NO166005B - Vandig belegningsmiddel som inneholder vermikulitt i formav lameller. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse vedrører vandige belegningsmidler som omfatter en organisk polymer og et uorganisk fyllstoff.

Det henvises således til krav 1. Belegningsmidlene anvendes for å forbedre korrosjonsbeskyttelsen og/eller brann-beskyttelsen for substrater, spesielt metallsubstrater så som stål og brennbart materiale så som tre og organisk polymerskum.

Vandige eller vann-baserte belegningsmidler for anvendelse ved beskyttende belegning av substrater, for eksempel ved beskyttelse av jern(II)metaller mot korrosjon eller rusting, er velkjent. Midlene omfatter en vandig løsning, eLler vanligvis en vandig dispersjon (lateks), au et polymert bindemiddel (typisk en akrylisk homopolymer eller kopolymer), ett eller flere pigmenter eller farvestoffer og eventuelt en eller flere andre komponenter, for eksempel f or tykningsm idle r.. Slike belegningsmidler gir vanligvis ikke merkbar korrosjonsbeskyttelse til (jern(II))metaller selv når de inneholder en korrosjonsin-hibitor så som et pigment, og vanligvis gir de liten eller ingen beskyttelse til substrater mot brann.

Belegninger som stammer fra midler hvori det polymere bindemiddel har et høyt halogeninnhold, for eksempel vinylklorid-

og vinylidenklorid-polymerer og -kopolymerer med høyt klorinn-hold, kan gi en viss grad av korrosjonsbestandighet og brann-beskyttelse til substrater siden disse polymerer vanligvis dan-ner koherente barriere-belegninger som beskytter mot korrosjon og som ikke har lett for å brenne. Det er imidlertid kjent at det er betraktelig rom for forbedringer også for slike belegninger.

Det er blitt foreslått å øke de brann-beskyttende egenskaper hos belegninger ved å inkorporere ikke-brennbare uorganiske materialer i belegningsmidlene. Selv om uorganiske materialer kan forøke de brannbeskyttende egenskaper til belegningene der-som de er til stede i store mengder, så er imidlertid de store mengder som kreves for å oppnå tydelig virkning tilbøyelig til å gi alvorlig forringelse av de mekaniske egenskaper til belegningene og svekke adhesjonen av belegningene til substratene som skal belegges. Dessuten gir i alminnelighet slike modifi-serte belegninger ikke noen betydelig større korrosjons-beskyttelse til substratene enn de umodifiserte belegninger gjør.

l/i har nå oppfunnet belegningsmidler som inneholder et uorganisk materiale som ti 1 ve iebringer belegninger som gir god korrosjons-bestandighet og god brannbeskyttelse (innbefattet varme-bestandighet) til substrater*. Oppfinnelsen består i å gi forbedrede korrosjons- og brannbeskyttende egenskaper til belegninger som stammer fra vandige polymer-baserte belegningsmidler, med bibehold av tilstrekkelige mekaniske egenskaper i slike belegninger.

I henhold til foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt et vandig belegningsmiddel som omfatter en dispersjon av ver-mikulitt-lameller i en vandig løsning eller dispersjon av et filmdannende polymert bindemiddel.

Belegningsmidlet k-an inneholde ett eller flere sjikt-mineraler i tillegg til vermikulitt-lamellene.

Når uttrykket "vermikulitt" anvendes her inkluderer det alle mineraler som er mineralogisk .og kommersielt kjent som vermikulitt, innbefattet mineraler som har en andel av vermikulitt-sjikt, for eksempel hydrobiotitter og kloritter.

Med uttrykket "vermikulitt-lameller" mener vi ørsmå partikler eller flak av sjikt-mineralet vermikulitt oppnådd ved å behandle vermikulitt med kjemikalier, svelle den behandlede vermikulitt i vann og påføre skjærkrefter på de svellede vermikulitt-partikler i vann for å delaminere sjikt-mineralet og danne en vandig suspensjon av ørsmå partikler av sjikt-mineralet. De ørsmå partikler eller lameller har en størrelse under 100 pm

og deres tykkelse er mindre enn 1 yjm. Partiklene har et høyt aspekt-forhold (lengde eller bredde'' tykkelse) på minst 10,

fortrinnsvis minst 100 og mer foretrukket minst 1000, for eksempel 10.000. Lamellene er gjensidig adhesive og er filmdannende.

