SE528591C2 - Svällande ytbeläggning samt användning därav - Google Patents

Description

528 591 till exempel saltsyragaser på sönderfall; Ofia använda svällande ytbeläggningar innefattar även och typiskt en mjukgörare, ett lösningsmedel, såsom vatten och/eller ett organiskt lösningsmedel, och/eller ett pigment och/eller fyllmedel.

Den fihnbildande bindemedelsmatrisen i vanligtvis använda svällande ytbeläggningar innefattar typiskt till exempel homoe eller sarnpolymerer baserade på vinylacfiiflf, ÛWICH, vinylklorid, vinylestrar, di-n-butylmaleat, akrylsyra, vinyltoluen/alcrylolsampolymerer, styren/alcrylatsampolymerer, vinyl/akrylatsarnpolymerer och/eller självtvärbindande polyuretandíspersioner.

Svällande ytbeläggningar och användning därav visas med stor omfattning samt diskuteras i ett antal publikationer, innefattande "Mn and Zn Compounds as Catalysts of Intumescent Flame Retardency of Polyprapylene", Lewis m.fl., maj 2000, BCC Conference, "Studies on Flame Retardant Intumescent Char", del l, D. Scharf m.fl., Fire Safety Journal 19, sid. 103-117, Elsevier (Irland 1992) och "Fire Retardancy of Pobfmers: The Use of Intumescence", M Le Bras m.fl. (red.), Cambridge 1998, The Royal Society of Chemistry.

Svällande ytbeläggningskompositioner innefattande en eller flera polymera material i kombination med fosfatinnehållande ämnen och kolande eller kolsyraavgivandc material visas ofta i patentlitteraturen, såsom i: - den publicerade USA-patentansökan nr. 2004-051087 vilken visar sampolymerer för användning i eller som polymera bindemedel för brandhämmande ytbeläggningar, såsom svällande ytbeläggningar, varvid den föredragna kollcällan är pentaerytritol, dipentaerylritol, tripentaerytritol och/eller polykondensat av pentaerytritol och vari den föredragna skumbildaren är ett melaminsalt såsom melaminfosfat, melamincyanurat, melaminborat, melaminsilikat eller ett guanidinsalt såsom guanidinfosfat, - det brittiska patentet nr. l,17l,49l vilket beskriver svällande brandhämmande ytbeläggníngskompositioner innehållande, i vattendispersion, en polyvinylacetatemulsion som filnrbildande bindemedel, ett lösningsmedel, en mjukgörare, en kolande material innefattande 'en hane virke: är en alaenyakenaenear enef en fzsfaeaium damn, ett ke1vafe, en protein, en polyfimktionell alkohol eller en fast klorinerad parañin, - USA-patentet nr. 3,997,505 vilket visar en polymer komposition innefattande en polymer en brandhämmande mängd av en hämmande polymerkoniposition innehållande cykliskt difosfat eller difosforamidat av pentaerytritol.

Det är ur kostnadsperspektiv önskvärt i alla polymerer att begränsa eller dyra additiver och det har nu helt oväntat funnits att produkter som normalt erhålls som biprodukter i ofta använda förfaranden för framställning av pentaerytritol är utmärkta kolkällor i svällande ytbeläggningskompositioner. Nämnda produkter, vilka normalt erhålls som biprodukter, är 528 591 3 formaler, såsom cykliska formaler, av pentaerytritol. Råvaru- och/eller produktionSkwl-Ilfldßfflfl reduceras genom att använda en kolkälla innefattande nämnda formaler. Dipergering i bindemedelsmatrisen underlättas och mikronisering krävs inte, vilket sparar råvaru- och/eller produktionskostnader för nämnda kolkälla. Vidare, formaler. av pentaerytlítol erhålls 80111 biprodukter och användning av nämnda biprodukter ökar värdet i aktuell pentaerytritolprocess.

Föreliggande uppfinning hänför sig således till en svällande ytbeläggriingskomposition innefattande en filmbildande bindemedelsmatris, en syrakälla, en kolkälla innefattande minst 25 vikts-%, företrädesvis minst 50 vikts-%, såsom, 60 eller 70 vikts-%, av minst en formal av pentaerytritol eller dipentaerytritol, en skumbildare samt eventuellt ett lösningsmedel, såsom vatten och/eller ett organiskt lösningedel, en mjukgörare, en halogenererad ßrening, ett pigrnent och/eller ett fyllmedel och/eller andra komponenter kända inom tekniken.

