KR20190082879A - 팽창성 발포체 안정화용 계면활성제 - Google Patents

팽창성 발포체 안정화용 계면활성제 Download PDF

Info

Publication number
KR20190082879A
KR20190082879A KR1020197016543A KR20197016543A KR20190082879A KR 20190082879 A KR20190082879 A KR 20190082879A KR 1020197016543 A KR1020197016543 A KR 1020197016543A KR 20197016543 A KR20197016543 A KR 20197016543A KR 20190082879 A KR20190082879 A KR 20190082879A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
coating composition
ionic
silicone surfactant
coating
Prior art date
Application number
KR1020197016543A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102247366B1 (ko
Inventor
로니 페스켄스
그레고리 제이 맥콜럼
벤카테쉬와를루 칼사니
세이코 시스코
Original Assignee
피피지 코팅스 유럽 비.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 피피지 코팅스 유럽 비.브이. filed Critical 피피지 코팅스 유럽 비.브이.
Publication of KR20190082879A publication Critical patent/KR20190082879A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102247366B1 publication Critical patent/KR102247366B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/18—Fireproof paints including high temperature resistant paints
    • C09D5/185—Intumescent paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D131/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid, or of a haloformic acid; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D131/02—Homopolymers or copolymers of esters of monocarboxylic acids
    • C09D131/04—Homopolymers or copolymers of vinyl acetate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02—Emulsion paints including aerosols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02—Emulsion paints including aerosols
    • C09D5/022—Emulsions, e.g. oil in water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/02—Emulsion paints including aerosols
    • C09D5/024—Emulsion paints including aerosols characterised by the additives
    • C09D5/027—Dispersing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/18—Fireproof paints including high temperature resistant paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/65—Additives macromolecular

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

친수성-친유성 평형값 (HLB)이 9 내지 20인 비-이온성 계면활성제를 포함하는 수성 팽창성 코팅 조성물 및 상기 코팅 조성물로 코팅된 기재가 개시되어 있다. 코팅 조성물에 상기 비-이온성 계면활성제를 함유시키는 것은 챠르 크래킹을 감소시키고, 상기 코팅 조성물로부터 침착된 코팅은 개방된 화염 및/또는 상승된 온도에 노출될 때 형성되는 팽창성 챠르에 대해 기계적 강도, 셀 크기 및 셀 밀도를 상기 비-이온성 계면활성제가 없는 동일한 코팅에 비해 개선시키는 것으로 밝혀졌다.