Fremstilling av vandige suspensjoner eller oppslemminger av vermikulitt-lameller ved behandling av vermikulitt-partikler med en eller flere vandige løsninger av metall- (spesielt alka-limetall-) salter eller alkylammoniumsa1 ter fulgt av svelling i vann og så maling for å delaminere vermikulitten, er velkjent og beskrevet i for eksempel britiske patentskrifter nr. 1.016.385, 1.119.305,1.585.104 og 1.593.382 og i U.S. patentskrift nr. A.130.687. Vermikulitt-lameller fremstilt ved hvilken som helst av de kjente kjemiske delamineringsprosesser kan inkorporeres i belegningsmidlene i henhold til foreliggende oppfinnelse,

Vermikulitt-lameller dispergeres lett i vann og inkorporeres lett i vandige belegningsmidler ved å blande komponentene og agitere blandingen, for eksempel ved forsiktig røring, for å danne belegningsmidlet. Stabiliserende overflateaktive midler kan settes til blandingen for å inhibere flokkulering av én eller flere av komponentene under blandingen. Vanligvis vil lamellene bli satt til belegningsmidlet i form av en vandig suspensjon av lamellene, og spesielt i form av den vandige suspensjon som oppnås ved vermikulitt-delamineringsprosessen. Selv om suspensjonen dannet ved den såkalte kjemiske delaminerings-prosess kan anvendes direkte ved dannelse av belegningsmidlene i henhold til oppfinnelsen, så foretrekker vi imidlertid å inkorporere bare lameller med størrelse på under 50 yum, og fortrinnsvis under 20 pm, i belegningsmidlene. Vi foretrekker følgelig å behandle suspensjonen av lameller for å eliminere alle partikler som er større enn 50 ^im, og fortrinnsvis alle partikler som er større enn 20 ^im, før suspensjonen blir inkorporert i belegningsmidlet. Behandlingen av suspensjoner av vermikulitt-lameller for å eliminere uønskede store partikler er beskrevet i vårt britiske patentskrift nr. 1.593.382, hvis åpenbarelse her inkorporeres ved referanse. For anvendelse i belegningsmidlene i henhold til oppfinnelsen foretrekker vi spesielt at vermikulitt-lamellene, eller i det minste en hovedandel av vermikulitt-lamellene (for eksempel minst 60 vekt^ av lamellene), har en partikkelstørrelse på under 5 ^um. Den spesielt foretrukne suspensjon av vermikulitt-lameller inneholder således lameller med størrelse under 20 ^im hvorav en hovedandel av lamellene har en størrelse under 5 ^im.

Den mengde av vermikulitt-lameller som inkorporeres i belegningsmidlene kan variere innen vide grenser, fra 2 vekt%

opp til 95 vekt%, basert på vekten av de tørre faststoffer (innbefattet polymerbindemidlet) i midlet, eller når det dreier seg om midler som inneholder andre additiver, på

den totale v/ekt av ikke-f lyktige faststoffer i midlet. Fortrinnsvis er mengden av lameller fra 20 til 80 vekt% og spesielt fra 60 til 75 \ iekt%. Mengden vil i noen grad avhenge av den på-tenkte anvendelse av belegningsmidlet, idet den i alminnelighet er mindre for midler (malinger) hvor korrosjons-bestandighet er hoved-kravet til belegningen, og større for midler hvor brann-beskyttelse er viktig men hvor korrosjons-bestandighet ikke er vesentlig. Den optimale mengde av vermikulitt for hvilken som helst anvendelse av midlet,blir lett bestemt. Det er overras-kende at en stor vektmengde av lameller, for eksempel mer enn 50 vekt^ av faststoffene i midlet, ikke gir hoen alvorlig forringelse av de mekaniske egenskaper til belegningene og spesielt av adhesjonen av belegningen til substratet.

En stor mangfoldighet av polymerer (homopolymerer og kopolymerer) kan anvendes som den filmdannende polymere bindemiddel— komponent i belegningsmidlet. Vannløselige polymerer kan anvendes, for eksempel polyvinylalkohol, polyakrylamid,polyvinyl-pyrrolidon og polyakryl- eller polymetakryl-syrer og kopolymeretr derav, men vanligvis vil polymeren være dispergert fremfor opp-løst i vann. Blandinger av vannløselige polymerer og vann-ulø-selige polymerer kan anvendes slik at belegningsmidlet vil om-fatte både en løsning og en dispersjon av polymere bindemiddel-komponenter. Når det dreier seg om vannløselige polymerer, spesielt hvor det kreves av de resulterende belegninger at de skal gi korrosjons-bestandighe.t til metaller, blir det fordelaktig anvendt en polymer eller blanding av polymerer som kan gjøres vann-ul øse .1 i ge etter påføring av belegningsmidlet på substratet» For eksempel kan polymerer som kan tverrbindes ved for eksempel oppvarming og/eller anvendelse av katalysatorer,fordelaktig anvendes slik at belegningen lett gjøres ufølsom overfor vann.

Vi foretrekker spesielt en dispersjon av polymeren i vann,

for eksempel en lateks.Vandige emulsjoner av en løsning av polymeren i et organisk løsningsmiddel kan anvendes,sel v om vi foretrekker belegningsmidler som er i alt vesentlig fri for orga-niske løsnings midler,d.v.s. som inneholder mindre enn 2 eller 3 vekt?) av et organisk løsningsmiddel.

