TW201713759A - 阻燃基質 - Google Patents

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Abstract

本發明相關於阻燃複合材料、由其形成之阻燃物件，包含預成型氣體產生材料與基質，其中，在使用時，該氣體產生材料可預防、限制或降低基質材料燃燒。亦描述製造阻燃複合材料之方法、製造由其形成之物件之方法，以及具阻燃特性之結構。

Description

阻燃基質
本發明相關於一種阻燃組成物，其包含預成型氣體產生材料與基質，以及由其形成之阻燃物件，其中在使用時，該氣體產生材料可預防、限制或降低基質之燃燒。亦揭示一種製造阻燃組成物之方法、製造由其形成之物件之方法，以及具阻燃特性之結構。
已知火災可經由被動防火和主動防火而控制。
被動防火可加入結構中，例如被內置到建築物的牆壁中，因而可減少火災蔓延整棟建築物，以及火災對建築物結構完整性的衝擊。例如，可減少火災蔓延的可能性，建築物可使用耐火牆和門而被區隔化。結構鋼可以用材料包覆，以防止鋼到達其開始軟化的溫度。
此外，建築中之壁板、地板、天花板及/或內部家具，如地毯、椅墊或隔板，可能包含可燃材料。這些材料可經阻燃塗層處理，以預防或延遲著火。阻燃塗層以數種方式作用，取決於所使用之塗覆物。例如，塗層可為保護層，以預防可燃材料揮發。此外，該塗層可包含可與其反應以產生CO2 及/或 H2 O之材料，以降低或冷卻附近的火焰。在另一替代方案中，塗層可暴露於熱而焦化，進而形成保護塗層。最後，該塗層可包含自由基試劑，最常見的為溴或氯自由基，以捕捉燃燒時產生之高度氧化自由基，其存在為火焰傳播所必需的。然而，以此方式處理可燃材料可能會導致如材料之物理特性，如手感、強度和顏色改變，且如果有，當然需要顯著成本開支，以包含入此塗層製程和材料。
此外，可燃材料如壁板、地板、天花板及/或內部家具，可以天然阻燃材料取代，如羊毛或皮革，或合成性阻燃材料，如丙烯酸類、聚酯或聚氯乙烯。然而，有一些材料不需其他阻燃塗層，使其可符合安全標準，且在某些情況下，這些材料可能不適合(由於負載要求及/或價格)，或美觀上不符合其預定用途。
被動防火具有不依賴於任何外部因素而有效的優點。然而，被動防火通常目的在隔絕火勢爆發，並限制火災蔓延整個建築物，但並非設計為主動抑制或消滅火勢。
然而，主動防火依賴於外部因素而有效，如人員輸入或觸發器。手持式滅火器為主動防火的一個例子。通常，手持式滅火器含有推進劑和火焰抑制劑。火焰抑制劑包括水；乾式化學物質，如磷酸單銨、碳酸氫鈉，碳酸氫鉀和氯化鉀；二氧化碳；發泡體如水性成膜泡沫(AFFF)、抗酒精水成膜發泡體(AR-AFFF)和壓縮空氣泡沫系統(CAFS)；濕式化學材料如醋酸鉀、碳酸鉀和檸檬酸鉀；以及海龍氣體。由於其對於人體與環境之副作用，海龍氣體在歐洲現已禁用。
手持式滅火器之缺點為通常需要人員在靠近明火處，可能會危及人身安全。 就水-、乾式化學物質與海龍-系滅火器而言，水平範圍一般為3至50英尺。較大範圍的滅火器需要75和350磅的較重罐子。這種滅火器靠輪子運輸，因此不容易在發生火災的情況下操作。
(水和氣體)噴灑器為主動防火的另一個例子。噴灑器附近達到一定溫度，熱傳感器會啟動噴灑器施加水或氣體。取決於噴灑器的種類，使熱傳感器啟動噴灑器的溫度可由38 °C變化至330 °C。噴灑器之一缺點為需要相當大的內部結構以發揮作用。例如，噴灑器需要連結至水或氣體供應設備，其本身需要相當大的儲存區域，例如在特別指定的地下室區域。噴灑器的另一個問題為噴灑器啟動至施加水或氣體之間會有時間延遲，至多二分鐘，而失去抑制火焰的寶貴時間。
應了解到，在此已知系統中，特別是需要使用推進劑者，需要在高壓下儲存，必須定期用壓力表檢查，且系統亦需檢查是否準備就緒和其他問題，如腐蝕。
已知系統相關的另一個問題是，該火焰抑制材料會對於文件、設備和產品，以及可能對建築物本身會嚴重損毀。此系統通常安裝在商店和辦公室，它們會在使用後使其多天無法運作，例如，為被水損壞的結果。
因此，本領域中，需要提供一種系統，其目的是減少或減輕目前面臨的一或多個問題，特別是被動防火，其可減少可燃材料著火的機率，並可改裝符合預先存在的結構。
同時，已知火焰可使用氣體產生材料控制，其可經燃燒而產生具滅火效果之氣霧產物，此種已知之氣體產生材料具缺點，在燃燒時，它們會發散出對人體健康有害之副產物。此種副產物不會存在於未燃燒的材料中，但會在燃燒時形成並發散出，由於高溫時會在材料中產生放熱反應的結果。當氣體產生材料用於控制小地方火勢時，如辦公室或車內，會快速產生高濃度之不希望副產物。此限制了用於控制小地方火勢之氣體產生材料量，尤其是在人類或動物存在處。
由已知氣體產生材料產生之典型不希望副產物為氰化氫。在氰化氫的案例中，人體吸入濃度達150 mg/m3 則會在30分鐘內導致死亡 ，達200 mg/m3 會在10分鐘內導致死亡 ，濃度達300 mg/m3 會導致立即死亡 。英國目前的法律限制氣體氰化氫濃度為 55 mg/m3 。
其他會產生之副產物包括：一氧化碳、二氧化氮、氧、二氧化硫、硫化氫、氨，萘、苊烯、苊、芴、菲、蒽，螢蒽、芘、苯并蒽、1,2-苯并菲(chrysene)、苯并螢蒽、苯并芘、苝、茚并苝、二苯并蒽與苯并苝。
為了增加此類氣體產生進料(charge)的潛在用途，並允許使用較大量的氣體產生材料，以控制密閉空間的火勢，不希望副產物如氰化氫之發散必須最小化。
尤其是，本發明提供一種阻燃組成物，包含氣體產生材料，其尋求在使用時產生較少的氰化物。
另一問題為此材料產生反應時為高度放熱，因此迄今使用它們需要提供強、耐熱金屬盒，請見例如‘Practice of Use of Aerosol Extinguishing Agents by Combustion of Propellants’, Baratovet al ，火災安全科學國際協會。
依據本發明之第一觀點，係提供一種阻燃材料，包含預成型之氣體產生材料與一基質混合，其中該預成型氣體產生材料包含： a)  經粉碎之已發泡聚合物； b)  含氮燃料；以及 c)  氧化劑。
如上所述，該氣體產生材料係混合且較佳分散於/整個基質。令人驚訝地發現，如此可製造具有防火特性產物如聚合性產物，並相信這是由於當內含之分散氣體產生材料被如火焰活化時，產生火焰抑制氣體而造成。火焰抑制氣體(儘管當其分散於整個基質中是相對小量) 可預防或降低基質燃燒，其會形成該產物。以這種方式，使用本發明之阻燃組成物製造如牆壁、天花板或地板、家具產品或屋瓦，可防止或減少該牆壁、天花板或地板、家具產品或屋瓦的分解，並因此防止或減少火災事件期間的持續損傷。
亦發現本發明之氣體產生材料可製造較少的氰化物，與已知氣體產生材料相較。不希望受限於理論，一般相信此效應是由於使用經粉碎已發泡聚合物，而非未發泡聚合物，於本發明之氣體產生材料中。較高溫度之燃燒已於本發明氣體產生材料燃燒時觀察到，與已知氣體產生材料相較 (如用於本發明之氣體產生材料已顯示可產生溫度 1000至1300°C，相對於800°C)。
此外，已發現本發明之氣體產生材料可更持續地燃燒，以預防極端反應如局部爆炸。不希望受限於任何理論，一般相信使用預固化之經粉碎樹脂性材料，可預防傳統材料中內含之部分固化樹脂性材料引起的問題。預固化可允許本發明之水含量控制地更好，由於樹脂性材料之固化會導致大量作為副產物的水形成。
在某些實施例中，該經粉碎已發泡聚合物，形成氣體產生材料之一部分，較佳為實質上剛性、可自我支撐之已發泡聚合物，其抵抗負載時會變形，且在中度壓力下不會坍塌。特別適用作為本發明氣體產生材料之已發泡聚合物具密度範圍100至500 kg•m-3 ，更佳為120至400 kg•m-3 ，最佳為120至250 kg•m-3 ，排除任何基板中可能埋入的堆積碎片。
此外，該經粉碎已發泡聚合物可具有張力強度範圍80至100 N/m2 。
此外，用於本發明之經粉碎已發泡聚合物可為開孔性發泡體或閉孔性發泡體。較佳地，該已發泡聚合物為開孔性發泡體。
在本發明之某些實施例中，該已發泡聚合物較佳選自酚樹脂發泡體、聚苯乙烯發泡體、聚胺基甲酸酯發泡體、聚氯乙烯發泡體、聚酯發泡體、聚醚發泡體和發泡體橡膠。
尤其是，該經粉碎已發泡聚合物為固化發泡聚合物，較佳為熱固性聚合物，如酚樹脂發泡體。
用於本發明阻燃材料中的已發泡聚合物可經固化反應形成於： a) 液體可溶性酚樹脂；以及 b)  該可溶性酚樹脂之酸硬化劑之間。
