改进的可喷涂防火组合物制造技术

包括轻质聚集体和凝固抑制剂的改进可喷涂石膏基防火组合物，其中所述凝固抑制剂的量为能有效地使所述组合物的凝固延迟至少２４小时、优选至少７２－９６小时而不会引起组合物溶胀或收缩或喷涂施工时在组合物上形成盐层。此防火组合物可在常规喷涂软管中保持流动性过夜，同时在第二天或接连的工作日中当喷涂施用于底材上时还能注入凝固促进剂（如硫酸铝）。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利
本专利技术涉及一种可喷涂施工的、石膏基的防火组合物，该组合物含有其量足以使组合物延迟凝固至少24小时、优选至少72小时的某种凝固抑制剂，该组合物还依然可与凝固促进剂一起混合喷涂施工并提供一种有效的防火组合物，其中一种是具有优异悬挂性能及收率的可泵送和可喷涂施工型的组合物。本专利技术示例性的新型组合物使用了石膏基粘合剂及凝固抑制剂，包括其量足以使防火组合物延迟凝固至少24小时、优选最高可达72-96小时或更多的羟基羧酸、聚羧酸、磷酸，或其盐或衍生物。本专利技术另一个示例性的新型组合物包括使用石膏基粘合剂和其量为防火组合物中粘合剂重量的0.4-7.5％的蛋白质类凝固抑制剂，其中凝固延迟至少24小时。本专利技术也涉及一种方法，其中采用抑制剂使石膏基防火组合物在喷涂设备中以流体的形态过夜，而在第二天与可注入的凝固促进剂(如硫酸铝)仍保持可喷涂施工的性能。本专利技术背景众所周知，为了在金属构件和其他建筑表面上提供耐热涂层必须喷涂施用防火淤浆。美国专利3,719,513和3,839,059(此处通过引用并入本文)公开了石膏基制剂，除了石膏粘合剂外此制剂还含有轻质无机聚集体(如蛭石)、纤维状物(如纤维素)和携气剂。美国专利4,751,024(此处通过引用并入本文)公开了含有作为防火组合物中轻质聚集体的聚苯乙烯屑的可喷涂防火组合物。由于防火组合物通常以干混合物的形式被送至建筑施工现场，然后通过加入适量的水形成淤浆，其制备和施用过程可能花费许多小时的时间。因而通常尽量延迟混合物的凝固时间以便提供一个可为人接受的现场贮存期。这种在搅拌机的延迟与喷涂施用后要求的快速凝固时间相矛盾；人们急切希望当组合物喷涂施用后能得到快速的凝固时间以便提供防火主体。因此，需要在使用抑制剂和促进剂之间取得准确的平衡，然而这很难做到。显然，如果在进料斗或搅拌机中使混合物基本上硬化，则其将无法泵送，对其目的应用毫无用处可言。这种防火淤浆通常在地面上制备并泵送至使用点，在使用点处喷涂施用于底材上。在包括高层建筑的情况中使用点通常超过二十或三十层。美国专利4,934,596和5,520,332(此处通过引用并入本文)分别公开了一种方法以及通过软管和喷嘴可用于喷涂施用防火组合物的设备。通过注入导入促进剂流体并均匀分配于流动的淤浆中以便在施用后加速喷涂施用的防火组合物的凝固。因此，在可喷涂的防火淤浆中包含凝固抑制剂和凝固促进剂并非是偶然或凭直觉的选择。这种防火淤浆的配方和制备之所以复杂是因为可泵性是关键的特征所配制的组合物必须保持使其能够容易泵送并送至高处的大量的水，同时还必须维持足以防止各种成分发生分离或沉降并使底材以给定的厚度得到适宜的收率或覆盖率的稠度。组合物必须能够携带性质稳定的空气以便通过常规防火喷涂设备进行泵送。涂料混合物在淤浆状和干的状态下都必须能够粘附于底材上。同时，混合物凝固时必须不能出现因过度的膨胀或收缩而导致严重损害干燥涂层的隔离价值的裂纹的形成。包括搅拌机、泵、软管、喷嘴和其他辅助设备的喷涂设备在完成施工作业后通常需要泵水进行清洗以确保不使可喷涂组合物在过夜后硬化并堵塞设备。因而，在每一个工作日结束时操作者都需要花费时间清除并清洗其设备。此外，从搅拌机和软管泵出的未使用淤浆也存在环境方面的问题。因此，目前的防火剂导致了损失生产时间并产生浪废的问题。目前可泵送的防火淤浆含有其量为组合物中粘合剂重量的0.2-0.25％的蛋白质基物质(如马蹄)，这种物质使淤浆的凝固时间延迟了约4-12小时。但在本专利技术出现之前，在防火工业中一直未指出或提议能够将凝固时间延迟至少24小时和最高可达72-96小时的用于喷涂施用的石膏基防火组合物。