KR870001415B1 - 화재보호, 팽창성 경화 조성물 - Google Patents

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Abstract

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Description

화재보호, 팽창성 경화 조성물
본 발명은 화재보호 팽창성 경화 조성물에 관한 것이다.
화재로 인한 화염 및 고온에 의한 손상으로부터 지주, 비임, 대들보 및 기체 철강조립체 같은 강철과 콘크리트 골조빌딩을 보호할 필요성이 수년간 인지되어 왔다. 그 결과 각종 화재보호 코팅조성물이 개발되어 각종 용도에 맞게 사용되어 왔다. 기후에 노출된 채 남아있는 구조용 강제 및 조립체의 보호가 특히 관심을 끄는 한 적용 분야로 되어 왔다. 한때 이런 구조의 보호는 시멘트 조성물을 이용하여 했었다. 이들은 각종 문제점을 안고 있으며 그들 중에는 시멘트의 과도한 중량과 시멘트 아래에 있는 강철의 부식을 불가피하게 유발하는 물을 흡수하여 보지하는 경향이 있다는 점이다.
좀더 근래, 팽창성 화재보호 코팅조성물이 인기리에 개발성장하여 왔다. 팽창성 코팅조성물은 충분한 열에 노출되었을 때 팽창하여 단열성, 탄소질목탄세포구조를 형성한다. 예컨대 미국특허 3,755,223에 에폭시수지를 기제로 한 팽창성 조성물이 공지되어 있다.
그러나 통상이용이 가능한 조성물중 많은 것은 그에 부수된 어려운 점을 갖고 있다. 예컨대 탄소질목탄은 자주 균열되어 기질로부터 떨어져 나가 기질이 보호되지 않게끔 된다. 이런 문제점을 최소로 하기 위해 코팅조성물과 함께 외부 보강이 자주 필요하게 되어 그 결과 비용이 상승되게 되었다.
게다가 조성물은 화재중 균일하게 팽창되지 않을 수도 있으며 또는 너무 조금이나 너무 많이 팽창되어 밑에 있는 기질을 보호하는 능력이 감소될 수도 있다. 또한 팽창성조성물은 물을 흡수하는 경향이 있어 아래있는 강철을 부식시킬 수도 있다. 따라서 화염이나 과도한 열에 노출시 외부보강의 필요없이 강철기질에 고착되는 통합된 목탄을 생성할 수 있으며 또한 부식으로 부터 기질을 보호할 수 있으며 화재가 일어나지 않은 경우 기후에 노출시 야기되는 기타 손상으로 부터 기질을 보호할 수 있는 팽창성 화재보호조성물이 필요하게 되었다.
본 발명에 따라하기 (가)-(다)로 구성되며 열이나 화염에 노출시 탄소질목탄을 형성할 수 있는 팽창성 경화성조성물이 제공된다.
(가) 애폭시수지
(나) 상기 애폭시수지를 경화하는데 적합한 경화제
(다) 하기 (a)-(d)의 공급원을 제공하기에 적합한 물건들의 혼합물로 구성된 첨가성분.
(a) 인 (b) 아연
(c) 붕소 및 (d) 열분해 팽창가스
본 발명에 따라 하기 (Ⅰ)-(Ⅱ)로 구성된 화재와 과도한 열로부터 기질을 보호하는 방법이 제공된다.
Ⅰ. 기질 표면상에 하기 (가)-(다)로 구성된 목탄형성팽창성 경화성조성물을 적용한 후
(가) 애폭시수지
(나) 상기 애폭시수지를 경화하는데 적합한 경화제
(다) 하기 (a)-(d)의 공급원을 제공하기에 적합한 물질들의 혼합물로 구성된 첨가성분.
(a) 인 (b) 아연
(c) 붕소 및 (d) 열분해 팽창가스
Ⅱ. 메쉬부재로 팽창성 조성물을 덮어 씌운다.
본 발명의 호재보호 팽창성 경화조성물은 그 주성분으로 애폭시수지, 이를 경화하는 데 적합한 경화제 및 첨가성분을 함유한다.
애폭시수지는 분자내 적어도 하나의 옥시란기 예컨대 하기구조의 기를 함유하고 있는 것이다.
Figure kpo00001
하이드록실기환기 또는 존재할 수 있으며 또한 할로겐과 에터르기도 자조 존재한다.
일반적으로 애폭사이드의 당량은 약 140-1780. 바람직하게는 약 170-250, 좀더 바람직하게는 185-195이며 수지는 넓게 지방족, 방향족, 고리, 비고리, 지방족고리 또는 헤테로고리로 분류할 수 있다.