不溶性固體顆粒較佳亦存在於固化反應中。
例如，特別適用之發泡體可經固化反應形成於： (a)   具至少1之特定反應數(如下述定義)之液體可溶性酚樹脂；以及 (b)         該可溶性酚樹脂之強酸硬化劑；選擇性地在下列存在下： (c)   微細分散的惰性與不溶性顆粒固體，當使用時，其存在量為5%至200重量%液體可溶性酚樹脂，且實質上均勻分散於整個含有可溶性酚樹脂與硬化劑之混合物中； 含有可溶性酚樹脂與硬化劑之混合物溫度不超過85 °C，由於施加的熱量，且該溫度與該酸硬化劑之濃度使得固化反應產生之副產物可在混合物固化之前自混合物中揮發，因而製備已發泡酚樹脂產物。
可溶性酚樹脂，係指由至少一種醛類與至少一種酚類化合物，通常在鹼催化劑如氫氧化鈉的存在下，進行縮合反應而製備的酸可固化預聚物組成物，溶於適當溶劑中而形成的溶液。
可使用的酚類範例為酚本身與其經取代衍生物，通常經烷基取代，條件是，酚苯環上相對於酚羥基的鄰位和對位-的三個位置未經取代。此種酚類之混合物亦可使用。一種或大於一種此酚類與經取代酚類，其中鄰位或對位經取代，之混合物亦可使用，當需要增進可溶性酚樹脂之流動特性時。然而，在此情況下，經固化酚樹脂發泡體交聯程度會降低。酚本身一般為較佳之酚成分，就經濟因素而言。
醛類一般為甲醛，儘管未排除使用較高分子量之醛類。
可溶性酚樹脂之酚/醛縮合產物成分可適當地形成，藉由將酚與至少1莫耳之甲醛每莫耳酚反應，甲醛一般以水溶液形式提供，如福馬林(formalin)。較佳使用甲醛比酚之莫耳比例至少1.25比1，但較佳避免提供高於2.5比1之比例。最佳範圍為1.4至2.0比1。
該混合物亦可含有具兩個活性氫原子之化合物(二氫化合物) ，其可在固化期間與可溶性酚樹脂之酚/醛反應產物反應，以降低交聯密度。較佳之二氫化合物為二醇，尤其是烯二醇，或其中羥基間的鏈原子不僅含有甲烯及/或經烷基取代甲烯，亦包括一或多個雜原子，尤其是氧原子之二醇類。適當之二醇類包括乙二醇、丙二醇、丙-1,3-二醇、丁-1,4-二醇與新戊二醇。尤佳之二醇為聚-，尤其是二-(烯醚)二醇，如二乙二醇與尤其是，二丙二醇。
較佳該二氫化合物之存在量為0至35重量%，更佳為0至25重量%，以酚/醛縮合產物之重量為基準。最佳為，當使用時，該二氫化合物之存在量為 5至15重量%，以酚/醛縮合產物之重量為基準。當此含二氫化合物之可溶性酚樹脂使用於本方法中時，便可獲得具絕佳之物理特性，尤其是強度之產物。
適當地，該二氫化合物係加至該形成之可溶性酚樹脂，且較佳在羥基之間具 2 至6個原子。
該可溶性酚樹脂可包含酚/醛反應產物溶於水或其他任何適當之溶劑或溶劑混合物之溶液，其包含或不包含水。
當使用水作為單一溶劑時，較佳存在15至35重量%之可溶性酚樹脂，較佳20至30%。當然水含量可實質上較少，當與共溶劑如醇類或上述二氫類化合物結合時。
如上所述，該液體可溶性酚樹脂 (即任擇地含有二氫化合物之酚/醛產物溶液)必須具有反應數至少1。反應數為10/x，其中x為可溶性酚樹脂硬化所需的時間(分鐘)，使用10重量%之可溶性酚樹脂的66至67%對-甲苯磺酸水溶液，於60 °C。該測試涉及混合約5 mL可溶性酚樹脂與所述量之對-甲苯磺酸溶液於試管中，將試管浸入水浴中加熱至60 °C，並測量混合物轉變為觸感硬化所需之時間。可溶性酚樹脂應具有反應數至少1，用於可使用之待製造已發泡產物，較佳該可溶性酚樹脂具反應數至少5，最佳至少10。
可溶性酚樹脂，其一般為鹼類，之pH值，較佳調整至約7，若有需要，用於製程中，可適當地加入弱有機酸，如乳酸。
強酸硬化劑之範例為無機酸，如氫氯酸、硫酸與磷酸，以及強有機酸，如芳香族磺酸，如甲苯磺酸，以及三氯醋酸。
弱酸如醋酸與丙酸一般不適用。
本發明方法中之較佳硬化劑為芳香族磺酸，尤其是甲苯磺酸。該酸可溶於適當溶劑如水中，以溶液形式使用。
當可溶性酚樹脂、硬化劑與固體混合物倒入時，如倒入至模型中，並用於搪塑應用，可添加至可溶性酚樹脂和硬化劑中的惰性固體量，是由可溶性酚樹脂和硬化劑混合物的黏度決定，在無固體存在下。就這些應用而言，較佳該硬化劑係以如溶液形式提供，使得與需要量之可溶性酚樹脂混合時，會產生具表觀黏度不超過約 50 泊 ，於混合物之使用溫度下，較佳範圍為 5至20泊之液體。若低於5泊，溶劑之存在量會在固化反應時出現問題。
固化反應為放熱，且因此其本身將導致含可溶性酚樹脂與酸硬化劑混合物之溫度增加。混合物之溫度亦可藉由施加熱而增加，但該混合物之溫度之後亦會升高 (亦即，排除任何放熱效應)，較佳不超過85 °C。若混合物溫度在加入硬化劑之前超過85 °C，通常之後難以或無法分散該硬化劑至整個混合物，因為早期固化問題。另一方面，在加入硬化劑之後，若不是無法就是難以均勻地加熱該混合物超過85 °C 。
增加溫度至85 °C會傾向導致發泡體質感的粗糙度與不均勻度，但此效應會在中等溫度下至少部分抵銷，藉由降低硬化劑濃度。然而，在溫度高出75 °C 許多時，即使是僅需要最小量的硬化劑使該組成物固化，一般對於預防此缺點而言，仍為過量。因此，較佳避免高於75 °C 之溫度，且大部分應用之較佳溫度為室溫至約75 °C。較佳之溫度範圍通常某些程度取決於顆粒固體之特性，當使用時。就大部分固體而言，該較佳溫度範圍為25至65 °C，但就某些固體而言，尤其是木粉與榖粉，該較佳溫度範圍為25至75 °C。最佳之溫度範圍為30至50 °C。可使用低於室溫之溫度，如低至10 °C，若有需要的話，但這麼做通常沒有好處。一般而言，增加溫度達75 °C會導致發泡體密度降低，反之亦然。
硬化劑之存在量亦會影響產物特性，以及硬化速率。因此，增加硬化劑之量不僅會降低組成物硬化所需時間，同時在高於溫度與可溶性酚樹脂特性依賴性程度時，亦傾向於產生較低均勻度之小孔結構。其亦傾向於增加發泡體之密度，因為硬化速率增加。事實上，若硬化劑使用濃度過高，硬化速率過快，使得發泡幾乎未發生，且在某些情況下該反應會呈爆炸反應，因為樹脂外殼內產生氣體。硬化劑之適當量將取決於可溶性酚樹脂與硬化劑之混合物的溫度，在放熱固化反應開始之前，且可溶性酚樹脂的反應數將與所選擇的溫度和反應數成反比。硬化劑濃度之較佳範圍相當於2至20份重之對-甲苯磺酸每100份重之酚/醛反應產物，於可溶性酚樹脂中，假設可溶性酚樹脂具實質上中性反應，即pH值約7。對-甲苯磺酸之當量，係指稱該對-甲苯磺酸實質上需要相同固化時間所需之硬化劑量。特定溫度與微細分散固體可溶性酚樹脂組合之最適當量，可立即以簡單實驗決定。當較佳溫度範圍為25至75 °C ，且可溶性酚樹脂具反應數至少10，最佳結果一般可使用硬化劑量相當於3至10份之對-甲苯磺酸每100份重酚/醛反應產物而獲得。使用低於25 °C 之溫度，和反應數小於10之可溶性酚樹脂，可能必須使用較多的硬化劑。
藉由適當控制溫度與硬化劑濃度，添加硬化劑到可溶性酚樹脂中至組成物變硬之間的時間(在此稱為固化時間)，可由幾秒鐘變化至長達一個小時或甚至更久，而基本上不影響該產物的密度和小孔結構。
另一個控制硬化劑所需量之因素可為惰性固體之特性，當存在時。非常少量確實為中性，且若固體具鹼性反應時，即使只有非常微量，仍需要更多的硬化劑，因為填充物傾向於中和它。因此可了解到，上述硬化劑濃度之較佳值並未考慮入該固體之此效應。任何由於固體特性所需的調整，將取決於所使用之固體量，並可以簡單實驗決定。
可溶性酚樹脂之放熱性固化反應與酸硬化劑會導致副產物形成，尤其是醛與水，其至少部分被揮發。
固化反應較佳在微細分散惰性與不溶性顆粒固體存在下作用，其實質上均勻分散於整個可溶性酚樹脂與硬化劑混合物中。惰性固體係指其使用量不會阻止固化反應者。
一般相信微細分散之顆粒固體可提供小分子揮發形成的氣泡核，主要形成甲醛及/或水，存在於可溶性酚樹脂及/或由固化作用產生，並提供氣泡形成促進位置，因而協助孔徑均一。微細分散固體之存在亦可促進氣泡獨立穩定，並降低氣泡堆積傾向，最後導致氣泡在固化前破裂。為了達到希望的效果，固體之存在量為5%至200重量%，較佳5至100重量%，以可溶性酚樹脂重量為基準。
任何不溶於反應混合物中之微細分散顆粒固體皆適用，只要其為惰性即可。適當之顆粒固體範例提供於下，並可包括氧化鋁。
較佳避免使用微鹼性反應之外的固體，如鹼金屬的矽酸鹽和碳酸鹽，因為其會與酸硬化劑反應之傾向。然而，固體如滑石，其會具有非常弱鹼性反應，在某些情況下，由於受到強鹼性材料如菱鎂礦汙染，是可接受的。
