本发明专利技术涉及火焰或热流防护性涂料组合物，该组合物含有分散于硅树脂中的玻璃纤维、中空玻璃球或两者的组合。本发明专利技术还涉及火焰或热流防护板，该防护板含有片状形式的分散于硅树脂中的中空玻璃球或片状形式的玻璃纤维和硅树脂，其中玻璃纤维分散于硅树脂中或者玻璃纤维是包被硅树脂的编织布。本发明专利技术还涉及应用火焰或热流的防护涂层或防护板形式的物件以及用火焰或热流防护涂料组合物包被物件的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
热障涂层(TBC)从持续时间久的或极度的热流中隔离和保护基体，并使得基体材料在使用中保留其机械性能的完整性。系统类型及其成分的选择取决于用途。热量可以通过几种方法从基体中耗散，包括热沉、主动冷却、蒸腾冷却、辐射冷却以及膨胀。需要一种涂料，该涂料当受到高机械应力时能够保护基体免于高温暴露，对破损具有高应力(即韧性)，并且在恶劣低温下具有粘附性。
技术实现思路
本专利技术涉及一种火焰或热流防护性涂料组合物，该组合物含有分散于硅树脂中的玻璃纤维、中空玻璃球或两者的组合。本专利技术还涉及一种火焰或热流防护板，该防护板含有硅树脂以及片状形式的玻璃纤维、中空玻璃球或两者的组合，其中玻璃纤维和/或中空玻璃球分散于硅树脂中或者玻璃纤维是包被硅树脂的编织布。本专利技术还涉及用火焰或热流防护涂层包被物品的方法，以及包含火焰或热流的防护涂层或防护板的物品。附图说明图1是几种硅树脂产品的粘度对剪切速率的作图。图2是三种玻璃组分/硅树脂涂料的粘度对剪切速率的作图。图3是几种中空玻璃球/硅树脂涂料的粘度对剪切速率的作图。图4是描述被测试涂层产品性质的表格。图5是玻璃纤维/硅树脂涂料火焰测试中温度对时间的作图。图6是玻璃纤维/硅树脂涂料平均火焰测试结果图示。图7是中空玻璃球/硅树脂涂料火焰测试结果图示。图8是中空玻璃球/硅树脂涂料火焰测试结果图示。图9是未涂覆中空玻璃球/硅树脂涂料的钢板与涂覆中空玻璃球/硅树脂涂料的钢板火焰测试结果对比图示。专利技术的详细描述本专利技术包括一种“玻璃组分”，是指包括玻璃纤维和/或中空玻璃球。所述的玻璃组分给予本专利技术中的组合物高辐射系数。辐射系数作为其温度的函数，是材料吸收和辐射能量的能力，在本文中定义为材料辐射给同温度的黑体的总能量比率。黑体吸收全部电磁辐射，是辐射系数为1的理想辐射体。所有非黑体物体的辐射系数都小于1，并由物体的温度、表面特性、几何形状和尺寸，以及化学组成所决定。为了散热，接近1的高辐射系数值是理想的。玻璃的辐射系数在0. 87-0. 95之间。玻璃组分为涂料组合物提供相对低的导热率，因此也具有高的热绝缘值。例如，一股玻璃纤维的一端能够在高温时从其包被基体上将热辐射掉，而同一股玻璃纤维的另一端能够使基体隔绝辐射的热量。在另一个例子中，中空玻璃球的暴露在高温下引起球体融化的同时在基体上方形成一层防护层。玻璃组分以适于热暴露时促进有效辐射冷却的量存在。在一种实施方案中，玻璃纤维的量为组合物重量的约4%至约14%。优选地，玻璃纤维的量为组合物重量的约8%至约14%，更加优选组合物重量的约8%至约12%。在另一个实施例中，中空玻璃球的量为组合物重量的约0. 至约40%。中空玻璃球的量影响涂料的粘度并可能依赖于合适的涂覆方法。如，在使用喷涂法涂覆涂料时，中空玻璃球优选的量为组合物重量的约0. 25%至约20%。在采用浸渍法涂覆涂料时，中空玻璃球优选的量为组合物重量的约5%至约30%。当使用泡沫刷涂覆涂料时，中空玻璃球的量达到组合物重量的约40%。玻璃纤维可以具有合适的纤维长度和直径。玻璃纤维还可以包含具有适当长度和直径的纤维的混合。优选地，纤维长度范围为大约1毫米至大约20毫米。优选的纤维直径为大约6微米至大约19微米。可选择地，在与硅树脂组分结合之前从玻璃纤维成分中去除至少一部分胶料。中空玻璃球可以具有任何合适的直径或为合适直径的混合。优选地，中空玻璃球直径范围为大约5微米至大约30微米，特别优选18微米。玻璃组分可以具有任何适合的纵横比。在一种实施方式中，玻璃组分的纵横比是从约1 1至约20 1。硅树脂组分为涂层提供机械柔性和在宽温度范围内(例如，-110-400 T )的热稳定性。