여기서는 방향족 애폭사이드수지를 사용하는 것이 바람직하다.
방향족 애폭사이드수지 중 특히 바람직한 한군은 예컨대 2가 페놀과 같은 다가방향족 알콜의 폴리글리시딜에테르이다. 페놀은 적어도 2가여야 하며 적합한 예에는 레조르시놀, 카테콜, 하이드로퀴논, 비스(4-하이드록시페닐)-1, 1-이소부탄, 4, 4-디하이드록시벤조페논 ; 비스(4-하이드록시페닐)-1, 1-에탄 ; 비스(2-하이드록시나페닐)메탄 ; 1, 5-하이드록시나프탈렌 및 4,4'-이소프로필리덴디페놀 예컨대 비스페놀 A가 포함된다. 비스페놀 A를 사용하는 것이 바람직하다. 가능한 많은 에폭시화합물 중 주로 이용되는 것은 에피클로로히드린이나 에피브로모히드린 또한 아주 유용하다. 특히 여기서 유용한 폴리글리시딜 에테르는 에피클로로히드린과 비스페놀 A를 수산화나트륨 또는 칼륨과 같은 알칼리 존재하에 반응시켜 얻는다. 쉘 케미칼컴페니에 의해 상품명 EPON으로 판매되는 일련의 애폭수지가 여기서 특히 유용하다.
또 다른 유용한 애폭수지군은 에틸렌글리콜 ; 디에틸렌글리콜 ; 트리에틸렌글리콜 ; 1,2-프로필렌글리콜 ; 1,4-부틸렌글리콜 ; 1, 5-펜탄디올 ; 1,2,6-헥산트리콜 ; 글리세롤 및 트리메틸롤프로판과 같은 다가알콜로부터 유래한 폴리글리시딜 에테르들이다.
폴리카복실산의 폴리글리시딜 에테르 또한 유용한 에폭사이드 수지이다. 이들 물질들은 에피클로로히드린 같은 에폭시화합물을 옥살산 ; 석신산 ; 글루타르산 ; 테레프탈산 ; 2, 6-나프틸렌디카복실산 및 이량체리놀레인산 같은 지방족 또한 방향족 폴리카복실산과 반응시켜 제조한다.
또 다른 에폭시수지군은 올레핀불포화 비고리물질을 에폭시화하여 얻은 것들이다. 이들 중에서 에폭시비고리 에테르와 에스테르가 이 분야에 잘 공지되어 있다.
상기 언급한 물질들외에 유용한 에폭시수지에는 또한 옥시알킬렌기를 함유하는 예컨대 하기 구조와 간은 것들이 포함된다.
Figure kpo00002
상기구조에서 R은 수소 또는 C1-C6알킬이며 ; m은 1-4의 정수이며 ; n은 2-50의 정수이다. 이런 기들은 또한 에폭시수지의 골격으로 부터 분지되어 매달려 있거나 또는 골격의 일부로 포함되어 있을 수 있다. 에폭시수지중 옥시알킬렌기의 비는 각종 인자에 따라 달라지며 즉 옥시알킬렌기의 크기와 에폭시수지의 성질에 따라 달라진다.
또 다른 에폭시수지부류에는 에폭시노보락수지가 포함된다. 이들 수지는 알데히드와 1가 또는 다가 페놀과의 축합생성물을 에피할로히드린과 반응시켜 제조한다. 한 예는 에피클로로히드린과 페놀포름알데히드 축합물과의 반응생성물이다. 에폭시수지의 혼합물 또한 여기서 사용될 수 있다.
앞서 언급한 에폭시수지는 이들을 열경화물질로 전환시키기 위한 경화제의 첨가가 필요하다.
경화과정중, 에폭시와 하이드록실기(존재한다면) 모두 침전될 수 있으며 경화는 주위온도에서 또는 열적용시 일어날 수 있다. 일반적으로 여기서 이용할 수 있는 경화제는 종래의 각종 공지된 물질로 부터 선택할 수 있으며 예컨대 지방족 및 방향족 아민을 포함한 아민 형태의 것과 폴리(아민-아미드)가 있다. 이들에는 예컨대 디에틸렌트리아미 : 3, 3-아미노 비스프로필아민 : 트리에틸렌테트라아민 : 테트라에틸렌펜타아민, m-크실릴렌디아민이 포함되어 제네랄 말즈케미칼에 의해 상품명 베르사미드(VERSAMID)로 시판되는 일련의 물질들과 같은 아민과 지방족 지방산의 반응생성물이 포함된다.
베르사미드 같은 폴리(아민-아미드)물질 또는 그의 등가물을 사용하는 것이 바람직하다.