某些材料，尤其是纖維性材料如木粉，為可吸收性，因此其必須使用較大量，與非纖維性材料相較，以達到有價值的已發泡產物。
固體較佳具粒徑範圍為0.5至800 微米。若粒徑太大，發泡體的小孔結構傾向於變成不希望的粗糙度。另一方面，就非常小的粒徑而言，所得發泡體傾向於相當密集。較佳範圍為1至100 微米，最佳為2 至40微米。小孔結構之均勻性似乎可幫助粒徑均一性。若希望的話，可使用固體混合物。
若希望的話，固體如微細分散的金屬粉末可包括於內，其有貢獻於製程中產生的氣體或蒸氣體積。然而，若單獨使用，應了解到在氣體分解或化學反應後產生之殘餘物，應滿足本發明方法要求的惰性與不溶性微細分散顆粒固體。
較佳地，該微細分散固體具不會明顯異於可溶性酚樹脂之密度，因此可降低微細分散固體在混合後堆積在混合物底部的機率。
一類較佳之固體為液壓水泥，如石膏(gypsum)與灰泥(plaster)，而非波特蘭水泥(Portland cement)，由於其鹼度。這些固體傾向於與反應混合物中存在之水反應，以製造在固化樹脂產物內硬化之骨架結構。此外，與水之反應亦為放熱性，並可幫助發泡與固化反應。使用這些材料所得之已發泡產物具特別有價值的物理特性。
此外，當暴露於火焰較長時間後，它們仍傾向於持續焦化，其仍然夠強並可支撐負載。產物亦具有絕佳之絕熱性與能量吸收特性。
惰性顆粒固體較佳量為20至200份重每100份重可溶性酚樹脂。
另一類較佳固體係由於其可產生具類似於使用液壓水泥而得產物之特性者，包含滑石及/或飛灰。固體之較佳量亦為20至200份重每100份重可溶性酚樹脂，或當使用滑石與飛灰組合物時，固體之總重量為20至200份重每100份重可溶性酚樹脂。
就上述類型之固體而言，最佳範圍為50至150份重每100份重可溶性酚樹脂。
一般而言，可使用之固體最大量僅受加入混合物與操作該混合物之物理問題控制。一般而言，希望混合物可倒出，即使是在高固體濃度時，當混合物類似麵糰或漿糊且無法倒出時，可獲得有價值特性之已發泡產物。
其他添加物亦可包括於發泡體-形成混合物中。這些可包括：(i) 界面活性劑，如陰離子性材料，如長鏈烷基苯磺酸的鈉鹽、非離子性材料如以聚(氧化乙烯 )或其共聚物為基礎者，以及陽離子性材料，如長鏈四級銨化合物或以聚丙烯醯胺為基礎者；(ii)黏度修飾劑，如烷基纖維素，尤其是甲基纖維素；以及 (iii)增色劑，如染料或色素。酚樹脂之塑化劑亦包含於內，條件為其不會抑制固化與發泡反應，且上述之多官能基化合物，除了二氫化合物以外，可包括於內，其在固化時參與交聯反應；如二或聚胺、二或聚異氰酸酯、二或聚羧酸，以及胺醇。若希望的話，可聚合不飽和化合物亦可包括，可能是與可在固化反應時活化之自由基聚合化起始劑如丙烯酸單體，亦稱之為胺基甲酸酯丙烯酸酯、苯乙烯、馬來酸與其衍生物，及其混合物，組合。發泡體-形成組成物亦可包括脫水劑。
其他樹脂可包含於內如作為預聚物，其在發泡與固化反應期間會固化，或作為粉末、乳化物或分散物。聚縮醛之範例如聚乙烯醇縮醛、乙烯基聚合物、烯烴聚合物、聚酯、丙烯酸聚合物和苯乙烯聚合物、聚胺基甲酸酯與其預聚物和聚酯預聚物，以及三聚氰胺樹脂、酚醛清漆等。也可以包括常規的發泡劑，以提高發泡反應，例如低沸點有機化合物或會分解或反應以產生氣體之化合物。
較佳地，該經粉碎已發泡聚合物係以顆粒形式使用。經粉碎已發泡聚合物之平均粒徑較佳落於範圍1至200 µm，如10至150 µm，較佳25至100 µm，以形成氣體產生材料。
該經粉碎已發泡聚合物加入量可為至多40%，一般為5至35重量%之經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑，以形成氣體產生材料。在某些範例中，該經粉碎已發泡聚合物之存在量為8至20%，更佳為11至17%，尤佳為13至15重量%之經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑。
含氮燃料可選自於胍鹽、三唑和四唑，以及偶氮化合物。適當的胍鹽或衍生物可選自於氰基胍、胺基胍、胺基胍硝酸鹽、硝酸胍、三胺基胍硝酸鹽、二胺基胍硝酸鹽，以及乙烯雙(胺基胍)二硝酸鹽。適當的三唑和四唑包括未經取代的四唑與5- 胺基四唑。適當的偶氮化合物包括偶氮二碳酸酯和偶氮二甲醯胺。
含氮燃料較佳為胍鹽或其衍生物，最佳為氰基胍。較佳為，胍鹽或其衍生物可作為本發明中使用的氣體產生材料之黏合劑，並具有燃料的功能。
含氮燃料較佳以顆粒形式使用。含氮燃料之平均粒徑範圍較佳落於5至150 µm，如10至80 µm，且較佳為20至50 µm。
含氮燃料之加入量至多為50%，一般為5至45%之經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑之總重量。在某些實施例中，該含氮燃料之存在量為19至29%，更佳為21至27%，尤佳為23至25%之經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑之總重量。
氧化劑可選自於鹼金屬硝酸鹽、過氯酸鹽或碳酸鹽。氧化劑中之鹼金屬通常為鈉或鉀。氧化劑可為硝酸鉀或碳酸鉀，較佳為硝酸鉀。硝酸鉀之使用較佳是在其燃燒溫度時(約150 °C) - 即，其開始燃燒之溫度– 低於碳酸鉀(約300 °C)許多。
較佳地，該氧化劑以顆粒形式使用。氧化劑之平均粒徑範圍較佳落於1至100 µm，較佳為5至50 µm，更佳為15至30 µm。
氧化劑之加入量至多為80%，一般為 30 至75%之經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑之總重量。在某些實施例中，該氧化劑之存在量為40至69%，更佳為50至66%，尤佳為60至64%之經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑之總重量。
應了解到，材料之粒徑可使用技術上已知之方法製備與控制。例如，經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑可研磨至希望之尺寸，例如使用球磨。
為避免產生疑問，應理解到每種氣體產生材料之成分，即經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料和氧化劑，皆為不同的化合物。因此，單一化合物無法對應於大於一種之這些成分。
該氣體產生材料可更包含水，以形成氣體產生材料糊狀物。水之添加量一般自1至100 %，較佳 5至50 %，更佳10至30 %之經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑之總重量。可加入較氣體產生材料希望量更多的水，在氣體產生材料形成期間，因為水可幫助各成分黏合。
除了氣體產生材料之主成分之外 (即經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑)，該氣體產生材料可更包含其他成分如黏合劑、氧化物系催化劑、燃燒速率修飾劑、火焰抑制化學物、抗爆震成分及/或額外氧化劑。然而，在某些案例中，較佳該氣體產生材料僅由經粉碎已發泡聚合物(如經粉碎酚樹脂發泡體)、含氮燃料(如胍鹽或其衍生物)、氧化劑(如硝酸鈉或鉀，或碳酸鈉或鉀)與水組成。
應了解到次要量之其他黏合劑亦可存在，如水溶性有機黏合劑。適當之黏合劑包括瓜耳膠、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚乙烯醇和水溶性纖維素。此種其他黏著劑一般使用量至多15%，如自0.1至15%，如自1至5%之經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑之總重量。
適當的燃燒速率修飾劑包括粉狀金屬或其對應的合金、氧化物、鹽類或錯合物。此類修飾劑範例包括，如鋁、鉍、鈣、銅、鉿、鐵、鎂、鍶、錫、鈦、鎢、鋅和鋯。如上所述，亦包括其各自之氧化物、鹽類與錯合物。燃燒速率修飾劑可單獨使用，或與一或多種其他燃燒速率修飾劑組合。鉻酸鉀、重鉻酸鉀、鉻酸銨和重鉻酸銨亦可使用作為燃燒速率修飾劑，並可以水溶液形式施加到氧化劑的表面。燃燒速率修飾劑之存在量至多2 %，如自0.1至2%，如自0.5至1.5 %之經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑之總重量。
