具有改进的低温柔韧性的膨胀型涂层制造技术

本发明专利技术涉及用于膨胀型涂层的新反应体系。膨胀型涂层特别用于金属构件(例如建筑物构造中的梁)的防火。在发生火灾的情形下，这些涂层经历反应性发泡，并因此在金属梁上形成具有低导热性的防火隔绝层，并且其通过它产生的隔绝作用延缓了所述构件的早期热致失效。本发明专利技术具体地涉及具有改进的低温柔韧性的树脂体系，其甚至在低温下也能确保良好的金属粘附性和抗冲击性，同时避免了在其他情况下在树脂体系中常见的聚合物组分。常见的聚合物组分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有改进的低温柔韧性的膨胀型涂层


[0001]本专利技术涉及用于膨胀型涂层的新反应体系。膨胀型涂层特别用于金属构件(例如建筑物构造中的梁)的防火。在发生火灾的情形下，这些涂层经历反应性发泡，并因此在金属梁上形成具有低导热性的防火隔绝层，并且其通过它产生的隔绝作用延缓了所述构件的早期热致失效。
[0002]本专利技术具体地涉及具有改进的低温柔韧性的树脂体系，其甚至在低温下也能确保良好的金属粘附性和抗冲击性，同时避免了在其他情况下在树脂体系中常见的聚合物组分。

技术介绍

[0003]第一代膨胀型涂层体系基于高分子量热塑性树脂，该树脂基于(甲基)丙烯酸酯和/或乙烯基单体，并且所述体系需要高含量的溶剂或水以施加到金属表面上。由于高的溶剂含量，在此也描述水性体系，这些体系需要相应长的干燥时间。
[0004]膨胀型涂层通常是在构造阶段期间现场施加的。然而，在交付给建筑工地之前进行非现场施加是优选的，因为这可以在受控条件下进行。然而，缓慢干燥导致不经济的、效率低下的后处理时间。长的后处理时间在这里是特别重要的，因为树脂必须从不同侧面依次进行施加并且每个侧面都必须被干燥以获得完全涂覆。
[0005]基于环氧化物的膨胀型涂层优选用于海上工业。它们的特征在于良好的抗老化性和相对短的干燥时间。聚氨酯体系也已被深入研究。它们的特点同样在于相对短的干燥时间和良好的防水性。然而，防火测试的结果是不令人满意的，因为涂层对钢的粘附性差。其详细信息可以在以下文献中找到：“Development of alternative technologies for off
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site applied intumescent”(非现场施加的膨胀型涂层的替代技术的开发)，Longdon,P.J.,European Commission,[Report]EUR(2005),EUR 21216,1
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141。
[0006]另一代膨胀型涂层基于(甲基)丙烯酸酯反应性树脂。它们的施加具有很大优点，即在此不需要溶剂；而一旦施加，所述树脂就会相对快速地固化。这不仅导致更快速的加工，而且还特别导致在所施加涂层中的残留挥发性成分的含量较低。这样的膨胀型涂层体系在EP 1636 318中首次公开。
[0007]基于(甲基)丙烯酸酯的体系的进一步改进例如公开在EP 2 171004中。它的特征在于酸基团的含量特别高，从而改进了金属粘附性。
[0008]EP 2 171 005公开了这种体系的进一步进展。这种进展的特征特别在于具有间隔基团的二元酸或可共聚酸的共聚。这可以额外改进金属粘附性。
[0009]然而，所有这些体系都仍需要进一步改进。例如，在可配制性方面的自由度受到很大限制。也只能施加相对厚的层。这些缺点的组合效果还导致例如：在需要或者发生火灾的情形下，仅可在较低程度上预先调节泡沫高度。
[0010]此外，由所述树脂的相对复杂的制备方法也会产生缺点。所有在现有技术中描述的(甲基)丙烯酸酯体系(它们在其他情况下是非常有利的)的共同点是，在此仅离散地制备
在所述树脂中存在的固体热塑性聚合物，然后将其溶解在单体组分中并与添加剂一起进行预先配制，最终在即将施加之前，作为双组分体系经历最后的配制。这种工艺链是相对复杂的，并且对使它简化有着很大的兴趣。
[0011]申请号为20162308.9的欧洲专利申请公开了借助于新方法制备的树脂体系。在这个方法中，将单体混合物聚合直到最大聚合度为70％。由此形成的基于甲基丙烯酸酯的聚合物组分的玻璃化转变温度为
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20℃至23℃，并且因此显著低于上述现有技术中描述的玻璃化转变温度。尽管如此，这些体系的低温柔韧性仍然有限，尤其是在仅使用(甲基)丙烯酸酯聚合物组分时。