Polymerer som kan anvendes som den filmdannende polymer (det "<p>olymorc bindemiddel") i vandige dispers joner anvendt ved fore-1 i agende oøDfinnelse,inkluderer homopolymerer og kopolymerer av dr f;- 1 n<:nde :

v i n y 1 k 1 o r i d,

viny1idenklorid,

tetrafluoretylen,

heksa fluorpropen,

vinylidenfluorid,

vinylestere au alkansyrer som har fra 1 til 18 karbonatomer i

alkylgruppen, spesielt vinylacetat,

akryl- og metakryl-estere au alkansyrer som har fra 1 til 18

karbonatomer i alkylgruppen, spesielt de estere som har fra 1 til 12 karbonatomer i alkylgruppen, for eksempel metyl-,

etyl-, butyl- og 2 etylheksyl-estere,

akryl-nitril og metakryJ-nitril,

mono- og di-etylenisk umettede hydrokarboner, for eksempel etylen, isobuten,styren, o{ -metylstyren og alifatiske diener så som butadien, isopren og kloropren.

Polymerene kan også (euentuelt) inneholde en liten andel av en eller flere umettede polymeriserbare syrer, f.eks. alifatiske -umettede karboksylsyrer. Andelen au slik syre(r) kan for eksempel være fra 0,2 til 70 vektdeler pr. 100 deler av de totale monomer-komponenter i polymeren. Syrer som kan anvendes inkluderer akryl-, metakryl, itakon- og citrakon-syrer. Blandinger av polymerer kan anvendes om ønskes.

Polyvinylacetat og kopolymerer av vinylacetat med en eller flere av vinylklorid, vinylidenklorid, styren, akrylnitril, metakrylnitril, og en eller begge av akryl- og metakryl-syre-esterne nevnt ovenfor, kan anvendes. På samme måte kan kopolymerer av en eller flere av akryl- og metakry1-syrees terne nevnt ovenfor, med en eller flere av vinylacetat, vinylklorid, vinylidenklorid, styren, akrylnitril og metakrylnitril, også anvendes. Homopolymerer av etylen, isobutylen og styren, og kopolymerer av en eller flere av disse hydrokarboner med en eller flere estere, nitriler eller amider av akrylsyre eller metakrylsyre eller med vinylestere, så som vinylacetat og vinylklorid, eller med vinylidenklorid, blir også anvendt. Dien-po1 yrne rene blir vanligvis anvendt i vannbaserte malinger i form av kopolymerer med en eller flere av styren, akrylnitril, metakrylnitril og de ovennevnte estere av akrylsyre eller metakrylsyre.

Oet er også ganske alminnelig å inkludere en liten mengde,så som 1 til 5% eller mer, av en sur monomer i monomer-blandingen som blir anvendt for å danne kopolymerene av alle de generelle typer som er nevnt ovenfor, ved emulsjonspolymerisering. Andre kopolyme-riserbare monoetylenisk umettede monomerer som inneholder ca. 1 til 10 vekt^, og fortrinnsvis 1 til 5 vekt%, av monomerer som har en polar gruppe valgt fra gruppen bestående av alkoholisk hydroksyl, amino og karboksylsyre-amid, er også nyttige.

Vandige dispersjoner av polymerer kan dannes ved anvendelse

av ett eller flere emulgeringsmidler av anionisk, kationisk eller ikke-ionisk type. Blandinger av to eller flére emulgeringsmidler, uten hensyn til type, kan anvendes, selv om det vanligvis ikke er ønskelig å blande en kationisk type med en anionisk type i merkbare mengder.

Polymeren kan fremstilles in situ i en vandig dispersjon ved emulsjons-polymeriserings- eller suspensjons-polymeriserings-teknikk, eller dispersjonen kan fremstilles ved post-emulgering av en pre-formet polymer.

Når brann-beskyttelse og flamme-hemming er det primære krav ved belegningen, er et spesielt egnet polymert bindemiddel" av-ledet fra en halogen-holdig monomer og/ eller er en halogen-holdig polymer eller kopolymer, f.eks. e'n kopolymer av (i) vinylklorid, (ii) vinylidenklorid og (iii) ett eller flere alkyl-akrylater eller alkylmetakrylater med fra 1 til 12 karbonatomer i alkylgruppen. Slike polymerer kan eventuelt også inneholde en eller flere al i f atiske^A -umettede karboksylsyrer. Eksempler på slike kopolymerer er slike som er beskrevet generelt og spe-sifikt i beskrivelsen i vårt britiske patentskrift nr.1.558.611 og europeisk patentpublikasjon nr. 30080A1.

Belegningsmidlene kan inneholde andre additiver, for eksempel pigmenter, fortykningsmidler og korrosjonsinhibitorer, skumme-midler og dispergeringsmidler, hvilke det er vanlig å inkorporere i vandige polymer-baserte belegningsmidler. Som beskrevet her tidligere, kan belegningsmidlene inneholde andre sjikt-mineraler sammen med vermikulitt, for eksempel kaolin (leire)

og montmor i 1 loni11.