該氣體產生材料亦可包含氧化物系催化劑，其包含選自於下列族群之至少二成分，選自於週期表第I、IV、V、VI、VII和VIII族元素，如鉬酸鈷或鉬酸鉛。其他可使用之氧化物系催化劑包括鉬酸、鉻酸及/或鎢酸之Li、Na、K、Rb、Cs、Ag、Cu、Sn、Pb、V、As、Sb、Bi、Fe或Ni 鹽。氧化物系催化劑之使用量至多20%，如自0.1至20%，如自5至15%之經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑之總重量。
適當之火焰抑制化學物質包括氯化鉀與磷酸單胺化合物。此類化合物之存在量至多15 %，如自0.1至15%，如自5 至10%之經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑之總重量。
抗爆震成分亦可用於預防不希望之氣體產生材料燃燒。適當之抗爆震成分包括膨潤土、氧化鋁、二氧化矽，和矽藻土。這些成分之使用量至多20%，如自0.1至20%，如自5至15%之經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑之總重量。
氣體產生材料中其他成分之總存在量至多為 40 %，較佳至多30 %，更佳至多 20 %之經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑之總重量。
在較佳實施例中，該預成型氣體產生材料包含經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑，其量為： -    經粉碎已發泡聚合物為5至35重量%； -    含氮燃料為5至45重量%；以及 -    氧化劑為30至75重量%。
用於本發明之氣體產生材料係由至少經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑組合形成。
在一實施例中，該經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑係混合，較佳混合至均勻分布之材料形成。較佳三種材料皆以顆粒形式存在。
經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑可以任何已知方法結合形成氣體產生材料，如使用槳葉混合機。化合物可於單一步驟中結合，或成分中之二者結合，之後加入第三者。例如，含氮燃料與氧化劑可先結合，之後加入經粉碎已發泡聚合物。之後加入黏著劑至該混合物中，以團聚材料。適當之黏著劑包括水溶性有機黏著劑，如瓜耳樹膠、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚乙烯醇和水溶性纖維素。
此外，該氣體產生材料經由擠出或模製經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑之混合物至希望的形狀而形成。在某些實施例中，氣體產生材料之後會形成顆粒。作為其他範例，可形成大塊材氣體產生材料，如經由擠出或模製製程，如上所述，所得材料塊材可經研磨，以產生所需尺寸之顆粒。
所製造之氣體產生材料尺寸可經選擇，取決於所使用之材料濃度，及/或基質材料之可燃性。
氣體產生材料可為粉末形式，其中該氣體產生材料具粒徑小於5 mm，較佳小於1mm。例如，粒徑可介於10至500 µm。
在某些實施例中，該預成型氣體產生材料係與基質混合，當基質仍為液體形式時；之後混合物冷卻，並塑形成希望形狀。術語“液體”使用於本發明中係包含可自由流動與具軟化表面之二種材料，如半固化聚合物材料 (如SMC)。
氣體產生材料可與基質混合，其量至多為85%基質重量，較佳25至75%。亦可使用35至65%之量，包括45至55%。
原則上，使用於本發明之基質可為任何聚合物材料。術語聚合物使用於本發明中係包含二聚合物與共聚物。在某些實施例中，該聚合物基質為二或多種聚合物之組合物。
較佳使用於本發明之聚合物基質可選自於聚甲烯、聚乙烯、酚、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、環狀烯烴共聚物(COC)、聚胺基甲酸酯、聚烯烴、乳膠聚合物、聚氯乙烯、聚苯并咪唑、聚苯并噁唑、聚苯并噻唑、聚唾液酸酯(polysialate)、丙烯酸酯聚合物如聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯對苯二甲酸酯、熱塑性聚合物如聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)和聚醚碸(PES)，和含氟聚合物。
使用於本發明之基質可包括形成未發泡產物之材料。
因此，聚合物基質可選自於此揭示之已發泡聚合物樹脂，其相關於預成型氣體產生材料之經粉碎已發泡聚合物，如酚樹脂發泡體、聚苯乙烯發泡體、聚胺基甲酸酯發泡體、聚氯乙烯發泡體、聚酯發泡體、聚醚發泡體，以及發泡體橡膠之任一者。
在一較佳實施例中，本發明所使用之聚合物基質為聚胺基甲酸酯。
在本發明之某些實施例中，適當之聚胺基甲酸酯聚合物基質，係藉由將至少一異氰酸酯與至少一聚醇反應而形成，其中該反應係於溫度 20至150 °C間進行，較佳介於100至150 °C。在一較佳實施例中，反應混合物更包含一鹼性催化劑；如氫氧化鈉、乙酸鈉或胺催化劑，較佳催化劑選自於三級胺。
該用於製備聚胺基甲酸酯基質之至少一聚醇可選自於聚醚、聚酯或含有碳氫骨架之化合物，如蓖麻油 。尤其是，本發明之聚醇係選自於聚(氧基丙二醇)、聚(氧基四甲二醇)、聚(乙烯己二酸)與脂肪烴。
該用於製備聚胺基甲酸酯基質之至少一異氰酸酯可選自於二異氰酸酯、寡合異氰酸酯或聚異氰酸酯。尤佳之二異氰酸酯為甲烯雙二苯基異氰酸酯(MDI)。特佳之聚異氰酸酯為六甲烯二異氰酸酯與氫化MDI(HMDI)。
在本發明之一較實施例中，所選定之異氰酸酯之一或多者可更包含一胺基，其中該胺基選自於烷醇胺、烷氧基化胺、Mannich聚合物或其組合。
在本發明之另一較佳實施例中，該基質包括熱固性聚合物，如環氧樹脂、酚樹脂、雙馬來醯亞胺或聚醯亞胺，及/或任何其他適當的材料。適當的酚發泡體樹脂包括上述有關經粉碎發泡體材料者。
在本發明其他較佳實施例中，該聚合物基質包含薄片狀材料，如模壓成型化合物 (SMC)。SMC包括熱固性樹脂，如聚酯樹脂、乙烯酯或環氧樹脂，與強化纖維如玻璃纖維組合。
在本發明之另一實施例中，該基質選自於碳氫基底材料，如瀝青(bitumen)。適當之組成物包括用於製造瀝青(bitumen)/柏油(asphalt)屋瓦與薄膜者。
已知使用瀝青性(bituminous)組成物製造防水層時，其通常使用作為屋頂覆蓋層和屋頂襯片。此類材料可使用強化載體支撐板，其包含纖維如聚酯與任擇地玻璃纖維或二者之組合製造，之後飽和及/或塗佈經修飾之瀝青性(bituminous)塗佈材料至該載體之前側與後側。適當之塗佈材料可以無規聚丙烯 (APP)、非晶形聚a烯烴(APAO)、熱塑性聚烯烴(TPO)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯 (SBS)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯 (SEBS)、合成橡膠或其他可增強柏油特性之瀝青修飾劑為基礎。
此類屋頂防水層可使用於商業、工業和住宅應用。
經修飾之瀝青(bitumen)屋頂材料通常有兩類：(1)屋頂板與(2)底板。然而，屋頂材料主要用於住宅應用中，並暴露於自然環境，因此可以被認為是“頂蓋”。
屋頂板或屋頂防水層可使用APP、APAO、TPO、SBS、SEBS、合成橡膠或其他瀝青修飾劑修飾，且一般以聚酯載體或聚酯與玻璃纖維組合物強化。這些片板可為平滑或顆粒表面，一般厚度大於2.8 mm。屋頂之上表面暴露於自然環境下，因此稱為 “頂蓋”。
底板一般以與頂板相同之修飾劑修飾，但由於經濟考量，使用較少量較便宜的聚合物如APP或SBS修飾。底板一般以玻璃纖維載體強化 (其較聚酯類便宜許多)，且為光滑表面。此類底板之厚度一般範圍為1.0 mm至2.5 mm，取決於需要之特性。使用時，底板一般會首先使用機械緊固件施加至屋頂平台，經由熱抹平(hot mopping)或使用冷施加技術。