本专利技术人私下推断，在其间可以使用数量足以使防火组合物延迟凝固过夜(如16-24小时)或延迟过周末的蛋白质基凝固抑制剂，而高浓度的蛋白质类凝固抑制剂将产生令人极其不适的气味。此外，在美学效果显得重要的场合中，大量的这种含蛋白质的凝固抑制剂可能产生不利的后果使施用并就地凝固的防火涂料产生色斑。然而，直到本专利技术人完成以下将提出的内部试验后才认识到其早期关于采用延迟凝固的抑制剂而不会丧失石膏基防火组合物的防火性能的私下推断是多么地具有创造力。本专利技术概要在克服先有技术各种缺点的基础上，本专利技术提供了一种当与水混合形成可喷涂淤浆时能够在常规喷涂设备中维持其流动性过夜(或周末)，并且在第二天当与注入的凝固促进剂一起使用时依然保持喷涂施用性能(如以上背景部分所述)的改进的石膏基防火组合物。因此，本专利技术涉及在喷涂施用操作期间具有“延迟凝固”性能的防火组合物及方法。本专利技术的一个示例性防火组合物包括石膏基粘合剂、至少一种堆积密度为0.4-10磅/立方英尺(6.4-160千克/立方米)的轻质聚集体，并且还包括(a)选自羟基羧酸或其盐或其衍生物、聚羧酸或其盐或其衍生物，或磷酸或其盐或其衍生物的合成凝固抑制剂；或(b)基于防火组合物中粘合剂总的干重计算(35-150°F)其量至少为0.4％、更优选为0.4-7.5％(最优选为0.5-5.0％)的蛋白质类凝固抑制剂。一种优选的凝固抑制剂包括聚丙烯酸钠，当将其置于防火组合物(通常以含有粘合剂的粉末和聚集体的形式提供，然后再与水混合)的含水淤浆环境时形成聚丙烯酸。基于防火组合物中粘合剂组分总的干重计算，优选聚丙烯酸钠的用量为至少0.25-4.5％。一种用于延迟石膏基防火组合物凝固的示例性方法包括将以下物质掺合进组合物中至少一种堆积密度为0.4-10.0磅/立方英尺(6.4-160千克/立方米)的轻质聚集体，和包括(a)选自羟基羧酸或其盐或其衍生物、聚羧酸或其盐或其衍生物，或磷酸或其盐或其衍生物的合成凝固抑制剂；或(b)基于防火组合物中粘合剂总的干重计算(通常防火组合物的喷涂施用温度范围为35-150°F)其量至少为0.4％、更优选为0.4-7.5％(最优选为0.4-4.0％)的蛋白质类凝固抑制剂的凝固抑制剂。本专利技术的新颖性和创造性在于具体描述的凝固抑制剂可用在采用如美国专利4,904,503、4,934,596或5,520,332(此处通过引用并入本文)所述的常规喷涂设备和方法的常规石膏基防火组合物中。一种示例性的防火方法包括(a)通过搅拌机和软管喷涂施用包括蛋白质类凝固抑制剂(其中基于粘合剂组分的干重计算该凝固抑制剂的用量远低于0.4％)的第一种石膏基防火组合物；和(b)随后将包括(a)选自羟基羧酸或其盐或其衍生物、聚羧酸或其盐或其衍生物，或磷酸或其盐或其衍生物的合成凝固抑制剂；或(b)基于组合物中粘合剂的干重计算其量为0.4-7.5％(更优选为0.4-4.0％)的蛋白质类凝固抑制剂的第二种石膏基防火组合物导入相同的搅拌机和相同的软管中。第二种石膏基防火组合物可任选含有着色剂、染料或颜料以使操作者能够肉眼分辨出两种防火组合物，并且操作者可因此根据肉眼确定第二种组合物完全进入喷涂设备，这样安全地停止运转过夜或周末(视情况而定)。操作者可以在第二天采用注入的凝固促进剂继续喷涂施用，并可任选地回复到第一种防火组合物(具有较低含量的凝固抑制剂)。在以下将进一步详细描述本专利技术的各种特征及优点。示例性实施方案的详述除非另有说明，否则此处所给的所有百分数及比例均按重量计(基于制备防火淤浆的干(粉末)混本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防火组合物，所述组合物包括：石膏基粘合剂；至少一种堆积密度为０．４－１０磅／立方英尺（６．４－１６０千克／立方米）的轻质聚集体；还包括（ａ）选自羟基羧酸或其盐或其衍生物、聚羧酸或其盐或其衍生物，或磷酸或其盐或其衍生物的合成凝固抑制剂；或（ｂ）基于所述组合物中粘合剂干重计算其量至少为０．４％的蛋白质类凝固抑制剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：LJ金德特，DM希尔顿，RP佩里托，
申请(专利权)人：格雷斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]