Belegningsmidlene kan påføres på en stor mangfoldighet au substrater, innbefattet alle substrater huorpå kjente belegningsmidler vanligvis påføres. Eksempler på slike substrater ermetaller (og spesielt metaller så som jern(II)metaller som er utsatt for korrosjon) og sement- og betongkonstruksjoner. Når det dreier seg om jérn(11)me taller kan disse for eksempel være rent eller rustet stål som har blitt renset ved blåsing med sand eller stålsand eller med andre midler, for eksempel ved meta.lltråd-børsting. Brennbare materialer, så som tre og bøyeligt og stivt polyuretan- og polyisocyanurat-skum, kan det være nyttig å belegge med midlene. Midlene er nyttige ved hvilke som helst påføringer hvor det er ønsket å belegge et substrat for å gi korrosjons-bestandighet eller brann-beskytteIse (hvilket uttrykk inkluderer varme-bestandighet) eller begge deler til substratet.

Belegningsmidlet kan påføres ved konvensjonelle belegnings-og maling-teknikker, for eksempel dypping, påstryking,sprøyting, rulle-belegning og spreding.

Oppfinnelsen blir illustrert med de følgende eksempler, i hvilke den følgende generelle fremgangsmåte blir anvendt for å fremstille vermikulitt-suspensjonene.

Fremstilling av vermikulitt- suspensjoner

150 deler vermikulitt-malm (Clandoval mikron-kvali tet, fra Syd-Afrika) blir agitert med mettet natriumklorid-løsning i

et 1:2 vekt-forhold i en beholder i 30 minuter ved 80°C.

Oenne suspensjonen blir så sentrifugert og vasket med avionisert vann. Den våte kake blir overført til en annen beholder hvor vermikulitten blir rørt med .1,5 N' n-butylamin-hydroklorid (2:1 væske:faststoff-forhold) i 30 minutter ved 80°C. Denne suspensjon blir så sentrifugert og vasket med avionisert vann før overføring av den våte kake til en svelle-beholder i hvilken vermikulitten blir rørt i avionisert vann. Etter svelling inneholder suspensjonen tilnærmet 20^ faststoffer, og partik-. lene har uregelmessig størrelse i området 300-400 ^m. Denne susoensjon blir så ført gjennom en mølle av sten-type, og i denne reduseres tilnærmet 50$ av partiklene til småplater med størrelse som er mindre enn 50 ^m. Denne malte suspensjon blir sortert i en sentrifugal sorterer au måledam-type,og de lettere partikler med sikt-størrelse mindre enn f.eks. 50 ym blir opp-samlet for anvendelse. Analyse av denne suspensjonen ved foto-sedimentometer og skive-sentrifuge viser at tilnærmet b0% av partiklene har en størrelse ("ekvivalent-kule-diameter") på 0,4-1,0 yum. Faststoff-innholdet i suspensjonen justeres lett ved å tilsette vann til den eller fjerne vann fra den.

EKSEMPEL 1

En vandig lateks au en kopolymer av vinylidenklorid, vinylklorid, 2-etylheksyl-akrylat og akrylsyre ble fremstilt ved den fremgangsmåte som er beskrevet i britisk patentskrift

nr. 1.588.411. Kopolymeren inneholdt 70 vektdeler vinylidenklorid, 22 vektdeler vinylklorid, 6 vektdeler 2-etylheksyl-akrylat og 2 vektdeler akrylsyre, og den kan fåes som en lateks med 61$ faststoff-innhold under varenavnet "Haloflex" 202.

0,880 ammoniakk-løsning ble satt dråpevis til lateksen (100 g) inntil pH i lateksen var 8,5. En suspensjon med 18 \ iekt% faststof f-innhold (1216 g) av vermikulitt-lameller i vann som var sortert ved å fjerne alle partikler som var større en 20 ^um, ble satt gradvis til lateksen som ble rørt forsiktig under hele tilsetningen for å dispergere vermikulitten jevnt gjennom hele blandingen. Det resulterende vandige belegningsmiddel hadde ét totalt faststof f-innhold på 21,3 vekt/S og et vermikul i tt-innhold på 78 vekt^S, basert på det totale faststof f-innhold i midlet.

En tre-stang ble nedsenket i belegningsmidlet for å belegge rien med midlet, og den belagte stang ble tørket ved 25°C i en ventilert ovn i 24 timer for å tørke belegningen. Flere belegninger av midlet ble påført på denne måte. En glatt, kontinuer-lig, fast-tilklebet belegning ble oppnådd og denne inneholdt 78 vekt% vermikulitt-lameller, basert på vekten av belegningen.

