한다는 것이다.

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.

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.

본 발명의 다른 장점은 본 발명이 화재시 거주자에게 유해한 증기를 발산하지 않는 발포성 난연코팅조성물을 제공한다는 것이다.

본 발명의 다른 장점은 본 발명이 많은 표면에의 접착력, 내마모성 및 내충격성이 개량된 발포성 난연코팅조성물을 제공한다는 것이다.

본 발명의 다른 장점은 본 발명이 방수성이 있고 코팅물질의 흡습성을 감소시키는 발포성 난연코팅조성물을 제공한다는 것이다.

본 발명의 다른 장점은 본 발명이 코팅물질내에서 흡습성을 감소시켜 주어진 기질상의 코팅물질이 개량되고 더 긴 수명을 가지며 화재시 더 좋은 성능을 발휘하는 발포성 난연코팅조성물을 제공한다는 것이다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Claims

a) 포밍제, 블로잉제, 탄화제, 결합제, 용매, 및 안료를 갖는 유체상의 발포성 기본 물질;

b) 화염확산 감소제;

c) 상기 유체상의 발포성 기본 물질에 분산된 내화섬유;

d) 산소 감소제;

e) 열전도 감소제;

f) 안정제 및 휘발성 유기물질 감소 성분;

g) 물리적 충격에 대한 저항 및 기질에 대한 접착을 위한 기계적 증진제 성분;

h) 방수제; 및

i) 깨짐과 수축에 대한 내성을 증가시키고 스프레이가 잘 되게 하는 탄성제를 포함하는 난연코팅물질.
제1항에 있어서, 상기 유체상의 발포성 기본 물질 중의 상기 포밍제는 인산암모늄 또는 트리폴리인산칼륨인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 유체상의 발포성 기본 물질 중의 상기 블로잉제는 멜라민, 요소, 디시안디아미드, 구아니딘 또는 글리신인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 유체상의 발포성 기본 물질 중의 상기 탄화제는 디펜타에리쓰리톨(DPE), 염화파라핀, 알콜, 폴리올, 펜타에리쓰리톨(PE), 폴리우레탄, 레소시놀, 이노시톨, 폴리알콜, 소비톨, 또는 덱스트린인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 유체상의 발포성 기본 물질 중의 상기 결합제는 탄산칼슘 또는 부톡시에톡시 에탄올인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 유체상의 발포성 기본 물질 중의 상기 용매는 물, 오일, 톨루엔, 또는 프로필렌 글리콜인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 유체상의 발포성 기본 물질 중의 상기 안료는 산화티탄, 램프 블랙, 또는 옥살레이트인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 유체상의 발포성 기본 물질은 이산화티탄, 오르토인산암모늄, 멜라민, 디펜타에리쓰리톨(DPE), 탄산칼슘, 비닐아세테이트, 아크릴 수지, 및 프로필렌 글리콜을 포함하는 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 화염확산 감소제는 알루미늄 트리하이드레이트, 오르토인산암모늄, 산화아연, 붕산아연, 소듐실리케이트, 칼슘실리케이트, 산화안티몬, 메타인산아연, 또는 메타인산칼륨인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 내화섬유는 산화알루미늄 및/또는 이산화실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 내화섬유는 산화나트륨, 산화철, 산화지르코늄, 산화베릴륨, 산화망간, 산화아연, 산화티탄 및 산화탄탈륨 중의 적어도 하나 또는 그 이상과 조합하여, 산화알루미늄 및/또는 이산화실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 내화섬유는 갈아진 섬유인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 산소 감소제는 요소, 요소포름알데히드, 또는 디시안디아미드인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 열전도 감소제는 산화지르코늄, 산화크롬, 산화이트륨, 또는 산화칼륨인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 안정제 및 휘발성 유기물질 감소 성분은 에리쓰리톨 또는 파라핀인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 기계적 증진제 성분은 탄산칼슘, 세라믹 옥사이드, 칼슘실리케이트, 소듐실리케이트, 또는 디부필프탈레이트인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 방수제는 에틸하이드록시에틸 셀룰로스, 카르복시메틸 셀룰로스, 폴리인산암모늄, 멜라민-포름알데히드 코팅, 아크릴, 실리콘, 디에틸렌 글리콜, 또는 모노에틸에테르아세테이트인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 탄성제는 버미쿨라이트, 펄라이트, 탄성중합체, 또는 아크릴인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 유체상 발포성 기본 물질의 함량은 20 ~ 60중량%인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 화염확산 감소제의 함량은 2 ~ 12중량%인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 내화섬유의 함량은 바람직하게는 발포성 물질 1갤런당 4 ~ 28온스인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 내화섬유의 함량은 일반적으로는 발포성 물질 1갤런당 1 ~20온스인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 내화섬유의 함량은 8 ~ 18중량%인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 산소 감소제의 함량은 1 ~ 5중량%인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 열전도 감소제의 함량은 2 ~ 6중량%인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 안정제 및 휘발성 유기물질 감소 성분의 함량은 6 ~ 12중량%인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 기계적 증진제 성분의 함량은 1 ~ 4중량%인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 방수제의 함량은 4 ~ 8중량%인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 탄성제의 함량은 0 ~ 20중량%인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제1항에 있어서, 상기 난연물질은 철, 강철, 스테인레스강, 알루미늄, 비철금속, 나무, 합판, 판지, 파티클보드, 오리엔테이션 스트랜드 보드(orientation strand board), 복합보드, 플라스틱, PVC, 열가소성 물질, 에폭사이드, 네오프렌, 또는 고무로 된 기질에 적용되는 것을 특징으로 하는 난연물질.
a) 포밍제, 블로잉제, 및 탄화제를 갖는 유체상의 발포성 기본 물질;

b) 화염확산 감소제;

c) 상기 유체상의 발포성 기본 물질에 분산된 내화섬유;

d) 산소 감소제; 및

e) 열전도 감소제를 포함하는 난연코팅물질.
제31항에 있어서, 상기 화염확산 감소제는 알루미늄 트리하이드레이트, 산화아연, 또는 붕산아연인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제31항에 있어서, 상기 산소 감소제는 요소인 것을 특징으로 하는 난연물질.
제31항에 있어서, 상기 열전도 감소제는 산화지르코늄, 산화크롬, 산화이트륨, 또는 산화칼륨인 것을 특징으로 하는 난연물질.