[发明专利]涂料组合物

说明书

本发明公开了一种涂料组合物，包含：a)平均粒子尺寸为300微米至1000微米的第一可膨胀石墨化合物；b)平均粒子尺寸为0.5微米至250微米的第二可膨胀石墨化合物；c)粘结剂，该粘结剂包含：i)热塑性化合物和ii)热固性化合物；d)催化剂；以及e)发泡剂。

技术领域

本申请要求于2017年9月20日提交的美国申请No.15/710671的权益，该美国申请的全部内容通过引用并入本文。

本发明涉及涂料组合物。特别地，本发明涉及阻燃膨胀型涂料组合物。

背景技术

住宅建筑在过去的几十年间经历了稳定的变化，包括更大的房屋，不同的房屋几何形状以及不同的建筑材料组合。这些变化中的一些直接与轻型工程地板系统的增加使用有关，该系统由替代实心锯木2”x10”木搁栅的结构工程木质I型搁栅组成。木质I型搁栅由被称作上和下凸缘的上和下水平组件以及位于凸缘之间的被称作“腹板(web)”的垂直部分制成。凸缘典型地由单板层积材或结构层积材制成。腹板典型地由定向木片(strand)板制成，这种定向木片板是利用由被称为木片机(strander)的切割机生产的薄矩形木片的层制成的结构板。所述木片与粘合剂混合，并在加热和加压下胶合至所需的板厚度。

关于这些工程木基系统在火情情况下的安全性一直存在持续的争论，特别是涉及人员疏散和应急响应人员进入的问题。在火情情况下，由于腹板烧穿，I型搁栅往往会迅速失去强度，从而导致搁栅失效和地板塌陷。最近的建筑规范修订版(特别是2012和2015IRC规范修订版，分别为501.3和302.13)要求使用喷水灭火系统或其他经认可的地板组件，其显示根据ASTM E119和/或ASTM E-84测试结果以及ICC评估服务批准的涂料标准所测量的与2”x10”实木相比同等的防火性能。

阻燃涂料是防止材料着火的最容易且最有效的方式之一。这些涂料不会引起基材的化学改性，而是会形成保护层，该保护层会改变到达基材的热通量并可抑制其热降解、点燃或燃烧。膨胀型涂料通常被用作阻燃剂。膨胀型涂料在热的影响下膨胀以形成多空隙炭化层，该层起到隔绝阻挡层的作用。经膨胀的炭可膨胀至最高达所施加涂料原始厚度的50倍。它可隔绝基材，并可提供在基材达到临界温度之前的额外时间，在该临界温度下，基材将丧失其承载能力。此额外时间可使建筑物中的人员疏散，并为应急响应人员提供控制火灾的机会。但是，许多膨胀型涂料被设计用于钢基材，因此可能不适用于木材。因此，将需要适合于与I型搁栅和其他木质基材一起使用的膨胀型涂料，它们满足所需的阻燃标准和批准的标准。

发明内容

发明概述

在本发明的一种广泛的实施方案中，公开了一种组合物，其包含以下物质、由以下物质组成或基本上由以下物质组成：a)平均粒子尺寸为300微米至1000微米的第一可膨胀石墨化合物；b)平均粒子尺寸为0.5微米至250微米的第二可膨胀石墨化合物；其中第一可膨胀石墨化合物与第二可膨胀石墨化合物的重量比为4∶1至1∶4；c)粘结剂，该粘结剂包含：i)热塑性化合物和ii)热固性化合物，其中热塑性化合物与热固性化合物的重量比为10∶1至1∶3；d)催化剂；以及e)发泡剂。

发明详述

本发明的实施方案涉及涂料组合物、制备该涂料组合物的方法以及该涂料组合物在木材基材中的用途。在各种实施方案中，该涂料组合物是膨胀型涂料组合物。膨胀型涂料组合物是由于热暴露而导致膨胀从而体积增加且密度减小的物质。

该膨胀型涂料组合物包含以下物质、由以下物质组成或基本上由以下物质组成：a)平均粒子尺寸为300微米至1000微米的第一可膨胀石墨化合物；b)平均粒子尺寸为0.5微米至250微米的第二可膨胀石墨化合物，其中第一可膨胀石墨化合物与第二可膨胀石墨化合物的重量比为4∶1至1∶4；c)粘结剂，该粘结剂包含i)热塑性化合物；和ii)热固性化合物，其中热塑性化合物与热固性化合物的重量比为10∶1至1∶3；d)催化剂；以及e)发泡剂。