Spissen av det blå omrade i en flamme fra eh Bunsen-brenner ble påført p' den belagte trestang i en periode på 3 minutter, og i dotte tidsrom ekspanderte belegningen og glødet rødt. Ikke no':n tid unrj;r påføringen av flammen understøttet den belagte stang forbrenningen. Etter 3 minutter ble flammen fjernet og den belagte stang ble hensatt for å avkjøles. Sjiktet av eks-pandert belegning på det sted hvor flammen var påført, var fremdeles intakt, men var ikke lenger fast tilklebe.t til trestangen. Det. ekspanderte sjikt av belegning ble f jernet,.og det blottlagte tre ble undersøkt visuelt. Det blottlagte tre-område fremviste i virkeligheten ingen tegn på forkulling av treet.

Ved en sammenlignende flamme-test ble en trestang som var lik den første, men ubelagt, antent etter bare noen få sekunder i flammen, og den fortsatte å brenne under påføringsperioden for flammen og i flere sekunder etter at flammen var fjernet.

Ved en ytterligere sammenlignende flamme-test ble en lignende trestang som var belagt med samme tykkelse av et belegningsmiddel som ovenfor, men uten vermikulitt, utsatt for testen. Det ble ikke iakttatt antennelse av prøven, men ved fjerning

av flammen etter 3 minutter ble det bemerket at det hadde forekommet forkulling av treet.

EKSEMPEL 2

En sortert (20 ^jm) vandig delaminert vermikulitt-suspensjon med 18/S faststoff-innhold (1200 g) ble under blanding satt sakte til en akrylisk hydrosol (100 g) med h0% faststoff-innhold og ph1' 8,5. Den akryliske hydrosol var en kolloidal dispersjon av en akrylisk kopolymer i vann som fåes under varenavnet Elvacite EP 7020. En stabil, ganske viskøs oppslemming ble oppnådd. Vermikulitt-innholdet i den resulterende oppslemming var 84 vekt%, basert på det totale faststoff-innhold i oppslemmingen.

En trestang ble belagt ved nedsenking i oppslemmingen og belegningen ble tørket som beskrevet i- eksempel 1. Den belagte stang ble utsatt for flamme-testen beskrevet i eksempel 1. Belegningen understøttet fra begynnelsen forbrenningen i området ved og nær påføringsstedet for flammen, men etter tilnærmet 15 sekunder opphørte forbrenningen, og flammen fra belegningen sluknet. Bunsen-brenner-flammen ble påført i 3 minutter, og under denne tiden ekspanderte belegningen og ble glødende rød. Surisen-fiammen ble så fjernet, og den belagte stang ble hen-

satt for å avkjøles.

Den intakte ekspanderte belegning i det område hvor flammen var blitt påført, ble fjernet for å blottstille treet, og det ble observert at det hadde forekommet, bare svært svak forkulling av tre-overflaten.

For sammenligning ble en lignende, men ubelagt., trestang antent etter bare noen få sekunder i Bunsen-flammen, og brenningen fortsatte gjennom hele påføringen av flammen og flere sekunder etter fjerning av flammen. For å sammenligne ble også en lignende trestang som var belagt til samme tykkelse med Elvacite EP 7020 (unntatt vermikulitt-lamellene), utsatt for

den samme test. Det ble observert at det forekom brenning både under og etter påføringen av flammen på prøven.

EKSEMPEL 3

En oppslemming fremstilt som beskrevet i eksempel 2 ble på-ført ved stangspreding på en test-plate av Pyrene bløtt stål ved anvendelse av en Meyer-stang nr. 8. Den belagte plate ble tørket i en godt ventilert ovn ved 35°C i 24 timer. En andre belegning av oppslemmingen ble så påført over den første(tør-kede) belegning på samme måte for å tilveiebringe eh endelig belegning med en tykkelse på 20 ^im og et vermikulitt-innhold på 84 \ jekt% av den tørre belegning.

For å vurdere korrosjons-beskyttelsen som ble gitt av belegningen, ble den belagte plate utsatt for en salt-sprøyte-test i samsvar med BS 3900 Part F4.

For å sammenligne ble en plate belagt med en 20 ^um tykk belegning av Elvacite EP 7020 alene også utsatt for salt-sprøyte-t e s4. en.

Etter å ha vært utsatt for salt-sprøytingen i 1000 timer ble platene fjernet og undersøkt. Platen belagt med filmen som inneholdt vermikulitt var blitt flekket, men hadde beholdt

den glatte overflate uten tegn på blæredannelse. Adhesjonen av belegningen til platen av bløtt stål var tilsynelatende ikke forringet. Etter løsrivingen av en del av belegningen viste det seg at substratet av bløtt stål beholdt sitt opprinne-

lige skinnende, glatte utseende uten synlige tegn på korrosjon. I motsetning til dette hadde platen belagt med filmen uten ver-mikulitt alvorlig blæredannelse, og ved fjerning av belegnings-filmen viste det seg at overflaten av substratet av bløtt stål i omfattende grad var blitt hullet ved korrosjon.

EKSEMPEL 4

Et belegningsmiddel ble fremstilt som beskrevet i eksempel 1 ved inkorporering av en vandig oppslemming av delaminert vermikulitt i en "Haloflex-lateks". Midlet omfattet 78 \ iekt% vermikulitt, basert på det totale faststoff-innhold i midlet.