Description

팽창성 발포체 안정화용 계면활성제
본 발명은 일반적으로 팽창성(intumescent) 코팅 조성물, 보다 구체적으로는 비-이온성 계면활성제로 제형화된 수성 팽창성 코팅 조성물에 관한 것이다.
관련 출원
본 출원은 2016 년 11 월 10 일자로 출원된 선행 미국 가출원 제 62/420,013 호를 우선권으로 주장하며, 그 개시 내용을 그 전체로 본원에 참고로 인용한다.
팽창성 코팅 조성물은 비교적 낮은 필름 두께를 갖는 코팅의 방식으로 금속, 목재 및 다른 물질과 같은 기재 상에 적용될 수 있다. 화재, 열 또는 화염에 노출되면, 팽창성 코팅은 두께 면에서 상당히 팽창하여 발포된 탄소질 차폐물의 단열 층을 생성한다. 즉, 가열시, 팽창성 코팅은 가스를 방출하고 분해되어 탄소질의 챠르(char)를 형성하며, 이것은 이어서 방출된 가스에 의해 발포체로 팽창된다. 이 열 안정성의 발포된 다중셀형(multicellular) 잔사는 "팽창성 챠르"라 불리며, 가열 속도를 줄임으로써 밑에 있는 기재를 보호하고 따라서 기재가 심각한 손상 온도에 도달하는 시간을 연장시키는 단열 층 작용을 한다.
예를 들어, 건설 업계에서 일반적으로 사용되는 기재인 구조용 강재(structural steel)는 화재에서와 같이 온도가 500℃를 초과하면 하중 수용 능력의 약 40%를 잃는다. 이것은 주로 강재의 높은 열 전도성, 낮은 비열(specific heat) 및 항복 강도 및 탄성 계수의 급속한 저하에 기인한다. 약 800℃로 가열될 때 강재의 하중 용량은 정상 값의 약 10%까지 더 감소한다. 따라서, 강재를 단열시키고 화재 발생시 가열 속도를 늦추는 팽창성 챠르를 형성하는 팽창성 코팅으로 코팅된 구조용 강재는 구조물 및 건물에 개선된 내화성을 제공할 수 있으며, 구조적 붕괴를 방지하거나 적어도 지연시킬 수 있다.
개선된 화재 성능 및/또는 단열 특성을 갖는 팽창성 챠르를 생성하여 코팅된 기재가 임계 손상 온도에 도달하는 시간을 연장시키는 팽창성 코팅 조성물을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은, 필름-형성 수지, 산 공급원, 및 친수성-친유성 균형 값(HLB)이 9 내지 20인 비-이온성 계면활성제를 포함하는 수성 팽창성 코팅 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한, 필름-형성 수지, 산 공급원, 및 10 내지 50 중량%의 실록산, 30 내지 90 중량%의 알킬렌 옥사이드 (여기서 중량%는 코팅 조성물 중의 비-이온성 실리콘 계면활성제의 총 중량을 기준으로 함) 및 500 내지 12,000 g/mol의 중량 평균 분자량을 갖는 비-이온성 실리콘 계면활성제를 포함하는 수성 팽창성 코팅 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한, 수성 팽창성 코팅 조성물로 코팅된 기재, 및 9 내지 20의 HLB를 갖는 비-이온성 계면활성제의 첨가에 의해, 수성 팽창성 코팅 조성물로부터 침착된 코팅의 화재 성능을 개선시키는 방법을 제공한다.
본 발명자들은 팽창성 코팅 조성물에 비-이온성 계면활성제를 함유시키는 것이 비-이온성 계면활성제가 없는 동일한 코팅에 비해 코팅의 화재 성능을 향상시킨다는 것을 발견했다. 본원에서 사용되는 "내화 성능"은, 코팅한 기재 상에서 통상적인 단열체로서 작용하여 코팅된 구조체가 화재의 열 및/또는 화염으로 인해 손상되는데 걸리는 시간을 증가시키는 팽창성 챠르의 형성(열의 작용에 기인됨)과 관련된다. 따라서, 팽창성 코팅의 화재 성능의 향상은 화재의 열 및/또는 화염으로 인해 코팅된 구조체가 손상되는 데 걸리는 시간을 증가시킬 수 있다. 이것은 팽창성 챠르 내의 발포체의 안정성, 일체성 및 기계적 강도 (예를 들면, 챠르 접착성, 챠르 크래킹, 챠르 슬럼핑, 챠르 밀도, 에어 포켓 크기 및/또는 균일성, 챠르 팽창비)의 개선으로 인한 것일 수 있다.
본원 전체 및 첨부된 청구범위에 걸쳐, 달리 명시하지 않는 한 단수의 사용은 복수를 포함하고, 복수는 단수를 포함한다. 예를 들어, 본원에서 "필름-형성 수지", "산 공급원", "가스 공급원", "비-이온성 계면활성제", "수성 담체" 및 "탄소 공급원"을 단수로 기재하고 있지만, 하나 이상의 이들 성분 중 임의의 것 및/또는 본원에 기재된 임의의 다른 성분이 사용될 수 있다.
본원 및 청구범위에서 사용되는 "포함하는"이라는 단어 및 "포함하는"이라는 단어 형태는, 본 발명을 제한하여 임의의 변형 또는 추가를 배제하는 것이 아니다. 또한, 본 발명은 "포함하는"의 용어를 사용하여 기술되었지만, 본원에 기술된 공정, 물질 및 코팅 조성물은 또한 "본질적으로 구성되는" 또는 "구성되는"으로 기술될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 특정 양태는 필름-형성 수지, 산 공급원, 가스 공급원 및 비-이온성 계면활성제를 포함하는 혼합물을 형성함으로써 수득된 수성 팽창성 코팅 조성물을 기술하고 있지만, 필름-형성 수지, 산 공급원, 가스 공급원 및 비-이온성 계면활성제로 "본질적으로 구성된" 또는 "구성된" 혼합물도 본 발명의 범위에 속한다. 본원에서, "본질적으로 구성되는" 또는 "구성되는"은, 임의의 부가적인 성분이 본 발명의 팽창성 코팅의 팽창 특성에 실질적으로 영향을 미치지 않고 및/또는 비-이온성 계면활성제가 없는 코팅 조성물에 비해 본 발명의 팽창성 코팅의 팽창 특성의 전체 백분율 또는 개선 범위에 실질적으로 영향을 미치지 않을 것임을 의미한다.
또한, "또는"의 사용은 달리 구체적으로 명시되지 않는한 "및/또는"을 의미한다. 본원에 사용된 "중합체"라는 용어는 예비중합체, 올리고머 및 단독중합체 및 공중합체 둘다를 지칭하며, 접두사 "폴리"는 2 개 이상을 나타낸다. "포함" 및 이와 유사한 용어는 그 다음에 기재된 항목을 포함하지만 이에 국한되지는 않음을 의미한다. 범위가 주어질 때, 이들 범위의 임의의 끝점 및/또는 이들 범위 내의 값들이 본 발명의 범위 내에서 조합될 수 있다.
본원에서 사용된 용어 "상에", "상에/위에 적용된", "상에/위에 형성된", "상에/위에 침착된", "위에 놓인" 및 "상에/위에 제공된"은, 표면 상에 형성되거나, 표면 위에 놓이거나, 표면 상에 침착되거나 또는 표면 상에 제공되나, 반드시 표면과 접촉할 필요는 없음을 의미한다. 예를 들어, 기재 "위에 형성된" 코팅층은 형성된 코팅층과 기재 사이에 위치하는 동일 또는 상이한 조성의 하나 이상의 다른 코팅층의 존재를 배제하지 않는다.
경화된 또는 경화가능한 조성물과 관련하여 사용되는 용어 "경화", "경화 된" 또는 유사한 용어, 예를 들어, 일부의 특정 설명의 "경화된 조성물" 또는 "경화된 코팅"은, 코팅을 형성하는 필름-형성 수지 또는 "결합제" 성분의 적어도 일부분이 중합 및/또는 가교 결합되거나 건조되어 경화된 필름을 형성함을 의미한다. 경화된 필름을 형성하기 위한 경화 또는 건조 반응은 주변 조건 하에서 수행될 수 있다. "주변 조건"이란 온도, 습도 또는 압력을 조정하지 않은 주변 조건을 의미한다. 일반적으로 주변 온도는 60 내지 90℉ (15.6 내지 32.2℃), 예컨대 전형적인 실내 온도인 72℉(22.2℃)이다. 일단 경화되거나 건조되면, 필름-형성 수지는, 용매 노출 및 중간 정도의 열 (100℃ 미만의 온도) 노출에 안정하다.
또한, 임의의 조작 실시예 이외에는 또는 달리 지시된 경우를 제외하고는, 명세서 및 청구범위에서 사용되는 성분의 양 등을 나타내는 모든 숫자는 모든 경우에서 "약"이라는 용어로 변경되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 달리 지시되지 않는 한, 하기 명세서 및 첨부된 특허 청구범위에 기재된 수치 매개 변수는 본 발명에 의해 얻어지는 원하는 특성에 따라 변할 수 있는 근사치이다. 적어도, 청구범위의 균등론의 적용을 제한하려는 의도 없이, 각 수치 매개 변수는 최소한 보고된 유효 자릿수의 수에 비추어 일반적인 반올림 기술을 적용하여 해석되어야 한다.
본 발명의 넓은 범위를 설명하는 수치 범위 및 파라미터가 근사값 임에도 불구하고, 특정 실시예에 기재된 수치는 가능한한 정확하게 보고된다. 그러나 모든 수치는 본질적으로 각각의 시험 측정에서 발견된 표준 편차에서 필연적으로 발생하는 특정 오차를 포함한다.
달리 나타내지 않는 한, 분자량은 겔 투과 크로마토 그래피에 의해 폴리스티렌 표준물질에 대하여 g/몰의 단위로 측정된 중량 평균 분자량으로서 기록된다.
본 발명은 필름-형성 수지, 산 공급원 및 비-이온성 계면활성제를 포함하는 수성 팽창성 코팅 조성물을 제공한다. 상기 수성 팽창성 코팅 조성물로부터 침착된 경화된 코팅은, 1 피트의 I-형 W6x16 연강(mild steel) 컬럼 기재 상에서 EN1363-1에 따라 가열될 때, 40 내지 75, 예를 들어 45 내지 65 또는 50 내지 75 또는 55 내지 75의 챠르 팽창비(char expansion ratio)를 가질 수 있다. 이로부터 형성된 팽창성 챠르는, 계면활성제가 없는 동일한 코팅에 비해 챠르 크래킹(cracking)이 20% 감소할 수 있다. 팽창성 챠르는, 코팅을 22℃에서 1 주일 동안 건조하고 이어서 40℃에서 1 주일 동안 건조한 후 EN13381-8에 따라 시험할 때, 1 피트의 I-형 W6X16 연강 컬럼 기재 상의 1000 μm 코팅에 대해, 50 분 초과의, 620℃까지의 시간을 제공할 수 있다.
상기 비-이온성 계면활성제는 9 내지 20, 예컨대 12 내지 19의 친수성-친유성 균형 값(HLB)을 가질 수 있다. 상기 비-이온성 계면활성제는 비-이온성 실리콘 계면활성제일 수 있다. 상기 비-이온성 계면활성제는, 실록산 10 내지 50 중량%, 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드와 같은 알킬렌 옥사이드 30 내지 90 중량% 및 중량 평균 분자량 500 내지 12,000 g/mol을 포함하는 비-이온성 실리콘 계면활성제일 수 있으며, 이때 상기 중량%는 상기 비-이온성 실리콘 계면활성제의 총 중량을 기준으로 한 것이다. 상기 비-이온성 계면활성제는, 예를 들어 플루오로에톡실레이트와 같은 비-이온성 불화 계면활성제일 수 있다.
수성 팽창성 코팅 조성물에는, 특정의 임의적인 성분, 예컨대 수성 용매, 탄소 공급원, 가스 공급원, 무기 핵제 및/또는 무기 충전제, 안료, 레올로지 개질제, 화염 지연제 및/또는 챠르 보강제가 포함될 수 있다.
수성 팽창성 코팅 조성물은 필름-형성 수지를 함유하며, 이는 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 30 중량%, 예컨대 10 내지 20 중량%의 양으로 포함될 수 있다.
필름-형성 수지는 고체로서 공급될 수 있거나 또는 유기 용매 또는 수성 용매와 같은 캐리어 액체 중에 공급될 수 있다. 따라서, 필름-형성 수지는 수성 또는 수계 수지 또는 용매계 수지일 수 있다. 용매계 수지는 본 발명에서 가능하긴 하지만, 필름-형성 수지로부터 수성 팽창성 코팅에 기여하는 용매의 총량은, 본 발명의 비-이온성 계면활성제의 탈안정화(destabilization)에 기여하는 양 미만으로 유지되는 것이 바람직할 수 있다. 이 양은, 필름-형성 수지가 공급되는 용매(들)에 좌우될 수 있다. 수성 또는 수계 수지는 본질적으로 또는 전혀 유기 용매를 함유하지 않을 수 있다.
물질과 관련된 "본질적으로 함유하지 않는"이란 문구는 조성물이 단지 극미량 또는 부수적인 양의 주어진 물질을 갖고, 그 물질이 상기 조성물의 특성(예를 들어 경화 또는 팽창성 특성)에 영향을 미치기에 충분한 양으로 존재하지 않음을 의미하는 것으로 간주될 수 있다. 바꾸어 말하면, 이들 물질은 조성물에 필수적이지 않으며, 따라서 상기 조성물은 임의의 감지할만한 양으로 이들 물질을 함유하지 않는다. 이들이 존재한다면, 이는, 조성물의 총 중량 또는 총 부피를 기준으로 전형적으로 0.1 중량% 또는 부피% 미만이다. 어떤 물질을 "전혀 함유하지 않는"은 측정가능한 양의 주어진 물질이 없음을 의미할 수 있다.