此外，高温下(例如，超过400下)硅树脂组分分解成为二氧化硅和氧化硅，可从热源中吸收大量能量。另外，作为硅树脂降解的结果，玻璃组分的大表面积暴露出来。暴露的玻璃纤维或中空玻璃球的缠绕网加深了涂层辐射降温的程度，并通过停留在植根于温度较低的接近被保护的基体表面的硅树脂底层而隔热。优选地，硅树脂成分包括二甲基硅氧烷和聚二甲基硅氧烷。对于涂覆到热塑性基体材料，优选含有溶剂的低粘度硅树脂，因为其不需要添加能增加该硅树脂和基体层间结合的材料，比与高粘度硅树脂混合需要较少能量，以及，更方便涂覆在基体上。例如，发现道康宁(Dow Corning) 236分散剂与聚乙烯和聚苯乙烯粘合得很好。当利用含有较少挥发性有机化合物(如小于量的V0C)的较浓的硅树脂(如粘度大于lOOPa. s，剪切速率在约Is—1和lOOOs—1)中加入聚氨酯时，可加强与热塑性基体材料表面的结合作用。例如，硅橡胶和高达70%的聚氨酯的混合物在火焰测试中表现很好。如果需要在低温条件下的高韧性，则聚氨酯最大允许的浓度为40%，以使其通过低温柔性测试，在柔性测试中已包被的基体材料在_79°C绕0. 64cm的轴弯折180°。利用适合在涂料组合物中硅树脂粘度的方法混合或搀和玻璃组分和硅树脂。包含较高粘度的硅树脂的混合物可以用较强的混合工具(如，桨板混合器，单或双螺旋混合器， Banburay泡沫器或类似工具等)制备。包括一种较低粘度的硅树脂混合物也可以用以前描述的混合工具或在容器中用搅拌工具手动混合或在一个密闭的容器中摇晃混合物。本专利技术的另一方面包括使用火焰或热流防护涂料组合物于物件的至少一部分的方法，其中所述的组合物包含分散于硅树脂中的玻璃纤维。在优选的实施方案中，涂料通过刷涂的方法涂在基体上。当采用刷涂方法涂覆时，优选中等粘度硅树脂(如道康宁 734可流动密封胶)。在另一个实施方案中，通过将基体浸泡于涂料组合物中而包被涂层。在另一个实施方案中，通过喷涂涂料组合物于基体上而包被涂层。当采用喷涂方法涂覆时，优选较低粘度的硅树脂(如道康宁 236分散剂)，当涂覆涂层时，均勻的涂层并不是关键性的，但涂层必须足够的厚，厚到看不到下垫面。对于较厚涂层(如，对于防火砖时)，优选高粘度硅树脂(如硅胶I(GE))。本专利技术的另一方面还包括一种物品，其中至少一部分用一种组合物包被，该组合物包括在硅树脂中含有玻璃纤维分散相、中空玻璃球分散相或其二者的组合。用于包被物件的合适基体包括，例如，热塑性塑料、热塑性塑料复合材料、聚乙烯、 木材、石材、金属(例如，钢)、陶瓷、玻璃、砌体材料(举例来说，砖块、大理石、花岗岩、钙华、 石灰石、混凝土砌块、玻璃砖、瓦，等等)，及类似物。例如，美国专利6，191，228,5, 951，940、 5，916，932,5, 789，477和5，298，214公开了由生活和工业废塑料制成的结构可再生的塑料木材复合材料，其中聚烯烃与聚苯乙烯或热塑性塑料包被的诸如玻璃纤维的纤维材料混合。这五个专利的公开都以引文形式并入本文。被包被的物件可以具有任何形状或形式，例如，圆形截面，矩形截面，沙漏型截面， 呈片状，或其组合。塑料复合材料的示例性的形式公开于2003年7月8日提交的美国专利申请60/486,205，2005年5月19日提交的美国专利申请60/683，115，2006年1月9日提交的美国专利申请10/563,883，以及2006年5月19日提交的国际申请PCT/US06/19311。 所有上述公开都以引文形式并入本文。在一个实施方案中，物件为L型梁本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种火焰或热流防护涂料组合物，其特征在于，所述组合物包含分散于硅树脂中的中空玻璃球或玻璃纤维和中空玻璃球的组合物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：汤姆斯·J·诺斯科，
申请(专利权)人：新泽西鲁特格斯州立大学，
类型：发明
国别省市：US
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