Belegningsmidlet ble påført ved påstrykning på alle overfla-ter av en plate som var 1,5 m x 0,5 m x 0,015 m,og som var av fleksibelt polyuretanskum. Den belagte skumplate ble tørket i en ovn ved 85°C i 1 time. Den tørre belegningsvekt'var 3o2 g/m. Den belagte plate ble så pakket fullstendig inn i et varp-strikket plysj-tøy av 100$ nylon (kvalitet 12), levert av J. Haggos (5. Kelmanthorpe).

Den belagte plate ble så brettet i en vinkel på 90° ved et punkt 0,5 m i sin lengderetning og ble sidestillet på en metall-vegg klar for flammeevne-testing. Platen ble testet langs bretten i samsvar med BS DD58, antennings-kilde 1 (d.v.s. butan-gass-strøm på 45 1 pr. minutt og en gassbrennetid på 20 sekunder). Bretten ble undersøkt etter fjerning av flammen, og det ble sett at pyrolyse fortsatte i 1 min. 55 sek. etter at flammen var selvslukket. Dette resultat betyr at testen er bestått. Undersøkelse av platen etter testen viste lokal overflate-pyrolyse. Bare en tredel av forsiden av platen var blitt påvir-ket. I motsetning til dette var en lignende, men ubelagt,plate av fleksibelt polyuretanskum i virkeligheten fullstendig øde-lagt ved testen.

EKSEMPEL 5

Tre vandige belegningsmidler ble fremstilt ved fremgangsmåten beskrevet i eksempel 1, inneholdende de følgende andeler av vermikulitt.

Midlene ble anvendt separat for å belegge én side av aluminium-prøver på 15 cm x 10 cm x 0,1 cm ved påstryknings - be-legging og belegningene ble tørket i en ovn ved 85°C i 1 time. Belegningstykkelser ble bestemt:

Tre termoelementer ble festet til hver av de belagte prøver, ett ved sentrum av nærsiden (belagt), ett 6 cm fra sentrum av nærsiden og ett ved sentrum av bort-siden ubelagt, hvor nærside og bortside refererer til den side hvorpå en flamme ble på-ført etterpå.En Hunsen-brenner-flamme ble påført på sentrum av nærsiden på hver plate med spissen av det blå område i flammen med en avstand av 3 cm fra overflaten av belegningen.-

Etter påføring av flammen i en periode på 10 minutter, hadde temperaturene registrert med de forskjellige termoelementer kommet i likevekt, og de følgende temperatur-forskjeller (°C) ble notert:

Resultatene viser den betraktelige termiske barriere som oppnås med midlene, og viser at jo høyere vermikulitt-innholdet er i midlene, desto større er temperatur-forskjellen målt både gjennom den belagte aluminiumprøve og langs den belagte overflate av prøven.

Ved flamme-testene ble det iakttatt at hver av de tre belagte prøver fremviste forkulling etter bare noen få minutter i flammen, men at ingen av belegningene viste tegn på betydelig blære-dannelse endog etter 10 minutter.

Flammen ble påført på de belagte prøver i ytterligere 10 minutter (tilsammen 20 minutter), og endog etter denne tid hadde aluminium-substratene ikke smeltet. I motsetning til dette smeltet en ubelagt aluminium-prøve av samme størrelse ved flammetesten innen en periode på 2 minutter.

EKSEMPEL 6

En vandig maling ble blandet sammen fra de følgende ingre-dienser ved fremgangsmåten beskrevet nedenfor:

"Polidene" 33-075 er en vinylidenklorid-basert polymer. "Synperonic" PE39/70 er et overflateaktivt middel. "Foamaster" NS er et avskummingsmiddel, og butyletoksol er et koalescerende løsningsmiddel.

Den sorterte (20 ^im) vermikulitt-oppslemming ble rørt med høy hastighet og dertil ble Syiiperonic-løsningen, jernoksydet og sinkfosfatet tilsatt etter hverandre. Blandingen ble så rørt ved lav hastighet, og til denne ble polymer-lateksen, avskum-mingsmidlet og koalesceringsmidlet tilsatt. Ammoniumhydroksyd-løsningen ble så tilsatt inntil pH i malingen var 7,5,

Malingen ble ved stang-spreding påført på en testplate av Pyren bløtt stål og tørket ved romtemperatur i 24 timer for å gi en tørr-film-tykkelse på 25 ^im. Et andre belegg av maling ble så påført på den tørre plate, og den ble hensatt for å tør-ke i 7 dager ved romtemperatur (tilnærmet 20°C),

For å bedømme den korrosjons-beskyttelse som ble gitt med belegningen, ble den belagte plate utsatt for en saltsprøyte-test i samsvar med BS 3900 Part F4. Etter å ha vært utsatt for saltsprøytingen i 1000 timer (ved romtemperatur), ble platen tatt bort for å undersøkes. Blæredannelse ble bedømt etter den følgende skala (ASTM D714-56).