경화제로서 폴리카복실산과 폴리카복실산 무수물 또한 적합하다. 폴리카복실산에는 예컨대 옥살산, 프탈산, 테레프탈산, 석신산 및 알킬과 알케닐-치환석신산, 타타르산과 중합된 지방산 같은 디-, 트리, 및 다가카복실산이 포함된다. 적당한 폴리카복실산무수풀에는 예컨대 무수피로멜리트산, 무수트리멜리트산, 무수프탈산, 수수석신산 및 무수말레인산이 포함된다.
또한 우레아-, 멜라민- 또는 페놀-포름알데히드 같은 알데히드축합 생성물도 아주 유용한 경화제이다. 이들 각종 물질들은 예컨대 아메리칸 시안아미드로 부터 상품명 비이틀(BEETLE) 및 사이멜(CYMEL)하에, 몬산토인더스트리얼 케미칼코오포레이션으로 부터 상품명 레리멘(RESIMENE)하에 시판되는 것을 이용할 수 있다.
그밖의 적당한 경화제에는 삼할로렌화붕소 및 삼할로렌화붕소와 아민, 에테르,페놀 같은 것과의 착화합물 ; 폴리메르캅탄 : 폴리페놀 : 염화알루미늄 , 염화아연 및 과염소산마그네슘 ; 인산 및 n-부틸오르토포스파이트 같은 무기산과 부분 에스테르가 포함된다. 소망에 따라 보호된 또한 잠재성 경화제가 이용될 수도 있으며 예컨대 폴리아민과 케톤으로 부터 제조된 케트이민이 이용될 수도 있다.
청구된 화재보호 팽창성 매스틱 조성물을 제조하는데 사용되는 애폭시수지와 경화제의 양은 일반적으로 아민에 대한 에폭시의 당량비가 0.05 : 1-10 : 1 범위로 다양하다. 아민에 대한 에폭시의 당량비는 0.1 : 1-1 : 1 범위인 것이 바람직하며 0.3 : 1-0.9 : 1 범위인 것이 바람직하다.
청구된 매스틱조성물의 첨가제성분은 인, 아연, 붕소 및 열분해 팽창가스원을 제공하는데 적합한 물질의 혼합물로 구성된다. 바람직한 구체예에서 첨가제 성분은 또한 보강충전재도 함유한다.
인의 공급원은 예컨대 인산, 인산일암모늄 및 인산이암모늄, 트리스-(2-클로로에틸) 포스페이트, 포스포릴아미드 및 멜라민 피로인산 같은 인 함유 아미드같은 각종 물질로 부터 선택될 수 있다. 바람직한 인의 공급원은 하기구조로 표시된느 다인산암모늄이다.
(NH4)n+2PnO3n+1
상기 구조에서
n은 적어도 2의 정수이며 적어도 50인 정수인 것이 바람직하다. 이런 물질의 예를 들면 몬산토코오포레이션으로 부터 상품명 포스-체크-피-30(PHOS-CHEK-P-30)으로 이용가능한 것과 앨브라이트앤윌슨 코오포레이션으로 부터 상품명 암가드(AMGAD)IU로 이용가능한 것이 있다.
여기서는 포스-체크-피-30을 사용하는 것이 바람직하다. 청구된 팽창성조성물은 보통 약 0.05-20중량%, 바람직하게는 0.5-10중량%의 인을 함유하며, 퍼센트는 애폭시수지, 경화제 및 첨가제성분의 총중량을 기준으로 한 것이다.
인은 팽창성조성물에서 탄화촉진제 역할을 하는 것으로 생각된다.
팽창가스는 화재보호조성물이 고온이나 화염에 노출되었을 때 거품을 형성하여 부풀게하는 즉 팽창되게 하는 역할을 한다. 이 패창결과 형성된 목탄 하부기질을 보호하고 단열시키는 역할을 하는 농조한 다세포 물질이다. 팽창가스원은 질소-함유물질인 것이 바람직하다. 적당한 질소함유물질에는 예컨대 멜라민, 메틸롤멜라민, 헥사메톡시메틸멜라민, 우레아, 디메틸우레아, 멜라민피로포스페이트, 디시안디아민, 구아닐 우레아 포스페이트 및 글리신이 있다. 멜라민을 이용하는 것이 바람직하다. 그밖의 다른 팽창가스의 공급원으로 또한 이산화탄소를 방출하는 물질도 사용될 수 있다. 팽창가스원은 보통 본 발명의 조성물중에 0.1-25%중량%, 바람직하게는 1-10중량% 양으로 존재하며 퍼센트는 에폭시수지, 경화제 및 첨가제성분의 총중량을 기준으로 한 것이다.
