发泡防火组合物和方法技术

公开了适合于形成发泡的有粘结性的组合物的制剂，该发泡的有粘结性的组合物本身，生产水凝粘合剂泡沫的方法，和将得到的泡沫输送和涂覆到基材上的方法。形成可泵送的有粘结性的浆液，将该浆液与气体例如空气混合，并且经受机械地产生的湍流以产生气泡和形成泡沫，其优选用存在于浆液中的泡沫稳定剂例如聚乙烯醇来稳定。然后将该泡沫输送到喷嘴或者其他适合的分配点，将其从该处涂覆（例如喷涂）（优选均匀地）到要被涂覆的基材上。在分配之前，优选注入促凝剂，其引起泡沫凝胶化，这进而改进基材上的产品的可悬挂性。喷涂材料粘合到基材上并且硬化，在基材上形成绝缘涂层。还公开了干燥组合物，其包含能水合的有粘结性的粘结剂、机械泡沫稳定剂和任选地纤维组分、缓凝剂和加气剂，所述组合物在加入水、气体和机械湍流时，提供可凝固的泡沫，其能喷涂到钢结构元件上，并且在喷涂之后和在凝固之后其以发泡状态被粘合到所述元件上。在凝固之后，该泡沫在元件上形成防火和防热的粘附性涂层。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Foam fire retardant compositions and methods

Disclosed formulations suitable for forming foam with composition of adhesion, the foamed cementitious compositions and production method of binder foam, and foam delivery will be applied to a substrate and method. The formation of a pumpable cementitious slurry, the slurry is mixed with a gas such as air turbulence, and is subjected to mechanically generated by the bubble and bubble, foam stabilizer which preferably is present in the slurry such as polyvinyl alcohol to stabilize. The foam is then conveyed to the nozzle or other suitable dispensing point and is coated (e.g. spraying) from the site (preferably evenly) onto the substrate to be coated. Prior to dispensing, preferred coagulant is injected which causes foam gelation, which in turn improves the suspension of the product on the substrate. The spraying material is bonded to the substrate and hardened to form an insulating coating on the substrate. Also disclosed are dry compositions comprising a hydratable cementitious binder, mechanical foam stabilizer and optionally a fibrous component, retarder and air entraining agent, the composition on the addition of water, gas and mechanical turbulence, provide a settable foam which can be sprayed onto steel structure element, and in after spraying and after freezing the foaming state is adherent to the member. Upon solidification, the foam forms a fireproof and thermal resistant adhesion coating on the element.