필름-형성 수지는, (메트)아크릴, 비닐, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리락타이드, 폴리에테르, 폴리설폰, 폴리우레탄, 폴리아미드, 염화 폴리올레핀, 폴리우레아, 에폭시 및 이들의 혼합물 또는 공중합체를 포함하는 중합체 입자의 수성 분산액일 수 있다. 라텍스 중합체는 적당한 비용으로 용이하게 합성되며, 적합한 부류의 중합체 입자의 수성 분산액을 제공한다. 라텍스 중합체는 전형적으로 하나 이상의 올레핀계 화합물 (예컨대 단량체)을 사용하여 사슬-성장 중합을 통해 제조된다. 라텍스 중합체를 제조하는데 사용될 수 있는 올레핀계 화합물의 비 제한적인 예는 에틸렌, 부타디엔, 프로펜, 부텐, 이소부텐, 아크릴산, 메타크릴 산, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 하이드록시에틸 아크릴레이트, 하이드록시에틸 메타크릴레이트, 하이드록시프로필 아크릴레이트, 하이드록시부틸 아크릴레이트, 하이드록시부틸 메타크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 4-하이드록시부틸 아크릴레이트 글리시딜에테르, 아크릴아미드, 메틸아크릴아미드, 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐 톨루엔, 비닐 아세테이트, 비닐 프로 피오네이트, 알릴 메타크릴레이트, 아세토아세틸 에틸 메타크릴레이트(AAEM), 다이아세톤 아크릴아미드, 다이메틸아미노메타크릴레이트, 다이메틸아미노아크릴레이트, N-하이드록시(메트)아크릴 아미드, 비닐 에테르 말레에이트, 버사틱(VERSATIC)TM 산의 비닐 에스테르(버사틱 산은 약 5 내지 약 10 개의 탄소 원자를 함유하는 고도로 분지된 구조의 합성 포화 모노카복실산임) 및 이들의 혼합물을 포함한다.
특히 적합한 필름-형성 수지는 비닐 아세테이트계 수지, 예를 들어 폴리비닐 아세테이트, 비닐 아세테이트-에틸렌 공중합체, 비닐 아세테이트-카복실산(예컨대 네오데카노산)의 비닐 에스테르 공중합체 또는 이들의 조합물을 포함한다.
팽창성 코팅 조성물은, 페놀 포름알데히드 예비중합체 또는 110℃ 초과의 온도에서 폴리이소시아네이트, 폴리카복실산 및 푸르푸릴 알코올의 단량체 혼합물을 가열할 때 형성되는 폴리이미드를 본질적으로 함유하지 않을 수 있다. 또한, 팽창성 코팅 조성물은 페놀 포름알데히드 예비중합체 또는 푸르푸릴 알코올로 형성된 폴리이미드를 전혀 함유하지 않을 수 있다.
팽창성 코팅 조성물은 또한 필름-형성 수지, 산 공급원 또는 비-이온성 계면활성제와 함께 공급되는 임의의 용매와 별개의 수성 용매를 함유할 수 있다. 수성 용매는 주성분으로서 물을 포함한다. 수성 용매는, 팽창성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 40 중량%, 예컨대 10 내지 30 중량%, 또는 심지어 10 내지 25 중량%의 양으로 팽창성 코팅에 포함될 수 있다.
팽창성 코팅 조성물은 비-이온성 계면활성제를 함유한다. 상기한 바와 같이, 본 발명의 비-이온성 계면활성제는 본 발명의 코팅 조성물로부터 침착된 코팅이 화재 발생시와 같은 고온에 노출시 형성되는 팽창성 챠르를 안정화시키는 것으로 밝혀졌다. 이러한 안정화는 비-이온성 계면활성제가 없는 동일한 코팅에 비하여 챠르 밀도의 증가, 챠르 팽창비의 감소, 챠르 발포체의 증가된 탄성률, 기계적 강도 및 단열 효율의 향상 및/또는 더 긴 코팅 조성물 수명으로 관찰될 수 있다.
본 발명의 비-이온성 계면활성제는 코팅 조성물에서 발포체를 생성하지 않고, 단지 팽창성 챠르의 생성 중에 (즉, 화재 발생시와 같은 승온 및/또는 화염에 대한 증착 및 건조된 비-발포 코팅의 노출 시에) 형성되는 발포체의 팽창성을 향상시키는 작용만을 한다. 따라서, 본 발명의 필름-형성 수지는 예를 들어 폴리우레탄과 같이 액체 상태에서 발포될 수 있는 중합체로부터 선택될 수도 있지만, 본 발명의 필름-형성 수지 및 코팅 조성물은 액체 상태 또는 비경화 상태에서, 또는 주변 조건 하 경화 또는 건조시에 발포되지 않는다. 오히려, 본 발명자들은, 팽창성 코팅 조성물에 본 발명의 비-이온성 계면활성제를 포함시키는 것이, 코팅 조성물이 건조 또는 경화된 다음 고온 및/또는 화염에 노출된 후 형성되는 발포체를 개선시킨다는 것을 확인했다.
예를 들어, 본 발명의 비-이온성 계면활성제를 포함하는 코팅 조성물로부터 침착된 경화된 코팅은, 1 피트의 I-형 W6x16 연강 컬럼 기재 상에서 EN1363-1에 따라 가열될 때, 40 내지 75, 예컨대 45 내지 65, 또는 50 내지 75, 또는 55 내지 75의 챠르 팽창비를 갖는다. 일반적으로, 본 발명의 코팅에 의해 형성된 팽창성 챠르의 발포체는 비-이온성 계면활성제가 없는 동일한 코팅으로부터 형성된 발포체보다 더 조밀하다(denser). 본 발명의 발포된 챠르 내의 개별 셀의 통상적인 크기는 1/25 인치 미만 (1 밀리미터 미만)일 수 있다.
탄소질 챠르가 완전히 발포된 후에, 상기 챠르는, 발포체의 증가된 탄성 (계면활성제가 없는 동일한 코팅으로 형성된 챠르에 비해 감소된 챠르 크래킹로서 관측됨) 및 감소된 챠르 팽창비에 의한 상기 기재된 증가된 셀 밀도 중 하나 또는 둘 모두로 인해 더 안정적일 수 있다. 예를 들어, 코팅이 EN-1363-1에 따라 가열될 때, 생성되는 팽창성 챠르는 시각적 검사를 통해 1 내지 5의 등급으로 등급이 매겨질 수 있으며, 5가 가장 좋다. 본 발명의 팽창성 코팅은, 챠르 밀도, 챠르 접착성, 챠르 슬럼핑 및/또는 챠르 크래킹 면에서, 비-이온성 계면활성제가 없는 동일한 코팅으로부터 형성된 챠르에 비해 적어도 한 포인트 만큼 (예를 들어, 5 대 4 또는 4 대 3), 또는 적어도 20% (1/5) 만큼 개선됨을 보인다.
본 발명의 비-이온성 계면활성제는, 본 발명의 코팅 조성물로부터 침착된 코팅을 승온 및/또는 화염에 노출시킬 때 형성된 팽창 챠르의 기계적 강도 및 단열 효율을 개선시킬 수 있다. 단열 효율의 개선은 계면활성제가 없는 동일한 코팅에 비해 더 긴 화염 지연 시간 (즉, 620℃까지의 시간)으로 관찰될 수 있다. 즉, EN-1363-1에 따라 가열될 때, 본 발명의 비-이온성 계면활성제를 함유하는 팽창성 코팅으로 코팅된 기재의 620℃까지의 시간은, 비-이온성 계면활성제가 없는 동일한 코팅으로 코팅된 기재보다 예컨대 5% 이상 또는 10% 이상 개선될 수 있다. 예를 들어, 팽창성 챠르는, 코팅을 22℃에서 1 주일 동안 건조하고 이어서 40℃에서 1 주일 동안 건조한 후 EN13381-8에 따라 시험할 때, 1 피트의 I-형 W6X16 연강 컬럼 기재 상의 1000 μm 코팅에 대해, 50 분 초과의, 620℃까지의 시간을 제공할 수 있다.
비-이온성 계면활성제를 포함하는 코팅에 대해 관찰된 화재 성능 개선의 이러한 조합은, 상기 계면활성제가 없는 동일한 코팅과 비교할 때 코팅 조성물에 대한 연장된 Hp/A 범위를 제공할 수 있다. 즉, 예를 들어 강철 빔(steel beam)과 같은 건축 재료의 섹션 상의 코팅의 두께는 단면 둘레(Hp)와 단면적(A)의 비율 또는 Hp/A 범위에 의존할 수 있다. 본 발명의 팽창성 코팅 조성물은 기재가 임계 손상 온도에 도달하는 시간을 연장시킬 수 있고, 따라서 기재 상의 보다 낮은 건조 필름 두께(DFT) 담지량으로, 본 발명의 비-이온성 계면활성제가 없는 코팅과 동일한 또는 충분한 방화 성능을 수득할 수 있다. 또한, 동일한 DFT로 적용될 때, 본 발명의 코팅은, 계면활성제가 없는 동일한 코팅과 비교하여 충분하거나 동일한 방화 성능을 제공하는 Hp/A 범위를 넓힐 수 있다.
비-이온성 계면활성제의 친수성 및 소수성 함량을 정량화하기 위한 하나의 방법은 HLB (친수성-친유성 균형 값)이다. 본 발명의 코팅에 포함된 비-이온성 계면활성제는 9 초과, 예컨대 9 내지 20, 또는 12 내지 19의 HLB를 가질 수 있다. 본원에 보고된 HLB는, 문헌 [W. C. Griffin, J. Soc. Cosm. Chem. 1954 (Vol. 5), pages 249-256]에 정의되며 하기 식 (1)로 나타낸 방법에 따라 계산된다:
HLB = 20 × [MH/M] (1)
여기서, MH는 분자의 친수성 부분의 분자량이고, M은 분자의 총 분자량이며, 결과는 0 내지 20의 스케일로 제공된다. 그리핀(Griffin) 법에 따라 계산된 0의 HLB 값은 완전 친유성/소수성 분자에 해당되고, 20의 HLB 값은 완전 친수성/소유성의 분자에 해당한다.
낮은 HLB 값은 오일 중에서 높은 용해도를 갖는 비-이온성 계면활성제를 나타내고; 높은 HLB 값은 물 또는 다른 극성 용매 중에서 높은 용해도를 갖는 비-이온성 계면활성제를 나타낸다. 본 발명의 비-이온성 계면활성제는 수성 조성물에서 용해도를 제공하는 HLB 값, 예를 들어 9 이상, 예컨대 9 내지 20 또는 12 내지 19의 HLB을 가질 수 있다.
본 발명의 비-이온성 계면활성제는 HLB가 9 이상, 예를 들어 9 내지 20 또는 12 내지 19인 비-이온성 실리콘 계면활성제일 수 있다.
본 발명의 비-이온성 계면활성제는 10 내지 50 중량%, 예컨대 10 내지 30 중량%의 실록산을 포함하는 비-이온성 실리콘 계면활성제일 수 있으며, 여기서 상기 중량%는 상기 비-이온성 실리콘 계면활성제의 총 중량을 기준으로 한다. 또한, 본 발명의 비-이온성 실리콘 계면활성제는 30 내지 90 중량%, 예컨대 50 내지 75 중량%의 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드와 같은 알킬렌 옥사이드를 포함할 수 있으며, 상기 중량%는 실리콘 계면활성제의 총 중량을 기준으로 한다. 본 발명의 비-이온성 실리콘 계면활성제는 500 내지 12,000 g/mol, 예를 들어 2,000 내지 8,000 g/mol의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다.
예시적인 비-이온성 계면활성제는, 실리콘 폴리에테르 공중합체 (예를 들어, 그라프트 또는 블록 스타일의 가수분해-안정한 실리콘 폴리에테르)와 같은 실리콘 계면활성제를 포함한다. 팽창성 코팅 조성물 중의 계면활성제 및 필름-형성 수지의 중량을 기준으로 할 때, 실리콘 계면활성제는 일반적으로 2 내지 10 중량%, 예를 들어 4 내지 8 중량%로 조성물에 포함된다.
팽창성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 할 때, 실리콘 계면활성제는 일반적으로 팽창성 코팅 조성물에 0.3 내지 3 중량%, 예를 들어 0.5 내지 2 중량%, 0.5 내지 1.8 중량%, 또는 심지어 0.5 내지 1.5 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 3 중량% 초과(코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 함)의 실리콘 계면활성제를 포함하는 조성물은 3% 이하의 실리콘 계면활성제를 포함하는 동일한 코팅과 비교하여, 감소된 화재 성능, 예컨대 기재 상의 팽창성 챠르의 증가된 슬럼핑 및 감소된 접착성을 나타낼 수 있다.
예시적인 비-이온성 실리콘 계면활성제는 하기 화학식을 가질 수 있다:
Figure pct00001
상기 식에서, y 및 z는 함께, 비-이온성 실리콘 계면활성제가 총 10 내지 50 중량%의 실록산, 예컨대 10 내지 30 중량%의 실록산을 포함하도록 선택되고; x는 4 내지 18이고; n은 1 내지 6, 예컨대 2 내지 4, 또는 3이고; x 및 y는 함께, 비-이온성 실리콘 계면활성제가 총 30 내지 90 중량%, 예컨대 50 내지 75 중량%의 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드와 같은 알킬렌 옥사이드를 포함하도록 선택되며, 이때 중량%는 비-이온성 실리콘 계면활성제의 총 중량을 기준으로 한 값이다. 말단 캡 R은 메틸, 하이드록실 또는 알콕시 기를 포함할 수 있으며, 하이드록실 기가 특히 적합하다. 또한, 예시적인 비-이온성 실리콘 계면활성제의 적절한 중량 평균 분자량은 500 내지 12,000 g/mol, 예를 들어 2,000 내지 8,000 g/mol일 수 있다.
또 다른 예시적인 비-이온성 계면활성제는 비-이온성 불화 계면활성제를 포함하며, 이는 일반적으로, 팽창성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 0.05 내지 0.4 중량%, 예를 들어 0.05 내지 0.2 중량%의 양으로 팽창성 코팅 조성물에 포함된다.
예시적인 비-이온성 불화 계면활성제는, 폴리에틸렌 글리콜 중합체, 폴리프로필렌 글리콜 중합체 및 이들의 공중합체를 함유하는 플루오르계 계면활성제를 포함한다. 일부 실시양태에서, 비-이온성 불화 계면활성제는 폴리옥시에틸렌 플루오로알킬 에테르 또는 폴리옥시에틸렌 플루오로알킬페닐 에테르를 포함한다. 예시적인 비-이온성 불화 계면활성제는 또한 플루오로에톡실레이트를 포함한다. 예를 들어, 비-이온성 불화 계면활성제는 하기 화학식을 갖는 플루오로알킬 폴리에톡실화된 계면활성제를 포함할 수 있다:
F(CF2) a - (CH2CH2O) b - H
상기 식에서, a 및 b는 정수이되, a는 10 미만일 수 있고 b는 1 내지 16 범위일 수 있다. 이러한 불화 계면활성제의 시판되는 예는 예를 들어 적어도 캡스톤(Capstone)(상품명) FS-31을 포함한다.
플루오로에톡실레이트 계면활성제의 경우, HLB는 하기 식 (2)에 따라 계산될 수 있다.
HLB = 20 × [(M에톡실레이트 × N)/M] (2)
여기서, M에톡실레이트는 에톡실레이트 기의 분자량이고, N은 분자 상의 에톡실레이트 기의 개수이고, M은 분자의 총 분자량이며, 결과는 0 내지 20의 스케일로 주어진다.