아연공급원은 각종 물질로 부터 선택될 수 있다. 아연물질은 목탄내 작은 세포구조를 형성하는 데 기여 한다고 생각되고 있다. 이 작은 목탄세포는 기질에 좀더 나은 단열성을 제공하며 외부보강재없이도 기질에 고착되고 목탄통합체를 더 잘 유지시킬수 있다. 따라서 목탄이 균열되고 기질로 부터 파괴되어 나가는 것을 극소화해주어 하부강철을 좀더 보호해줄 수 있다. 아연원으로 적합한 물질에는 예컨대 산화아연 : 붕산아연 및 붕산아연 및 인산아연같은 아연염 : 탄산아연 : 이 포함되며 아연 금속도 사용될 수 있다. 바람직하게는 산화아연, 붕산아연 또는 인산아연이 사용된다. 보통 청구된 팽창성 조성물은 약 0.1-25중량%, 바람직하게는 약 0.5-12중량%의 아연을 함유하며 퍼센트는 에폭시수지, 경화제 및 첨가제성분의 총중량을 기준으로 한 것이다.
붕소공급원으로 다른 각종 물질이 사용될 수 있으나 붕산이 바람직하다. 붕산은 고온이나 화염에 노출시 물질의 균일한 용융물이 형성되는 것을 도와주는 용융보조제로서 작용하므로 균일한 목탄이 형성되는 데 기여하는 것으로 생각되고 있다. 붕소를 제공할 수 있는 적합한 물질에는 예컨대 산화붕소 : 붕산나트륨 : 칼륨 및 암모늄 같은 붕산염 및 붕산부틸 또는 붕산페닐같은 붕산 에스테르가 포함된다. 붕산 다음으론 붕산암모늄이나 나트륨이 바람직하다.
청구된 팽창조성물은 보통 약 0.1-10 바람직하게는 1-6중량%의 붕소를 함유하며 퍼센트는 에폭시수지, 경화제 및 첨가성분의 총중량을 기중으로 한 것이다.
인, 아연, 붕소 및 팽창가스는 각기 별개의 공급원물질에 의해 공급되거나 또는 단일 물질이 상기 언급한 원소들중 하나 이상의 공급원이 될 수도 있다는 것을 알아야 한다. 예컨대 멜라민 피로포스페이트는 인과 팽창가스의 공급원이 될 수 있다.
첨가제성분의 바람직한 구성원인 보강충전재는 다른 충전재보다 선출되는 섬유질 보강재 및 소판보강재를 포함한 종래부터 이용되어온 각종 물질로서 선택될 수 있다. 섬유질 보강재에는 예컨대 유리섬유, 세라믹섬유 예컨대 산화알루미늄/산화규소 및 흑연섬유가 포함된다. 소판보강재는 햄머 밀 유리편, 운모, 및 규회석이 포함된다. 기타 적합한 충전재에는 검토, 탈크, 실리카 및 각종 안료가 포함된다. 규회석을 이용하는 것이 바람직하다. 보강충전재는 목탄형성전 및 형성도중 화재보호조성물의 팽창의 조절을 보조하여 결과 생성된 목탄이 견고하고 균일하게 해준다고 되어 있다. 보강충전재가 존재할 경우 이는 조성물내에 보통 약 1-50중량% 양으로 존재하며 퍼센트는 에폭시수지, 경화제 및 첨가제성분의 총중량을 기준으로 한 것이다.
본 발명의 화재보호 팽창조성물은 두개의 패키지 시스템으로 된 것이 바람직하며 하나에는 에폭시수지가 있으며 두번째 패키지에는 경화제가 있으며, 첨가제성분은 에폭시수지패키지나 경화제패키지에 들어있거나 둘다에 들어있을 수 있다. 첨가제성분이 두 패키지 모두에 존재할 경우 개개 성분들은 소망에 따라 두 패키지중 어느 한쪽에 있을 수 있다. 개개패키지는 결과 생성된 조성물중 아민에 대한 에폭시의 당량비가 상기한 넓은 범위내에 있도록 사용전 혼합해 준다.
본 발명의 팽창성조성물은 또한 단일패키지시스템으로 제조될 수도 있다. 이런 경우엔 예컨대 상기한 케타민경호제와 같은 보호된 또는 잠재성 경화제가 바람직하다. 케타민 보호경화제는 수분에 노출되었을때 케타민이 가수분해되어 유리아민 경화제가 방출됨에 따라 경화된다. 기타 잠재성 경화제로 또한 광조사에 노출시 유리아민 경화제를 방출할 수 있는 것들이 사용될 수도 있다.