【技术实现步骤摘要】
该申请是共同待审定申请系列号10/044,407(2002年1月11日提出)的部分连续申请，系列号10/044,407是2001年9月3日提出的PCT/IB01/01604的部分连续申请，其公开的内容在此引为参考。
技术介绍
在安装钢结构的过程中，一般将厚的无机材料涂层涂覆到金属结构元件上，以达到许多目的，包括阻火、改进外观和消音。虽然这些年来已经将几种类型的制剂应用于这些目的，但是至今最成功的体系是在钢表面上喷涂可凝固的含水混合物，该可凝固的含水混合物基本上由以下成分组成煅烧石膏，用于降低混合物密度的轻质无机集料材料例如片状剥落的蛭石或者切细的发泡聚苯乙烯，纤维状材料例如高湿容积纤维素纤维和玻璃纤维的混合物，以及使湿混合物可泵送的加气剂。Bragg在美国专利3,719,573和3,839,059中描述了这类组合物以及最可取的涂覆技术，即泵送该含水混合物和直接将其以一个层喷涂在钢上。这类浆液一般在地平面制备，然后泵送到涂覆地点，在那里喷涂到基材上。在包括高耸结构的场合，涂覆地点通常超过20或者30层楼高。因此，在配制和制备中浆液的可泵送性是重要的指标。浆液必须保持大量的水，以便使它们能够容易地泵送和达到很大的高度，同时它们必须仍然保持足够的稠度，以防止成分分离或者沉淀，并且在给定的厚度下提供足够的产率或者基材覆盖度。涂料混合物还必须能够粘合到基材上，无论是在涂覆期间的浆液状态还是在涂覆之后的干燥或者“凝固”状态。此外，混合物在凝固时必须不过度地膨胀或者收缩，膨胀或者收缩可能导致形成龟裂，这将严重地损害干燥涂层的隔绝性价值。在常规方法中，防火混合物以干燥混合物的形式被运输到应用地点，然后在混合机中加入适量水分以形成可泵送的浆液。该浆液从临时保留设备中泵送到涂覆地点。当组分被泵送通过一定距离时，在达到最后目的地之前可能发生先期凝固。此外，制备和应用过程可能间隔许多小时。因此，一般通过加入缓凝剂来延迟混合物的凝固时间，以获得有效的现场适用期。此外，加气剂例如α-烯烃磺酸盐和十二烷基硫酸钠被用来提高浆液的可泵送性。此外，由于可喷涂防火组合物在凝固或者固化期间和之后对未涂底涂层的和涂底涂层的钢基材两者具有较差的粘合性和内聚力，因此在防火涂层已经凝固或者固化而充分地粘合和附着到基材上以前妨碍了工作人员在喷涂过的平台地板上行走。更具体地，在混凝土被浇铸(对于地板)或者进行屋顶铺设(绝热，HVAC等等)完成之前，在未完工的地板和/或屋顶平台上不能进行平台喷涂，因为在平台上进行的活动可能引起平台挠曲和引起防火涂层脱落。在能够在平台上行走以前获得适合的粘合性和内聚力所需要的时间一般超过24小时。此外，某些钢基材是用材料涂底涂层的，对于该材料，含水凝粘合剂的组合物是不能良好地粘合或者附着的。在这类例子中，基材必须经过喷砂，这是昂贵的并且通常是低效率的，或者再次用组合物能够较好地与之粘合和附着的第三涂层(tricoat)涂底涂层。授予Hilton等的美国专利4,904,503教导了通过在喷涂之前在浆液中注入酸性凝固促进剂例如明矾来加速上述泵送和喷涂的防火混合物的凝固时间以及“产率(yield)”。该酸剂，在引起加速凝固之前，与混合物中存在的碱性材料例如碳酸钙反应产生气体，例如二氧化碳。逸出的气体使浆液膨胀或者发泡，这使所用的每给定重量的干燥防火涂料的凝固之后的涂覆防火涂层的密度得到进一步降低和体积得到进一步增大。这类“化学发泡的”、“高产率”喷涂防火涂料已经在全世界被成功地工业化。每单位重量干混合物的涂覆防火涂层的“产率”或者体积是产品获得商业成功的一个重要因素。对于一定量的制剂而言，产率越高，涂覆器能够达到的覆盖度越大。产率一般通过本领域中已知的方法计算，其为板英尺(board feet)/组合物干重。美国专利3,963,507公开了包含特定比率的水溶性、低粘度纤维素衍生物例如甲基纤维素、乙基甲基纤维素和羟乙基甲基纤维素；高粘度纤维素衍生物和作为发泡促进剂的聚乙烯醇的发泡灰浆。美国专利4,518,652公开了生产石膏墙板的方法，包括生产包含聚乙烯醇和水的泡沫，将该泡沫加入含水有粘结性的浆液，在纸护板之间沉积该浆液，和使该浆液凝固。可以将沥青和蜡的乳液加入所述有粘结性的浆液，以提供耐水性。美国专利4,518,652公开了制造轻质石膏墙板的方法，包括在石膏浆液中加入预先生成的泡沫，然后将泡沫-浆液混合物凝固。所述泡沫通过将聚乙烯醇溶解在水中和将其置于高剪切发泡装置中来形成。希望生产一种可泵送的、低密度的、高产率的可喷涂防火组合物，其能消除或者减少对轻质集料的需要。进一步希望生产低密度、高产率、可泵送、可喷涂防火组合物，其可以容易地在涂覆地点制备，而不需要高剪切发泡装置等，并且在涂覆时其导致优异的产率。还希望生产可泵送、可喷涂防火组合物，该组合物对正在其上涂覆该组合物的基材具有优异的粘合性和内聚力，甚至在组合物完全凝固或者固化以前也是如此。
技术实现思路
本专利技术涉及适合于形成发泡的和未发泡的有粘结性的组合物的制剂，所述发泡的有粘结性的组合物，形成水凝粘合剂泡沫的方法，将得到的有粘结性的组合物输送和涂覆到基材上的方法，和提高有粘结性的组合物对基材的粘合性和内聚力的方法。更具体地，在本专利技术的一个实施方案中，形成了可泵送的有粘结性的浆液，任选地将该浆液与气体例如空气混合，然后任选地经受用机械方法产生的湍流以产生气泡和产生泡沫，其优选借助于泡沫稳定剂、例如存在于该浆液中的聚乙烯醇而被稳定。可以加入基材粘合性和内聚力提高剂，例如液态胶乳。然后将该泡沫或者未发泡的组合物输送到喷嘴或者其他适合的分配点，将其从该处涂覆(例如喷涂)(优选均匀地)到被涂覆的基材上。在分配之前，优选注入促凝剂，其引起泡沫凝胶化，这进而改进基材上的产品的可悬挂性(hangability)。喷涂材料粘合到基材上并且硬化，在基材上形成绝缘涂层。尤其优选的组合物能够提供高产率的防火涂层，其能够以大约1800板英尺/小时的典型工业应用速率被涂覆到基材上。本专利技术还涉及干燥组合物，其包含能水合的有粘结性的粘结剂、机械泡沫稳定剂和/或基材粘合性和内聚力提高剂，以及任选地纤维组分、缓凝剂和加气剂，在加入水时，和任选地加入气体和机械湍流时，所述组合物提供可凝固的泡沫或者浆液，其能够被喷涂到钢结构元件上，并且在喷涂之后其以发泡或者浆液化状态和在凝固之后粘附到元件上。在凝固之后，该泡沫或者浆液在元件上形成防火和防热的粘附性涂层。基材粘合性和内聚力提高剂能够在凝固或者固化期间和之后改进组合物对基材的粘合性。这种粘合性通过在凝固或者固化期间形成的晶体和基材之间产生的键合形成。基材粘合性和内聚力提高剂还能够在凝固或者固化期间和之后改进组合物对基材的内聚力。当在环境温度接近或者低于0℃时涂覆该组合物时，该试剂的存在可能是尤其有利的。在这种条件下，在基材上的任何结冰作用都将不利地影响组合物保留在基材上的能力。这要求要么将涂覆推迟到环境温度升高以后，要么人工地提高环境温度以防止结冰作用。使用本专利技术的基材粘合性和内聚力试剂，组合物能够被有效地涂覆，而不必须将基材加热到高于0℃。附图说明图1是本专利技术一个实施方案的泡沫的微观结构电子显微镜图像，其中硫酸铝被注入到该泡沫中；图2是本专利技术一个实施方案的泡本文档来自技高网...

【技术保护点】
生产水凝粘合剂泡沫的方法，所述方法包括：形成包含水凝粘合剂、泡沫稳定剂和水的浆液；将所述浆液输送到一定长度的软管；将一定量的气体加入在所述长度的软管中的所述浆液中，其流速和压力足以使所述浆液发泡和将所述泡沫输送通过所 述长度的软管。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：DM希尔顿，MD莫甘，MW塞蒙斯，TM塞蒙斯，
申请(专利权)人：格雷斯公司，温泽技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]