頂蓋板或屋頂施加在底板的上方。大多數經APP修飾的瀝青防水層為火炬施加，即經由加熱片材背面以熔化該化合物，並使用熔融化合物，以形成熱焊接。大多數經SBS修飾之瀝青防水膜，係可使用熱抹平柏油、火炬施加或以冷加工黏合劑黏合固化，如美國專利5,807,911所述。
製造多層瀝青性(bituminous)屋頂材料之製程為已知，請參照美國專利2,893,889；4,755,409；以及4,871,605；以及歐洲專利903435。
屋頂底層材料使用於屋頂系統中，如經修飾之瀝青屋頂防水膜以及屋瓦、磚、石板、雪松和金屬屋面。最常用的底層是瀝青飽和屋頂氈，俗稱15號、30號或50號氈。屋頂氈是由塗覆有經填充物修飾之瀝青的紙做成的底板製造的，且相當便宜。
就本發明組成物而言，該基質可包含或由阻燃聚合物組成。較佳地，該阻燃聚合物選自於聚乙烯、聚醯亞胺、聚胺基甲酸酯、聚苯并咪唑、聚苯并噁唑、聚苯并噻唑、聚唾液酸酯(polysialate)及/或溴化聚合物。尤其是，該聚合物可包含或由一或多種阻燃聚合物組成，選自於四(羥基甲基)氯化鏻(THPC)、N-羥甲基二甲基膦醯基丙醯胺(MDPA)、四溴雙酚、五-、八-與十-溴二苯基醚(氧化物)。
特別適用之基質為固體開孔性酚樹脂發泡體，其中該酚醛發泡體係如上述製造。
在某些實施例中，該基質可更包含添加物，如阻燃化合物、硬化劑、促進劑、填充物，及/或顏料。阻燃化合物的範例包括鉍、銻、三氧化銻、氯化石蠟、磷酸酯、石膏、多磷酸銨、氫氧化鎂、氫氧化鋁與硼酸鋅。此類滅火劑化合物一般使用量為0.1至15%，如1至5%之基質總重量。
硬化劑之範例包括氯胺酮、烯胺、噁唑烷、胺、三聚氰胺、二胺、苯甲酸鹽、過氧化物、矽烷、碳醯胺、單疊氮化物、聚疊氮化物和醯胺。此技術領域者明顯可知，硬化劑適於與上述聚合物一同使用，如由K.L. Mittal及A. Pizzi 所編之“Handbook of Sealant Technology”，第345頁，第13.3.2.3.3節“Latent Hardeners”中所述，此類硬化劑一般使用量為0.1至15%，如1至5%之基質總重量。
就其中填充物加入基質之實施例而言，該填充物可為有機或無機(包括金屬性)，以及結晶型或非晶形。即使是纖維固體亦發現相當有效，儘管並非較佳。範例包括黏土、黏土礦物、氧化鋁、滑石、蛭石、金屬氧化物、耐火材料、實心或空心的玻璃微球、飛灰、煤塵、木粉、榖粉、堅果殼粉、二氧化矽、礦物纖維如切碎的玻璃纖維和微細切割的石棉、切碎的纖維、微細切碎的天然或合成纖維、研磨塑膠和樹脂，不論是否為粉末或纖維，如再生廢塑料與樹脂形式、顏料如粉末塗料和炭黑和澱粉。此類填充物之使用量為0.1至15%，如1至5%之基質總重量。
促進劑的範例包括辛酸銅、二甲基苯胺、嗎啉-4-基嗎啉-4-二硫代羧酸甲酯與2-(嗎啉代)苯并噻唑。此類促進劑通常使用量為0.1至15%，例如1至5%之基質總重量。
顏料的範例包括粉末塗料或炭黑。此類顏料通常使用量為0.1至15%，例如1至5%之基質總重量。
在其他實施例中，該基質可包含強化層，以提供阻燃組成物額外的強度、剛性及/或抗壓性。
例如，該基質可包含一或多層此類纖維，以提供所形成之結構額外的強度及/或剛性。
該纖維可包括一或多種材料。例如，纖維可包括碳纖維、玻璃纖維、芳族聚醯胺纖維，及/或聚乙烯纖維，例如超高分子量聚乙烯(UHMWPE)之一或多者。在一種較佳實施方式中，該強化物包含或由玻璃纖維，例如E-玻璃纖維或S-玻璃纖維組成。
強化纖維可為短纖維，例如具5.0 cm或以下的長度，或可為更長的纖維。該纖維可以是鬆散的，例如，該纖維可為單向或多向排列。該纖維可為網絡的一部份，例如織布或任何適當的方式編織在一起。
纖維的排列可為無規或規則性，並可包含織物、墊、氈或織布或其它排列。纖維可提供連續的細絲纏繞。任選地，可提供大於一層之纖維。
在某些實施例中，首先將基質加熱以形成液體，之後預成型氣體產生材料混合或分散於整個液體基質中。在另一實施例中，該預成型氣體產生材料首先與基質混合，其中該基質可以是顆粒狀固體形式，之後加熱該混合物至基質呈液體形式。在某些實施例中，在加入氣體產生材料後，強化纖維可進一步加至液體基質中。
此方式係提供一種形成阻燃材料之方法，包含下列步驟： (i) 提供預成型氣體產生材料； (ii)     提供液體狀態之基質；以及 (iii)    混合該預成型氣體產生材料與液體基質。
氣體產生材料可與液體基質混合，以使氣體產生材料一般均勻分布於整個液體基質中。任何已知之方法皆可用於製造一般均勻分布，如高剪力混合。
需要製造一般均勻分布之氣體產生材料之時間長度係取決於，在其他條件中，加入之氣體產生材料、液體基質之黏度，以及使用之混合法。一般而言，氣體產生材料之實質上均勻分布可在5分鐘至2天內形成，較佳在10分鐘至1天內，更佳15分鐘至10小時內。
此外，可加入其他添加物至液體基質中，在混合步驟之前。如上所述，該其他添加物選自於滅火劑化合物、硬化劑、促進劑、填充物及/或顏料。
一旦混合，材料可塑型為希望之形式，使用技術如模製、擠出及/或鑄型，該技術為此領域者已知。
在其他實施例中，其中該氣體產生材料係混合或分散於整個已發泡聚合物樹脂之液體可溶性酚樹脂中，如聚胺基甲酸酯樹脂或酚樹脂可溶性酚樹脂，該材料之後可固化，以製造開孔或閉孔式發泡體。
在另一實施例中，本發明之阻燃組成物可以包含下列步驟之方法製備： (i)       施加預成型氣體產生材料至一模型之表面； (ii)     施加一基質材料層至該模型上，以覆蓋該氣體產生材料；以及 (ii)     製造(如壓製)一組成物，其包含具預成型氣體產生材料濃縮於聚合物基質一側之聚合物基質材料。
此方法傾向於製造阻燃材料，其具有包含較高濃度氣體產生材料於基質外表面之基質材料。此技術領域者應了解到這些步驟亦可反向實施。
此外，本發明之阻燃材料可以包含下列步驟之方法製備： (i)       施加該預成型氣體產生材料至模型表面； (ii)      施加一基質材料層至該模型上，以覆蓋該氣體產生材料； (iii)    施加另一層預成型氣體產生材料至基質層上方；以及 (iv)    製造(如壓製)一組成物，其包含具預成型氣體產生材料濃縮於基質兩側之聚合物基質材料。
依據本發明之另一觀點，係提供一種阻燃複合材料，包含結合至聚合物材料之一層，如SMC，且更包含一氣體產生材料，其與該聚合物材料，及/或該基質混合。
在較佳實施例中，該氣體產生材料包含： a)  經粉碎之已發泡聚合物； b)  含氮燃料；以及 c)  氧化劑； 如上所述。
尤其是，該基板可包含已發泡或未發泡聚合物，如上所述。較佳地，該基板包含酚發泡體樹脂，如上所述。當氣體產生材料存在於基質中時，較佳包含於基板之基質中。較佳地，該基板包含均勻分布之氣體產生材料於整個基板中。
在某些實施例中，該基板更包含表面形成物，以與聚合物材料結合。此可增進基板與聚合物材料層結合。較佳結合之發生不需使用額外黏著劑。此外，該聚合物材料可結合至基板上，經由使用黏合劑。可能適用之黏合劑範例包括，但不侷限於天然橡膠、合成聚異戊二烯、丁基橡膠、鹵化丁基橡膠、聚丁二烯、苯乙烯 - 丁二烯橡膠、腈橡膠、氫化腈橡膠、氯平橡膠、矽氧橡膠，以及鹵化矽氧橡膠。
在一較佳實施例中，該基板包含開孔性發泡體，其允許聚合物材料在其中流動。
此外，該基板及/或聚合物材料可更包含強化纖維。
在某些實施例中，本發明可與WO 2013/108042 (在此併入本案以作為參考資料)所揭示者相結合。尤其是，可用於製造板材，其中不僅所使用之材料為防火性，且板材包含滅火材料。
尤其是，本發明一觀點中之阻燃複合材料可以包含下列步驟之方法製備： (i)    施加該預成型氣體產生材料製模型表面； (ii)   施加一層薄板成形聚合物材料至該模型，以覆蓋該氣體產生材料； (iii)  施加一基板至薄板成形聚合物材料上方；以及 (v)      施加力至各層上，以製造包含具氣體產生材料於外表面之聚合物材料之組成物。
此技術領域者應了解到上述方法步驟可以相反順序進行。
由上述方法製備之阻燃複合材料一般包含聚合物材料，其包含較高濃度之氣體產生材料於聚合物基質之外表面。
此外，本發明之阻燃複合材料可使用包含下列步驟之方法製備： (i) 施加一層薄板成形聚合物材料至一模型表面； (ii)     施加該氣體產生材料至該聚合物材料層之上方； (iii)    於氣體產生材料上方施加一基板；以及 (iv)    施加力至各層上，以製造包含具氣體產生材料於聚合物材料層與基板之間的聚合物材料之組成物。