전형적으로 100℃ 내지 200℃의 열의 영향하에, 팽창성 코팅의 필름-형성 수지 및 특정의 다른 성분은 용융되어 흐르기 시작할 수 있다. 온도가 상승함에 따라 (> 200℃), 산 공급원은, 보통 분해에 의해, 코팅 내의 다른 성분과 반응할 수 있는 풍부한 양의 산을 생성한다. 산 공급원이 폴리인산염인 경우, 폴리인산이 방출되어 탄소 공급원(예를 들어 다가 알콜)과 반응하여 폴리인산 에스테르를 형성할 수 있다. 이들 에스테르의 분해는 탄소 화합물의 형성을 유도하며, 이는 생성된 가스와 함께, 예를 들어 발포제에 의해 또는 산 공급원과 필름-형성 수지 사이의 반응에 의해 방출된 가스와 함께 탄소 발포체 또는 챠르를 생성시킨다.
팽창성 코팅 조성물은 산 공급원을 함유하며, 그 예로는 피트산염(pytate) 유도체, 폴리인산 암모늄, 인산 멜라민, 황산 마그네슘, 오붕산 암모늄, 붕산 아연, 붕산 및 설폰산의 염이 포함된다. 산 공급원은 전형적으로 팽창성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 5 내지 40 중량%, 예컨대 10 내지 35 중량% 또는 20 내지 30 중량%로 팽창성 코팅에 포함된다.
산 공급원으로서 특히 적합한 것은 종종 "APP"로 약칭되는 폴리인산 암모늄이며, 그 이유는 이것은 인 함량이 높기 때문이며, 또한 후술하는 임의적인 탄소 및 가스 공급원의 분해 온도 아래이면서 팽창성 조성물을 처리하는데 사용되는 정상 온도보다 높은 온도에서 인산을 생성하기 때문이다. 폴리인산 암모늄은, 화학식 Hn-m+2(NH4)mPnO3m+1 (식 중, n의 평균값은 적어도 약 10이고, m의 평균값은 n+2까지의 수이고, m/n의 비는 약 0.7 내지 약 1.2 범위임)로 나타내어질 수 있는 P-O-P 결합을 가진 중합체성 인산염이다. 임의의 특정 화합물에 대한 n 및 m의 값은 양의 정수이고, 폴리인산 암모늄을 구성하는 화합물의 혼합물에 대한 n 및 m의 평균 값은 각각 개별적으로 양의 정수이거나 또는 정수가 아닌 양수일 수 있다. 본 발명의 팽창성 코팅 조성물에서 특히 유용한 폴리인산 암모늄은 n > 1000의 값을 갖는 것을 포함한다.
팽창성 코팅 조성물은 일반적으로, 열에 노출시 가스를 방출할 수 있는 화합물 또는 화합물 군 ("가스 공급원")을 함유한다. 이들 가스, 전형적으로 산소, 질소, 이산화탄소, 이산화황, 암모니아 가스 또는 이들의 혼합물은 탄소질 챠르를 발포시키는 발포제로서 작용한다. 상기 가스는 팽창성 코팅의 특정 성분들의 반응에 의해, 예를 들어 열에 노출시 산 공급원과 필름-형성 수지 사이의 반응에 의해, 형성될 수 있다. 따라서, 발포 또는 가스 생성은, 산 공급원이 분해되어 필름-형성 수지와 반응할 수 있는 산을 형성하는 온도 (> 200℃)에서 개시될 수 있다.
다르게는 또는 부가적으로, 가스 공급원은 코팅 조성물에서 별개의 성분으로서 첨가될 수 있다. 적합한 가스 공급원은 200℃ 초과, 예를 들어 200 내지 400℃의 범위에서 분해 또는 활성화되어 가스 (예를 들면, 산소, 질소, 이산화탄소, 이산화황 및/또는 암모니아 가스)를 형성하는 화합물을 포함한다. 적합한 가스 공급원은, 중합체 물질, 및/또는 경화시 중합체 또는 공중합체를 형성할 수 있는 특정 단량체 물질 또는 이의 혼합물을 포함하며, 이들은 이러한 상승된 온도에서 분해되어 가스를 방출한다. 가스 공급원으로 사용될 수 있는 예시적인 중합체 물질은, 열 중량 분석 (TGA)에 의해 결정될 때 200℃ 내지 350℃의 온도에서 분해되는 폴리락타이드를 포함한다. 추가의 예시적인 중합체 물질은 적어도 폴리설폰, 폴리카보네이트, 폴리에테르 및/또는 폴리에스테르를 포함한다.
다른 적합한 가스 공급원은, 멜라민, 멜라민 염, 멜라민 유도체, 우레아, 다이시안다이아미드, 구아니딘 및 시아누레이트와 같은 질소 함유 화합물을 포함한다. 특정의 추가적인 예는 글리신, 인산 멜라민, 붕산 멜라민, 멜라민 포름알데히드, 멜라민 시아누레이트, 트리스-(하이드록시에틸) 이소시아누레이트 (THEIC) 또는 염화 파라핀을 포함한다. 가스 공급원은, 팽창성 코팅 조성물의 별개의 성분으로서 포함되는 경우, 팽창성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 3 내지 20 중량%, 예를 들어 3 내지 15 중량%, 또는 심지어 8 내지 12 중량%로 포함될 수 있다.
팽창성 코팅 조성물은, 액체 탄소 공급원, 고체 탄소 공급원 또는 이들의 조합물일 수 있는 탄소 공급원을 함유할 수 있다. 탄소 공급원은 필름-형성 수지 및/또는 가스 공급원으로 사용되는 임의의 중합체 물질에 의해 제공될 수 있다. 이러한 물질은 화재 발생시와 같이 열에 노출될 때 산 공급원과 반응하여 팽창성 챠르를 형성할 수 있다. 탄소질 챠르의 생성을 향상시키기 위해 추가의 탄소 공급원이 첨가될 수 있다. 예시적인 추가의 탄소 공급원은, 고체 탄소 공급원 펜타에리쓰리톨, 다이펜타에리쓰리톨 및 트라이펜타에리쓰리톨과 같은 유기 폴리하이드록시-작용성 화합물을 포함한다. 전분(starch), 당류(sugar), 폴리올의 올리고머, 글리세린 및 팽창성 흑연은 다른 예시적인 추가의 탄소 공급원이다. 추가의 탄소 공급원은, 사용되는 경우, 팽창성 코팅 조성물에 팽창성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 20 중량%, 예를 들어 3 내지 15 중량%, 또는 심지어 8 내지 12 중량%로 포함될 수 있다.
또한, 무기 핵제가 본 발명의 팽창성 코팅 조성물에 포함될 수 있으며, 팽창성 챠르가 형성되는 사이트를 제공하고, 화재 동안 팽창성 챠르의 내열성 및 안정성을 개선시킨다. 따라서, 본 발명의 팽창성 코팅 조성물은, 예를 들어 이산화 티탄, 산화 아연, 산화 알루미늄, 실리카, 규산염, 중금속 산화물 예컨대 산화 세륨, 산화 란탄 및 산화 지르코늄, 탄산 칼슘, 카본 블랙, 활석, 규회석, 운모질 산화 철, 차이나 점토(China clay), 운모 및 벤토나이트 점토를 포함하는 핵제를 함유할 수 있다. 이산화 티탄과 같은 핵제는 또한 코팅에 불투명도를 제공할 수 있다. 사용되는 경우 핵제는 팽창성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 3 내지 20 중량%, 예컨대 3 내지 15 중량%, 또는 8 내지 12 중량%로 팽창성 코팅에 포함될 수 있다.
예를 들어 챠르 형성을 돕고 챠르를 강화시키고 챠르 열화를 방지하기 위해 추가의 첨가제 (예를 들면, 챠르 보강제)가 팽창성 성분의 일부로서 임의적으로 포함될 수 있다. 이러한 첨가제는 붕산 아연, 주석산 아연(zinc stannate), 하이드록시주석산 아연, 유리 플레이크, 유리 구체(sphere), 중합체 구체, 섬유 (세라믹, 미네랄, 유리/실리카-계), 수산화 알루미늄, 산화 안티몬, 인산 붕소, 훈증 실리카와 같은 고체를 포함한다. 특히 적합한 섬유는 길이가 100 내지 5000 마이크론, 100 내지 1000 마이크론, 또는 심지어 100 내지 500 마이크론인 엔지니어링된 미네랄 섬유를 포함한다. 이러한 첨가제는 팽창성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 5 중량%로 팽창성 코팅에 포함될 수 있다. 이러한 성분은 일반적으로, 챠르가 너무 팽창하거나 너무 커지지 않고 안정적으로 유지되도록 챠르 팽창비를 줄임으로써 챠르를 안정화시키기 위해 첨가된다. 본 발명의 코팅 조성물에 상기 비-이온성 계면활성제를 함유시키는 것은 이들 다른 안정제의 필요성을 없애거나 감소시킬 수 있다.
또한, 틱소트로프(thixotrope)과 같은 레올로지 개질제가 팽창성 코팅 조성물에 포함될 수 있다. 적합한 틱소트로프성 첨가제는 유기-개질된 무기 점토, 예컨대 벤토나이트 점토, 헥토라이트 점토 또는 아타풀자이트 점토, 캐스터 오일 및 캐스터 오일 유도체에 기반한 유기 왁스 틱소트로프 및 훈증(fumed) 실리카를 포함한다.
팽창성 코팅에서의 팽창성 성분의 분산을 개선시키거나 촉진시키기 위해, 습윤/분산 첨가제를 혼입시키는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 첨가제는 일반적으로 액체 형태이며, 용매를 함유하거나 또는 용매 없이 공급될 수 있다. 습윤/분산 첨가제는 낮은 HLB 값 (예컨대, HLB <9) 면에서 본 발명의 비-이온성 계면활성제와 구별된다. 또한, 이러한 첨가제는 전형적으로 실리콘이 아니며, 특성상 이온성이며, 카복실레이트의 염으로서 공급된다.
본 발명의 팽창성 조성물은 할로겐화된 중합체 수지를 난연제 및/또는 챠르 팽창제로서 추가로 포함할 수 있다. 특히 적합한 난연제는, 팽창성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 15 중량%, 예컨대 2 내지 10 중량%로 조성물에 포함될 수 있는 염화 파라핀을 포함한다.
본 발명은 또한 본원에 기재된 팽창성 코팅 조성물로 적어도 부분적으로 코팅된 기재에 관한 것이다. 이러한 조성물이 적용될 수 있는 기재는, 철 함유 금속, 알루미늄, 알루미늄 합금, 구리 및 다른 금속 또는 합금과 같은 경질(rigid) 금속 기재를 포함한다. 본 발명의 실시에 유용한 예시적인 철 함유 금속 기재는 철, 강 및 이들의 합금을 포함한다.
방화 성능을 필요로 하는 강재 섹션은, 장기적인 대기 노출 시에 또는 화재 상황 중에 팽창성 코팅의 조기 손상을 초래할 수 있는 밀스케일(millscale) 및 다른 침착물을 제거하기 위해, 팽창성 코팅을 적용하기 전에 통상적으로 블라스트(blast)-세정된다. 블라스트 세정된 표면의 열화를 방지하기 위해, 특히 팽창성 코팅을 적용하는 것이 지연되는 경우, 프라이머 코팅을 적용하는 것이 일반적인 관례이다. 이것은 종종, 팽창성 코팅이 현장에서 적용되는 경우에 그러하다.
적합한 프라이머의 예는, 에폭시, 개질된 에폭시 (예컨대 폴리비닐 부티랄로 개질된 것), 폴리우레탄, 아크릴계, 비닐 및 염화 고무를 기초로 한 코팅이다. 프라이머의 두께는 15 마이크론 내지 250 마이크론, 예를 들어 25 마이크론 내지 100 마이크론의 범위일 수 있다.
본 발명의 경화된 팽창성 코팅에 탑코트가 적용될 수 있으며, 특히 노출된 강철 제품(steelwork)에 색상을 제공할 수 있다. 탑코트는 팽창성 코팅 조성물의 내구성을 향상시킬 수 있다. 투명 씰러(clear sealer)가 또한 적합할 수 있다. 적합한 탑코트의 예는 에폭시, 폴리우레탄, 알키드, 아크릴계, 비닐 또는 염화 고무를 기초로 하는 코팅이다. 탑코트의 두께는 15 마이크론 내지 250 마이크론, 예를 들어 25 마이크론 내지 75 마이크론으로 사용자의 필요에 따라 다양할 수 있으며, 너무 큰 두께는 팽창 반응을 억제할 수 있다.
전술한 각각의 특성 및 예 및 이들의 조합은 본 발명에 포함되는 것이라 할 수 있다. 따라서, 본 발명은 다음의 비-제한적 양태에 관한 것이다.
(1) 필름-형성 수지, 친수성-친유성 균형 값(HLB)이 9 내지 20인 비-이온성 계면활성제, 및 산 공급원을 포함하는 수성 팽창성 코팅 조성물.
(2) 비-이온성 계면활성제의 HLB가 12 내지 19인, 양태 1에 따른 코팅 조성물.
(3) 비-이온성 계면활성제가 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 0.3 내지 3 중량%, 예를 들면 0.5 내지 2 중량%로 함유된 실리콘 계면활성제를 포함하는, 양태 1 또는 2에 따른 코팅 조성물.
(4) 비-이온성 계면활성제가, 실록산 10 내지 50 중량%, 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드와 같은 알킬렌 옥사이드 30 내지 90 중량%, 및 500 내지 12,000 g/mol의 분자량을 갖는 실리콘 계면활성제를 포함하는 (여기서 중량%는 실리콘 계면활성제의 총 중량을 기준으로 함), 양태 1 내지 3 중 어느 것에 따른 코팅 조성물.
(5) 비-이온성 계면활성제가 하기 식을 포함하는 실리콘 계면활성제를 포함하는, 양태 1 내지 4 중 어느 것에 따른 코팅 조성물:
Figure pct00002
상기 식에서, R은 메틸기, 하이드록실기 또는 알콕시 기이고; z 및 y는 함께, 비-이온성 실리콘 계면활성제가 10 내지 30 중량%의 실록산을 포함하도록 선택되고; x는 4 내지 18이고; n은 1 내지 6, 예컨대 2 내지 4, 또는 3이고; x 및 y는 함께, 비-이온성 실리콘 계면활성제가 50 내지 75 중량%의 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드와 같은 알킬렌 옥사이드를 포함하도록 선택되며, 이때 중량%는 비-이온성 실리콘 계면활성제의 총 중량을 기준으로 한 값이다.
(6) 필름-형성 수지 5 내지 30 중량%; 비-이온성 실리콘 계면활성제 0.5 내지 2 중량%; 산 공급원 5 내지 40 중량%; 및 수성 용매 10 내지 30 중량%를 포함하며, 여기서 상기 중량%는 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 한 것인, 양태 1 내지 5 중 어느 것에 따른 코팅 조성물.