본 발명의 조성물은 안정화제, 흐름저절제, 화염확산조절제 같은 통상적인 각종 첨가제도 함유할 수 있다. 이들 성분들은 물론 임의적인 것으로 여러 양으로 첨가될 수 있다.
본 발명의 화재보호 팽창성조성물은 보통제조되었을 때 농조한 페이스트상 물질형태로 있는 것이 보통이며 이를 매스틱(mastic)이라 부른다.
매스틱은 분무도포기나 흙손같은 각종 방법으로 적용될 수 있다. 청구된 팽창성조성물은 분무 적용하는 것이 바람직하며 따라서 적용에 앞서 매스틱조성물을 희석시키는 것이 필요하다. 희석은 염화메틸렌이나 1,1,1-트리클로로에탄과 같은 각종 통상적인 용매를 사용하여 할 수 있다. 비록 많은 용매가 적합하며 용매가 비화염성이며 고온휘발성인 것이 바람직하다.
청구된 조성물은 비록 이들은 철근 콘크리트, 플라스틱, 나무같은 각종 기질에 적용할 수도 있으나 강철기질상에 적용하는데 특히 적합하다.
한 구체예로 본 발명은 하기 Ⅰ및 Ⅱ로 구성된 기질을 화재 및 과도한 열로부터 보호하는 방법에 관한 것이다.
Ⅰ. 기질 표면에 상기 언급한 바와 같은 목탄 형성 팽창성 경화조성물크팅을 입히고
Ⅱ. 팽창성 조성물을 메시부재로 덮어 씌운다.
상기한 방법에서 상기한 팽창성 조성물코팅으로 메시부재를 덮어 씌우는 단계를 포함시켜 전체 메시부재를 캡슐링하는 것이 바람직하다.
메시부재는 와이어메시 또는 유리같은 화재저항성물질로부터 생성된 메시와 같은 각종 망상물질로 부터 선택될 수 있다. 메시부재는 매스틱 조성물내에 매립되며, 열이나 화염에 노출시 팽창성 조성물의 팽창을 억제해줌으로써 형성된 목탄의 균열이 일어나는 것을 극소화시켜 주는 것으로 되어 있다. 또한 균열이 일어날 경우 메시는 기질로부터 목탄찌끼가 떨어져 나가는 것을 도와주는 역할도 한다. 이 방법은 플랜지끝, 채널 및 앵극을 갖고 있는 강철기질을 보호하는데 특히 유리하다. 이 방법에서 목탄 통합체의 유지를 도와주는 또 다른 구조지지물이 제공된다. 본 발명의 팽창성 조성물은 대부분의 기질에 잘 부착되기 때문에 메시부재가 기질에 직접결합될 필요가 없으며, 기질에 결합되지 않는 것이 바람직하다.
본 발명의 화재보호 팽창성 경화조성물은 화재중 과도한 열과 화염의 손상작용으로부터 구조강부재 및 기타 조립체를 보호하는 데 탁월하다. 청구된 조성물은 불에 타면 외부보강재 없이도 기질에 발 부착될 수 있는 경질의 작은 세포로된 목탄찌끼를 생성하여 하부 강철을 보호하는데 탁월한 단열효과를 제공한다.
비록 화재가 일어나지 않느다해도 조성물은 수분흡수 및 기후 노출에 의해 생긴기타 손상에 저항성이므로 예컨대 부식 등으로 부터 기질을 보호하는데 탁월하다.
본 발명은 또한 하기 실시예에 의해 더 설명되어 이들 실시예는 본 발명을 예시할 목적으로 주어진 것으로 이에 본 발명이 국한되는 것으로 해석해선 안된다.
[실시예 1]
본 실시예는 본 발명의 바람직한 화재보호 팽창성매스틱 조성물의 제법 및 시험법을 나타낸 것이다.
Figure kpo00003
1. 이 방향족 에폭시수지는 비스페놀 A와 에피클로로히드릴으로부터 제조된다. 에폭시당량은 190-192이며 수지고체 함량은 100%이다. 이 수지는 쉘케미칼 컴패니로 부터 입수가능하다.
2. 인 함량이 32% 중량인 다인산암모늄은 몬산톡코오포레이션으로 부터 입수가능하다.
3. 흐름 조절제로 사용된 애터풀자이트 점토는 인글하드 미네랄즈로부터 입수가능하다.
4. 이 섬유질 보강제는 나이아드지(NYAD G)로 나이코코오포레이션으로부터 입수가능하다.
5. 이 아민 경화제는 평균 아민당량이 149로서 제네랄 밀즈케미칼 인코오포레이션으로부터 입수가능하다.