Blære-størrelse: Tall skala 10-2 (tallet 2 viser blære-størrelsen, og tallet 10 angir antall blærer).

Blære-densitet: F = få, M = middels, MD = middels tett,

D = tett.

Blære-klassifiseringen ble vurdert til å være 8-MD.

For å sammenligne ble det fremstilt en lignende maling som skilte seg fra den beskrevne bare ved at vermikulitten var er-stattet med mikronisert barytt, og erstatningen var gjort på basis av likt volum. Beskyttelsen som denne maling gav, ble bedømt som beskrevet ovenfor. Undersøkelse av platen etter -"i ha vært utsatt for saltsprøyting i 1000 timer, gav en blære-klassi f i se ring på B-D.

EKSEMPEL 7

En blokk au fleksibelt polyuretanskum med tykkelse 1,5 cm ble dekket med en nylon-dekke som var belagt med det vandige -belegningsmiddel beskrevet i eksempel 1. Belegningen var 44 vekt.$ av det belagte nylon-tøy.

Det draperte skum ble veid og brettet i midten til en vinkel på 90° for å danne et lite, simulert sete, og flammen fra en butan-brenner (betegnet DD58, d.v.s. en butan-gass-strøm på 45 ml/min. ved 25°C) ble påført på det i en periode på 20 sekunder. Det belagte dekketøy ble ikke antent umiddelbart, og antennelse ble iakttatt bare etter 8 sekunder, hvoretter loka-lisert flamme-spredning ble iakttatt over et sirkulært område med tilnærmet 10 cm i diameter rundt påføringsstedet for brenner-flammen. Ved fjerning av brenner-flammen ble det iakttatt sakte, sporadisk brenning i 1 min. 55 sek.,. hvoretter brenningen opphørte. Prøven ble veid igjen, og det ble fastslått at brennings-testen bare hadde resultert i et svakt, vekt-tap.

For å sammenligne ble fremgangsmåten ovenfor gjentatt, men ved anvendelse av et nylon-dekke som ikke var belagt med belegningsmidlet. Ved brennetesten ble denne prøve antent umiddelbart ved påføring av brenner-flammen, og prøven brant voldsomt. Ved fjerning av.brenner-flammen fortsatte prøven å brenne voldsomt og fortsatte å brenne i mer enn 2 minutter. Vekten av prøven etter testen viste et merkbart material-tap.

EKSEMPEL 8

0,9 1 ammoniakk-oppløsning ble satt dråpevis til 100 g av "Waloflex" 202 lateksen beskrevet i eksempel 1, inntil ptf i lateksen var 8,5. En 18,5 vekt$-ig vandig suspensjon (118.3 g) av vermikulitt og avionisert vann (33 ml) ble satt gradvis til den rørte lateks for å dispergere vermikulitt-lamellene jevnt gjennom hele blandingen. Det vandige belegningsmiddel hadde et vermikulitt-innhold på 78 \ iekt% av det totale faststof f-innhold i midlet.

'En treplugg med diameter 1,25 cm ble senket ned i belegningsmidlet, og den belagte stang ble tøFket ved 25°C i.24 timer i et ventilert skap.

En glatt, sammenhengende, fast-tilklebet belegning ble dannet, og denne inneholdt 78 vekt% vermikulitt.

Spissen av det blå område av en flamme fra en Bunsen-brenner

ble påført på den belagte ende (enkel-belegning) av trepluggen.

Belegningen beskyttet stangen fra flammen, og da flammen ble fjernet var det ingen synlige tegn på brenning av stangen.

Flammen ble påført på nytt i 3 minutter og så tatt bort igjen. Ikke på noe tidspunkt understøttet stangen forbrenning. Stangen ble hensatt for å avkjøles og ble så undersøkt. Selv om belegningen var forkullet, så var den intakt og klebet fremdeles til trestangen. Den forkullede belegning ble fjernet, og undersøkelse av den blottlagte tre-overflate fremviste betraktelig forkulling av treet.

Ved et annet forsøk ble det vandige belegningsmiddel påført ved påstryking på overflaten av en aluminiumplate av størrelse 15 cm x 10 cm x 0,1 cm, og belegningen ble tørket ved 85°C i

en ovn i 1 time. En andre belegning av midlet ble påført og tørket på samme måte,

Termoelementer ble påført på platen - ett ved hvert sentrum på begge sider av platen og det tredje i en avstand av 6 cm fra sentrum på den belagte side av platen. Platen ble så utsatt for flammen fra en Bunsen-brenner som ble anbrakt med spissen av det blå område av flammen i en avstand på 3 cm fra den belagte side av platen. Flammen ble fjernet etter 20 minutter, og på dette tidspunkt var aluminiumplaten fremdeles intakt.

Etter at flammen var påført på den belagte plate i 10 minutter, var temperaturene som ble registrert med termoelemen-tene (i) 881°C ved sentrum av den belagte side av platen, (ii) 405°C ved sentrum av den ubelagte (bak) side av platen og (iii) 462°C i en avstand av 6 cm fra sentrum av den belagte side av platen.