應了解到，所得阻燃複合材料將包含較高濃度之氣體產生材料於鄰近基板之聚合物基質層之表面。同樣地，類似於此揭示之其他實施例，應了解到上述方法步驟可以相反順序進行。
在其他實施例中，本發明之阻燃複合材料可使用包含下列步驟之方法製備： (i) 施加該氣體產生材料至一模型表面； (ii)     施加聚合物材料層至模型，以覆蓋該氣體產生材料； (iii)    施加另一層氣體產生材料於薄板形成材料上方； (iv)    施加一基板至氣體產生材料上方；以及 (vi)    施加力至各層上，以製造包含具氣體產生材料環繞其周圍的聚合物材料之組成物。
在另一實施例中，該氣體產生材料亦存在於基板的基質中。較佳地，該基板包含已發泡或未發泡聚合物，其中該氣體產生材料係在固化前與液體聚合物可溶性酚樹脂混合。
為了確保氣體產生材料在整個基板上均勻分布，該基板之氣體產生材料與液體聚合物可溶性酚樹脂較佳混合5分鐘至2天，較佳10分鐘至1天，更佳介於 15分鐘至10小時，如上所述。
基板上氣體產生材料與液體可溶性酚樹脂之混合可以技術上已知之方法進行，如高剪力混合。
在本發明之一實施例中，本發明之阻燃組成物可使用包含下列步驟之方法製備： (i) 施加一層聚合物材料至模型表面； (ii)     施加含有氣體產生材料於基質中之基板，至該薄板-形成聚合物基質上方；以及 (iii)    施加力至各層上，以製造包含與含氣體產生材料之基板結合之薄板-形成聚合物基質之組成物。
類似於其他實施例，應了解到各步驟順序可改變。
依據本發明揭示，亦揭示一種製造阻燃組成物之方法，包含下列步驟： (i)       提供如上所述之預成型氣體產生材料； (ii)   提供如上所述之液態聚合物材料； (iii)  混合該預成型氣體產生材料與液體聚合物材料；以及 (iv)    形成該混合物為薄板或丸狀結構。
應了解到，該混合物一旦形成，可進一步加工，以製造希望之最終產物。
本發明方法可包括在氣體產生材料與基質層之間施加含有網、面網、纖維或其他材料之一層。除了可幫助任何所形成產物的強度之外，該層亦可幫助降低氣體產生材料移動，在加工步驟。
較佳任一此層相對於基質材料為孔狀，使得該基質材料可流入該層並環繞該氣體產生材料。
在一較佳實施例中，在加工步驟如壓製中，基質材料可通過進入該開孔或該開孔性基板材料中所含之其他結構中，其中在基板與聚合物基質之間有機械性結合。此可降低基質材料與基板分離之風險，提供穩定之產物，當暴露於加熱/冷卻循環時，並提供單片(monolithic)複合材料結構，不需施加黏著劑或將各部分預先組合。
在較佳實施例中，該基板為在壓製步驟期間氣體或蒸氣可由壓製區域逸出者。空氣會被捕捉於模型空穴中，且在反應期間釋出形成的氣體會在成形操作時釋出。較佳地，該壓製區域為基板表面與聚合物基質材料待壓製在一起的區域，較佳為基板與材料之界面。
在某些案例中，藉由移除該區域殘留及/或建立的氣體與蒸氣，形成複合材料產物需要的壓力便會明顯降低。較佳至少部分材料表面為孔狀，可允許氣體或蒸氣自相關區域移出。較佳該基板為在壓製步驟期間，氣體或蒸氣可由聚合物基質材料壓至基板的壓製區域逸出者，其逸出方向為橫切於壓製方向之至少一成分方向。
藉由自模型中釋放壓力，便可使用較低壓力。此可允許使用鋁工具。此可提供低成本模具、靈活的生產和更少的停機時間，由於工具變更，就鋁模具的重量較輕、加熱或冷卻速度較快方面而言，與不鏽鋼模具相較。例如，鋁工具的體積明顯低於相對應的鋼工具體積，此與低密度的鋁結合產生可觀的優勢，當使用鋁模具時。
本發明之阻燃材料特別適用於建築，有利於結構框架的部分，例如牆壁、天花板、地板、家具內部或屋頂，具有阻燃特性。為了此目的，本發明包括由該材料製造的結構與產物以及製程，如上所述。
應了解到本發明可預防、限制及/或減少由基質製成部分燃燒，因而防止火勢的蔓延，同時限制破壞，例如，該部分的結構完整性。
在較佳實施例中，阻燃材料產物之一或多面可具有輪廓表面。例如一或多面可具有以模具技術形成的輪廓表面 ，用途如上所述。就此方面，可產生美觀效果，其允許使用市售及/或居家應用的材料。此外，該材料的功能，可能會為了美觀或安全原因而隱藏。
在某些實施例中，該阻燃材料可模製、擠出、壓製或以其它方法加工成希望的形式，如板材。
本申請案中使用的術語 “板材” 包括可用於建構牆、地板、門及/或天花板的板材。板材可模製為與其它板材一同使用(無論是依據本發明或其它合適的板材)，以形成牆壁、地板、門及/或天花板。應了解到，術語牆、地板及/或天花板，係指承重和非承重結構二者之結合。例如，牆可區隔，如用於大型辦公樓建築或包層以覆蓋現有的結構。同樣地，天花板可能是假/懸掛天花板，如在許多建築物中所見到的。
在其它範例中，該阻燃材料可模製、擠出及/或機械或以其他方式加工成其他一般家用或辦公室物件形式，如桌子的至少一部分、椅子的至少一部分、花瓶，架子或櫃子的至少一部分。
在其它範例中，阻燃材料可用於形成屋頂及/或防水層，如上所述。
在另一實施例中，本發明相關於使用上述氣體產生材料抑制或阻止火災蔓延。
請見圖1至3，為包含基質(12)與氣體產生材料(14)之火勢抑制材料(10)。
在本範例中，基質(12)為聚合物如聚胺基甲酸酯。氣體產生材料(14)與聚合物基質(12)混合。在本範例中，氣體產生材料(14)已與聚合物基質(12)混合，當聚合物基質為液態時。
在圖1之範例中，阻燃材料為薄膜或薄片形式。
可發現氣體產生材料係均勻分布於整個合物基質中，如圖1所示。
此外，氣體產生材料(14)可施加至模型表面，較佳為鋁模型。之後可施加一層薄片形式之聚合物基質材料(12)至模型上，以覆蓋該氣體產生材料(14)。當施加壓力至各層上(如上所述)，該氣體產生材料(14)便會埋入聚合物基質(12)表面。所得阻燃材料包含聚合物基質(12)，其具有較高濃度之氣體產生材料(14)於一表面上(如圖2所示)。
此外，可直接施加一層薄片形式之聚合物基質材料(12)至模型表面，之後施加氣體產生材料(14)至薄片形式聚合物基質材料之上方。當施加壓力至各層上，氣體產生材料(14)便會埋入基質材料(12)中。
在另一方法中，氣體產生材料係直接施加至模型表面與薄片形式聚合物基質材料 (12)之上方，在施加壓力之前。以此方式所得之阻燃材料包含聚合物基質材料(12)，其含氣體產生材料(14)於聚合物基質周圍。
圖1至3之阻燃材料更包含位於聚合物基質(12)內部之纖維(16)，以增加此結構的強度與剛性。應了解到此類纖維可以聚合物基質材料 (12)內之層狀形式提供，並可為織布或不織布，如上所述。此揭示特別相關於使用SMC，同樣如上所述。
圖4 說明包含薄片形式之聚合物材料(22)與基板(24)之複合材料(20)，其中該薄片形式材料較佳為薄片模製之化合物 (SMC)。
基質層(22)係與氣體產生材料(26)混合，其中該混合已如上述進行。基板(24)為已發泡酚樹脂，其為開孔(28)特性。
圖4之複合材料可使用圖5所示及以下所述之方法製備。在圖5中，係施加一層薄片形式之聚合物基質材料(32)至模型(36)之表面，以覆蓋氣體產生材料(34)，該材料預施加至模型中作為第一步驟(應了解到聚合物基質材料層可與氣體產生材料預混合，並以單層混合材料施加)。薄片形式之聚合物基質(32)較佳具特定尺寸 ，以沿著模型表面(36)全區域延伸。
應了解到在圖5與其他圖示中，各組件之形狀係圖示出。尤其是，各元件之相對厚度並未按比例示出。就本範例而言，基質層之較佳厚度為約1 mm，其中該基板厚度為約5cm。
開孔性發泡體基板(40) (在本範例中，所使用之發泡體具孔徑範圍為0.5至3 mm，且密度為100至500 kg/m3 )塊材係置於薄片-形式聚合物基質材料(32)上(同樣地，應了解到各層可以相反順序施加)。之後壓製材料，且較佳加熱(42)，以製造單相複合材料結構。較佳加熱至溫度大於約100 °C，較佳大於120 °C。
藉由使用開孔性發泡體，就薄片-形式聚合物基質材料而言，可流入該基板之開孔中，因此可形成強結合。此外，可使用模型加熱，以啟動薄片-形式聚合物基質材料(32)之固化製程，因此該方法亦可包含導致或可使材料固化之步驟。
此外，儘管未顯示，該方法可包含在基質材料與模型表面之間提供面網。應了解到，當氣體產生材料置於模型上方時，該面網較佳介於基質材料與氣體產生材料之間，以提供光滑表面外觀。較佳地，在模製時，該面網實質上置於聚合物基質成分之前。
此外，儘管未顯示，另一層聚合物基質可施加至基板對面，並施加壓力使二材料層與其間的基板層合。