6. 흐름조절제로서 사용된 흄드실리카로서 데구싸(Degussa)코오포레이션으로부터 입수가능하다.
7. 이 충전제는 일리노이스미네랄즈로부터 입수가능한 무정형 실리카이다.
매스틱 조성물은 패키지 1의 1.65 중량부를 패키지 2의 1 중량부와 혼합하여 제조했다. 매스틱 조성물은 상면, 저면 및 측면이 0.75cm두께 코팅으로 균일하게 덮힐 수 있도록 그 내부에 매립된 두개의 열전대를 갖고 있는 23m×23m×1.3m강판에 적용했다. 이 강판을 실온에서 2일간 경화되게 놔둔후 이어 ASTM-E119 (UL-263)법에 따라 가스로내에서 연소시켰다. 강철이 온도 538℃에 도달하는 데 필요한 시간을 측정했다. 강철이 이 온도에 도달했을 때 실험을 끝냈다. [각 열전대로 강철의 온도를 측정했다. 하나 이상의 열전대를 사용한 경우 전체 열전대의 평균을 취했으나 단 개개 열전대는 649℃를 초과할 수 없다.] 하기 데이타를 얻었다.
열전대 1 : 538℃에 도달하는데 55분 51초
열전대 2 : 538℃에 도달하는데 56분 06초
이 시험을 종결짓는데 필요한 평균시간은 55분 59초였다. 대조판은 이것이 매스틱 조성물로 피복되지 않은 점을 제외하곤 모든 면에서 피복된 판과 동일했다. 피복되지 않은23m×23m×1.3m강철판은 538℃에 도달하는데 13분이 소요되었다. 결과생성된 목탄은 경질로서 우수한 팽창을 나타냈으며 작고둥근 세포를 가지고 있었다.
[실시예 2]
본 실시예는 붕산아연대신 산화아연을 사용한 것을 제외하곤 실시예 1과 유사한 화재보호 팽창성 매스틱 조성물의 제조, 적용 및 로시험을 나타낸 것이다.
Figure kpo00004
이 매스틱 조성물을 상기 실시예 1에 기재된 방법으로 제조했다. 이것은 또한 실시예 1에 언급된 바와 같이 적용하고 시험했다. 피복된 강판은 538℃에 도달하는데 65분 41초가 소요되었다.
[실시예 3]
본 실시예는 산화아연 대신 인산아연을 사용한 것을 제외하곤 실시예 2와 유사한 팽창성 매스틱 조성물의 제조, 적용 및 로시험을 나타낸 것이다.
Figure kpo00005
이 매스틱 조성물을 상기 실시예 1에 기재된 방법으로 제조했다. 이것은 그 내부에 매립된 열전대를 갖고 있는 7.6m×7.6m×1.3m강판을 사용하는 것을 제외하곤 상기 실시예 1에서와 같이 적용하고 시험했다.
피복된 강판은 538℃에 도달하는데 44분 10초가 걸렸다. 대조판은 매스틱 조성물로 피복되지 않은 것을 제외하곤 모든 면에서 피복된 판과 동일했다. 피복되지 않은 7.5m×7.5m×1.3m강판은 538℃에 도달하는데 15분이 소요되었다.
[실시예 4]
본 실시예는 붕산대신 붕산암모늄연을 사용한 것과 RD-2 에폭시수지 또한 포함되어 있는 점을 제외하곤 실시예 1과 유사한 화재보호팽창성 매스틱 조성물의 제조, 적용 및 로시험을 나타낸 것이다.
Figure kpo00006
81,4부탄디올 디 글리시딜에테르로서 시바-가이기 코오포레이션으로부터 입수가능함.
이 매스틱 조성물을 상기 실시예 1에 언급된 방법으로 제조하고 그내 매립된 하나의 열전대를 갖고 있는 7.6m×7.6m×1.3m강판에 적용했다. 피복된 강판은 538℃에 도달하는데 36분 16초가 소요되었다. 결과 생성된 목탄은 경질로서 작은 세포구조를 가지고 있었다.
[실시예 5]
본 실시예는 붕산대신 붕산나트륨을 사용하는 것을 제외하곤 실시예 1과 유사한 화재보호 팽창성 매스틱 조성물의 제조, 적용 및 로시험을 나타낸 것이다.
Figure kpo00007
이 매스틱 조성물을 상기 실시예 1과 유사하게 제조하여 그내 매립된 한개의 열전대를 가진 7.6m×7.6m×1.3m강판에 적용했다. 피복된 강판은 538℃에 도달하는데 35분 42초가 소요되었다. 결과 생성된 목탄은 경질로서 작은 세포구조를 가지고 있었다.