EKSEMPEL 9

Det ble fremstilt en vandig lateks med pH' 8,5, som beskrevet,

i eksempel 8, og til den rørte lateks ble det satt en 18,5 % iq vermikulitt-suspensjon (591,5 g) og avionisert vann (515 g ). Da vermikulitt-lamellene var omhyggelig dispergert i hele lateksen, ble kaolin-pulver (109,4 g) satt gradvis til det rørte middel. Midlet ble blandet inntil det var homogent.

En trestang ble belagt som beskrevet i eksempel 8, og utsatt for en flamme fra en Bunsen-brenner. Svak brenning av den belagte stang ble iakttatt, men da flammen ble fjernet etter brenning i 30 sekunder, opphørte brenningen umiddelbart. Flammen ble påført på nytt på den belagte stang i ytterlige 30 sekunder og ble så igjen fjernet. Brenningen opphørte ikke umiddelbart, men flammen sluknet innen 10 sekunder.

En aluminiumplate ble belagt med midlet og ble utsatt for en flamme som beskrevet i eksempel 8. Etter 10 minuter var temperaturen som ble registrert ved sentrum av den belagte side av platen 884°C, temperaturen registrert ved sentrum av den ubelagte plate 389°C, og temperaturen registrert i en avstand av 6 cm fra sentrum av den belagte side var 508°C. Den belagte side ble værende intakt gjennom hele testen.

EKSEMPEL 10

Et vandig belegningsmiddel ble fremstilt og anvendt som beskrevet i eksempel 9, bortsett fra at bentoni tt-pul ver (l09,4g). ble anvendt istedenfor montmorillonitt.

Ved -flammetesten på den belagte trestang ble det iakttatt

en svært røkfylt flamme, men ved fjerning av Bunsen-flammen etter 30 sekunder var det ingen synlige tegn på flamme eller brenning på den belagte stang. Bunsen-flammen ble påført på nytt i ytterligere 30 sekunder, og etter at Bunsen-flammen var fjernet denne gang hadde den belagte stang en liten gjen-værende flamme som imidlertid ble slukket innen 5 sekunder.

Ved flammetesten på den belagte aluminiumplate var temperaturen, registrert etter 10 minutter ved sentrum av den belagte side av platen, 880°C, temperaturen registrert ved sentrum av den ubelagte (bak) side var 395°ct 0g temperaturen 6 cm fra sentrum au den belagte side var 5Q3°C. Den belagte plate ble værende intakt gjennom hele testen,

EKSEMPEL 11

Polyvinylalkohol (30,5 g) ble oppløst i avionisert vann

(100 g) ved anvendelse av en Silverson-mikser, og så ble Cymel 303 (3,1 g) og Cyat (0,02 g) satt til den rørte polymer-løs-ning. Løsningen ble overført til en Kenwood-matmikser, og en vandig vermikulitt-suspensjon (773,3 g - 10,95 g vermikulitt) ble gradvis satt til den rørte løsning.

Det resulterende vandige belegningsmiddel ble anvendt til å belegge en trestang og en aluminiumplate, og de belagte gjen-stander ble branntestet som beskrevet i eksempel 8,

Ved flammetesten ble den belagte trestang ikke antent under påføring av Bunsen-flammen, og etter 3 minutter fremviste ikke den belagte stang noen synlige tegn på flamme eller brenning,

\£ed flammetesten på den belagte aluminiumplate var temperaturen, registrert etter 10 minutter ved sentrum av den belagte side av platen, 858°C, temperaturen registrert ved sentrum av den ubelagte (bak) side av platen var 326°C, og temperaturen registrert i en avstand av 6 cm fra sentrum av den belagte side av platen var 460°C. Deo belagte plate ble værende intakt gjennom hele testen.

Claims (3)

1. Vandig belegningsmiddel som omfatter en dispersjon av et vermikulittmateriale i en vandig løsning eller dispersjon av et filmdannende polymert bindemiddel, karakterisert ved at mengden av vermikulittmateriale er 2-95 vekt%, basert på den totale vekt av faststoffer i midlet, og omfatter vermikulitt i form av lameller oppnådd ved behandling av vermikulitt med en eller flere vandige løsninger av alkali-metallsalter eller alkylammoniumsalter, svelling av den behandlede vermikulitt i vann og påføring av skjærkrefter på den svellede vermikulitt i vann for å fremstille en vandig suspensjon av partikler med tykkelse mindre enn 1 pm.

2. Vandig belegningsmiddel i henhold til krav 1, karakterisert ved at vermikulitt-lamellene har en størrelse på under 50 pm, fortrinnsvis under 2 0 pm.

3. Belegningsmiddel i henhold til krav 1, karakterisert ved at mengden av vermikulitt-lameller er fra 20 til 80 vekt%, basert på den totale vekt av faststoffer i midlet.