聚合物基質材料可包括強化纖維，如墊、纖維織物、絲網或纖維網。例如，該聚合物基質材料可包含碳纖維、玻璃纖維與聚芳醯胺纖維。
如上所述，在較佳實施例中，該聚合物基質材料包含SMC(薄片模製化合物)。
不論選擇何種聚合物基質材料，較佳在壓製步驟中降低材料黏度。
在此述範例中，聚合物材料係以實質上單一厚度施加。然而，應了解到，可使用多層。
此外，若有需要，可包括強化纖維之額外層於基板與聚合物基質材料層之間。
在圖5所示之方法中，接近加熱模型表面(36)，SMC開始液化，並流入基板(40)表面與預成型氣體產生材料周圍之孔中。
SMC層(32)和基板(40)之間捕捉的空氣和其他氣體，可通過發泡體的開孔結構。各成分可在模型中足夠的時間，使SMC可固化為硬、固化外皮形式，以結合到模製基板上。
在圖5中，模型(36)之上表面與下表面二者可形成輪廓，然而，其非必須，可以模型成形，因而壓製為平板及/或加熱壓製板。 氣體產生材料範例
係測量一系列由三種類型之氣體產生材料產生的反應煙霧。三種類型之氣體產生材料為： A.  “具催化劑之先前技藝材料”包含硝酸鉀、酚-形式甲醛樹脂、甲苯磺酸、二氰二醯胺 B. “不具催化劑之先前技藝材料” 包含硝酸鉀、酚-形式甲醛樹脂、二氰二醯胺 C.  “本發明材料” 包含硝酸鉀、二氰二醯胺、經粉碎已發泡酚-形式甲醛樹脂
先前技藝材料由Villanova販售，產物部分商品名稱為‘Firestryker’。 “具催化劑之先前技藝材料”包含，以組成物總重量為基準， 60 %之硝酸鉀、13.73 %之酚-形式醛樹脂、1.29 %之甲苯磺酸、23.46 %之二氰二醯胺， 0.86 %之水。
由三種類型氣體產生材料產生之反應煙霧評估，係於兩小時期間進行，於體積7.7 m3 密閉箱中。就“不具催化劑之先前技藝材料”而言，三次進料，每次重量50 kg，燃燒歷時兩小時。每40分鐘間隔點燃一次進料，即第一次進料係於二小時間隔的開頭起始，第二次進料在40分鐘時，第三次進料在1小時20分鐘時。就“具催化劑之先前技藝材料”以及“本發明材料”而言，四次進料，每次重量50 kg，燃燒歷時兩小時。每30分鐘間隔點燃一次進料，即第一次進料係於二小時間隔的開頭起始，第二次進料在30分鐘時，第三次進料在1小時，最後一次在1.5小時。
測量探針係位於箱內小洞中。
係測量下列汙染物： 燃燒氣體：CO、NOx 、SOx (如 SO2 )、O2 •   酚 •   甲醛 •   氨 •   總氰類(氰化氫與鹽類) •   硫化氫 •   多核芳香烴 分析方法
有關於氣體汙染物燃燒之測量，係於第一次進料燃燒後20分鐘期間進行。所有其他測量係於兩小時期間進行。 燃燒氣體：CO、NOx 、SOx (如 SO2 )、O2
燃燒參數係連續測量。具NDIR偵測系統之可攜式計HORIBA，係用於測量CO和SO2 ，化學發光法用於測量NOx ，順磁性法用於測量O2 。 總氰類(氰化氫與鹽類) – UV-VIS –內部法 (Rif. Met. Uff. MU 2251:2008 + ISO 6703-2:1984)
進行氰化氫測量，使用NaOH水溶液作為測量支撐物。NaOH溶液係與 吡啶與巴比妥酸接觸，之後使用US-VIS 光譜儀，於波長578 nm分析。 酚 – GC-MS – Met. Uff. NIOSH 2546 1994
酚測量係使用XAD-7固體吸附劑管作為測量支撐。固體吸附劑試管用甲醇沖提。使用氣相層析法 - 質譜偵測系統進行分析。 甲醛 – HPLC-UV – Met. Uff. NIOSH 2016 1998
甲醛測量係使用含塗覆有2,4-二硝基苯肼之矽膠的卡匣作為測量支撐物。卡匣以乙腈沖提，用於HPLC。分析使用高壓液相層析法 (HPLC-UV)，具UV-VIS偵測系統分析。 多核芳香烴– GC-MS – Met. Uff. NIOSH 5515 1994
測量係使用一系列具玻璃纖維過濾器之XAD-2小管作為測量支撐物。過濾器與小管係以己烷-丙酮混合物沖提。所得溶液使用氣相層析質譜偵測系統分析。 氨 – UV-VIS – Met. Uff. NIOSH 6015 1994
氨測量係使用固體吸附管，其具有經硫酸活化之矽膠作為測量支撐物。支撐物係以超純水溶液沖提。所得溶液係使用UV-VIS光譜法分析。 硫化氫– IC – Met. Uff. NIOSH 6013 1994
硫化氫測量係使用固體吸附管，具椰子殼作為測量支撐物。固體吸附管係使用NaOH溶液沖提。所得溶液使用離子層析法分析。
玻璃纖維過濾器係用於需要使用固體吸附管之測量，以避免燃燒過程中產生的顆粒物質之吸附層堆積。過濾器亦經分析。 結果
燃燒氣體：CO、NOx 、SOx (如SO2 )、O2 ：測量結果並未顯示氣體產生材料發散出的燃燒氣體間有明顯差異。每一材料皆產生類似的燃燒氣體量，除了NOx 與CO之外，其在“具催化劑之先前技藝材料”中之製造量稍低。
酚：“不具催化劑之先前技藝材料”燃燒時製造出較少量之酚，與其他材料相較。無甲苯磺酸催化劑用於酚-形式醛樹脂交聯，在“不具催化劑之先前技藝材料”製備期間，表示交聯需要進行較長時間，因此可使未反應之酚散逸至大氣中。因此，“不具催化劑之先前技藝材料” 燃燒時釋放出較少量之酚。由於“本發明材料”中的樹脂已預先發泡，酚有些許時間可由發泡體散逸至大氣中。因此，該樹脂可視為 “老化”，與“具催化劑之先前技藝材料”中所使用的樹脂相較。
甲醛：每一氣體產生材料的甲醛值皆偏低。
氨：在三種類型的材料中，氨值皆接近，考慮到用於試驗的進料量和分析的性質。
多核芳香烴：結果顯示多核芳香烴係在燃燒時由材料之有機成分產生。平均而言，“本發明材料” 會產生較少量的芳香烴，與其他二種材料相較。不希望受到理論束縛，一般相信測得之較少量為 “本發明材料”燃燒溫度較高，導致多核芳香烴較多分解的結果。
硫化氫：“不具催化劑之先前技藝材料” 產生次要量的硫化氫(H2S)，極可能是由於無甲苯磺酸作為催化劑。“本發明材料”可產生更多的硫化氫，與 “具催化劑之先前技藝材料”相較。這在某種程度上預期為燃燒前的混合物中存在的硫相對量，顯示與某些其它成分量之組合。
總氰類(氰化氫與鹽類)：在“本發明材料” 與先前技藝殘料燃燒所產生的氰化物之間，具有相當大的差異。“本發明材料” 散發出的氰化物量較先前技藝材料小十倍以上，因此可允許使用較大量之氣體產生材料於每單位預定空間中。不希望受到任何理論束縛，一般相信 “本發明材料”觀察到的較小值，可能有助於燃燒的較高溫度，即超過 1000°C對上小於800°C。
如實驗證據所見，氣體產生材料適於抑制火災，特別是在密閉空間內，其中不希望副產物的潛在累積可能對人體有害。結果亦顯示，使用經粉碎已發泡聚合物會導致降低由包含氮燃料和氧化劑的氣體產生材料釋放出的氰化物量。 阻燃材料之範例 流程
上述複合材料之阻燃能力係藉由以火焰加熱材料一側30秒，之後休息20秒，其中該材料並未加熱。之後重複13次加熱複合材料與休息期間之流程。每一測試板具厚度9 mm。 1.        SMC與鋁形成之板材
形成包含100份樹脂與150份鋁之板材。由SMC與鋁形成之板的阻燃特性係如上所述測試。暴露於以火焰加熱及休息之循環13次之後，觀察整個板的火勢損傷，其中火焰由板之一側損傷至另一側。 2.  由含130份鋁與20份研磨的酚發泡體之SMC層形成之板材
形成包含100份樹脂、130份鋁與20份研磨酚發泡體之板材。暴露於以火焰加熱及休息之循環13次之後，觀察整個板的火勢損傷，其中火焰由板之一側損傷至另一側。然而，觀察到火勢燃燒整個板材需要的時間，為範例1之板材需要時間的三倍長。 3.由含130份鋁與20份上述與示範之氣體產生材料之SMC層形成之板材
形成包含100份樹脂，130 份鋁與20份氣體產生材料之板材。將該板暴露於火焰中，觀察到本發明之防火材料可在暴露後14秒內熄滅火焰，在包含休息的13個循環之每一者。以這種方式，無火焰明顯進入板材，因此，測試完後的板材仍保持實質上完整。
上面的結果明確顯示，使用本發明阻燃材料可達到顯著的優勢，而不會造成嚴重的火災損失。
10‧‧‧火勢抑制材料
12‧‧‧基質
14‧‧‧氣體產生材料
16‧‧‧纖維
20‧‧‧複合材料
22‧‧‧薄片形式之聚合物材料
24‧‧‧基板
26‧‧‧氣體產生材料
28‧‧‧開孔
32‧‧‧聚合物基質材料
34‧‧‧材料
36‧‧‧模型
40‧‧‧開孔性發泡體基板
42‧‧‧加熱