技术实现思路

[0012]专利技术目的
[0013]相对于现有技术，本专利技术的目的是提供一种在低温下特别柔韧的反应性树脂体系，其用于制备具有改进的抗冲击性并且可以非现场施加的基于(甲基)丙烯酸酯的膨胀型涂层。
[0014]在此，需要一种用于膨胀型涂层的反应性树脂体系的简化制备方法，其中与现有技术相比，可以省去在能量上耗费的引入固体(甲基)丙烯酸酯聚合物组分的步骤。
[0015]另一个目的是提供一种用于双组分膨胀型涂层的新配制剂，该新配制剂除了非常好的金属粘附性和易于加工性之外，还允许关于以下方面的自由度：添加添加剂和调节随后的发泡控制，特别是关于预先调节随后的泡沫高度和泡沫品质，例如特别高比例的闭孔泡沫。
[0016]未明确说明的其它目的可在下文中从说明书中或从实施例中以及从本专利技术的总体关联中变得显而易见。
[0017]解决方案
[0018]这些目的通过一种新的膨胀型配制剂和用于这样的膨胀型配制剂的反应性树脂体系以及由其制备的涂层来实现。特别地，本专利技术涉及液体的、可发泡的膨胀型配制剂，其包含树脂体系，所述树脂体系的特征在于它包含至少一种具有1500至35 000g/mol的数均分子量M
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和低于15℃的玻璃化转变温度的第一聚合物、至少一种乙烯基单体和至少一种在高于200℃温度下起发泡剂作用的组分。在此，由所述膨胀型配制剂制备的涂层可通过聚合固化。此外，本专利技术的膨胀型配制剂的特征在于，在引发所述聚合之前，它不包含具有酸官能团且同时分子量大于1500g/mol的组分。
[0019]这种第一聚合物优选具有能够与乙烯基单体共聚的官能团。借助于这种官能团，聚合物链在反应性树脂的固化过程中被引入到在聚合期间形成的乙烯基聚合物链中。所述第一聚合物在此也可以在每条链中含有多于一个的所述可共聚乙烯基官能团。此处，所述链优选在每条链中含有多于2个，特别优选多于2.1个，和尤其优选多于2.3个所述官能团。在每条链中的所述官能团的比例越大，在固化的膨胀型涂层中的交联度就越高，这在高交联度的情况下尤其增加了硬度。所述涂层的脆性也可随着交联度的上升而同时增加，但这可通过适当选择聚合物，和特别是适当选择单体来抵消。
[0020]所述第一聚合物特别优选是液体聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、液体环氧(甲基)丙烯酸酯、液体聚醚(甲基)丙烯酸酯、液体聚酯(甲基)丙烯酸酯或它们的混合物。特别优选液体聚
氨酯(甲基)丙烯酸酯。由多元醇、异氰酸酯和羟基官能化的丙烯酸酯制备的聚氨酯丙烯酸酯的市售实例是得自Allnex公司的EBECRYL 230。
[0021]可以使用商业液体聚合物及其与基于(甲基)丙烯酸酯的反应性稀释剂(例如甲基丙烯酸甲酯)的混合物。
[0022]或者，所述液体聚合物可以例如通过以下过程制备：在第一步骤中，例如在搅拌釜中，使异氰酸酯与(甲基)丙烯酸羟烷基酯和大分子多元醇反应，然后在第二步骤中混入反应性树脂的其它组分。这种方案可以被描述为原位法。
[0023]根据本专利技术，术语“液体聚合物”被理解为数均分子量M
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为1000至35 000g/mol，优选1500至20 000g/mol，更优选150本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种包含树脂体系的液体的可发泡的膨胀型配制剂，其特征在于，所述树脂体系包含至少一种数均分子量M
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为1000至35 000g/mol且玻璃化转变温度低于15℃的第一聚合物、至少一种乙烯基单体和至少一种在高于200℃的温度下起到发泡剂作用的组分，其中由所述膨胀型配制剂制备的涂层可通过聚合固化，并且在引发所述聚合之前，不包含具有酸官能团且同时分子量大于1500g/mol的组分。2.根据权利要求1所述的膨胀型配制剂，其特征在于，所述第一聚合物具有小于250 000mPa
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s的动态粘度和能够与乙烯基单体共聚的官能团。3.根据权利要求2所述的膨胀型配制剂，其特征在于，所述第一聚合物是液体聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、液体环氧(甲基)丙烯酸酯、液体聚醚(甲基)丙烯酸酯、液体聚酯(甲基)丙烯酸酯或它们的混合物，优选液体聚氨酯(甲基)丙烯酸酯。4.根据权利要求1至3中至少一项所述的膨胀型配制剂，其特征在于，在所述树脂体系中的乙烯基单体是(甲基)丙烯酸酯和/或由不同(甲基)丙烯酸酯和/或能够与(甲基)丙烯酸酯共聚的单体形成的混合物。5.根据权利要求4所述的膨胀型配制剂，其特征在于，所述乙烯基单体选自甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2
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乙基己酯、苯乙烯和所述单体的组合。6.根据权利要求1至5中至少一项所述的膨胀型配制剂，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：罗姆化学有限责任公司，
类型：发明
国别省市：