Formaler är reaktionsprodulcter av formaldehyd och alifatiska hydroxiföreningar. Cykliska fonnaler av polyhydroxiföreningar med en neopentylstruktur, såsom pentaerytritol, är 5,5-substituerade lß-dioxaner, såsom Sj-dialkyl-lß-dioxaner, S-alkyl-S-hydroxialkyl- -1,3-dioxaner och iídihydroxialkyl-lß-dioxaner, vari en eller flera kolatomer i dioxanringen kan vara alkyl-, hydroxi- eller hydroxialkylsubstitiierad. Strukturer, egenskaper samt formalbildning visas och diskuteras ingående i "Fonnaldehyde", 3:e uppl. kapitel* 10, sid. 264-284, "Reactions of Fonnaldehyde with Aliphatic Hydroay Compounds and Mercaptans" av J. Frederik Walker, 1964, Reinhold Publishing cøipomiion, UsA.

Nämnd kolkälla innefattas i vissa föredragna utföringsformer av föreliggande uppfinning i en sidoström, raffinerad eller oraflinerad, erhällen i ett förfarande för fiarnställning av pentaerytrritol och/eller dipentaerytritol, vilken sidoström innefattar minst 25 vikts-%, företrädesvis minst 50 vikts-%, såsom 60 eller 70 vikts-%, av minst en formal av pentaerynitol eller dipentaerytritol.

Närrmd minst en formal är lämpligen minst en formal erhållen vid fiarriställning av pentaerytritol och/eller en dimer, trimer eller polymer av pentaerytritol och/eller är en flytande och/eller vattenlöslig formal.

Nämnd minst en formal är, i föredragna utföringsformer av kolkällan i föreliggande svällande ytbeläggningskomposition, en monocyklisk eller dicyklisk formal och minst en nämnd formal är helst iS-dihydroximetyl-l ,3-dioxan.

Den svällande ytbeläggningskompositionens, enligt föreliggande uppfinning, skumbildare eller jäsmedel är lämpligen ur gruppen bestående av melamin, ett melaminsalt såsom ett i 528 591 melaminfosfat, en melamincyanurat, ett melaminborat, ett melaminsilikat eller ett guanidinsalt, såsom guanidinfosfat eller annan skumbildare känd inom tekniken.

Den svällande ytbelåggningskompositionens, enligt föreliggande uppfinning, Syfflkällfl innefattar lämpligen fosforsyra, borsyra, svavelsyra, ammODÅUIHPOIYfOSfaL ett alkalimetallborat, ett alkylfosfat eller -fosfonat eller annan syraavgivamiß íöfeflíflå känd 310m tekniken för att kol kolkällan.

Den svällande ytbeläggrángskompositionens, enligt föreliggande uppfinning, filmbildande bindemedelsrnatris innefattar företrädesvis homo- och sampolyrnerer baserade på vinylacetat, etylen, vinylklorid, vinylestzrar, di-n-butylmaleat, akrylsyra, metakrylsyra, krotonsyra, alcrylestrar, metakrylesnar, lcrotonestrar, vinyltoluen och/eller styren och/eller sj älvtvärbindande polyuretandisp ersioner.

Den svällande ytbeläggriingskompositionen kan givetvis även innefatta andra additiv och/eller komponenter kända fór att användas i svällande ytbeläggningskompositioner. Sådana tilläggsadditiv innefattar till exempel minst ett pigment och/eller fyllmedel, minst ett lösningsmedel, såsom vatten och/eller ett organiskt lösningsmedel, minst en mjukgörare, minst en halogenerad förening, till exempel en halogenerad paraffin, såsom klorinerad parafiin, en halogenerad polyalkohol, såsom bromerad pentaerytritol eller dipentaeryhitol och/eller annan halogenerad förening känd inom tekniken.

Föreliggande uppfinning hänför sig i en vidare aspekt till .användning av en svällande ytbeläggningskomposition visad ovan fiir ytbeläggning- av byggnadsprodukter och konstruktioner, såsom stålbaserade produkter och konstruktioner. Uppfinningen häntör sig i ytterligare en aspekt till ett förfarande tör brandskyddande av byggnadsprodukter och/eller -konstruktioner genom ytbelågga nämnd produkt och/eller nämnd konstruktion med en svällande ytbeläggningskomposition visad ovan.