本發明將以下列範例與後附圖式而描述： 圖1為本發明阻燃材料之橫截面，其中氣體產生材料均勻分布於整個基質中； 圖2為本發明阻燃材料之橫截面，其中該基質的一側含有較高濃度的氣體產生材料； 圖3為本發明阻燃材料之橫截面，其中 該氣體產生材料在聚合物基質周邊具較高濃度； 圖4為本發明阻燃材料之橫截面，用於依據本發明抑制火勢；以及 圖5為各層代表圖 ， 當依據本發明模製為複合材料時。
10‧‧‧火勢抑制材料
12‧‧‧基質
14‧‧‧氣體產生材料
16‧‧‧纖維

Claims (51)

  1. 一種阻燃材料，包含與一基質混合的預成型之氣體產生材料，其中該預成型之氣體產生材料包含： d)  經粉碎之已發泡聚合物； e)  含氮燃料；以及 f)  氧化劑。
  2. 如請求項1之阻燃材料，其中該預成型氣體產生材料之已發泡聚合物係選自於酚樹脂發泡體、聚苯乙烯發泡體、聚胺基甲酸酯發泡體、聚氯乙烯發泡體、聚酯發泡體、聚醚發泡體，以及發泡體橡膠。
  3. 如請求項2之阻燃材料，其中該已發泡聚合物為酚樹脂發泡體。
  4. 如請求項1至3中任一項之阻燃材料，其中該預成型氣體產生材料之已發泡聚合物為開孔性(open-cell)。
  5. 如請求項1至4中任一項之阻燃材料，其中該預成型氣體產生材料之含氮燃料選自胍鹽、三唑與四唑，以及偶氮化合物。
  6. 如請求項5之阻燃材料，其中該含氮燃料為胍鹽或其衍生物。
  7. 如請求項1至6中任一項之阻燃材料，其中該預成型氣體產生材料之氧化劑係選自於鹼金屬硝酸鹽、過氯酸鹽或碳酸鹽。
  8. 如請求項7之阻燃材料，其中該氧化劑為硝酸鉀或碳酸鉀。
  9. 如請求項1至8中任一項之阻燃材料，其中該預成型氣體產生材料包含經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑，其量為： -    經粉碎已發泡聚合物為5至35重量%； -    含氮燃料為5至45重量%；以及 -    氧化劑為30至75重量%。
  10. 如請求項9之阻燃材料，其中該預成型氣體產生材料包含經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑，其量為： -    經粉碎已發泡聚合物之量為8至20 %； -    含氮燃料之量為19 至29 %；以及 -    氧化劑之量為55至69 %。
  11. 如請求項1至10中任一項之阻燃材料，其中該預成型氣體產生材料為顆粒形式。
  12. 如請求項11之阻燃材料，其中該經粉碎發泡聚合物具1至200 µm之平均粒徑。
  13. 如請求項11或12之阻燃材料，其中該含氮燃料具5至150 µm之平均粒徑。
  14. 如請求項11至13中任一項之阻燃材料，其中該氧化劑具1至100 µm之平均粒徑。
  15. 如請求項11至14中任一項之阻燃材料，其中該經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料及/或氧化劑之希望粒徑，係使用研磨機如球磨機製得。
  16. 如請求項11至15中任一項之阻燃材料，其中該經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑顆粒之混合物，為聚集形式。
  17. 如請求項1至16中任一項之阻燃材料，其中至少60 wt%之氣體產生材料為經粉碎已發泡聚合物、含氮燃料與氧化劑。
  18. 如請求項1至17中任一項之阻燃材料，其中該基質材料為聚合物性或瀝青性(bitumous)材料。
  19. 如請求項1至18中任一項之阻燃材料，其中該基質材料為聚合物。
  20. 如請求項19之阻燃材料，其中該聚合物基質係選自於溴化聚合物、聚乙烯、聚醯亞胺、聚胺基甲酸酯、聚苯并咪唑、聚苯并噁唑、聚苯并噻唑、聚唾液酸酯(polysialate)，以及酚樹脂。
  21. 如請求項20之阻燃材料，其中該聚合物基質為聚胺基甲酸酯或酚樹脂。
  22. 如請求項19之阻燃材料，其中該聚合物基質為SMC。
  23. 如請求項18之阻燃材料，其中該瀝青性(bitumous)材料係以無規聚丙烯(APP)、非晶形聚a烯烴(APAO)、熱塑性聚烯烴(TPO)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)、合成性橡膠或其他瀝青性修飾劑為基礎。
  24. 如請求項1至23中任一項之阻燃材料，其中該基質更包含至少一滅火劑，係選自於鉍、銻、三氧化銻、氯化石蠟、溴化聚合物、磷酸酯、聚磷酸銨、氫氧化鎂、氫氧化鋁，以及硼酸鋅。
  25. 如請求項1至24中任一項之阻燃材料，其中該氣體產生材料係以至多85%基質重量之量來與基質混合。
  26. 如請求項1至25中任一項之阻燃材料，其中該氣體產生材料係以25至75%基質重量之量來與基質混合。
  27. 如請求項1至26中任一項之阻燃材料，其中該氣體產生材料係均勻分布於基質整體中。
  28. 一種阻燃複合材料，包含結合至一聚合物材料層之一基板，並更包含一氣體產生材料，其與該聚合物材料及/或該基板混合。
  29. 如請求項28之阻燃複合材料，其中該氣體產生材料位於聚合物材料及/或基板之基質中。
  30. 如請求項28或29中任一項之複合材料，其中該氣體產生材料係如請求項1至17中任一項所述者。
  31. 如請求項28至30中任一項之複合材料，其中該聚合物材料為SMC。
  32. 如請求項28至31中任一項之複合材料，其中該氣體產生材料完全均勻分布於聚合物材料中。
  33. 如請求項28至32中任一項之複合材料，其中該基板係選自於已發泡聚合物樹脂，如酚樹脂發泡體、聚苯乙烯發泡體、聚胺基甲酸酯發泡體、聚氯乙烯發泡體、聚酯發泡體、聚醚發泡體與發泡橡膠。
  34. 如請求項第33項之複合材料，其中該基板為開孔性已發泡酚樹脂。
  35. 如請求項28至34中任一項之複合材料，其中該氣體產生材料存在於聚合物材料之基質中。
  36. 一種形成阻燃材料之方法，該方法包含： (i) 提供如請求項1至17中任一項之預成型氣體產生材料； (ii)         提供呈液態的如請求項18至24中任一項之基質；以及 (iii)       混合該預成型氣體產生材料與液態基質。
  37. 如請求項36之形成阻燃材料之方法，更包含加工該氣體產生材料與液態基質混合物之步驟。
  38. 如請求項37之形成阻燃材料之方法，其中加工步驟包含模製、擠出、壓製或以其他方式加工該材料。
  39. 如請求項36至38中任一項之形成阻燃材料之方法，更包含固化及/或定型該基質材料之步驟。
  40. 如請求項37至39中任一項之形成阻燃材料之方法，其中該材料形成為壁板、天花板、地板、包層或分隔板。
  41. 如請求項37至39中任一項之形成阻燃材料之方法，其中該材料形成為一般家居物件，如桌子之至少一部分、椅子之至少一部分、花瓶、架子或櫥櫃之至少一部分。
  42. 如請求項37至39中任一項之形成阻燃材料之方法，其中該材料形成為磁磚，如屋瓦。
  43. 如請求項37至42中任一項之形成阻燃材料之方法，包含下列步驟： (i) 提供一氣體產生材料與基質之混合物之層； (ii) 提供一已發泡開孔式基板層； (iii) 施加該氣體產生材料與基質混合物層至該基板上；以及 (iv) 壓製該氣體產生材料與基質之混合物層至該基板上。
  44. 如請求項43之方法，更包含壓製時之加熱步驟。
  45. 如請求項43或44之方法，其中氣體及/或蒸氣係通過基板之一部分而自壓製區域移出。
  46. 如請求項43至45中任一項之方法，其中該氣體產生材料與基質混合物之一部分，會於壓製步驟流入基板表面。
  47. 如請求項43至46中任一項之方法，其中所得產物包含經固化之聚合物基質層與開孔式基板 。
  48. 天花板、地板、包層或分隔板，包含如請求項1至35中任一項之阻燃材料。
  49. 椅子、花瓶、架子或櫥櫃或其一部分，包含如請求項1至35中任一項之阻燃材料。
  50. 一種磁磚，包含如請求項1至35中任一項之阻燃材料。
  51. 一種如請求項1至17中任一項之氣體產生材料之用途，係用以預防、限制或降低如請求項18至24中任一項之基質材料燃燒。
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