(7) 비-이온성 계면활성제가 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 0.05 내지 0.4 중량%, 예를 들어 0.05 내지 0.2 중량%로 포함된 플루오로에톡실레이트 계면활성제를 포함하는, 양태 1 또는 2 중 어느 것에 따른 코팅 조성물.
(8) 필름-형성 수지 5 내지 30 중량%; 비-이온성 플루오로에톡실레이트 계면활성제 0.05 내지 0.2 중량%; 산 공급원 5 내지 40 중량%; 및 수성 용매 10 내지 30 중량%를 포함하며, 여기서 상기 중량%는 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 한 것인, 양태 1, 2 또는 7 중 어느 것에 따른 코팅 조성물.
(9) 필름-형성 수지가 비닐 스티렌 아크릴계 수지, 폴리비닐 아세테이트 수지, 지환족 수지 또는 이들의 조합물의 수성 에멀젼을 포함하는, 양태 1 내지 8 중 어느 것에 따른 코팅 조성물.
(10) 필름-형성 수지가 비닐 아세테이트계 수지인, 양태 1 내지 8 중 어느 것에 따른 코팅 조성물.
(11) 산 공급원이 폴리하이드록시 화합물의 인산 에스테르, 인산 암모늄 또는 인산 아민으로부터 선택되는, 양태 1 내지 10 중 어느 것에 따른 코팅 조성물.
(12) 산 공급원이 폴리인산 암모늄 (APP)을 포함하는, 양태 1 내지 11 중 어느 것에 따른 코팅 조성물.
(13) 가스 공급원을 추가로 포함하고, 상기 가스 공급원은 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 3 내지 20 중량%로 코팅 조성물에 포함될 수 있는, 양태 1 내지 12 중 어느 것에 따른 코팅 조성물.
(14) 가스 공급원이, 200℃ 초과, 예컨대 200℃ 내지 400℃에서 분해되어 가스를 형성하는 중합체 물질 또는 질소 함유 물질을 포함하는, 양태 13에 따른 코팅 조성물.
(15) 가스 공급원이 멜라민을 포함하는, 양태 13 또는 14에 따른 코팅 조성물.
(16) 가스 공급원이 폴리락타이드, 폴리설폰, 폴리카보네이트, 폴리에테르, 폴리에스테르 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 중합체 물질을 포함하는, 양태 13 또는 14에 따른 코팅 조성물.
(17) 필름-형성 수지와 상이한 탄소 공급원을 추가로 포함하는 양태 1 내지 16 중 어느 것에 따른 코팅 조성물.
(18) 탄소 공급원이 팽창성 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 20 중량%의 양으로 조성물에 포함될 수 있는, 양태 17에 따른 코팅 조성물.
(19) 탄소 공급원이 펜타에리쓰리톨을 포함하는, 양태 17 또는 18에 따른 코팅 조성물.
(20) 코팅 조성물이 푸르푸릴 알콜로 형성된 폴리이미드 또는 페놀 포름알데히드 예비중합체를 본질적으로 함유하지 않는, 양태 1 내지 19 중 어느 것에 따른 코팅 조성물.
(21) 핵제(nucleating agent)를 추가로 포함하는 양태 1 내지 20 중 어느 것에 따른 코팅 조성물.
(22) 레올로지 개질제를 추가로 포함하는 양태 1 내지 21 중 어느 것에 따른 코팅 조성물.
(23) 무기 충전제를 추가로 포함하는 양태 1 내지 22 중 어느 것에 따른 코팅 조성물.
(24) 난연제를 추가로 포함하는 양태 1 내지 23 중 어느 것에 따른 코팅 조성물.
(25) 코팅 조성물로부터 침착된 경화된 코팅이, 1 피트의 I-형 W6x16 연강(mild steel) 컬럼 기재 상에서 EN1363-1에 따라 가열될 때, 40 내지 75, 예를 들어 45 내지 65 또는 50 내지 75 또는 55 내지 75의 챠르 팽창비(char expansion ratio)를 갖는 팽창성 챠르를 형성하는, 양태 1 내지 24 중 어느 것에 따른 코팅 조성물.
(26) 코팅 조성물로부터 침착된 경화된 코팅이, 코팅을 22℃에서 1 주일 동안 건조하고 이어서 40℃에서 1 주일 동안 건조한 후 EN13381-8에 따라 시험할 때, 1 피트의 I-형 W6X16 연강 컬럼 기재 상의 1000 μm 코팅에 대해, 50 분 초과의, 620℃까지의 시간을 제공하는, 양태 1 내지 24 중 어느 것에 따른 코팅 조성물.
(27) 코팅 조성물로부터 침착된 경화된 코팅이, 1 피트의 I-형 W6x16 연강 컬럼 기재 상에서 EN1363-1에 따라 가열될 때, 비-이온성 계면활성제가 없는 코팅에 비해 챠르 크래킹이 20% 개선 (감소)을 나타내는, 양태 1 내지 24 중 어느 것에 따른 코팅 조성물.
(28) 양태 1 내지 27 중 어느 것에 따른 수성 팽창성 코팅 조성물로 적어도 부분적으로 코팅된 기재.
(29) 9 내지 20의 HLB를 갖는 비-이온성 실리콘 계면활성제 0.5 내지 2 중량%를 수성 팽창성 코팅 조성물에 첨가하는 단계(이때 중량%는 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 한 것임)를 포함하고, 이때 상기 비-이온 실리콘 계면활성제는 양태 4 또는 5 중 어느 것에서 정의된 바와 같은 것인, 팽창성 코팅의 화재 성능을 개선하는 방법.
(30) 비-이온성 실리콘 계면활성제가 12 내지 19의 HLB를 갖는, 양태 29에 따른 방법.
(31) 9 내지 20의 HLB를 갖는 비-이온성 플루오로에톡실레이트 계면활성제 0.05 내지 0.2 중량%를 수성 팽창성 코팅 조성물에 첨가하는 단계(이때 중량%는 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 한 것임)를 포함하는, 팽창성 코팅의 화재 성능을 개선하는 방법.
(32) 비-이온성 플루오로에톡실레이트 계면활성제가 12 내지 19의 HLB를 갖는, 양태 31에 따른 방법.
(33) 양태 29 내지 32 중 어느 것에 따른 방법으로 형성된 코팅으로 코팅된 기재.
실시예
하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명을 어떤 식으로든 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 성분의 백분율은 다른 언급이 없는 한 중량 기준이다.
실시예 A:
헤비 듀티(heavy duty) 스테인레스 스틸 분산 임펠러가 구비된 디스퍼매트(Dispermat)-형 용해기로 팽창성 코팅 제형을 제조하였다. 물, 및 안료를 위한 분쇄 비히클로서의 액체 첨가제를 사용하여 수성 페인트를 제조하였다. 안료는 25℃ 미만의 온도를 유지하기 위해 낮은 주변 속도(peripheral speed)로 서서히 첨가하였다. 모든 안료를 첨가한 후, 35℃로 고속 혼합하여 균질 분산액을 얻었다. 이어서 수지 에멀젼 및 계면활성제, 및 임의의 레올로지 개질제를 낮은 주변 속도로 첨가하고 5 분 동안 균질화시켰다. 본 발명 (코팅 2 내지 5) 및 비교용 (코팅 1) 제형은 표 1에 열거되어 있다.
성분 기능 성분 중량부 (g)
코팅 1* 코팅 2 코팅 3 코팅 4 코팅 5
용매 물 20.00 19.81 19.81 19.81 19.98
레올로지 첨가제 하이드록시에틸 셀룰로스 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25
레올로지 첨가제 비-이온성 폴리우레탄 에멀젼 1.00 0.99 0.99 0.99 1.00
습윤/분산제 카복실산염의 나트륨 염 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20
소포제 포움마스터(Foamaster) NDW 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20
살생물제 액티사이드(Acticide) OTW 8 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
응집제 텍사놀(Texanol) 2.00 1.98 1.98 1.98 2.00
안료 이산화 티탄 8.95 8.86 8.86 8.86 8.94
탄소 공급원 펜타에리쓰리톨 8.95 8.86 8.86 8.86 8.94
산 공급원 폴리인산 암모늄 26.83 26.57 26.57 26.57 26.81
가스 공급원 멜라민 8.95 8.86 8.86 8.86 8.94
무기 충전제 차이나 점토(China Clay) E 4.00 3.96 3.96 3.96 4.00
수지 폴리비닐아세테이트 에멀젼 18.56 18.38 18.38 18.38 18.54
비-이온성 계면활성제 시아미터(Xiameter) OFX-0193 - 0.99 - - -
테고스텝(Tegostab) 8002 - - 0.99 - -
다우 코닝(Dow corning) 11-100 - - - 0.99 -
캡스톤(Capstone) FS-31 - - - - 0.1
*: 비교예;
시아미터(Xiameter)® OFX-0193은 실리콘 폴리에테르 공중합체이고, 테고스텝(Tegostab)® B8002는 실리콘 계면활성제이고, 다우 코닝(Dow corning)® 11-100은 실록산 상에 알콕시 및 알킬 작용기를 포함하는 실리콘 계면활성제이고, 캡스톤(Capstone)® FS-31은 비-이온성 플루오르 계면활성제이다.
실시예 B:
표 1에 열거된 페인트를, 적용하기 전에 20℃에서 24 시간 동안 저장하였다. 페인트는 두 개의 500 마이크로미터 건조 필름 두께 코트로 1 피트의 I-형 W6x16 연강 컬럼 상에 적용되었다. 첫 번째 코트는 두 번째 코트를 적용하기 전에 20℃에서 48 시간 동안 건조시켰다. 페인트는 사타젯(SataJet) 1000B 공기 보조 페인트 분무기를 사용하여 2.0 mm 노즐로 2 ~ 3 bar로 조작함으로써 분무하였다. 샘플을 주위 조건에서 1 주 동안 건조시킨 다음 40℃에서 1 주 동안 건조시켰다. 페인트의 최종 필름 두께는 화재 시험 전에 측정되었으며, 이 시험은 EN13381-8에 따라 수행되었다. 650℃의 강철 온도에 도달하면 화재 시험이 중단되었다. 각 코팅의 최종 필름 두께는 엘코미터(Elcometer) 456을 사용하여 측정되었다.
표 1에 열거된 제형의 성능 특성을 표 2에 나타내었다. 챠르 팽창비는, 표면 상에 균등하게 펴진 8 개 지점에서 강재 빔 상의 챠르의 부피 증가를 측정함으로써 결정되었다. 챠르 크래킹 및 챠르 슬럼핑을 육안으로 검사했다. 챠르를 강재에서 제거하여 접착성, 밀도 및 에어 포켓의 크기를 평가했다. 모든 물리적 성질 (밀도, 크래킹, 슬럼핑 및 접착성)은 1 내지 5의 등급으로 평가되었으며, 1이 최악이고 5가 최상이다.
본 발명의 비-이온성 계면활성제를 포함하는 코팅 조성물로부터 침착된 경화된 코팅에 대해, 챠르 밀도, 챠르 크래킹, 챠르 슬럼핑 및 챠르 접착성의 개선에 의해 결정할 때, 개선된 화재 성능이 얻어졌다. 예를 들어, 챠르 크래킹은 적어도 20% 감소되었고 (표 2: 본 발명의 실시예 2 내지 5는 5의 값을 나타낸 반면 비교예 1은 3의 값을 나타내었음), 챠르 밀도는 적어도 20% 개선되었다 (표 2: 본 발명 실시예 2, 3 및 4는 4 또는 5의 값을 나타낸 반면 비교예 1은 3의 값을 나타내었음).
코팅 1* 코팅 2 코팅 3 코팅 4 코팅 5
620　oC 까지의 화재 지연 시간(분) 51.2 53.3 53.9 51.3 52.2
챠르 팽창비 72 62 70 65 74
챠르 밀도** 3 5 4 4 3
챠르 크래킹** 3 5 5 5 5
챠르 슬럼핑** 4 3 4 5 4
챠르 접착성** 4 5 4 4 3
HLB 값 0 12.3 18.2 10.6 9
* 비교예;
** 등급 1 내지 5, 1이 최악이고 5는 최상의 결과임.
TBD: 미측정.
40 내지 75의 범위, 예를 들어 표 2에서 본 발명의 코팅에 대해 관찰된 바와 같은 55 내지 75의 범위, 또는 심지어 60 내지 70의 범위의 챠르 팽창비를 갖는 코팅에 대해, 620℃까지의 시간 증가에 의해 측정되는 최상의 화재 성능이 관찰되었다. 즉, 1 피트의 I-형 W6x16 연강 컬럼 기재 상에서 EN1363-1에 따라 가열될 때, 본 발명의 코팅으로부터 침착된 경화된 코팅은 40 내지 75, 예를 들어 45 내지 65, 또는 55 내지 75 또는 심지어 60 내지 70의 챠르 팽창비를 갖는다. 코팅 5의 화재 지연 시간이 코팅 1 (비교예)보다 더 우수한 것으로 관찰되었지만, 더 높은 챠르 팽창비 (즉, 74)가 또한 다른 본 발명 실시예 (코팅 2 내지 4)보다 더 낮은 챠르 밀도 및 챠르 접착력과 관련된다.
이하의 실시양태들 및 구현 예들은 예시적인 것이며, 본 발명의 다양한 양태들은 구체적으로 설명된 내용들을 벗어나는 적용성을 가질 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 이들 실시양태 및 구현 예는 설명된 특정 구성 요소, 방법 또는 프로토콜이 다양할 수 있기 때문에 이들로 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 상기 설명에 사용된 용어는 특정 버전 또는 실시양태만을 설명하기 위한 것이며, 첨부된 청구범위에 의해서만 제한되는 본 개시 내용의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