Det antas, utan ytterligare förklaring att den som är törfaren genom föregående beskrivning kan utöva föreliggande uppfinning fullt ut. Följande föredragna uttöringsforrner är därßr avsedda att' vara enbart illustrativa utan att på något sätt begränsa återstående nedteckning.

Exempel 1 och 2 i det följande visar uttöringsfonner av svällande ytbeläggningskompositioner och exempel 3 och 4 är jämförande expel visande svällande ytbeläggningskompositioner innefattande pentaerytritol och dipentaerytritol. Exempel 5 är ett brandtest av de svällande ytbeläggningarna erhållna i exempel 1-4. Resultat av brandtestet redovisas i diagram 1 och 2. 528 591 Exempel 1 En svällande ytbeläggiiing framställdes genom att i en ihöghastighetsdissfllver blflnåfl 5,0 v vflesaelaf fimaiexia (Kronos RN 4sw , Kronos 'Tim GmbH, Tyskiand), 23,0 vikrsdelar ammoniumpoiyfesfat (Exom AP* 422, 01mm: GmbH, Tyskland), 8,5 vikrsdelar Sß-dihydroximetyl-lß-dioxan (cyklisk pentaerytiitolfonnal CPF, Perstorp SpevífllfY Chemicals AB, Sverige), 7,5 viktsdelar melarninpulver, 1,0 viktsdelar av en l0%-ig vattenlösning av nahiurnhexametafosfat och 28,0 viktsdelar vatten. Därefter tillsattes 0,5 viktsdelar av en hydrofob silika (Aerosil® 200, Degussa GmbH, Tyskland) följt flV 4,0 vimsdem av en 2%-1g vaneniösning av en eenuiosaßftjocm (Natmsofi zso HR, Aquam, USA), 22,0 viktsdelar av en polyvinylacetatdispersion (Mowi1ith® DM 230, Celflnese Emulsion Norden AB, Sverige) och 5,0 viktsdelar av en 80%-ig lösning i butylacetat av en mjukgöme (Hofaaflw Lc so, Hoechs: AG, Tyskland).

Exempel 2 Exempel 1 upprepades med skillnaden 8,5 viktsdelar av blandade di-, tri- och polyalkoholer erhållen som sidoström vid tillverlming av pentaeryírritol (Perstorp Specialty Chemicals AB, Sverige) inblandades i stället för iS-dihydroximetyl-lß-dioxan. ' Nämnda blandade di-, tri- och polyalkoholer innefattade i vikts-%: e 70% monooyklisk pentaerytritolfoxmal (Sj-dihydroximetyl-lß-dioxan) e 10% linjär pentaerytiitolrnetylfonnal e 5% monopentacrytritol e 2% trimetylolmetan e 1% monocyklisk dipentaerytritolformal, samt balans: andra lixjära och cykliska formaler och etrar av pentaeryhitol 'och dípentaerytritol.

Exempel 3 (jämñrelse) Exempel 1 npprepades med skillnaden 8,5 viktsdelar av milcroniserad pentaerytritol (Chamorm " PM 40, Perstorp Specialty Chemicals AB, Sverige) inblandades i stället for Sß-dihydroximetyl-LS-dioxan. “ Exempel 4 (iämförelse) Exempel 1 upprepades med skillnaden 8,5 viktsdelar av milcroniserad dipentaerytritol (Chamorm DM 40, Perstorp Specialty Chemicals AB, Sverige) inblandades i stället for iS-dihydroximetyl-LS-dioxan. 528 591 Exempel 5 l exempel 1-4 erhållna svällande ytbeläggningar applicerades på stålpaneler som 1000 um våta fihner. Panelerna fick sedan torka under 48 timmar. Varje ytbelagd panel placerades över en Bunsenbrännare med den ytbelagda ytan vänd mot lågan. Avståndet mellan lågan och panelsen sfàxldes in, med ed dupmdtf av en rodnad-mg, du en höjd dv 11 dm. nu eemmdtmtee utfördes. Utvärdering gjordes visuellt samt genom temperaturmänting med en lll-termometer på panelens baksida; Stålpanelerutan svällandeytbeläggning användes som nollprov.