[실시예 6]
본 실시예는 붕산아연, 붕산 및 규회석을 함유하는 팽창성 매스틱 조성물의 제조, 적용 및 로시험을 나타낸 것이다. 패키지 1과 2를 혼합하여 앞서 실시예에 나타난 것과는 상이한 아민 대 에폭시당량비를 얻었다. 또한 물 흡수에 대한 저항성도 나타냈다.
Figure kpo00008
이 매스틱 조성물은 패키지 1의 1.88 중량부와 패키지 2의 1의 중량부를 함께 혼합하여 제조했다. 매스틱 조성물을 상기 실시예 1과 유사한 방법으로 각기 그 내에 매립된 하나의 열전대를 갖고 있는 두께 7.6m×7.6m×1.3m강판에 적용했다.
두판을 모두 실온에서 2일간 경화시컸다. 판하나(A)는 실시예 1에 언급한 방법으로 연소시컸으며 나머지판(B)은 연소에 앞서 82℃ 수욕중에 4일간 함침시켰다.
판(A)는 538℃에 도달하는데 39분 28초가 소요되었으며 목탄은 우수한 팽창성을 나타내는 작은 세포구조로 균열되지 않았다.
판(B)는 538℃ 온도에 도달하는데 39분 32초가 소요되었으며 목탄은 작은 세포구조로 균열을 갖고있지 않았다.
[실시예 7]
본 실시예는 인과 팽창가스의 공급원으로서 멜라민 피로포스페이트를 사용한 것을 나타낸 것이다.
Figure kpo00009
매스틱 조성물을 상기 실시예 1에 기재된 방법으로 제조했다. 이것을 7.6m×7.6m×1.3m강판을 사용한 것을 제외하곤 실시예 1에 기재된 것과 같이 적용했다. 피복된 강판은 시험종말점에 도달하는데 36분 38초의 평균시간을 소요했다.
[실시예 8]
본 실시예는 규회석 대신 절단된 유리섬유를 사용하여 화재보호 팽창성 조성물을 제조하는 것을 나타낸 것이다.
Figure kpo00010
매스틱 조성물을 상기 실시예 1에 기재된 방법으로 제조하여 적용하고 시험했다. 피복된 강판은 시험종말점에 도달하는데 평균 49분 24초가 소요했다. 결과 생성된 목탄은 경질로서 작은 세포구조를 가지고 있었다.
[실시예 9]
본 실시예는 본 발명에 따른 기질의 보호법을 나타낸 것이다.
122cm, 10W49 I 비임을 우선 상기 실시예 4의 팽창성 매스틱 조성물로 0.76cm두께로 코팅했다. 이 코팅 위에 절단된 유리섬유매트(통상 PPG Industries로부터 21g ABM 매트로서 이용가능)을 놓았다.
이어 유리섬유 매트에 상기한 팽창성 매스틱 조성물로 0.76cm두께로 코팅을 입혔다.
비임을 실시예 1에 언급한 바와 같이 경화하고 연소시켰다. 대조는 이것이 유리섬유 매트를 사용하지 않은 점을 제외하곤 상기한 팽창성 매스틱 조성물로 1.5cm두께 피복된 122cm, 10W49 I 비임이다. 대조비임은 538℃에 도달하는데 1시간 55분이 소요되었다. 유리섬유 매트를 함유한 비임은 538℃에 도달하는데 2시간 10분이 걸렸다.
비록 본 발명을 특수참조 및 그 특수구체예로 설명하였으나 이를 제한하는 것으로 해석해선 안되며 이 분야에 숙련된 자에 의해 청구범위에 규정된 본 발명의 범의내에서 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (30)

  1. 하기 (가)-(다)로 구성되며 열이나 화염에 노출시 탄소질 목탄을 형성할수 있는 팽창성 경화조성물. (가) 에폭시수지 (나) 상기 에폭시수지를 경화하는에 적합한 경화제 및 (다)하기 (a)-(d)의 공급원을 제공하는데 적합한 물질들의 혼합물로 구성된 첨가제 성분
    (a) 인 (c) 붕소
    (b) 아연 (d) 열분해 팽창가스
  2. 하기 (가)-(다)로 구성되며 열이나 화염에 노출시 탄소질 목탄을 형성할수 있는 팽창성 경화조성물. (가) 애폭시수지 (나) 상기 애폭시수지를 경화하는데 적합한 경화제 및 (다) 하기 (a)-(e)의 공급원을 제공하기에 적합한 물질들의 혼합물로 구성된 첨가성분.