Claims (23)

  1. 필름-형성 수지,
    9 내지 20의 친수성-친유성 균형 값(HLB)을 갖는 비-이온성 계면활성제, 및
    산 공급원
    을 포함하는 수성 팽창성(intumescent) 코팅 조성물로서,
    상기 코팅 조성물로부터 침착된 경화된 코팅은, 1 피트(feet)의 I-형 W6x16 연강 컬럼(mild steel column) 기재 상에서 EN1363-1에 따라 가열될 때 40 내지 75의 챠르 팽창비(char expansion ratio)를 갖는, 코팅 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 챠르 팽창비가 55 내지 75인, 코팅 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 비-이온성 계면활성제가 12 내지 19의 HLB를 갖는, 코팅 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 비-이온성 계면활성제가, 상기 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 0.2 내지 2 중량%로 포함된 실리콘 계면활성제를 포함하는, 코팅 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 실리콘 계면활성제가 10 내지 50 중량%의 실록산, 30 내지 90 중량%의 알킬렌 옥사이드 및 500 내지 12,000g/mol의 분자량을 포함하며, 이때 상기 중량%는 실리콘 계면활성제의 총 중량을 기준으로 한 것인, 코팅 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 비-이온성 계면활성제가, 상기 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 0.05 내지 0.4 중량%로 포함된 플루오로에톡실레이트 계면활성제를 포함하는, 코팅 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름-형성 수지가 비닐 스티렌 아크릴계 수지, 폴리비닐 아세테이트 수지, 지환족 수지 또는 이들의 조합물의 수성 에멀젼을 포함하는, 코팅 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    탄소 공급원을 추가로 포함하는 코팅 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서,
    200℃ 내지 400℃의 온도 범위에서 분해되어 가스를 형성하는 중합체 물질 또는 질소 함유 물질을 포함하는 가스 공급원을 추가로 포함하는 코팅 조성물.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 가스 공급원이 폴리락타이드, 폴리설폰, 폴리카보네이트, 폴리에테르, 폴리에스테르 또는 이들의 조합물을 포함하는, 코팅 조성물.
  11. 제 1 항에 있어서,
    5 내지 30 중량%의 필름-형성 수지;
    0.05 내지 2 중량%의 비-이온성 계면활성제;
    5 내지 40 중량%의 산 공급원;
    3 내지 20 중량%의 가스 공급원;
    0.1 내지 20 중량%의 탄소 공급원; 및
    10 내지 30 중량%의 수성 용매
    를 포함하고, 이때 상기 중량%는 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 한 것인, 코팅 조성물.
  12. 제 1 항의 팽창성 코팅 조성물로 적어도 부분적으로 코팅된 기재.
  13. 필름-형성 수지,
    산 공급원, 및
    10 내지 50 중량%의 실록산, 30 내지 90 중량%의 알킬렌 옥사이드 및 500 내지 12,000 g/mol의 중량 평균 분자량을 갖는 비-이온성 실리콘 계면활성제
    를 포함하는 수성 팽창성 코팅 조성물 (이때, 상기 중량%는 상기 코팅 조성물 중의 상기 비-이온성 실리콘 계면활성제의 총 중량을 기준으로 한 것임)로서,
    상기 코팅 조성물로부터 침착된 경화된 코팅은, 1 피트의 I-형 W6x16 연강 컬럼 기재 상에서 EN1363-1에 따라 가열될 때 40 내지 75의 챠르 팽창비를 갖는, 코팅 조성물.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 비-이온성 실리콘 계면활성제가 하기 화학식을 갖는, 코팅 조성물:
    Figure pct00003