Resultatet från temperaturrnätningen redovisas i diagram 1 och 2 nedan som medeltal av -9 tester/ytbeläggning. Resultatet visar att en kolkälla enligt töreliggande uppfimiing uppvisar ett resultat lika eller likvärdigt de för pentaerytzitol och dipentaerytiitol, vilka är ofta används i kommersiellt tillgängliga svällande ytbeläggningar.

Diagram 1 Uttöringsexempel 1 och 2. 140 -f-CPF 120 1oo *Bing å so å' so F* à o zs so 45 so 'vs 90 _1os '1_2o xss iso ms mo - Tid, sek. _ CPF .= Cyklisk pentaeiytritolfonnal (Sß-dihydroximetyl-lß-dioxan - 'Perstorp Specialty Chemicals AB, Sverige.

Brand = Blandade de, m'- dch pd1ya11 pentaeryuitol - Perstorp Specialty Chemicals AB, Sverige. » 528 591 7 DíagramZ 350 _._>_. ytbehgfl 300 _ -n-Dlpcnínliü O 250 °_ -o-Pcnüumtm 40 å 200 _, _ 150 13 100 50 '0 15 30 45 6.0 75 Å 90 105 120 135 150 165 180 Tíd,sck.

Dípenta 40 = Chamofm DM 40 (mikroniserad dipentacryízitol - Perstolp Specialty Chemicals AB, Sverige.

Penta mono 40 = Chamofm PM 40 (mikroniserad monopentaexytitol) - Perstorp Specialty Chemicals AB, Sverige.

Claims (5)

1. 528 591 PATENTKRAV 1. Svällande ytbeläggningskomposition innefattande en filmbildande bindemedelsmatris, en syrakälla, en kolkâlla, en skumbildare och eventuellt vatten och/eller ett organiskt lösningsmedel, en halogenerad förening, ett pigment och/eller fyllmedel och/eller andra komponenter kända inom tekniken kännetecknad av, attminst25 vikts-% avnämndkolkällautgörs avminsten formal av pentaerytritol eller dipentaerytritol.

2. Svällande ytbeläggningskomposition enligt krav 1 kännetecknad av, attminst50vikts-%,såsom6O eller70vikts-%, avnämnd kolkälla utgörs av minst en nämnd formal.

3. Svällande ytbeläggningskomposition enligt krav l eller 2 kännetecknad av, attnäinxidrnínstenformalerhållsvidtillverkningav pentaerytritol och/eller vid tillverkning av en dimer, trimer eller polymer av pentaeryttritol.

4. Svällande ytbeläggningskomposition enligt krav 1 kännetecknad av, attnämndkolkällainnefattasiminstensidoströmerhâllen' vid tillverkning av pentaerytritol och/eller dipentaerytrítol, vilken sidoström innefattar minst 25 vikts-% av minst en formal av pentaexytritol eller dipentaerytritol.

5. Svällande ytbeläggningskomposition enligt krav 4 i - g k än n e t e c k n a d a v, att nämnd sidoström innefattar minst 50 vikts-%, såsom 60 eller 70 vikts-%, av minst en nämnd formal. sn. svarande ytbelaggriingskomposifien enlig: något av kraven 1-s kännet ecknad av, attnänmdminstenformal ärenmonocykliskellerdieyklisk formal. i 7. Svällande ytbeläggnjrrgskomposiüon enligt något av kraven 1-6 k ä nn e t e c k n a d a v, att nämnd minst en formal är iS-dihydroximetyl-lß-dioxan. 8. Svällande ytbeläggningskomposition enligt något av lcraven l-7 k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnd minst en formal är flytande och/eller vattenlöslig. 9. Svällande ytbeläggningskomposition enligt något av kraven 1-8A k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnd svällande ytbeläggningskomposition innefattar vatten som lösningsmedel. 10. 11. 12. K 528 591 Användning av en svällande ytbeläggningskomposition enligt något av kraven -I-9 vid ytbeläggning av byggnadsprodukter och -konsn-uktioner. Användning av en svällande ytbeläggningskomposition enligt krav 10, varvid nämnd byggnadsprodnkt och/eller nämnd byggnadskonmlkfion är en stål- och/eller träbaserad produkt och/eller konstruktion. _ Förfarande för brandskyddande av en byggnadsprodukt och/ellerf-konstruktion genom ytbeläggning 'av nämnd produkt »och/eller nämnd “konstruktion med en 'svällande ytbeläggningskomposition enligt något av Icraven 1-9