    (a) 인 (b) 아연
    (c) 붕소 (d) 열분해 팽창가스
    (e)조성물내에 분산되는 보강충전재
  3. 제 2항에 있어서, 보강 충전재가 섬유질 또는 소평판 형태인 조성물.
  4. 제 3항에 있어서, 보강 충전재가 규회석인 조성물.
  5. 제 1항에 있어서, 에폭시수지가 방향족 에폭시 수지인 조성물.
  6. 제 5항에 있어서, 방향족 에폭시수지가 다가 방향족 알콜의 폴리글리시딜에테르인 조성물.
  7. 제 6항에 있어서, 에폭시 수지가 4,4'-이소프로필리덴디페놀의 디글리시딜에테르인 조성물.
  8. 제 1항에 있어서 경화제가 폴리아민인 조성물.
  9. 제 7항에 있어서, 폴리아민 경화제가 아민과 지방족 지방산의 반응생성물인 조성물.
  10. 제 1항에 있어서, 인공급원을 제공하기에 적합한 물질이 구조식(NH4)n+2PnO3n+1(여기서 n은 적어도 2의 정수임)로 표시되는 다인산암모늄인 조성물.
  11. 제 10항에 있어서, n은 적어도 50의 정수인 조성물.
  12. 제 1항에 있어서, 인 공급원을 제공하기에 적합한 물질이 인-함유아미드인 조성물.
  13. 제 1항에 있거서, 팽창 가스공급원을 제공하기에 적합한 물질이 질소함유 물질인 조성물.
  14. 제 13항에 있어서, 팽창가스 제공물질이 멜라민인 조성물.
  15. 제 1항에 있어서, 아연 공급원을 제공하기에 적합한 물질이 산화아연, 붕산아연, 또는 인산아연인 조성물.
  16. 제 1항에 있어서, 붕소 공급원을 제공하기에 적합한 물질이 붕산, 붕산암모늄 또는 붕산나트륨인 조성물.
  17. 제 1항에 있어서, 한 패키지에 에폭시수지가 들어 있으며,두번째 패키지에 경화제가 들어 있는 두 패키지 시스템에서 첨가제 성분이 에폭시수지 패키지나 경화제 패키지중 어느 하나나 또는 두 패키지 모두에 존재하는 조성물.
  18. 제 17항에 있어서, 경화제가 잠재성 경화제인 원 패키지 시스템으로 되어 있는 조성물.
  19. 기질표면에 (가)에폭시수지 (나)상기 에폭시수지를 경화하는데 적합한 경화제 및 (다)인,아연, 붕소 및 열분해 팽창가스의 공급원을 제공하는데 적합한 물질들의 혼합물로 구성된 첨가제 성분으로 구성되며 열이나 화염에 노출시 탄소질 목탄을 형성할 수 있는 팽창성 경화조성물을 코팅을 적용한 후 팽창성 조성물을 메시부재로 덮어 싸는 것으로 구성되는 화재 및 과도한 열로부터 기질을 보호하는 방법.
  20. 제 19항에 있어서, 메시부재가 둘러 싸이도록 메시부재를 상기한 팽창성 조성물로 코팅하는 방법.
  21. 제 2항에 있어서, 경화제가 폴리아민인 조성물.
  22. 제 2항에 있어서, 인공급원을 제공하기에 적합한 물질이 구조식(NH4)n+2PnO3n+1(여기서 n은 적어도 2의 정수임)로 표시되는 다인산암모늄인 조성물.
  23. 제 2항에 있어서, n이 적어도 50의 정수인 조성물.
  24. 제 2항에 있어서, 인 공급원을 제공하기에 적합한 물질이 인-함유아미드인 조성물.
  25. 제 2항에 있어서, 팽창 가스공급원을 제공하기에 적합한 물질이 질소함유 물질인 조성물.
  26. 제 25항에 있어서, 팽창가스, 제공물질이 멜라민인 조성물.
  27. 제 2항에 있어서, 아연 공급원을 제공하기에 적합한 물질이 산화아연, 붕산아연, 또는 인산아연인 조성물.
  28. 제 2항에 있어서, 붕소 공급원을 제공하기에 적합한 물질이 붕산, 붕산암모늄 또는 붕산나트륨인 조성물.
  29. 제 2항에 있어서, 한 패키지에 에폭시수지가 들어 있으며, 두번째 패키지에 경화제가 들어 있는 두 패키지 시스템에서 첨가제 성분이 에폭시수지 패키지나 경화제 패키지중 어느 하나나 또는 두 패키지 모두에 존재하는 조성물.
  30. 제 29항에 있어서, 경화제가 잠재성 경화제인 원 패키지 시스템으로 되어 있는 조성물.
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