    상기 식에서, R은 메틸기, 하이드록실기 또는 알콕시 기이고; z는 비-이온성 실리콘 계면활성제가 10 내지 30 중량%의 실록산을 포함하도록 선택되고; n은 1 내지 6이고; x는 4 내지 18이고 비-이온성 실리콘 계면활성제가 50 내지 75 중량%의 알킬렌 옥사이드를 포함하도록 선택되며, 이때 중량%는 비-이온성 실리콘 계면활성제의 총 중량을 기준으로 한 값이다.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 챠르 팽창비가 55 내지 75인, 코팅 조성물.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 비-이온성 실리콘 계면활성제가 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 0.2 내지 2 중량%로 포함되는, 코팅 조성물.
  17. 제 13 항에 있어서,
    탄소 공급원 및 수성 용매를 추가로 포함하는 코팅 조성물.
  18. 제 13 항에 있어서,
    200℃ 내지 400℃의 온도 범위에서 분해되어 가스를 형성하는 중합체 물질 또는 질소 함유 물질을 포함하는 가스 공급원을 추가로 포함하는 코팅 조성물.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 비-이온성 실리콘 계면활성제가 9 내지 20의 HLB를 갖는, 코팅 조성물.
  20. 제 13 항의 팽창성 코팅 조성물로 적어도 부분적으로 코팅된 기재.
  21. 팽창성 코팅의 화재 성능을 개선시키는 방법으로서,
    수성 팽창성 코팅 조성물에 9 내지 20의 HLB를 갖는 비-이온성 실리콘 계면활성제 0.2 내지 2 중량%를 첨가하는 단계 (이때, 상기 중량%는 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로 한 것임)를 포함하며, 이때
    상기 비-이온성 실리콘 계면활성제는 10 내지 50 중량%의 실록산, 30 내지 90 중량%의 알킬렌 옥사이드 및 500 내지 12,000 g/mol의 분자량을 포함하고 (이때, 상기 중량%는 상기 비-이온성 실리콘 계면활성제의 총 중량을 기준으로 한 것임),
    상기 코팅 조성물로부터 침착된 경화된 코팅은, 1 피트의 I-형 W6x16 연강 컬럼 기재 상에서 EN1363-1에 따라 가열될 때 40 내지 75의 챠르 팽창비를 갖는, 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 비-이온성 실리콘 계면활성제가 하기 화학식을 갖는, 방법:
    Figure pct00004

    상기 식에서, R은 메틸기, 하이드록실기 또는 알콕시 기이고; z는 비-이온성 실리콘 계면활성제가 10 내지 30 중량%의 실록산을 포함하도록 선택되고; n은 1 내지 6이고; x는 4 내지 18이고 비-이온성 실리콘 계면활성제가 50 내지 75 중량%의 알킬렌 옥사이드를 포함하도록 선택되며, 이때 중량%는 비-이온성 실리콘 계면활성제의 총 중량을 기준으로 한 값이다.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 비-이온성 실리콘 계면활성제가 12 내지 19의 HLB를 갖는, 방법.
KR1020197016543A 2016-11-10 2017-11-10 팽창성 발포체 안정화용 계면활성제 KR102247366B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662420013P 2016-11-10 2016-11-10
US62/420,013 2016-11-10
PCT/EP2017/078932 WO2018087315A1 (en) 2016-11-10 2017-11-10 Surfactants for intumescent foam stabilization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190082879A true KR20190082879A (ko) 2019-07-10
KR102247366B1 KR102247366B1 (ko) 2021-05-03

Family

ID=60569877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197016543A KR102247366B1 (ko) 2016-11-10 2017-11-10 팽창성 발포체 안정화용 계면활성제

Country Status (11)

Country Link
US (1) US11104811B2 (ko)
EP (1) EP3538616B1 (ko)
JP (1) JP6883652B2 (ko)
KR (1) KR102247366B1 (ko)
CN (1) CN110191928B (ko)
CA (1) CA3040868C (ko)
DK (1) DK3538616T3 (ko)
MX (1) MX2019005096A (ko)
RU (1) RU2729249C1 (ko)
SG (1) SG11201903596UA (ko)
WO (1) WO2018087315A1 (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3538616B1 (en) * 2016-11-10 2021-01-06 PPG Coatings Europe B.V. Surfactants for intumescent foam stabilization
EP3412736A1 (de) * 2017-06-06 2018-12-12 HILTI Aktiengesellschaft Brandschutz-zusammensetzung, mehrkomponentensystem und deren verwendung
CN110317510B (zh) * 2019-08-06 2022-03-25 纯钧新材料(深圳)有限公司 膨胀型的防火涂料及其制备方法
GB202003165D0 (en) * 2020-03-05 2020-04-22 Intumescent Systems Ltd Fire protection and retardant coatings
GB2592641B (en) * 2020-03-05 2022-12-07 Intumescent Systems Ltd Fire protection and retardant coatings
CN115335474B (zh) * 2020-03-27 2024-03-12 优泊公司 水系阻燃涂料组合物及阻燃热塑性树脂膜
EP4255992A1 (en) * 2020-12-04 2023-10-11 Jotun A/S Coatings
WO2023095773A1 (ja) * 2021-11-25 2023-06-01 関西ペイント株式会社 水性発泡耐火塗料組成物
WO2024073806A1 (en) * 2022-10-07 2024-04-11 Flame Security International Pty Ltd Paint composition

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4247435A (en) * 1978-10-02 1981-01-27 Monsanto Company Intumescent fire retardant coating compositions
KR20010020445A (ko) * 1997-04-30 2001-03-15 이노우에 노리유끼 수성 분산 조성물 및 도장물품
KR20130101518A (ko) * 2010-08-27 2013-09-13 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 플루오르화 에톡실화 폴리우레탄
KR20150117709A (ko) * 2007-07-20 2015-10-20 에보니크 룀 게엠베하 개선된 금속 부착력을 갖는 팽창성 코팅을 위한 수지 시스템

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4702861A (en) * 1986-05-14 1987-10-27 Certified Technologies Corporation Flame retardant materials
GB2220664A (en) 1988-07-15 1990-01-17 Fireseal Ltd Intumescent paint
US5225464A (en) * 1992-04-02 1993-07-06 Material Technologies & Sciences, Inc. Intumescent coating and method of manufacture
GB2274459B (en) 1993-01-22 1996-05-29 Minnesota Mining & Mfg Intumescent fire protection coatings
WO2001005886A1 (en) * 1999-07-19 2001-01-25 W.R. Grace & Co.-Conn. Thermally protective intumescent compositions
RU2174527C1 (ru) 2001-03-13 2001-10-10 Потапова Елена Викторовна Огнезащитная вспучивающаяся краска
UA76747C2 (uk) 2001-04-02 2006-09-15 Молєс Текнолоджі, А.С. Фарба
RU2219208C2 (ru) 2002-02-08 2003-12-20 Алексюк Геннадий Петрович Способ получения водно-дисперсионных огнезащитных вспучивающихся красок
CA2499114A1 (en) 2004-10-04 2006-04-04 No-Burn Investments, L.L.C. Fire retardant compositions with mold inhibitor
US20070238800A1 (en) * 2006-04-11 2007-10-11 Bayer Materialscience Llc Storage stable isocyanate-reactive component containing vegetable oil-based polyol
WO2007118885A1 (fr) 2006-04-19 2007-10-25 Agc Flat Glass Europe Sa Vitrage anti-feu
RU2521060C2 (ru) 2011-07-25 2014-06-27 Александр Владимирович Печников Огнезащитная вспучивающаяся краска
CN102643589A (zh) * 2012-04-28 2012-08-22 华南理工大学 室内用水性超薄型钢结构防火涂料及其制备方法
WO2014080000A1 (en) * 2012-11-23 2014-05-30 Ppg Coatings Europe B.V. An intumescent coating composition
EP3095809A1 (de) 2015-05-21 2016-11-23 HILTI Aktiengesellschaft Schäumbare, dämmschichtbildende mehrkomponenten-zusammensetzung und deren verwendung
CN106243878B (zh) * 2016-08-17 2018-09-25 广东达尔新型材料有限公司 一种水性耐水膨胀型钢结构防火涂料及其制备方法
EP3538616B1 (en) * 2016-11-10 2021-01-06 PPG Coatings Europe B.V. Surfactants for intumescent foam stabilization

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4247435A (en) * 1978-10-02 1981-01-27 Monsanto Company Intumescent fire retardant coating compositions
KR20010020445A (ko) * 1997-04-30 2001-03-15 이노우에 노리유끼 수성 분산 조성물 및 도장물품
KR20150117709A (ko) * 2007-07-20 2015-10-20 에보니크 룀 게엠베하 개선된 금속 부착력을 갖는 팽창성 코팅을 위한 수지 시스템
KR20130101518A (ko) * 2010-08-27 2013-09-13 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 플루오르화 에톡실화 폴리우레탄

Also Published As

Publication number Publication date
KR102247366B1 (ko) 2021-05-03
WO2018087315A1 (en) 2018-05-17
CN110191928B (zh) 2021-08-31
MX2019005096A (es) 2019-06-20
CA3040868C (en) 2021-06-29
SG11201903596UA (en) 2019-05-30
EP3538616B1 (en) 2021-01-06
RU2729249C1 (ru) 2020-08-05
DK3538616T3 (en) 2021-01-18
JP2020512411A (ja) 2020-04-23
CN110191928A (zh) 2019-08-30
EP3538616A1 (en) 2019-09-18
US20190345346A1 (en) 2019-11-14
US11104811B2 (en) 2021-08-31
JP6883652B2 (ja) 2021-06-09
CA3040868A1 (en) 2018-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102247366B1 (ko) 팽창성 발포체 안정화용 계면활성제
US10266773B2 (en) Intumescent composition
KR101573230B1 (ko) 화재시 가스유해성이 개선된 무용제형 에폭시 내화 도료 조성물
KR102220439B1 (ko) 발포성 조성물 및 그의 용도
US20170121536A1 (en) Insulation-layer-forming composition and use thereof
JP6573651B2 (ja) 被覆材
WO2009013532A2 (en) Coating compositions
JP2015529714A (ja) 高熱耐性組成物
JP6964620B2 (ja) ポリオール組成物
JP2019199605A (ja) 被覆材
JP2019183151A (ja) 被覆材
KR20190016573A (ko) 팽윤성 코팅을 위한 용매계 결합제
KR20190035576A (ko) 열경화성 발포체 및 이의 제조방법
KR102369678B1 (ko) 열경화성 발포체 및 이의 제조방법
JP7094124B2 (ja) 省工程型発泡耐火塗料
KR20180132888A (ko) 용매 기반 팽대성 코팅용 가교결합성 결합제
JP6811280B2 (ja) 被膜形成方法
EP3981842A1 (en) Fire-protection coating composition and use thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant